本技術(shù)涉及晶圓檢測，特別是涉及一種晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)、晶圓外觀檢測設(shè)備及其控制方法。

背景技術(shù)：

1、晶圓背面缺陷檢測在半導(dǎo)體制程中對機(jī)械強(qiáng)度、熱處理效果、電學(xué)性能等有著重要影響。由于晶圓背面不包含電路圖案，檢測的重點(diǎn)通常集中在表面冗余物和表面物理缺陷，包括顆粒污染、殘留物、劃痕、電極污染、裂紋、氧化層損傷等宏觀缺陷。

2、目前，晶圓背面宏觀缺陷檢測方法，根據(jù)自動化程度大體可分為人工目檢、半自動檢測設(shè)備檢測及全自動檢測設(shè)備檢測。人工目檢大多通過顯微鏡目檢或者直接目檢，檢測設(shè)備大多通過設(shè)置帶有翻轉(zhuǎn)功能的機(jī)械手，將晶圓翻轉(zhuǎn)后置于載臺進(jìn)行背面檢測。這幾種方式不僅導(dǎo)致檢測效率較低，且檢測成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要提供一種晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)，在保證背面檢測精確度的基礎(chǔ)上，提高檢測效率，并降低檢測成本。

2、一種晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)，包括承載部件和檢測部件；所述承載部件用于承載待測晶圓并包括具有開孔的承載臺和設(shè)于所述承載臺的叉臺組，所述叉臺組包括至少兩個環(huán)繞所述開孔間隔布置的吸附叉臺，每個所述吸附叉臺均具有呈角度設(shè)置的支撐面和限位面，至少兩個所述支撐面和對應(yīng)的所述限位面共同圍設(shè)成沿所述開孔的中心軸線貫穿的承載空間；所述檢測部件包括設(shè)于所述承載部件的下方并對應(yīng)所述開孔設(shè)置的照明組件和第一圖像采集器，所述照明組件用于產(chǎn)生照明光并通過所述開孔入射至所述待測晶圓的背面，所述第一圖像采集器用于獲取經(jīng)由所述開孔暴露出的待測晶圓的背面圖像。

3、可以理解的，承載臺用于支撐叉臺組，進(jìn)而支撐置于叉臺組上的晶圓。當(dāng)晶圓置于叉臺組時，經(jīng)由至少兩個吸附叉臺上的支撐面支撐，且各自對應(yīng)的限位面抵靠于晶圓的邊緣側(cè)壁，實(shí)現(xiàn)對晶圓的穩(wěn)定固定。待晶圓固定后，利用承載臺下方的檢測部件進(jìn)行晶圓背面圖像信息獲取，利用承載臺下方的照明組件向晶圓發(fā)出照明光，以照亮第一圖像采集器的視場。此時，正是由于承載臺開設(shè)有貫穿的開孔，且承載空間沿開孔的中心軸線貫穿的設(shè)置，便于將晶圓的背面充分暴露出，保證檢測范圍和檢測精度。因此，本技術(shù)提供的晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)無需設(shè)置用于翻轉(zhuǎn)的機(jī)械手，簡化結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低成本；且，在背面檢測過程中也無需翻轉(zhuǎn)操作，簡化工序，提高了檢測效率。

4、在其中一些實(shí)施例中，各個所述吸附叉臺設(shè)有吸附槽和連通對應(yīng)所述吸附槽的氣道，所述吸附槽自對應(yīng)的所述支撐面沿中心軸線方向凹設(shè)，且各個所述吸附槽呈環(huán)繞所述開孔的弧形設(shè)置；和/或，所述承載部件還包括驅(qū)動組，所述驅(qū)動組包括至少兩個驅(qū)動機(jī)構(gòu)，每個所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接一所述吸附叉臺，用于驅(qū)動對應(yīng)的所述吸附叉臺相對中心軸線做靠近運(yùn)動或遠(yuǎn)離運(yùn)動。

5、在其中一些實(shí)施例中，每個所述吸附叉臺構(gòu)造有至少兩個繞中心軸線間隔布置的所述吸附槽，每個所述吸附槽對應(yīng)一所述氣道；每個所述吸附槽對應(yīng)的圓心角α在8度-15度之間；和/或，至少兩個所述吸附槽中，首端的所述吸附槽和尾端的所述吸附槽相背一端所圍成弧形對應(yīng)的圓心角β在35度-60度之間。

