本实用新型专利技术公开了一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，其是在暗室的中间位置设置用于放置待检测硅晶圆的检测平台，在检测平台的上、下、左、右四个方向处分别设置特定光波长的LED环形光源，在待检测硅晶圆的正上方设置光学凸透镜，在凸透镜的正上方设置两个光电探测器以及带动光电探测器移动的电动滑台。本实用新型专利技术的设备具备对硅晶圆上下表面同时成像的功能，可实现对硅晶圆的无损双面检测。测。测。
【技术实现步骤摘要】
一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备
[0001]本技术涉及一种硅晶圆检测设备，属于半导体领域。
技术介绍
[0002]硅晶圆特指集成电路中所使用的硅片。制造与运输的过程不可避免地会在硅晶圆表面带来如有机物粘附、破损、气孔、裂痕、镍层不良等各种问题缺陷。由于半导体工艺复杂以及芯片集成度高，依据电子系统检测的“十倍法则”，硅晶圆缺陷会导致制造成本呈十倍增加。因此硅晶圆表面检测环节在芯片制备过程中占据着举足轻重的地位。晶圆缺陷检测技术的趋势是向着高度自动化和精确化方向前行的。国际上最先进的晶圆代工厂使用的晶圆缺陷检测设备有最先进的光学以及电子束成像系统，高度自动化，节省了极大的人力资源，提升了检出准确率。晶圆缺陷检测也是一种表面检测技术，其技术与理论继承创新于自20世纪90年代以来蓬勃发展的表面检测技术。其发展路线与创新模式可以分为两类，一种是成像模式创新，一种是图像处理算法创新。
[0003]我国现有晶圆检测设备实时检测效率低、性能差，而且对硅晶圆上下表面的检测往往是通过人工手动反转或者通过机械手抓取硅晶圆以实现反转，这常会导致硅晶圆受到损坏，进而影响检出率以及导致次品率升高。
技术实现思路
[0004]针对上述现有技术所存在的问题，本技术利用光学非接触检测原理，提供一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，该设备可以有效检测晶圆表面的有机类污染物与划痕等缺陷，并且具备对硅晶圆上下表面同时成像的功能，实现多波长成像、对晶圆的无损双面检测。
[0005]为实现上述目的，本技术通过以下技术方案予以实现：
[0006]一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，包括暗室，所述暗室的两侧内壁上固定有四个相同的魔术手，每个魔术手夹持有LED环形光源，四个LED环形光源的中间位置设置检测平台，其中两个LED环形光源左右对称设置在检测平台的上方、其余两个LED环形光源左右对称设置在检测平台的下方，检测平台中间用于放置待检测硅晶圆；所述待检测硅晶圆的正上方设置具有汇聚作用的光学凸透镜，凸透镜的正上方设置两个光电探测器，在暗室的正上方内壁上固定一个电动滑台，所述电动滑台和两个光电探测器固定连接，可带动两个光电探测器移动。
[0007]可选的，整个光学检测系统位于暗室中。
[0008]可选的，所述检测平台中间设置有通孔，且在通孔周边开设有环形凹槽。
[0009]可选的：LED环形光源都是环形光源，可实现均匀照明没有阴影。通过魔术手可任意调整光源照射位置从而调整入射角。位于检测平台下方的两个LED环形光源为波长1064nm的红外光光源，可实现对硅晶圆的透射；位于检测平台上方的两个LED环形光源为波长530nm的绿光光源或者波长365nm的紫外光光源。上方两个LED环形光源照射得到的表面
散射光和下方两个LED环形光源照射得到的透射光分别经凸透镜汇聚，将光信号送到两个光电探测器中。两个光电探测器分别为用于检测波长1064nm的红外光的第一光电探测器以及用于检测波长530nm的绿光或者波长365nm的紫外光的第二光电探测器。第一光电探测器可将波长为1064nm的透射光信号转换为电信号，第二光电探测器将波长为530nm或者波长为365nm的散射光信号转换为电信号，两种电信号分别通过导线传送到计算机，以此得到硅晶圆上下表面情况的形貌信息。
[0010]可选的，电动滑台为十字型电动滑台，可分别带动两个光电探测器实现在二维XY平面的移动。
[0011]本技术提供的一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，具备以下有益效果：
[0012]1、该基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，检测平台中间设置通孔可实现同时对硅晶圆上下表面的无损检测。在通孔周边开设有环形凹槽，用于放置待检测硅晶圆，可防止待检测材料的位置偏移造成检测结果的偏差。
