【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及半導體制造；更具體地，本專利技術涉及晶圓水平刷洗裝置、晶圓檢測機構及晶圓狀態檢測方法。
技術介紹
1、現有用于晶圓的水平刷洗裝置具有刷洗模塊和機械手，機械手用于從水平刷洗裝置取放片狀晶圓，在刷洗模塊處對晶圓進行刷洗。
2、在晶圓的水平刷洗裝置中，實時監測并反饋刷洗模塊中是否存在晶圓，是刷洗模塊工作和機械手取放片的前提。水平刷洗的檢測包括氣缸夾持到位檢測及晶圓在位檢測兩種，其中氣缸夾持到位檢測用于檢測氣缸的行程是否滿足清洗刷與晶圓的接觸要求，從而保證晶圓的轉動及測速狀態良好；晶圓在位檢測用于檢測箱體中是否有晶圓，檢測并追蹤晶圓在機臺中的信息。
3、現有水平刷洗裝置的晶圓在位檢測，通常使用對射傳感器，如圖1和圖2中所示，通過晶圓遮擋光線判斷晶圓是否在位。當檢測翹曲晶圓時，由于翹曲的影響，會在晶圓表面或發射端側壁存留積水，影響光線的正常接收，導致報警。
4、現有水平刷洗裝置的氣缸夾持到位檢測，通常使用安裝在氣缸上面的磁性開關進行檢測，這種開關有檢測的范圍限制，在面對大翹曲晶圓時，由于晶圓的翹曲，使晶圓的直徑變小，如圖3中所示，此時就需要重新調整磁性開關的安裝位置，但晶圓的翹曲量無法固定，因此在加工不同翹曲量的晶圓時重復調整磁性開關位置顯然是不合理的。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了晶圓水平刷洗裝置、晶圓檢測機構及晶圓狀態檢測方法，從而解決或者至少緩解了現有技術中存在的上述問題和其它方面的問題中的一個或多個。
2、
3、晶圓保持機構，所述晶圓保持機構用于將晶圓保持在待刷洗位置，所述晶圓保持機構包括驅動部和可動夾持部，所述可動夾持部能夠在水平夾持所述晶圓的第一位置和釋放所述晶圓的第二位置之間移動，所述驅動部用于在所述第一位置和所述第二位置之間驅動所述可動夾持部；
4、位移檢測裝置，所述位移檢測裝置用于檢測所述可動夾持部相對于所述驅動部的相對位移數據；以及
5、數據處理模塊，所述數據處理模塊基于所述相對位移數據進行所述晶圓水平刷洗裝置的晶圓狀態檢測，并輸出檢測結果。
6、在如前所述的晶圓水平刷洗裝置中，可選地，所述晶圓狀態檢測包括晶圓夾持到位檢測及晶圓在位檢測。
7、在如前所述的晶圓水平刷洗裝置中，可選地，所述晶圓水平刷洗裝置具有箱體，所述晶圓保持機構位于所述箱體的內部，所述驅動部和所述位移檢測裝置位于所述箱體的外部。
8、在如前所述的晶圓水平刷洗裝置中，可選地，所述驅動部為氣缸，所述氣缸通過齒輪機構驅動水平延伸的多個帶滑塊的連接桿，在每個所述滑塊上分別通過支撐套筒豎立地安裝有支撐軸，在所述支撐軸上設置有夾持輪，所述夾持輪的輪緣夾持所述晶圓的外周緣，并且所述夾持輪中的一個或多個夾持輪為主動輪，所述夾持輪中的其它夾持輪為從動輪。
9、在如前所述的晶圓水平刷洗裝置中，可選地，所述氣缸為多個所述滑塊提供各向對稱動作，所述支撐套筒與所述支撐軸之間帶有滾珠滾針軸承，使所述支撐套筒與所述支撐軸能夠自由轉動。
10、在如前所述的晶圓水平刷洗裝置中，可選地，所述位移檢測裝置包括標尺和讀數頭，所述標尺和所述讀數頭之一相對于所述滑塊或所述支撐套筒固定，所述標尺和所述讀數頭之另一相對于所述箱體的底板固定。
11、在如前所述的晶圓水平刷洗裝置中，可選地，所述標尺為光柵尺。
12、為了實現前述目的，本專利技術的第二方面提供了一種用于晶圓水平刷洗裝置的晶圓檢測機構，所述晶圓水平刷洗裝置包括晶圓保持機構，所述晶圓保持機構用于將晶圓保持在待刷洗位置，所述晶圓保持機構包括驅動部和可動夾持部，所述可動夾持部能夠在水平夾持所述晶圓的第一位置和釋放所述晶圓的第二位置之間移動，所述驅動部用于在所述第一位置和所述第二位置之間驅動所述可動夾持部，其中，所述晶圓檢測機構包括：
13、位移檢測裝置，所述位移檢測裝置用于檢測所述可動夾持部相對于所述驅動部的相對位移數據；以及
14、數據處理模塊，所述數據處理模塊基于所述相對位移數據進行所述晶圓水平刷洗裝置的晶圓狀態檢測，并輸出檢測結果。
15、在如前所述的晶圓檢測機構中，可選地，所述晶圓水平刷洗裝置具有箱體，所述晶圓保持機構位于所述箱體的內部，所述晶圓檢測機構在所述箱體的外部安裝于所述晶圓水平刷洗裝置。
16、在如前所述的晶圓檢測機構中，可選地，所述驅動部為氣缸，所述氣缸通過齒輪機構驅動水平延伸的多個帶滑塊的連接桿，在每個所述滑塊上分別通過支撐套筒豎立地安裝有支撐軸，在所述支撐軸上設置有夾持輪，所述夾持輪的輪緣用于在所述晶圓的外周緣處夾持所述晶圓，并且所述夾持輪中的一個或多個夾持輪為主動輪，所述夾持輪中的其它夾持輪為從動輪，并且，所述位移檢測裝置包括標尺和讀數頭，在所述晶圓檢測機構安裝于所述晶圓水平刷洗裝置時，所述標尺和所述讀數頭之一相對于所述滑塊或所述支撐套筒固定，所述標尺和所述讀數頭之另一相對于所述箱體的底板固定，所述標尺為光柵尺。
