专利名称：晶圆位置检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆位置检测装置及检测方法。
背景技术：
半导体元器件是在半导体晶圆上使用多个不同的处理步骤制造而成，每一步骤可能涉及不同的加工装置，通常，晶圆由机械手搬运至各加工装置内进行与各加工装置对应的工艺处理，在各加工装置内通常设置有载置台用于载置晶圆，为了对载置台上的晶圆进行工艺处理，需要将晶圆正确的放置在载置台上而不能有位 置偏移，一旦晶圆偏离正确的位置，就会对工艺的可靠性和工艺效果造成不良影响。例如，在半导体元器件的金属互连线的制作过程中，沉积在晶圆上电介质材料非凹陷区域的金属薄膜通过化学机械抛光工艺去除后，需要对晶圆表面进行清洗，从而去除晶圆表面的颗粒等污染物，通常，先采用刷洗的方式清洗晶圆表面，然后，再将晶圆放入清洗腔中进行二次清洗和干燥，机械手将晶圆放置在清洗腔的载置台上后，在进行二次清洗和干燥之前，需要先检测晶圆在载置台上的位置是否正确，如果不正确，二次清洗和干燥工艺则无法进行。目前，公知的检测晶圆位置的方法是利用照相机等摄像部件拍摄晶圆的外周边缘部，根据得到的图像数据来检测晶圆的位置是否偏离正确的位置。仍以上述制作半导体元器件的金属互连线为例，晶圆在被放置在清洗腔的载置台上进行二次清洗和干燥之前，晶圆的表面可能会出现有的地方有水膜，而有的地方没有水膜的现象，晶圆表面的此种状态会影响摄像部件图像数据的采集，从而不能准确检测晶圆在载置台上的位置是否正确，为二次清洗和干燥工艺埋下隐患。
发明内容
本发明的目的是针对上述背景技术存在的缺陷提供一种晶圆位置检测装置，该检测装置能够准确检测晶圆位置是否正确。本发明的又一目的是提供一种晶圆位置检测方法，该方法能够准确检测晶圆位置是否正确。为实现上述目的，本发明提供的一种晶圆位置检测装置，包括载置台、驱动装置、吹气装置、摄像装置及图像处理装置。其中，所述载置台用于载置晶圆；所述驱动装置与所述载置台相连，用于驱动载置台旋转；所述吹气装置设置在所述载置台的上方并向载置台上的晶圆的外周边缘部吹气，使晶圆的外周边缘部干燥；所述摄像装置设置在所述载置台的上方，用于给载置台上的晶圆拍摄图像，并将拍摄的图像发送至所述图像处理装置；所述图像处理装置接收所述摄像装置拍摄的图像后，将图像中晶圆外周边缘部上一部分区域内的图像转换成像素，并将该像素与该部分区域内的图像参考像素比较，若二者一致，则晶圆被正确的放置于载置台上，若二者不一致，则晶圆在载置台上的位置偏离了正确位置。为实现上述目的，本发明提供的一种晶圆位置检测方法，包括如下步骤选定晶圆图像检测区域并获取该检测区域内的晶圆图像参考像素；
将晶圆放置在载置台上；低速旋转载置台，并向晶圆的外周边缘部吹气，干燥晶圆的外周边缘部；拍摄晶圆的图像，并将晶圆的图像发送至图像处理装置；将检测区域内的晶圆图像转换成像素；将像素与检测区域内的晶圆图像参考像素比较，若二者一致，则晶圆被正确的放置于载置台上，若二者不一致，则晶圆在载置台上的位置偏离了正确位置。综上所述，本发明晶圆位置检测装置及检测方法通过向晶圆的外周边缘部吹气，干燥晶圆的外周边缘部后再给晶圆拍摄图像，因此，该装置和方法能够准确的检测晶圆在载置台上的位置是否正确，不会出现误检，提高了工艺的可靠性。
图I是本发明晶圆位置检测装置的一实施例的剖面结构示意图。图2是本发明晶圆位置检测装置的一实施例的立体图。图3是本发明晶圆位置检测装置的另一实施例的立体图。图4是本发明晶圆位置检测方法的流程图。
具体实施例方式为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合图式予以详细说明。请参阅图I和图2，为本发明晶圆位置检测装置的一实施例的示意图。本发明晶圆位置检测装置包括工艺腔10、载置台20、驱动装置30、吹气装置40、摄像装置50及图像处理装置(图中未示)。工艺腔10用于对晶圆W进行相应的工艺处理，在本发明中，工艺腔10可以用于对晶圆W进行湿法清洗和干燥处理。载置台20具有圆形的用于放置晶圆W的承载部21和一端与承载部21中心相连接而另一端穿过工艺腔10与驱动装置30相连接的支撑部22，承载部21收容于工艺腔10内，承载部21设置有数个定位销23用于将晶圆W卡固在承载部21上。定位销23通常设置为3个或3个以上以达到较好的卡固效果。驱动装置30用于驱动载置台20旋转，驱动装置30可以是一马达。吹气装置40设置在载置台20的上方，用于向承载部21上的晶圆W的外周边缘部吹氮气或其他干燥气体，从而使晶圆W的外周边缘部干燥，吹气装置40具有设置于晶圆W外周边缘部上方的吹气口 41和与吹气口 41相连通的气体管路42，吹气口 41的直径为2至4毫米。