硅片方位调准装置及硅片缺陷检测设备

摘要

本发明实施例公开了一种用于对硅片的方位进行调准的调准装置及用于检测硅片的缺陷的设备，所述调准装置包括：承载驱动单元，所述承载驱动单元用于对所述硅片进行承载；定位单元，所述定位单元用于当所述硅片承载在所述承载驱动单元上时通过所述硅片的周缘边界确定所述硅片的实际方位；计算单元，所述计算单元用于计算所述实际方位相对于所述硅片的目标方位的偏移量；其中，所述承载驱动单元还用于根据所述偏移量驱动被承载的所述硅片从所述实际方位运动至所述目标方位。

权利要求

1.一种用于对硅片的方位进行调准的调准装置，其特征在于，所述调准装置包括：承载驱动单元，所述承载驱动单元用于对所述硅片进行承载；

定位单元，所述定位单元用于当所述硅片承载在所述承载驱动单元上时通过所述硅片的周缘边界确定所述硅片的实际方位；

计算单元，所述计算单元用于计算所述实际方位相对于所述硅片的目标方位的偏移量；

其中，所述承载驱动单元还用于根据所述偏移量驱动被承载的所述硅片从所述实际方位运动至所述目标方位，

其中，所述定位单元包括：

光源，所述光源用于发射部分地被所述硅片遮挡的光束以获得被所述硅片遮挡并且被所述硅片反射的反射光束以及不被所述硅片遮挡并且不被所述硅片反射的原路光束；

光屏，所述光屏设置成被所述反射光束照射以使得所述反射光束在所述光屏上形成与所述硅片的周缘边界相关联的反射光斑，或者设置成被所述原路光束照射以使得所述原路光束在所述光屏上形成与所述硅片的周缘边界相关联的原路光斑；

感测器，所述感测器用于对所述反射光斑进行感应并根据感应到的光斑测算所述周缘边界中的每一点的实际位置，或者用于对所述原路光斑进行感应并根据感应到的光斑测算所述周缘边界中的每一点的实际位置，其中，所述定位单元还包括至少一个球面反射镜，所述至少一个球面反射镜用于对所述反射光束进行反射并且构造成使得所述反射光斑的长度大于所述反射光束在所述硅片所处于的平面中的长度，或者用于对所述原路光束进行反射并且构造成使得所述原路光斑的长度大于所述原路光束在所述硅片所处于的平面中的长度。

2.根据权利要求1所述的调准装置，其特征在于，从所述光源发射的所述光束仅照射所述硅片的周缘上的单个点，并且所述承载驱动单元还用于驱动被承载的所述硅片转动，以使得从所述光源发射的光束能够对所述硅片的周缘上的每个点进行照射。

3.根据权利要求1所述的调准装置，其特征在于，从所述光源发射的所述光束是发散的，使得所述反射光斑的长度大于所述反射光束在所述硅片所处于的平面中的长度，并且使得所述原路光斑的长度大于所述原路光束在所述硅片所处于的平面中的长度。

4.根据权利要求3所述的调准装置，其特征在于，所述定位单元还包括至少一个平面反射镜，所述至少一个平面反射镜用于对所述反射光束进行反射，或者用于对所述原路光束进行反射。

5.根据权利要求1所述的调准装置，其特征在于，所述偏移量包括硅片中心的偏心量和硅片周缘缺口的偏转角。

6.根据权利要求5所述的调准装置，其特征在于，所述承载驱动单元包括：旋转升降平台，所述旋转升降平台用于对所述硅片进行承载并用于驱动承载在所述旋转升降平台上的所述硅片转动以消除所述偏转角，并且所述旋转升降平台能够在升起位置与降下位置之间移动，其中，所述实际方位在所述硅片承载在处于所述升起位置中的所述旋转升降平台上时确定出；

