專利名稱：一種檢測晶背缺陷的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測晶背缺陷的裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體芯片的集成度不斷提高，半導(dǎo)體器件尺寸越來越小，而各種制程工藝對晶圓的平整度要求越來越高，尤其是光刻工藝對晶圓的平整度要求不僅是晶面保證良好的均一性，且要求晶背也要平整無污染無缺陷，即需要在半導(dǎo)體制造過程中及時、準確的發(fā)現(xiàn)晶背污染或缺陷?，F(xiàn)有技術(shù)中，當發(fā)現(xiàn)晶面上發(fā)現(xiàn)有缺陷的情況時，會通過掃描電子顯微鏡(SEM)清楚分辨出其外形、尺寸、成分等，以便于良率工程師快速準確的查找其成因，而使用掃描電子顯微鏡目檢晶背時，只能通過工程師手動翻轉(zhuǎn)晶圓后置于機臺載物臺上，當人為進行失 誤操作時，就會嚴重損壞晶面的結(jié)構(gòu)，造成良率低下，甚至晶圓的報廢。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明揭示了一種檢測晶背缺陷的裝置及方法，主要是通過引入支撐反轉(zhuǎn)裝置代替原掃描電子顯微鏡的載物臺的工藝。
本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的
本發(fā)明公開了一種檢測晶背缺陷的裝置，應(yīng)用于晶圓的晶面和晶背的目測，包括掃描電子顯微鏡，其中，還包括支撐翻轉(zhuǎn)裝置；
所述晶圓固定在所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置上，所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置帶動所述晶圓至所述掃描電子顯微鏡的下方，以將所述晶圓的晶面或晶背正對所述掃描電子顯微鏡；
其中，所述晶圓的晶面空白區(qū)域與所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置貼合。上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置包括上支撐片、下支撐片、機械軸和動力裝置；
所述上支撐片和下支撐片與所述機械軸固定連接形成卡槽，所述上支撐片與所述晶圓的晶面空白區(qū)域貼合，所述下支撐片與所述晶圓的晶背貼合，所述動力裝置通過所述機械軸帶動所述晶圓轉(zhuǎn)動。上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，所述掃描電子顯微鏡不包含有載物臺，所述動力裝置為馬達。上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，所述上支撐片與所述下支撐片為與所述晶圓匹配的環(huán)形支撐片，即d-lcm < r < d < R < d+lcm, d為晶圓半徑，r為環(huán)形支撐片的內(nèi)徑，R為環(huán)形支撐片的外徑。上述的檢測晶背缺陷的裝置及方法，其中，所述環(huán)形支撐片的翻轉(zhuǎn)時固定的高度H大于所述環(huán)形支撐片的外徑R。上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，所述上支撐片與所述晶圓的晶面貼合處固定設(shè)置有材質(zhì)為橡膠的薄膜。
上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，還包括真空吸片器，所述下支撐片上設(shè)置與所述真空吸片器形狀適應(yīng)的吸孔，所述真空吸片器通過所述吸孔吸附在所述晶圓的晶背上。上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，所述下支撐片上設(shè)置有三個成120°的吸孔。上述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，所述上支撐片、下支撐片和機械軸的材質(zhì)均為
招合金。本發(fā)明還公開了一種檢測晶背缺陷的方法，包括上述任意一項所述的檢測晶背缺陷的裝置，其中，還包括
將晶圓固定在所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置上，并調(diào)整所述晶圓的晶面或晶背正對所述掃描電子顯微鏡；
進行晶面或晶背缺陷檢測分析后；
