[发明专利]检测晶圆边缘洗边效果的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺，特别涉及检测晶圆边缘洗边效果的装置及方法。

背景技术

在半导体制程的电镀铜工艺中，晶圆边缘的铜薄膜可能会生成不应有的微细颗粒并且增加后续的化学机械研磨工艺的困难。因此晶圆边缘的铜薄膜并不是生产所需要的，所以必须被去除掉。在Novellus公司的Sarbe型号的电化学镀铜工具中，洗边槽被用来去除晶圆边缘的铜薄膜，此项操作被称为洗边。然而在这样一个电化学镀铜工具中，并没有针对晶圆边缘洗边效果做出检测的装置。如果洗边工艺没有被正确执行，晶圆就达不到后续化学机械研磨工艺的标准。而洗边槽并不会知道洗边失败，这样将会导致大量的洗边失败的晶圆被送往后续化学机械研磨工艺流程中。并且这种洗边失败的晶圆现今只能在光学显微镜检测流程中被生产制造助理发现，而此时已经是在化学机械研磨工艺之后了。一般来说，20堆或500片的洗边失败的晶圆将在生产制造助理发现之前被生产出来。因此现有技术的缺陷在于：大量洗边失败的晶圆会被送往后续化学机械研磨工艺，给后续研磨工艺增加难度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种检测晶圆边缘洗边效果的装置，避免大量洗边失败的晶圆被送往后续化学机械研磨工艺，增加研磨工艺难度。

为解决上述问题，本发明提供一种检测晶圆边缘洗边效果的装置，包括下列部件：晶圆架，用于放置晶圆；光敏传感器，用于向放置晶圆的平面发射探测光探测晶圆是否存在，并发送探测结果信号；颜色分辨光敏传感器，位于晶圆上有铜薄膜面的上方，用于通过接收向晶圆边缘发射的分辨光的反射光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并发送分辨结果信号；可编程逻辑控制单元，用于接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圆边缘洗边是否成功，并报告判断结果。

相应地，本发明还提供了一种检测晶圆边缘洗边效果的方法，包括下列步骤：光敏传感器向放置晶圆的平面发出探测光探测晶圆架上有无晶圆，同时颜色分辨光敏传感器发射分辨光；当光敏传感器探测到晶圆架上的晶圆时，向可编程逻辑控制单元发送探测结果信号通知可编程逻辑控制单元晶圆已存在，同时颜色分辨光敏传感器根据晶圆边缘反射的分辨光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并向可编程逻辑控制单元发送分辨结果信号；可编程逻辑控制单元接收并根据探测结果信号和分辨结果信号判断晶圆边缘洗边是否成功，并报告判断结果。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明检测晶圆边缘洗边效果的装置能够及时发现洗边失败的晶圆并报告，防止这些晶圆被送往后续化学机械研磨工艺，从而减小后续研磨工艺难度。

附图说明

图1是本发明检测晶圆边缘洗边效果的装置检测边缘被去除铜薄膜的晶圆的示意图；

图2是本发明检测晶圆边缘洗边效果的装置检测边缘未被去除铜薄膜的晶圆的示意图；

图3是本发明检测晶圆边缘洗边效果的方法流程图。

具体实施方式

本发明检测晶圆边缘洗边效果的装置如图1所示：

晶圆架1，用于放置晶圆2；

光敏传感器3，用于向放置晶圆2的平面发射探测光探测晶圆2是否存在，并发送代表晶圆架1有无晶圆2的探测结果信号；

颜色分辨光敏传感器4，位于晶圆2铜薄膜面的上方，用于通过接收向晶圆边缘发射的分辨光的反射光分辨晶圆边缘有无铜薄膜，并发送分辨结果信号；

可编程逻辑控制单元5，用于接收并根据探测信号和分辨信号判断晶圆边缘洗边是否成功，并报告判断结果。

所述本发明检测晶圆边缘洗边效果的装置位于晶圆传送站中，在晶圆通过传送站时对于晶圆边缘的洗边效果进行检测，以防止洗边失败的晶圆被送往后续化学机械研磨工艺。

所述光敏传感器，位于放置晶圆的平面的垂直空间里，即位于晶圆上方或晶圆下方，包括放大器FS-V2R(未显示)以及光纤模组FU-35FA(未显示)，放大器用来根据反射光线亮度不同判断晶圆架上有无晶圆；光纤模组用来发射探测光和接收探测光。

所述颜色分辨光敏传感器，包括放大器CZ-V21(未显示)以及感测头CZ-H32(未显示)，放大器用于根据接收的反射光的亮度不同分辨晶圆边缘有无铜薄膜；感测头用来发射分辨光和接收分辨光，所述分辨光由红、蓝和绿三色光构成，直径为2.5mm，投射在距离晶圆边缘0-2.5mm处，以保证距离晶圆边缘3mm范围内的晶圆表面能被分辨光照射到，即满足晶圆边缘检测范围的要求。