[發明專利]晶圓缺陷的檢測裝置及其檢測方法

在審

• 申請號: 201410138987.3
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN103913466A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 何理;許向輝;郭賢權;陳超
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 王宏婧

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，特別涉及一種晶圓缺陷的檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

半導體制造通常采用直徑為200～300mm、厚度約0.5mm的晶圓為基底，在所述晶圓上集成大量的半導體器件以實現各種運算功能。由于極小的缺陷也會導致器件失效，因此對于所述晶圓的質量要求極高，要求所述晶圓的表面不能有任何細微的損傷，例如裂紋、缺口等。

在半導體制造過程中，所述晶圓需要經過多個制造工序和多次搬運，在搬運過程中由于所述晶圓的邊緣直接與機臺的機械臂接觸，因此所述晶圓的邊緣非常容易受到損傷，而且不同溫度的制造工序對所述晶圓的應力也會產生影響，使得所述晶圓的邊緣出現硅片脫落，產生缺口現象。缺口現象位于所述晶圓的邊緣，屬于一種晶邊缺陷。缺口現象不但會影響后續生產工藝的正常進行，甚至會造成晶圓破片進而污染生產設備，影響后續批次和同批次的其他產品。為此，目前普遍采用光學檢查設備或晶邊掃描設備對所述晶圓的邊緣進行檢測以發現缺口等晶邊缺陷。

然而，光學檢查設備和晶邊掃描設備都無法檢出細小的缺口。雖然，光學檢查設備和晶邊掃描設備對較大的缺口（尺寸大于0.5mm）具有良好的捕獲能力，但是對于細小的缺口（尺寸在0.5mm以下）捕獲能力比較差，采用目前的檢測設備無法及時檢出細小的缺口，因此在實際生產過程中經常出現因沒有及時檢出細小的缺口而導致破片問題，影響正常生產。

因此，如何解決現有的檢測設備無法及時檢出細小的缺口的問題成為當前亟需解決的技術問題

發明內容

本發明的目的在于提供一種晶圓缺陷的檢測裝置及其檢測方法，以解決現有技術中檢測設備無法及時檢出細小的缺口的問題。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種晶圓缺陷的檢測裝置，所述晶圓缺陷的檢測裝置包括：真空密閉容器、平行光源、光敏元件和信號處理器；

其中，所述光敏元件面對所述平行光源，用于感測所述平行光源發出的光信號，所述平行光源和所述光敏元件均設置于所述真空密閉容器的內部，所述信號處理器的輸入端與所述光敏元件連接。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測裝置中，所述平行光源包括發光單元和透鏡，所述透鏡正對著所述發光單元，所述發光單元所發出的光通過所述透鏡形成平行光。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測裝置中，所述平行光的波長范圍在0.1mm到0.5mm之間。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測裝置中，所述光敏元件的信號感測區域的范圍與所述晶圓的尺寸相適配。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測裝置中，還包括一晶圓固定裝置，所述晶圓固定裝置設置于所述平行光源和光敏元件之間。

本發明還提供了一種晶圓缺陷的檢測方法，所述晶圓缺陷的檢測方法包括：

提供一待測晶圓；

通過如上所述晶圓缺陷的檢測裝置檢測所述待測晶圓上的缺口。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測方法中，通過所述晶圓缺陷的檢測裝置檢測所述待測晶圓的方法包括：

將所述待測晶圓放置于所述平行光源和所述光敏元件之間并關閉真空密閉容器；

對所述真空密閉容器進行抽真空；

打開平行光源并利用所述光敏元件感測光信號；

通過所述信號處理器對所述光信號進行采集和分析得到所述缺口的檢測結果。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測方法中，進行抽真空之后，所述真空密閉容器的真空度在10^-3Torr到10^-8Torr之間。

優選的，在所述的晶圓缺陷的檢測方法中，所述檢測結果包括所述缺口的尺寸，所述缺口的尺寸的計算公式為：

d=f×λ/Δy；

其中，d為所述缺口的尺寸，λ為所述平行光的波長，f為所述待測晶圓與所述光敏元件的距離，Δy為形成于所述光敏元件上的衍射光斑的長度。

在本發明提供的晶圓缺陷的檢測裝置及其檢測方法中，采用平行光源照射待測晶圓使得光線在經過所述待測晶圓的缺口時產生衍射光，并通過所述光敏元件感測衍射光，從而實現所述缺口的檢測。

附圖說明

圖1是本發明實施例的晶圓缺陷的檢測裝置的結構示意圖；

圖2是采用本發明實施例的晶圓缺陷的檢測裝置進行缺口檢測的結構示意圖；

圖3是利用本發明實施例的平行光源照射待測晶圓的缺口而出現衍射現象的結構示意圖。

具體實施方式