通過所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置將晶圓旋轉(zhuǎn)，以使得晶圓的另一面正對所述掃描電子顯微鏡； 進行晶背或晶面缺陷檢測分析。綜上所述，本發(fā)明一種檢測晶背缺陷的裝置及方法，通過設(shè)置支撐翻轉(zhuǎn)裝置代替原有的載物臺，以對進行檢測分析的晶圓進行支撐及翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了對晶圓的晶面及晶背的檢測，由于翻轉(zhuǎn)的過程使用機械翻轉(zhuǎn)代替原來的手工翻轉(zhuǎn)，從而能有效的避免人為失誤操作，有效的提高了產(chǎn)品的良率和降低缺陷檢測分析的成本。


圖I為本發(fā)明檢測晶背缺陷的裝置的剖視 圖2為本發(fā)明檢測晶背缺陷的裝置中下支撐的俯視 圖3為本發(fā)明檢測晶背缺陷的裝置中晶圓晶背上吸附有吸片器的俯視 圖4為本發(fā)明檢測晶背缺陷的裝置中晶圓晶面的俯視 圖5為本發(fā)明檢測晶背缺陷的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進一步的說明
實施例一
如圖1-5所示，本發(fā)明一種檢測晶背缺陷的裝置，應(yīng)用于晶圓的晶面或晶背的目測，包括掃描電子顯微鏡、支撐翻轉(zhuǎn)裝置和動力裝置；支撐翻轉(zhuǎn)裝置包括機械軸11和由上支撐片121和下支撐片122構(gòu)成的環(huán)形支撐片12，上支撐片121和下支撐片122上下對應(yīng)與機械軸11固定連接形成凹槽，以卡接晶圓13 ;上支撐片121上設(shè)置有橡膠材質(zhì)的薄膜16與晶圓13的晶面貼合，以增大貼合的摩擦力；機械軸11與動力裝置如馬達的轉(zhuǎn)子固定連接，當馬達轉(zhuǎn)動的時候以帶動環(huán)形支撐片12轉(zhuǎn)動，且下支撐片122上設(shè)置有吸孔14;其中，機械軸11的高度大于環(huán)形支撐片12的外徑半徑，以確保晶圓13的翻轉(zhuǎn)。進一步的，環(huán)形支撐片12的內(nèi)徑r、外徑R和晶圓13的半徑d之間的關(guān)系式為d-lcm < r < d < R < d+lcm,如12寸的晶圓其半徑d為16cm,則環(huán)形支撐片12的內(nèi)徑則設(shè)置為15cm，外徑為17cm ;以確保環(huán)形支撐片12能穩(wěn)固的支撐晶圓13，同時又不會與晶圓13上的器件區(qū)域接觸，從而造成晶圓13的損傷；另外，吸片器15通過吸孔吸附在晶圓13的晶背上，以確保環(huán)形支撐片12帶動晶圓13翻轉(zhuǎn)時不會滑落。其中，環(huán)形支撐片12和機械軸11的材質(zhì)均為輕質(zhì)牢固的材料如鋁合金等，以在穩(wěn)固有效支撐晶圓13的同時保持支撐翻轉(zhuǎn)裝置自身較輕的重量，進而減輕馬達的負載。具體的，將晶圓13固定在環(huán)形支撐片12內(nèi)，上支撐片121的下方設(shè)置的薄膜16與晶圓13的晶面上空白區(qū)域(晶圓13的圓周外圍側(cè)邊無器件的區(qū)域)貼合，以增大貼合的摩擦力，同時，下支撐片122與晶圓13的晶背圓周外圍部分貼合，同時吸片器15通過吸孔14吸附在晶圓13的晶背上，該吸片器15是通過負壓真空吸附原理吸附在晶背上的，從而有效的對晶圓13進行承托和固定，還能有效的預(yù)防在后續(xù)的翻轉(zhuǎn)過程中意外滑落；再對晶圓13的晶面或晶背進行缺陷檢測分析之后，啟動馬達，馬達的轉(zhuǎn)子通過機械軸11帶動環(huán)形支撐片12轉(zhuǎn)動，即實現(xiàn)晶圓13的自動翻轉(zhuǎn)，進而在不對晶圓13造成損傷的情況下，有效的實現(xiàn)晶圓13的翻轉(zhuǎn)，進而方便晶圓13兩表面檢測分析的轉(zhuǎn)換。其中，上述的吸片器15及對應(yīng)的吸孔均至少設(shè)置一個，最優(yōu)的設(shè)置三個成120°圓周分布。實施例二
在實施例一的基礎(chǔ)上，如圖1-5所示，一種檢測晶背缺陷的方法
首先，將晶圓13固定在環(huán)形支撐片12內(nèi)，并調(diào)整該晶圓的晶面正對掃描電子顯微鏡，以對該晶圓13的晶面進行缺陷檢測分析。然后，在對晶圓13的晶面進行缺陷檢測分析之后，啟動馬達，進而帶動環(huán)形支撐片12翻轉(zhuǎn)，在薄膜16及吸片器15的共同作用下，保證在翻轉(zhuǎn)過程中，晶圓13不會意外滑落，且由于晶圓與環(huán)形支撐片12的貼合處為晶圓13的圓周外圍的空白區(qū)域(無器件設(shè)置區(qū)域)，所以在對晶圓13進行支撐或翻轉(zhuǎn)時，均不會對晶圓13造成損傷。最后，調(diào)整晶圓13使得其晶背正對掃描電子顯微鏡，以對晶背進行缺陷檢測分析。其中，在工藝允許的條件下，也可以先對晶圓13的晶背進行缺陷檢測分析在對晶圓13的晶背進行缺陷檢測分析。綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明實施例提出一種檢測晶背缺陷的裝置及方法，通過設(shè)置支撐翻轉(zhuǎn)裝置代替原有的載物臺，以對進行檢測分析的晶圓進行支撐及翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了對晶圓的晶面及晶背的檢測，由于翻轉(zhuǎn)的過程使用機械翻轉(zhuǎn)代替原來的手工翻轉(zhuǎn)，從而能有效的避免人為失誤操作，有效的提高了產(chǎn)品的良率和降低缺陷檢測分析的成本。通過說明和附圖，給出了具體實施方式
