激光发射器、激光接收器、晶圆测平器及晶圆测平方法与流程

本发明涉及水平检测装置的技术领域，具体而言，涉及一种激光发射器、激光接收器、晶圆测平器及晶圆测平方法。

背景技术：

现有技术中，半导体晶圆即晶圆在经过蚀刻或掺杂植入(implantation)制程后，会通过晶圆清洗设备进行清洗。现有技术的晶圆清洗设备包括多个工艺槽体即用于放置晶圆的晶圆载座，每个工艺槽体负责一道清洗工艺，例如超声/兆声波清洗槽、刷洗槽、干燥槽等。每个工艺槽体为了达到最佳的工艺效果，晶圆可以是水平位置放置或竖直位置放置。其中，干燥槽即甩干槽中晶圆水平放置时，晶圆的转速可达到2000转以上，此时需要晶圆测平器对晶圆进行水平位置检测，以免高速旋转损伤晶圆。

现有技术的晶圆测平器，包括激光发射器和激光接收器，激光发射器发出激光线束在晶圆表面穿过后，由激光接收器接收。如果晶圆发生偏斜，则激光线束被挡住，激光接收器没有信号，则判断晶圆处于非水平状态；反之，则判断晶圆处于水平状态。

其中，现有技术的晶圆测平器，激光发射器的激光发射端组件只能沿竖直方向上下移动，或者绕竖直方向转动，即具有2个自由度，而激光接收器与激光发射器一样，也只具有2个自由度，故在调整所发射的激光线束时，由于缺少自由度，限制较多，不便调整。

另外，现有技术的晶圆测平器中，激光接收器与激光发射器只各设有一个，即只能构成一组激光放线装置。在检测过程中，晶圆测平器容易发生误判断。例如：当半导体晶圆或者激光发射器发生侧向倾斜，而激光放线装置所放出的激光线束仍能穿过半导体晶圆，此信号被激光接收器接收到，控制中心仍会做出“半导体晶圆为水平放置”的错误判断，干燥槽会照常工作，造成半导体晶圆损伤。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种激光发射器，以解决现有技术中存在的缺少自由度的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种激光发射器，包括激光发射端组件和用于固定激光发射端组件的第一安装基座，所述第一安装基座包括固定座、连接件、连接座和安装支架，所述激光发射端组件连接在所述固定座上，并能发射朝向第一方向的激光线束；所述固定座通过所述连接件连接在所述连接座上，且所述固定座能绕第二方向旋转；所述连接座连接在所述安装支架，且所述连接座能沿第三方向上下移动且能绕第三方向旋转，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互成垂直设置，所述第三方向为所述安装支架的长度方向。

本发明通过设置连接座，使得激光发射端组件能随连接座沿第三方向上下移动或能绕第三方向旋转，通过设置连接件，使得激光发射端组件能随固定座绕第二方向旋转。故本发明增加了激光发射端组件绕第二方向转动的自由度，自由度多，更便于调整激光发射端组件使其成水平设置，使得激光发射端组件所发射的激光线束为水平设置。

需要说明的是，安装支架的长度方向一般是竖直方向，故遵循右手笛卡儿直角坐标系原则，若称第三方向为z方向，则第二方向为y方向，第一方向为x方向。

作为优选，所述连接座上开设有第一安装孔，且所述连接座通过所述第一安装孔套设在所述安装支架上，在所述连接座的侧壁上开设有与所述第一安装孔相通的第一连接孔，所述第一连接孔内穿设有能与所述安装支架成压紧配合的第一紧固件。

连接座通过第一安装孔套设在安装支架上，则连接座能沿安装支架上下滑动或者绕安装支架旋转，当使用者调到需要的高度时，通过第一紧固件与安装支架形成压紧配合，使得连接座固定不会掉落，保持激光发射端组件的高度。

需要说明的是，安装支架为圆柱形，第一紧固件包括但不限于螺栓等部件。第一安装孔的轴线为与第三方向成同向设置，第一安装孔的轴线与第一连接孔的轴线为相交设置，进一步地，两者为垂直设置。其中，第一安装孔的内壁上不设有螺纹，第一连接孔的内壁上设有螺纹。

作为优选，所述连接座的侧壁上开设有第二安装孔，所述连接件一端固定连接在所述第二安装孔内，另一端连接有能转动的固定座。

需要说明的是，第二安装孔可为螺纹孔，连接件上设有与其相配的螺纹。连接件可为阶梯轴状，通过高低不同的轴肩可以限制连接座与固定座之间的间距，即限制两者沿连接件轴线方向的相对移动。

