CN117373942B - 一种晶圆缺陷检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应用于半导体领域的一种晶圆缺陷检测装置及检测方法，包括供风测压机构等，在上述供风测压机构等的联合作用下，使得在检测晶圆的尺寸是否存在缺陷时，工作人员只需将晶圆放置在支撑平台上并按压检测按钮，智能控检器便会控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行尺寸缺陷检测，且检测结果会通过反馈灯反馈给工作人员，使得检测更加的智能化、自动化，不仅可有效降低人工成本，还可提高检测效率以及检测的准确度，悬浮指导机构可改良检测工序，防止晶圆在检测过程中受到磨损，大大提高了检测装置的实用性，且通过自检增准机构的设置，使得检测装置还具有自检功能，可进一步提高检测的准确性。

Description

一种晶圆缺陷检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种检测装置，特别是涉及应用于半导体领域的一种晶圆缺陷检测装置及检测方法。

背景技术

晶圆是硅半导体集成电路制作所用的硅芯片，由于其形状为圆形，故称为晶圆。晶圆是用高纯度的硅拉制提炼而成，经过溶解、提纯、蒸馏一系列措施制成单晶硅棒，单晶硅棒经过抛光、切片之后，就成为了晶圆。

晶圆的生产过程中，需要对晶圆进行表面缺陷、内部缺陷、尺寸缺陷等方面的缺陷检测，现有技术中，在检测晶圆的尺寸是否存在缺陷时，主要依靠人工手动进行，存在人工成本高、误差大、准确性低的问题。因此，我们提出一种晶圆缺陷检测装置及检测方法。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是：在检测晶圆的尺寸是否存在缺陷时，主要依靠人工手动进行，存在人工成本高、误差大、准确性低的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种晶圆缺陷检测装置，包括供风测压机构、围晶密封机构、智能控检器，供风测压机构包括支撑平台，支撑平台内开设有供风槽，供风槽内固定安装有与之相匹配的风机，供风槽的一侧开设有与之相连通的检压槽，检压槽内固定安装有气压传感器，支撑平台的顶端设置有圆形的中心标记，支撑平台的顶端开设有多个导风孔，导风孔的底端和供风槽相连通，围晶密封机构包括三个固定安装在支撑平台上的支撑板，三个支撑板以中心标记为中心沿环形均匀分布，支撑板上固定安装有推拉气缸，推拉气缸的输出端固定连接有围晶密封板，围晶密封板的底端和支撑平台的顶端滑动密封连接，围晶密封板设置为与待检测晶圆相匹配且弧度为120度的圆弧状，智能控检器固定安装在支撑平台上，智能控检器的顶端固定安装有检测按钮、反馈灯，智能控检器中设置有检测控制模块、分析反馈模块。

在上述晶圆缺陷检测装置中，工作人员只需将晶圆放置在支撑平台上并按压检测按钮，智能控检器便会控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行尺寸缺陷检测，不仅可有效降低人工成本，还可提高检测效率以及检测的准确性。

作为本申请的进一步改进，检压槽位于风机的上方，中心标记由颜料涂刷而成，多个导风孔以中心标记为中心沿环形均匀分布，检测按钮与检测控制模块电连接，检测控制模块与风机、气压传感器、推拉气缸电连接，气压传感器与分析反馈模块电连接，分析反馈模块与反馈灯、检测控制模块电连接，反馈灯可发出红色和绿色两种颜色的灯光。

晶圆缺陷检测装置的检测方法包括以下步骤：

S1、将晶圆放置在支撑平台上，并使其覆盖住所有的导风孔；

S2、按压检测按钮，使检测按钮控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行检测；

S3、注意观察反馈灯，若反馈灯发出红光，说明被检测晶圆存在尺寸缺陷，若反馈灯发出绿光，说明被检测晶圆尺寸合格。

作为本申请的又一种改进，每个围晶密封板远离推拉气缸的一侧均设置有悬浮指导机构，悬浮指导机构包括顶晶滚球，顶晶滚球的外侧活动套设有与之相匹配的滚球支撑套，滚球支撑套与对应的围晶密封板固定连接，智能控检器中还设置有感晶指导模块。

作为本申请的又一种改进的补充，顶晶滚球设置为空心状，顶晶滚球的底端内壁上固定安装有配重底座，配重底座的顶端固定安装有红外发射器，顶晶滚球的正上方设置有与红外发射器相匹配的接收器。