17、在如前所述的晶圓檢測機構中，可選地，所述晶圓狀態檢測包括晶圓夾持到位檢測及晶圓在位檢測。
18、為了實現前述目的，本專利技術的第三方面提供了一種晶圓狀態檢測方法，其利用如前述第一方面中任一項所述的晶圓水平刷洗裝置或利用如前述第二方面中任一項所述的晶圓檢測機構進行，其中，所述方法包括如下步驟：
19、所述位移檢測裝置實時獲取所述可動夾持部的實時相對位移數據；
20、在所述可動夾持部的夾持或釋放動作開始后，當預定時間間隔內所述可動夾持部的實時相對位移數據不變，則判定所述夾持或釋放動作停止，輸出所述可動夾持部的實時相對位移數據為所述相對位移數據；
21、基于所述相對位移數據判斷所述晶圓水平刷洗裝置內的晶圓狀態。
22、在如前所述的方法中，可選地，所述晶圓狀態包括無晶圓狀態、晶圓在位狀態和晶圓異常狀態。
23、在如前所述的方法中，可選地，所述方法包括判斷所述相對位移數據是否落入松開狀態閾值、晶圓夾持狀態閾值或過度夾持狀態閾值的步驟，其中：
24、當所述相對位移數據落入所述松開狀態閾值時，判定為無晶圓狀態；
25、當所述相對位移數據落入所述晶圓夾持狀態閾值時，判定為晶圓在位狀態；以及
26、當所述相對位移數據落入所述過度夾持狀態閾值，判定為晶圓異常狀態。
27、在如前所述的方法中，可選地，所述松開狀態閾值、所述晶圓夾持狀態閾值和所述過度夾持狀態閾值的閾值范圍的變化幅度為0.5毫米至1.5毫米。
28、本專利技術提供了通過位移檢測裝置檢測晶圓尤其是大翹曲晶圓在位及夾持位置的晶圓水平刷洗裝置、晶圓檢測機構和晶圓狀態檢測方法，解決了晶圓積液以及直徑變化造成晶圓夾持位置和在位信息無法準確量測的問題。
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1.一種晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述晶圓水平刷洗裝置（1）包括：
2.如權利要求1所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述晶圓狀態檢測包括晶圓夾持到位檢測及晶圓在位檢測。
3.如權利要求1或2所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述晶圓水平刷洗裝置（1）具有箱體（7），所述晶圓保持機構（2）位于所述箱體（7）的內部，所述驅動部（4）和所述位移檢測裝置（6）位于所述箱體（7）的外部。
4.如權利要求3所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述驅動部（4）為氣缸，所述氣缸通過齒輪機構驅動水平延伸的多個帶滑塊（8）的連接桿（9），在每個所述滑塊（8）上分別通過支撐套筒（10）豎立地安裝有支撐軸（11），在所述支撐軸（11）上設置有夾持輪（12），所述夾持輪（12）的輪緣夾持所述晶圓（3）的外周緣，并且所述夾持輪（12）中的一個或多個夾持輪為主動輪，所述夾持輪（12）中的其它夾持輪為從動輪。
5.如權利要求4所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述氣缸為多個所述滑塊（8）提供各向對稱動作，所述支撐套筒（10）與所述支撐軸（11）之間帶有
6.如權利要求5所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述位移檢測裝置（6）包括標尺（14）和讀數頭（15），所述標尺（14）和所述讀數頭（15）之一相對于所述滑塊（8）或所述支撐套筒（10）固定，所述標尺（14）和所述讀數頭（15）之另一相對于所述箱體（7）的底板固定。
7.如權利要求6所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述標尺（14）為光柵尺。
8.?一種用于晶圓水平刷洗裝置的晶圓檢測機構，所述晶圓水平刷洗裝置（1）包括晶圓保持機構（2），所述晶圓保持機構（2）用于將晶圓（3）保持在待刷洗位置，所述晶圓保持機構（2）包括驅動部（4）和可動夾持部（5），所述可動夾持部（5）能夠在水平夾持所述晶圓（3）的第一位置和釋放所述晶圓（3）的第二位置之間移動，所述驅動部（4）用于在所述第一位置和所述第二位置之間驅動所述可動夾持部（5），其特征在于，所述晶圓檢測機構（16）包括：
9.如權利要求8所述的晶圓檢測機構，其特征在于，所述晶圓水平刷洗裝置（1）具有箱體（7），所述晶圓保持機構（2）位于所述箱體（7）的內部，所述晶圓檢測機構（16）在所述箱體（7）的外部安裝于所述晶圓水平刷洗裝置（1）。
