CN112965130B

CN112965130B - 一种晶圆片表面杂质检测装置和检测方法

Info

Publication number: CN112965130B
Application number: CN202110099517.0A
Authority: CN
Inventors: 刘波; 夏跃
Original assignee: Jiangxi Ruisheng Photoelectric Technology Co ltd
Current assignee: Jiangxi Ruisheng Photoelectric Technology Co ltd
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-01-25
Publication date: 2022-11-08
Anticipated expiration: 2041-01-25
Also published as: CN112965130A

Abstract

本发明公开了一种晶圆片表面杂质检测装置，包括晶圆片基座，所述晶圆片基座底部固定连接基座电机；所述晶圆片基座的两侧设置红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器以相互对射的方向设置，且对射的红外线扫过所述晶圆片基座上表面的上方；还包括主控器、数据选择电路和杂质提示灯；所述基座电机与主控器电性连接，并在所述主控器控制下转动；所述红外发射器与所述主控器电性连接，并受所述主控器控制启闭；所述红外接收器与所述数据选择电路的输入端电性连接，所述杂质提示灯与所述数据选择电路的输出端电性连接。本发明能够检测晶圆片全面积范围杂质情况。

Description

一种晶圆片表面杂质检测装置和检测方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体是一种晶圆片表面杂质检测装置和检测方法。

背景技术

在半导体工艺中，晶圆片的表面由于在经历光刻等工艺后，会存在较多的杂质和毛边，而半导体工艺对晶圆片表面的清洁度要求极高，清洁不彻底或是存在各类毛边杂质都会对晶圆片的质量产生影响，从而对后续的半导体工艺产生较大的影响。因此，对晶圆片清洗后的表面杂质检测尤为重要。在现有技术中，对晶圆片表面的杂质检测主要采用红外线对射的方式，通过一端发射红外线、另一端接收红外线的方式来判断表面是否存在杂质。这种检测方式，存在检测不精确的弊端，只能检测到晶圆片上某一固定面积范围是否存在杂质，不能检测到晶圆片全范围角度的杂质情况。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种能够检测晶圆片全面积范围杂质情况的晶圆片表面杂质检测装置和检测方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：本发明提供一种晶圆片表面杂质检测装置，包括晶圆片基座，所述晶圆片基座底部固定连接基座电机；所述晶圆片基座的两侧设置红外发射器和红外接收器，所述红外发射器和所述红外接收器以相互对射的方向设置，且对射的红外线扫过所述晶圆片基座上表面的上方；还包括主控器、数据选择电路和杂质提示灯；所述基座电机与主控器电性连接，并在所述主控器控制下转动；所述红外发射器与所述主控器电性连接，并受所述主控器控制启闭；所述红外接收器与所述数据选择电路的输入端电性连接，所述杂质提示灯与所述数据选择电路的输出端电性连接。

采用上述技术手段的有益效果：能够通过红外发射器与红外接收器对晶圆片表面杂质情况的检测来判断是否存在表面杂质，并通过转动晶圆片基座来实现均匀检测。

可选的，所述数据选择电路包括第一JK触发器和第二JK触发器；所述红外接收器输出端与所述第一JK触发器的第一脚口电性连接；所述第一JK触发器的第三脚口和所述红外接收器的输出端共同电性接入第二与门选择器的两个输入端；所述第二与门选择器的输出端电性接入所述第二JK触发器的第五脚口；所述红外接收器的输出端还电性接入第二非门选择器的输入端，所述第二非门选择器的输出端电性接入第二JK触发器；所述第二JK触发器的第七脚口和所述红外接收器的输出端共同电性接入第一与门选择器的两个输入端，所述第一与门选择器的输出端电性接入第一非门选择器的输入端，所述第一非门选择器的输出端电性接入所述第一JK触发器的第二脚口；所述第二JK触发器的第七脚口和所述红外接收器的输出端共同电性接入第三与门选择器的两个输入端，所述第三与门选择器的输出端为所述数据选择电路的输出端；所述第一JK触发器和所述第二JK触发器的脉冲信号输入端均与脉冲信号发生器电性连接。