摄像装置50设置在载置台20的上方，用于给承载部21上的晶圆W拍摄图像，并将拍摄的图像发送至图像处理装置，摄像装置50可以是一照相机或摄像机。本发明晶圆位置检测装置检测晶圆W是否被正确地放置于载置台20的承载部21上的具体过程如下先手动的将晶圆W放置在承载部21的正确位置上，调整吹气装置40的吹气口 41与晶圆W之间的垂直距离为2至6厘米，驱动装置30驱动载置台20低速旋转，并通过吹气装置40向晶圆W的外周边缘部吹氮气，直至晶圆W的外周边缘部完全干燥，驱动装置30驱动载置台20旋转的速度为20 lOOrpm，该转速可以保证即使晶圆W没有被正确地放置在承载部21上，晶圆W也不会由于离心力的作用离开承载部21，吹气装置40向晶圆W的外周边缘部吹的氮气的压力为40 lOOpsi，时间为10 25秒。然后，摄像装置50给放置于承载部21上的晶圆W拍摄图像，并将拍摄的图像发送至图像处理装置，图像处理装置接收到摄像装置50发送的图像后，选取图像中晶圆W外周边缘部上一部分区域作为检测区域，然后将该检测区域内晶圆W的图像转换成像素，并将该像素储存作为检测区域内的图像参考像素。承载部21上的晶圆W经过相应的工艺处理后取走，然后再将另一片晶圆W放置于承载部21上，此时，可以是手动放置或通过机械手放置，驱动装置30以相同的转速驱动载置台20低速旋转，同时，吹气装置40向晶圆W的外周边缘部吹氮气，吹的氮气的压力为40 lOOpsi，时间为10 25秒。然后，摄像装置50给晶圆W拍摄图像，并将拍摄的图像发送至图像处理装置，图像处理装置接收到图像后，将检测区域内的晶圆W的图像转换成像素，并将该像素与储存的检测区域内的图像参考像素比较，若两者一致，即表明晶圆W被正确的放置于承载部21上，工艺腔10中的工艺处理可以开 始；若两者不一致，即表明晶圆W在承载部21上的位置偏离了正确位置，在工艺腔10中的工艺处理需停止。优选地，上述摄像装置50在拍摄晶圆W的图像的同时持续向晶圆W的外周边缘部吹氮气，使晶圆W的外周边缘部保持干燥。此外，由于当载置台20转动的速度过低时，晶圆W上的水滴无法通过甩干去除，而且当吹的氮气的压力过低时(小于50psi)，晶圆W上的水滴被氮气吹开后又会重新聚拢在一起。为了解决此问题，如图3所示，优选地将吹气装置40的吹气口 41设置在距离检测区域所对应的晶圆W外周边缘部l-3cm处，同时使气流的方向与晶圆W旋转的方向保持一致，保证了检测区域所对应的晶圆W外周边缘部干燥的同时即可给晶圆W拍摄图像进行位置检测，进而节省了工艺时间。请参阅图4，本发明还揭示了一种晶圆位置检测方法，包括如下步骤SllO :选定晶圆图像检测区域并获取该检测区域内的晶圆图像参考像素；S120 :将晶圆W放置在载置台20的承载部21上；S130 :低速旋转载置台20，并向晶圆W的外周边缘部吹氮气干燥晶圆W的外周边缘部；S140 :拍摄晶圆W的图像，并将图像发送至图像处理装置；S150 :将检测区域内的晶圆图像转换成像素；S160:将像素与检测区域内的晶圆图像参考像素比较，根据比较结果判断晶圆W的位置是否正确，具体地，若像素与检测区域内的晶圆图像参考像素一致，即表明晶圆W被正确的放置于承载部21上；若像素与检测区域内的晶圆图像参考像素不一致，即表明晶圆W在承载部21上的位置偏离了正确位置。进一步的，选定晶圆图像检测区域并获取该检测区域内的晶圆图像参考像素，包括如下步骤首先，将晶圆W放置在载置台20的承载部21的正确位置上；其次，低速旋转载置台20，并向晶圆W的外周边缘部吹氮气干燥晶圆W的外周边缘部;然后，拍摄晶圆W的图像，并将晶圆W的图像发送至图像处理装置；最后，选取图像中晶圆W外周边缘部上一部分区域作为检测区域，并将检测区域内晶圆W的图像转换成像素，该像素即为晶圆图像参考像素。优选地，在拍摄晶圆W的图像的同时持续向晶圆W的外周边缘部吹氮气。由上述可知，本发明晶圆位置检测装置及检测方法通过向晶圆W的外周边缘部吹氮气干燥晶圆W的外周边缘部后再给晶圆W拍摄图像，因此，该装置和方法能够准确地检测晶圆W在承载部21上的位置是否正确，不会出现误检，提高了工艺的可靠性。
综上所述，本发明晶圆位置检测装置及检测方法通过上述实施方式及相关图式说明，已具体、详实的揭露了相关技术，使本领域的技术人员可以据以实施。而以上所述实施例只是用来说明本发明，而不是用来限制本发明的，本发明的权利范围，应由本发明的权利要求来界定。至于本文中所述元件数目的改变或等效元件的代替等仍都应属于本发明的权利范围。
权利要求
