一种晶圆转速测试装置及半导体设备的制作方法

本实用新型涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种适用于具有旋转的卡盘的单片型半导体设备中的晶圆转速测试装置及半导体设备。

背景技术：

在半导体制造过程中，许多单片型的工艺设备中都设置有卡盘，卡盘上设置有多个固定销，多个固定销在卡盘内的传动机构的作用下将晶圆卡固在卡盘上，在某些工艺中卡盘需要高速旋转，例如，在晶圆清洗设备腔体中，为了清洗晶圆上残留的液体，需要卡盘带动晶圆高速旋转；在湿法刻蚀设备的反应室中，为了使用于刻蚀的酸液均匀的接触晶圆表面，并且在晶圆表面停留时间短，需要卡盘带动晶圆高速旋转。

在设备工作时，在制程高转速的要求的前提下，晶圆会因为卡盘转动不平衡、晶圆离心力过大、卡盘内部传动机构损耗等原因不能完全被固定销夹住，从而发生晶圆的转速低于卡盘的转速的情况，而现有技术中，具有旋转的卡盘的单片型半导体设备中，仅可监测卡盘的转速，不能监测晶圆的转速，当晶圆与卡盘旋转不同步时不能及时发现和处理，使得晶圆与固定销出现长时间的相对运动导致固定销磨损异常，缩短了固定销的使用周期，同时存在晶片破损的风险；另外，对于对晶圆有刻蚀的制程，因为晶圆转速低于卡盘的转速，使得晶圆的转速低于要求的转速，从而导致酸液停留在晶片表面时间超过制程要求，使得刻蚀率过高，晶圆报废。

技术实现要素：

根据现有技术中存在的上述问题，现提供一种晶圆转速测试装置及半导体设备，旨在测试固定于旋转的卡盘上的晶圆的转速，方便工作人员及时了解晶圆转速，以便在晶圆转速异常时及时处理。本实用新型采用如下技术方案：

一种晶圆转速测试装置，适用于具有旋转的卡盘的单片型半导体设备中，于所述卡盘的边缘设置若干个固定销，待测试的晶圆通过若干个所述固定销卡固于所述卡盘上，晶圆转速测试装置包括：

圆形的反光板，设置于所述卡盘的上表面上并且位于若干个所述固定销围绕的圆形区域内，所述反光板的直径与待测试的晶圆的直径相等；

光纤传感器，对应于所述反光板的边缘处设置于所述反光板的上方；

所述光纤传感器连接于所述半导体设备的控制装置。

较佳的，上述晶圆转速测试装置中，所述反光板为圆环形，所述反光板的外径与待测试的晶圆的直径相等。

较佳的，上述晶圆转速测试装置中，所述反光板包括：

基板，所述基板透明；

反光层，设置于所述基板内部，所述反光层与所述基板的横截面具有相同的尺寸及形状。

较佳的，上述晶圆转速测试装置中，所述基板由聚三氟氯乙烯制成。

较佳的，上述晶圆转速测试装置中，所述反光层为金属反光镀层。

较佳的，上述晶圆转速测试装置中，所述半导体设备包括一个反应室，所述卡盘设置于所述反应室内，所述光纤传感器设置于所述反应室的顶部的内壁上。

还包括，一种半导体设备，其中，包括上述任一所述的晶圆转速测试装置。

上述技术方案的有益效果是：在半导体设备内设置与半导体设备的控制装置连接光纤传感器，测试晶圆的转速，方便工作人员及时了解晶圆转速，以便在晶圆转速异常时及时处理，避免因晶圆与卡盘转速不同步而导致卡盘固定销磨损，晶圆破损以及晶圆刻蚀过度等问题。

附图说明

图1是本实用新型的较佳的实施例中，一种晶圆转速测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型的较佳的实施例中，反光板的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。

