CN112858325A - 晶圆检测系统及检测方法 - Google Patents
晶圆检测系统及检测方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112858325A CN112858325A CN201911174108.1A CN201911174108A CN112858325A CN 112858325 A CN112858325 A CN 112858325A CN 201911174108 A CN201911174108 A CN 201911174108A CN 112858325 A CN112858325 A CN 112858325A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wafer
- detection module
- module
- scanning
- scanning detection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 204
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 8
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 4
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 239
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 description 18
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 9
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- -1 or scratch Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
- G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
本发明提供一种晶圆检测系统及检测方法。检测系统包括载台、第一扫描探测模块、第二扫描探测模块及分析模块；载台用于承载待检测的晶圆；第一扫描探测模块朝向晶圆的第一表面，第一扫描探测模块包括第一信号发射单元和第一信号接收单元；第二扫描探测模块朝向晶圆的第二表面，第二表面为与第一表面相对的表面；第二扫描探测模块包括第二信号发射单元和第二信号接收单元；分析模块与第一扫描探测模块及第二扫描探测模块相连接，以基于第一扫描探测模块和第二扫描探测模块的扫描探测结果判断晶圆上的不良芯片。本发明通过改善的结构设计可以实现对单片晶圆的正背面同时进行检测，由此可以极大提高检测效率，有助于生产效率的提高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体芯片制造领域，特别是涉及一种晶圆检测系统及检测方法。
背景技术
背金工艺是指在晶圆背面(即与器件所在的表面相对的表面)进行金属化工艺处理，是集成电路芯片制造中的一道重要工艺。背金是连接前部芯片和后部装配的重要工艺，直接影响到后续的装配成品率、热阻等，对器件的可靠性有着重要影响。随着功率器件工艺复杂度和关键尺寸(Critical Dimension，简称CD)的日益缩小，芯片制造厂对缺陷敏感度也越来越高。晶圆表面一旦存在缺陷，很难通过后续工艺进行补救。因而如何精准地将背金工艺的不良芯片打上标记(Ink)，避免因有缺陷的产品流入下道工序造成生产资源的浪费变得至关重要。同时，在生产过程中如何做到晶圆的正面及背面精准定位也非常重要。
现有的标记不良芯片和背金缺陷的流程通常为：扫描晶圆背面并储存扫描信息→另一机台扫描晶圆正面并储存扫描信息→将晶背和晶面Map坐标做比较(经常出现Mismatch的问题)→将背面数据映射到正面坐标上→做后续标记(Ink)等动作。这种传统的检测流程不仅容易出现前述的正面和背面坐标不匹配，导致检测准确性下降的问题，而且检测过程中需要使用两台设备分别进行晶圆的正面和背面扫描，或者使用同一台设备先进行正面扫描再将晶圆翻转后进行背面扫描，检测效率非常低，而如果增加检测系统，又会造成生产成本的上升。现有技术中并没有检测机台可以同时完成晶圆正反面的扫描，并且没有完全的正面和背面的坐标校准系统。随着电子信息产业的飞速发展，芯片制造厂的生产产能不断提升，需要检测的晶圆数量越来越多，传统的检测系统及检测方法已经成为制约芯片制造厂产能提升的瓶颈之一。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆检测系统及检测方法，用于解决现有技术中单一设备无法同步进行晶圆正反面的扫描，导致生产效率低下，而增加检测设备会造成生产成本上升，及现有技术中没有完全的晶圆正面和背面的坐标校准系统，导致无法及时检测出晶圆的对准误差等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆检测系统，包括载台、第一扫描探测模块、第二扫描探测模块及分析模块；所述载台用于承载待检测的晶圆；所述第一扫描探测模块朝向晶圆的第一表面，所述第一扫描探测模块包括第一信号发射单元和第一信号接收单元，用于对所述晶圆的第一表面进行检测；所述第二扫描探测模块朝向晶圆的第二表面，用于对所述晶圆的第二表面进行检测，所述第二表面为与所述第一表面相对的表面；所述第二扫描探测模块包括第二信号发射单元和第二信号接收单元；所述分析模块与所述第一扫描探测模块及所述第二扫描探测模块相连接，以基于所述第一扫描探测模块和所述第二扫描探测模块的扫描探测结果判断所述晶圆上的不良芯片。
