CN218331294U - 一种检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种检测设备，该检测设备包括：承载件，所述承载件被配置为承载物料，所述物料具有待测面；检测光源所述检测光源与所述承载件间隔设置，当所述承载件上承载有物料时，所述检测光源被配置为向所述物料的待测面的一侧发射检测光，并形成反射光；成像装置，所述成像装置与所述承载件间隔设置，所述成像装置设置在所述反射光的光路上，所述成像装置被配置为获取从所述待测面上反射的反射光并形成检测图像，其中，所述成像装置获得的反射光全部由所述检测光源发射的检测光形成，从而提高了缺陷检测能力。

Description

一种检测设备

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体涉及一种检测设备。

背景技术

晶圆是半导体行业中的一种基础材料，的其加工制作过程繁琐复杂且对成品质量要求较高，若晶圆上存在有缺陷将导致制备而成的集成电路产品失效。因此不仅需对晶圆上的缺陷进行实时检测，还需要在来料端和出货端对整片晶圆进行宏观检测，而宏观检测是指对尺寸大于100微米的缺陷进行检测，往往通过人眼对晶圆表面进行直接观察或使用成像装置采集晶圆表面图像后再用人眼进行观察。

整片晶圆在宏观检测过程中，成像装置单次成像的视野需覆盖整片晶圆，但是有大量环境杂散光从晶圆表面反射至成像装置，在成像图像中产生检测光干扰，从而影响采集到的检测图像质量并且干扰人眼判断和检测缺陷。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是在晶圆宏观检测中有大量环境杂散光从晶圆表面反射至成像装置，在成像图像中产生检测光干扰，从而影响采集到的检测图像质量并且干扰人眼判断和检测缺陷。

为此，本实用新型提供了一种检测设备，包括：

承载件，所述承载件被配置为承载物料，所述物料具有待测面；

检测光源，所述检测光源与所述承载件间隔设置，当所述承载件上承载有物料时，所述检测光源被配置为向所述物料的待测面的一侧发射检测光，并形成反射光；

成像装置，所述成像装置与所述承载件间隔设置，所述成像装置设置在所述反射光的光路上，所述成像装置被配置为获取从所述待测面上反射的反射光并形成检测图像，其中，所述成像装置获得的反射光全部由所述检测光源发射的检测光形成。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述检测光源为多光谱LED面阵光源，所述检测光源被配置为发射不同颜色的检测光，所述检测光源包括黄色像素单元、绿色像素单元、蓝色像素单元和白色像素单元中的一种或多种。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述检测光源为明场光源，所述检测光至少完全覆盖照射于物料的待测面上。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述成像装置为面阵相机。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述检测设备还包括第一旋转组件，所述第一旋转组件连接于所述承载件，所述承载件上设有固定件，所述固定件被配置为固定物料；所述第一旋转组件被配置为带动所述承载件运动，从而改变所述物料的待测面与水平面之间的角度。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述检测设备还包括第二旋转组件，所述第二旋转组件连接于所述固定件，所述第二旋转组件被配置为带动所述物料在待测面所在的平面内旋转。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述第一旋转组件被配置为带动物料转动至预设位，所述预设位包括：人眼观测位。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述检测光源具有发光平面，所述发光平面与水平面之间的角度范围为20°至30°，所述待测面与水平面之间的角度范围为0至15°，所述待测面与检测光源用于发射检测光的发光平面之间的角度范围为20°至45°。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述发光平面与水平面之间存在25°夹角，所述待测面与水平面之间具有10°的夹角，且所述待测面与检测光源用于发射检测光的发光平面之间存在35°夹角。