的特定結(jié)構(gòu)的典型實施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測晶背缺陷的裝置，應(yīng)用于晶圓的晶面和晶背的目測，包括掃描電子顯微鏡，其特征在于，還包括支撐翻轉(zhuǎn)裝置； 所述晶圓固定在所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置上，所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置帶動所述晶圓至所述掃描電子顯微鏡的下方，以將所述晶圓的晶面或晶背正對所述掃描電子顯微鏡； 其中，所述晶圓的晶面空白區(qū)域與所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置貼合。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置包括上支撐片、下支撐片、機械軸和動力裝置； 所述上支撐片和下支撐片與所述機械軸固定連接形成卡槽，所述上支撐片與所述晶圓的晶面空白區(qū)域貼合，所述下支撐片與所述晶圓的晶背貼合，所述動力裝置通過所述機械軸帶動所述晶圓轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，所述掃描電子顯微鏡不包含有載物臺，所述動力裝置為馬達。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，所述上支撐片與所述下支撐片為與所述晶圓匹配的環(huán)形支撐片，即d-lcm彡r < d < R彡d+lcm, d為晶圓半徑，r為環(huán)形支撐片的內(nèi)徑，R為環(huán)形支撐片的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測晶背缺陷的裝置及方法，其特征在于，所述環(huán)形支撐片的翻轉(zhuǎn)時固定的高度H大于所述環(huán)形支撐片的外徑R。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，所述上支撐片與所述晶圓的晶面貼合處固定設(shè)置有材質(zhì)為橡膠的薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，還包括真空吸片器，所述下支撐片上設(shè)置與所述真空吸片器形狀適應(yīng)的吸孔，所述真空吸片器通過所述吸孔吸附在所述晶圓的晶背上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，所述下支撐片上設(shè)置有三個成120。的吸孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，所述上支撐片、下支撐片和機械軸的材質(zhì)均為鋁合金。
10.一種檢測晶背缺陷的方法，包括上述權(quán)利要求1-9中任意一項所述的檢測晶背缺陷的裝置，其特征在于，還包括 將晶圓固定在所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置上，并調(diào)整所述晶圓的晶面或晶背正對所述掃描電子顯微鏡； 進行晶面或晶背缺陷檢測分析后； 通過所述支撐翻轉(zhuǎn)裝置將晶圓旋轉(zhuǎn)，以使得晶圓的另一面正對所述掃描電子顯微鏡； 進行晶背或晶面缺陷檢測分析。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種檢測晶背缺陷的裝置及方法。本發(fā)明提出一種檢測晶背缺陷的裝置及方法，通過設(shè)置支撐翻轉(zhuǎn)裝置代替原有的載物臺，以對進行檢測分析的晶圓進行支撐及翻轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)了對晶圓的晶面及晶背的檢測，由于翻轉(zhuǎn)的過程使用機械翻轉(zhuǎn)代替原來的手工翻轉(zhuǎn)，從而能有效的避免人為失誤操作，有效的提高了產(chǎn)品的良率和降低缺陷檢測分析的成本。
文檔編號H01L21/66GK102915938SQ201210375818
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者郭賢權(quán), 許向輝, 顧珍 申請人:上海華力微電子有限公司