晶圆预检方法、装置、控制系统以及计算机可读介质与流程

1.本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种晶圆预检方法、装置、控制系统以及计算机可读介质。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.在半导体制造过程中，通常利用曝光设备对晶圆进行光刻处理，若晶圆的背面沾染有异物(微尘或水滴等)，在对晶圆进行光刻处理时，会出现局部聚焦异常而影响晶圆的制造品质。
4.现有技术中，利用预清洁或背面处理工艺事先对晶圆进行处理，以避免异物对晶圆制造产生不良影响。但是，在制造过程中异物会随时出现在晶圆的背面，无法从根本上消除异物对晶圆制造的影响，另外，由于晶圆的背面的异物会附着在晶圆台上，在清理异物时会磨损晶圆台，从而导致晶圆台被更换的情况。


技术实现要素：

5.本发明的第一方面提出了一种晶圆预检方法，所述晶圆预检方法包括如下步骤：
6.获得晶圆到达被检测位置的信号；
7.获取所述晶圆的背面的压力差；
8.获得与所述压力差所对应的所述晶圆的背面的高度差的比较值；
9.比较所述比较值与预设值；
10.根据比较结果，判定所述晶圆是否合格。
11.本发明的第二方面提出了一种晶圆预检装置，用于实施如上所述的晶圆预检方法，所述晶圆预检装置包括：
12.装载组件，所述装载组件将晶圆移至或移除被检测位置；
13.气动量仪，所述气动量仪设置在所述被检测位置，用于对所述晶圆的背面是否存在异物进行检测。
14.本发明的第三方面提出了一种晶圆预检控制系统，所述晶圆预检控制系统包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的控制程序，所述控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的晶圆预检方法。
15.本发明的第四方面提出了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令可被处理器执行以实现如上所述的晶圆预检方法。
附图说明
16.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
17.图1示意性地示出了根据本发明实施方式的晶圆预检方法流程图；
18.图2示意性地示出了根据本发明实施方式的晶圆预检装置处于第一状态时的结构示意图(其中，2b为主视图，2a为俯视图)；
19.图3示意性地示出了根据本发明实施方式的晶圆预检装置处于第二状态时的结构示意图(其中，3b为主视图，3a为俯视图)；
20.图4示意性地示出了根据本发明实施方式的晶圆预检装置处于第三状态时的结构示意图(其中，4b为主视图，4a为俯视图)；
21.图5为图4中所示的气动量仪对晶圆进行检测时的结构示意图；
22.图6示意性地示出了根据本发明实施方式的晶圆预检控制系统的结构框图。
23.附图标记如下：
24.100为晶圆预检装置；
25.10为装载组件；
26.11为移送件，12为夹持件，121为第一夹持部，122为第二夹持部；
27.20为气动量仪，21为压差传感器，22为进气管，23为检测管，24为参考管，25为第一支管，26为第二支管，27为检测气嘴，28为参考气嘴；
28.200为晶圆，201为缺陷区域；
29.300为微尘；
30.400为水滴；
31.500为晶圆预检控制系统；
32.51为处理器，52为存储器。
具体实施方式
33.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
34.应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。
35.尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。
36.为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在
……
下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。
37.如图1至图6所示，根据本发明的实施方式，本发明提出了一种晶圆预检方法，晶圆预检方法包括如下步骤：
38.s10:获得晶圆200到达被检测位置的信号，s20:获取晶圆200的背面的压力差，s30:获得与压力差所对应的晶圆200的背面的高度差的比较值，s40:比较比较值与预设值，s50:根据比较结果，判定晶圆200是否合格。
