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非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法

阅读：81发布：2020-05-13

专利汇可以提供非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法，利用光的散射原理来对硅片的边缘和硅片表面颗粒进行检测，在检测过程中通过机械手进行取片和对硅片进行分类放置，实现了自动化控制，检测结束后会形成一个检测图像和一组对应硅片的粗糙度的数据，可以使检测者更加直观简便的得出硅片的信息。，下面是非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，其特征在于：包括工作箱、硅片发送台、硅片接收台、硅片待测台、第一机械手、定位机械手、第二机械手、激光发散系统和散射光接收系统，所述硅片发送台位于所述箱体入口，所述硅片接收台位于所述箱体出口，所述第一机械手、定位机械手、第二机械手、硅片待测台、激光发散系统和散射光接收系统均位于所述箱体内，所述第一机械手和所述第二机械手分别位于所述硅片待测台的两侧，所述定位机械手位于所述硅片待测台下方。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，其特征在于：还包括控制系统和显示系统，所述显示系统与所述控制系统相连。
3.根据权利要求2所述的一种非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，其特征在于：所述激光发散系统包括激光器、光电传感器和光电式寻边机，所述光电传感器和所述光电式寻边机位于所述定位机械手下方，所述激光器、光电传感器和光电式寻边机均与所述控制系统相连。
4.根据权利要求2所述的一种非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，其特征在于：所述散射光接收系统包括若干散射光传感器，所述散射光传感器与所述控制系统相连。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，其特征在于：所述定位机械手为带有吸盘的旋转机械手。
6.非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测方法，包括以下步骤：
对硅片待测参数进行范围设定，激光器和光电式寻边机会根据光电传感器的感应自行启动和停止；
将装有硅片的片篮放到硅片发送台，通过第一机械手将硅片从片篮中取出放到硅片待测台，激光器和光电式寻边机对硅片的端面边缘进行扫描，同时定位机械手吸住硅片并旋转，旋转360度后停止；
在对硅片的端面边缘进行扫描的同时，散射光接收系统接收硅片表面颗粒所散射的散射光，散射光信号发送至控制系统；
控制系统对获得光信息进行处理，得出相应的图像和测试数据，并发送至显示系统显示，同时控制系统对测得的硅片参数与设定的参数范围比对；
待测硅片测试完成后，第二机械手将不合格硅片放置于不合格硅片接收台的片蓝中，将合格硅片放置于合格硅片接收台的片蓝中。

说明书全文

非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法

技术领域

[0001] 本发明创造属于检测装置领域，尤其是涉及一种非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法。

背景技术

[0002] 随着硅片直径的增加，每片硅片上的芯片数目会增加，芯片的成本就会降低。但是随着硅片向大直径的方向发展，厂商对半导体硅晶圆片的质量要求也越来越高，但是影响硅晶圆片性能的因素有很多，其中硅片的表面形貌特征是主要反应硅片质量的标准之一。硅片表面的形貌特征包括颗粒的大小和密度、有机物、微粗糙度、自然氧化层等等，这些都会严重影响后期制造出器件的性能。而对于制造芯片来说，硅片的表面质量控制非常重要，所以对硅片表面形貌进行检测是非常重要的。而现有的硅片表面粗糙度检测一般采用人工手持检测仪逐一对硅片进行扫描检测，其检测效率低，而且极易造成漏检，而且现在的粗糙度检测仪在检测时需要与硅片表面直接接触，会对硅片表面造成损坏，为后面的硅片使用留下了安全隐患。

发明内容

[0003] 本发明创造要解决以上技术问题，提供非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明创造采用的技术方案是：非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，包括工作箱、硅片发送台、硅片接收台、硅片待测台、第一机械手、定位机械手、第二机械手、激光发散系统和散射光接收系统，所述硅片发送台位于所述箱体入口，所述硅片接收台位于所述箱体出口，所述第一机械手、定位机械手、第二机械手、硅片待测台、激光发散系统和散射光接收系统均位于所述箱体内，所述第一机械手和所述第二机械手分别位于所述硅片待测台的两侧，所述定位机械手位于所述硅片待测台下方。

[0005] 进一步，还包括控制系统和显示系统，所述显示系统与所述控制系统相连。

[0006] 进一步，所述激光发散系统包括激光器、光电传感器和光电式寻边机，所述光电传感器和所述光电式寻边机位于所述定位机械手下方，所述激光器、光电传感器和光电式寻边机均与所述控制系统相连。

[0007] 进一步，所述散射光接收系统包括若干散射光传感器，所述散射光传感器与所述控制系统相连。

[0008] 进一步，所述定位机械手为带有吸盘的旋转机械手。

[0009] 非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测方法，包括以下步骤：

[0010] 对硅片待测参数进行范围设定，激光器和光电式寻边机会根据光电传感器的感应自行启动和停止；

[0011] 将装有硅片的片篮放到硅片发送台，通过第一机械手将硅片从片篮中取出放到硅片待测台，激光器和光电式寻边机对硅片的端面边缘进行扫描，同时定位机械手吸住硅片并旋转，旋转360度后停止；

