TWI803412B - 矽片方位調準裝置及矽片缺陷檢測設備 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例公開了一種用於對矽片的方位進行調準的調準裝置及用於檢測矽片的缺陷的設備，該調準裝置包括：承載驅動單元，該承載驅動單元用於對該矽片進行承載；定位單元，該定位單元用於當該矽片承載在該承載驅動單元上時通過該矽片的周緣邊界確定該矽片的實際方位；計算單元，該計算單元用於計算該實際方位相對於該矽片的目標方位的偏移量；其中，該承載驅動單元還用於根據該偏移量驅動被承載的該矽片從該實際方位運動至該目標方位。

Description

矽片方位調準裝置及矽片缺陷檢測設備
本發明屬於半導體矽片產生領域，尤其關於一種用於對矽片的方位進行調準的調準裝置及用於檢測矽片的缺陷的設備。
在半導體領域，矽片一般是積體電路的原料。通過對矽片進行光刻、離子注入等手段，可以製成各種半導體器件。矽片的表面缺陷對於後續的加工以及器件的性能有著極其重要的影響。表面缺陷的來源有很多，包括有在晶棒提拉過程中形成的如晶體原生缺陷、氧化誘生堆垛層錯等，以及在如線切割、拋光或清洗等矽片加工過程中引入的劃傷，顆粒等，這些表面缺陷都會影響到矽片的良率。目前，積體電路特徵線寬的不斷減小要求矽片表面的缺陷尺寸更小，數目更低，矽片的表面缺陷成為衡量產品品質的一個關鍵因素。
目前，矽片表面缺陷主要通過顆粒檢測機來進行檢測。通常，為了研究分析某些缺陷的產生原因，需要匹配電子顯微掃描器來對其形貌特徵和元素占比進行分析。為便於找到待測量的缺陷，需要顆粒檢測機能夠精確的定位到矽片上每一缺陷點的座標位置，而缺陷的尺寸往往為奈米或微米級別，因此要求對矽片有高定位精度。
顆粒檢測機的調準裝置對矽片缺口位置的校準統一採用供應商提供的標準矽片進行。但現階段，對於300mm矽片的尺寸要求業界並沒有統一的 標準，每家公司生產的矽片在直徑、缺口大小等由於加工規格和加工誤差的限制，導致各公司間、各批次產品以及各個矽片間的尺寸規格存在差異，這往往導致矽片的定位裝置並不能精確確定其位置資訊，由此導致多次定位甚至設備當機，嚴重影響產能。
為解決上述技術問題，本發明實施例期望提供一種用於對矽片的方位進行調準的調準裝置及用於檢測矽片的缺陷的設備，能夠實現對不同規格和尺寸的矽片進行精確定位。
本發明的技術方案是這樣實現的：第一方面，本發明實施例提供了一種用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，該調準裝置包括：承載驅動單元，該承載驅動單元用於對該矽片進行承載；定位單元，該定位單元用於當該矽片承載在該承載驅動單元上時通過該矽片的周緣邊界確定該矽片的實際方位；計算單元，該計算單元用於計算該實際方位相對於該矽片的目標方位的偏移量；其中，該承載驅動單元還用於根據該偏移量驅動被承載的該矽片從該實際方位運動至該目標方位。
第二方面，本發明實施例提供了一種用於檢測矽片的缺陷的設備，該設備包括：根據第一方面所述之調準裝置； 檢測裝置，該檢測裝置用於在該矽片處於該目標方位的情況下對該矽片的缺陷進行檢測，以根據該目標方位獲知檢測出的缺陷在該矽片中的分佈位置。
本發明實施例提供了一種用於對矽片的方位進行調準的調準裝置及用於檢測矽片的缺陷的設備，對於每個矽片而言，都可以通過該矽片的周緣邊界來對該矽片的實際方位進行確定，並且在確定過程中不會受到矽片直徑、缺口大小等因素的影響，由此能夠實現對矽片進行精確定位和調準，並且能夠精確檢測出表面缺陷的分佈。
1:用於檢測矽片的缺陷的設備
10:調準裝置
11:承載驅動單元
111:旋轉升降平臺
111F:供氣口
111S:吸氣口
112:定心平臺
12:定位單元
121:光源
122:光屏
123:感測器
124:平面反射鏡
125:球面反射鏡
13:計算單元
20:檢測裝置
D:偏移量
W:矽片
WB:周緣邊界
B:光束
BO:原路光束
BF:反射光束
FS:反射光斑
OS:原路光斑
O:矽片中心
N:矽片周緣缺口
DA:偏轉角
DC:偏心量
L1:長度
L2:長度
L3:長度
L4:長度
L5:長度
L6:長度
