CN113358662A - 一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法，其中装置包括光源、相机、升降组件、料盘检测组件以及控制台；光源、相机、料盘检测组件设置在升降组件上；光源、相机、料盘检测组件、升降组件分别与控制台连接；升降组件用于带动光源、相机、料盘检测组件升降；相机用于在不同高度采集检测位上装载有晶圆的料盘的图像；光源用于在不同高度提供采集所需的灯光；料盘检测组件用于在不同高度检测检测位上是否有料盘；控制台用于根据相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。本发明通过机器代替人工进行晶圆表面缺陷检测，不仅极大程度减少了人力浪费，节省了人力成本，而且还提高了晶圆表面缺陷检测的准确性和工作效率。

Description

一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法

技术领域

本发明涉及晶圆缺陷检测技术领域，尤其涉及一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法。

背景技术

在当今信息社会中，集成电路产业作为战略性的基础产业，已经高度渗透与融合到国民经济和社会发展的每个领域，其技术水平和产业规模已成为衡量一个国家经济发展、科技进步和国防实力的重要标志。近年来，随着经济和科技的崛起，中国已成为全球规模最大、增长最快的集成电路市场。

集成电路的生产制造有着非常复杂的流程，其中，晶圆作为制造芯片的主要材料，其表面缺陷是影响芯片良率的主要根因。为提高芯片的良率，在芯片的制造过程中，通常设有芯片检测工序，以在制造过程中及时发现晶圆的表面缺陷，并及时改进工艺，使得后续的晶圆的良率得以提高。

目前，现有的晶圆缺陷检测是检测人员使用工业显微镜对晶圆表面进行地毯式人工检测，这种检测方式需要反复的手动调焦以最终确认人眼能够从工业显微镜中看到晶圆表面的缺陷，不仅存在检测时间过长、检测效率低下以及人力成本高的缺陷，而且还容易受检测人员长时间用眼导致的用眼疲劳的影响而出现误检测的情况，已经难以适用于工业大批量的应用场景。

因此，研究一种新的晶圆缺陷检测技术，以克服上述缺陷就显得非常有必要。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

发明内容

本发明提供一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种晶圆表面缺陷检测装置，包括光源、相机、升降组件、料盘检测组件以及控制台；其中，

所述光源、相机、料盘检测组件设置在所述升降组件上；所述光源、相机、料盘检测组件、升降组件分别与所述控制台连接且受控于所述控制台；

所述升降组件用于带动所述光源、相机、料盘检测组件升降；

所述相机用于在不同高度采集检测位上装载有晶圆的料盘的图像；

所述光源用于在不同高度为所述相机提供采集所需的灯光；

所述料盘检测组件用于在不同高度检测所述检测位上是否有料盘；

所述控制台用于根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置中，所述升降组件包括伺服电机、运动模组和遮光板；

所述伺服电机与所述运动模组连接，所述遮光板设置在所述运动模组上，所述光源、相机分别设置在所述遮光板上且位于所述遮光板与所述检测位之间，所述料盘检测组件设置在所述运动模组上；

所述伺服电机用于提供驱动力给所述运动模组；

所述运动模组用于在接收到所述伺服电机提供的驱动力后带动所述光源、相机、料盘检测组件做升降运动；

所述遮光板用于遮挡从上方照射向所述检测位的光线。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置中，所述光源可旋转地设置在所述运动模组上。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置中，所述料盘检测组件为料盘检测传感器。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置中，所述相机的侧面设置有遮挡罩。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置还包括指示灯；

所述指示灯与所述控制台连接，用于指示工作状态。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置中，所述控制台包括显示器和电控按钮盒；

所述光源、相机、料盘检测组件、升降组件、显示器分别与所述电控按钮盒连接；

所述电控按钮盒用于控制所述光源、相机、料盘检测组件、升降组件、显示器之间的协同运作，以及根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷；

所述显示器用于将判断的结果进行显示。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测装置中，所述电控按钮盒包括控制电路板、触摸屏和电控按钮。

所述触摸屏和电控按钮分别与所述控制电路板连接。

第二方面，本发明实施例提供一种晶圆表面缺陷检测方法，采用本发明第一方面所述的晶圆表面缺陷检测装置执行，所述方法包括：

所述料盘检测组件检测在所述检测位上且在所述料盘检测组件所在的高度是否有装载有晶圆的料盘；

若是，则所述光源将所述相机采集所需的灯光照射向料盘，且所述相机采集料盘的图像；

所述控制台根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷；

所述升降组件带动所述光源、相机、料盘检测组件升降，等到新的料盘置于所述检测位上，并重复以上步骤。

进一步地，所述晶圆表面缺陷检测方法中，在所述控制台根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷的步骤之后，所述方法还包括：

所述控制台将判断的结果进行显示。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种晶圆表面缺陷检测装置及晶圆表面缺陷检测方法，通过机器代替人工进行晶圆表面缺陷检测，不仅极大程度减少了人力浪费，节省了人力成本，而且还提高了晶圆表面缺陷检测的准确性和工作效率，对于晶圆的自动化成产具有重要意义，适于大范围推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种晶圆表面缺陷检测装置的结构立体示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种晶圆表面缺陷检测装置及的结构正视示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种晶圆表面缺陷检测装置的结构侧视示意图；

