一种晶圆片位错图像采集装置及其采集方法

摘要

本发明公开了一种晶圆片位错图像采集装置及其采集方法，采集装置包括机台、支撑件、控制终端、图像显示器、位于支撑件上方并能相对支撑件上的晶圆片平行相对运动的距离采集单元、位于支撑件上方并能相对支撑件上的晶圆片平行相对运动且能相对支撑件上的晶圆片垂直相对运动的图像采集单元，距离采集单元、图像采集单元、图像显示器均与控制终端电性连接。通过该采集装置实现晶圆盘上单点及多点、全片的全自动位错图像采集，无需人工参与，避免晶圆片在采集过程中损害，提高晶圆片位错图像的采集效率及晶圆片的检测效率。

说明书

技术领域

本发明涉及图像采集装置及采集方法，尤其涉及一种晶圆片位错图像采集装置及其采集方法。

背景技术

先进半导体制造工业中，晶圆的一般制备过程是：首先是多晶合成，再通过培养，获得单晶，再通过生长，获得晶棒，再通过切片，获得晶圆片，随后需要进行研磨、抛光、清洗，最终进行晶圆片包装。此外整个晶圆片的制造过程时间长且返工性差，可以想象，只要其中一个步骤出现问题，造成的损失是巨大的。为了能够获得较高的晶圆片制造成品率，需要在整个晶圆片制造过程中进行过程检测，其中在对晶圆片的晶圆位错检测是确保晶圆片质量的重要手段。

现有技术中，在获得晶棒后，切片获得晶圆片前，通常需要首先获取晶棒头尾两端的晶圆片，并对这两片晶圆片进行晶圆位错检测。目前使用的是人工通过显微镜观察晶圆片位错情况。该手段不足：人工检测效率低、一致性低、且很难实现全片检测。

发明内容

本发明提供了一种晶圆片位错图像采集装置及其采集方法，其克服了背景技术中所述的现有技术的不足。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种晶圆片位错图像采集装置，它包括机台、设在机台上的用于稳定置放晶圆片的支撑件、带处理器的控制终端、图像显示器、位于支撑件上方并能相对支撑件上的晶圆片平行相对运动的距离采集单元、位于支撑件上方并能相对支撑件上的晶圆片平行相对运动且能相对支撑件上的晶圆片垂直相对运动的图像采集单元，该距离采集单元、图像采集单元、图像显示器均与该控制终端电性连接，通过该图像采集单元获取支撑件上晶圆片的图像信息并反馈给控制终端，通过距离采集单元获取该距离采集单元到支撑件上晶圆片的距离信息并反馈给控制终端。

一实施例之中：该机台台面上设有一运动平台，该支撑件固设在该运动平台上，通过运动平台带动该支撑件及支撑件上的晶圆片在二维平面上运动。

一实施例之中：该运动平台与该控制终端电性连接并受控制终端控制运动。

一实施例之中：该图像采集单元与一垂直运动机构连接并受该垂直驱动机构驱动以相对该支撑件上的晶圆片垂直运动。

一实施例之中：该距离采集单元和图像采集单元均固设在一垂直运动机构上并受该垂直驱动机构驱动以相对该支撑件上的晶圆片垂直运动。

一实施例之中：该图像采集单元为一摄像镜头。

一实施例之中：该距离采集单元为光电测距传感仪。

一种晶圆片位错图像采集装置的采集方法，它包括如下步骤：

步骤1，将图像采集单元调整到能对晶圆片一位置处的位错进行清晰成像时的高度位置，记录距离采集单元到晶圆片该位置处之间的垂直距离一；并保持距离采集单元与图像采集单元在垂直晶圆片的垂直方向上无相对运动；

步骤2，使距离采集单元相对晶圆片平行移动到晶圆片待获取位错图像的指定位置的正上方并获取该距离采集单元到该指定位置的垂直距离二；

步骤3，使图像采集单元相对晶圆片平行移动到晶圆片的指定位置上方；根据步骤2获得的垂直距离二与步骤一已知的垂直距离一的差值，图像采集单元相对晶圆片做垂直运动且运动幅度为该差值，使图像采集单元到达能获取清晰成像的高度位置，以获取清晰的位错图像。

一种晶圆片位错图像采集装置的采集方法，它包括如下步骤：

步骤1，将图像采集单元调整到能对晶圆片一位置处的位错进行清晰成像时的高度位置，记录距离采集单元到晶圆片该位置处之间的垂直距离一；并保持距离采集单元与图像采集单元在垂直晶圆片的垂直方向上无相对运动；

步骤2，使距离采集单元按照设定的轨迹相对晶圆片平行移动到晶圆片待获取位错图像的多个指定位置的正上方，依次获取该距离采集单元到该些指定位置的垂直距离二并记录保存；

步骤3，使图像采集单元按照步骤2设定的轨迹相对晶圆片平行移动到晶圆片的多个指定位置上方；根据步骤2获得的各指定位置对应的垂直距离二与步骤一已知的垂直距离一的差值，图像采集单元在每个指定位置处相对晶圆片做垂直运动且运动幅度为该差值，使图像采集单元到达能获取清晰成像的高度位置，以获取清晰的位错图像。

一实施例之中：所述步骤2和步骤3中，通过控制终端控制图像采集单元和距离采集单元按照设定轨迹相对晶圆片平行移动到各指定位置，通过控制终端控制图像采集单元相对晶圆片垂直运动。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本案所述位错图像采集装置及采集方法能够清晰获取晶圆的位错图像，且图像获取和检测过程为非接触过程，可避免操作员、测试板接触晶圆片，即避免对晶圆片造成损坏或污染；

