TWI756555B - 一種晶圓缺陷檢測對位裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之裝置主要在於改善晶圓檢測過程中，角度偏差問題。透過本發明所揭露之角度旋轉裝置，能達到大幅提升改善先前技術運作效率之目的。
Description
本發明之裝置主要在於改善晶圓檢測過程中，角度偏差問題。透過本發明所揭露之角度旋轉裝置，能達到大幅提升改善先前技術運作效率之目的。
先前技術中，晶圓樣品檢測時放置如圖1，檢測晶圓為100，其中101為光軸中心，光源、取像裝置之中心點均預設位於此軸線上，樣品擺放角度102與視野範圍移動方向103存在一θ角度誤差104，在拍攝過程中，影像成像範圍隨移動方向移動時，角度誤差較小者可透過軟體進行結果的修正，若嚴重時則會遇到取像樣品位於視野範圍外105的狀況，若發生此問題時必須配合使用與另一垂直方向修正克服，如此會耗費額外時間降低檢測效率。當放大倍率需求不斷提升，可視範圍不斷縮小的狀況下，影響操作效率問題就會更加顯著。
為克服晶圓擺放角度誤差，專利WO2009011417A1透過一種外部檢查裝置，能預先對平板樣品進行旋轉，在被檢查物旋轉一周的期間，拍攝被檢查物複數個位置，透過拍攝結果進行運算，可得知該被檢查物與攝影裝置的相對位置，後續再透過設備之取放過程，針對此檢查裝置求出的相對位置進行修正；但取放過程，存在不可預期之機械誤差而導致對位精度不足問題依舊存在。
專利CN103811387A公開一種晶圓預對準的方法及裝置，該裝置內包含角度調整機構，角度調整機構直接驅動晶圓旋轉或平移，以帶動晶圓至需求的測試位置；此方法透過直接驅動方式修正角度，克服修正後的取放動作可能導致角度誤差，但在此角度調整機構中，平移組件需攜帶旋轉組件移動，故在平移組件不斷移動的拍攝條件下，平移組件必需承受旋轉組件的重力加速度，而使整體運作發生晃動不利於穩定拍攝。
因此，本發明揭露一角度旋轉裝置，能使樣品沿光軸中心104進行旋轉，待測樣品直接於光學檢測區域內完成對位，完成動作後即固定於樣品載台上不再移動，解決先前技術中，存在取放誤差，或是機構龐大，運作中容易產生晃動問題；其架構及實施方式如下。
本發明之裝置主要在於改善晶圓檢測過程中，角度偏差問題。透過本發明所揭露之角度旋轉裝置，能達到大幅提升改善先前技術運作效率之目的。
為達成上述目標，本發明提供一檢測裝置，此檢測裝置主要包括光源裝置、影像擷取裝置、角度旋轉裝置、檢測平台與運動機構，上述光源裝置照射區域為直徑1-400mm之區域；影像擷取裝置用以取得穿透之影像資訊；角度旋轉裝置能頂起樣品並旋轉。角度旋轉裝置內部設計有容納光源裝置或影像擷取裝置的空間，其動作方式可為內部裝置同時進行頂升動作，或內部裝置獨立執行移動動作；檢測平台用以乘載待測樣品取得不同位置之影像；透過上述裝置之組合，最終取像結果能取得具有穿透之影像資訊。
有別於先前技術，本發明之角度旋轉裝置位於檢測區域內，有別於先前技術利用外部定位裝置，定位完成後再移動至檢測區域內，且角度旋轉裝置並未與樣品固定且同步進行移動，角度修正過程會先將角度旋轉裝置向上頂升，頂起樣品進行修正角度後放下，放置於檢測平台的平面，此檢測平台的平面維持良好的水平，能夠確保相對位置未有位移，再藉由運動機構達成不同取像位置的移動；更進一步說明，因為光源裝置與影像擷取裝置保持於同一軸線，並未有相對位移，不同位置的取像仰賴運動機構移動此軸線或移動檢測平台達成，故能降低移動部件的動量並降低晃動；又本發明與光源裝置並未與檢測平台結合，運動機構不需同時負載光源裝置及檢測平台，故能夠同時具備取得穿透影像及減輕晃動的特性，尤其以運動機構僅移動檢測平台為最佳方式。
本發明之中光源裝置所使用之波長，需與晶圓基材配合，若基板材質為矽或砷化鎵，則波長選用範圍則可以為800-1700nm；氮化鎵或氧化鋁基板之波長選用範圍可以為200-1100nm；碳化矽基板之波長選用範圍可以為100-1000nm。