可选地，所述晶圆检测系统还包括水平检测模块，与所述第一扫描探测模块或所述第二扫描探测模块同侧，用于检测所述晶圆是否呈水平放置状态。
进一步可选地，所述晶圆检测系统还包括水平校正模块，与所述水平检测模块及所述载台相连接，用于在所述水平检测模块检测到所述晶圆呈非水平放置时，对所述载台进行校正以使所述晶圆呈水平放置。
在一可选方案中，所述第一扫描探测模块和所述第二扫描探测模块均位于所述晶圆的圆心的垂线方向上。
在另一可选方案中，所述第一信号发射单元的信号发射方向与所述晶圆的第一表面之间具有入射夹角，所述第一信号接收单元的信号接收方向与所述晶圆的第一表面之间具有反射夹角，所述入射夹角和所述反射夹角的大小相同且均为锐角；所述第二信号发射单元的信号发射方向与所述晶圆的第二表面之间具有入射夹角，所述第二信号接收单元的信号接收方向与所述晶圆的第二表面之间具有反射夹角，所述入射夹角和所述反射夹角的大小相同且均为锐角。
在进一步的可选方案中，所述晶圆检测系统还包括第三扫描探测模块及第四扫描探测模块，所述第三扫描探测模块与所述第一扫描探测模块位于所述晶圆的同一侧，所述第四扫描探测模块与所述二扫描探测模块位于所述晶圆的同一侧；所述第三扫描探测模块及所述第四扫描探测模块均位于所述晶圆的圆心的垂线方向上。
可选地，，所述晶圆检测系统还包括打标模块，与所述分析模块相连接，用于根据所述分析模块的判断结果对不良芯片进行标记。
本发明还提供另一种晶圆检测系统，包括载台、信号发射单元、两个信号接收单元、检测模块及分析模块；所述信号发射单元包括入射光源、分束镜及两个偏光片；所述载台用于承载待检测的晶圆；所述分束镜位于所述入射光源的一侧，用于将所述入射光源的入射光线分成两束；所述两个偏光片位于所述分束镜远离所述入射光源的一侧，用于将分束后的两束光线转换成水平光线；所述两个信号接收单元对称分布于所述晶圆的两侧，用于将所述偏光片转换成的水平光线入射至所述晶圆的表面，并将所述晶圆的反射光线入射至所述分析模块。
可选地，所述信号接收单元包括第一反光镜、第二反光镜及第三反光镜，其中，所述第一反光镜位于所述偏光片远离所述分束镜的一侧，所述第二反光镜位于所述第一反光镜远离所述晶圆的一侧，所述第三反光镜位于所述第二反光镜的反射路径上；分束后的两束入射光线一一对应入射到所述两个偏光片的表面，经所述偏光片的透射转换成水平光线后入射至所述第一反光镜上，经所述第一反光镜反射至所述晶圆的表面，经所述晶圆反射的光线依次经过所述第二反光镜和所述第三反光镜反射至所述分析模块。
可选地，所述晶圆检测系统还包括水平检测模块，位于所述晶圆的一侧，用于检测所述晶圆是否呈水平放置状态。
进一步可选地，所述晶圆检测系统还包括水平校正模块，与所述水平检测模块及所述载台相连接，用于在所述水平检测模块检测到所述晶圆呈非水平放置时，对所述载台进行校正以使所述晶圆呈水平放置。
可选地，所述晶圆检测系统还包括滤光片，位于所述入射光源及所述分束镜之间，所述滤光片包括中性滤光片和彩色滤光片中的一种或两种。
可选地，所述晶圆检测系统还包括打标模块，与所述分析模块相连接，用于根据所述分析模块的判断结果对不良芯片进行标记。
本发明还提供一种晶圆检测方法，所述晶圆检测方法采用前述任一方案中所述的晶圆检测系统对同一晶圆的正面及背面同时进行扫描以检测出晶圆上的不良芯片。
如上所述，本发明的晶圆检测系统及检测方法，具有以下有益效果：本发明通过改善的结构设计可以实现对单片晶圆的正背面同时进行检测，由此可以极大提高检测效率，有助于生产效率的提高，且有助于提高晶圆正背面的匹配准确性，提高检测准确性。采用本发明的晶圆检测系统及检测方法，可显著提高生产效率和设备产出率、降低生产成本。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中的晶圆检测系统的结构示意图。
图2显示为依实施例一中的晶圆检测系统进行晶圆检测的过程示意图。
图3显示为本发明实施例二中的晶圆检测系统的结构示意图。
图4显示为本发明实施例三中的晶圆检测系统的结构示意图。
图5显示为本发明实施例四中的晶圆检测系统的结构示意图。
元件标号说明
10 晶圆
11，31 载台
12 第一扫描探测模块
121 第一信号发射单元
122 第一信号接收单元
13 第二扫描探测模块
131 第二信号发射单元
132 第二信号接收单元
14，34 分析模块
15 水平检测模块
16 水平校正模块
17 第三扫描探测模块
18 第四扫描探测模块
19，36 打标模块
20 腔体
21 腔门
32 信号发射单元
321 入射光源
322 分束镜
323 偏光片
324 中性滤光片
325 彩色滤光片
33 信号接收单元
331 第一反光镜
332 第二反光镜
333 第三反光镜
35 物镜
θ 角度
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质技术内容的变更下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一