2.实现图像的自动获取，通过控制终端控制运动平台及图像采集装置运动，实现距离采集单元对距离信息的自动获取，及圆片任意位置位错图像的自动获取，实现全片位错图像的自动获取和检测、位错图像采集效率高，一致性高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为一种晶圆片位错图像采集装置的正视图。

图2为一种晶圆片位错图像采集装置的俯视图。

图3为一种晶圆片位错图像采集装置单点图像采集的流程图。

图4为一种晶圆片位错图像采集装置多点或全片图像采集的流程图。

具体实施方式

请查阅图1和图2，一种晶圆片位错图像采集装置，它包括机台1、设在机台1上的用于稳定置放晶圆片5的支撑件2、带处理器的控制终端3、图像显示器4、位于支撑件2上方并能相对支撑件2上的晶圆片5平行相对运动的距离采集单元6、位于支撑件2上方并能相对支撑件2上的晶圆片5平行相对运动且能相对支撑件2上的晶圆片5垂直相对运动的图像采集单元7，该距离采集单元6、图像采集单元7、图像显示器4均与该控制终端3电性连接，通过该图像采集单元7获取支撑件2上晶圆片5的图像信息并反馈给控制终端3，通过距离采集单元6获取该距离采集单元6到支撑件2上晶圆片5的距离信息并反馈给控制终端3。

该机台1台面上设有一运动平台8，该支撑件2固设在该运动平台8上，通过运动平台8带动该支撑件2及支撑件2上的晶圆片5在二维平面上运动，实现图像采集单元7和距离采集单元6相对晶圆片6的平行运动。该运动平台8与该控制终端3电性连接并受控制终端3控制运动，实现图像采集单元7与距离采集单元6相对晶圆片5的自动运动。该二维运动的运动平台8包括横向驱动机构和纵向驱动机构，驱动机构可以是气缸驱动机构、丝杆驱动机构等。

该图像采集单元7与一垂直运动机构连接并受该垂直驱动机构驱动以相对该支撑件2上的晶圆片5垂直运动。该垂直运动机构可以是气缸驱动机构、丝杠驱动机构等。

本实施例中，该距离采集单元6和图像采集单元7均固设在一垂直运动机构上并受该垂直驱动机构驱动以相对该支撑件2上的晶圆片5垂直运动，即距离采集单元6和图像采集单元7保持同步运动。

本实施例中，该图像采集单元7为一摄像镜头，该距离采集单元6为光电测距传感仪。

基于上述晶圆片5位错图像采集装置的采集方法，请查阅图3，实现单点图像采集，单点图像采集执行如下步骤：

步骤1，将图像采集单元7调整到能对晶圆片5一位置处的位错进行清晰成像时的高度位置，记录距离采集单元6到晶圆片5该位置处之间的垂直距离一；并保持距离采集单元6与图像采集单元7在垂直晶圆片5的垂直方向上无相对运动；对于本实施例所述的采集装置，是将距离采集单元6和图像采集单元7共同固设在一垂直运动机构上，因此可以保证距离采集单元6和图像采集单元7在垂直方向共同运动，无相对运动；

步骤2，使距离采集单元6相对晶圆片5平行移动到晶圆片5待获取位错图像的指定位置的正上方并获取该距离采集单元6到该指定位置的垂直距离二；

步骤3，使图像采集单元7相对晶圆片5平行移动到晶圆片5的指定位置上方；根据步骤2获得的垂直距离二与步骤一已知的垂直距离一的差值，图像采集单元7相对晶圆片5做垂直运动且运动幅度为该差值，使图像采集单元7到达能获取清晰成像的高度位置，以获取清晰的位错图像。

一种晶圆片位错图像采集装置的采集方法，请查阅图4，实现多点采集或全片采集，它包括如下步骤：

步骤1，将图像采集单元7调整到能对晶圆片5一位置处的位错进行清晰成像时的高度位置，记录距离采集单元6到晶圆片5该位置处之间的垂直距离一；并保持距离采集单元6与图像采集单元7在垂直晶圆片的垂直方向上无相对运动；

步骤2，使距离采集单元6按照设定的轨迹相对晶圆片5平行移动到晶圆片5待获取位错图像的多个指定位置的正上方，依次获取该距离采集单元6到该些指定位置的垂直距离二并记录保存；

步骤3，使图像采集单元7按照步骤2设定的轨迹相对晶圆片5平行移动到晶圆片5的多个指定位置上方；根据步骤2获得的各指定位置对应的垂直距离二与步骤一已知的垂直距离一的差值，图像采集单元7在每个指定位置处相对晶圆片5做垂直运动且运动幅度为该差值，使图像采集单元7到达能获取清晰成像的高度位置，以获取清晰的位错图像。

本实施例所述的采集方法中，通过控制终端3控制图像采集单元7和距离采集单元6相对晶圆片5移动到各指定位置，通过控制终端3控制图像采集单元7相对晶圆片5垂直运动，距离采集单元6测得的距离信息反馈给控制终端3并由控制终端3记录、计算处理，图像采集单元7捕获的位错图像信息反馈给控制终端3并由控制终端3发送至图像显示器4显示出来。整个图像的获取过程全自动、无人工参与。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。