定心平台，所述定心平台用于对所述硅片进行承载并用于驱动承载在所述定心平台上的所述硅片移动以消除所述偏心量；

其中，在所述旋转升降平台从所述升起位置移动至所述降下位置的过程中，承载在所述旋转升降平台上的所述硅片被所述定心平台承载并离开所述旋转升降平台。

7.根据权利要求6所述的调准装置，其特征在于，所述旋转升降平台具有位于中央的用于吸附所述硅片的吸气口和位于径向外侧的用于朝向所述硅片提供气流的供气口。

8.一种用于检测硅片的缺陷的设备，其特征在于，所述设备包括：根据权利要求1至7中任一项所述的调准装置；

检测装置，所述检测装置用于在所述硅片处于所述目标方位的情况下对所述硅片的缺陷进行检测。

说明书

硅片方位调准装置及硅片缺陷检测设备

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体硅片产生领域，尤其涉及一种用于对硅片的方位进行调准的调准装置及用于检测硅片的缺陷的设备。

背景技术

[0002] 在半导体领域，硅片一般是集成电路的原料。通过对硅片进行光刻、离子注入等手段，可以制成各种半导体器件。硅片的表面缺陷对于后续的加工以及器件的性能有着极其
重要的影响。表面缺陷的来源有很多，包括有在晶棒提拉过程中形成的如晶体原生缺陷、氧
化诱生堆垛层错等，以及在线切割、抛光或清洗等硅片加工过程中引入的划伤，颗粒等，这
些表面缺陷都会影响到硅片的良率。目前，集成电路特征线宽的不断减小要求硅片表面的
缺陷尺寸更小，数目更低，硅片的表面缺陷成为衡量产品质量的一个关键因素。

[0003] 目前，硅片表面缺陷主要通过颗粒检测机来进行检测。通常，为了研究分析某些缺陷的产生原因，需要匹配电子显微扫描仪来对其形貌特征和元素占比进行分析。为便于找
到待测量的缺陷，需要颗粒检测机能够精确的定位到硅片上每一缺陷点的坐标位置，而缺
陷的尺寸往往为纳米或微米级别，因此要求对硅片有高定位精度。

[0004] 颗粒检测机的调准装置对硅片缺口位置的校准统一采用供应商提供的标准硅片进行。但现阶段，对于300mm硅片的尺寸要求业界并没有统一的标准，每家公司生产的硅片
在直径、缺口大小等由于加工规格和加工误差的限制，导致各公司间、各批次产品以及各个
硅片间的尺寸规格存在差异，这往往导致硅片的定位装置并不能精确确定其位置信息，由
此导致多次定位甚至设备宕机，严重影响产能。

发明内容

[0005] 为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种用于对硅片的方位进行调准的调准装置及用于检测硅片的缺陷的设备，能够实现对不同规格和尺寸的硅片进行精确定
位。

[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：

[0007] 第一方面，本发明实施例提供了一种用于对硅片的方位进行调准的调准装置，所述调准装置包括：

[0008] 承载驱动单元，所述承载驱动单元用于对所述硅片进行承载；

[0009] 定位单元，所述定位单元用于当所述硅片承载在所述承载驱动单元上时通过所述硅片的周缘边界确定所述硅片的实际方位；

[0010] 计算单元，所述计算单元用于计算所述实际方位相对于所述硅片的目标方位的偏移量；

[0011] 其中，所述承载驱动单元还用于根据所述偏移量驱动被承载的所述硅片从所述实际方位运动至所述目标方位。

[0012] 第二方面，本发明实施例提供了一种用于检测硅片的缺陷的设备，所述设备包括：

[0013] 根据第一方面所述的调准装置；

[0014] 检测装置，所述检测装置用于在所述硅片处于所述目标方位的情况下对所述硅片的缺陷进行检测，以根据所述目标方位获知检测出的缺陷在所述硅片中的分布位置。

[0015] 本发明实施例提供了一种用于对硅片的方位进行调准的调准装置及用于检测硅片的缺陷的设备，对于每个硅片而言，都可以通过该硅片的周缘边界来对该硅片的实际方
位进行确定，并且在确定过程中不会受到硅片直径、缺口大小等因素的影响，由此能够实现
对硅片进行精确定位和调准，并且能够精确检测出表面缺陷的分布。