采用上述技术手段的有益效果：通过转动不同转速的晶圆片基座来实现对晶圆片不同精确度的检测。

本发明还公开一种晶圆片表面杂质检测方法，应用于前面所述的晶圆片表面杂质检测装置，包括以下步骤：

步骤一：晶圆片被放置在所述晶圆片基座上，所述主控器控制所述基座电机转动，所述基座电机带动所述晶圆片基座转动，从而带动所述晶圆片转动；

步骤二：所述主控器控制所述红外发射器发射红外线，所述红外接收器接收红外线；所述红外接收器在接收到所述红外线时输出高电平，在未接收到红外线后输出低电平；

步骤三：所述脉冲信号发生器定时向所述数据选择电路输入脉冲信号；所述脉冲信号到来时，当所述红外接收器输出端输出高电平，所述数据选择电路被输入高电平；当所述红外接收器输出低电平，所述数据选择电路被输入高电平；

步骤四：所述数据选择电路根据连续被输入的高电平数目来控制输出，从而控制所述杂质提示灯的启闭。

可选的，所述步骤四还包括：在所述脉冲信号发生器连续四个及四个以上的脉冲信号到达时刻的所述红外接收器的输出端均输出为高电平时，所述数据选择电路输出高电平控制所述杂质提示灯亮起。

本发明的有益效果是：

本发明采用红外发射器和红外接收器的相互对射来检测晶圆片表面，并通过数据选择电路的输出情况来判断晶圆片表面的杂质情况，可以通过采用不同转速的基座电机来有效检测晶圆片的各个位置，避免产生在检测晶圆片表面时出现大量检测不到的死角位置的情况，提高检测的精确性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的实施例一种晶圆片表面杂质检测装置的侧视面结构示意图；

图2为本发明的实施例一种晶圆片表面杂质检测装置的俯视面结构示意图；

图3为本发明的实施例一种晶圆片表面杂质检测装置的电路控制结构示意图；

100-主控器；200-基座电机；300-红外发射器；400-红外接收器；500-杂质提示灯；600-晶圆片基座；700-脉冲信号发生器；800-数据选择电路；810-第一JK触发器；820-第二JK触发器；900-晶圆片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。

本发明公开一种晶圆片表面杂质检测装置，通过对晶圆片900表面的一侧发射红外线，相对面的另一侧接收红外线，当红外线接收不到时则认为晶圆片900表面上有杂质。通过对晶圆片基座600的转动来实现对晶圆片900全角度的检测，本实施例通过连续的四次红外线检测来来判断晶圆片900表面杂质情况，即当连续的四次红外线检测均显示为无杂质时，才判断出晶圆片900表面干净无杂质。

具体的，本实施例公开的一种晶圆片表面杂质检测装置，包括晶圆片基座600，晶圆片基座600底部固定连接基座电机200。晶圆片基座600的两侧设置红外发射器300和红外接收器400，红外发射器300和红外接收器400以相互对射的方向设置，且对射的红外线扫过晶圆片基座600上表面的上方。还包括主控器100、数据选择电路800和杂质提示灯500。基座电机200与主控器100电性连接，并在主控器100控制下转动。红外发射器300与主控器100电性连接，并受主控器100控制启闭。红外接收器400与数据选择电路800的输入端电性连接，杂质提示灯500与数据选择电路800的输出端电性连接。

具体的，数据选择电路800包括第一JK触发器810和第二JK触发器820。红外接收器400输出端与第一JK触发器810的第一脚口电性连接。第一JK触发器810的第三脚口和红外接收器400的输出端共同电性接入第二与门选择器Y2的两个输入端。第二与门选择器Y2的输出端电性接入第二JK触发器820的第五脚口。红外接收器400的输出端还电性接入第二非门选择器F2的输入端，第二非门选择器F2的输出端电性接入第二JK触发器820。第二JK触发器820的第七脚口和所述红外接收器400的输出端共同电性接入第一与门选择器Y1的两个输入端，所述第一与门选择器Y1的输出端电性接入第一非门选择器F1的输入端，所述第一非门选择器F1的输出端电性接入所述第一JK触发器810的第二脚口。第二JK触发器820的第七脚口和红外接收器400的输出端共同电性接入第三与门选择器Y3的两个输入端，第三与门选择器Y3的输出端为数据选择电路800的输出端。第一JK触发器810和第二JK触发器820的脉冲信号输入端均与脉冲信号发生器700电性连接。