39.具体地，晶圆200通过前开式晶圆传输盒(foup，front opening unified pod)被传输至晶圆台上，以进行光刻，在晶圆200进入前开式晶圆传输盒之前需要对晶圆200的背面是否存在异物进行检测，晶圆预检装置100设置在前开式晶圆传输盒的前端，被检测为合格的晶圆200被送入到前开式晶圆传输盒内，被检测为不合格的晶圆200被移除。晶圆预检装置100包括装载组件10、气动量仪20和控制系统，在晶圆预检装置100内设有被检测位置。
40.当对晶圆200进行检测时，控制系统控制装载组件10启动，装载组件10移动晶圆200，使得晶圆200进入到被检测位置，并且装载组件10将晶圆200保持在被检测位置，控制系统接收到晶圆200到达被检测位置的信号。当控制系统接收到晶圆200到达被检测位置的信号后，控制系统控制气动量仪20启动，气动量仪20启动后向晶圆200的背面进行吹气，当晶圆200的背面存在异物(微尘300或水滴400)时，气动量仪20会产生压力差，气动量仪20根据产生的压力差对应输出晶圆200的背面的高度差的比较值，控制系统接收气动量仪20所输出的比较值。在控制系统内预设有用于比较的预设值，该预设值作为比较的标准，当控制系统接收到气动量仪20所输出的比较值后，控制系统将接收到的比较值与预设值进行比较。控制系统将接收到的比较值与预设值进行比较，控制系统根据比较结果来判定晶圆200是否符合要求，当晶圆200符合要求时，装载组件10将其移送至前开式晶圆传输盒，当晶圆200不符合要求时，装载组件10将其移除。
41.本技术的晶圆预检方法，能够有效检测出晶圆200的背面是否存在异物，从而避免异物对晶圆200的光刻产生不良影响，另外，避免了晶圆200将异物带入到晶圆台上，避免异物对晶圆台造成的影响。
42.需要指出的是，通过气动量仪获得晶圆的背面的压力差，并且通过该压力差获得与该压力差所对应的晶圆的背面的高度差的比较值，预设值为晶圆背面的高度差的预设值，通过比较将晶圆当前的高度差的比较值与晶圆预设的高度差的预设值进行比较，根据比较结构对晶圆是否合格进行判断。
43.进一步理解的是，在获取晶圆200的背面的压力差的步骤中还包括如下步骤：
44.s201:获取晶圆200的背面的当前压力，s202:获取参考压力，s203:计算当前压力与参考压力的差值，以获得压力差。
45.具体地，气动量仪20启动后，将气体吹向晶圆200的背面，当晶圆200的背面存在异物时，异物会对吹出的气体的压力产生影响，气动量仪20检测晶圆200的背面的当前压力，并且将晶圆200的背面的当前压力与参考压力进行计算，从而获得晶圆200的背面的压力差。通过该种方法简单便捷，能够有效保证压力差数据的准确性，从而提高了对晶圆200的背面是否存在异物判断的精度。
46.需要指出的是，在对压力差进行计算时，当晶圆200的背面无异物时，当前压力与参考压力相等，当晶圆200的背面存在异物时，当前压力小于参考压力，因此，在对压力差进行计算时，用参考压力减去当前压力，从而保证压力差大于或等于零，进而降低计算的难度。
47.进一步地，预设值为100nm。具体地，气动量仪20通过向晶圆200的背面吹气来检测晶圆200的背面的压力差，气动量仪20根据压力差输出与该压力差所对应的比较值，该比较值通常为长度数值，此时将预设值设定为100nm，通过为长度数值的比较值与预设值进行比较，从而能够实现对晶圆200的背面是否存在异物进行快速判断，进而提高了判断的效率。
48.需要指出的是，由于材料或制造工艺的限制，在晶圆200的背面无法避免地会出现缺陷区域201(凸起或凹陷)，通常晶圆200的背面的缺陷区域201称之为冷斑(cold spot)，晶圆200的背面的异物称之为热斑(hot spot)，具有冷斑的晶圆200能可以进行下一步的使用，而具有热斑的晶圆200是需要被排除在下一步使用范围之外的。通过将预设值设定在100nm，从而能够有效区分出晶圆200的背面的冷斑和热斑，从而提高了对晶圆200的判定精度。
49.进一步地，在根据比较结果，判定晶圆200是否合格的步骤中还包括：s501:根据比较值小于预设值，判定晶圆200未受到污染，s502:根据比较值大于预设值，判定晶圆200受到污染。具体地，当对晶圆200进行检测时，控制系统控制装载组件10启动，装载组件10移动晶圆200，使得晶圆200进入到被检测位置，并且装载组件10将晶圆200保持在被检测位置，控制系统接收到待检测晶圆200到达被检测位置的信号。当控制系统接收到晶圆200到达被检测位置的信号后，控制系统控制气动量仪20启动，气动量仪20启动后向晶圆200的背面进行吹气，气动量仪20根据晶圆200的背面产生的压力差对应输出比较值，控制系统将接收到的比较值与预设值进行比较。控制系统将接收到的比较值与预设值进行比较，当比较值小于预设值，判定晶圆200未受到污染，晶圆200能够继续进行后续的使用，当比较值大于预设值，判定晶圆200不符合要求，晶圆200被排除在后续的使用范围之外。