附图说明

[0016] 图1为根据本发明的实施例的用于对硅片的方位进行调准的调准装置的示意图；

[0017] 图2为根据本发明的实施例的定位单元的示意图；

[0018] 图3为根据本发明的另一实施例的定位单元的示意图；

[0019] 图4为根据本发明的另一实施例的定位单元的示意图；

[0020] 图5为根据本发明的另一实施例的定位单元的示意图；

[0021] 图6为示出了硅片的偏移量的示意图；

[0022] 图7为根据本发明的实施例的承载驱动单元的示意图；

[0023] 图8为根据本发明的实施例的旋转升降平台的示意图；

[0024] 图9为根据本发明的实施例的用于检测硅片的缺陷的设备的示意图。

具体实施方式

[0025] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

[0026] 参见图1，本发明实施例提供了一种用于对硅片W的方位进行调准的调准装置10，所述调准装置10可以包括：

[0027] 如在图1中通过圆柱体示意性示出的承载驱动单元11，所述承载驱动单元11用于对所述硅片W进行承载；

[0028] 如在图1中通过方框示意性示出的定位单元12，所述定位单元12用于当所述硅片W承载在所述承载驱动单元11上时通过所述硅片W的周缘边界WB确定所述硅片W的实际方位；

[0029] 计算单元13，所述计算单元13用于计算所述实际方位相对于所述硅片W的目标方位的偏移量D，其中图1中通过虚线示例性地示出了硅片W的目标方位，并且在这种情况下，
上述的偏移量D为硅片W相对于目标方位向左移动的距离，但本发明不限于此，比如在硅片W
具有周缘缺口的情况下，上述的偏移量D可以为该周缘缺口的偏转角；

[0030] 其中，所述承载驱动单元11还用于根据所述偏移量D驱动被承载的所述硅片W从所述实际方位运动至所述目标方位，如在图1中通过空心箭头示意性地示出的。

[0031] 在根据本发明的上述调准装置10中，对于每个硅片W而言，都可以通过该硅片W的周缘边界WB来对该硅片的实际方位进行确定，并且在确定过程中不会受到硅片直径、缺口
大小等因素的影响，由此能够实现对硅片W进行精确定位和调准，并且能够精确检测出表面
缺陷的分布。

[0032] 在一个示例中，参见图2，所述定位单元12可以包括：

[0033] 光源121，所述光源121用于发射部分地被所述硅片W遮挡的光束B以获得被所述硅片W遮挡并且被所述硅片W反射的反射光束BF以及不被所述硅片W遮挡并且不被所述硅片W
反射的原路光束BO；

[0034] 光屏122，所述光屏122设置成被所述反射光束BF照射以使得所述反射光束BF在所述光屏122上形成与所述硅片W的周缘边界WB相关联的反射光斑FS，参见图2，反射光斑FS的
右端点与周缘边界WB相关联，或者所述光屏122设置成被所述原路光束BO照射以使得所述
原路光束BO在所述光屏122上形成与所述硅片W的周缘边界WB相关联的原路光斑OS，参见图
2，原路光斑OS的左端点与周缘边界WB相关联；

[0035] 感测器123，所述感测器123用于对所述反射光斑FS进行感应并根据感应到的光斑测算所述周缘边界WB中的每一点的实际位置，或者用于对所述原路光斑OS进行感应并根据
感应到的光斑测算所述周缘边界WB中的每一点的实际位置，由此确定出硅片W的实际方位。

[0036] 尽管在附图中未详细示出，但可以理解的是，上述示例中从光源121发射的光束B可以照射硅片W的整个周缘，但产生这样的光束或者说能够发射这样的光束的光源的制造
是困难的，而在本发明的优选实施例中，仍然参见图2，从所述光源121发射的所述光束B可
以仅照射所述硅片W的周缘上的单个点，或者说光束B仅形成在与硅片W垂直的平面中，并且
所述承载驱动单元11还可以用于驱动被承载的所述硅片W转动，如在图2中通过承载驱动单
元11处的箭头示意性地示出的，以使得从所述光源121发射的光束B能够对所述硅片W的周
缘上的每个点进行照射。

[0037] 在上述实施例的一个示例中，参见图3，从所述光源121发射的所述光束B可以是发散的，使得所述反射光斑FS的长度L1大于所述反射光束BF在所述硅片W所处于的平面中的
长度L2，并且使得所述原路光斑OS的长度L3大于所述原路光束BO在所述硅片W所处于的平
面中的长度L4。这样，通过光斑的放大效应，能够更精确地确定出周缘边界WB中的每一点的
实际位置。