如图1所示，本发明提供一种晶圆10检测系统，包括载台11、第一扫描探测模块12、第二扫描探测模块13及分析模块14；所述载台11用于承载待检测的晶圆10，比如所述载台11可以为具有卡槽的环形结构或具有凸台的夹持结构，通过所述载台11对所述晶圆10的边缘进行夹持以固定所述晶圆10，避免检测过程中对所述晶圆10的上下表面造成干扰；所述第一扫描探测模块12位于所述晶圆10的一侧且朝向所述晶圆10的第一表面，所述第一扫描探测模块12包括第一信号发射单元和第一信号接收单元，用于对所述晶圆10的第一表面进行检测；所述第二扫描探测模块13位于所述晶圆10远离所述第一扫描探测模块12的一侧且朝向所述晶圆10的第二表面，用于对所述晶圆10的第二表面进行检测，所述第二表面为与所述第一表面相对的表面(晶圆上形成有很多个芯片，因此芯片同样具有第一表面和第二表面)；所述第二扫描探测模块13包括第二信号发射单元和第二信号接收单元；所述分析模块14与所述第一扫描探测模块12及所述第二扫描探测模块13相连接，以基于所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13的扫描探测结果判断所述晶圆10上的不良芯片。本发明通过改善的结构设计可以实现对单片晶圆10的正背面同时进行检测，由此可以极大提高检测效率，有助于生产效率的提高。
所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13的具体结构优选完全相同，比如，所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13均为基于光电成像原理的扫描探测结构。在一具体示例中，所述第一信号发射单元和所述第二信号发射单元均为光线发射装置，所述第一信号接收单元及所述第二信号接收单元均为成像装置，比如为CCD图像传感器或CMOS图像传感器，以将光线发射至所述晶圆10表面并反射至信号接收单元，根据最终的成像判断所述晶圆10表面的缺陷，缺陷所在位置对应的芯片即为不良芯片，因此判断晶圆表面缺陷的过程也即判断不良芯片的过程。
本实施例中，所述第一信号发射单元的信号发射方向和所述第一信号接收单元的信号接收方向均与所述晶圆10的第一表面相垂直，更优选地是位于同一位置，比如位于所述晶圆10的圆心的垂线方向上(与圆心具有间距)；所述第二信号发射单元的信号发射方向和所述第二信号接收单元的信号接收方向均与所述晶圆10的第二表面相垂直，更优选地是位于同一位置，比如位于所述晶圆10的圆心的垂线方向上(与圆心具有间距)，即所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13均位于所述晶圆10的圆心的垂线上，在探测开始前可以先进行所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13之间的校准，也可以在放置好晶圆10后再进行校准，或者在放置晶圆10前和放置好晶圆10后都进行两个扫描探测模块之间的校准以提高检测准确性。所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13的探测信号垂直入射至所述晶圆10表面，并垂直接收所述晶圆10反射的信号(图1中的箭头示意信号的传输方向)。这种结构下，所述晶圆10表面无缺陷处因呈明亮状态而被探测到，而缺陷处由于散射呈现黑暗，无法被探测到，基于此亮场检测(bright-fieldinspection)模式检测出所述晶圆10表面的缺陷，即不良芯片(die)。亮场检测使用差分干涉技术从反射信号中分辨出散射信号，对于较大的扁平缺陷有很高的灵敏度。在使用激光作为光源时，还可以对入射光的极性做调制，提高探测的信噪比。为进一步提高检测准确性，根据扫描探测模块的探测信号的不同，比如如果探测信号为可见光，则在所述第一扫描探测模块与晶圆之间和/或所述第二扫描探测模块与晶圆之间可以设置用于过滤杂散光的滤光片和/或用于汇聚光线的透镜。
所述第一扫描探测模块12距离所述晶圆10的第一表面的距离与所述第二扫描探测模块13距离所述晶圆10的第二表面的距离优选相同，由此可以确保所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13能实现完全同步检测。具体的距离根据所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13的参数，比如信号辐射范围和/或所述晶圆10的大小而定，优选所述第一信号发射单元和所述第二信号发射单元的信号发射范围完全覆盖所述晶圆10的对应表面，而所述第一信号接收单元和所述第二信号接收单元的信号接收单元同样完全覆盖所述晶圆10的对应表面。当然，在其他示例中，所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13也可以采用移动扫描方式，比如通过移动扫描探测模块或移动晶圆10(优选通过所述载台11的转动带动所述晶圆10转动以实现移动扫描，避免调整扫描探测模块过程中容易出现对准不良等问题)，本实施例中不做严格限制。