1.一种晶圆位置检测装置，其特征在于，包括载置台、驱动装置、吹气装置、摄像装置及图像处理装置，其中，所述载置台用于载置晶圆，所述驱动装置与所述载置台相连，用于驱动载置台旋转，所述吹气装置设置在所述载置台的上方并向载置台上的晶圆的外周边缘部吹气，使晶圆的外周边缘部干燥，所述摄像装置设置在所述载置台的上方，用于给载置台上的晶圆拍摄图像，并将拍摄的图像发送至所述图像处理装置，所述图像处理装置接收所述摄像装置拍摄的图像后，将图像中晶圆外周边缘部上一部分区域内的图像转换成像素，并将该像素与该部分区域内的图像參考像素比较，若二者一致，则晶圆被正确的放置于载置台上，若二者不一致，则晶圆在载置台上的位置偏离了正确位置。
2.根据权利要求I所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述驱动装置驱动载置台旋转的速度为20 lOOrpm。
3.根据权利要求I所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述吹气装置具有设置于晶圆外周边缘部上方的吹气口和与所述吹气ロ相连通的气体管路。
4.根据权利要求3所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述吹气ロ的直径为2至4毫米。
5.根据权利要求3所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述吹气ロ与晶圆之间的垂直距离为2至6厘米。
6.根据权利要求I所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述吹气装置向载置台上的晶圆的外周边缘部吹的气体为氮气或干燥气体。
7.根据权利要求I所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述吹气装置向载置台上的晶圆的外周边缘部吹的气体的压カ为40 lOOpsi，时间为5 25秒。
8.根据权利要求I所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述吹气装置设置在距离选取的部分区域所对应的晶圆外周边缘部l-3cm处，同时气流的方向与晶圆旋转的方向一致。
9.根据权利要求I所述的晶圆位置检测装置，其特征在于，所述摄像装置为一照相机或摄像机。
10.一种晶圆位置检测方法，其特征在于，包括 选定晶圆图像检测区域并获取该检测区域内的晶圆图像參考像素； 将晶圆放置在载置台上； 低速旋转载置台，井向晶圆的外周边缘部吹气，干燥晶圆的外周边缘部； 拍摄晶圆的图像，并将晶圆的图像发送至图像处理装置； 将检测区域内的晶圆图像转换成像素； 将像素与检测区域内的晶圆图像參考像素比较，若二者一致，则晶圆被正确的放置于载置台上，若二者不一致，则晶圆在载置台上的位置偏离了正确位置。
11.根据权利要求10所述的晶圆位置检测方法，其特征在于，所述选定晶圆图像检测区域并获取该检测区域内的晶圆图像參考像素的步骤进一歩包括 首先，将晶圆放置在载置台的正确位置上； 其次，低速旋转载置台，井向晶圆的外周边缘部吹气，干燥晶圆的外周边缘部； 然后，拍摄晶圆的图像，并将晶圆的图像发送至图像处理装置； 最后，选取图像中晶圆外周边缘部上一部分区域作为检测区域，并将检测区域内晶圆的图像转换成像素，该像素即为晶圆图像參考像素。
12.根据权利要求10或11所述的晶圆位置检测方法，其特征在于，在拍摄晶圆的图像的同时持续向晶圆的外周边缘部吹气。
全文摘要
本发明揭示了一种晶圆位置检测装置及检测方法，该装置包括载置台、驱动装置、吹气装置、摄像装置及图像处理装置。其中，载置台用于载置晶圆；驱动装置与载置台相连，用于驱动载置台旋转；吹气装置设置在载置台的上方并向载置台上的晶圆的外周边缘部吹气，使晶圆的外周边缘部干燥；摄像装置设置在载置台的上方，用于给载置台上的晶圆拍摄图像，并将拍摄的图像发送至图像处理装置；图像处理装置接收摄像装置拍摄的图像后，将图像中晶圆外周边缘部上一部分区域内的图像转换成像素，并将该像素与该部分区域内的图像参考像素比较，若二者一致，则晶圆被正确的放置于载置台上，若二者不一致，则晶圆在载置台上的位置偏离了正确位置。
文档编号H01L21/67GK102867765SQ201210369969
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月27日 优先权日2012年9月27日
发明者王坚, 何增华, 贾照伟, 王晖 申请人:盛美半导体设备(上海)有限公司