CN215640914U - 一种晶圆表面缺陷检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种晶圆表面缺陷检测装置，所述晶圆表面缺陷检测装置中的射灯包括第一射灯、第二射灯、第三射灯以及第四射灯，四种射灯能够发出不同颜色的光，使晶圆表面的缺陷能够明显呈现出来，即使通过人工目检的方式也能轻易识别出晶圆表面不同种类的缺陷；其次，射灯中各部件的相对位置可调节，能够在保证整个检测装置占地面积较小的前提下形成更大范围的照射面积，使发出的光全面覆盖晶圆表面，且具有一定的调整灵活性；最后，所述检测装置内置有自动光学检测系统(Auto Optical Inspection，AOI)，能够自动捕捉晶圆表面各种类型的缺陷，并将其更直观地呈现出来，保证了最终检测结果的准确性。

Description

一种晶圆表面缺陷检测装置

技术领域

本实用新型涉及图像检测技术领域，具体涉及一种晶圆表面缺陷检测装置。

背景技术

随着集成电路制造技术的飞速发展，晶圆表面缺陷已成为影响其良率的主要原因，因此，晶圆表面缺陷的检测是工艺过程中的重要一环。

在现有技术中，一般是将晶圆置于一个单一光源下，通过人工目检的方式观察表面是否存在灰尘或脏污或划痕等缺陷。然而，对于一些尺寸较小的晶圆，缺陷的尺寸也相应较小，传统的检测方法明显不能满足高精度、高效率的需求；此外，在晶圆的生产过程中可能会在晶圆表面产生不同种类的缺陷，但并非所有缺陷都能通过单一光源显现出来，而是需要不同的光源进行照射。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提出一种晶圆表面缺陷检测装置，所述检测装置的射灯包括第一射灯、第二射灯、第三射灯以及第四射灯，四种射灯能够发出不同颜色的光，使晶圆表面的缺陷能够明显呈现出来，即使通过人工目检的方式也能轻易识别出晶圆表面不同种类的缺陷；其次，射灯中各部件的相对位置可调节，能够在保证整个检测装置占地面积较小的前提下形成更大范围的照射面积，使发出的光全面覆盖晶圆表面，且具有一定的调整灵活性；最后，所述检测装置内置有自动光学检测系统(Auto OpticalInspection，AOI)，能够自动捕捉晶圆表面各种类型的缺陷，并将其更直观地呈现出来，保证了最终检测结果的准确性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提出一种晶圆表面缺陷检测装置，所述晶圆表面缺陷检测装置包括：

基座；

立柱，垂直设置于所述基座表面；

悬挂杆，与所述立柱连接，且与所述立柱形成一夹角α；

射灯，所述悬挂杆上安装有多个所述射灯，多个所述射灯发出两种以上颜色的光线。

可选地，所述基座表面设置有脚踏开关。

可选地，所述立柱与所述悬挂杆通过连接件连接。

可选地，所述夹角α的可调范围介于30°～150°。

可选地，多个所述射灯包括第一射灯、第二射灯、第三射灯以及第四射灯，所述第一射灯、第二射灯、第三射灯、第四射灯自所述悬挂杆靠近所述立柱的一端至远离所述立柱的一端依次设置。