又本發明中光源裝置之位置可位於待測樣品的上方或下方。
又本發明中影像擷取裝置可位於待測樣品的上方或下方，但相對於光源裝置的另一側，並與光源裝置相對位置固定，維持固定軸線上且未有相對的移動。
又本發明中檢測平台為可透光設計。
為讓上述目的、技術特徵和優點能更淺顯易懂，下文以較佳實施例配合圖式進行詳細說明。
100:檢測晶圓
101:光軸中心
102:樣品擺放角度
103:視野範圍移動方向
104:θ角度誤差
105:取像樣品位於視野範圍外
200:晶圓缺陷檢測裝置
201:光源裝置
202:角度旋轉裝置
203:影像擷取裝置
204:樣品承載平台
205:運動裝置
206:光軸中心
301:角度旋轉裝置頂升氣缸
302:光源裝置頂升氣缸
400:晶圓缺陷檢測裝置
401:光源裝置
402:角度旋轉裝置
403:影像擷取裝置
404:樣品承載平台
405:運動裝置
501:角度旋轉裝置頂升氣缸
502:影像擷取裝置頂升Z軸
圖1為晶圓缺陷檢測之角度誤差示意圖
圖2為晶圓缺陷檢測裝置示意圖
圖3為角度旋轉機構之另一細部設計
圖4為晶圓缺陷檢測裝置另一示意圖
圖5為角度旋轉機構之另一細部設計
本發明揭示一種晶圓缺陷檢測裝置，以下將配合圖示說明本發明的具體實施方式，請參閱圖2：本發明晶圓缺陷檢測裝置200之中，包含光源裝置為201、角度旋轉裝置202、影像擷取裝置203、承載平台204與運動機構205，其中光源裝置201與影像擷取裝置203之中心連線為光軸中心206，被測樣品基材為矽(Si)。
光源裝置201選用之波長為800-1700nm且照射範圍直徑為10mm，且光源裝置201固定於角度旋轉裝置202內；參考圖1運算方式求得樣品擺放存在θ角度誤差104，角度旋轉裝置202主要動作為向上頂升承載平台204後，旋轉承載平台204以將固定其上之待測樣品轉至正確檢測角度，且內部固定有光源裝置201，執行頂升或旋轉動作時帶動光源裝置201一同動作；角度旋轉機構之細部設計亦可為圖3所示，角度旋轉裝置202與光源裝置201能單獨透過氣缸301與302頂升，如此能更精準控制光源高度位置；影像擷取裝置203為CCD與鏡筒加以組合構成，其影像擷取裝置203固定於機構件上，對光源裝置201無任何相對位置之移動；使用時將待測樣品
固定於承載平台204上方，且能夠讓光源裝置201所提供之光源穿透，而運動裝置205可為XY移動平台，帶動承載平台204達成獨立進行XY方向運動。
透過以上裝置之組合，角度旋轉裝置202中具有容納光源裝置201之空間，如此設計才能使800-1700nm波長光源穿透晶圓基材，取得晶圓內部的穿透影像或晶圓經過切割的基材邊緣狀況，最終成像結果可透過灰階變化得知異常位置，同時有別於先前技術DE102016101452B4之設計，本實施例承載平台204與光源裝置201並非相結合之運動裝置，如此能夠改善晃動問題，並且角度旋轉裝置202能於檢測範圍中將承載平台204及其上之樣品頂起，修正角度後下降至原本檢測範圍中，改善樣品擺放角度誤差問題；而10mm光源位置與影像擷取裝置固定光軸中心206，則能以穩定的光源進行分析，具有多項進步性。
另一方面，本實施例之另一實施例可以為圖4所示，用以檢測砷化鎵(GaAs)晶圓，本發明晶圓缺陷檢測裝置400中，包含光源裝置401、角度旋轉裝置402、影像擷取裝置403、承載平台404與運動機構405。
光源裝置401選用之波長為800-1700nm且照射範圍直徑為20mm，角度旋轉裝置402主要動作為旋轉承載平台404及其上待測樣品，且內部空間有影像擷取裝置403，而影像擷取裝置403可以使用顯微鏡組與相機結合，並將成像結果以數位方式傳輸，並且擷取裝置403與光源裝置401位於同一軸線上，但透過運動裝置405可同時移動光源裝置401與擷取裝置403，將軸線移動至不同檢測位置，檢測樣品固定於承載平台404上，且樣品相對位置維持在光源裝置401與擷取裝置403之間；又角度旋轉裝置402細部設計亦可以為圖5所示，角度旋轉裝置402與影像擷取裝置403能單獨透過
