晶圆检测设备制造技术

一种晶圆检测设备，包括：晶圆载台，用于固定待检测晶圆；摄像头阵列，包括若干第一摄像头和至少一个第二摄像头，若干第一摄像头通过一次拍摄获得待检测晶圆整个表面对应的检测图像，至少一个第二摄像头在白光照射待检测晶圆表面时，获取待检测晶圆表面的反射光谱；缺陷判断模块，用于根据所述检测图像，判断所述待检测晶圆的表面是否存在缺陷；膜厚或特征尺寸获取单元，用于基于所述反射光谱获得待检测晶圆表面形成的膜层的厚度，或者用于基于所述反射光谱获得待检测晶圆表面形成的特征图形的特征尺寸。不仅可以用于缺陷的检测，还可以用于膜厚和特征尺寸的测量，使得检测设备同时具有多种功能，并且检测设备占据的体积较小。

【技术实现步骤摘要】
晶圆检测设备
本专利技术涉及晶圆检测领域，尤其涉及一种具有多种功能的高速晶圆检测设备。
技术介绍
随着半导体制造技术的飞速发展，半导体器件为了达到更快的运算速度、更大的存储量以及更多的功能，半导体芯片向更高集成度方向发展；而半导体芯片的集成度越高，则半导体器件的临界尺寸(CD，CriticalDimension)越小。光刻是半导体集成制作中最重要的工艺，集成电路制作时需要进行多层工艺，每一层都要准确对准，因此为了让各层光刻之间的图案的叠放能够准确无误，在显影工艺完成后必须对芯片进行显影后检查(AfterDevelopInspection，ADI)，显影后检查可以发现光刻制程中的错误并及时纠正，这是芯片制造过程中少有的可以纠正的步骤之一。一旦形成有缺陷的光刻胶的晶圆被送到下一个图形形成的步骤(刻蚀)，极易带来晶圆的报废。具体的，显影后检查一般包括对光刻胶的覆盖、对准、曝光、显影等一一进行检查，并判断光刻胶性能是否满足工艺的要求。现有的显影后检查通过晶圆检测设备进行，具体在晶圆检测设备上的通过光学放大镜扫描式来检测，现有的这种检测和扫描方式检测效率较低，单位时间输出低，数据处理相对滞后，并且光学放大镜扫描式的方法，设备需要配置较大的放大镜以及较大的载物台和载物台驱动装置，使得检测设备占地面积大，成本贵。并且现有的晶圆检测设备仅能进行晶圆缺陷的监测，功能较为单一。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是怎样提高缺陷检测的效率，减小检测设备占据的面积。本专利技术提供了一种晶圆检测设备，包括：晶圆载台，用于固定待检测晶圆；摄像头阵列，所述摄像头阵列包括若干第一摄像头和至少一个第二摄像头，所述若干第一摄像头通过一次拍摄获得所述待检测晶圆整个表面对应的检测图像，所述至少一个第二摄像头在白光照射待检测晶圆表面时，获取待检测晶圆表面的反射光谱；缺陷判断模块，用于根据所述若干第一摄像头获得的检测图像，判断所述待检测晶圆的表面是否存在缺陷；膜厚或特征尺寸获取单元，用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的膜层的厚度，或者用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的特征图形的特征尺寸。可选的，所述晶圆检测设备还包括一平面基板，若干第一摄像头和至少一个第二摄像头呈阵列方式排布在所述平面基板上，形成所述摄像头阵列。可选的，所述晶圆检测设备还包括白光产生单元，所述白光产生单元用于形成点状白光，所述点状白光从第二摄像头的一侧垂直照射所述待检测晶圆的表面。可选的，所述平面基板上具有贯穿平面基板的至少一个穿孔，每一个所述穿孔位于相应的第二摄像头的一侧，所述白光产生单元包括光源和透镜组，所述光源用于产生白光，所述透镜组用于将白光汇聚成点状白光，并将点状白光传输到平面基板背面的穿孔处，所述点状白光穿过穿孔照射待检测晶圆的表面。可选的，晶圆检测设备还包括光源驱动单元，所述光源驱动单元与所述白光产生单元连接，用于驱动所述白光产生单元从一个穿孔上方移动到另一个穿孔上方，使得点状白光能穿过不同穿孔对所述待检测晶圆对应的不同位置的表面进行照射，不同穿孔处的相应的第二摄像头获取待检测晶圆表面对应的不同位置处的反射光谱。可选的，所述白光产生单元包括分光器，所述分光器用于将所述经过透镜组汇聚后的点状白光分成多束点状白光，并使每一束点状白光传输到平面基板背面的相应的穿孔处，穿过相应的穿孔照射待检测晶圆的表面。可选的，所述点状白光的直径为20微米-100微米，所述点状白光的波长为200纳米-1000纳米。可选的，膜厚或特征尺寸获取单元中包括建模单元和匹配单元，所述建模单元中建立有反射光谱参数相对于薄膜厚度的第一模型或者反射光谱参数相对于特征图形的特征尺寸的第二模型，所述匹配单元用于将所述反射光谱与所述第一模型进行匹配或拟合，获得待检测晶圆表面形成的膜层的厚度，或者用于将所述反射光谱与所述第而模型进行匹配或拟合，获得待检测晶圆表面形成的特征图形的特征尺寸。可选的，所述摄像头阵列的尺寸与所述待检测晶圆的尺寸对应。可选的，所述摄像头阵列中所有第一摄像头的尺寸相同，放大倍率相同；所述晶圆检测设备还包括图像拼接单元，所述图像拼接单元用于将所述摄像头阵列中的所有第一摄像头在同一倍率下获得的若干图像进行拼接获得待检测晶圆整个表面对应的检测图像。可选的，所述摄像头阵列中若干第一摄像头中部分第一摄像头具有第一放大倍率，另一部分第一摄像头具有第二放大倍率，所述第一放大倍率小于第二放大倍率，所述具有第一放大倍率的第一摄像头的数量大于具有第二放大倍率第一摄像头的数量。可选的，所述的若干第一摄像头对待检测晶圆的表面进行拍摄时，所述具有第一放大倍率的第一摄像头和具有第二放大倍率的第一摄像头开始均采用第一倍率进行拍摄，获得若干第一检测图像；然后，所述具有第二放大倍率的第一摄像头增大倍率至第二倍率进行拍摄，获得若干第二检测图像。可选的，所述晶圆载台可以旋转、垂直方向移动、水平方向移动、偏转。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有以下优点：本专利技术的晶圆检测设备，包括：晶圆载台，用于固定待检测晶圆；摄像头阵列，所述摄像头阵列包括若干第一摄像头和至少一个第二摄像头，所述若干第一摄像头通过一次拍摄获得所述待检测晶圆整个表面对应的检测图像，所述至少一个第二摄像头在白光照射待检测晶圆表面时，获取待检测晶圆表面的反射光谱；缺陷判断模块，用于根据所述若干第一摄像头获得的检测图像，判断所述待检测晶圆的表面是否存在缺陷；膜厚或特征尺寸获取单元，用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的膜层的厚度，或者用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的特征图形的特征尺寸。不仅可以用于缺陷的检测，还可以用于膜厚和特征尺寸的测量，使得检测设备同时具有多种功能，并且检测设备占据的体积较小。并且本申请中，待检测晶圆整个表面对应的检测图像获取是通过若干第一摄像头一次拍摄获得，所述缺陷判断模块根据若干第一摄像头获得的检测图像，判断待检测晶圆的表面是否存在缺陷，在进行缺陷检测时，检测图像获取的时间极大的减少(一次瞬态成像)，提高了缺陷检测的效率，降低成本(摄像头阵列相比于光学扫描放大镜的成本大幅减小)进一步，所述平面基板上具有贯穿平面基板的至少一个穿孔，每一个所述穿孔位于相应的第二摄像头的一侧，当设置有几个第二摄像头时相应的需要设置几个穿孔，所述白光产生单元包括光源和透镜组，所述光源用于产生白光，所述透镜组用于将白光汇聚成点状白光，并将点状白光传输到平面基板背面的穿孔，所述点状白光穿过穿孔照射待检测晶圆的表面。以便于点状白光的传输和垂直入射。进一步，所述晶圆检测设备还包括光源驱动单元，所述光源驱动单元与所述白光产生单元连接，用于驱动所述白光产生单元从一个穿孔上方移动到另一个穿孔上方，使得点状白光能穿过不同穿孔对所述待检测晶圆对应的不同位置的表面进行照射，不同穿孔处的相应的第二摄像头获取待检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆检测设备，其特征在于，包括：/n晶圆载台，用于固定待检测晶圆；/n摄像头阵列，所述摄像头阵列包括若干第一摄像头和至少一个第二摄像头，所述若干第一摄像头通过一次拍摄获得所述待检测晶圆整个表面对应的检测图像，所述至少一个第二摄像头在白光照射待检测晶圆表面时，获取待检测晶圆表面的反射光谱；/n缺陷判断模块，用于根据所述若干第一摄像头获得的检测图像，判断所述待检测晶圆的表面是否存在缺陷；/n膜厚或特征尺寸获取单元，用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的膜层的厚度，或者用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的特征图形的特征尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆检测设备，其特征在于，包括：
晶圆载台，用于固定待检测晶圆；
摄像头阵列，所述摄像头阵列包括若干第一摄像头和至少一个第二摄像头，所述若干第一摄像头通过一次拍摄获得所述待检测晶圆整个表面对应的检测图像，所述至少一个第二摄像头在白光照射待检测晶圆表面时，获取待检测晶圆表面的反射光谱；
缺陷判断模块，用于根据所述若干第一摄像头获得的检测图像，判断所述待检测晶圆的表面是否存在缺陷；
膜厚或特征尺寸获取单元，用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的膜层的厚度，或者用于基于所述至少一个第二摄像头获得的反射光谱获得待检测晶圆表面形成的特征图形的特征尺寸。