[0038] 在上述示例中，如果想要获得光斑的足够大的放大效应，在光束B的发散程度一定的情况下，需要使光屏122远离硅片W足够的距离，由此会造成定位单元12占据更大的空间
或者说使得定位单元12变得笨重，在本发明的优选实施例中，参见图4，所述定位单元12还
可以包括至少一个平面反射镜124，所述至少一个平面反射镜124用于对所述反射光束BF进
行反射，或者用于对所述原路光束BO进行反射（在图4中未具体示出）。这样，能够实现在较
小的空间中获得较大的放大效应，节约了定位单元12占据的空间。

[0039] 在前述实施例的一个示例中，参见图5，所述定位单元12还可以包括至少一个球面反射镜125，所述至少一个球面反射镜125用于对所述原路光束BO进行反射并且构造成使得
所述原路光斑OS的长度L5大于所述原路光束BO在所述硅片W所处于的平面中的长度L6，或
者在图5中未具体示出但类似地，所述至少一个球面反射镜125用于对所述反射光束BF进行
反射并且构造成使得所述反射光斑FS的长度大于所述反射光束BF在所述硅片W所处于的平
面中的长度。这样，通过设置所述至少一个球面反射镜125，同样可以实现光斑的放大效应，
并且同样可以实现减小定位单元12占据的空间。可以理解的是，在这种情况下，从光源121
发射的光束B可以是平行的，如在图5中示出的，当然光束B也可以是发散的甚至可以是汇聚
的。可以理解的是，球面反射镜125可以是如图5中示出的凸面镜，也可以是附图中未具体示
出的凹面镜，只要能够实现对光斑产生放大效应即可，比如在凹面镜的情况下，光束先汇聚
于一点后产生发散从而产生放大效应。

[0040] 参见图6，其中通过实线示出了处于实际方位下的硅片W，通过虚线示出了该硅片W的目标位置，从图6可见，所述偏移量D可以包括如图6中通过叉号示出的硅片中心O的偏心
量DC和硅片周缘缺口N的偏转角DA。

[0041] 在偏移量D为图6中所示的情况下，优选地，参见图7，所述承载驱动单元11可以包括：

[0042] 旋转升降平台111，所述旋转升降平台111用于对所述硅片W进行承载并用于驱动承载在所述旋转升降平台111上的所述硅片W转动以消除所述偏转角DA，并且所述旋转升降
平台111能够在升起位置与降下位置之间移动，其中，所述实际方位在所述硅片W承载在处
于所述升起位置中的所述旋转升降平台111上时确定出，其中图7中示出了处于升起位置中
的旋转升降平台111；

[0043] 定心平台112，所述定心平台112用于对所述硅片W进行承载并用于驱动承载在所述定心平台112上的所述硅片W移动以消除所述偏心量DC；

[0044] 其中，在所述旋转升降平台111从所述升起位置移动至所述降下位置的过程中，承载在所述旋转升降平台111上的所述硅片W被所述定心平台112承载并离开所述旋转升降平
台111。

[0045] 这样，以彼此独立的方式或者说以更为容易实现的方式实现了对偏心量DC以及对偏转角DA的消除。

[0046] 优选地，参见图8，所述旋转升降平台111可以具有位于中央的用于吸附所述硅片W的吸气口111S和位于径向外侧的用于朝向所述硅片提供气流的供气口111F。通过吸气口
111S实现了硅片更稳定的承载，通过供气口111F避免了硅片W在重力的作用下产生变形而
导致方位调准不精确。

[0047] 参见图9，本发明实施例还提供了一种用于检测硅片W的缺陷的设备1，所述设备1可以包括：

[0048] 根据本发明实施例的调准装置10；

[0049] 检测装置20，所述检测装置20用于在所述硅片W处于所述目标方位的情况下对所述硅片W的缺陷进行检测，以根据所述目标方位获知检测出的缺陷在所述硅片W中的分布位
置。

[0050] 需要说明的是：本发明实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

[0051] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵
盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。