申请/专利权人：麦峤里(上海)半导体科技有限责任公司

申请日：2019-07-24

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN110364448B

主分类号：H01L21/66

分类号：H01L21/66

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.11.15#实质审查的生效;2019.10.22#公开

摘要：一种晶圆导电薄膜加工系统，涉及半导体加工技术领域，所解决的是提高膜厚测量精度的技术问题。该系统包括工艺腔、传送腔，所述工艺腔中设有膜厚处理装置，所述传送腔上设有两个装载盒，传送腔内设有晶圆预对准装置、机械手；所述晶圆预对准装置包括预对准底座，及安装在预对准底座上的旋转托盘，预对准底座上设有旋转电机；所述预对准底座上固定有横梁，横梁上设有能沿旋转托盘的径向滑动的涡电流传感器，并且涡电流传感器位于旋转托盘的上方，横梁上设有用于导引涡电流传感器滑动的导轨，及用于驱动涡电流传感器滑动的横移驱动部件。本发明提供的系统，适用于晶圆导电薄膜的加厚或减薄。

主权项：1.一种晶圆导电薄膜加工系统，包括工艺腔、传送腔，所述工艺腔中设有用于晶圆导电薄膜厚度加工的膜厚处理装置，所述传送腔上设有第一装载盒、第二装载盒，传送腔内设有晶圆预对准装置，及用于移送晶圆的机械手；所述晶圆预对准装置包括固定在传送腔内的预对准底座，及安装在预对准底座上的旋转托盘，预对准底座上设有用于驱动旋转托盘转动的旋转电机，旋转托盘的转动轴线竖直；其特征在于：所述预对准底座上固定有横梁，横梁上设有能沿旋转托盘的径向滑动的涡电流传感器，并且涡电流传感器位于旋转托盘的上方，横梁上设有用于导引涡电流传感器滑动的导轨，及用于驱动涡电流传感器滑动的横移驱动部件。

