光电感应传感器23发射及接收光信号。并且，可将控制单元24连接至所述半导体机台的终端自动控制系统(图略)，在其统一调度下工作。当控制单元24发出指令并接收到所述热板上方全部光电感应传感器23 (当光电感应传感器数量不止一个时)输出的电信号时，即通知半导体机台的终端自动控制系统可以对晶圆进行(或继续进行)烘烤。这种情况表明晶圆处于正常的状态，因此，也可以作为在晶圆接受烘烤后的事后检测来执行。
[0036]如图5所示，当晶圆不正确放置时，例如图示晶圆22因位置偏移而倾斜搁置在支点21上时，晶圆22与热板20上表面之间产生了间隙，并处于倾斜状态，从而与光电感应传感器23的光发射部发射出的光信号方向(如图示向下垂直方向的虚线箭头所指)不再保持垂直。此时，当控制单元24向光电感应传感器23发出指令时，光发射部垂直发射出的光信号将不会被垂直反射回去，而是向倾斜方向反射(如图示向右上倾斜方向的虚线箭头所指)，因而不能被光接收部接收。这样，电路部也将无法进行电信号转换以及无法输出给控制单元24。在这种情况下，只要当任一光电感应传感器23无电信号输出时，控制单元24即向半导体机台的终端自动控制系统发出警报。如果是烘烤工艺开始前，则可以对晶圆放置状态重新确认并调整;如果是烘烤过程中或结束后，则可及时将检测不合格的晶圆甄别出来，从而可避免后续再进行无谓的工艺以及避免对成品率造成不利影响。
[0037]本发明的装置同样可在冷板上方设置一至若干的光电感应传感器，并采用相同的方式工作;进一步的，半导体机台中也可设置不止一个热板和冷板，每个热板和冷板上方都可设置一至若干个光电感应传感器;可对热板和冷板同时或分别使用本发明的装置进行晶圆烘烤和/或冷却均匀性的监控，本领域普通技术人员都可正确理解，本例不再赘述。
[0038]以下对本发明的一种实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的方法进行详细说明。
[0039]本发明的一种实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的方法，可采用上述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置来执行，其可包括以下步骤:
[0040]步骤S01:将晶圆放置在半导体机台的热板和/或冷板上，通过控制单元指令光电感应传感单元向热板和/或冷板表面垂直发射光信号，以及接收从晶圆表面反射的光信号，通过光电感应传感单元将接收到的反射光信号转换为电信号输出至控制单元。
[0041]其中，所述光电感应传感单元可以采用光电感应传感器，光电感应传感器可具有光发射部、光接收部以及电路部(图略)。所述光电感应传感器发射的光信号可以是镭射光。通过光电感应传感器的光发射部向放置有晶圆的热板和/或冷板表面垂直发射光信号，并通过光电感应传感器的光接收部接收从晶圆表面反射的光信号。如图4所示，当晶圆22正确放置时，将处于水平状态，从而可以将光电感应传感器23的光发射部发射出的光信号再垂直反射回去，并被光接收部接收。电路部将光接收部接收到的反射光信号转换为电信号，输出给控制单元24。
[0042]步骤S02:在控制单元接收到所述热板或冷板上方全部光电感应传感单元输出的电信号时，通过控制单元向半导体机台发出可以对晶圆进行烘烤或冷却的通知，在任一光电感应传感单元无电信号输出时，通过控制单元向半导体机台发出警报。
[0043]其中，当光电感应传感单元采用光电感应传感器时，控制单元与光电感应传感器连接，用于指令光电感应传感器发射及接收光信号。并且，可将控制单元连接所述半导体机台的终端自动控制系统，在其统一调度下工作。当控制单元发出指令并接收到所述热板和/或冷板上方全部光电感应传感器(当光电感应传感器数量不止一个时)输出的电信号时，即通知半导体机台的终端自动控制系统可以对晶圆进行(或继续进行)烘烤。这种情况表明晶圆处于正常的状态，因此，也可以作为在晶圆接受烘烤后的事后检测来执行。
[0044 ]如图5所示，当晶圆不正确放置时，例如图示晶圆2 2因位置偏移而倾斜搁置在支点21上时，晶圆22与热板20上表面之间产生了间隙，并处于倾斜状态，从而与光电感应传感器23的光发射部发射出的光信号方向不再保持垂直。此时，当控制单元24向光电感应传感器23发出指令时，光发射部垂直发射出的光信号将不会被垂直反射回去，因而不能被光接收部接收。这样，电路部也将无法进行电信号转换以及无法输出给控制单元24。在这种情况下，只要当任一光电感应传感器23无电信号输出时，控制单元24即向半导体机台的终端自动控制系统发出警报。如果是烘烤工艺开始前，则可以对晶圆放置状态重新确认并调整;如果是烘烤过程中或结束后，则可及时将检测不合格的晶圆甄别出来，从而可避免后续再进行无谓的工艺以及避免对成品率造成不利影响。
[0045]作为一优选的实施方式，在对晶圆进行烘烤和/或冷却之前、过程中以及之后，上述步骤SOl和步骤S02可以重复执行，甚至在烘烤和/或冷却过程中可以多次执行，从而实现对晶圆烘烤和冷却均匀性状况进行实时监控。并且，在进行实时监控过程中，当通过控制单元向半导体机台发出警报后，还可及时对无电信号输出的光电感应传感单元所在热板和/或冷板上的晶圆进行放置状态确认及调整，然后，再次执行步骤SOl和步骤S02，从而可及时挽救部分因短时烘烤及冷却不均匀而可能报废的晶圆。