作为优选，所述固定座的侧壁上开设有第三安装孔，且所述固定座通过所述第三安装孔套设在所述连接件上，在所述固定座的顶面上设有与所述第三安装孔相通的第二连接孔，所述第二连接孔内穿设有能与所述连接件成压紧配合的第二紧固件。

固定座通过第三安装孔套设在所述连接件上，则固定座能绕连接件转动，当使用者调到需要的角度时，通过第二紧固件与连接件形成压紧配合，使得固定座固定不会转动，保持激光发射端组件的发射角度。

需要说明的是，第二紧固件包括但不限于螺栓等部件。第三安装孔的轴线为与第二方向成同向设置，连接件的轴线为与第二方向成同向设置。第三安装孔的轴线与第二连接孔的轴线为相交设置，进一步地，两者为垂直设置。其中，第三安装孔的内壁上不设有螺纹，第二连接孔的内壁上设有螺纹。

需要额外说明的是，固定座套设在所述连接件上，则固定座还能沿连接件左右移动即沿第二方向移动，使用者可以根据需要设定是否需要激光发射端组件沿第二方向移动的自由度。当不需要该自由度时，还可以在连接件的外壁上设有限位凸块，在第三安装孔的内壁上设有与其相配的限位凹槽，从而限制固定座沿第二方向的移动。

作为优选，在所述固定座上开设有第三连接孔，所述第三连接孔内穿设有第三紧固件，所述激光发射端组件通过所述第三紧固件固定在所述固定座的下方。

激光发射端组件通过第三紧固件固定在固定座的下方，则第三连接孔设于激光发射端组件的上方，便于使用者装配第三紧固件。

需要说明的是，第三紧固件包括但不限于螺栓等部件。第三连接孔的内壁上可以设有螺纹，也可以不设有螺纹。第三连接孔为通孔，进一步地为沉头孔。

作为优选，所述第二连接孔和所述第三连接孔的轴线方向均与所述第三方向成同向设置。

即第二连接孔和第三连接孔都是朝向第三方向设置的孔，在整个装置因震动、松动或者工作需要而需要调整位置时，便于使用者拆卸和安装，保证工作效率。

本发明的另一目的在于提供一种激光接收器，以解决现有技术中存在的缺少自由度的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种激光接收器，包括激光接收端组件和用于固定激光接收端组件的第二安装基座，所述第二安装基座的结构与上述的激光发射器中的第一安装基座相对应。

激光接收器可以和激光发射器配合使用，其中，第二安装基座的结构与上述的激光发射器中的第一安装基座相对应，即第二安装基座的结构与第一安装基座相同，具有相同的配件和配件连接关系，且第二安装基座与第一安装基座沿半导体晶圆成轴对称设置。故本发明也增加了激光接收器的自由度，使其便于调整，提高了检测的效率。

本发明的另一目的在于提供一种晶圆测平器，以解决现有技术中存在的缺少自由度的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种晶圆测平器，包括成间隔设置的激光发射器和激光接收器，所述激光发射器为上述的激光发射器，所述激光接收器为上述的激光接收器，所述激光发射端组件与所述激光接收端组件成相对设置。

实际应用中，将晶圆测平器安装在所述晶圆清洗设备上，使得激光发射器和激光接收器分立在晶圆载座即干燥槽或者称甩干槽的两侧，利用控制中心控制激光发射端组件发出激光线束，由激光接收端组件接收激光线，激光接收器实时传回信号，控制中心接收并判断晶圆是否处于水平状态，是，则控制中心控制晶圆清洗设备进入原定工作流程，即甩干槽重新工作；否，则控制中心控制晶圆清洗设备中断原定工作流程，即甩干槽停止工作，此时，使用者重新调整半导体晶圆的位置，使其成水平放置，以使得甩干槽重新工作，晶圆清洗设备继续原定工作流程。

作为优选，所述激光发射器设有两个，所述激光接收器设有两个，其中，相对的所述激光发射器和所述激光接收板构成第一组激光放线装置，另两个构成第二组激光放线装置，且所述第一组激光放线装置所放出的激光线束与所述第二组激光放线装置所放出的激光线束相互之间为平行设置。

