一种晶圆轮廓测量仪的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆检测技术领域，尤其涉及到一种晶圆轮廓测量仪。


背景技术：

2.晶圆的生产工艺流程：从大的方面来讲，晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤，它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序，其余的全部属晶片制造，所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序)：晶棒成长
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晶棒裁切与检测
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外径研磨
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切片
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圆边
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表层研磨
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蚀刻
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去疵
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抛光
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清洗
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检验
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包装，而在以上工艺流程中，针对抛光后的晶圆检测显得尤为重要。
3.晶圆在抛光流程后，需要对其进行外观(厚度、角度、深度等等)的轮廓检测，特别是针对有槽口或者是有缺口的晶圆进行轮廓检测，现有的测量仪大多为接触式或者采用显微镜进行图像检测，以上两种方式对晶圆的检测还存在一定局限性；同时，很多检测设备均是在自然光的情况下进行检测，容易对检测结果造成一定影像。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种晶圆轮廓测量仪。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种晶圆轮廓测量仪，包括：
7.壳体，所述壳体内部设有检测腔体；
8.承载装置，所述承载装置包括载板，所述载板的一侧延伸至所述检测腔体内，所述载板在靠近检测腔体的一侧设有检测缺口，晶圆放置于所述载板表面且所述晶圆延伸至所述检测缺口的外侧；
9.检测装置，设置于所述检测腔体内，所述检测装置包括设置于所述检测缺口上方的第一相机和设置于所述检测缺口一侧的第二相机。
10.上述技术方案中，首先将晶圆放置于所述载板的表面并且使得晶圆的待检测区域凸出至所述检测缺口的外侧，当需要检测具有槽口的晶圆时，第一相机对槽口的倒角情况、外观轮廓、槽口的角度进行图像采集，第二相机对晶圆的厚度、边进行图像采集，然后再进行分析比对，从而完成检测。
11.本实用新型的进一步设置为：所述检测腔体外部还设有保护罩，所述保护罩与所述壳体可拆卸连接。
12.上述技术方案中，保护罩可拆卸地与壳体相连接，当将晶圆固定于载板上后，将保护罩罩住从而隔绝自然光，可以在很大程度上提高检测精确度。
13.本实用新型的进一步设置为：所述载板表面在靠近检测缺口的一侧还设有限位机构，所述限位机构包括至少一组限位组件，所述限位组件包括两个对称设置于所述载板表面的限位孔，所述限位孔内放置有导柱；
14.所述载板的表面开设有滑动槽，所述滑动槽内转动设置有压紧轮，所述压紧轮的
外部包覆有橡胶套，所述压紧轮可向检测缺口方向靠近或远离。
15.上述技术方案中，限位孔和导柱的设置，其一是为了对晶圆进行固定，其二也可以根据晶圆的实际规格来对限位孔和导柱进行调整，以满足不同规格晶圆的检测。
16.本实用新型的进一步设置为，所述导柱包括：
17.固定轴，所述固定轴放置于所述限位孔内；
18.转动杆，所述转动杆套设于所述固定轴外部。