50.如图1至图6所示，本发明还提出了一种晶圆预检装置100，用于实施根据如上所述的晶圆预检方法，晶圆预检装置100包括装载组件10和气动量仪20，装载组件10将晶圆200移至或移除被检测位置，气动量仪20设置在被检测位置，用于对晶圆200的背面是否存在异物进行检测。具体地，该晶圆预检装置100设置在设置在前开式晶圆传输盒的前端，晶圆预检装置100内设有被检测位置。当对晶圆200的背面进行检测时，装载组件10带动晶圆200移动，使得晶圆200到达被检测位置，气动量仪20靠近晶圆200的背面，启动气动量仪20，利用气动量仪20检测晶圆200的背面所产生的压力差，气动量仪20将压力差所对应的比较值输出，通过将比较值与预设值进行比对，当比较值大于预设值时，则判定晶圆200的背面存在异物，晶圆200无法继续使用，即判定晶圆200不合格，装载组件10将不合格的晶圆200从晶圆预检装置100中移除，当比较值小于预设值时，则判定晶圆200的背面无异物存在，晶圆
200可继续使用，及判定晶圆200合格，装载组件10将合格的晶圆200移至前开式晶圆传输盒内。
51.通过上述晶圆预检装置100，能够快速准确地将背面具有异物的晶圆200进行排出，从而有效避免了异物对晶圆200制造产生的不良影响，另外，也避免了异物对晶圆台造成了不良影响。
52.需要指出的是，如图5所示，气动量仪20包括进气管22、检测管23、参考管24、第一支管25、第二支管26、压差传感器21、检测气嘴27和参考气嘴28，其中，检测管23、第一支管25和检测气嘴27形成检测端，参考管24、第二支管26和参考气嘴28形成参考端，检测管23和参考管24分别与进气管22连通，检测气嘴27和第一支管25分别与检测管23连通，参考气嘴28和第二支管26分别与参考管24连通，压差传感器21分别与第一支管25和第二支管26连通。
53.当气动量仪20启动时，主气管内的气体被分成两路，第一路经检测管23流向检测喷嘴和第一支管25，气体经检测喷嘴喷向晶圆200的背面，第二路径参考管24流向参考喷嘴和第二支管26，第二支管26位于压差传感器21一侧处于压力稳定状态，当晶圆200的背面存在异物时，第一支管25内的压力会发生变化，此时压差传感器21两侧的压力值会存在不同，从而产生压力差，获得该压力差所对应的比较值，在利用比较值与预设值进行比较，从而实现对晶圆200的背面是否存在异物进行判定。
54.进一步地，如图2至图4所示，装载组件10包括移送件11和夹持件12，移送件11用于将晶圆200送入晶圆预检装置100内，夹持件12用于将移送件11移入的晶圆200移至或移除被检测位置。具体地，当需要对晶圆200进行检测时，移动件从晶圆200从存放区移至到晶圆预检装置100的内部，夹持件12通过夹持的方式将移动件上的晶圆200夹持住，夹持件12移动，使得晶圆200被送至被检测位置，并且晶圆200在夹持件12的作用下保持在被测位置，气动量仪20对位于检测位置的晶圆200进行检测，当晶圆200检测合格时，夹持件12将晶圆200移送至前开式晶圆传输盒，当晶圆200的检测不合格时，夹持件12将晶圆200移送至暂存区(用于存放不合格晶圆200)。
55.通过移送件11和夹持件12的有机配合，从而实现了晶圆200位置的变换，进而满足了晶圆200检测的要求。另外，利用夹持件12将晶圆200保持在被测位置，气动量仪20向晶圆200的背面进行吹气检测时，气流不会造成晶圆200的移动，从而保证了晶圆200的稳定性，进而保证了晶圆200检测的顺利进行。
56.进一步地，如图2至图4所示，夹持件12包括第一夹持部121和第二夹持部122，第一夹持部121和第二夹持部122分别用于抵靠在晶圆200的边缘的相对两侧。具体地，第一夹持部121和第二夹持部122相向设置，当需要对晶圆200进行夹持时，第一夹持部121和第二夹持部122分别位于晶圆200的边缘的相对两侧，第一夹持部121和第二夹持部122相向运动，当第一夹持部121和第二夹持部122分别抵靠在晶圆200的边缘上时，夹持件12实现对晶圆200的夹持，通过第一夹持部121和第二夹持部122的同步运动，实现了对晶圆200位置的变换。通过设置第一夹持部121和第二夹持部122以及第一夹持部121和第二夹持部122的设置方式，进一步提高了夹持件12对晶圆200的夹持效果，进而保证了晶圆200的稳定性，有效保证了晶圆200检测的顺利进行。
57.进一步地，移送件11为第一机械手。第一机械手的结构简单，灵活性强，能够有效
满足晶圆200移送的需求，使得晶圆200的检测效率得到了有效地提升。
58.具体地，第一夹持部121为第二机械手。第二机械手具有良好的灵活性，便于实现对晶圆200的卡持，另外，第二机械手上具有第一卡槽，第一卡槽用于卡接在晶圆200的边缘，进一步提高了对晶圆200卡持的稳定性。