本发明设有两组激光放线装置，则在实际应用中，只有当两组激光放线装置都满足能做出“半导体晶圆为水平放置”的判断条件，即两组激光放线装置所发出的激光线束都不穿过晶圆，控制中心才会做出“半导体晶圆为水平放置”的判断，再使得干燥槽照常工作，故本发明可以保证检测结果的准确性，避免做出错误判断导致半导体晶圆损伤。

需要说明的是，两组激光放线装置所发出的激光线束为等高设置。两组激光放线装置所发出的激光线束之间的距离小于晶圆的直径。

需要说明的是，激光发射端组件包括用于发射激光线束的激光头，激光接收端组件包括传感器和激光光电开关，控制中心包括用于供电的电源、控制激光头发光的控制开关。其中，两组激光放线装置的激光光电开关为串联设置。

作为优选，还包括底座，两组激光放线装置均固定在底座上。

两组激光放线装置均固定在底座上，则只需将各个激光发射器和激光接收器的安装支架垂直安装在底座上，则给予在各个激光发射器和激光接收器一个共同参照物，故在实际每次检测前只需调整底座的是水平放置稳定的，即可保证晶圆测平器稳固安装在晶圆清洗设备上，便于安装，也便于对各个激光发射器和激光接收器的位置调整，提高了安装效率。

作为优选，底座或者安装支架上设有用于测量水平的水准器。

水准器的设置，便于调平激光发射端组件和激光接收端组件，从而可以保证激光发射器所发射的激光线束平行于地面，有利于保证检测结果的准确性。水准器包括但不限于水准泡。

本发明的另一目的在于提供一种晶圆测平方法，以解决现有技术中存在的容易发生误判断的技术问题。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种晶圆测平方法，使用晶圆清洗设备和上述晶圆测平器，所述晶圆清洗设备包括控制中心和用于放置晶圆的晶圆载座，包括以下步骤，

将所述晶圆测平器安装在所述晶圆清洗设备上，使得所述激光发射器和所述激光接收器分别设于所述晶圆载座的两侧，并使得所述激光发射器和所述激光接收器分别与所述控制中心电性连接；

所述控制中心控制各个所述激光发射器发射出激光线束；

各个所述激光接收器实时传回信号，所述控制中心接收并判断各个信号是否同时达到预设条件：

是，则晶圆处于水平状态，所述控制中心控制所述晶圆清洗设备进入原定工作流程，

否，则晶圆处于非水平状态，所述控制中心控制所述晶圆清洗设备中断原定工作流程。

该晶圆测平器为上述的晶圆测平器。由于上述的晶圆测平器具有上述的技术效果，使用该晶圆测平器的晶圆测平方法也具有相同的技术效果。故本晶圆测平方法可以避免控制中心做出错误判断，从而避免造成半导体晶圆损伤，提高了检测结果的准确性。

基于此，本发明较之原有技术，具有自由度高，便于拆装，且检测结果的准确性高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明激光发射器实施例一的结构示意图；

图2为本发明激光发射器实施例一的爆炸示意图；

图3为本发明激光发射器实施例一中第一安装基座的部分结构示意图；

图4为本发明激光接收器实施例一的结构示意图；

图5为本发明晶圆测平器实施例一的结构示意图；

图6为本发明晶圆测平器实施例二的结构示意图。

图标：1－激光发射器；11－激光发射端组件；12－第一安装基座；121－固定座；1211－第三安装孔；1212－第二连接孔；1213－第二紧固件；1214－第三连接孔；1215－第三紧固件；122－连接件；123－连接座；1231－第一安装孔；1232－第一连接孔；1233－第一紧固件；1234－第二安装孔；124－安装支架；2－激光接收器；21－激光接收端组件；22－第二安装基座；3－底座。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

激光发射器的实施例一：

见图1、图2、图3，一种激光发射器1，包括激光发射端组件11和用于固定激光发射端组件11的第一安装基座12，第一安装基座12包括固定座121、连接件122、连接座123和安装支架124，激光发射端组件11连接在固定座121上，并能发射朝向第一方向的激光线束；固定座121通过连接件122连接在连接座123上，且固定座121能绕第二方向旋转；连接座123连接在安装支架124，且连接座123能沿第三方向上下移动且能绕第三方向旋转，其中，第一方向、第二方向和第三方向相互成垂直设置，第三方向为安装支架124的长度方向。

