专利名称：检测晶圆边缘洗边效果的装置及方法
技术领域：
本发明涉及半导体工艺，特别涉及;f全测晶圓边缘洗边效果的装置及方法。
背景技术：
在半导体制程的电镀铜工艺中，晶圆边缘的铜薄膜可能会生成不应有的微 细颗粒并且增加后续的化学机械研磨工艺的困难。因此晶圓边缘的铜薄膜并
不是生产所需要的，所以必须被去除掉。在Novellus公司的Sarbe型号的电化学 镀铜工具中，洗边槽被用来去除晶圓边缘的铜薄膜，此项操作被称为洗边。 然而在这样一个电化学镀铜工具中，并没有针对晶圓边缘洗边效果做出检测 的装置。如果洗边工艺没有被正确执行，晶圆就达不到后续化学机械研磨工 艺的标准。而洗边槽并不会知道洗边失败，这样将会导致大量的洗边失败的 晶圓被送往后续化学机械研磨工艺流程中。并且这种洗边失败的晶圆现今只 能在光学显微镜检测流程中被生产制造助理发现，而此时已经是在化学机械 研磨工艺之后了。 一般来说，20堆或500片的洗边失败的晶圆将在生产制造助 理发现之前被生产出来。因此现有技术的缺陷在于大量洗边失败的晶圓会 被送往后续化学机械研磨工艺，给后续研磨工艺增加难度。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种检测晶圆边缘洗边效果的装置，避免大量 洗边失败的晶圓被送往后续化学机械研磨工艺，增加研磨工艺难度。
为解决上述问题，本发明提供一种检测晶圓边缘洗边效果的装置，包括下 列部件晶圓架，用于放置晶圓；光敏传感器，用于向放置晶圓的平面发射 探测光探测晶圆是否存在，并发送探测结果信号；颜色分辨光敏传感器，位 于晶圓上有铜薄膜面的上方，用于通过接收向晶圆边缘发射的分辨光的反射 光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并发送分辨结果信号；可编程逻辑控制单元， 用于接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圓边缘洗边是否成功， 并报告判断结果。
相应地，本发明还提供了 一种检测晶圆边缘洗边效果的方法，包括下列步
骤光敏传感器向放置晶圓的平面发出探测光探测晶圓架上有无晶圓，同时 颜色分辨光敏传感器发射分辨光；当光敏传感器探测到晶圓架上的晶圓时， 向可编程逻辑控制单元发送探测结果信号通知可编程逻辑控制单元晶圆已存 在，同时颜色分辨光敏传感器根据晶圆边缘反射的分辨光分辨晶圓边缘有无 铜薄膜，并向可编程逻辑控制单元发送分辨结果信号；可编程逻辑控制单元 接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圓边缘洗边是否成功，并报 告判断结果。
与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明检测晶圓边缘洗边效果 的装置能够及时发现洗边失败的晶圓并报告，防止这些晶圆被送往后续化学 机械研磨工艺，从而减小后续研磨工艺难度。
图1是本发明检测晶圓边缘洗边效果的装置检测边缘被去除铜薄膜的晶 圆的示意图2是本发明检测晶圓边缘洗边效果的装置检测边缘未被去除铜薄膜的 晶圆的示意图3是本发明检测晶圓边缘洗边效果的方法流程图。
具体实施例方式
本发明检测晶圓边缘洗边效果的装置如图1所示 晶圆架l,用于放置晶圓2;
光敏传感器3，用于向放置晶圆2的平面发射探测光探测晶圓2是否存在, 并发送代表晶圆架1有无晶圓2的探测结果信号；
颜色分辨光敏传感器4，位于晶圓2铜薄膜面的上方，用于通过接收向晶 圆边缘发射的分辨光的反射光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并发送分辨结果信 号；
可编程逻辑控制单元5，用于接收并根据探测信号和分辨信号判断晶圆边 缘洗边是否成功，并报告判断结果。
所述本发明检测晶圓边缘洗边效杲的装置位于晶圆传送站中，在晶圓通过 传送站时对于晶圓边缘的洗边效果进行检测，以防止洗边失败的晶圓被送往 后续化学机械研磨工艺。