圖1為根據本發明的實施例的用於對矽片的方位進行調準的調準裝置的示意圖；圖2為根據本發明的實施例的定位單元的示意圖；圖3為根據本發明的另一實施例的定位單元的示意圖；圖4為根據本發明的另一實施例的定位單元的示意圖；圖5為根據本發明的另一實施例的定位單元的示意圖；圖6為示出了矽片的偏移量的示意圖；圖7為根據本發明的實施例的承載驅動單元的示意圖；圖8為根據本發明的實施例的旋轉升降平臺的示意圖；圖9為根據本發明的實施例的用於檢測矽片的缺陷的設備的示意圖。
為利 貴審查委員了解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達到之功效，茲將本發明配合附圖及附件，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的申請範圍，合先敘明。
在本發明實施例的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明實施例和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
此外，術語“第一”、“第二”僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特徵可以明示或者隱含地包括一個或者更多個所述特徵。在本發明實施例的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
在本發明實施例中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的具通常知識者而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明實施例中的具體含義。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
參見圖1，本發明實施例提供了一種用於對矽片W的方位進行調準的調準裝置10，該調準裝置10可以包括：如在圖1中通過圓柱體示意性示出的承載驅動單元11，該承載驅動單元11用於對該矽片W進行承載；如在圖1中通過方框示意性示出的定位單元12，該定位單元12用於當該矽片W承載在該承載驅動單元11上時通過該矽片W的周緣邊界WB確定該矽片W的實際方位；計算單元13，該計算單元13用於計算該實際方位相對於該矽片W的目標方位的偏移量D，其中圖1中通過虛線示例性地示出了矽片W的目標方位，並且在這種情況下，上述的偏移量D為矽片W相對於目標方位向左移動的距離，但本發明不限於此，比如在矽片W具有周緣缺口的情況下，上述的偏移量D可以為該周緣缺口的偏轉角；其中，該承載驅動單元11還用於根據該偏移量D驅動被承載的該矽片W從該實際方位運動至該目標方位，如在圖1中通過空心箭頭示意性地示出的。
在根據本發明的上述調準裝置10中，對於每個矽片W而言，都可以通過該矽片W的周緣邊界WB來對該矽片的實際方位進行確定，並且在確定過程中不會受到矽片直徑、缺口大小等因素的影響，由此能夠實現對矽片W進行精確定位和調準，並且能夠精確檢測出表面缺陷的分佈。
在一個示例中，參見圖2，該定位單元12可以包括： 光源121，該光源121用於發射部分地被該矽片W遮擋的光束B以獲得被該矽片W遮擋並且被該矽片W反射的反射光束BF以及不被該矽片W遮擋並且不被該矽片W反射的原路光束BO；光屏122，該光屏122設置成被該反射光束BF照射以使得該反射光束BF在該光屏122上形成與該矽片W的周緣邊界WB相關聯的反射光斑FS，參見圖2，反射光斑FS的右端點與周緣邊界WB相關聯，或者該光屏122設置成被該原路光束BO照射以使得該原路光束BO在該光屏122上形成與該矽片W的周緣邊界WB相關聯的原路光斑OS，參見圖2，原路光斑OS的左端點與周緣邊界WB相關聯；感測器123，該感測器123用於對該反射光斑FS進行感應並根據感應到的光斑測算該周緣邊界WB中的每一點的實際位置，或者用於對該原路光斑OS進行感應並根據感應到的光斑測算該周緣邊界WB中的每一點的實際位置，由此確定出矽片W的實際方位。
儘管在附圖中未詳細示出，但可以理解的是，上述示例中從光源121發射的光束B可以照射矽片W的整個周緣，但產生這樣的光束或者說能夠發射這樣的光束的光源的製造是困難的，而在本發明的可選實施例中，仍然參見圖2，從該光源121發射的該光束B可以僅照射該矽片W的周緣上的單個點，或者說光束B僅形成在與矽片W垂直的平面中，並且該承載驅動單元11還可以用於驅動被承載的該矽片W轉動，如在圖2中通過承載驅動單元11處的箭頭示意性地示出的，以使得從該光源121發射的光束B能夠對該矽片W的周緣上的每個點進行照射。