根据本实用新型的一种具体实施例，所述检测设备还包括显示模块和触发模块，所述显示模块和所述触发模块之间为通信连接，所述成像装置与所述显示模块之间为通信连接，所述触发模块被配置为间隔预设时长触发所述成像装置采集包含所述待测面的检测图像，所述显示模块被配置为显示所述检测图像。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种检测设备，检测光源将检测光发射至物料的待测面上后再形成反射光，成像装置获取反射光并形成检测图像，检测图像中能够以检测光为图像的背景并呈现出物料表面的缺陷，且由于检测光至少完全覆盖照射于物料的待测面上，成像装置所接受到的光线全部来自于待测面上反射而来的检测光，因此不存在环境中的其他光线掺入反射图像中，从而避免了由于环境光被待测面反射至成像装置而造成的反射图像中的图像背景干扰，从而提高了缺陷检测能力。

附图说明

图1为一种实施例的整体结构示意图；

图2为一种实施例的整体结构侧视图；

图3为一种实施例的检测光光路示意图。

附图标记说明：

1、承载件；2、检测光源；3、成像装置；4、机架；5、暗场光源；6、待测面。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

请参考图1-3，本实用新型提供了一种检测设备，包括：承载件1、检测光源2、成像装置3等，其中，承载件1，承载件1被配置为承载物料，物料具有待测面6；检测光源2，检测光源2与承载件1间隔设置，当承载件1上承载有物料时，检测光源2被配置为向物料的待测面6的一侧发射检测光，并形成反射光；成像装置3，成像装置3与承载件1间隔设置，成像装置3设置在反射光的光路上，成像装置3被配置为获取从待测面6上反射的反射光并形成检测图像，其中，成像装置获得的反射光全部由检测光源2发射的检测光形成。

本申请实施例提供的检测设备，检测光源将检测光发射至物料的待测面上后再形成反射光，成像装置获取反射光并形成检测图像，检测图像中能够以检测光为图像的背景并呈现出物料表面的缺陷，且由于检测光至少完全覆盖照射于物料的待测面上，成像装置所接受到的光线全部来自于待测面上反射而来的检测光，因此不存在环境中的其他光线掺入反射图像中，从而避免了由于环境光被待测面反射至成像装置而造成的反射图像中的图像背景干扰，从而提高了缺陷检测能力。

在一种实施例中，待检测的物料为晶圆，晶圆具有一待测面6，当检测光源2将检测光发射至物料的待测面6上后再形成反射光，成像装置3为面阵相机，被配置为获取待测面6上形成的反射光并形成检测图像，检测图像中能够以检测光为图像的背景并呈现出晶圆表面的缺陷，且由于检测光至少完全覆盖照射于物料的待测面6上，成像装置3所接受到的光线全部来自于待测面6上反射而来的检测光，因此不存在环境中的其他光线掺入反射图像中，从而避免了由于环境光被待测面6反射至成像装置3而造成的反射图像中的图像背景干扰，从而提高了缺陷检测能力。

在一种实施例中，检测光源2为多光谱LED面阵光源，检测光源2被配置为发射不同颜色的检测光，检测光源2包括黄色像素单元、绿色像素单元、蓝色像素单元和白色像素单元中的一种或多种。从而能够满足多种检测光的光谱需求，以此提升检测效率以及满足多种检测对象、检测种类的适应性。

在一种实施例中，还包括暗场光源5以及机架4，承载件1连接于机架4上，检测光源2与暗场光源5连接于机架4上，且检测光源2为明场光源，检测光至少完全覆盖照射于物料的待测面6上，成像装置3连接于机架4上，成像装置3位于待测面6的斜上方且位于与检测光源2相对的一侧用于获取从待测面6上反射而来的反射光从而获得检测图像。暗场光源也可以发射暗场检测光从而满足多种检测需求。

在该实施例中，承载件1是能够固定并承载晶圆的卡盘，晶圆与承载件1上表面相平行地放置于承载件1上，并设有固定件将晶圆夹持固定于承载件1上。在其他实施例中，考虑到晶圆片类型，若晶圆片为铁环片晶圆，对铁环部分的刚性接触式夹持可能会产生微小碎屑，从而影响对晶圆待检测面6的检测，因此固定件使用真空吸附的方式来固定这种铁环片晶圆。