可选地，所述射灯包括固定件、第一夹持件、第二夹持件及第三夹持件。

可选地，所述射灯通过固定件与所述悬挂杆连接。

可选地，所述第一夹持件与所述固定件可调节地连接，且所述第一夹持件的底部固定有所述第二夹持件。

可选地，所述第二夹持件内部固定有LED灯组。

可选地，所述第三夹持件与所述第一夹持件可调节地连接，且所述第三夹持件底部固定有透镜。

可选地，所述透镜为圆形菲涅尔透镜。

可选地，所述第一射灯发出的光为波长范围介于450nm-460nm的白光。

可选地，所述第二射灯发出的光为波长570nm的黄光。

可选地，所述第三射灯发出的光为波长595nm的黄绿光。

可选地，所述第四射灯发出的光为波长395nm的紫光。

可选地，所述立柱上设置有一挂钩，所述挂钩位于所述悬挂杆下方。

可选地，所述立柱的高度可以在1.2m～1.3m范围之间调节。

可选地，还包括摄像头，所述摄像头固定于所述悬挂杆上，且位于所述第二射灯与第三射灯的中间位置。

可选地，还包括显示屏，所述显示屏位于所述立柱的顶部，所述显示屏内设置有自动光学检测系统。

本实用新型的一种晶圆表面缺陷检测装置，至少具有以下技术效果：

本实用新型提供的晶圆表面缺陷检测装置中的射灯包括第一射灯、第二射灯、第三射灯以及第四射灯，四种射灯能够发出不同颜色的光，使晶圆表面的缺陷能够明显呈现出来，即使通过人工目检的方式也能轻易识别出晶圆表面不同种类的缺陷；其次，射灯中各部件的相对位置可调节，能够在保证整个检测装置占地面积较小的前提下形成更大范围的照射面积，使发出的光全面覆盖晶圆表面，且具有一定的灵活性；最后，所述检测装置内置有自动光学检测系统(Auto Optical Inspection，AOI)，能够自动捕捉晶圆表面各种类型的缺陷，并将其更直观地呈现出来，保证了最终检测结果的准确性。

附图说明

图1显示为实施例提供的晶圆表面缺陷检测装置的结构示意图。

图2显示为实施例提供的晶圆表面缺陷检测装置的局部立体结构示意图。

图3显示为图2中连接件的结构示意图。

图4a～4b显示为图2中射灯的结构示意图。

元件标号说明

10 基座 414 固定件

11 脚踏开关 4130 透镜

20 立柱 50 摄像头

21 挂钩 60 显示屏

30 悬挂杆 70 连接件

40 射灯 71 卡扣

41 第一射灯 101 第一螺钉

42 第二射灯 102 第二螺钉

43 第三射灯 103 第三螺钉

44 第四射灯 201 第一连接口

411 第一夹持件 202 第二连接口

412 第二夹持件 203 第三连接口

413 第三夹持件

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，虽图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量、位置关系及比例可在实现本方技术方案的前提下随意改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

实施例

本实施例提供一种晶圆表面缺陷检测装置，如图1所示，所述晶圆表面缺陷检测装置包括基座10、立柱20、悬挂杆30、射灯40、摄像头50以及显示屏60。

如图1所示，基座10的表面设置有脚踏开关11，用于控制射灯40的开启与关闭；除此之外，所述晶圆表面缺陷检测装置具有人工检测和自动检测两种模式，脚踏开关11也可以控制所述两种模式的切换。

如图1所示，立柱20垂直设置于基座10的表面，立柱20上设置一挂钩21，用来放置氮气枪，在对晶圆表面进行检测前，用所述氮气枪对晶圆表面进行清洁，排除灰尘的干扰，使晶圆表面的缺陷更加明显。在本实施例中，立柱20的高度可以在1.2m～1.3m范围之间调节。

参照图2～图3，悬挂杆30与立柱20通过连接件70连接。作为示例，连接件70为圆形，连接件70的中心位置具有一矩形卡扣71，卡扣71两侧具有两个对称分布的弧形第一连接口201，且第一连接口201的两端与连接件70的圆心O形成一夹角β，所述夹角β为120°。在本实施例中，悬挂杆30的一端固定在卡扣71中；立柱20与连接件70通过第一螺钉101连接，每个第一连接口201中均安装有一个第一螺钉101，可以通过调节第一螺钉101的松紧使连接件70处于可绕其圆心O在一定范围内旋转以及固定的状态，同时，由于悬挂杆30与连接件70的相对位置固定不变，因此连接件70在绕其圆心O旋转时会带动悬挂杆30与立柱20之间夹角α的变化。在本实施例中，由于夹角β为120°，因此悬挂杆30与立柱20之间夹角α可以在30°～150°之间调节。

参照图1～图2，悬挂杆30上设置有射灯40，自悬挂杆30靠近立柱20的一端至远离立柱20的一端依次设置第一射灯41、第二射灯42、第三射灯43以及第四射灯44。如图4a～4b所示，四种射灯均包括第一夹持件411、第二夹持件412、第三夹持件413以及固定件414，其中，射灯通过固定件414与悬挂杆30连接，且可以根据实际需要调节固定件414在悬挂杆30上的位置；第一夹持件411由底板以及位于底板两侧的夹持臂组成，所述两侧的夹持臂上具有长条形的第二连接口202，所述底板具有一通孔(未在图中示出)；第二夹持件412安装在第一夹持件411底板上，第二夹持件412内部固定有LED灯组，且LED灯组发出的光源可以通过第一夹持件411底板的通孔(未在图中示出)照射出来；第三夹持件413同样由底板以及位于底板两侧的夹持臂组成，其两侧的夹持臂上具有长条形的第三连接口203，其底板具有一通孔，所述通孔中固定安装有透镜4130，在本实施例中，透镜4130为菲涅尔透镜。作为示例，固定件414两端具有第二螺钉102，第二螺钉102在第二连接口202中的位置可根据实际需要进行调节，通过调节第二螺钉102，能够对固定件414与第一夹持件411和第二夹持件412的相对位置进行调节；同样，第一夹持件411与第三夹持件413通过第三螺钉103连接，通过调节第三螺钉103，能够对固定在第一夹持件411底部的第二夹持件412与第三夹持件413的相对位置进行调节，即对第二夹持件412内部固定的LED灯组与透镜4130的相对位置进行调节，在本实施例中，所述LED灯组与透镜4130平行设置。在本实施例中，由于射灯中各部件的相对位置可调节，因此可以根据实际需求调节射灯的照射角度，以及透镜至晶圆表面的距离，使射灯发出的光能够全面覆盖晶圆表面，如图2所示，四个射灯最终打在晶圆表面的光为一直径为R的圆形，作为示例，R的值可以在20cm～23cm之间进行调节。