在上述實施例的一個示例中，參見圖3，從該光源121發射的該光束B可以是發散的，使得該反射光斑FS的長度L1大於該反射光束BF在該矽片W 所處於的平面中的長度L2，並且使得該原路光斑OS的長度L3大於該原路光束BO在該矽片W所處於的平面中的長度L4。這樣，通過光斑的放大效應，能夠更精確地確定出周緣邊界WB中的每一點的實際位置。
在上述示例中，如果想要獲得光斑的足夠大的放大效應，在光束B的發散程度一定的情況下，需要使光屏122遠離矽片W足夠的距離，由此會造成定位單元12佔據更大的空間或者說使得定位單元12變得笨重，在本發明的可選實施例中，參見圖4，該定位單元12還可以包括至少一個平面反射鏡124，該至少一個平面反射鏡124用於對該反射光束BF進行反射，或者用於對該原路光束BO進行反射(在圖4中未具體示出)。這樣，能夠實現在較小的空間中獲得較大的放大效應，節約了定位單元12佔據的空間。
在前述實施例的一個示例中，參見圖5，該定位單元12還可以包括至少一個球面反射鏡125，該至少一個球面反射鏡125用於對該原路光束BO進行反射並且構造成使得該原路光斑OS的長度L5大於該原路光束BO在該矽片W所處於的平面中的長度L6，或者在圖5中未具體示出但類似地，該至少一個球面反射鏡125用於對該反射光束BF進行反射並且構造成使得該反射光斑FS的長度大於該反射光束BF在該矽片W所處於的平面中的長度。這樣，通過設置該至少一個球面反射鏡125，同樣可以實現光斑的放大效應，並且同樣可以實現減小定位單元12佔據的空間。可以理解的是，在這種情況下，從光源121發射的光束B可以是平行的，如在圖5中示出的，當然光束B也可以是發散的甚至可以是彙聚的。可以理解的是，球面反射鏡125可以是如圖5中示出的凸面鏡，也可以是附圖中未具體示出的凹面鏡，只要能夠實現對光斑產生放大效應即可，比如在凹面鏡的情況下，光束先彙聚於一點後產生發散從而產生放大效應。
參見圖6，其中通過實線示出了處於實際方位下的矽片W，通過虛線示出了該矽片W的目標位置，從圖6可見，該偏移量D可以包括如圖6中通過叉號示出的矽片中心O的偏心量DC和矽片周緣缺口N的偏轉角DA。
在偏移量D為圖6中所示的情況下，可選地，參見圖7，該承載驅動單元11可以包括：旋轉升降平臺111，該旋轉升降平臺111用於對該矽片W進行承載並用於驅動承載在該旋轉升降平臺111上的該矽片W轉動以消除該偏轉角DA，並且該旋轉升降平臺111能夠在升起位置與降下位置之間移動，其中，該實際方位在該矽片W承載在處於該升起位置中的該旋轉升降平臺111上時確定出，其中圖7中示出了處於升起位置中的旋轉升降平臺111；定心平臺112，該定心平臺112用於對該矽片W進行承載並用於驅動承載在該定心平臺112上的該矽片W移動以消除該偏心量DC；其中，在該旋轉升降平臺111從該升起位置移動至該降下位置的過程中，承載在該旋轉升降平臺111上的該矽片W被該定心平臺112承載並離開該旋轉升降平臺111。
這樣，以彼此獨立的方式或者說以更為容易實現的方式實現了對偏心量DC以及對偏轉角DA的消除。
可選地，參見圖8，該旋轉升降平臺111可以具有位於中央的用於吸附該矽片W的吸氣口111S和位於徑向外側的用於朝向該矽片提供氣流的供氣口111F。通過吸氣口111S實現了矽片更穩定的承載，通過供氣口111F避免了矽片W在重力的作用下產生變形而導致方位調準不精確。
參見圖9，本發明實施例還提供了一種用於檢測矽片的缺陷的設備1，該用於檢測矽片的缺陷的設備1可以包括：根據本發明實施例的調準裝置10；檢測裝置20，該檢測裝置20用於在該矽片W處於該目標方位的情況下對該矽片W的缺陷進行檢測，以根據該目標方位獲知檢測出的缺陷在該矽片W中的分佈位置。
需要說明的是：本發明實施例所記載的技術方案之間，在不衝突的情況下，可以任意組合。
需要說明的是：本發明實施例所記載的技術方案之間，在不衝突的情況下，可以任意組合。以上僅為本發明之較佳實施例，並非用來限定本發明之實施範圍，如果不脫離本發明之精神和範圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明申請專利範圍的保護範圍當中。
