[发明专利]一种高精度晶圆表面缺陷检测装置及其检测方法

说明书

一种高精度晶圆表面缺陷检测装置及其检测方法，涉及晶圆检测技术领域，该高精度晶圆表面缺陷检测装置包括组合光源和成像装置，所述组合光源用于切换不同光源照射晶圆，所述成像装置用于所述组合光源照射晶圆后的图像获取。由于晶圆的缺陷的多样性，比如表面脏污、错位、刮痕等，检测过程需要切换控制光源使缺陷更为明显，本发明通过可以切换不同光源的组合光源照射晶圆，针对不同的缺陷结构形态采用具有高适应性的打光方式，使各种缺陷在实际成像中更为明显，然后通过成像装置获取图像用于分析并判定缺陷类型，实现对多种晶圆表面缺陷的高精度检测。

技术领域

本发明涉及晶圆检测技术领域，特别是涉及一种高精度晶圆表面缺陷检测装置及其检测方法。

背景技术

随着我国半导体制作水平的飞速发展，晶圆的集成度不断提高，其工艺的稳定性和可靠性对半导体检测技术提出了更高的要求，晶圆表面缺陷的高精度检测成为工艺过程中的重要一环。

早期的半导体光学检测方法一般是将晶圆置于一个明亮的环境中，通过人工目检或抽检的方式观察表面是否存在灰尘或脏污等缺陷。但随着晶粒的特征尺寸不断减少，缺陷的尺寸也相应缩小，简单的检测方法明显不能满足高精度、高效率的需求。不同的晶圆缺陷的检测灵敏度会因光学环境（波长、强度、光照方式等）而产生差异，因此为了更好地显示缺陷，减少误判率，有必要针对性地对缺陷采用不同的成像方式，在一个光学系统中实现对多种晶圆表面缺陷的高精度检测。

半导体制作工艺需要经过成几十道工序流程，过程中可能多种不同类型的缺陷，任何缺陷都有可能导致产品报废，要实现多种缺陷的快速准确检测，需要一套高精度及强兼容性的检测系统。目前，大多数基于光学成像的晶圆检测设备都采取单一光源进行照明，相机拍摄图像后，由人工判断是否合格或软件进行分类。然而由于材质本身或加工工艺引入瑕疵的原因，并非所有晶圆上的缺陷都能通过单一光源显现出来。

发明内容

本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种高精度晶圆表面缺陷检测装置，该高精度晶圆表面缺陷检测装置实现了对多种晶圆表面缺陷的高精度检测。

本发明目的通过以下技术方案实现：

提供一种高精度晶圆表面缺陷检测装置，包括：组合光源、成像装置和计算机，所述组合光源包括点光源、环形光源和背光源，所述成像装置的镜头安装处设有高精度同轴镜头，所述同轴镜头内设有分光镜，所述同轴镜头一侧开设有一垂直于其光轴的通光孔，所述点光源通过所述通光孔连接到所述同轴镜头上，所述环形光源设置在所述同轴镜头与晶圆之间，环形光源中心与同轴镜头中心一致，环形光源的光线以一定的角度均向内斜射形成圆形光环，所述背光源设置在晶圆的背面，所述成像装置连接有用于图像分析并判定晶圆缺陷类型的计算机。由于晶圆的缺陷的多样性，比如表面脏污、错位、刮痕等，检测过程需要切换控制光源使缺陷更为明显，本发明通过可以切换不同光源的组合光源照射晶圆，针对不同的缺陷结构形态采用具有高适应性的打光方式，使各种缺陷在实际成像中更为明显，然后通过成像装置获取图像用于分析并判定缺陷类型，实现对多种晶圆表面缺陷的高精度检测。

进一步的，所述点光源包括红色和蓝色点光源，且该两种光源可进行相互切换点亮，所述环形光源包括红色环光、蓝色环光和紫外环光光源，且该三种光源可选择性点亮一种，所述背光源为蓝色背光源，不同种光源进行切换照明可对不同的晶圆缺陷进行高精度检测。

进一步的，所述成像装置为高精度相机。

进一步的，所述成像装置连接有计算机，所述计算机用于对所述成像装置获取的图像进行分析，同时判定晶圆表面的缺陷类型，并通过计算机显示出来。应用计算机可以实现检测过程的自动化，同时采用机器视觉方式对表面缺陷进行检测，一方面极大地提高了检测效率，另一方面降低了因人为差别带来的误判率。

本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种高精度晶圆表面缺陷检测方法，该高精度晶圆表面缺陷检测方法应用于上述的一种高精度晶圆表面缺陷检测装置，包括以下步骤：