为确保检测前所述晶圆10完全处于水平状态以提高检测准确度，作为示例，所述晶圆10检测系统还包括水平检测模块15，与所述第一扫描探测模块12或所述第二扫描探测模块13同侧，用于检测所述晶圆10是否呈水平放置状态。比如，所述水平检测模块15可以位于所述晶圆10的第一表面的正上方或所述晶圆10的第二表面的正下方，更优选地为位于所述晶圆10的圆心的垂线方向上(与圆心具有间距)，或所述水平检测模块15可以为两个，分布位于所述晶圆10的第一表面的正上方或所述晶圆10的第二表面的正下方。所述水平检测模块15可以为基于光学原理的检测装置，比如为矩阵水平调整镜头，所述水平调整镜头的视角范围调整到与所述晶圆10的表面积大小相同，根据所述晶圆10的表面是否被镜头的视角范围完全覆盖判断所述晶圆10是否呈水平放置。当检测到所述晶圆10在所述载台11上呈水平放置时则可以开始扫描检测，而当检测到所述晶圆10未呈水平放置状态时，或者可以将所述晶圆10卸载，或者可以先将所述晶圆10调整到水平状态。故在进一步的示例中，所述晶圆10检测系统还包括水平校正模块16，与所述水平检测模块15及所述载台11相连接，用于在所述水平检测模块15检测到所述晶圆10呈非水平放置时，对所述载台11进行校正以使所述晶圆10呈水平放置，比如调整所述载台11两侧的高度以使所述晶圆10呈水平状态。
作为示例，所述晶圆10检测系统还包括打标模块19，与所述分析模块14相连接，用于根据所述分析模块14的判断结果对不良芯片进行标记(ink)。
作为示例，所述分析模块14可以为具有存储和比对等功能的装置，比如为计算机(前述的水平检测模块15和水平校正模块16均可以与所述分析模块14相连接而通过所述分析模块14所在的实体装置进行统一控制)。所述分析模块14在接收到所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13的扫描探测结果后进行分析的过程包括：基于已有的参照信息(比如预先存储有的无缺陷晶圆的扫描图，将待检测晶圆10上的芯片与无缺陷晶圆，或者说标准晶圆上的芯片进行比对，或者基于已有的参数，在相邻的两个或三个芯片之间做比对)和扫描探测结果进行比对以分别检测出所述晶圆10的第一表面(比如晶圆正面缺陷所在的芯片)和第二表面(比如晶圆背面缺陷位置所在对应正面的不良芯片)上存在的缺陷所对应的芯片(也可能同一芯片同时存在正面缺陷和背面缺陷)，之后将扫描探测结果，比如所述晶圆10的第一表面的扫描图和第二表面的扫描图进行合成，以将第二表面的缺陷映射到第一表面上(可以基于该缺陷的坐标进行映射)，或者将第一表面的缺陷映射到第二表面上，得到晶圆的全局缺陷分布图，也即确定不良芯片的分布(芯片的第一表面和第二表面中只要其中一个存在缺陷，该芯片即定义为不良芯片)，且之后可以对不良芯片进行打标，该过程如图2所示。当然，在其他示例中，也可以在所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13中预先存储无缺陷晶圆的扫描图，因而所述第一扫描探测模块12和所述第二扫描探测模块13完成扫描探测后各自与自身预存的信息进行匹配以检测出相应的晶圆的表面缺陷，并将分析结果传送至所述分析模块14，由所述分析模块14进行最终汇总分析以确定所述晶圆10的整体缺陷分布，本实施例中不做严格限制。
作为示例，所述晶圆10检测系统还包括腔体20，前述提及的载台11、第一扫描探测模块12、第二扫描探测模块13、水平检测模块15及水平校正模块16均位于所述腔体内20，以避免外来干扰和污染，提高检测准确性。所述腔体20上设置有腔门21，所述腔体20内还设置有晶圆10传送单元(未标示)，在需要进行检测时，打开所述腔门21，通过所述晶圆10传送单元将待检测的晶圆10传送到所述载台11上，之后关闭所述腔门21。
采用本发明的晶圆检测系统，可以在检测开始前进行所述第一扫描探测模块和所述第二扫描探测模块之间的校准，然后将所述晶圆放置到所述载台上，之后检测所述晶圆是否处于水平状态，在检测到所述晶圆处于非水平状态时，可以卸载所述晶圆，也可以通过对所述载台进行调整以将所述晶圆校正到水平状态，或者也可以调整所述第一扫描探测模块和/或所述第二扫描探测模块以使相应的探测信号位于与所述晶圆的表面相垂直的方向上。且根据需要，在扫描探测过程中还可以调整扫描像素和/或灵敏度。采用本发明的晶圆检测系统可以对晶圆的正面和背面同时进行扫描探测，有助于提高检测效率、提高生产效率。
实施例二
如图3所示，本发明还提供另一种结构的晶圆检测系统。本实施例的晶圆检测系统与实施例一的晶圆检测系统的最大区别在于，实施例一中的第一扫描探测模块12和第二扫描探测模块13的扫描探测方向与所述晶圆10的表面相垂直，同一扫描探测模块的信号发射单元和信号接收单元位于同一位置，采用的是亮场扫描模式；而本实施例中，同一扫描探测模块的信号发射单元和信号接收单元不在同一位置。具体地，所述第一信号发射单元121的信号发射方向与所述晶圆10的第一表面之间具有入射夹角θ，所述第一信号接收单元122的信号接收方向与所述晶圆10的第一表面之间具有反射夹角θ，所述入射夹角θ和所述反射夹角θ的大小相同且均为锐角，优选为45°；所述第二信号发射单元131的信号发射方向与所述晶圆10的第二表面之间具有入射夹角θ，所述第二信号接收单元132的信号接收方向与所述晶圆10的第二表面之间具有反射夹角θ，所述入射夹角θ和所述反射夹角θ的大小相同且均为锐角，且优选为45°。采用本实施例的晶圆检测系统，在检测时，检测信号从所述晶圆10的斜侧方向照射在所述晶圆10表面，在缺陷处(如晶圆正面的蚀刻、CMP残留物、划伤、颗粒物、或背面的刮伤、颗粒物等)产生散射光被信号接收单元收集，并转换成电信号，缺陷所在的位置也同时被记录下来，而无缺陷处的晶圆表面的反射光束被回避，即晶圆表面没有缺陷的地方一片黑暗，缺陷处有散射光亮。