[0012] 在对硅片的端面边缘进行扫描的同时，散射光接收系统接收硅片表面颗粒所散射的散射光，散射光信号发送至控制系统；

[0013] 控制系统对获得光信息进行处理，得出相应的图像和测试数据，并发送至显示系统显示，同时控制系统对测得的硅片参数与设定的参数范围比对；

[0014] 待测硅片测试完成后，第二机械手将不合格硅片放置于不合格硅片接收台的片蓝中，将合格硅片放置于合格硅片接收台的片蓝中。

[0015] 本发明创造具有的优点和积极效果是：非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备和检测方法，利用光的散射原理来对硅片的边缘和硅片表面颗粒进行检测，在检测过程中通过机械手进行取片和对硅片进行分类放置，实现了自动化控制，检测结束后会形成一个检测图像和一组对应硅片的粗糙度的数据，可以使检测者更加直观简便的得出硅片的信息。附图说明

[0016] 图1是非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备结构示意图。

[0017] 图中：1、显示系统； 2、定位机械手； 3、硅片发送台；

[0018] 4、第一机械手； 5、第二机械手； 6、硅片接收台；

[0019] 7、激光发散系统； 8、散射光接收系统； 9、硅片待测台；

[0020] 10、工作箱。

具体实施方式

[0021] 下面对本发明创造的具体实施例做详细说明。

[0022] 如图1所示，非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测设备，包括工作箱10、硅片发送台3、硅片接收台6、硅片待测台9、第一机械手4、定位机械手2、第二机械手5、激光发散系统7和散射光接收系统8，所述硅片发送台3位于所述箱体10入口，所述硅片接收台6位于所述箱体10出口，所述第一机械手4、定位机械手2、第二机械手5、硅片待测台9、激光发散系统7和散射光接收系统8均位于所述箱体10内，所述第一机械手4和所述第二机械手5分别位于所述硅片待测台9的两侧，所述定位机械手2位于所述硅片待测台9下方。

[0023] 还包括控制系统和显示系统1，所述显示系统1与所述控制系统相连。

[0024] 所述激光发散系统7包括激光器、光电传感器和光电式寻边机，所述光电传感器和所述光电式寻边机位于所述定位机械手2下方，所述激光器、光电传感器和光电式寻边机均与所述控制系统相连。

[0025] 所述散射光接收系统8包括若干散射光传感器，所述散射光传感器与所述控制系统相连。

[0026] 所述定位机械手2为带有吸盘的旋转机械手。

[0027] 非接触式扫描抛光片表面粗糙度的检测方法，包括以下步骤：

[0028] 对硅片待测参数进行范围设定，激光器和光电式寻边机会根据光电传感器的感应自行启动和停止；

[0029] 将装有硅片的片篮放到硅片发送台3，通过第一机械手4将硅片从片篮中取出放到硅片待测台9，激光器和光电式寻边机对硅片的端面边缘进行扫描，同时定位机械手2吸住硅片并旋转，旋转360度后停止；

[0030] 在对硅片的端面边缘进行扫描的同时，散射光接收系统8接收硅片表面颗粒所散射的散射光，散射光信号发送至控制系统；

[0031] 控制系统对获得光信息进行处理，得出相应的图像和测试数据，并发送至显示系统1显示，同时控制系统对测得的硅片参数与设定的参数范围比对；

[0032] 待测硅片测试完成后，第二机械手5将不合格硅片放置于不合格硅片接收台6的片蓝中，将合格硅片放置于合格硅片接收台6的片蓝中。

[0033] 一个最佳实施例为利用非接触式抛光片表面粗糙度的检测方法检测8英寸抛光片边缘形貌，其主要是运用光的散射原理。在开启边缘测试系统后，对8寸硅片要测的参数进行范围设定，然后将装有8寸硅片的片篮放到存放片篮的硅片发送台3上，通过第一机械手4将8寸硅片从片篮中取出放到硅片待测台9，硅片待测台9下方有一个光电式寻边器和旋转机械手对硅片进行寻边中心定位，寻边结束后激光系统将开始从硅片的参考端面开始对8寸硅片的边缘进行扫描，扫描的同时8寸硅片下方的旋转机械手的吸盘吸住硅片，以一定的角速度进行旋转，也就是边旋转边扫描，硅片旋转360度后停止。在扫描的过程中，如果在硅片的表面有颗粒或者擦伤时，由于不同物质表面对光的散射率是不同的，光学信号就会发生一定的变化，散射光传感器对光信号进行接收并会有一个相应地控制系统对接收到的散射光信号进行处理，并得出相应的图像和测试数据通过显示系统1显示，同时控制系统会对测得的硅片的参数与设定的参数范围进行对比，合格的硅片第二机械手5会将硅片放在合格硅片接收台6上的片篮当中，不合格的硅片第二机械手5将会放到不合格硅片接收台6上的片篮当中。

[0034] 以上对本发明创造的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明创造的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明创造的实施范围。凡依本发明创造申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明创造的专利涵盖范围之内。

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