[0013]2、该基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，通过十字电动滑台控制两个探测器的运动，可实现在波长为365nm或530nm和波长为1064nm下对晶圆表面散射光、透射光的检测，从而实现探测器对晶圆各个位置均匀的表面信息检测，并使最终呈现的硅晶圆表面的图像具有良好的均匀性和高分辨率。
[0014]3、该基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，通过魔术手将光源准直后以特定角度斜入射于被测晶圆表面。采用环形光源，保证均匀照明没有阴影。
[0015]4、该基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，最终的图像可以在计算机中通过MATLAB软件按照公知方法进行包括图像平滑、图像锐化和边缘检测的图像预处理、图像融合和针对1064nm光成像的多余特征去除处理，可得到仅有上表面的形貌信息、仅有下表面的形貌信息、上下表面同时显示的形貌信息。
附图说明
[0016]图1是本技术提供的基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备的整体外观示意图。
[0017]图2是本技术提供的基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备的结构示意图。
[0018]图3是图2中A处结构放大图。
[0019]图中标号：1暗室、2第一魔术手、3第二魔术手、4第三魔术手、5第四魔术手、6第一LED环形光源、7第二LED环形光源、8第三LED环形光源、9第四LED环形光源、10检测平台、11待检测硅晶圆、12光学凸透镜、13第一光电探测器、14第二光电探测器、15十字型电动滑台、16计算机、17通孔。
具体实施方式
[0020]下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0021]实施例1
[0022]参照图1和图2，一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，包括暗室1，暗室1的两侧内壁上固定有四个相同的魔术手，分别为第一魔术手2、第二魔术手3、第三魔术手4、第四魔术手5，每个魔术手夹持有LED环形光源，分别为第一LED环形光源6、第二LED环形光源7、第三LED环形光源8、第四LED环形光源9。四个LED环形光源的中间位置设置检测平台10，第一LED环形光源6和第四LED环形光源9左右对称设置在检测平台10的上方，第二LED环形光源7和第三LED环形光源8左右对称设置在检测平台10的下方，检测平台10中间用于放置待检测硅晶圆11。
[0023]待检测硅晶圆11的正上方放置具有汇聚作用的光学凸透镜12，光学凸透镜12的正上方放置两个光电探测器，分别为第一光电探测器13和第二光电探测器14。在暗室1的正上方内壁上固定一个十字型电动滑台15，十字型电动滑台5和两个光电探测器固定连接，可带动两个光电探测器实现在二维XY平面的移动。
[0024]其中，暗室1可采用市售挡光板搭建，呈正方体形状。
[0025]其中，四个魔术手可采用市售机器视觉双头魔术手。
[0026]其中，参照图3，检测平台10中间设置有通孔17，且在通孔周边开设有环形凹本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于多波长成像的硅晶圆无损双面检测设备，其特征在于：包括暗室，所述暗室的两侧内壁上固定有四个相同的魔术手，每个魔术手夹持有LED环形光源，四个LED环形光源的中间位置设置检测平台，其中两个LED环形光源左右对称设置在检测平台的上方、其余两个LED环形光源左右对称设置在检测平台的下方，检测平台中间用于放置待检测硅晶圆；所述待检测硅晶圆的正上方设置光学凸透镜，所述凸透镜的正上方设置两个光电探测器，在所述暗室的正上方内壁上固定一个电动滑台，所述电动滑台和两个光电探测器固定连接，可带动两光电探测器移动。2.根据权利要求1所述的硅晶圆无损双面检测设备，其特征在于：所述检测平台...
【专利技术属性】
技术研发人员：王莉，曹璐，张爽，胡轶航，冯熠，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：
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