[0046]综上所述，本发明通过在半导体机台的热板和冷板上方设置的光电感应传感单元向热板和冷板表面垂直发射光信号，当晶圆放置正确时，即可接收到从晶圆表面反射的光信号，并转换为电信号输出至控制单元发出正常通知;而当晶圆因放置不正确产生倾斜时，光电感应传感单元将无法接收到从晶圆表面反射的光信号，从而无法向控制单元输出电信号，控制单元可据此发出警报，因此可及时发现晶圆的不正确放置问题，有效解决了晶圆因烘烤及冷却均匀性差而导致成品率低的问题。
[0047]以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，所述装置设于半导体机台，所述半导体机台内设有用于对晶圆进行烘烤的热板和对晶圆进行冷却的冷板，所述装置包括: 光电感应传感单元，在所述热板和冷板上方至少各设置一个，用于分别向放置有晶圆的热板和冷板表面垂直发射光信号以及接收从晶圆表面反射的光信号，并将接收到的反射光信号转换为电信号输出； 控制单元，连接光电感应传感单元，用于指令光电感应传感单元发射及接收光信号，其在接收到所述热板或冷板上方全部光电感应传感单元输出的电信号时，通知半导体机台可以对晶圆进行烘烤或冷却，在任一光电感应传感单元无电信号输出时，向半导体机台发出警报。2.根据权利要求1所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，当所述热板和冷板上方各设置一个所述光电感应传感单元时，其设于所述热板和冷板的正上方。3.根据权利要求1所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，当所述热板和冷板上方各设置一个以上所述光电感应传感单元时，其中一个设于所述热板和冷板的正上方，其他的均匀分布在晶圆面内的所述热板和冷板上方。4.根据权利要求1所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，所述光电感应传感单元发射的光信号为镭射光。5.根据权利要求1-4任意一项所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，所述光电感应传感单元为光电感应传感器。6.根据权利要求1所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，所述控制单元连接所述半导体机台的终端自动控制系统。7.根据权利要求1或6所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，所述半导体机台包括抗反射材料或光刻胶涂布机台、显影机台或设有冷、热板的半导体制造机台。8.—种实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的方法，采用权利要求1-7任意一项所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置，其特征在于，包括以下步骤: 步骤SO1:将晶圆放置在半导体机台的热板和/或冷板上，通过控制单元指令光电感应传感单元向热板和/或冷板表面垂直发射光信号，以及接收从晶圆表面反射的光信号，通过光电感应传感单元将接收到的反射光信号转换为电信号输出至控制单元； 步骤S02:在控制单元接收到所述热板或冷板上方全部光电感应传感单元输出的电信号时，通过控制单元向半导体机台发出可以对晶圆进行烘烤或冷却的通知，在任一光电感应传感单元无电信号输出时，通过控制单元向半导体机台发出警报。9.根据权利要求8所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的方法，其特征在于，在对晶圆进行烘烤和/或冷却之前、过程中以及之后，步骤SOl和步骤S02重复执行。10.根据权利要求8或9所述的实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的方法，其特征在于，当通过控制单元向半导体机台发出警报后，对无电信号输出的光电感应传感单元所在热板和/或冷板上的晶圆进行放置状态确认及调整，然后，再次执行步骤SOl和步骤S02。
【专利摘要】本发明公开了一种实时监控晶圆烘烤和冷却均匀性的装置及方法，通过在半导体机台的热板和冷板上方设置的光电感应传感单元向热板和冷板表面垂直发射光信号，当晶圆放置正确时，即可接收到从晶圆表面反射的光信号，并转换为电信号输出至控制单元发出正常通知；而当晶圆因放置不正确产生倾斜时，光电感应传感单元将无法接收到从晶圆表面反射的光信号，从而无法向控制单元输出电信号，控制单元可据此发出警报，因此可及时发现晶圆的不正确放置问题，有效解决了晶圆因烘烤及冷却均匀性差而导致成品率低的问题。
【IPC分类】H01L21/67
【公开号】CN105632982
【申请号】CN201610164440
【发明人】朱治国, 孙国庆
【申请人】上海华力微电子有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月22日