本实用新型的较佳的实施例中，如图1和图2所示，提供一种晶圆转速测试装置，适用于具有旋转的卡盘1的单片型半导体设备中，于卡盘1的边缘设置若干个固定销2，待测试的晶圆3通过若干个固定销2卡固于卡盘1上，晶圆转速测试装置包括：

圆形的反光板4，设置于卡盘1的上表面上并且位于若干个固定销2围绕的圆形区域内，反光板4的直径与待测试的晶圆3的直径相等，使得待测试的晶圆3固定在卡盘1上后反光板4的边缘与待测试的晶圆3的边缘重合；

工业防腐蚀型的光纤传感器5，对应于反光板4的边缘处设置于反光板4的上方；

光纤传感器5连接于半导体设备的控制装置6。

本实用例中，使用的光纤传感器5为反射式光纤传感器，光纤传感器5垂直于反光板4设置，并且对应于反光板4的边缘处设置于反光板4的上方，使得光纤传感器5发射的光源垂直于反光板4，当晶圆3固定于卡盘1上后，光纤传感器5的光源垂直于晶圆3发射到待测试的晶圆3的边缘处。由于晶圆3边缘处上设置有定位缺口，当晶圆3的定位缺口旋转到光纤传感器5下时，光纤传感器5接收到的反射光的强度较大，可以通过测得单位时间内定位缺口旋转至光纤传感器5的下方的次数计算得到晶圆3的转速。

进一步地，本实施例中，光纤传感器5与半导体设备的控制装置6连接，光纤传感器5根据接收到的反射光强度的变化产生相应的电信号发送至半导体设备的控制装置6，在控制装置6内设置相应的程序处理电信号以得到晶圆3的转速，同时可以通过控制装置6将测得的晶圆3的转速显示给工作人员，由工作人员根据测得的晶圆3的转速做相应的处理。或者在控制装置6内设定相应的程序，比较晶圆3的转速和卡盘1的转速，在晶圆3与卡盘1转速不同步时，控制装置6触发报警，并暂停半导体设备。

上述技术方案中，在半导体设备内设置与半导体设备的控制装置6连接光纤传感器5，测试晶圆3的转速，方便工作人员及时了解晶圆3转速，以便在晶圆3转速异常时及时处理，避免因晶圆3与卡盘1转速不同步而导致卡盘1上的固定销2磨损，晶圆破损以及晶圆刻蚀过度等问题。

需要说明的是，通过控制装置6处理光纤传感器5产生的电信号得到晶圆3转速是现有技术，以及通过控制装置比较两个值的大小，并在两个值不同时触发报警也是现有技术。本实用新型通过半导体设备内安装反光板4和光纤传感器5作为测试晶圆转速的装置，结合现有数据处理方法和控制方式，实现测试晶圆3的转速。

本实用新型的较佳的实施例中，反光板4为圆环形，反光板4的外径与待测试的晶圆3的直径相等。

上述技术方案中，由于在测试晶圆3的转速时是以晶圆3边缘的定位缺口作为参考，光纤传感器5对应晶圆3的边缘设置，将反光板4设置成圆环形，在满足测试需要的同时，减少生产反光板4使用的材料，减少不必要的浪费。

本实用新型的较佳的实施例中，反光板4包括透明的基板和设置于上述基板内部的反光层(图中未画出)，反光层与基板的横截面具有相同的尺寸及形状。

进一步地，本实用新型的较佳的实施例中，基板由聚三氟氯乙烯制成，反光层为镀在基板内部的金属反光镀层。

上述技术方案中，基板使用聚三氟氯乙烯制成，聚三氟氯乙烯具有较好的抗腐蚀性，将金属反光镀层设置于基板内，可避免金属反光镀层在半导体设备的内被腐蚀。

本实用新型的较佳的实施例中，半导体设备包括一个反应室，卡盘1设置于反应室内，光纤传感器5设置于反应室的顶部的内壁上。

本实用新型的实施例中，还包括，一种半导体设备，该半导体设备使用上述的晶圆转速测试装置。

以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。