19.上述技术方案中，导柱的目的是为了限位，转动杆套设于固定轴外部，当晶圆进行转动时，转动杆也会随着晶圆进行转动，这样可以防止在检测过程中对晶圆造成磨损和损伤。
20.本实用新型的进一步设置为，所述载板下端还设有滑动机构，所述滑动机构包括：
21.固定架，设置于所述载板下方；
22.滑动块，滑动设置于所述固定架的内部；
23.滑动组件，包括连接块以及固定于所述连接块上端的滑动板，所述滑动板可在所述固定架表面滑动，所述压紧轮通过连接轴固定于所述滑动板的上方；
24.发条弹簧，所述发条弹簧的一端与所述滑动块相连接，所述发条弹簧的另一端与安装轴相连接，所述安装轴位于所述载板下方靠近检测缺口的一侧。
25.上述技术方案中，压紧轮设置于所述滑动板的上端，滑动板属于滑动组件的一部分，滑动板则在固定架的表面进行移动，连接块以及滑动块的设置可以保证滑动块的移动更加平稳，发条弹簧分别与滑动块和安装轴相连接，这样可以保证压紧轮将晶圆夹紧，防止晶圆的位置偏移。
26.本实用新型的进一步设置为：所述检测缺口的下方还设有第一光源，所述第一相机与所述第一光源相对应，所述第一光源位于所述检测腔体内。
27.上述技术方案中，所述第一光源与第一相机相对应设置，便于对第一相机的工作提供光源。
28.本实用新型的进一步设置为：所述检测缺口的另一侧还设有第二光源，所述第二相机与所述第二光源相对应设置，所述第二光源位于所述检测腔体内。
29.上述技术方案中，所述第二光源与第二相机相对应设置，便于对第二相机的工作提供光源。
30.本实用新型的进一步设置为：所述第一相机与xz双轴滑台相连接，所述xz双轴滑台位于所述检测腔体内。
31.上述技术方案中，xz双轴滑台与第一相机相连接，xz双轴滑台可以带动第一相机进行水平方向的左右移动和竖直方向的上下移动。
32.本实用新型的进一步设置为：所述第二相机的下端连接有xy双轴滑台一，所述xy双轴滑台一位于所述检测腔体内。
33.上述技术方案中，xy双轴滑台一与第二相机相连接，xy双轴滑台一可以带动第二相机进行水平左右方向的移动和水平前后方向的移动。
34.本实用新型的进一步设置为：所述第二光源的一侧连接有xy双轴滑台二，所述xy双轴滑台二位于所述检测腔体内。
35.上述技术方案中，xy双轴滑台二与第二光源相连接，xy双轴滑台二可以带动第二
光源进行水平左右方向的移动和水平前后方向的移动。
36.本实用新型公开了一种晶圆轮廓测量仪，与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
37.1、本技术方案通过在检测腔体内采用第一相机和第二相机对晶圆进行图像提取采集，检测效率大大提升，并且通过保护罩的设置可以降低外界光照对检测的影响，大大提高检测精确度；
38.2、第一相机、第二相机和第二光源均采用可调节的方式，可以对晶圆的不同角度进行检测，可适应性大大增强；
39.3、本实用新型采用可自动拉紧的压紧轮实现对晶圆的自动夹紧，并且通过压紧轮和导柱的配合，实现了对晶圆的定位，使得晶圆的待测区域延伸至缺口的外侧，并且对晶圆进行检测；
40.4、本实用新型在压紧轮的外部套设橡胶套，可以增大摩擦力，当对压紧轮进行转动时，可以使得其带动晶圆进行转动，同时，也在很大程度上防止对晶圆的损坏；
41.5、本实用新型的限位机构为多组，并且限位机构的导柱采用可拆卸的形势，可以根据不同规格的晶圆来进行调整，极大地提高了本实用新型的检测范围。
附图说明
42.图1为本实用新型的立体结构示意图。
43.图2为本实用新型的内部结构示意图。
44.图3为本实用新型的剖视图。
45.图4为本实用新型的承载装置的立体结构示意图。
46.图5为本实用新型的承载装置的剖视图。
47.图6为本实用新型的载板的俯视图。
48.图7为本实用新型在载板上放置晶圆的效果示意图。
49.图8为本实用新型的导柱的剖视图。
50.图9为本实用新型的滑动机构的结构示意图。
51.图中数字和字母所表示的相应部件名称：
52.其中：10、壳体；10a、检测腔体；20、承载装置；20a、载板；20b、检测缺口；20c、限位组件；20c1、限位孔；20c2、导柱；20c21、固定轴；20c22、转动杆；20d、滑动槽；20e、压紧轮；20f、橡胶套；20g、连接轴；30、晶圆；40、检测装置；40a、第一相机；40b、第二相机；40c、第一光源；40d、第二光源；40e、xz双轴滑台；40f、xy双轴滑台一；40g、xy双轴滑台二；60、滑动机构；60a、固定架；60b、滑动块；60c、滑动组件；60c1、连接块；60c2、滑动板；60d、发条弹簧；60e、安装轴。
具体实施方式
