晶圆缺陷检测方法及设备与流程

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种晶圆缺陷检测方法及设备。

背景技术：

1、在半导体晶圆制造领域中，普遍使用自动化的晶圆缺陷检测设备对晶圆(wafer)表面及边缘的颗粒、划痕、脏污、破损等缺陷进行识别判定，从而达到对异常品的有效监控与拦截，避免异常品流入后端的生产工艺，造成产能浪费和异常品出货风险。

2、其中cloud是一种发生于晶圆表面的云状不良现象，是晶圆上非有意地附加到晶圆表面上的物质，可以是由吸盘印、手指或手套印迹、污迹、蜡或溶剂残留物等形成的表面上的外来物质。晶圆缺陷检测设备在暗场下对晶圆进行检测以检出cloud，在检测时，光源以特定的角度和方式照射晶圆表面，晶圆缺陷检测相机对晶圆的正面和背面进行拍照。如图1所示，晶圆的正常区域不会散射或反射光线因而在相机中呈现暗的背景，相应的检测图像中像素灰度值比较低，如图2所示。如图3所示，晶圆的异常区域则会散射或反射光线在相机中形成亮的区域，相应的检测图像中像素灰度值高，如图4所示。因此，可以通过对比晶圆缺陷检测图像的灰度值与面积大小来识别cloud不良，如图5所示。

3、现有技术中，在晶圆缺陷检测设备长时间连续工作后，会导致检测腔室内温度不断升高，造成晶圆缺陷检测相机的温度聚集，使得晶圆部分正常区域的检测图像的像素灰度值与面积大小达到cloud所设置的阈值，从而产生误检，被误检为cloud的晶圆会安排返工，对晶圆表面进行二次抛光研磨，造成能耗及原材料的浪费。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种晶圆缺陷检测方法及设备，能够避免晶圆表面cloud误检。

2、为了达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是：

3、一种晶圆缺陷检测设备，包括：

4、晶圆固定部件，用于固定晶圆；

5、设置在所述晶圆的第一侧的至少一个检测相机，用于拍摄所述晶圆的正面图像，以及，设置在所述晶圆的第二侧的至少一个检测相机，用于拍摄所述晶圆的背面图像，所述第二侧与所述第一侧相对；

6、与所述检测相机相接触的散热结构，用于导走所述检测相机的热量；

7、第一光源，设置在所述晶圆的第一侧，作为拍摄所述晶圆的正面图像时的光源；以及，第二光源，设置在所述晶圆的第二侧，作为拍摄所述晶圆的背面图像时的光源。

8、一些实施例中，所述散热结构形成为容纳所述检测相机的壳体，所述壳体具有镂空结构。

9、一些实施例中，所述壳体的侧壁设置有导热层，所述壳体通过所述导热层与所述检测相机间接接触。

10、一些实施例中，所述导热层为贴合于所述壳体侧壁的石墨层或/和铜片层。

11、一些实施例中，所述散热结构为设置在所述检测相机的一侧的梳状结构。

12、一些实施例中，所述检测相机上设置有螺纹孔，所述散热结构通过与所述螺纹孔匹配的螺栓固定在所述检测相机上。

13、一些实施例中，所述散热结构采用铝合金制成。

14、一些实施例中，第一侧的所述至少一个检测相机与第二侧的所述至少一个检测相机一一对应，每一所述检测相机与其对应的检测相机布置在同一条垂直于所述晶圆的轴线上。

15、一些实施例中，所述晶圆固定部件为水平设置且为透明的载物台，所述第一侧为所述载物台的上方区域和所述载物台的下方区域中的一个，所述第二侧为所述载物台的上方区域和所述载物台的下方区域中的另一个。

16、本发明实施例还提供了一种晶圆缺陷检测方法，应用于如上所述的晶圆缺陷检测设备，包括以下步骤：

17、启动所述晶圆的第一侧的至少一个检测相机，并在所述第一光源的照明下对所述晶圆的正面进行拍摄，以得到晶圆正面缺陷分布图案；

18、启动所述晶圆的第二侧的至少一个检测相机，并在所述第二光源的照明下对所述晶圆的背面进行拍摄，以得到晶圆背面缺陷分布图案。

19、本发明的有益效果是：

20、本申请实施例中，设置与检测相机接触的散热结构，能够增加检测相机的总散热面积，从而提升检测相机的传热速率，通过热传导的方式保持检测相机的温度稳定，可以很大程度上提升缺陷检测的准确性，有效改善cloud误检问题，增加cloud检测准确性，从而节约产能，提升产品的良率。

技术特征：

1.一种晶圆缺陷检测设备，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述散热结构形成为容纳所述检测相机的壳体，所述壳体具有镂空结构。

3.根据权利要求2所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述壳体的侧壁设置有导热层，所述壳体通过所述导热层与所述检测相机间接接触。

4.根据权利要求3所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述导热层为贴合于所述壳体侧壁的石墨层或/和铜片层。

5.根据权利要求1所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述散热结构为设置在所述检测相机的一侧的梳状结构。

6.根据权利要求5所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述检测相机上设置有螺纹孔，所述散热结构通过与所述螺纹孔匹配的螺栓固定在所述检测相机上。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述散热结构采用铝合金制成。

8.根据权利要求1所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，第一侧的所述至少一个检测相机与第二侧的所述至少一个检测相机一一对应，每一所述检测相机与其对应的检测相机布置在同一条垂直于所述晶圆的轴线上。

9.根据权利要求1所述的晶圆缺陷检测设备，其特征在于，所述晶圆固定部件为水平设置且为透明的载物台，所述第一侧为所述载物台的上方区域和所述载物台的下方区域中的一个，所述第二侧为所述载物台的上方区域和所述载物台的下方区域中的另一个。

10.一种晶圆缺陷检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一项所述的晶圆缺陷检测设备，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种晶圆缺陷检测方法及设备，属于半导体制造技术领域。晶圆缺陷检测设备，包括：晶圆固定部件，用于固定晶圆；设置在所述晶圆的第一侧的至少一个检测相机，用于拍摄所述晶圆的正面图像，以及，设置在所述晶圆的第二侧的至少一个检测相机，用于拍摄所述晶圆的背面图像，所述第二侧与所述第一侧相对；与所述检测相机相接触的散热结构，用于导走所述检测相机的热量；第一光源，设置在所述晶圆的第一侧，作为拍摄所述晶圆的正面图像时的光源；以及，第二光源，设置在所述晶圆的第二侧，作为拍摄所述晶圆的背面图像时的光源。本发明的技术方案能够避免晶圆表面Cloud误检。

技术研发人员：惠家瑞,仝临杰,付子成
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4