晶圆隐裂检测装置及晶圆隐裂检测方法与流程

本发明涉及半导体制造，尤其涉及一种晶圆隐裂检测装置及晶圆隐裂检测方法。

背景技术：

1、在半导体晶圆制造领域，晶圆隐裂是一种存在于晶圆内部较为隐蔽且未穿透的裂纹不良，一般推测为晶体生长过程中内部热应力不均匀或机械加工过程应力损伤等原因所致。轻微隐裂不良，影响产品品质，无法用作高端芯片加工制造；较严重隐裂不良，一般在成型或抛光工艺段出现碎裂问题，往往导致相关工艺设备发生故障，需更换相关研磨盘等备件，造成产能及生产成本极大浪费。

2、相关技术中，一般采用以下两种方法检测晶圆隐裂不良：

3、1)自动检测法：通过穿透型隐裂相机检测晶圆内部隐裂不良，该方法检测精度较差，相关技术条件尚未完全成熟，仍在逐步完善验证阶段，且对重掺产品检测效果明显不佳，设备投资费用相对较高；2)手动检测法：通过触碰、按压、敲击等方式放大晶圆内部隐裂损伤，配合人工目视检查观察晶圆表面如凸起，细缝，表面粗糙等异常，从而判断晶圆内部是否存在隐裂不良，该方法操作手法难以量化，尤其按压、敲击过程晶圆压力值不能定量，整体检测结果无数据支撑，可信度较差，检出率较低。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种晶圆隐裂检测装置及晶圆隐裂检测方法，能够解决现有技术中晶圆手动检测法不能定量化放大晶圆隐裂损伤的问题，提高检测精度，检出率高。

2、本公开实施例所提供的技术方案如下：

3、第一方面，本公开实施例提供了一种晶圆隐裂检测装置，包括：

4、用于承载待测晶圆的载台单元；

5、用于向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作的按压单元，所述按压单元位于所述载台单元的上方，所述按压单元包括按压杆及驱动件，所述按压杆轴向垂直于所述载台单元且沿其自身轴向可运动，所述按压单元在其轴向上靠近所述载台单元的一端设有按压头，所述驱动件连接至所述按压单元在其轴向上远离所述载台单元的一端；及

6、用于根据预设按压参数以控制所述按压单元工作状态的控制单元，所述预设按压参数包括以下至少一项：按压力度、按压次数、按压位置和按压时间。

7、示例性的，所述预设按压参数包括来自于用户输入的按压参数和/或预先存储的按压参数。

8、示例性的，所述驱动件包括伺服电缸。

9、示例性的，所述控制单元包括：

10、压力传感器，所述压力传感器设置于所述按压头上，用于检测所述按压头按压至所述待测晶圆上的实时压力值；及

11、控制器，所述控制器与所述压力传感器电连接，用于根据所述压力传感器所反馈的实时压力值与所述预设压力参数中的按压力度值，控制所述驱动单元的工作状态。

12、示例性的，所述载台单元包括：

13、用于盛放所述待测晶圆的载台本体；及

14、旋转机构，所述旋转机构连接至所述载台本体，且能够驱动所述载台本体绕垂直于所述载台本体的轴心线进行圆周运动。

15、示例性的，所述控制单元还与所述旋转机构连接，用于根据预设按压参数以控制所述旋转机构工作状态。

16、示例性的，所述驱动件包括能够驱动所述按压杆进行高频脉冲振动的高频脉冲振动电机；

17、所述按压头上还设有声纳探头，所述声纳探头用于检测所述待测晶圆表面实时震动声波数据；

18、所述控制单元还包括：

19、存储器，用于预先存储正常声波数据；

20、声波分析仪，与所述声纳探头和所述存储器连接，用于对比所述实时震动声波数据与所述正常声波数据，以判断所述待测硅片的隐裂结果。

21、第二方面，本公开实施例还提供了一种晶圆隐裂检测方法，应用于如上所述的晶圆隐裂检测装置，所述方法包括如下步骤：

22、将待测晶圆承载于所述载台单元之上；

23、所述控制单元根据预设按压参数控制所述按压单元工作状态，以向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作，其中所述预设按压参数包括以下至少一项：按压力度值、按压次数、按压位置和按压时间。