59.具体地，第二夹持部122为第三机械手。第按机械手具有良好的灵活性，便于实现对晶圆200的卡持，另外，第三机械手上具有第二卡槽，第二卡槽用于卡接在晶圆200的边缘，进一步提高了对晶圆200卡持的稳定性。
60.如图5所示，本发明还提出了一种晶圆预检控制系统500，晶圆预检控制系统500包括存储器52、处理器51及存储在存储器52上并可在处理器51上运行的控制程序，控制程序被处理器51执行时实现根据如上所述的晶圆预检方法。
61.其中，存储器52可能包含高速随机存取存储器52(ram：random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器52(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器52。通过至少一个通信接口(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
62.处理器51可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器51中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器51可以是通用处理器51，包括中央处理器51(central processing unit，简称cpu)、网络处理器51(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器51(dsp)、专用集成电路(asic)、现成可编程门阵列(fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本技术实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器51可以是微处理器51或者该处理器51也可以是任何常规的处理器51等。结合本技术实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器51执行完成，或者用译码处理器51中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器52，闪存、只读存储器52，可编程只读存储器52或者电可擦写可编程存储器52、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器52，处理器51读取存储器52中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
63.本发明另外提出了一种计算机可读介质，其上存储有计算机可读指令，计算机可读指令可被处理器51执行以实现如上所述的晶圆预检方法。
64.需要说明的是，所述计算机可读介质可以包括，但不限于光盘、变内存(pram)、静态随机存取存储器52(sram)、动态随机存取存储器52(dram)、其他类型的随机存取存储器52(ram)、只读存储器52(rom)、电可擦除可编程只读存储器52(eeprom)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
65.本实施例提供的计算机可读存储介质与上述实施例提供的烹饪器具的控制方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
66.需要说明的是，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实
现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
67.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
68.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
69.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
70.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
71.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器52(rom，read-only memory)、随机存取存储器52(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
72.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。