[发明专利]一种晶圆颗粒检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种晶圆颗粒检测系统及方法，包括承载晶圆的托盘、用于记录托盘旋转角度的角度传感器、激光模组和控制器，当晶圆旋转时，利用入射激光照射晶圆，遇到颗粒时反射激光的强度会变化，此时通过角度传感器来获得晶圆颗粒的角度信息，并通过光电照相机来获得晶圆颗粒距离晶圆圆心的距离信息，进而能够实时获得颗粒位置的极坐标，便于标识晶圆颗粒位置，提高了检测效率。

技术领域

本发明半导体制造领域，尤其涉及一种晶圆颗粒检测系统及方法。

背景技术

在半导体工艺中，晶圆表面的清洁度是影响半导体器件可靠性的重要因素之一。尤其是在光刻机作业时，光刻机台会因为晶背颗粒的存在造成工作异常，可能触发聚焦光斑或者连续多片聚焦差异，严重时可造成晶圆的返工和机台的宕机，因此，对晶圆颗粒的实时监测非常重要。

目前，常用的晶圆颗粒检测方法有两种：人工检测法，在无菌、无尘条件下依靠显微镜对晶圆颗粒进行人工检测，及时检测出晶圆表面上的缺陷和颗粒，防止清洁度不够的晶圆进入机台，以保障晶圆制造的工艺品质，但是人工检测具有效率低、误差大的缺点；光学检测方法，通过使用光学散射强度测量技术来探测晶圆表面颗粒的有无、颗粒在晶圆表面的空间分布等具有不破坏晶圆表面的清洁度、可实时检测等的优点，越来越受到半导体制造商的青睐，成为最常用的晶圆检测方法之一。通常在光学检测装置中，激光器发出的检测光照射到晶圆上，在晶圆表面会形成椭圆形光斑，通过晶圆卡盘的移动，使所述椭圆形光斑扫描整片晶圆，检测光在晶圆表面发生反射，如果检测光投射到颗粒上，会被颗粒散射，反射光的强度会变小，以获取晶圆表面颗粒的位置信息。通常情况下，上述晶圆表面光斑的最大直径为3微米至15微米，而晶圆的直径为200毫米至500毫米不等，因此所述椭圆形光斑如扫描整个晶圆，会花费较长的检测时间，效率低下。

综上所述，现有的晶圆颗粒检测技术中，采用人工检测时，较为依赖人工，且存在较大的系统误差；采用光学检测法，检测的速度较慢，进而影响了晶圆的加工效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种晶圆颗粒检测系统及方法，以解决现有技术中晶圆颗粒检测速度较低的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种晶圆颗粒检测系统，包括：

用于承载晶圆的托盘，所述托盘能够绕其轴线自转；

用于测定所述托盘旋转角度的角度传感器，所述角度传感器与一控制器连接；

激光模组，所述激光模组包括激光发射器和与所述激光发射器相匹配的激光接收器，所述激光发射器用于发射入射激光至所述晶圆，所述激光接收器用于接收所述晶圆反射的反射激光，所述激光发射器和所述激光接收器能够沿着所述晶圆的径向做直线运动，所述激光发射器和所述激光接收器均与所述控制器连接；

用于拍摄所述晶圆图像的光电相机，所述光电相机与所述控制器连接。

进一步的，所述托盘由光吸收材料制成，所述托盘具有一个与所述晶圆形状相匹配的槽。

进一步的，所述激光模组至少为两组。

进一步的，所述入射激光照射所述晶圆的入射角为45°。

进一步的，所述入射激光照射在所述晶圆上的光斑最大直径为r，以第一方向为Y轴、以第二方向为X轴、以所述第一方向和所述第二方向的交点为原点O建立XOY坐标系，所述第一方向为所述晶圆的径向，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，所述光斑的最大直径两端点的坐标为(0，0)、(0，r)，(0，r)、(0,2r)，……(0，(n-1)r)、(0，nr)，n≥2。

进一步的，所述入射激光的波长在100nm至500nm的范围内。

进一步的，所述光电相机置于所述托盘承载有所述晶圆的一侧，所述光电相机与所述XOY坐标系原点O的连线垂直于所述晶圆平面。