24、示例性的，所述控制单元根据预设按压参数控制所述按压单元工作状态，以向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作，具体包括：

25、用户向所述控制器内输入按压参数、或者所述控制器内预先存储按压参数；

26、调整所述待测晶圆的位置，以使所述待测晶圆的第一待测位置位于所述按压头正下方；

27、所述控制器控制所述驱动件启动，以使所述按压杆下降并按压所述第一待测位置上；

28、所述压力传感器向所述控制器反馈所述按压头的实时压力值，当所述实时压力值达到所述预设按压参数中的按压力度值时，控制所述按压杆停止下降，并停留所述预设按压参数内的按压时间后，控制所述按压杆上升，完成一次按压动作；

29、重复上述按压动作，以根据所述按压次数针对所述第一待测位置完成多次按压动作。

30、示例性的，所述控制单元根据预设按压参数控制所述按压单元工作状态，以向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作，具体包括：

31、当完成所述第一待测位置上的多次按压动作之后，通过所述旋转机构旋转所述载台本体，以调整调整所述待测晶圆的位置，使所述待测晶圆的第二待测位置位于所述按压头正下方；

32、重复上述按压动作，以针对所述第二待测位置完成多次按压动作。

33、示例性的，在所述控制单元根据预设按压参数控制所述按压单元工作状态，以向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作时，控制所述驱动件驱动所述按压件向所述待测晶圆表面进行高频脉冲震动；

34、通过所述声纳探头检测所述待测晶圆表面实时震动声波数据；

35、通过所述声波分析仪对比所述实时震动声波数据与所述正常声波数据，以判断所述待测硅片的隐裂结果。

36、本公开实施例所带来的有益效果如下：

37、本公开实施例所提供的晶圆隐裂检测装置及晶圆隐裂检测方法，可对待测晶圆的指定位置进行按压力度、按压次数和按压时间等量化的按压动作，解决现有技术中手动敲击检测法中压力无法量化的问题。

技术特征：

1.一种晶圆隐裂检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的晶圆隐裂检测装置，其特征在于，所述预设按压参数包括来自于用户输入的按压参数和/或预先存储的按压参数。

3.根据权利要求1所述的晶圆隐裂检测装置，其特征在于，所述控制单元包括：

4.根据权利要求1所述的晶圆隐裂检测装置，其特征在于，所述载台单元包括：

5.根据权利要求1所述的晶圆隐裂检测装置，其特征在于，

6.一种晶圆隐裂检测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至5任一项所述的晶圆隐裂检测装置，所述方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的晶圆隐裂检测方法，其特征在于，应用于如权利要求3所述的晶圆隐裂检测装置时，所述控制单元根据预设按压参数控制所述按压单元工作状态，以向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作，具体包括：

8.根据权利要求7所述的晶圆隐裂检测方法，其特征在于，应用于如权利要求4所述的晶圆隐裂检测装置时，所述控制单元根据预设按压参数控制所述按压单元工作状态，以向所述载台单元上的所述待测晶圆执行按压动作，具体包括：

9.根据权利要求6所述的晶圆隐裂检测方法，其特征在于，应用于如权利要求6所述的晶圆隐裂检测装置时，所述方法还包括如下步骤：

技术总结
本公开提供了一种晶圆隐裂检测装置及方法，该装置包括：用于承载待测晶圆的载台单元；用于向载台单元上的待测晶圆执行按压动作的按压单元，按压单元位于载台单元的上方，按压单元包括按压杆及驱动件，按压杆轴向垂直于载台单元且沿其自身轴向可运动，按压单元在其轴向上靠近载台单元的一端设有按压头，驱动件连接至按压单元在其轴向上远离载台单元的一端；及用于根据预设按压参数以控制按压单元工作状态的控制单元，预设按压参数包括以下至少一项：按压力度、按压次数、按压位置和按压时间。本公开实施例的晶圆隐裂检测装置及方法能够解决现有技术中晶圆手动检测法不能定量化放大晶圆隐裂损伤的问题，提高检测精度，检出率高。

技术研发人员：胡斌,李昊,刘永亮
受保护的技术使用者：西安奕斯伟材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13