CN205484099U - 晶圆表面检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种晶圆表面检测设备，上述晶圆表面检测设备包括运动平台和检测组件；运动平台包括X轴轨道和Y轴轨道，检测组件与X轴轨道连接，检测组件能够在X轴轨道上滑动，晶圆能够在Y轴轨道上滑动至检测组件的下方；检测组件包括相互固定连接的相机、镜头和光源，晶圆位于检测组件下方时，相机正对晶圆，镜头位于相机和晶圆之间，光源朝向晶圆。通过上述晶圆表面检测设备进行检测，检测结果准确，不会损伤晶圆，安全可靠，而且能够提高检测效率。若待检测的晶圆的数量为多片，检测组件在X轴轨道上移动，晶圆在Y轴轨道上移动，检测组件可以依次对多个晶圆拍照，在保证准确率的前提下，进一步的提高了检测效率。

Description

晶圆表面检测设备

技术领域

本实用新型涉及晶圆表面检测的技术领域，特别是涉及一种晶圆表面检测设备。

背景技术

在半导体工艺中，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一。如何清除晶圆表面的污染和异物颗粒一直是半导体技术领域的研究热点，而在清洁之后如何对晶圆表面的清洁度进行检测也成为半导体技术人员最为关心的问题。

光学检测方法，由于具有不破坏晶圆表面的清洁度、可实时检测等优点成为最为常用的晶圆检测方法之一。通常用的光学检测方法是使用光学散射强度测量技术来探测晶圆表面颗粒的有无、颗粒在晶圆表面的空间分布等。激光发生器发出的检测光会掠入射到待测晶圆上，在晶圆表面会形成椭圆形光斑，通过夹具移动和旋转使所述椭圆形光斑扫描整片晶圆，检测光在晶圆表面发生反射，如果检测光投射到颗粒上，会被颗粒散射，被散射的光束具有和反射光束不相同的空间立体角，所述散射光最终被光电探测器探测，以获得晶圆表面的颗粒信息。通常晶圆的直径为300mm，所述椭圆形光斑非常小，一般直径在10um左右，所以扫描完整片晶圆会花费非常多的时间。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种减小检测时间的晶圆表面检测设备。

一种晶圆表面检测设备，用于对晶圆的表面进行检测，包括运动平台和检测组件；

所述运动平台包括X轴轨道和Y轴轨道，所述检测组件与所述X轴轨道连接，所述检测组件能够在所述X轴轨道上滑动，所述晶圆能够在所述Y轴轨道上滑动至所述检测组件的下方；

所述检测组件包括相互固定连接的相机、镜头和光源，所述晶圆位于所述检测组件下方时，所述相机正对所述晶圆，所述镜头位于所述相机和所述晶圆之间，所述光源朝向所述晶圆。

在其中一个实施例中，所述光源包括同轴光源和环形光源，所述同轴光源位于所述镜头和所述晶圆之间，所述环形光源位于所述同轴光源和所述晶圆之间。

在其中一个实施例中，所述X轴轨道的延伸方向和所述Y轴轨道的延伸方向垂直。

在其中一个实施例中，所述相机的分辨率为2900万或2900万以上，所述镜头为远心镜头。

在其中一个实施例中，所述运动平台还包括第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机驱动所述检测组件在所述X轴轨道上滑动，所述第二伺服电机驱动所述晶圆在所述Y轴轨道上滑动。

在其中一个实施例中，所述运动平台还包括夹具，所述夹具滑动连接在所述Y轴轨道上，所述夹具用于固定所述晶圆。

在其中一个实施例中，所述夹具用于放置多个顺序排列的所述晶圆。

在其中一个实施例中，还包括基座，所述X轴轨道和所述Y轴轨道安装在所述基座上。

在其中一个实施例中，还包括隔离罩，所述隔离罩罩设在所述基座的上方，所述检测组件和所述X轴轨道位于所述隔离罩内，部分所述Y轴轨道位于所述隔离罩内，所述Y轴轨道上具有上下料位，所述上下料位位于所述隔离罩外。

在其中一个实施例中，还包括等离子吹风机，所述等离子吹风机设置在所述基座上，所述等离子吹风机的出风方向朝向所述晶圆。

上述晶圆表面检测设备，待检测的晶圆在Y轴轨道上被带到检测组件下方，相机通过镜头对晶圆进行拍照，由光源对晶圆进行照明，拍照后由软件对图片进行处理，获得晶圆表面缺陷的检测结果。通过上述晶圆表面检测设备进行检测，检测结果准确，不会损伤晶圆，安全可靠，而且能够提高检测效率。若待检测的晶圆的数量为多片，检测组件在X轴轨道上移动，晶圆在Y轴轨道上移动，检测组件可以依次对多个晶圆拍照，在保证准确率的前提下，进一步的提高了检测效率。