所述光敏传感器，位于放置晶圓的平面的垂直空间里，即位于晶圓上方或 晶圓下方，包括放大器FS - V2R (未显示)以及光纤模组FU - 35FA (未显 示)，放大器用来根据反射光线亮度不同判断晶圓架上有无晶圓；光纤模组 用来发射探测光和接收探测光。
所述颜色分辨光敏传感器，包括;故大器CZ-V21 (未显示)以及感测头 CZ - H32 (未显示)，放大器用于根据接收的反射光的亮度不同分辨晶圓边缘 有无铜薄膜；感测头用来发射分辨光和接收分辨光，所述分辨光由红、蓝和 绿三色光构成，直径为2.5mm,投射在距离晶圆边缘0 - 2.5mm处，以保证距 离晶圆边缘3mm范围内的晶圆表面能被分辨光照射到，即满足晶圓边缘检测 范围的要求。
相应地，本发明检测晶圓边缘洗边效果的方法通过如下步骤来完成对晶圓 边缘洗边效果的检测光敏传感器向放置晶圆的平面发出探测光探测晶圓架 上有无晶圆；颜色分辨光敏传感器发射分辨光；当光敏传感器探测到晶圆架 上的晶圆时，向可编程逻辑控制单元发送探测结杲信号通知可编程逻辑控制 单元晶圆已存在；颜色分辨光敏传感器根据晶圆边缘反射的分辨光分辨晶圓 边缘有无铜薄膜，并向可编程逻辑控制单元发送分辨结果信号；可编程逻辑 控制单元接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圆边缘洗边是否成 功，并报告判断结果。
下面结合图3分别对于晶圓边缘无铜薄膜和有铜薄膜的检测步骤作详细 说明，晶圆边缘无铜薄膜检测情况如图l所示
首先，绿灯亮起，光敏传感器向放置晶圆的平面发出探测光探测晶圓架上 有无晶圓；颜色分辨光敏传感器发射一束直径为2.5mm的分辨光；
接着，当传送带将一片晶圓送至晶圆架上时，晶圆会反射探测光，光敏传 感器接收到反射的探测光后向可编程逻辑控制单元发送探测结果信号通知可 编程逻辑控制单元晶圆已存在，此时探测结果信号值为"1"，同时颜色分辨 光敏传感器根据晶圓边缘反射的分辨光进行分辨，当晶圆边缘没有铜薄膜时， 晶圓反射的分辨光非常暗淡，因此颜色分辨光敏传感器会接收到暗淡的反射 分辨光。颜色分辨光敏传感器根据接收的暗淡的反射分辨光分辨出晶圓边缘 无铜薄膜，并向可编程逻辑控制单元发送代表晶圓边缘3mm范围内无铜薄膜 的分辨结果信号，此时分辨结果信号值为"0";
最后，可编程逻辑控制单元根据接收的探测结果信号和分辨结果信号的组 合值"10"得知装置中有晶圓，并且此晶圓边缘3mm范围内无铜薄膜，满足 研磨工艺的标准。从而可编程逻辑控制单元得出洗边成功的结论，并报告判 断结果。
所述可编程逻辑控制单元通过控制红绿灯报告判断结果，红绿灯用于接 收并根据可编程逻辑控制单元发送的判断结果信号亮灯通知监测人员检测结 果，此时可编程逻辑控制单元向红绿灯发送代表洗边成功的OK信号，红绿 灯根据所接收的OK信号保持绿灯点亮。监测人员看到绿灯不变即知道此片 晶圓洗边成功。
晶圓边缘有铜薄膜检测情况如图2所示
首先，绿灯亮起，光敏传感器向放置晶圓的平面发出探测光探测晶圓架上 有无晶圓；颜色分辨光敏传感器发射一束直径为2.5mm的分辨光； 接着，当传送带将一片晶圓送至晶圓架上时，晶圓会反射探测光，光敏传 感器接收到反射的探测光后向可编程逻辑控制单元发送探测结果信号通知可 编程逻辑控制单元晶圆已存在，此时探测结果信号值为'T，，同时颜色分辨 光敏传感器根据晶圓边缘反射的分辨光进行分辨，当晶圓边缘有铜薄膜时， 晶圆反射的分辨光非常明亮，因此颜色分辨光敏传感器会接收到明亮的反射 分辨光。颜色分辨光敏传感器根据接收的明亮的反射分辨光分辨出晶圓边缘
有铜薄膜，并向可编程逻辑控制单元发送代表晶圆边缘3mm范围内有铜薄膜 的分辨结果信号，此时分辨结果信号值为"1";
最后，可编程逻辑控制单元根据接收的探测结果信号和分辨结果信号的组 合值"11"得知装置中有晶圆，并且此晶圓边缘3mm范围内有铜薄膜，不能 满足研磨工艺的标准。从而可编程逻辑控制单元得出洗边失败的结论，并向 红绿灯发送代表亮红灯的NG信号。红绿灯根据所接收的NG信号点亮红灯、 熄灭绿灯。监测人员看到红灯亮起、绿灯熄灭，就能及时发现此片晶圓洗边 失败，需要重新洗边。
另夕卜，为了能够在本发明检测晶圓边缘洗边效果的装置检测到洗边失败的 晶圓时更好地提醒监测人员，还可以将一个声音报警器与红绿灯的红灯连通。 当红灯亮起时，带动声音报警器发出报警声音，使监测人员能够更快地接收 到检测装置的通知。