作为示例，第一射灯41、第二射灯42、第三射灯以及第四射灯44中包含的LED灯组不同，能够发出不同波段的光线。在本实施例中，第一射灯41发出的光为波长范围介于450nm-460nm的白光，可以使晶圆表面的第一类缺陷明显显现出来，所述第一类缺陷为金属污染物以及长度大于500μm的划痕；第二射灯42发出的光为波长570nm的黄光，可以使晶圆表面的第二类缺陷明显显现出来，所述第二类缺陷为长度小于10μm的划痕或微粒子，以及粉尘异物；第三射灯43发出的光为波长595nm的黄绿光，可以使晶圆表面的第三类缺陷明显显现出来，所述第三类缺陷为非金属颗粒以及长度大于100μm的划痕，且所述第三射灯43能够使晶圆表面70％以上的缺陷明显显现出来；第四射灯44发出的光为波长395nm的紫光，可以使晶圆表面的第四类缺陷明显显现出来，所述第四类缺陷为指纹以及胶类液体，同时也能够检测出晶圆表面的镀膜是否均匀。在本实施例中，四种射灯能够发出不同波段的光线，能够将晶圆表面的各种缺陷明显地呈现出来。

参照图1～图2，悬挂杆30上还设置有摄像头50，在本实施例中，摄像头50位于第二射灯42与第三射灯43的中间位置，在对晶圆表面进行检测时，晶圆放置于摄像头50的正下方，在检测过程中，摄像头50用于捕捉晶圆表面的图像，并将其发送至显示屏60。

如图1所示，立柱20顶部设置有显示屏60，显示屏内设置有自动光学检测系统(Auto Optical Inspection，以下简称AOI系统)。本实施例提供的晶圆表面缺陷检测装置有人工目检和自动检测两种模式，在人工目检模式下无需用到显示屏60，依靠肉眼检测识别出晶圆表面的缺陷；在自动检测模式下，所述AOI系统接收摄像头50拍摄的晶圆表面的图像，通过图像处理卡与计算机处理软件系统等系列的算法处理后，将实际图像与标准图像进行比对，发现晶圆表面的缺陷并将其呈现在显示屏60上，不同种类的缺陷呈现出的颜色不同，使检测人员更容易对不同种类的缺陷进行区分，相比于人工目检的方式，AOI系统的检测结果更为准确全面。

本实用新型提供的晶圆表面缺陷检测装置具有人工目检和自动检测两种模式，在自动检测模式下对晶圆表面进行检测，具体包括如下步骤：

步骤1：长按基座表面的脚踏开关11约10秒，第一射灯41～第四射灯44全部开启，调整第一射灯41～第四射灯44中的各部件，使四个射灯发出的光聚焦于一点，此时照射至晶圆表面的光为圆形且全面覆盖晶圆表面；

步骤2：调整结束后长按脚踏开关11约5秒，开启自动检测模式；

步骤3：第一射灯41自动开启，摄像头50自动拍摄晶圆表面的图像并将其发送至显示屏60；

步骤4：第一射灯41自动关闭，第二射灯42自动开启，摄像头50自动拍摄晶圆表面的图像并将其发送至显示屏60；

步骤5：第二射灯42自动关闭，第三射灯43自动开启，摄像头50自动拍摄晶圆表面的图像并将其发送至显示屏60；

步骤6：第三射灯43自动关闭，第四射灯44自动开启，摄像头50自动拍摄晶圆表面的图像并将其发送至显示屏60；

步骤7：显示屏60内置的AOI系统对步骤3～步骤6得到的图像进行合成处理，并将处理后的图像显示在显示屏60上，晶圆表面不同种类的缺陷以不同的颜色呈现出来，例如划痕呈现出绿色，金属污染物呈现出黄色，非金属污染物呈现出粉色，其他不明污染物(如指纹、胶类液体)呈现出红色。