图4是本发明实施例一提供的一种晶圆表面缺陷检测装置的结构俯视示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种晶圆表面缺陷检测方法的流程示意图。

附图标记：

光源1，相机2，伺服电机3，运动模组4，遮光板5，料盘检测组件6，显示器7，电控按钮盒8，指示灯9。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

有鉴于上述现有的晶圆表面缺陷检测技术存在的缺陷，本申请人基于从事该行业多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以希望创设能够解决现有技术中缺陷的技术，使得晶圆表面缺陷检测技术更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

请参考图1～4，本发明实施例提供一种晶圆表面缺陷检测装置，其包括光源1、相机2、升降组件、料盘检测组件6以及控制台；其中，

所述光源1、相机2、料盘检测组件6设置在所述升降组件上；所述光源1、相机2、料盘检测组件6、升降组件分别与所述控制台连接且受控于所述控制台；

所述升降组件用于带动所述光源1、相机2、料盘检测组件6升降；

所述相机2用于在不同高度采集检测位上装载有晶圆的料盘的图像；

所述光源1用于在不同高度为所述相机2提供采集所需的灯光；

所述料盘检测组件6用于在不同高度检测所述检测位上是否有料盘；

所述控制台用于根据所述相机2采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。

需要说明的是，在本实施例中，装载有晶圆的料盘是叠放在一起的，当需要对第一个料盘进行图像采集时，由于所述相机2和光源1的高度已经设定好，即已经是调好焦的状态，因此只要料盘检测组件6能够检测到检测位上确实有料盘，就可以直接采集第一个料盘的图像，然后再由所述控制台对料盘中的晶圆的表面进行缺陷识别。当需要对第二个料盘进行图像采集时，由于第二个料盘是叠放在第一个料盘上的，此时第二个料盘相对于所述相机2和光源1上升了一个料盘尺寸的高度，因此此时需要通过升降组件带动光源1、相机2、料盘检测组件6也相应地上升一个料盘尺寸的高度，以自动地再次调好焦，然后只要所述盘检测组件在所述检测位上且在所述料盘检测组件6所在的高度检测到有料盘，就可以直接采集第二个料盘的图像，以此类推。当然，考虑到升降机构不可能一直往上升以及料盘叠放太高容易倾倒的问题，本实施例设定每叠够五盘为一个循环，即第五个的料盘检测完后，叠放的五个料盘会被机械手或人工转移走，所述升降组件会带动所述光源1、相机2、料盘检测组件6下降到初始的高度。

在本实施例中，所述升降组件包括伺服电机3、运动模组4和遮光板5；

所述伺服电机3与所述运动模组4连接，所述遮光板5设置在所述运动模组4上，所述光源1、相机2分别设置在所述遮光板5上且位于所述遮光板5与所述检测位之间，所述料盘检测组件6设置在所述运动模组4上；

所述伺服电机3用于提供驱动力给所述运动模组4；

所述运动模组4用于在接收到所述伺服电机3提供的驱动力后带动所述光源1、相机2、料盘检测组件6做升降运动；

所述遮光板5用于遮挡从上方照射向所述检测位的光线，这类光线是区别于本实施例中光源1发出的灯光的光线。

需要说明的是，所述运动模组4包括丝杆、底座、滑块等，鉴于该部分内容在现有技术中已多有实现，且也不是本方案设计的重点，在此不做深入的阐述。

在本实施例中，所述光源1可旋转地设置在所述运动模组4上，可调节照射向料盘的光线的角度。优选的，所述光源1为条形光源。

在本实施例中，所述料盘检测组件6为料盘检测传感器。

需要说明的是，传感器的类型可以是激光传感器，即具体的，料盘检测传感器可以包括发射检测光束的发射器以及接收检测光束的接收器；由于发射器是朝料盘方向发射检测光束，则只要在检测位上且在发射器所在的高度上存在料盘，则检测光束一定能被遮挡，从而可以确认检测位上有料盘。

在本实施例中，所述相机2的侧面设置有遮挡罩。

需要说明的是，所述遮挡罩则可以遮挡从相机2侧面照射向相机2的光线，防止相机2采集的图像收到影响。

在本实施例中，所述晶圆表面缺陷检测装置还包括指示灯9；

所述指示灯9与所述控制台连接，用于指示工作状态，比如正常工作状态显示绿灯，出现故障显示红灯，停机维修显示黄灯。

在本实施例中，所述控制台包括显示器7和电控按钮盒8；

所述光源1、相机2、料盘检测组件6、升降组件、显示器7分别与所述电控按钮盒8连接；

所述电控按钮盒8用于控制所述光源1、相机2、料盘检测组件6、升降组件、显示器7之间的协同运作，以及根据所述相机2采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷；