53.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
54.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省
略是可以理解的。
55.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
56.参阅图1至图9所示，一种晶圆轮廓测量仪，包括：壳体10，所述壳体10内部设有检测腔体10a；承载装置20，所述承载装置20包括载板20a，所述载板20a的一侧延伸至所述检测腔体10a内，所述载板20a在靠近检测腔体10a的一侧设有检测缺口20b，晶圆30放置于所述载板20a表面且所述晶圆30延伸至所述检测缺口20b的外侧；检测装置40，设置于所述检测腔体10a内，所述检测装置40包括设置于所述检测缺口20b上方的第一相机40a和设置于所述检测缺口20b一侧的第二相机40b。其中，载板20a上的检测缺口20b主要用于对晶圆30的超出检测缺口20b的部分进行检测，在对晶圆进行检测时，如若晶圆是圆形状且无缺口的，则针对晶圆均分四等位点进行检测，如若晶圆是具有槽口或者缺口的，则针对晶圆均分四等位点进行检测以及对单独的槽口或缺口进行检测，即五个点位进行检测，从整体而言，检测缺口20b的设置便于轮廓检测过程中的图像采集以及系统分析判定，同时，多个点位的检测使得检测结果更加精确；整个检测流程均在所述检测腔体10a内进行完成，尤其是针对有槽口的晶圆而言，第一相机40a主要用于采集该槽口的倒角、外观轮廓以及角度信息图像，第二相机40b主要用于采集晶圆的厚度、深度等信息图像；值得注意的是，本实用新型还包括一控制系统，所述控制系统分别与第一相机40a、第二相机40b电连接，所述控制系统还与显示屏电连接，第一相机40a和第二相机40b采集到的图像信息传输至控制系统中，控制系统将图像信号传输至显示屏并且通过显示屏来显示分析比对结果，如若存在缺陷，则会在显示屏上显示出缺陷位置，此外，控制系统、显示屏均为现有技术，本领域技术人员可根据实际需求选用；本技术方案将晶圆设置在晶圆台上，通过内置的第一相机和第二相机对晶圆的边缘部分进行取像，通过调节镜头倍率与光量，聚焦得到最贴近物体实际轮廓的图像，锁定后进行分析，数据通过二值化处理，形成黑白轮廓图像，再由内部计算程序进行分析，得出所测物体的具体数值。
57.参阅图1所示，所述检测腔体10a外部还设有保护罩50，所述保护罩50与所述壳体10可拆卸连接。其中，所述保护罩50在靠近承载装置20的一侧还设有缺口，值得注意的是，所述承载装置20的载板20a可进行前后方向的移动，所述载板20a可以通过滑台来实现前后方向的移动，对于本领域技术人员而言，实现载板20a的前后移动为现有技术，本领域技术人员可根据实际需求选用，而保护罩50的设置一是为了阻挡外界光线对晶圆检测的影响，保护罩50的缺口还可以供载板20a通过，防止导柱20c2与保护罩50出现碰撞。
58.参阅图4至图9所示，所述载板20a表面在靠近检测缺口20b的一侧还设有限位机构，所述限位机构包括至少一组限位组件20c，所述限位组件20c包括两个对称设置于所述载板20a表面的限位孔20c1，所述限位孔20c1内放置有导柱20c2；所述载板20a的表面开设有滑动槽20d，所述滑动槽20d内转动设置有压紧轮20e，所述压紧轮20e的外部包覆有橡胶套20f，所述压紧轮20e可向检测缺口20b方向靠近或远离。所述导柱20c2包括：固定轴
20c21，所述固定轴20c21放置于所述限位孔20c1内；转动杆20c22，所述转动杆20c22套设于所述固定轴20c21外部。所述载板20a下端还设有滑动机构60，所述滑动机构60包括：固定架60a，设置于所述载板20a下方；滑动块60b，滑动设置于所述固定架60a的内部；滑动组件60c，包括连接块60c1以及固定于所述连接块60c1上端的滑动板60c2，所述滑动板60c2可在所述固定架60a表面滑动，所述压紧轮20e通过连接轴20g固定于所述滑动板60c2的上方；发条弹簧60d，所述发条弹簧60d的一端与所述滑动块60b相连接，所述发条弹簧60d的另一端与安装轴60e相连接，所述安装轴60e位于所述载板20a下方靠近检测缺口20b的一侧。其中，参阅图4、图6和图7所示，从图4、图6和图7中可看出，限位组件的数量至少一组，本技术方案的优选实施例为限位组件为四组，通过设置的四组限位组件，可依据实际需求来进行调整从而实现对不同规格晶圆的检测；而关于限位组件的分布，本技术方案的限位组件排布是依据载板20a的中心点画出一条纵向的轴线，每组限位组件依据轴线呈对称设置；以最外侧的限位组件为例，其两个限位孔20c1依据该轴线呈对称设置，当需要设置多组限位组件时，相较于最外侧限位组件，其余的限位组件的限位孔会依次向轴线方向靠近；参阅图4所示，所述压紧轮20e的上端还固定有旋钮，旋钮的侧壁呈条纹状，同时，旋钮的圆周部位还设有转动刻度，条纹状的侧壁便于实现对压紧轮20e的转动，此外，转动刻度的设置便于人员观察对晶圆的转动角度，十分直观；而压紧轮20e可向检测缺口20b方向靠近和远离则可以实现对晶圆30的压紧，提高检测精确度。