本发明还公开一种晶圆片表面杂质检测方法，应用于前面所公开的实施例一种晶圆片表面杂质检测装置，具体包括以下步骤：

步骤一：晶圆片900被放置在晶圆片基座600上，主控器100控制基座电机200转动，基座电机200带动晶圆片基座600转动，从而带动晶圆片900转动。基座电机200的转速可根据实际应用需求而定，在本实施例中，采用以四个脉冲信号到达时的时间间隔总和为基座电机200转动一圈的时间。

步骤二：主控器100控制红外发射器300发射红外线，红外接收器400接收红外线。红外接收器400在接收到红外线时输出高电平，在未接收到红外线后输出低电平。红外线扫过晶圆片900的表面，当晶圆片900表面有杂质时，红外线被杂质阻挡，使得红外接收器400接收不到红外线。因此，当红外线接收器接收不到红外线时，则认为晶圆片900表面存在杂质。

步骤三：脉冲信号发生器700定时向数据选择电路800输入脉冲信号。脉冲信号到来时，当红外接收器400输出端输出高电平，数据选择电路800被输入高电平；当红外接收器400输出低电平，数据选择电路800被输入高电平。

步骤四：数据选择电路800根据连续被输入的高电平数目来控制输出，从而控制杂质提示灯500的启闭。

其中，步骤四还包括：

在脉冲信号发生器700连续四个及四个以上的脉冲信号到达时刻的红外接收器400的输出端均输出为高电平时，数据选择电路800输出高电平控制杂质提示灯500亮起。具体通过以下子步骤实现：

子步骤一：脉冲信号发生器700发送第一个脉冲信号给数据选择电路800时。当红外接收器400输出端输出高电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且进入子步骤二。当红外接收器400输出端输出低电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且重复本步骤。

子步骤二：脉冲信号发生器700发送第二个脉冲信号给数据选择电路800时。当红外接收器400输出端输出高电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且进入子步骤三。当红外接收器400输出端输出低电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且重复子步骤一。

子步骤三：脉冲信号发生器700发送第三个脉冲信号给数据选择电路800时。当红外接收器400输出端输出高电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且进入子步骤四。当红外接收器400输出端输出低电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且重复子步骤一。

子步骤四：脉冲信号发生器700发送第四个脉冲信号给数据选择电路800时。当红外接收器400输出端输出高电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出高电平，杂质提示灯500亮起。当红外接收器400输出端输出低电平给数据选择电路800时，数据选择电路800的输出端输出低电平，杂质提示灯500不亮起，且重复子步骤一。

后续子步骤中，当下一个连续的脉冲信号到达时，红外接收器400的输出为高电平时，杂质提示灯500依旧亮起。但当下一个连续的脉冲信号到达时，红外接收器400的输出为低电平时，杂质提示灯500熄灭，此时重新进入子步骤一。

应当理解的，在上实施例中，关于基座电机200的转速控制可根据晶圆片900上表面的清洁度检测要求而定；在连续四次脉冲信号到达的时间间隔总和不变时，不同的转速设定使红外线扫过的晶圆片900表面面积不同，从而使得检测到的表面范围不同。

如在其他实施例中，控制基座电机200的转动一圈的时间为四倍的连续四次脉冲信号到达的时间间隔总和，则当杂质提示灯500亮起时，意味着晶圆片900上的四分之一处面积已被检测完毕，且表面无杂质，若需要检测整片晶圆片900上的杂质情况，则需等基座电机200转完一圈，此时花费的时间总和为连续十六次脉冲信号到达的时间间隔总和，工作人员可根据基座电机200转动过程中的杂质提示灯500亮起的情况来判断晶圆片900上的杂质情况。若基座电机200的整个一圈转动过程中，杂质提示灯500从第一次亮起后不再熄灭，则标志晶圆片900表面检测不到杂质，较为清洁；若杂质提示灯500从第一次亮起后中途熄灭，则表示晶圆片900表面还存在杂质。