这种工作模式被称为暗场检测(dark-fieldinspection)，其对于检测晶圆表面的颗粒与表面缺陷非常灵敏。为了增大探测的灵敏度，扫描探测信号可以是环状的，比如为环状光束。在使用激光作为光源时，还可以对入射光的极性做调制，提高探测的信噪比。为进一步提高检测准确性，根据信号发射单元的发射信号不同，比如如果为可见光信号发射单元，则在相应的信号发射单元和晶圆之间，比如所述第一信号发射单元与晶圆之间和/或第二信号发射单元与晶圆之间和/或晶圆和信号接收单元之间，比如所述第一信号接收单元与晶圆之间和/或第二信号接收单元与晶圆之间可以设置用于过滤杂散光的滤光片和/或用于汇聚光线的透镜。除上述区别外，本实施例的晶圆检测系统与实施例一的晶圆检测系统的其他结构均相同，比如同样可以包括水平检测模块以及与之相连接的水平校正模块、以及分析模块和打标模块等，同样在探测前可以先进行扫描探测模块的校准，放置晶圆后再检测晶圆是否处于水平状态等。详细的内容还请参考前述实施例一，出于简洁的目的不再赘述。
实施例三
如图4所示，本发明还提供另一种结构的晶圆检测系统。本实施例的晶圆检测系统在实施例二的晶圆检测系统的基础上进一步增加了第三扫描探测模块17及第四扫描探测模块18，所述第三扫描探测模块17与所述第一扫描探测模块位于所述晶圆10的同一侧且朝向所述晶圆10的第一表面，所述第四扫描探测模块18与所述二扫描探测模块位于所述晶圆10的同一侧且朝向所述晶圆10的第二表面；所述第三扫描探测模块17及所述第四扫描探测模块18均位于所述晶圆10的圆心的垂线方向上(与圆心具有间距)，即本实施例的晶圆检测系统在实施例二的基础上结合了实施例一的扫描探测模块，因而可以既进行亮场扫描又可以进行暗场扫描，亮场扫描和暗场扫描的结果可以互相补充验证，可以弥补单一扫描方式的不足，有助于提高检测准确性。
实施例四
如图5所示，本发明还提供另一种结构的晶圆检测系统。本发明的晶圆检测系统包括载台31、信号发射单元32、两个信号接收单元33及分析模块34；所述信号发射单元32包括入射光源321、分束镜322及两个偏光片323；所述载台31用于承载待检测的晶圆10；所述分束镜322位于所述入射光源321的一侧，用于将所述入射光源321的入射光线分成两束；所述两个偏光片323位于所述分束镜322远离所述入射光源321的一侧，用于将分束后的两束光线转换成水平光线；所述两个信号接收单元33对称分布于所述晶圆10的两侧，用于将所述偏光片323转换成的水平光线入射至所述晶圆10的表面，并将所述晶圆10的反射光线入射至所述分析模块34，所述分析模块34可以是包含成像功能的装置，比如包含CCD图像传感器或CMOS图像传感器的装置，且所述分析模块34中可以预先存储有无缺陷晶圆，或者说标准晶圆的表面图像，因而所述分析模块34可以将完成探测得到的待测晶圆的表面图像与预存的标准晶圆的表面图像进行比对以判断晶圆表面的缺陷以确定不良芯片。当然，在其他示例中，所述分析模块34也可以仅包含前述的成像单元，这种情况下所述晶圆检测系统还可以包括与所述成像单元相连接的数据处理模块，或者所述晶圆检测系统的实体模块还可以做其他区分，本实施例中不做严格限制。本实施例的晶圆检测系统与前述实施例一和实施例的主要区别在于，前述实施例中的信号发射单元和信号接收单元均为两个，而本实施例中通过改善的结构基于单一的信号发射单元实现对晶圆的正背面同时进行检测，而后续的信号接收和分析处理的原理实质相同。
所述信号接收单元33可以为任意适合将所述信号发射单元32发射的信号发射至所述晶圆10表面，并将所述晶圆10反射的信号传送至所述分析模块34的结构。本实施例中，作为示例，所述信号接收单元33包括第一反光镜331、第二反光镜332及第三反光镜333，其中，所述第一反光镜331位于所述偏光片323远离所述分束镜322的一侧，所述第二反光镜332位于所述第一反光镜331远离所述晶圆10的一侧，所述第三反光镜333位于所述第二反光镜332的反射路径上；分束后的两束入射光线一一对应入射到所述两个偏光片323的表面，经所述偏光片323的透射转换成水平光线后入射至所述第一反光镜331上，经所述第一反光镜331反射至所述晶圆10的表面，经所述晶圆10反射的光线依次经过所述第二反光镜332和所述第三反光镜333反射至所述分析模块34。且作为示例，所述第一反光镜331、第二反光镜332及第三反光镜333与水平面的夹角均优选为45°。
作为示例，所述晶圆检测系统还包括物镜35，所述物镜35位于所述晶圆10与所述第一反光镜331之间，以提高光线的汇聚效果，提高检测的准确性。
所述晶圆检测系统还包括扫描腔体(未标示)，所述载台31、晶圆10、第一反光镜331、第二反光镜332及物镜35均位于所述扫描腔体内。
作为示例，所述晶圆检测系统还包括滤光片，位于所述入射光源321及所述分束镜322之间，所述滤光片包括中性滤光片和彩色滤光片中的一种或两种。在一具体示例中，所述滤光片包括中性滤光片324和绿色滤光片325，所述绿色滤光片325位于所述入射光源321与所述中性滤光片324之间，即所述入射光源321的入射光线先经所述绿色滤光片325的过滤再经所述中性滤光片324的过滤，有利于滤除特定波段外的杂散光线，提高检测准确性。
作为示例，所述晶圆检测系统还包括水平检测模块，位于所述晶圆的一侧，用于检测所述晶圆是否呈水平放置状态。且在进一步示例中，所述晶圆检测系统还包括水平校正模块，与所述水平检测模块及所述载台相连接，用于在所述水平检测模块检测到所述晶圆呈非水平放置时，对所述载台进行校正以使所述晶圆呈水平放置。