6、在其中一些實(shí)施例中，所述檢測部件還包括用于支撐所述照明組件和所述第一圖像采集器的支撐基板；所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)還包括測試箱，所述測試箱內(nèi)設(shè)有支撐架，所述支撐架具有沿豎直方向間隔布置的第一撐臺和第二撐臺，所述第一撐臺設(shè)于所述第二撐臺的上方，所述承載臺設(shè)于所述第一撐臺，所述支撐基板設(shè)于所述第二撐臺；所述承載臺與所述第一撐臺之間、所述支撐基板與所述第二撐臺之間，均設(shè)有調(diào)平機(jī)構(gòu)，各個所述調(diào)平機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)所述承載臺或所述支撐基板的水平度。

7、在其中一些實(shí)施例中，每個所述調(diào)平機(jī)構(gòu)均包括基準(zhǔn)組件和調(diào)節(jié)組件，兩者間隔布置并均連接于所述承載臺或所述支撐基板，每組所述調(diào)節(jié)組件用于驅(qū)動對應(yīng)的所述承載臺或所述支撐基板沿中心軸線方向產(chǎn)生偏移量。

8、在其中一些實(shí)施例中，每組所述基準(zhǔn)組件包括支撐于所述第一撐臺或所述第二撐臺的基準(zhǔn)柱以及連接于所述基準(zhǔn)柱的限位部和鎖定部，所述限位部和所述鎖定部沿所述中心軸線方向間隔布置，所述承載臺和所述支撐基板分別夾設(shè)于各自對應(yīng)的所述鎖定部與所述限位部之間；和/或，每組所述調(diào)節(jié)組件包括調(diào)節(jié)柱、設(shè)于所述調(diào)節(jié)柱的調(diào)節(jié)座及支撐于所述第一撐臺或所述第二撐臺的底座，所述調(diào)節(jié)柱的一端可轉(zhuǎn)動的連接于所述底座，另一端穿設(shè)于所述承載臺或所述支撐基板，所述調(diào)節(jié)座支撐于所述承載臺的下表面，所述調(diào)節(jié)座能夠相對所述調(diào)節(jié)柱沿所述中心軸線方向往復(fù)移動，以帶動所述承載臺或所述支撐基板移動。

9、在其中一些實(shí)施例中，所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)還包括測試箱和離子風(fēng)部件；所述離子風(fēng)部件、所述承載部件及所述檢測部件均設(shè)于所述測試箱內(nèi)；所述離子風(fēng)部件包括離子風(fēng)棒和引風(fēng)件，所述離子風(fēng)棒和所述引風(fēng)件分設(shè)所述承載部件沿中心軸線方向的兩側(cè)并在水平方向上錯開布置，且所述引風(fēng)件位于所述承載部件的下方；所述測試箱于靠近所述離子風(fēng)棒處設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，并于靠近所述引風(fēng)件處設(shè)有出風(fēng)口。

10、在其中一些實(shí)施例中，所述測試箱具有上下連通設(shè)置的光學(xué)檢測腔和電氣結(jié)構(gòu)腔；所述光學(xué)檢測腔內(nèi)安裝有所述承載部件、所述離子風(fēng)部件的至少部分及所述檢測部件的至少部分，所述電氣結(jié)構(gòu)腔內(nèi)安裝有電氣結(jié)構(gòu)，所述出風(fēng)口設(shè)于所述電氣結(jié)構(gòu)腔的底部。

11、在其中一些實(shí)施例中，所述檢測部件包括第一光源和反光碗，所述第一光源靠近所述承載臺設(shè)置，所述反光碗設(shè)于所述第一光源和所述第一圖像采集器之間；所述反光碗自所述第一光源朝向所述第一圖像采集器呈漸縮設(shè)置，所述第一光源用于向待測晶圓發(fā)射經(jīng)所述反光碗?yún)R集的照明光。

12、在其中一些實(shí)施例中，所述第一光源包括漫反板和多個燈珠，所述漫反板呈環(huán)繞所述開孔的環(huán)形設(shè)置，多個所述燈珠間隔布置于所述漫反板，各個所述燈珠的直射方向與所述支撐面呈角度設(shè)置。

13、本技術(shù)還提供了一種晶圓外觀檢測設(shè)備，包括晶圓料盒結(jié)構(gòu)、搬運(yùn)結(jié)構(gòu)及上述的晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)；所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)用于對待測晶圓的背面進(jìn)行檢測，所述晶圓料盒結(jié)構(gòu)用于存放晶圓，所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)和所述晶圓料盒結(jié)構(gòu)分別設(shè)于所述搬運(yùn)結(jié)構(gòu)的周側(cè)，所述搬運(yùn)結(jié)構(gòu)用于搬運(yùn)晶圓在所述晶圓料盒結(jié)構(gòu)和所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)之間流轉(zhuǎn)。