10:調準裝置
11:承載驅動單元
12:定位單元
13:計算單元
D:偏移量
W:矽片
WB:周緣邊界

Claims (8)

  1. 一種用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，該調準裝置包括： 承載驅動單元，該承載驅動單元用於對該矽片進行承載； 定位單元，該定位單元用於當該矽片承載在該承載驅動單元上時通過該矽片的周緣邊界確定該矽片的實際方位； 計算單元，該計算單元用於計算該實際方位相對於該矽片的目標方位的偏移量； 其中，該承載驅動單元還用於根據該偏移量驅動被承載的該矽片從該實際方位運動至該目標方位； 其中，該定位單元包括： 光源，該光源用於發射部分地被該矽片遮擋的光束以獲得被該矽片遮擋並且被該矽片反射的反射光束以及不被該矽片遮擋並且不被該矽片反射的原路光束； 光屏，該光屏設置成被該反射光束照射以使得該反射光束在該光屏上形成與該矽片的周緣邊界相關聯的反射光斑，或者設置成被該原路光束照射以使得該原路光束在該光屏上形成與該矽片的周緣邊界相關聯的原路光斑； 感測器，該感測器用於對該反射光斑進行感應並根據感應到的光斑測算該周緣邊界中的每一點的實際位置，或者用於對該原路光斑進行感應並根據感應到的光斑測算該周緣邊界中的每一點的實際位置； 其中，該定位單元還包括至少一個球面反射鏡，該至少一個球面反射鏡用於對該反射光束進行反射並且構造成使得該反射光斑的長度大於該反射光束在該矽片所處於的平面中的長度，或者用於對該原路光束進行反射並且構造成使得該原路光斑的長度大於該原路光束在該矽片所處於的平面中的長度。
  2. 如請求項1所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，其中，從該光源發射的該光束僅照射該矽片的周緣上的單個點，並且該承載驅動單元還用於驅動被承載的該矽片轉動，以使得從該光源發射的光束能夠對該矽片的周緣上的每個點進行照射。
  3. 如請求項1所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，其中，從該光源發射的該光束是發散的，使得該反射光斑的長度大於該反射光束在該矽片所處於的平面中的長度，並且使得該原路光斑的長度大於該原路光束在該矽片所處於的平面中的長度。
  4. 如請求項3所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，其中，該定位單元還包括至少一個平面反射鏡，該至少一個平面反射鏡用於對該反射光束進行反射，或者用於對該原路光束進行反射。
  5. 如請求項1所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，其中，並且該偏移量包括矽片中心的偏心量和矽片周緣缺口的偏轉角。
  6. 如請求項5所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，其中，該承載驅動單元包括： 旋轉升降平臺，該旋轉升降平臺用於對該矽片進行承載並用於驅動承載在該旋轉升降平臺上的該矽片轉動以消除該偏轉角，並且該旋轉升降平臺能夠在升起位置與降下位置之間移動，其中，該實際方位在該矽片承載在處於該升起位置中的該旋轉升降平臺上時確定出； 定心平臺，該定心平臺用於對該矽片進行承載並用於驅動承載在該定心平臺上的該矽片移動以消除該偏心量； 其中，在該旋轉升降平臺從該升起位置移動至該降下位置的過程中，承載在該旋轉升降平臺上的該矽片被該定心平臺承載並離開該旋轉升降平臺。
  7. 如請求項6所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置，其中，該旋轉升降平臺具有位於中央的用於吸附該矽片的吸氣口和位於徑向外側的用於朝向該矽片提供氣流的供氣口。
  8. 一種用於檢測矽片的缺陷的設備，該設備包括： 根據如請求項1至7中任一項所述之用於對矽片的方位進行調準的調準裝置； 檢測裝置，該檢測裝置用於在該矽片處於該目標方位的情況下對該矽片的缺陷進行檢測。
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