作为示例，所述晶圆检测系统还包括打标模块，与所述分析模块相连接，用于根据所述分析模块的判断结果对不良芯片进行标记。所述水平检测模块、水平校正模块及打标模块的描述还请参考实施例一至实施例三，出于简洁的目的不再赘述。
本发明还提供一种晶圆检测方法，所述晶圆检测方法采用同一机台对同一晶圆的正面及背面同时进行扫描以检测出晶圆上的不良芯片。具体地，所述晶圆检测方法可以基于实施例一至实施例四中任意一种晶圆检测系统进行。且所述晶圆检测方法在检测之前，即将所述晶圆放置到所述载台之前可以先进行两个扫描探测模块/两个信号接收单元之间的校准，在将晶圆放置到载台后再检测所述晶圆是否处于水平状态，如果检测到所述晶圆处于非水平状态，则可以将所述晶圆卸载，或者通过调整所述载台以将所述晶圆调整到水平状态，本实施例中不做严格限制。采用本发明的晶圆检测方法，通过对同一晶圆的正面和背面同时进行扫描，有助于提高检测效率、提高生产效率。
综上所述，本发明提供一种晶圆检测系统及检测方法。本发明通过改善的结构设计可以实现对单片晶圆的正背面同时进行检测，由此可以极大提高检测效率，有助于生产效率的提高，且有助于提高晶圆正背面的匹配准确性，提高检测准确性。采用本发明的晶圆检测系统及检测方法，可显著提高生产效率和设备产出率、降低生产成本。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (14)
1.一种晶圆检测系统，其特征在于，包括：
载台，用于承载待检测的晶圆；
第一扫描探测模块，朝向所述晶圆的第一表面，所述第一扫描探测模块包括第一信号发射单元和第一信号接收单元，用于对所述晶圆的第一表面进行检测；
第二扫描探测模块，朝向所述晶圆的第二表面，用于对所述晶圆的第二表面进行检测，所述第二表面为与所述第一表面相对的表面；所述第二扫描探测模块包括第二信号发射单元和第二信号接收单元；
分析模块，与所述第一扫描探测模块及所述第二扫描探测模块相连接，以基于所述第一扫描探测模块和所述第二扫描探测模块的扫描探测结果判断所述晶圆上的不良芯片。
2.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括水平检测模块，与所述第一扫描探测模块或所述第二扫描探测模块同侧，用于检测所述晶圆是否呈水平放置状态。
3.根据权利要求2所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括水平校正模块，与所述水平检测模块及所述载台相连接，用于在所述水平检测模块检测到所述晶圆呈非水平放置时，对所述载台进行校正以使所述晶圆呈水平放置。
4.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述第一扫描探测模块和所述第二扫描探测模块均位于所述晶圆的圆心的垂线方向上。
5.根据权利要求1所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述第一信号发射单元的信号发射方向与所述晶圆的第一表面之间具有入射夹角，所述第一信号接收单元的信号接收方向与所述晶圆的第一表面之间具有反射夹角，所述入射夹角和所述反射夹角的大小相同且均为锐角；所述第二信号发射单元的信号发射方向与所述晶圆的第二表面之间具有入射夹角，所述第二信号接收单元的信号接收方向与所述晶圆的第二表面之间具有反射夹角，所述入射夹角和所述反射夹角的大小相同且均为锐角。
6.根据权利要求5所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括第三扫描探测模块及第四扫描探测模块，所述第三扫描探测模块与所述第一扫描探测模块位于所述晶圆的同一侧，所述第四扫描探测模块与所述二扫描探测模块位于所述晶圆的同一侧；所述第三扫描探测模块及所述第四扫描探测模块均位于所述晶圆的圆心的垂线方向上。
7.根据权利要求1至6任一项所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括打标模块，与所述分析模块相连接，用于根据所述分析模块的判断结果对不良芯片进行标记。
8.一种晶圆检测系统，其特征在于，包括：载台、信号发射单元、两个信号接收单元及分析模块；所述信号发射单元包括入射光源、分束镜及两个偏光片；所述载台用于承载待检测的晶圆；所述分束镜位于所述入射光源的一侧，用于将所述入射光源的入射光线分成两束；所述两个偏光片位于所述分束镜远离所述入射光源的一侧，用于将分束后的两束光线转换成水平光线；所述两个信号接收单元对称分布于所述晶圆的两侧，用于将所述偏光片转换成的水平光线入射至所述晶圆的表面，并将所述晶圆的反射光线入射至所述分析模块。
9.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述信号接收单元包括第一反光镜、第二反光镜及第三反光镜，其中，所述第一反光镜位于所述偏光片远离所述分束镜的一侧，所述第二反光镜位于所述第一反光镜远离所述晶圆的一侧，所述第三反光镜位于所述第二反光镜的反射路径上；分束后的两束入射光线一一对应入射到所述两个偏光片的表面，经所述偏光片的透射转换成水平光线后入射至所述第一反光镜上，经所述第一反光镜反射至所述晶圆的表面，经所述晶圆反射的光线依次经过所述第二反光镜和所述第三反光镜反射至所述分析模块。