所述显示器7用于将判断的结果进行显示。

在本实施例中，所述电控按钮盒8包括控制电路板、触摸屏和电控按钮；

所述触摸屏和电控按钮分别与所述控制电路板连接。

需要说明的是，所述控制电路板上存储有自主自研的SciSmart智能视觉软件，可根据所述相机2采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。鉴于该部分内容已披露为现有技术，且也不是本方案设计的重点，在此不做深入的阐述。

本发明实施例提供的一种晶圆表面缺陷检测装置，通过机器代替人工进行晶圆表面缺陷检测，不仅极大程度减少了人力浪费，节省了人力成本，而且还提高了晶圆表面缺陷检测的准确性和工作效率，对于晶圆的自动化成产具有重要意义，适于大范围推广应用。

实施例二

请参阅图5，为本发明实施例二提供的一种晶圆表面缺陷检测方法的流程示意图。该方法由本发明实施例所提供的晶圆表面缺陷检测装置执行，步骤如下：

S201、所述料盘检测组件检测在所述检测位上且在所述料盘检测组件所在的高度是否有装载有晶圆的料盘；若是，则执行步骤S202，若否，则继续执行步骤S201。

S202、所述光源将所述相机采集所需的灯光照射向料盘，且所述相机采集料盘的图像。

S203、所述控制台根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。

优选的，在所述步骤S203之后，所述方法还包括：

所述控制台将判断的结果进行显示。

S204、所述升降组件带动所述光源、相机、料盘检测组件升降，等到新的料盘置于所述检测位上，并返回执行步骤S201。

需要说明的是，考虑到升降机构不可能一直往上升以及料盘叠放太高容易倾倒的问题，本实施例还可设定每上升五次，也就是料盘每叠放五次，就进行一次循环，即将叠放的五个料盘转移走，并且所述升降组件带动所述光源、相机、料盘检测组件下降到初始的高度。

本发明实施例提供的一种晶圆表面缺陷检测方法，通过机器代替人工进行晶圆表面缺陷检测，不仅极大程度减少了人力浪费，节省了人力成本，而且还提高了晶圆表面缺陷检测的准确性和工作效率，对于晶圆的自动化成产具有重要意义，适于大范围推广应用。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (10)

1.一种晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，包括光源、相机、升降组件、料盘检测组件以及控制台；其中，

所述光源、相机、料盘检测组件设置在所述升降组件上；所述光源、相机、料盘检测组件、升降组件分别与所述控制台连接且受控于所述控制台；

所述升降组件用于带动所述光源、相机、料盘检测组件升降；

所述相机用于在不同高度采集检测位上装载有晶圆的料盘的图像；

所述光源用于在不同高度为所述相机提供采集所需的灯光；

所述料盘检测组件用于在不同高度检测所述检测位上是否有料盘；

所述控制台用于根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷。

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，所述升降组件包括伺服电机、运动模组和遮光板；

所述伺服电机与所述运动模组连接，所述遮光板设置在所述运动模组上，所述光源、相机分别设置在所述遮光板上且位于所述遮光板与所述检测位之间，所述料盘检测组件设置在所述运动模组上；

所述伺服电机用于提供驱动力给所述运动模组；

所述运动模组用于在接收到所述伺服电机提供的驱动力后带动所述光源、相机、料盘检测组件做升降运动；

所述遮光板用于遮挡从上方照射向所述检测位的光线。

3.根据权利要求2所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述光源可旋转地设置在所述运动模组上。

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，所述料盘检测组件为料盘检测传感器。

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，所述相机的侧面设置有遮挡罩。

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，还包括指示灯；

所述指示灯与所述控制台连接，用于指示工作状态。

7.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，所述控制台包括显示器和电控按钮盒；

所述光源、相机、料盘检测组件、升降组件、显示器分别与所述电控按钮盒连接；

所述电控按钮盒用于控制所述光源、相机、料盘检测组件、升降组件、显示器之间的协同运作，以及根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷；

所述显示器用于将判断的结果进行显示。

8.根据权利要求7所述的晶圆表面缺陷检测装置，其特征在于，所述电控按钮盒包括控制电路板、触摸屏和电控按钮；

所述触摸屏和电控按钮分别与所述控制电路板连接。

9.一种晶圆表面缺陷检测方法，采用权利要求1～8所述的晶圆表面缺陷检测装置执行，其特征在于，所述方法包括：

所述料盘检测组件检测在所述检测位上且在所述料盘检测组件所在的高度是否有装载有晶圆的料盘；

若是，则所述光源将所述相机采集所需的灯光照射向料盘，且所述相机采集料盘的图像；

所述控制台根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷；

所述升降组件带动所述光源、相机、料盘检测组件升降，等到新的料盘置于所述检测位上，并重复以上步骤。

10.根据权利要求9所述的晶圆表面缺陷检测方法，其特征在于，在所述控制台根据所述相机采集的图像判断料盘上的晶圆的表面是否存在缺陷的步骤之后，所述方法还包括：

所述控制台将判断的结果进行显示。

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