作为本申请的又一种改进的补充，顶晶滚球采用透明材料制成，接收器与对应的围晶密封板固定连接，检测控制模块与红外发射器电连接，接收器与感晶指导模块电连接，感晶指导模块与检测控制模块电连接，分析反馈模块与自检灯电连接，使得悬浮指导机构可改良检测工序，防止晶圆在检测过程中受到磨损。

作为本申请的再一种改进，供风测压机构上还设置有自检增准机构，自检增准机构包括固定安装在支撑平台上的支撑架，支撑架设置为L形，支撑架上固定安装有升降气缸，升降气缸的输出端固定连接有密封盖板，智能控检器中还设置有自检控制模块。

作为本申请的再一种改进的补充，支撑架上固定安装有自检按钮、自检灯，自检灯可发出红色和绿色两种颜色的灯光，自检按钮与自检控制模块电连接，自检控制模块与风机、气压传感器、推拉气缸、升降气缸电连接，分析反馈模块与自检灯、自检控制模块电连接，使得检测装置还具有自检功能。

综上所述，本申请通过供风测压机构、围晶密封机构、智能控检器的联合设置，使得在检测晶圆的尺寸是否存在缺陷时，工作人员只需将晶圆放置在支撑平台上并按压检测按钮，智能控检器便会控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行尺寸缺陷检测，且检测结果会通过反馈灯反馈给工作人员，使得检测更加的智能化、自动化，不仅可有效降低人工成本，还可提高检测效率以及检测的准确度；通过悬浮指导机构的设置，使得悬浮指导机构可改良检测工序，防止晶圆在检测过程中受到磨损，大大提高了检测装置的实用性；通过自检增准机构的设置，使得检测装置还具有自检功能，防止因相邻围晶密封板之间的连接处或者围晶密封板与支撑平台之间的连接处存在密封性缺陷，而导致检测结果受到影响，从而可进一步提高检测的准确性。

附图说明

图1为本申请第一种实施方式中晶圆缺陷检测装置的立体结构示意图；

图2为本申请第一种实施方式中支撑平台处的俯视结构示意图；

图3为本申请第一种实施方式中支撑平台处的正视剖面结构示意图；

图4为本申请第一种实施方式中智能控检器的系统结构框图；

图5为本申请第二种实施方式中晶圆缺陷检测装置的立体结构示意图；

图6为本申请第二种实施方式中围晶密封板处的立体结构示意图；

图7为本申请第二种实施方式中顶晶滚球处的剖视结构示意图；

图8为本申请第二种实施方式中智能控检器的系统结构框图。

图中标号说明：

101、支撑平台；102、供风槽；103、风机；104、检压槽；105、气压传感器；106、中心标记；107、导风孔；201、支撑板；202、推拉气缸；203、围晶密封板；003、智能控检器；301、检测按钮；302、反馈灯；401、顶晶滚球；402、滚球支撑套；403、配重底座；404、红外发射器；405、接收器；501、支撑架；502、升降气缸；503、密封盖板；504、自检按钮；505、自检灯。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的两种实施方式作详细说明。

第一种实施方式：

图1-4示出一种晶圆缺陷检测装置，包括供风测压机构、围晶密封机构、智能控检器003，供风测压机构包括支撑平台101，支撑平台101内开设有供风槽102，供风槽102内固定安装有与之相匹配的风机103，供风槽102的一侧开设有与之相连通的检压槽104，检压槽104位于风机103的上方，检压槽104内固定安装有气压传感器105，支撑平台101的顶端设置有圆形的中心标记106，中心标记106由颜料涂刷而成，支撑平台101的顶端开设有多个导风孔107，多个导风孔107以中心标记106为中心沿环形均匀分布，导风孔107的底端和供风槽102相连通，围晶密封机构包括三个固定安装在支撑平台101上的支撑板201，三个支撑板201以中心标记106为中心沿环形均匀分布，支撑板201上固定安装有推拉气缸202，推拉气缸202的输出端固定连接有围晶密封板203，围晶密封板203的底端和支撑平台101的顶端滑动密封连接，围晶密封板203设置为与待检测晶圆相匹配且弧度为120度的圆弧状，智能控检器003固定安装在支撑平台101上，智能控检器003的顶端固定安装有检测按钮301、反馈灯302，智能控检器003中设置有检测控制模块、分析反馈模块，检测按钮301与检测控制模块电连接，检测控制模块与风机103、气压传感器105、推拉气缸202电连接，气压传感器105与分析反馈模块电连接，分析反馈模块与反馈灯302、检测控制模块电连接，反馈灯302可发出红色和绿色两种颜色的灯光。