氣缸501與Z軸502頂升，如此能更精準控制影像擷取裝置403位置；。
透過以上裝置之組合，光源裝置401位置不同於實施例一，但能參考圖1方式計算出樣品擺放存在θ角度誤差104，透過角度旋轉裝置402將角度修正至0.5度以內，達成本發明之目的；同時檢測樣品位於光源裝置401與影像擷取裝置403之間，且光源裝置401與影像擷取裝403安裝於相對固定之軸線上，並未有任何相對位移，運動裝置405同時移動上述軸線至不同位置，可取得穿透資訊之影像，並且不同位置均使用相同穩定光源，改善灰階誤差問題。
上述實施例僅用來舉例本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
200:晶圓缺陷檢測裝置
201:光源裝置
202:角度旋轉裝置
203:影像擷取裝置
204:樣品承載平台
205:運動裝置
206:光軸中心
Claims (5)
- 一種晶圓缺陷檢測裝置，能取得同時具有表面及穿透之影像資訊之檢測裝置，該晶圓缺陷檢測裝置包含：一光源裝置，照射待測樣品區域為1-400mm直徑之區域；一影像擷取裝置，用以取得待測樣品之穿透及表面資訊影像；一角度旋轉裝置，用以頂起樣品並旋轉，且角度旋轉裝置中有容納光源裝置或影像擷取裝置的空間，容納於其中的光源或影像擷取裝置，可同時或分開與角度旋轉裝置進行升降或旋轉移動；一檢測平台，用於承載待測樣品；一運動機構，用以移動檢測平台或同時移動光源與影像擷取裝置。
- 如請求項1所述之晶圓缺陷檢測裝置，其中光源裝置之波長需與晶圓基材配合，若基板材質為矽或砷化鎵，則波長選用範圍則可以為800-1700nm；氮化鎵或氧化鋁基板之波長選用範圍可以為200-1100nm；碳化矽基板之波長選用範圍可以為100-1000nm。
- 如請求項1所述之晶圓缺陷檢測裝置，其中光源裝置之位置可位於樣品的上方或下方。
- 如請求項1所述之晶圓缺陷檢測裝置，其中影像擷取裝置位於光源裝置另一側，且與光源裝置相對位置固定，未有相對位置的水平方向移動。
- 如請求項1所述之晶圓缺陷檢測裝置，其中檢測平台為可透光設計。
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| TW108127450A TWI756555B (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一種晶圓缺陷檢測對位裝置 |
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| TW108127450A TWI756555B (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一種晶圓缺陷檢測對位裝置 |
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| TW202107060A TW202107060A (zh) | 2021-02-16 |
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| TW108127450A TWI756555B (zh) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | 一種晶圓缺陷檢測對位裝置 |
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