CN203659814U - 晶边缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种晶边缺陷检测装置，包括工艺腔、晶圆升降机构、圆形轨道、探测单元以及用于对准晶圆的凹口的起始阻隔器，所述工艺腔分成上腔室和下腔室，所述轨道设置于所述上腔室中，所述晶圆升降机构设置于所述工艺腔内并能够将晶圆从下腔室抬升到上腔室的所述轨道的中心位置，并且使得所述晶圆和轨道在同一平面内，起始阻隔器设置于轨道的内侧，所述探测单元能够沿着所述轨道从所述起始阻隔器的一侧绕到另一侧以实现对晶边的扫描检测，其可以控制探测单元扫描不到晶圆的凹口，因此，无需操作人员判断是晶边破口还是正常的晶圆的凹口，不但使得检测简单，易实现，而且能准确反映晶边缺陷状况，更好的帮助分析缺陷的根本的原因，提高效率。

Description

晶边缺陷检测装置

技术领域

本实用新型涉及半导体制造领域，尤其涉及一种晶边缺陷检测装置。

背景技术

在现在半导体生产工艺中，存在洗边工艺，即清洗晶圆的周边（也称为晶边）的工艺，正常情况下，晶边是干净的，但有时晶边异常，会形成缺陷源（defectsource）,缺陷源在经过酸槽制程后，会有很多杂质颗粒被冲到晶圆上，严重影响晶圆的良率。

目前，可以采机台检测晶圆的晶边和晶圆正面的较为宏观的杂质，但无法检测晶圆背面的杂质。

因此，如何提供一种可以自动扫描并判别晶边状况的晶边缺陷检测装置是本领域技术人员亟待解决的一个技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种晶边缺陷检测装置，可以自动扫描并判别晶边状况。

为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种晶边缺陷检测装置，包括工艺腔、晶圆升降机构、圆形轨道、探测单元以及用于对准晶圆的凹口的起始阻隔器，所述工艺腔分成上腔室和下腔室，所述轨道设置于所述上腔室中，所述晶圆升降机构设置于所述工艺腔内并能够将晶圆从下腔室抬升到上腔室的所述轨道的中心位置，并且使得所述晶圆和所述轨道在同一平面内，所述起始阻隔器设置于所述轨道的内侧，所述探测单元能够沿着所述轨道从所述起始阻隔器的一侧绕到另一侧以实现对晶边的扫描检测。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述探测单元包括探测支架、驱动机构以及设置于所述探测支架上的三个探测组，所述驱动机构驱动所述探测支架沿所述轨道内侧移动。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述三个探测组包括上、中、下探测组，每个探测组包括同轴设置的光源和探头，临近探测组的探测范围的交叉区域最少为本身探测范围的5%。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述中探测组设置于位于所述轨道内的所述晶圆的正侧面，所述上探测组设置于所述位于所述轨道内的所述晶圆的斜上方，所述下探测组设置于所述位于所述轨道内的所述晶圆的斜下方。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述上探测组和所述下探测组相对位于所述轨道内的晶圆对称设置。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述三个探测组的探测范围能够调节。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，还包括机械手臂，所述下腔室的一侧设有供所述机械手臂进出的入口。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，还包括计算控制单元，所述计算控制单元和所述探测单元连接，所述控制器接收来自所述探测单元的各局部区域扫描信息，并对各局部区域扫描信息进行比较分析找出有缺陷的局部区域扫描信息。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，还包括显示单元，所述显示单元与所述计算控制单元连接。

本实用新型提供的晶边缺陷检测装置，包括工艺腔、晶圆升降机构、圆形轨道、探测单元以及用于对准晶圆的凹口的起始阻隔器，所述工艺腔分成上腔室和下腔室，所述轨道设置于所述上腔室中，所述晶圆升降机构设置于所述工艺腔内并能够将晶圆从下腔室抬升到上腔室的所述轨道的中心位置，并且使得所述晶圆和所述轨道在同一平面内，所述起始阻隔器设置于所述轨道的内侧，所述探测单元能够沿着所述轨道从所述起始阻隔器的一侧绕到另一侧以实现对晶边的扫描检测，主要具有以下优点：

1.本实用新型通过设置正对晶圆的凹口的起始阻隔器，可以控制探测单元不扫描晶圆的凹口，即扫描不到晶圆的凹口，因此，无需操作人员判断是晶边破口还是正常的晶圆凹口。尤其对于计算控制单元控制的情况，由于无需判断晶边破口还是正常的晶圆凹口，因而可以使得算法简单，易实现，降低了对系统电脑硬件配置的要求。