晶圆缺陷检测装置的检测方法包括以下步骤：

S1、将晶圆放置在支撑平台101上，并使其覆盖住所有的导风孔107；

S2、按压检测按钮301，使检测按钮301控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行检测；

S3、注意观察反馈灯302，若反馈灯302发出红光，说明被检测晶圆存在尺寸缺陷，若反馈灯302发出绿光，说明被检测晶圆尺寸合格。

请参阅图1-4，将待检测的晶圆放置好后，工作人员可通过按压检测按钮301来向检测控制模块下达检测指令，收到指令后，检测控制模块会同时启动三个推拉气缸202，使推拉气缸202推动对应的围晶密封板203，从而使三个围晶密封板203向中心标记106处聚拢，直至三个围晶密封板203两两相抵并围成一个完整的管状，在围晶密封板203聚拢的过程中，围晶密封板203会推动晶圆，使得晶圆会被围在三个围晶密封板203的中心处，且晶圆会与围晶密封板203相贴合，围晶密封板203两两相抵后，检测控制模块会启动风机103，并使风机103以相对较低的功率运行，同时，检测控制模块还会启动气压传感器105，由于风机103启动后，会向上喷吹空气，若晶圆的尺寸没有缺陷，晶圆和围晶密封板203的连接处应该是严丝合缝的，使得风机103上方的气压会快速增大，反之，若晶圆的尺寸存在缺陷，晶圆和围晶密封板203的连接处就会有或大或小的缝隙，空气会从缝隙处泄漏，使得风机103上方的气压不会增大，或者只会以较慢的速率增大，气压传感器105可对风机103上方的气压进行检测，且检测数据会传输给分析反馈模块，使得分析反馈模块可通过分析气压传感器105所检测到的压力数据，而判断出晶圆是否存在尺寸缺陷，若结果为晶圆不存在尺寸缺陷，分析反馈模块会启动反馈灯302并使其发出绿色的灯光，若结果为晶圆存在尺寸缺陷，分析反馈模块则会使反馈灯302发出红色的灯光，判断出结果后，分析反馈模块还会向检测控制模块发送反馈信号，使检测控制模块关闭风机103、气压传感器105，并使感晶指导模块控制支撑板201拉动对应的围晶密封板203复位，然后工作人员便可取走检测后的晶圆，因此，通过供风测压机构、围晶密封机构、智能控检器003的联合设置，使得在检测晶圆的尺寸是否存在缺陷时，工作人员只需将晶圆放置在支撑平台101上并按压检测按钮301，智能控检器003便会控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行尺寸缺陷检测，且检测结果会通过反馈灯302反馈给工作人员，使得检测更加的智能化、自动化，不仅可有效降低人工成本，还可提高检测效率以及检测的准确度。