在另一种实施例中，当物料为易碎镜片时，固定件使用柔性结构的压片对物料进行固定，从而避免破坏物料。在其他的实施例中，固定件亦可以为与该物料相适应的其他形式，例如使用磁吸件作为固定件磁吸固定具有磁性的物料。

在一种实施例中，承载件1上设有固定件与第一旋转组件，固定件被配置为固定物料；第一旋转组件被配置为带动承载件1运动，从而改变物料的待测面6与水平面之间的角度。本实施例中，第一旋转组件为活动连接于机架4上的转轴，承载件1则固定连接于转轴上，且转轴与机架4之间设有阻尼件便于在转轴不受外力作用而旋转时固定转轴位置，转轴的一端还设有摇杆机构供使用者更方便地按照使用者的需求将承载件1进行转动，用以改变晶圆待测面6与水平面之间的角度，进而可以改变检测光在待测面6上的反射角度，使成像装置所接受到的光线全部来自于待测面6上反射而来的检测光，还可以使人眼也能够接收到被待测面6反射回来的检测光形成的反射图像，从而也可以再不受外界环境光的影响下对晶圆表面进行观察。

在另一种实施例中，第一旋转组件包括了旋转电机与控制设备，控制设备用于控制旋转电机的旋转角度，而旋转电机通过动力连接件与承载件1相连接，从而得以带动承载件1以及其上的物料转动，由于旋转电机由控制设备进行控制，因此提升了物料的转动的精度。在其他实施例中也可以使用其他结构与动力源类型的第一旋转组件实现该效果。

在一种实施例中，承载件1上设有固定件与第一旋转组件，检测光源2具有发光平面，第一旋转组件能够使得检测光源2的发光平面与水平面之间的角度范围为20°至30°，待测面6与水平面之间的角度范围为0至15°，待测面6与检测光源2用于发射检测光的发光平面之间的角度范围为20°至45°。

在另一种实施例中，发光平面与水平面之间存在25°夹角，且第一旋转组件被配置为带动物料转动至预设位，预设位包括：人眼观测位，且在机架4上设有观测视窗，能够观测到位于人眼观测位的待测面。第一旋转组件用于带动物料转动至预设位，物料位于人眼观测位时，检测光源2与水平面之间存在25°夹角，待测面6与水平面之间具有10°的夹角，且待测面6与检测光源2用于发射检测光的发光平面之间存在35°夹角，在该角度下使用者可以直接使用肉眼在观测视窗处观察晶圆表面是否有缺陷(局部色差、尺寸较大的污染颗粒、凹凸点等)，当肉眼观察完并确定有缺陷时，便可以调整待测面6的角度，使用成像装置3采集检测图像。在其他实施例中，针对不同的设备、物料以及具体的监测需求，可以设置不同类型的物料预设位以及发光平面、待测面6之间的夹角。

在一种实施例中，检测设备设有上述的固定件、第一旋转组件，还设有第二旋转组件，第二旋转组件连接于固定件，第二旋转组件被配置为带动物料在待测面6所在的平面内旋转。本实施例中的第二旋转组件包括与晶圆相平行的转盘，此时固定件连接于转盘上，转盘活动连接于承载件1上，且设有驱动件与控制设备，由控制设备控制驱动件来驱动转盘转动，从而带动晶圆产生平面旋转。在其他实施例中，也可以使用其他类型的常规结构来作为第二旋转组件，带动晶圆进行平面上的旋转。

在该实施例中，第二旋转组件能够让待测面6绕垂直于待测面6的第一轴向(即垂直于晶圆表面的晶圆中心轴)旋转，以第一轴向为轴旋转360度，每转90度使用成像装置采集检测图像一次，共成像4次，在该过程中多方位4次采集成像能够避免在某些角度下缺陷无法被很好地识别，从而有效地降低了漏检率。在其他实施例中，成像装置也可开启动态监控模式，人眼通过观察计算机屏幕上显示的实时画面判断和检测缺陷，此种角度动态变化的检测过程也可降低漏检率。