59.此外，所述固定轴20c21插入至所述限位孔20c1内部，并且转动杆20c22套设于所述固定轴20c21外部，所述转动杆20c22在所述固定轴20c21外部进行转动且所述转动杆20c22在所述载板20a表面进行转动，所述转动杆20c22包括转动主体和设置于所述转动主体上端的转动块，所述转动主体和所述转动块均为圆柱状，所述转动块的直径小于所述转动主体的直径，所述转动杆20c22的转动主体与所述晶圆30相接触，所述转动主体的下表面对应固定轴20c21的位置凹设有凹槽，该凹槽供固定轴20c21伸入。
60.然后，所述滑动槽20d位于所述载板20a的中间部位，所述滑动槽20d为压紧轮20e的移动提供了一定空间。
61.参阅图5至图9所示，所述固定架60a为中空矩形框架，所述固定架60a的两条相对的长边上均开设有移动槽，所述滑动块60b为圆杆状，所述滑动块60b的两端穿过移动槽并延伸至所述固定架60a的外侧；所述连接块60c1的圆环状结构，所述连接块60c1的数量为两个，所述连接块60c1套设于所述滑动块60b的外部，两个连接块4c1均位于所述固定架60a的内部，所述连接块60c1的上端通过连接筋与滑动板60c2相连接，所述滑动块60c2可在固定架60a表面滑动，通过滑动板60c2、连接块60c1和滑动块60b的连接设置，可以使得滑动板60c2的移动更加平稳，同时，也可以使得压紧轮20e在移动过程中可以按照既定路线移动；此外，发条弹簧60d的一端卷设至滑动块60b的外部且发条弹簧60d位于两个连接块60c1之间，而发条弹簧60d的另一端与安装轴60e相连接，由于发条弹簧60d的本身特性，其具有弹性势能，可以实现对滑动板60c2的自动拉紧；对于本领域技术人员而言，通过发条弹簧60d来实现对滑动板60c2的自动拉紧属于现有技术，对于本技术方案而言，只要能实现拉动滑动块60b自动拉紧的其他结构均可以。
62.值得注意的是，参阅图2所示，所述连接轴20g的下部外侧还环设有支撑板，所述压紧轮20e套设于所述连接轴20g外部并且通过支撑板进行限位。
63.参阅图2所示，所述检测缺口20b的下方还设有第一光源40c，所述第一相机40a与所述第一光源40c相对应，所述第一光源40c位于所述检测腔体10a内；所述检测缺口20b的另一侧还设有第二光源40d，所述第二相机40b与所述第二光源40d相对应设置，所述第二光源40d位于所述检测腔体10a内。其中，从图2中可知，第一光源40c位于所述第一相机40a的下方，也位于所述检测缺口20b的下方，第一相机40a和第一光源40c配套使用；第二相机40b位于检测缺口20b的左侧，第二光源40d位于检测缺口20b的右侧，第二相机40b和第二光源40d配套使用；值得注意的是，所述第一光源40c和第二光源40d均与控制系统电连接，控制系统可以控制第一光源40c和第二光源40d的启闭工作。
64.参阅图2所示，所述第一相机40a与xz双轴滑台40e相连接，所述xz双轴滑台40e位于所述检测腔体10a内；所述第二相机40b的下端连接有xy双轴滑台一40f，所述xy双轴滑台一40f位于所述检测腔体10a内；所述第二光源40d的一侧连接有xy双轴滑台二40g，所述xy双轴滑台二40g位于所述检测腔体10a内。其中，xz双轴滑台40e、xy双轴滑台一40f和xy双轴滑台二40g设置的目的是为了便于在检测过程中进行行程调节，以便于适应不同检测状况，适应性大大增强；此外，xz双轴滑台40e、xy双轴滑台一40f和xy双轴滑台二40g均与控制系统电连接，控制系统可以控制xz双轴滑台40e、xy双轴滑台一40f和xy双轴滑台二40g进行工作；值得注意的是，xz双轴滑台40e、xy双轴滑台一40f和xy双轴滑台二40g均为现有技术，本领域技术人员可根据实际需求选用。
65.以上，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
66.需要要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。