2.如权利要求1所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述晶圆检测设备还包括一平面基板，若干第一摄像头和至少一个第二摄像头呈阵列方式排布在所述平面基板上，形成所述摄像头阵列。


3.如权利要求2所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述晶圆检测设备还包括白光产生单元，所述白光产生单元用于形成点状白光，所述点状白光从第二摄像头的一侧垂直照射所述待检测晶圆的表面。


4.如权利要求3所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述平面基板上具有贯穿平面基板的至少一个穿孔，每一个所述穿孔位于相应的第二摄像头的一侧，所述白光产生单元包括光源和透镜组，所述光源用于产生白光，所述透镜组用于将白光汇聚成点状白光，并将点状白光传输到平面基板背面的穿孔处，所述点状白光穿过穿孔照射待检测晶圆的表面。


5.如权利要求4所述的晶圆检测设备，其特征在于，晶圆检测设备还包括光源驱动单元，所述光源驱动单元与所述白光产生单元连接，用于驱动所述白光产生单元从一个穿孔上方移动到另一个穿孔上方，使得点状白光能穿过不同穿孔对所述待检测晶圆对应的不同位置的表面进行照射，不同穿孔处的相应的第二摄像头获取待检测晶圆表面对应的不同位置处的反射光谱。


6.如权利要求4所述的晶圆检测设备，其特征在于，所述白光产生单元包括分光器，所述分光器用于将所述经过透镜组汇聚后的点状白光...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶莹，
申请(专利权)人：上海果纳半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31