第二种实施方式：

图5-8示出一种晶圆缺陷检测装置，与第一种实施方式不同的是，每个围晶密封板203远离推拉气缸202的一侧均设置有悬浮指导机构，悬浮指导机构包括顶晶滚球401，顶晶滚球401的外侧活动套设有与之相匹配的滚球支撑套402，滚球支撑套402与对应的围晶密封板203固定连接，智能控检器003中还设置有感晶指导模块，顶晶滚球401设置为空心状，顶晶滚球401的底端内壁上固定安装有配重底座403，配重底座403的顶端固定安装有红外发射器404，顶晶滚球401的正上方设置有与红外发射器404相匹配的接收器405，顶晶滚球401采用透明材料制成，接收器405与对应的围晶密封板203固定连接，检测控制模块与红外发射器404电连接，接收器405与感晶指导模块电连接，感晶指导模块与检测控制模块电连接，分析反馈模块与自检灯505电连接，在本实施方式中，工作人员通过按压检测按钮301后，检测控制模块会先启动风机103，并使风机103以较高的功率运行，致使导风孔107处有强大的气流喷出，在气流的作用下，晶圆会被向上吹动并悬浮在空中，且晶圆悬浮的高度会高于顶晶滚球401并低于接收器405（本领域技术人员可通过调节、设置风机103的运行功率来控制晶圆的悬浮高度，具体的调节、设置方法乃本领域技术人员的公知技术，在此不做赘述），同时，检测控制模块还会启动红外发射器404，使红外发射器404向对应的接收器405发射信号，然后，检测控制模块才会启动推拉气缸202，使围晶密封板203缓慢的向中心标记106处聚拢，在围晶密封板203向中心标记106处聚拢的过程中，悬浮的晶圆也会受到围晶密封板203的推动，随着围晶密封板203、晶圆位置的改变，晶圆会阻碍接收器405对信号的接收，当三个接收器405均无法接收到来自对应红外发射器404的信号时，感晶指导模块会向检测控制模块发出反馈，致使检测控制模块关闭风机103，此时，晶圆会落在顶晶滚球401上，然后围晶密封板203会继续向中心标记106处进行聚拢并推动晶圆，直至三个围晶密封板203两两相抵，后续的检测步骤与第一种实施方式相同，此处就不再重复了，在上述检测过程中，围晶密封板203推动晶圆时，晶圆是悬浮在空中的，使得晶圆不会与支撑平台101之间产生滑动摩擦，虽然晶圆和顶晶滚球401之间会发生小幅度的相对移动，但由于顶晶滚球401会发生滚动，使得晶圆和顶晶滚球401之间的滚动摩擦，不会导致晶圆受到什么磨损，因此，通过悬浮指导机构的设置，使得悬浮指导机构可改良检测工序，防止晶圆在检测过程中受到磨损，大大提高了检测装置的实用性。需要注意的是，检测过程中，顶晶滚球401虽然会发生滚动，致使红外发射器404不再处于对应接收器405的正下方，但检测结束工作人员取走晶圆后，在配重底座403、红外发射器404重力的作用下，顶晶滚球401会自发性的滚动复位，从而不会影响后续检测的进行。

请参阅图5和图8，供风测压机构上还设置有自检增准机构，自检增准机构包括固定安装在支撑平台101上的支撑架501，支撑架501设置为L形，支撑架501上固定安装有升降气缸502，升降气缸502的输出端固定连接有密封盖板503，智能控检器003中还设置有自检控制模块，支撑架501上固定安装有自检按钮504、自检灯505，自检灯505可发出红色和绿色两种颜色的灯光，自检按钮504与自检控制模块电连接，自检控制模块与风机103、气压传感器105、推拉气缸202、升降气缸502电连接，分析反馈模块与自检灯505、自检控制模块电连接，在开始检测之前，为确保检测准确性，工作人员可通过按压自检按钮504来向自检控制模块发送自检指令，收到指令后，自检控制模块会启动推拉气缸202，使围晶密封板203向中心标记106处聚拢，直至三个围晶密封板203两两相抵，然后自检控制模块会启动升降气缸502，使升降气缸502带动密封盖板503向下移动，直至密封盖板503与围晶密封板203的顶端相抵，然后，自检控制模块会启动风机103以及气压传感器105，并使风机103以相对较低的功率运行，若相邻围晶密封板203之间的连接处以及围晶密封板203与支撑平台101之间的连接处密封性良好，风机103上方的气压会快速增大，反之，若上述连接处中的某个或多个存在密封性缺陷，风机103上的气压则不会增大，或者只会以较慢的速率增大，使得分析反馈模块可通过分析气压传感器105检测到的压力数据，判断出相邻围晶密封板203之间的连接处以及围晶密封板203与支撑平台101之间的连接处是否存在密封性缺陷，若存在缺陷，分析反馈模块会使自检灯505发出红光，若不存在缺陷，分析反馈模块会使自检灯505发出绿光，判断完毕后，分析反馈模块会向自检控制模块发送反馈信号，致使自检控制模块关闭风机103、气压传感器105，并使自检控制模块控制推拉气缸202、升降气缸502带动围晶密封板203、密封盖板503复位，因此，通过自检增准机构的设置，使得检测装置还具有自检功能，防止因相邻围晶密封板203之间的连接处或者围晶密封板203与支撑平台101之间的连接处存在密封性缺陷，而导致检测结果受到影响，从而可进一步提高检测的准确性。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种晶圆缺陷检测装置，包括供风测压机构、围晶密封机构、智能控检器（003），其特征在于，所述供风测压机构包括支撑平台（101），所述支撑平台（101）内开设有供风槽（102），所述供风槽（102）内固定安装有与之相匹配的风机（103），所述供风槽（102）的一侧开设有与之相连通的检压槽（104），所述检压槽（104）内固定安装有气压传感器（105），所述支撑平台（101）的顶端设置有圆形的中心标记（106），所述支撑平台（101）的顶端开设有多个导风孔（107），所述导风孔（107）的底端和供风槽（102）相连通，所述围晶密封机构包括三个固定安装在支撑平台（101）上的支撑板（201），三个所述支撑板（201）以中心标记（106）为中心沿环形均匀分布，所述支撑板（201）上固定安装有推拉气缸（202），所述推拉气缸（202）的输出端固定连接有围晶密封板（203），所述围晶密封板（203）的底端和支撑平台（101）的顶端滑动密封连接，所述围晶密封板（203）设置为与待检测晶圆相匹配且弧度为120度的圆弧状，所述智能控检器（003）固定安装在支撑平台（101）上，所述智能控检器（003）的顶端固定安装有检测按钮（301）、反馈灯（302），所述智能控检器（003）中设置有检测控制模块、分析反馈模块。

