一种宏微观晶圆缺陷检测装置的制作方法

本技术涉及机器视觉检测,特别是涉及一种宏微观晶圆缺陷检测装置。

背景技术：

1、在半导体生产与制造领域，晶圆作为芯片的载体，其表面质量直接决定了最终产品的性能、良率及可靠性。因此，晶圆缺陷检测是半导体产业链中至关重要且不可或缺的一环。通过精确识别晶圆表面的各类缺陷，如划痕、裂纹、污染及颗粒异物等，不仅能够及时剔除不合格产品，更能为前道工艺提供实时的数据反馈，从而优化制造流程，持续提升整体良率。

2、目前，业界普遍采用基于机器视觉的自动检测技术来完成这一任务。该类技术通常利用高分辨率的ccd相机配合特定的光源系统，捕捉晶圆表面的微观形貌，并结合先进的图像处理与人工智能算法，实现对缺陷的自动识别与分类。这些系统普遍具备高分辨率成像、快速检测能力、智能化分析以及一定的灵活性与可扩展性，以满足高效率、高精度的生产需求。

3、然而，现有的晶圆缺陷检测技术在实际应用中仍面临显著挑战。具体而言，晶圆表面的缺陷在尺寸、类型和影响范围上存在巨大差异。宏观缺陷，如大尺寸的划痕、裂纹和区域性污染，可能在生产的早期阶段就影响多个芯片，甚至波及整片晶圆。若不能在生产线上游及时发现，将导致后续数百甚至数千片晶圆的批量性报废，造成巨大经济损失。另一方面，微观缺陷，如微小的凹坑、细微颗粒和表面污染，虽然尺寸微小，但会直接影响芯片的制造精度和最终产品的电性性能，同样不容忽视。

4、目前市面上的检测设备功能往往相对单一，或侧重于宏观的整体扫描，或专注于微观的高精度成像。这导致在实际生产流程中，经常需要将同一片晶圆在不同功能的检测设备之间进行流转，分别进行宏观初检和微观精检。这种检测模式大幅降低了检测效率，增加了设备投入成本。

5、因此，亟需一种能够集成宏观与微观检测功能于一体的综合性检测平台，能够在同一工位完成缺陷的全方位检测，从而实现更高效的早期缺陷发现、更全面的质量评估以及更低的综合成本。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其可对晶圆的表面进行宏观和微观检测，相对提高检测效率。

2、本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

3、一种宏微观晶圆缺陷检测装置，包括：

4、宏观检测单元，其包括宏观调节组件、宏观夹持组件、光源以及宏观相机，所述宏观调节组件包括固定安装的r轴驱动机构和固定安装于所述r轴驱动机构驱动端的f轴驱动机构，所述r轴驱动机构的转轴轴线竖向延伸，所述f轴驱动机构的转轴轴线水平延伸，且所述宏观夹持组件固定安装于所述f轴驱动机构的驱动端，所述宏观夹持组件用于夹持晶圆；

5、微观检测单元，其包括固定安装的微观平台、固定安装于所述微观平台的第一直线驱动机构、固定于所述第一直线驱动机构驱动端的晶圆吸附机构以及固定安装于所述微观平台的明暗场检测机构，所述第一直线驱动机构的驱动方向为水平方向，所述晶圆吸附机构用于吸附晶圆，所述明暗场检测机构用于拍摄晶圆的正面和背面。

6、本实用新型的有益效果是：采用宏观检测单元对晶圆进行其表面的尺寸较大的划痕、裂纹及污染的检测，然后通过微观检测单元对晶圆1进行其正面和背面的明场和暗场检测，以检测晶圆表面尺寸较小的划痕、裂纹、小凹坑、颗粒及表面污染等缺陷，从而完成对晶圆的全方位检测工作，相对提高检测效率。

7、在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

8、进一步，所述宏观调节组件还包括固定安装的宏观底板、固定安装的t轴驱动机构以及固定安装于所述t轴驱动机构驱动端的p轴驱动机构，所述t轴驱动机构的转轴轴线竖向延伸，所述t轴驱动机构的转轴轴线水平延伸，所述r轴驱动机构固定安装于所述p轴驱动机构的驱动端。

9、进一步，所述宏观夹持组件包括固定安装于所述f轴驱动机构驱动端的晶圆底板，所述晶圆底板开设有宏观吸附槽，所述宏观吸附槽用于连通负压产生器，且所述宏观吸附槽用于吸附晶圆的边缘端部。

10、进一步，所述宏观夹持组件还包括固定于所述晶圆底板的压紧电机，所述压紧电机的驱动轴可拆卸连接有压杆，所述压杆用于下压晶圆。

11、进一步，所述压紧电机的驱动轴套设有扭簧，所述扭簧的一端固定于所述晶圆底板，另一端固定于所述压杆。

12、进一步，所述宏观吸附槽呈上开口结构，且所述晶圆底板固定有环绕于所述宏观吸附槽的限位台，所述限位台用于抵接于晶圆的径向侧面。

13、进一步，所述光源包括均固定安装的宏观明场光源和宏观暗场光源，所述宏观明场光源的光线与水平面呈60°-80°的夹角照射晶圆，所述宏观暗场光源的光线与水平面呈10°-30°的夹角照射晶圆。