全文数据：晶圆导电薄膜加工系统技术领域本发明涉及半导体加工技术，特别是涉及一种晶圆导电薄膜加工系统的技术。背景技术半导体工艺制程中对晶圆导电薄膜的膜厚、电阻率等特性的精确度要求较高。导电薄膜的方块电阻能同时反映导电薄膜的膜厚、电阻率的特性，因此导电薄膜的方块电阻测量被工业界广泛使用，而涡电流测量法则是导电薄膜方块电阻的常用测量方法。现有的晶圆导电薄膜加工系统由传送腔、工艺腔、测试腔组成，传送腔内设有晶圆预对准装置，工艺腔中设有用于晶圆导电薄膜厚度加工（导电薄膜加厚或减薄）的膜厚处理装置，比如用于晶圆导电薄膜加厚的金属生长镀膜装置，用于晶圆导电薄膜减薄的膜层化学减薄装置、膜层机械减薄装置。工作时，传送腔内的机械手将晶圆从送到晶圆预对准器上进行位置和角度的调整，然后将调整好的晶圆送入工艺腔内的载片台，由膜厚处理装置实施导电薄膜加厚或减薄的加工，加工完毕后再由机械手送入测试腔，通过固定安装在测试腔内的涡电流传感器实施导电薄膜方块电阻的测量，测量结束后再由机械手送入成品晶圆盒内。现有的晶圆导电薄膜加工系统需要配备独立的测试腔，具有占地面积大的缺点，而且涡电流传感器的安装位置是固定的，无法实现整片晶圆导电薄膜的厚度均匀测量，其测量精度相对较低。发明内容针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种占地面积小，且膜厚测量精度高的晶圆导电薄膜加工系统。为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种晶圆导电薄膜加工系统，包括工艺腔、传送腔，所述工艺腔中设有用于晶圆导电薄膜厚度加工的膜厚处理装置，所述传送腔上设有第一装载盒、第二装载盒，传送腔内设有晶圆预对准装置，及用于移送晶圆的机械手；所述晶圆预对准装置包括固定在传送腔内的预对准底座，及安装在预对准底座上的旋转托盘，预对准底座上设有用于驱动旋转托盘转动的旋转电机，旋转托盘的转动轴线竖直；其特征在于：所述预对准底座上固定有横梁，横梁上设有能沿旋转托盘的径向滑动的涡电流传感器，并且涡电流传感器位于旋转托盘的上方，横梁上设有用于导引涡电流传感器滑动的导轨，及用于驱动涡电流传感器滑动的横移驱动部件。进一步的，所述预对准底座上设有用于带动旋转托盘平向二维移动的二维云台，旋转电机安装在二维云台上，预对准底座上设有可升降的外托架，及用于驱动外托架升降的升降驱动部件，所述外托架下降至下行止点时，外托架的顶端低于旋转托盘，外托架上升至上行止点时，外托架的顶端高于旋转托盘；所述预对准底座上设有用于检测晶圆边缘位置的传感器，及用于检测旋转托盘转动角度的传感器。本发明提供的晶圆导电薄膜加工系统，将测量膜厚用的涡电流传感器安装在传送腔内，在对晶圆实施预对准的过程中，利用涡电流传感器来检测晶圆导电薄膜的膜厚，无需配备独立测试腔，具有占地面积小的特点，而且涡电流传感器能沿旋转托盘的径向滑动，通过涡电流传感器滑动与旋转托盘转动的配合，能实现晶圆导电薄膜的全面扫描，具有膜厚测量精度高的特点。附图说明图1是本发明实施例的晶圆导电薄膜加工系统的结构示意图；图2是本发明实施例的晶圆导电薄膜加工系统中的晶圆预对准装置中，外托架下降至下行止点时的结构示意图；图3是本发明实施例的晶圆导电薄膜加工系统中的晶圆预对准装置中，外托架上升至上行止点时的结构示意图。具体实施方式以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围，本发明中的顿号均表示和的关系，本发明中的英文字母区分大小写。如图1-图3所示，本发明实施例所提供的一种晶圆导电薄膜加工系统，包括工艺腔1、传送腔2，所述工艺腔1中设有用于晶圆导电薄膜厚度加工的膜厚处理装置（图中未示），所述传送腔2上设有第一装载盒51、第二装载盒52，传送腔2内设有晶圆预对准装置4，及用于移送晶圆9的机械手3；所述晶圆预对准装置4包括固定在传送腔内的预对准底座41，及安装在预对准底座上的旋转托盘47，预对准底座上设有用于驱动旋转托盘47转动的旋转电机44，旋转托盘47的转动轴线竖直；其特征在于：所述预对准底座41上固定有横梁42，横梁42上设有能沿旋转托盘47的径向滑动的涡电流传感器6，并且涡电流传感器6位于旋转托盘47的上方，横梁42上设有用于导引涡电流传感器6滑动的导轨，及用于驱动涡电流传感器6滑动的横移驱动部件61。本发明实施例中，所述工艺腔中的膜厚处理装置为现有技术，包括用于晶圆导电薄膜加厚的金属生长镀膜装置，用于晶圆导电薄膜减薄的膜层化学减薄装置、膜层机械减薄装置，这些装置在很多专利文献中都有记载，本发明不再赘述。本发明实施例中，所述预对准底座41上设有用于带动旋转托盘47平向二维移动的二维云台43，旋转电机44安装在二维云台43上，预对准底座41上设有可升降的外托架45，及用于驱动外托架45升降的升降驱动部件46，所述外托架45下降至下行止点时，外托架45的顶端低于旋转托盘47，外托架45上升至上行止点时，外托架45的顶端高于旋转托盘47；所述预对准底座41上设有用于检测晶圆9边缘位置的传感器7，及用于检测旋转托盘47转动角度的传感器8。本发明实施例中，所述二维云台为现有技术，二维云台包括第一滑块、第二滑块，其中的第一滑块安装在预对准底座上并能左右滑动，预对准底座上设有用于导引第一滑块左右滑动的第一滑轨，及用于驱动第一滑块左右滑动的第一云台驱动部件，第二滑块安装在第一滑块上并能前后滑动，第一滑块上设有用于导引第二滑块前后滑动的第二滑轨，及用于驱动第二滑块前后滑动的第二云台驱动部件，旋转电机安装在第二滑块上。本发明实施例中，所述横移驱动部件、升降驱动部件、第一云台驱动部件、第二云台驱动部件可以采用电机、气缸、液压缸等动力输出设备。本发明实施例适用于晶圆导电薄膜的加厚或减薄处理，其工作方式如下：传送腔内的机械手3将待加工的晶圆从第一装载盒51内取出并送到晶圆预对准装置中的旋转托盘47上，然后由旋转电机44驱动旋转托盘47，使之带动晶圆9旋转，同时利用传感器7检测晶圆9的边缘位置，利用传感器8检测晶圆的参考角方向旋转托盘47的转动角度，通过对晶圆边缘位置及参考角方向的计算，得到晶圆中心与旋转托盘中心之间的偏移量，然后升降驱动部件46驱动外托架45上升至上行止点，使得外托架45将晶圆9向上托起，使得晶圆9与旋转托盘47分离（图3所示的状态），然后再驱使二维云台43动作，由二维云台43带动旋转托盘47作平向二维移动微调，从而对旋转托盘的中心位置做二维的偏移量补偿，使得晶圆中心与旋转托盘中心重合，然后升降驱动部件46再驱动外托架45下降至下行止点，使得晶圆重新安放在旋转托盘上，然后再由旋转电机44驱动旋转托盘47，使之带动晶圆9旋转一定的角度，实现晶圆的预对准，然后再由机械手3将晶圆9移送入工艺腔1的载片台，使得晶圆在载片台的位置、角度能得到精准控制；晶圆在工艺腔内的载片台上进行工艺（金属生长或者减薄）加工操作结束后，由机械手将晶圆取出，送入第二装载盒52；在晶圆预对准装置中，旋转托盘47带动晶圆9旋转时，由横移驱动部件61驱动涡电流传感器6沿旋转托盘47的径向滑动，即可利用涡电流传感器6对晶圆上的导电薄膜的方块电阻实施完整的全片扫描。