本发明通过设置连接座，使得激光发射端组件能随连接座沿第三方向上下移动或能绕第三方向旋转，通过设置连接件，使得激光发射端组件能随固定座绕第二方向旋转。故本发明增加了激光发射端组件绕第二方向转动的自由度，自由度多，更便于调整激光发射端组件使其成水平设置，使得激光发射端组件所发射的激光线束为水平设置。

需要说明的是，安装支架的长度方向一般是竖直方向，故遵循右手笛卡儿直角坐标系原则，若称第三方向为z方向，则第二方向为y方向，第一方向为x方向。

见图2、图3，连接座123上开设有第一安装孔1231，且连接座123通过第一安装孔1231套设在安装支架124上，在连接座123的侧壁上开设有与第一安装孔1231相通的第一连接孔1232，第一连接孔1232内穿设有能与安装支架124成压紧配合的第一紧固件1233。

连接座通过第一安装孔套设在安装支架上，则连接座能沿安装支架上下滑动或者绕安装支架旋转，当使用者调到需要的高度时，通过第一紧固件与安装支架形成压紧配合，使得连接座固定不会掉落，保持激光发射端组件的高度。

需要说明的是，安装支架为圆柱形，第一紧固件包括但不限于螺栓等部件。第一安装孔的轴线为与第三方向成同向设置，第一安装孔的轴线与第一连接孔的轴线为相交设置，进一步地，两者为垂直设置。其中，第一安装孔的内壁上不设有螺纹，第一连接孔的内壁上设有螺纹。

见图3，连接座123的侧壁上开设有第二安装孔1234，连接件122一端固定连接在第二安装孔1234内，另一端连接有能转动的固定座121。

需要说明的是，第二安装孔可为螺纹孔，连接件上设有与其相配的螺纹。连接件可为阶梯轴状，通过高低不同的轴肩可以限制连接座与固定座之间的间距，即限制两者沿连接件轴线方向的相对移动。

见图2、图3，固定座121的侧壁上开设有第三安装孔1211，且固定座121通过第三安装孔1211套设在连接件122上，在固定座121的顶面上设有与第三安装孔1211相通的第二连接孔1212，第二连接孔1212内穿设有能与连接件122成压紧配合的第二紧固件1213。

固定座通过第三安装孔套设在所述连接件上，则固定座能绕连接件转动，当使用者调到需要的角度时，通过第二紧固件与连接件形成压紧配合，使得固定座固定不会转动，保持激光发射端组件的发射角度。

需要说明的是，第二紧固件包括但不限于螺栓等部件。第三安装孔的轴线为与第二方向成同向设置，连接件的轴线为与第二方向成同向设置。第三安装孔的轴线与第二连接孔的轴线为相交设置，进一步地，两者为垂直设置。其中，第三安装孔的内壁上不设有螺纹，第二连接孔的内壁上设有螺纹。

需要额外说明的是，固定座套设在所述连接件上，则固定座还能沿连接件左右移动即沿第二方向移动，使用者可以根据需要设定是否需要激光发射端组件沿第二方向移动的自由度。

见图2、图3，在固定座121上开设有第三连接孔1214，第三连接孔1214内穿设有第三紧固件1215，激光发射端组件11通过第三紧固件1215固定在固定座121的下方。

激光发射端组件通过第三紧固件固定在固定座的下方，则第三连接孔设于激光发射端组件的上方，便于使用者装配第三紧固件。

需要说明的是，第三紧固件包括但不限于螺栓等部件。第三连接孔的内壁上可以设有螺纹，也可以不设有螺纹。在本实施例中，第三连接孔为通孔，此外，第三连接孔还可以是沉头孔。

见图1、图2，第二连接孔1212和第三连接孔1214的轴线方向均与第三方向成同向设置。

即第二连接孔和第三连接孔都是朝向第三方向设置的孔，在整个装置因震动、松动或者工作需要而需要调整位置时，便于使用者拆卸和安装，保证工作效率。

激光发射器的实施例二：

在连接件的外壁上设有限位凸块，在第三安装孔的内壁上设有与其相配的限位凹槽。其余部分与激光发射器的实施例一相同。

本实施例中通过设置限位凹槽和限位凸块，从而限制固定座沿第二方向的移动。

激光接收器的实施例一：

见图4，一种激光接收器2，包括激光接收端组件21和用于固定激光接收端组件21的第二安装基座22，第二安装基座22的结构与上述任一实施例的激光发射器1中的第一安装基座12相对应。