2.根据权利要求1所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述检压槽（104）位于风机（103）的上方，所述中心标记（106）由颜料涂刷而成，多个所述导风孔（107）以中心标记（106）为中心沿环形均匀分布，所述检测按钮（301）与检测控制模块电连接，所述检测控制模块与风机（103）、气压传感器（105）、推拉气缸（202）电连接，所述气压传感器（105）与分析反馈模块电连接，所述分析反馈模块与反馈灯（302）、检测控制模块电连接，所述反馈灯（302）可发出红色和绿色两种颜色的灯光。

3.根据权利要求1所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，其检测方法包括以下步骤：

S1、将晶圆放置在支撑平台（101）上，并使其覆盖住所有的导风孔（107）；

S2、按压检测按钮（301），使检测按钮（301）控制供风测压机构、围晶密封机构对晶圆进行检测；

S3、注意观察反馈灯（302），若反馈灯（302）发出红光，说明被检测晶圆存在尺寸缺陷，若反馈灯（302）发出绿光，说明被检测晶圆尺寸合格。

4.根据权利要求1所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，每个所述围晶密封板（203）远离推拉气缸（202）的一侧均设置有悬浮指导机构，所述悬浮指导机构包括顶晶滚球（401），所述顶晶滚球（401）的外侧活动套设有与之相匹配的滚球支撑套（402），所述滚球支撑套（402）与对应的围晶密封板（203）固定连接，所述智能控检器（003）中还设置有感晶指导模块。

5.根据权利要求4所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述顶晶滚球（401）设置为空心状，所述顶晶滚球（401）的底端内壁上固定安装有配重底座（403），所述配重底座（403）的顶端固定安装有红外发射器（404），所述顶晶滚球（401）的正上方设置有与红外发射器（404）相匹配的接收器（405）。

6.根据权利要求5所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述顶晶滚球（401）采用透明材料制成，所述接收器（405）与对应的围晶密封板（203）固定连接，所述检测控制模块与红外发射器（404）电连接，所述接收器（405）与感晶指导模块电连接，所述感晶指导模块与检测控制模块电连接。

7.根据权利要求1所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述供风测压机构上还设置有自检增准机构，所述自检增准机构包括固定安装在支撑平台（101）上的支撑架（501），所述支撑架（501）设置为L形，所述支撑架（501）上固定安装有升降气缸（502），所述升降气缸（502）的输出端固定连接有密封盖板（503），所述智能控检器（003）中还设置有自检控制模块。

8.根据权利要求7所述的一种晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述支撑架（501）上固定安装有自检按钮（504）、自检灯（505），所述自检灯（505）可发出红色和绿色两种颜色的灯光，所述自检按钮（504）与自检控制模块电连接，所述自检控制模块与风机（103）、气压传感器（105）、推拉气缸（202）、升降气缸（502）电连接，所述分析反馈模块与自检灯（505）、自检控制模块电连接，所述分析反馈模块与自检灯（505）电连接。