在一种实施例中，检测设备还包括显示模块和触发模块，显示模块和触发模块之间为通信连接，成像装置3与显示模块之间为通信连接，触发模块被配置为间隔预设时长触发成像装置3采集包含待测面6的检测图像，显示模块被配置为显示检测图像。

在另一种实施例中，检测设备设有第二旋转组件并包括显示模块和触发模块，第二旋转组件能够让待测面6绕垂直于待测面6的第一轴向(即垂直于晶圆表面的晶圆中心轴)旋转，触发模块被配置为间隔预设时长触发成像装置3采集包含待测面6的检测图像，间隔预设时长则被配置为待测面6每转90度所需要的时间，从而可以使得第二旋转组件带动待测面6以第一轴向为轴旋转360度时，每转90度使用成像装置采集检测图像一次，共成像4次，显示模块和触发模块之间为通信连接，成像装置3与显示模块之间为通信连接，显示模块被配置为显示检测图像。在该过程中多方位4次采集成像能够避免在某些角度下缺陷无法被很好地识别，从而有效地降低了漏检率。在其他实施例中，也可以将间隔预设时长配置为待测面6每转过其他数值角度所需要的时间，从而能够自定义调整采集检测图像的次数从而改变检测的精度与漏检率。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种检测设备，其特征在于，包括：

承载件(1)，所述承载件(1)被配置为承载物料，所述物料具有待测面(6)；

检测光源(2)，所述检测光源(2)与所述承载件(1)间隔设置，当所述承载件(1)上承载有物料时，所述检测光源(2)被配置为向所述物料的待测面(6)的一侧发射检测光，并形成反射光；

成像装置(3)，所述成像装置(3)与所述承载件(1)间隔设置，所述成像装置(3)设置在所述反射光的光路上，所述成像装置(3)被配置为获取从所述待测面(6)上反射的反射光并形成检测图像，其中，所述成像装置获得的反射光全部由所述检测光源(2)发射的检测光形成。

2.如权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测光源(2)为多光谱LED面阵光源，所述检测光源(2)被配置为发射不同颜色的检测光，所述检测光源(2)包括黄色像素单元、绿色像素单元、蓝色像素单元和白色像素单元中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测光源(2)为明场光源，所述检测光至少完全覆盖照射于物料的待测面(6)上。

4.如权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述成像装置(3)为面阵相机。

5.如权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括第一旋转组件，所述第一旋转组件连接于所述承载件(1)，所述承载件(1)上设有固定件，所述固定件被配置为固定物料；所述第一旋转组件被配置为带动所述承载件(1)运动，从而改变所述物料的待测面(6)与水平面之间的角度。

6.如权利要求5所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括第二旋转组件，所述第二旋转组件连接于所述固定件，所述第二旋转组件被配置为带动所述物料在待测面(6)所在的平面内旋转。

7.如权利要求5所述的检测设备，其特征在于，所述第一旋转组件被配置为带动物料转动至预设位，所述预设位包括：人眼观测位。

8.如权利要求1所述的检测设备，其特征在于，所述检测光源(2)具有发光平面，所述发光平面与水平面之间的角度范围为20°至30°，所述待测面(6)与水平面之间的角度范围为0至15°，所述待测面(6)与检测光源(2)用于发射检测光的发光平面之间的角度范围为20°至45°。

9.如权利要求8所述的检测设备，其特征在于，所述发光平面与水平面之间存在25°夹角，所述待测面(6)与水平面之间具有10°的夹角，且所述待测面(6)与检测光源(2)用于发射检测光的发光平面之间存在35°夹角。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括显示模块和触发模块，所述显示模块和所述触发模块之间为通信连接，所述成像装置(3)与所述显示模块之间为通信连接，所述触发模块被配置为间隔预设时长触发所述成像装置(3)采集包含所述待测面(6)的检测图像，所述显示模块被配置为显示所述检测图像。

Images