2.本实用新型探侧单元检测完毕后无需复位校正，故寿命长，PM周期长，生产维护成本低。

3.本实用新型无需真空或正压，就能更好控制检测过程中杂质颗粒的掉落。

4.本实用新型能准确反映晶边缺陷状况，更好的帮助分析缺陷的根本的原因，降低人力消耗，提高效率。

5.本实用新型不受产品晶圆尺寸（die size）及图层（layer）影响，极大提高了机台利用率。

附图说明

本实用新型的晶边缺陷检测装置由以下的实施例及附图给出。

图1是本实用新型的晶边缺陷检测装置的结构示意图；

图2是本实用新型的晶边缺陷检测装置中晶圆与探测单元的结构示意图；

图3是本实用新型的晶边缺陷检测装置中探测单元和轨道的结构示意图；

图4是本实用新型晶圆进下腔室时的结构示意图；

图5是本实用新型晶圆移转到下腔室时的结构示意图；

图6是本实用新型晶圆进上腔室时的结构示意图；

图7是本实用新型晶圆的晶边分割示意图；

图8是本实用新型的晶边缺陷检测装置中探测单元运行线路示意图。

图中，11-上腔室、12-下腔室、121-入口、2-晶圆升降机构、3-轨道、4-探测单元、41-探测支架、42-驱动机构、43-探测组、5-起始阻隔器、6-晶圆、61-凹口、7-机械手臂、g1-顺时针轨迹、g2-逆时针轨迹。

具体实施方式

以下将对本实用新型的晶边缺陷检测装置作进一步的详细描述。

下面将参照附图对本实用新型进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型而仍然实现本实用新型的有益效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须作出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

为使本实用新型的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参阅图1至图3，这种晶边缺陷检测装置，包括工艺腔、晶圆升降机构2、圆形轨道3、探测单元4以及用于对准晶圆6的凹口的起始阻隔器5，所述工艺腔分成上腔室11和下腔室12，所述轨道3设置于所述上腔室11中，所述晶圆升降机构2设置于所述工艺腔内并能够将晶圆6从下腔室12抬升到上腔室11的所述轨道3的中心位置，并且使得所述晶圆6和所述轨道3在同一平面内，所述起始阻隔器5设置于所述轨道3的内侧，所述探测单元4能够沿着所述轨道3从所述起始阻隔器5的一侧绕到另一侧以实现对晶边的扫描检测。通过设置正对晶圆的凹口的起始阻隔器5，可以控制探测单元4不扫描晶圆6的凹口61，因此，无需操作人员判断是晶边破口还是晶圆的凹口61。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述探测单元4包括探测支架41、驱动机构42以及设置于所述探测支架41上的三个探测组，所述驱动机构驱动所述探测支架沿所述轨道内侧移动。所述三个探测组包括上、中、下探测组43a、43b、43c，每个探测组43a或43b或43c包括同轴设置的光源和探头，临近即相邻探测组的探测范围的交叉区域最少为本身探测范围的5%，以确保晶边上的每块区域能够被扫描到，提高检测的可靠性。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述中探测组43b设置于位于所述轨道3内的所述晶圆6的正侧面，所述上探测组43a设置于所述位于所述轨道3内的所述晶圆6的斜上方，所述下探测组43c设置于所述位于所述轨道3内的所述晶圆6的斜下方。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述上探测组43a和所述下探测组相43a对位于所述轨道3内的晶圆6对称设置，以便于调整，简化操作工艺。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，所述三个探测组的探测范围能够调节，以适应于不同尺寸的晶圆6。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，还包括机械手臂7，所述下腔室12的一侧设有供所述机械手臂7进出的入口121。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，还包括计算控制单元（未图示），所述计算控制单元和所述探测单元4连接，所述控制器接收来自所述探测单元4的各局部区域扫描信息，并对各局部区域扫描信息进行比较分析找出有缺陷的局部区域扫描信息。

本实施例的使用方法，如下：

首先，如图4所示，载有晶圆6的机械手臂7，经工艺腔的下腔室12侧壁上的入口121后，将晶圆6放置于晶圆升降机构2上。接着，如图5所示，晶圆升降机构2载着晶圆6向上移动，直至将晶圆6抬升到上腔室11的所述轨道3的中心位置，并且使得所述晶圆6和所述轨道3在同一平面内，如图6所示，所述起始阻隔器5对准晶圆6的凹口61。本实施例中，晶边分成了11个局部区域，形成不包括凹口61的晶圆的6晶边影像，如图7所示，图1是晶边影像的展开示意图。利用上、中探测组43a和43b可以获得晶边各个局部区域S1-S11的影像，利用中、下探测组43b和43c，可以获得晶边各个局部区域b1-b11的影像。计算控制单元，通过判断某个局部区域和相邻的局部区域或者和任意两个局部区域是否有区别，来判断该局部区域是否有缺陷，有区别说明有缺陷。由于无需区分晶边破口还是正常的晶圆凹口，因而可以使得算法简单，易实现，降低了对系统电脑硬件配置的要求。