激光接收器可以和激光发射器配合使用，其中，第二安装基座的结构与上述的激光发射器中的第一安装基座相对应，即第二安装基座的结构与第一安装基座相同，具有相同的配件和配件连接关系，且第二安装基座与第一安装基座沿半导体晶圆成轴对称设置。故本发明也增加了激光接收器的自由度，使其便于调整，提高了检测的效率。

晶圆测平器的实施例一：

见图5，一种晶圆测平器，包括成间隔设置的激光发射器1和激光接收器2，激光发射器1为上述任一实施例的激光发射器1，激光接收器2为上述的激光接收器2，激光发射端组件11与激光接收端组件21成相对设置。

实际应用中，将晶圆测平器安装在所述晶圆清洗设备上，使得激光发射器和激光接收器分立在晶圆载座即干燥槽或者称甩干槽的两侧，利用控制中心控制激光发射端组件发出激光线束，由激光接收端组件接收激光线，激光接收器实时传回信号，控制中心接收并判断晶圆是否处于水平状态，是，则控制中心控制晶圆清洗设备进入原定工作流程，即甩干槽重新工作；否，则控制中心控制晶圆清洗设备中断原定工作流程，即甩干槽停止工作，此时，使用者重新调整半导体晶圆的位置，使其成水平放置，以使得甩干槽重新工作，晶圆清洗设备继续原定工作流程。

见图5，在本实施例中，还包括底座，两组激光放线装置均固定在底座上。

两组激光放线装置均固定在底座上，则只需将各个激光发射器和激光接收器的安装支架垂直安装在底座上，则给予在各个激光发射器和激光接收器一个共同参照物，故在实际每次检测前只需调整底座的是水平放置稳定的，即可保证晶圆测平器稳固安装在晶圆清洗设备上，便于安装，也便于对各个激光发射器和激光接收器的位置调整，提高了安装效率。

晶圆测平器的实施例二：

见图6，激光发射器1设有两个，激光接收器2设有两个，其中，相对的激光发射器1和激光接收板构成第一组激光放线装置，另两个构成第二组激光放线装置，且第一组激光放线装置所放出的激光线束与第二组激光放线装置所放出的激光线束相互之间为平行设置。其余部分与晶圆测平器的实施一相同。

本发明设有两组激光放线装置，则在实际应用中，只有当两组激光放线装置都满足能做出“半导体晶圆为水平放置”的判断条件，即两组激光放线装置所发出的激光线束都不穿过晶圆，控制中心才会做出“半导体晶圆为水平放置”的判断，再使得干燥槽照常工作，故本发明可以保证检测结果的准确性，避免做出错误判断导致半导体晶圆损伤。

需要说明的是，两组激光放线装置所发出的激光线束为等高设置。两组激光放线装置所发出的激光线束之间的距离小于晶圆的直径。

需要说明的是，激光发射端组件包括用于发射激光线束的激光头，激光接收端组件包括传感器和激光光电开关，控制中心包括用于供电的电源、控制激光头发光的控制开关。其中，两组激光放线装置的激光光电开关为串联设置。

晶圆测平器的实施例三：

底座或者安装支架上设有用于测量水平的水准器。其余部分与晶圆测平器的实施二相同。

水准器的设置，便于调平激光发射端组件和激光接收端组件，从而可以保证激光发射器所发射的激光线束平行于地面，有利于保证检测结果的准确性。水准器包括但不限于水准泡。

晶圆测平方法的实施例一：

一种晶圆测平方法，使用晶圆清洗设备和上述晶圆测平器的实施例二或实施例三的晶圆测平器，晶圆清洗设备包括控制中心和用于放置晶圆的晶圆载座，包括以下步骤，

将晶圆测平器安装在晶圆清洗设备上，使得激光发射器1和激光接收器2分别设于晶圆载座的两侧，并使得激光发射器1和激光接收器2分别与控制中心电性连接；

控制中心控制各个激光发射器1发射出激光线束；

各个激光接收器2实时传回信号，控制中心接收并判断各个信号是否同时达到预设条件：

是，则晶圆处于水平状态，控制中心控制晶圆清洗设备进入原定工作流程，

否，则晶圆处于非水平状态，控制中心控制晶圆清洗设备中断原定工作流程。

该晶圆测平器为上述的晶圆测平器。由于上述的晶圆测平器具有上述的技术效果，使用该晶圆测平器的晶圆测平方法也具有相同的技术效果。故本晶圆测平方法可以避免控制中心做出错误判断，从而避免造成半导体晶圆损伤，提高了检测结果的准确性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。