14、可以理解的，搬運(yùn)結(jié)構(gòu)拾取晶圓料盒結(jié)構(gòu)中的晶圓，將其搬運(yùn)至晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)進(jìn)行背面檢測。在進(jìn)行背面檢測時，利用承載臺上的開孔及貫穿的承載空間促使晶圓的背面充分的暴露在檢測部件的視場內(nèi)，無需搬運(yùn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行晶圓翻轉(zhuǎn)，提高檢測效率。

15、在其中一些實(shí)施例中，所述搬運(yùn)結(jié)構(gòu)包括第一移動組件和機(jī)械手，所述第一移動組件用于驅(qū)動所述機(jī)械手伸入所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)取放晶圓，所述機(jī)械手和所述叉臺組分別能夠獨(dú)立地支撐待測晶圓以由所述檢測部件進(jìn)行背面檢測；所述晶圓外觀檢測設(shè)備還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)用于控制所述第一圖像采集器分別在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)下采集待測晶圓的背面圖像，并將兩種狀態(tài)下的背面圖像融合形成最終晶圓背面圖像；其中，在所述第一狀態(tài)，所述機(jī)械手位于所述第一圖像采集器的視場內(nèi)并支撐待測晶圓，所述叉臺組退出所述第一圖像采集器的視場；在所述第二狀態(tài)，所述叉臺組位于所述第一圖像采集器的視場內(nèi)并支撐待測晶圓，所述機(jī)械手退出所述第一圖像采集器的視場。

16、在其中一些實(shí)施例中，所述晶圓外觀檢測設(shè)備還包括efem系統(tǒng)和檢測系統(tǒng)，兩者鄰接或間隔布置；所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)、所述晶圓料盒結(jié)構(gòu)和所述搬運(yùn)結(jié)構(gòu)均設(shè)于所述efem系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)設(shè)有正面檢測結(jié)構(gòu)，所述搬運(yùn)結(jié)構(gòu)用于搬運(yùn)晶圓在所述晶圓料盒結(jié)構(gòu)、所述正面檢測結(jié)構(gòu)和所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)之間流轉(zhuǎn)；其中，所述晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)和所述晶圓料盒結(jié)構(gòu)中至少一者與所述efem系統(tǒng)可拆卸連接。

17、本技術(shù)還提供了一種晶圓外觀檢測設(shè)備的控制方法，包括以下步驟：

18、拾取晶圓料盒結(jié)構(gòu)處的晶圓并搬運(yùn)至對準(zhǔn)工位，進(jìn)行晶圓對準(zhǔn)；

19、將對準(zhǔn)后的晶圓搬運(yùn)至正面檢測結(jié)構(gòu)，經(jīng)由檢測系統(tǒng)的檢測基座固定后，控制搬運(yùn)結(jié)構(gòu)撤離檢測區(qū)域，利用正面檢測結(jié)構(gòu)進(jìn)行正面檢測；

20、將正面檢測后的晶圓搬運(yùn)至晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)，經(jīng)由叉臺組固定后，利用檢測部件進(jìn)行背面檢測；

21、待檢測完成后將晶圓搬運(yùn)至下道工序。

22、在其中一些實(shí)施例中，所述將正面檢測后的晶圓搬運(yùn)至晶圓背面檢測結(jié)構(gòu)，經(jīng)由叉臺組固定后，利用檢測部件進(jìn)行背面檢測，包括：

23、控制搬運(yùn)結(jié)構(gòu)拾取正面檢測結(jié)構(gòu)處的晶圓，并將其移動至承載部件；

24、在檢測到承載部件上放置有晶圓的情況下打開真空吸附以固定晶圓；

25、控制搬運(yùn)結(jié)構(gòu)撤離檢測區(qū)域，檢測部件進(jìn)行第一次光檢；

26、控制搬運(yùn)結(jié)構(gòu)移動至檢測區(qū)域，關(guān)閉承載部件的真空吸附并切換為正壓驅(qū)動，搬運(yùn)結(jié)構(gòu)拾取晶圓；

27、控制各個吸附叉臺朝向遠(yuǎn)離中心軸線方向移動以撤離檢測區(qū)域，檢測部件進(jìn)行第二次光檢。