10.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括水平检测模块，位于所述晶圆的一侧，用于检测所述晶圆是否呈水平放置状态。
11.根据权利要求10所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括水平校正模块，与所述水平检测模块及所述载台相连接，用于在所述水平检测模块检测到所述晶圆呈非水平放置时，对所述载台进行校正以使所述晶圆呈水平放置。
12.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括滤光片，位于所述入射光源及所述分束镜之间，所述滤光片包括中性滤光片和彩色滤光片中的一种或两种。
13.根据权利要求8所述的晶圆检测系统，其特征在于：所述晶圆检测系统还包括打标模块，与所述分析模块相连接，用于根据所述分析模块的判断结果对不良芯片进行标记。
14.一种晶圆检测方法，其特征在于：所述晶圆检测方法采用如权利要求1-13任一项所述的晶圆检测系统对同一晶圆的正面及背面同时进行扫描以检测出晶圆上的不良芯片。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911174108.1A CN112858325A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 晶圆检测系统及检测方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911174108.1A CN112858325A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 晶圆检测系统及检测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112858325A true CN112858325A (zh) | 2021-05-28 |
Family
ID=75985735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911174108.1A Pending CN112858325A (zh) | 2019-11-26 | 2019-11-26 | 晶圆检测系统及检测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112858325A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644000A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-12 | 长鑫存储技术有限公司 | 晶圆检测方法与电子设备 |
| CN115376950A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-22 | 魅杰光电科技(上海)有限公司 | 一种用于切割后的半导体晶圆级芯片透射检测载台系统 |
| CN116978809A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-31 | 无锡卓海科技股份有限公司 | 一种晶圆检测装置和检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101762595A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-30 | 上海亨通光电科技有限公司 | 硅片表面缺陷的激光扫描散射检测与分类系统 |
| CN101887030A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 圣戈本玻璃法国公司 | 用于检测透明基板表面和/或其内部的缺陷的方法及系统 |
| CN103075962A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-01 | 电子科技大学 | 检测家具板材的板孔和槽位的自动化设备及其实现方法 |
| CN104864805A (zh) * | 2014-02-26 | 2015-08-26 | 盛美半导体设备（上海）有限公司 | 水平度测量装置及方法 |
-
2019
- 2019-11-26 CN CN201911174108.1A patent/CN112858325A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101887030A (zh) * | 2009-05-15 | 2010-11-17 | 圣戈本玻璃法国公司 | 用于检测透明基板表面和/或其内部的缺陷的方法及系统 |
| CN101762595A (zh) * | 2009-12-29 | 2010-06-30 | 上海亨通光电科技有限公司 | 硅片表面缺陷的激光扫描散射检测与分类系统 |
| CN103075962A (zh) * | 2013-01-07 | 2013-05-01 | 电子科技大学 | 检测家具板材的板孔和槽位的自动化设备及其实现方法 |