在自动检测模式下，不同种类的缺陷呈现出的颜色不同，使检测人员更直观地区别出不同种类的缺陷，且检测结果更加全面准确，适用于对检测精准度要求较高的情况。

在人工目检模式下对晶圆表面进行检测，具体包括如下步骤：

步骤101：长按基座表面的脚踏开关11约10秒，第一射灯41～第四射灯44全部开启，调整第一射灯41～第四射灯44中的各部件，使四个射灯发出的光聚焦于一点，此时照射至晶圆表面的光为圆形且全面覆盖晶圆表面；

步骤102：调整结束后长按脚踏开关11约10秒，开启人工目检模式，此时第一射灯41开启，在第一射灯41的照射下，通过人工目检的方式对晶圆表面的缺陷进行识别；

步骤103：短按脚踏开关11，第一射灯41关闭，同时第二射灯42开启，在第二射灯42的照射下对晶圆表面的缺陷进行识别；

步骤104：短按脚踏开关11，第二射灯42关闭，同时第三射灯43开启，在第三射灯43的照射下对晶圆表面的缺陷进行识别；

步骤105：短按脚踏开关11，第三射灯43关闭，同时第四射灯44开启，在第四射灯44的照射下对晶圆表面的缺陷进行识别。

人工目检模式相比于自动检测模式更加方便快捷，四种射灯能够使晶圆表面的缺陷更加明显地呈现出来，使检测人员能轻易识别出晶圆表面不同种类的缺陷，适用于对检测精准度要求不高但对检测效率要求较高的情况。

综上所述，本实用新型提供一种晶圆表面缺陷检测装置，所述检测装置的射灯包括第一射灯、第二射灯、第三射灯以及第四射灯，四种射灯能够发出不同颜色的光，使晶圆表面的缺陷能够明显呈现出来，即使通过人工目检的方式也能轻易识别出晶圆表面不同种类的缺陷；其次，射灯中各部件的相对位置可调节，能够在保证整个检测装置占地面积较小的前提下形成更大范围的照射面积，使发出的光全面覆盖晶圆表面，且具有一定的灵活性；最后，所述检测装置内置有自动光学检测系统(Auto Optical Inspection，AOI)，能够自动捕捉晶圆表面各种类型的缺陷，并将其更直观地呈现出来，保证了最终检测结果的准确性。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，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实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (19)

1.一种晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，包括：

基座；

立柱，垂直设置于所述基座表面；

悬挂杆，与所述立柱连接，且与所述立柱形成一夹角α；

射灯，所述悬挂杆上安装有多个所述射灯，多个所述射灯发出两种以上颜色的光线。

2.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述基座表面设置有脚踏开关。

3.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述立柱与所述悬挂杆通过连接件连接。

4.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述夹角α的可调范围介于30°～150°。

5.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，多个所述射灯包括第一射灯、第二射灯、第三射灯以及第四射灯，所述第一射灯、第二射灯、第三射灯、第四射灯自所述悬挂杆靠近所述立柱的一端至远离所述立柱的一端依次设置。

6.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述射灯包括固定件、第一夹持件、第二夹持件及第三夹持件。

7.根据权利要求6所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述射灯通过固定件与所述悬挂杆连接。

8.根据权利要求6所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一夹持件与所述固定件可调节地连接，且所述第一夹持件的底部固定有所述第二夹持件。

9.根据权利要求8所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第二夹持件内部固定有LED灯组。

10.根据权利要求6所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第三夹持件与所述第一夹持件可调节地连接，且所述第三夹持件底部固定有透镜。

11.根据权利要求10所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述透镜为圆形菲涅尔透镜。

12.根据权利要求5所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第一射灯发出的光为波长范围介于450nm-460nm的白光。

13.根据权利要求5所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第二射灯发出的光为波长570nm的黄光。

14.根据权利要求5所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第三射灯发出的光为波长595nm的黄绿光。

15.根据权利要求5所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述第四射灯发出的光为波长395nm的紫光。

16.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述立柱上设置有一挂钩，所述挂钩位于所述悬挂杆下方。

17.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述立柱的高度可以在1.2m～1.3m范围之间调节。

18.根据权利要求5所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，还包括摄像头，所述摄像头固定于所述悬挂杆上，且位于所述第二射灯与第三射灯的中间位置。

19.根据权利要求1所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，还包括显示屏，所述显示屏位于所述立柱的顶部，所述显示屏内设置有自动光学检测系统。

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