10.如權利要求9所述的晶圓檢測機構，其特征在于，所述驅動部（4）為氣缸，所述氣缸通過齒輪機構驅動水平延伸的多個帶滑塊（8）的連接桿（9），在每個所述滑塊（8）上分別通過支撐套筒（10）豎立地安裝有支撐軸（11），在所述支撐軸（11）上設置有夾持輪（12），所述夾持輪（12）的輪緣用于在所述晶圓（3）的外周緣處夾持所述晶圓（3），并且所述夾持輪（12）中的一個或多個夾持輪為主動輪，所述夾持輪（12）中的其它夾持輪為從動輪，并且，所述位移檢測裝置（6）包括標尺（14）和讀數頭（15），在所述晶圓檢測機構（16）安裝于所述晶圓水平刷洗裝置（1）時，所述標尺（14）和所述讀數頭（15）之一相對于所述滑塊（8）或所述支撐套筒（10）固定，所述標尺（14）和所述讀數頭（15）之另一相對于所述箱體（7）的底板固定，所述標尺（14）為光柵尺。
11.如權利要求8至10中任一項所述的晶圓檢測機構，其特征在于，所述晶圓狀態檢測包括晶圓夾持到位檢測及晶圓在位檢測。
12.一種晶圓狀態檢測方法，其利用如權利要求1至7中任一項所述的晶圓水平刷洗裝置或利用如權利要求8至11中任一項所述的晶圓檢測機構進行，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
13.如權利要求12所述的晶圓狀態檢測方法，其特征在于，所述晶圓狀態包括無晶圓狀態、晶圓在位狀態和晶圓異常狀態。
14.如權利要求13所述的晶圓狀態檢測方法，其特征在于，所述方法包括判斷所述相對位移數據是否落入松開狀態閾值、晶圓夾持狀態閾值或過度夾持狀態閾值的步驟，其中：
15.如權利要求14所述的晶圓狀態檢測方法，其特征在于，所述松開狀態閾值、所述晶圓夾持狀態閾值和所述過度夾持狀態閾值的閾值范圍的變化幅度為0.5毫米至1.5毫米。
...【技術特征摘要】
1.一種晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述晶圓水平刷洗裝置（1）包括：
2.如權利要求1所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述晶圓狀態檢測包括晶圓夾持到位檢測及晶圓在位檢測。
3.如權利要求1或2所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述晶圓水平刷洗裝置（1）具有箱體（7），所述晶圓保持機構（2）位于所述箱體（7）的內部，所述驅動部（4）和所述位移檢測裝置（6）位于所述箱體（7）的外部。
4.如權利要求3所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述驅動部（4）為氣缸，所述氣缸通過齒輪機構驅動水平延伸的多個帶滑塊（8）的連接桿（9），在每個所述滑塊（8）上分別通過支撐套筒（10）豎立地安裝有支撐軸（11），在所述支撐軸（11）上設置有夾持輪（12），所述夾持輪（12）的輪緣夾持所述晶圓（3）的外周緣，并且所述夾持輪（12）中的一個或多個夾持輪為主動輪，所述夾持輪（12）中的其它夾持輪為從動輪。
5.如權利要求4所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述氣缸為多個所述滑塊（8）提供各向對稱動作，所述支撐套筒（10）與所述支撐軸（11）之間帶有滾珠滾針軸承（13），使所述支撐套筒（10）與所述支撐軸（11）能夠自由轉動。
6.如權利要求5所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述位移檢測裝置（6）包括標尺（14）和讀數頭（15），所述標尺（14）和所述讀數頭（15）之一相對于所述滑塊（8）或所述支撐套筒（10）固定，所述標尺（14）和所述讀數頭（15）之另一相對于所述箱體（7）的底板固定。
7.如權利要求6所述的晶圓水平刷洗裝置，其特征在于，所述標尺（14）為光柵尺。
8.?一種用于晶圓水平刷洗裝置的晶圓檢測機構，所述晶圓水平刷洗裝置（1）包括晶圓保持機構（2），所述晶圓保持機構（2）用于將晶圓（3）保持在待刷洗位置，所述晶圓保持機構（2）包括驅動部（4）和可動夾持部（5），所述可動夾持部（5）能夠在水平夾持所述晶圓（3）的第一位置和釋放所述晶圓（3）的第二位置之間移動，所述驅動部（4）用于在所述第一位置和所述第二位置之間驅動所述可...
【專利技術屬性】
技術研發人員：曹佳豐，馬旭，靳凱強，
申請(專利權)人：華海清科股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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