| CN104864805A (zh) * | 2014-02-26 | 2015-08-26 | 盛美半导体设备（上海）有限公司 | 水平度测量装置及方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113644000A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-11-12 | 长鑫存储技术有限公司 | 晶圆检测方法与电子设备 |
| CN113644000B (zh) * | 2021-08-09 | 2023-10-24 | 长鑫存储技术有限公司 | 晶圆检测方法与电子设备 |
| CN115376950A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-22 | 魅杰光电科技(上海)有限公司 | 一种用于切割后的半导体晶圆级芯片透射检测载台系统 |
| CN116978809A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-31 | 无锡卓海科技股份有限公司 | 一种晶圆检测装置和检测方法 |
| CN116978809B (zh) * | 2023-09-18 | 2023-12-19 | 无锡卓海科技股份有限公司 | 一种晶圆检测装置和检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10876975B2 (en) | System and method for inspecting a wafer | |
| EP2387796B1 (en) | System and method for inspecting a wafer | |
| US9863889B2 (en) | System and method for inspecting a wafer | |
| CN112858325A (zh) | 晶圆检测系统及检测方法 | |
| CN109425619B (zh) | 光学测量系统及方法 | |
| WO2010090605A1 (en) | Methods for examining a bonding structure of a substrate and bonding structure inspection devices | |
| WO2020007370A1 (zh) | 一种检测设备及方法 | |
| JP2010522441A (ja) | 半導体ウエハの異物検査及びリペアシステムとその方法 | |
| CN110132996A (zh) | 缺陷检测装置及其检测方法 | |
| US20120262566A1 (en) | Apparatus for illuminating substrates in order to image micro cracks, pinholes and inclusions in monocrystalline and polycrystalline substrates and method therefore | |
| US10598607B2 (en) | Objective lens | |
| JPH0442945A (ja) | ウェーハスリップラインの検査方法 | |
| JP2001155160A (ja) | 電子部品の外観検査装置 | |
| WO2022113369A1 (ja) | 実装基板検査装置および検査装置 | |
| TWM624833U (zh) | 偵測探針磨耗率的裝置 | |
| CN100529743C (zh) | 用光学方法控制较佳的具有圆形边缘物件的质量的方法和装置 | |
| CN112748126A (zh) | 晶圆检测系统及检测方法 | |
| TWI786773B (zh) | 助焊劑分布狀況的檢測方法及檢測設備 | |
| US11942379B1 (en) | Inspection method for detecting a defective bonding interface in a sample substrate, and measurement system implementing the method | |
| TWI818047B (zh) | 檢測設備及其檢測方法 | |
| US20230134909A1 (en) | Defect inspection system and semiconductor fabrication apparatus including a defect inspection apparatus using the same | |
| JP2024027724A (ja) | 電子部品の外観検査装置および電子部品の外観検査方法 | |
| CN116413272A (zh) | 基片检测系统及基片检测方法 | |
| TWI534425B (zh) | A method of inspecting a surface state of a flat substrate, and a surface state checking device using a flat substrate | |
| JPH04155844A (ja) | 半導体検査装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210528 |