14、进一步，所述晶圆吸附机构包括卡盘基座和多个吸附角块，所述卡盘基座呈上下开口结构并固定于所述第一直线驱动机构的驱动端，各个所述吸附角块均周向均匀间隔分布于所述卡盘基座的上侧，且各个所述吸附角块均开设有微观吸附槽，所述微观吸附槽用于连通负压产生器，且所述微观吸附槽用于吸附晶圆的边缘端部。

15、进一步，所述明暗场检测机构包括均固定安装于所述微观平台的微观正面明场光源、微观正面暗场光源、微观正面成像器、微观背面明场光源、微观背面暗场光源以及微观背面成像器，所述微观正面明场光源和所述微观正面暗场光源用于对晶圆的正面进行照射，所述微观正面成像器用于对晶圆的正面进行拍摄，所述微观背面明场光源和所述微观背面暗场光源用于对晶圆的背面进行照射，所述微观背面成像器用于对晶圆的背面进行拍摄。

16、进一步，所述微观检测单元还包括固定安装于所述微观平台的第二直线驱动机构、固定安装于所述第二直线驱动机构驱动端的第三直线驱动机构以及固定安装于所述第三直线驱动机构驱动端的定点检测器，所述第二直线驱动机构的驱动方向为水平方向，且垂直所述第一直线驱动机构的驱动方向，所述第三直线驱动机构的驱动方向为竖直方向，所述定点检测器用于对晶圆的正面进行拍摄。

1.一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述宏观调节组件（2）还包括固定安装的宏观底板（23）、固定安装的t轴驱动机构（24）以及固定安装于所述t轴驱动机构（24）驱动端的p轴驱动机构（25），所述t轴驱动机构（24）的转轴轴线竖向延伸，所述t轴驱动机构（24）的转轴轴线水平延伸，所述r轴驱动机构（21）固定安装于所述p轴驱动机构（25）的驱动端。

3.根据权利要求1所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述宏观夹持组件（3）包括固定安装于所述f轴驱动机构（22）驱动端的晶圆底板（31），所述晶圆底板（31）开设有宏观吸附槽（311），所述宏观吸附槽（311）用于连通负压产生器，且所述宏观吸附槽（311）用于吸附晶圆（1）的边缘端部。

4.根据权利要求3所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述宏观夹持组件（3）还包括固定于所述晶圆底板（31）的压紧电机（32），所述压紧电机（32）的驱动轴可拆卸连接有压杆（33），所述压杆（33）用于下压晶圆（1）。

5.根据权利要求4所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述压紧电机（32）的驱动轴套设有扭簧（34），所述扭簧（34）的一端固定于所述晶圆底板（31），另一端固定于所述压杆（33）。

6.根据权利要求3所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述宏观吸附槽（311）呈上开口结构，且所述晶圆底板（31）固定有环绕于所述宏观吸附槽（311）的限位台（312），所述限位台（312）用于抵接于晶圆（1）的径向侧面。

7.根据权利要求1所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述光源（4）包括均固定安装的宏观明场光源（41）和宏观暗场光源（42），所述宏观明场光源（41）的光线与水平面呈60°-80°的夹角照射晶圆（1），所述宏观暗场光源（42）的光线与水平面呈10°-30°的夹角照射晶圆（1）。

8.根据权利要求1所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述晶圆吸附机构（8）包括卡盘基座（81）和多个吸附角块（82），所述卡盘基座（81）呈上下开口结构并固定于所述第一直线驱动机构（7）的驱动端，各个所述吸附角块（82）均周向均匀间隔分布于所述卡盘基座（81）的上侧，且各个所述吸附角块（82）均开设有微观吸附槽（821），所述微观吸附槽（821）用于连通负压产生器，且所述微观吸附槽（821）用于吸附晶圆（1）的边缘端部。

9.根据权利要求1所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述明暗场检测机构（9）包括均固定安装于所述微观平台（6）的微观正面明场光源（91）、微观正面暗场光源（92）、微观正面成像器（93）、微观背面明场光源（94）、微观背面暗场光源（95）以及微观背面成像器（96），所述微观正面明场光源（91）和所述微观正面暗场光源（92）用于对晶圆（1）的正面进行照射，所述微观正面成像器（93）用于对晶圆（1）的正面进行拍摄，所述微观背面明场光源（94）和所述微观背面暗场光源（95）用于对晶圆（1）的背面进行照射，所述微观背面成像器（96）用于对晶圆（1）的背面进行拍摄。

10.根据权利要求1-9任一项所述一种宏微观晶圆缺陷检测装置，其特征在于，所述微观检测单元还包括固定安装于所述微观平台（6）的第二直线驱动机构（10）、固定安装于所述第二直线驱动机构（10）驱动端的第三直线驱动机构（101）以及固定安装于所述第三直线驱动机构（101）驱动端的定点检测器（102），所述第二直线驱动机构（10）的驱动方向为水平方向，且垂直所述第一直线驱动机构（7）的驱动方向，所述第三直线驱动机构（101）的驱动方向为竖直方向，所述定点检测器（102）用于对晶圆（1）的正面进行拍摄。