在上述实施例中，杂质提示灯500亮起表示：四次或四次以上的检测结果为晶圆片900表面无杂质。

通过上述实施例，采用红外发射器300和红外接收器400的相互对射来检测晶圆片900表面，并通过数据选择电路800的输出情况来判断晶圆片900表面的杂质情况，可以通过采用不同转速的基座电机200来有效检测晶圆片900的各个位置，避免产生在检测晶圆片900表面时出现大量检测不到的死角位置的情况，提高检测的精确性。且本实施例的电路控制结构简单、成本低，具有较为广泛的市场实用性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims

1.一种晶圆片表面杂质检测装置，其特征在于，包括晶圆片基座（600），所述晶圆片基座（600）底部固定连接基座电机（200）；所述晶圆片基座（600）的两侧设置红外发射器（300）和红外接收器（400），所述红外发射器（300）和所述红外接收器（400）以相互对射的方向设置，且对射的红外线扫过所述晶圆片基座（600）上表面的上方；

还包括主控器（100）、数据选择电路（800）和杂质提示灯（500）；

所述基座电机（200）与主控器（100）电性连接，并在所述主控器（100）控制下转动；所述红外发射器（300）与所述主控器（100）电性连接，并受所述主控器（100）控制启闭；

所述红外接收器（400）与所述数据选择电路（800）的输入端电性连接，所述杂质提示灯（500）与所述数据选择电路（800）的输出端电性连接；

所述数据选择电路（800）包括第一JK触发器（810）和第二JK触发器（820）；所述红外接收器（400）输出端与所述第一JK触发器（810）的第一脚口电性连接；

所述第一JK触发器（810）的第三脚口和所述红外接收器（400）的输出端共同电性接入第二与门选择器的两个输入端；所述第二与门选择器的输出端电性接入所述第二JK触发器（820）的第五脚口；

所述红外接收器（400）的输出端还电性接入第二非门选择器的输入端，所述第二非门选择器的输出端电性接入第二JK触发器（820）；

所述第二JK触发器（820）的第七脚口和所述红外接收器（400）的输出端共同电性接入第一与门选择器的两个输入端，所述第一与门选择器的输出端电性接入第一非门选择器的输入端，所述第一非门选择器的输出端电性接入所述第一JK触发器（810）的第二脚口；

所述第二JK触发器（820）的第七脚口和所述红外接收器（400）的输出端共同电性接入第三与门选择器的两个输入端，所述第三与门选择器的输出端为所述数据选择电路（800）的输出端；

所述第一JK触发器（810）和所述第二JK触发器（820）的脉冲信号输入端均与脉冲信号发生器（700）电性连接。

2.一种晶圆片表面杂质检测方法，应用于权利要求1所述的晶圆片表面杂质检测装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：晶圆片（900）被放置在所述晶圆片基座（600）上，所述主控器（100）控制所述基座电机（200）转动，所述基座电机（200）带动所述晶圆片基座（600）转动，从而带动所述晶圆片（900）转动；

步骤二：所述主控器（100）控制所述红外发射器（300）发射红外线，所述红外接收器（400）接收红外线；所述红外接收器（400）在接收到所述红外线时输出高电平，在未接收到红外线后输出低电平；

步骤三：所述脉冲信号发生器（700）定时向所述数据选择电路（800）输入脉冲信号；所述脉冲信号到来时，当所述红外接收器（400）输出端输出高电平，所述数据选择电路（800）被输入高电平；当所述红外接收器（400）输出低电平，所述数据选择电路（800）被输入高电平；

步骤四：所述数据选择电路（800）根据连续被输入的高电平数目来控制输出，从而控制所述杂质提示灯（500）的启闭。

3.根据权利要求2所述的一种晶圆片表面杂质检测方法，其特行在于，所述步骤四还包括：

在所述脉冲信号发生器（700）连续四个及四个以上的脉冲信号到达时刻的所述红外接收器（400）的输出端均输出为高电平时，所述数据选择电路（800）输出高电平控制所述杂质提示灯（500）亮起。