综上所述，通过本发明检测晶圓边缘洗边效果的装置，在晶圓被送至后续 化学机械研磨工艺前进行检测。监测人员可以及时发现洗边失败的晶圓，从 而避免了大量洗边失败的晶圓被送至化学机械研磨工艺流程中，减小了后续 研磨工艺难度。
权利要求
1. 一种检测晶圆边缘洗边效果的装置，其特征在于，包括，晶圆架，用于放置晶圆；光敏传感器，用于向放置晶圆的平面发射探测光探测晶圆是否存在，并发送探测结果信号；颜色分辨光敏传感器，位于晶圆上有铜薄膜面的上方，用于通过接收向晶圆边缘发射的分辨光的反射光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并发送分辨结果信号；可编程逻辑控制单元，用于接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圆边缘洗边是否成功，并报告判断结果。
2. 如权利要求1所述的检测晶圓边缘洗边效果的装置，其特征在于，所述装 置位于晶圓传送站中。
3. 如权利要求1所述的检测晶圓边缘洗边效果的装置，其特征在于，所述光 敏传感器位于放置晶圓的平面的垂直空间里。
4. 如权利要求3所述的检测晶圓边缘洗边效果的装置，其特征在于，所述光 敏传感器位于晶圓下方。
5. 如权利要求1所述的检测晶圓边缘洗边效果的装置，其特征在于，所述颜 色分辨光敏传感器所发射的分辨光由红、蓝和绿三色光构成。
6. 如权利要求5所述的检测晶圓边缘洗边效果的装置，其特征在于，所述分 辨光直径为2.5mm，投射在距离晶圓边缘0 - 2.5mm处。
7. —种检测晶圓边缘洗边效果的方法，其特征在于，包括下列步骤，光敏传感器向放置晶圓的平面发出探测光探测晶圓架上有无晶圓；颜色分 辨光敏传感器发射分辨光；当光敏传感器探测到晶圓架上的晶圆时，向可编程逻辑控制单元发送探测 结果信号通知可编程逻辑控制单元晶圆已存在；颜色分辨光敏传感器根据晶 圆边缘反射的分辨光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并向可编程逻辑控制单元发 送分辨结果信号；可编程逻辑控制单元接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圓 边缘洗边是否成功，并报告判断结果。
8. 如权利要求7所述的检测晶圆边缘洗边效果的方法，其特征在于可编程逻 辑控制单元通过控制红绿灯报告判断结果。
9. 如权利要求8所述的检测晶圆边缘洗边效果的方法，其特征在于所述控制 红绿灯报告判断结果包括发送OK信号保持绿灯来代表洗边成功以及发送NG 信号点亮红灯、熄灭绿灯来代表洗边失败。
10. 如权利要求8或9所述的检测晶圓边缘洗边效果的方法，其特征在于红 绿灯的红灯上连接一个声音报警器，当红灯亮起时，启动声音报警器发出报 警声音。
全文摘要
本发明提供了一种检测晶圆边缘洗边效果的装置。所述装置包括用于放置晶圆的晶圆架；用于探测晶圆是否存在的光敏传感器；用于分辨晶圆边缘有无铜薄膜的颜色分辨光敏传感器；用于判断晶圆边缘洗边工艺是否成功并通知监测人员检测结果的可编程逻辑控制单元。本发明还提供了一种检测晶圆边缘洗边效果的方法光敏传感器发出探测光探测晶圆架上有无晶圆；颜色分辨光敏传感器发射分辨光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并发送分辨信号；可编程逻辑控制单元接收并根据探测信号和分辨信号判断晶圆边缘洗边是否成功，并报告判断结果，从而避免了大量洗边失败的晶圆被送往后续的化学机械研磨工艺中，增加研磨难度。
文档编号G01N21/952GK101206181SQ20061014780
公开日2008年6月25日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者边逸军, 明 陈, 陈勇志, 黎东明 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司