附图说明

图1为一实施例中晶圆表面检测设备的立体示意图；

图2为图1所示晶圆表面检测设备未安装隔离罩时的立体示意图；

图3为图2所示晶圆表面检测设备未安装隔离罩时的侧视图；

图4为图1所示晶圆表面检测设备的工作流程图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对晶圆表面检测设备进行更全面的描述。附图中给出了晶圆表面检测设备的首选实施例。但是，晶圆表面检测设备可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对晶圆表面检测设备的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在晶圆表面检测设备的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施方式的晶圆表面检测设备10用于对晶圆20的表面进行检测，同时参见图2、图3，晶圆表面检测设备10包括运动平台100和检测组件200。运动平台100包括X轴轨道120和Y轴轨道140，检测组件200与X轴轨道120连接，检测组件200能够在X轴轨道120上滑动，晶圆20能够在Y轴轨道140上滑动至检测组件200的下方。检测组件200包括相互固定连接的相机220、镜头240和光源260，晶圆20位于检测组件200下方时，相机220正对晶圆20，镜头240位于相机220和晶圆20之间，光源260朝向晶圆20。

待检测的晶圆20在Y轴轨道140上被带到检测组件200下方，相机220通过镜头240对晶圆20进行拍照，由光源260对晶圆20进行照明，拍照后由软件对图片进行处理，获得晶圆20表面缺陷的检测结果。通过上述晶圆表面检测设备10进行检测，检测结果准确，不会损伤晶圆20，安全可靠，而且能够提高检测效率。一次检测待检测的晶圆20的数量可以是一片或多片。若晶圆20的数量为一片，可以仅进行一次拍照。若待检测的晶圆20的数量为多片，检测组件200在X轴轨道120上移动，晶圆20在Y轴轨道140上移动，检测组件200可以依次对多个晶圆20拍照，在保证准确率的前提下，进一步的提高了检测效率。

在其中一个实施例中，光源260包括同轴光源262和环形光源264，同轴光源262位于镜头240和晶圆20之间，环形光源264位于同轴光源262和晶圆20之间。其中同轴光源262优选光束严格平行的同轴光源，环形光源264优选0角度环形光源。每片晶圆20都要进行两次打光，同轴光源262提供一次照明，环形光源264提供一次照明，由相机220分别进行拍照，同轴光源262提供照明拍摄的图片对晶圆20内部的缺陷进行检测，如凹坑、凸起、黑点等缺陷的检测。环形光源264提供照明拍摄的图片对晶圆20表面外来物缺陷进行检测，如灰尘、异物等缺陷的检测。

在一实施例中，X轴轨道120的延伸方向和Y轴轨道140的延伸方向垂直，容易调节晶圆20和检测组件200的相对位置。为保证较高的检测精度，在其中一个实施例中，相机220的分辨率为2900万或2900万以上，镜头240为远心镜头，且优选超高清远心镜头。若相机220的分辨率为2900万，检测晶圆20的光学分辨率就可以达到8um。

为了提高检测组件200和晶圆20的相对移动精度，在一实施例中，运动平台100还可以包括第一伺服电机和第二伺服电机(图中未示出)，第一伺服电机驱动检测组件200在X轴轨道120上滑动，第二伺服电机驱动晶圆20在Y轴轨道140上滑动。

再参见图1、图2，在其中一个实施例中，运动平台100还包括夹具160，夹具160滑动连接在Y轴轨道140上，夹具160用于固定晶圆20。进一步的，夹具160用于放置多个顺序排列的晶圆20，例如12个晶圆20，检测组件200通过X轴轨道120和Y轴轨道140的共同运动，将晶圆20逐个运动到检测组件200的正下方，逐个进行拍照。在一实施例中，被检测晶圆20可以按照预先设定的1至12的顺序进行运动拍照，每片晶圆20都要进行两次打光，同轴光源262提供一次照明，环形光源264提供一次照明，由相机220分别进行拍照。拍照后由软件对图片进行处理，检测晶圆20成像部分有无缺陷存在。检测完成后系统软件会显示出有缺陷的晶圆20的序号，由工作人员或者机械手将夹具160取下，并将有缺陷的晶圆20作为不良品，取下放置在不良品盒中，其余晶圆20放入良品盒。