权利要求：1.一种晶圆导电薄膜加工系统，包括工艺腔、传送腔，所述工艺腔中设有用于晶圆导电薄膜厚度加工的膜厚处理装置，所述传送腔上设有第一装载盒、第二装载盒，传送腔内设有晶圆预对准装置，及用于移送晶圆的机械手；所述晶圆预对准装置包括固定在传送腔内的预对准底座，及安装在预对准底座上的旋转托盘，预对准底座上设有用于驱动旋转托盘转动的旋转电机，旋转托盘的转动轴线竖直；其特征在于：所述预对准底座上固定有横梁，横梁上设有能沿旋转托盘的径向滑动的涡电流传感器，并且涡电流传感器位于旋转托盘的上方，横梁上设有用于导引涡电流传感器滑动的导轨，及用于驱动涡电流传感器滑动的横移驱动部件。2.根据权利要求1所述的晶圆导电薄膜加工系统，其特征在于：所述预对准底座上设有用于带动旋转托盘平向二维移动的二维云台，旋转电机安装在二维云台上，预对准底座上设有可升降的外托架，及用于驱动外托架升降的升降驱动部件，所述外托架下降至下行止点时，外托架的顶端低于旋转托盘，外托架上升至上行止点时，外托架的顶端高于旋转托盘；所述预对准底座上设有用于检测晶圆边缘位置的传感器，及用于检测旋转托盘转动角度的传感器。

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