此外，在使用时，请参阅图8，假设第N片晶圆扫描结束后探测单元4停留在位置1，那扫描第N+1片晶圆时，将位置1沿轨道逆时针轨迹g2移动到位置2，。扫描第N+2片晶圆时，将从位置2沿轨道顺时针轨迹g1移动到位置1。依次类推。因此，本实施例可以在探测单元4检测完毕后无需复位校正，故寿命长，PM周期长，生产维护成本低。

优选的，在上述的晶边缺陷检测装置中，还包括显示单元（未图示），所述显示单元与所述计算控制单元连接。如此，可以在电脑判断结束后，将有缺陷的局部区域连同相邻的局部区域以及及其上下相对的局部区域进行显示，以供操作员人工确认该缺陷，以进一步提高判断准确性。

综上所述，本实用新型提供的晶边缺陷检测装置，包括工艺腔、晶圆升降机构、圆形轨道、探测单元以及用于对准晶圆的凹口的起始阻隔器，所述工艺腔分成上腔室和下腔室，所述轨道设置于所述上腔室中，所述晶圆升降机构设置于所述工艺腔内并能够将晶圆从下腔室抬升到上腔室的所述轨道的中心位置，并且使得所述晶圆和所述轨道在同一平面内，所述起始阻隔器设置于所述轨道的内侧，所述探测单元能够沿着所述轨道从所述起始阻隔器的一侧绕到另一侧以实现对晶边的扫描检测。其主要具有以下优点：

1.本实用新型通过设置正对晶圆的凹口的起始阻隔器，可以控制探测单元不扫描晶圆的凹口，因此，无需操作人员判断是晶边破口还是正常的晶圆凹口。尤其对于计算控制单元控制的情况，由于无需判断晶边破口还是正常的晶圆凹口，因而可以使得算法简单，易实现，降低了对系统电脑硬件配置的要求。

2.本实用新型探侧单元检测完毕后无需复位校正，故寿命长，PM周期长，生产维护成本低。

3.本实用新型无需真空或正压，就能更好控制检测过程中杂质颗粒的掉落。

4.本实用新型能准确反映晶边缺陷状况，更好的帮助分析缺陷的根本的原因，降低人力消耗，提高效率。

5.本实用新型不受产品晶圆尺寸（die size）及图层（layer）影响，极大提高了机台利用率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种晶边缺陷检测装置，其特征在于，包括工艺腔、晶圆升降机构、圆形轨道、探测单元以及用于对准晶圆的凹口的起始阻隔器，所述工艺腔分成上腔室和下腔室，所述轨道设置于所述上腔室中，所述晶圆升降机构设置于所述工艺腔内并能够将晶圆从下腔室抬升到上腔室的所述轨道的中心位置，并且使得所述晶圆和所述轨道在同一平面内，所述起始阻隔器设置于所述轨道的内侧，所述探测单元能够沿着所述轨道从所述起始阻隔器的一侧绕到另一侧以实现对晶边的扫描检测。 

2.根据权利要求1所述的晶边缺陷检测装置，其特征在于，所述探测单元包括探测支架、驱动机构以及设置于所述探测支架上的三个探测组，所述驱动机构驱动所述探测支架沿所述轨道内侧移动。 

3.根据权利要求2所述的晶边缺陷检测装置，其特征在于，所述三个探测组包括上、中、下探测组，每个探测组包括同轴设置的光源和探头，临近探测组的探测范围的交叉区域最少为本身探测范围的5%。 

4.根据权利要求3所述的晶边缺陷检测装置，其特征在于，所述中探测组设置于位于所述轨道内的所述晶圆的正侧面，所述上探测组设置于所述位于所述轨道内的所述晶圆的斜上方，所述下探测组设置于所述位于所述轨道内的所述晶圆的斜下方。 

5.根据权利要求4所述的晶边缺陷检测装置，其特征在于，所述上探测组和所述下探测组相对位于所述轨道内的晶圆对称设置。 

6.根据权利要求2所述的晶边缺陷检测装置，其特征在于，所述三个探测组的探测范围能够调节。 

7.根据权利要求1所述的晶边缺陷检测装置，其特征在于，还包括机械手臂，所述下腔室的一侧设有供所述机械手臂进出的入口。 

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