本实施例的晶圆表面检测设备10还可以包括基座300，在一实施例中，还可以包括等离子吹风机400，X轴轨道120和Y轴轨道140安装在基座300上，等离子吹风机400设置在基座300上，等离子吹风机400的出风方向朝向晶圆20，以除静电。参见图1，晶圆表面检测设备10还可以包括隔离罩500，隔离罩500罩设在基座300的上方，检测组件200和X轴轨道120位于隔离罩500内，部分Y轴轨道140位于隔离罩500内，Y轴轨道140上具有上下料位142，上下料位142位于隔离罩500外，晶圆20可以方便的在上下料位142处进行上下料。

在其中一个实施例中，隔离罩500的上方可以设置用于显示晶圆表面检测设备10工作状态的三色灯600，隔离罩500上可以设置显示器700，上下料位142的两侧可以分别设置急停按钮820、启动按钮840和停止按钮860。

一实施例的晶圆表面检测设备10还可以包括工控机(图中未示出)，控制运动平台100的运动控制软件可通过局域网、因特网或者串口与工控机连接。工控机则是通过PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)卡以及串口与运动平台100进行连接，工控机可控制运动平台100上的检测组件200，而运动控制软件可通过本系统的标准协议发送指令到工控机，对运动平台100上的检测组件200进行控制以及查询检测组件200的状态。

同时参见图4，晶圆表面检测设备10的工作步骤包括：

S100，设备初始化。

S200，人工将待检测晶圆20放置在夹具160上。在其他实施例中，也可以通过机械手放置。

S300，根据预先设定好的12个工位位置，依次对晶圆20进行拍照，每片晶圆20用同轴光源262和环形光源264各打光一次，分别拍摄图片，并由软件对两张图片进行实时检测。

S400，12片晶圆20全部检测完成后，将夹具160退出到上下料位142。

S500，根据系统软件显示的良品和不良品序号将良品放入良品盒，将不良品放入不良品盒。

S600，软件会将不良品的具体不良项目进行统计并存档。

S700，晶圆20检测完成，重复以上步骤S200到步骤S600。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种晶圆表面检测设备，用于对晶圆的表面进行检测，其特征在于，包括运动平台和检测组件；

所述运动平台包括X轴轨道和Y轴轨道，所述检测组件与所述X轴轨道连接，所述检测组件能够在所述X轴轨道上滑动，所述晶圆能够在所述Y轴轨道上滑动至所述检测组件的下方；

所述检测组件包括相互固定连接的相机、镜头和光源，所述晶圆位于所述检测组件下方时，所述相机正对所述晶圆，所述镜头位于所述相机和所述晶圆之间，所述光源朝向所述晶圆。

2.根据权利要求1所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，所述光源包括同轴光源和环形光源，所述同轴光源位于所述镜头和所述晶圆之间，所述环形光源位于所述同轴光源和所述晶圆之间。

3.根据权利要求1所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，所述X轴轨道的延伸方向和所述Y轴轨道的延伸方向垂直。

4.根据权利要求1所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，所述相机的分辨率为2900万或2900万以上，所述镜头为远心镜头。

5.根据权利要求1所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，所述运动平台还包括第一伺服电机和第二伺服电机，所述第一伺服电机驱动所述检测组件在所述X轴轨道上滑动，所述第二伺服电机驱动所述晶圆在所述Y轴轨道上滑动。

6.根据权利要求1所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，所述运动平台还包括夹具，所述夹具滑动连接在所述Y轴轨道上，所述夹具用于固定所述晶圆。

7.根据权利要求6所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，所述夹具用于放置多个顺序排列的所述晶圆。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，还包括基座，所述X轴轨道和所述Y轴轨道安装在所述基座上。

9.根据权利要求8所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，还包括隔离罩，所述隔离罩罩设在所述基座的上方，所述检测组件和所述X轴轨道位于所述隔离罩内，部分所述Y轴轨道位于所述隔离罩内，所述Y轴轨道上具有上下料位，所述上下料位位于所述隔离罩外。

10.根据权利要求8所述的晶圆表面检测设备，其特征在于，还包括等离子吹风机，所述等离子吹风机设置在所述基座上，所述等离子吹风机的出风方向朝向所述晶圆。