一种半导体衬底缺陷的检测装置及方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种半导体衬底缺陷的检测装置及方法。

背景技术：

1、由于对半导体衬底的缺陷进行检测是确保半导体器件高性能、高可靠性和高良率的关键步骤，对于提升生产效率和满足市场需求具有重要意义。因此，目前常使用强光灯透射光模式对待检测样品边缘进行照射，通过人工肉眼观测的方式，以及自动化检测模组输出的方式对待检测样品进行检测。

2、但是由于人眼的抗干扰能力较弱且观测能力有限，因此人工肉眼观测的方式对检测的一致性、稳定性以及瑕疵尺寸的准确性难以把控，容易出现误判的情况。进一步的，自动化检测模组输出方式可以有效的解决人工检测时无法精确定位以及容易对待测样本造成损伤的问题，但是由于各个自动化模组之间未实现集成而导致检测耗时较长。同时自动化检测模组输出方式也难以实现对待检测样品的双面边缘瑕疵质量情况进行检测并输出。

3、基于此，如何实现对半导体衬底双面的边缘瑕疵进行精准量化、精确定位并输出是目前急需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供一种半导体衬底缺陷的检测装置及方法，以解决目前半导体衬底的边缘瑕疵难以被精准量化和精确定位的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、本发明第一方面公开一种半导体衬底缺陷的检测装置，所述装置包括：待检测衬底、测试台、上下双镜头成像装置和处理器；

4、所述测试台和所述上下双镜头成像装置分别与所述处理器连接；

5、所述测试台，用于放置所述待检测衬底，以及根据所述处理器发送的旋转指令进行旋转以使所述待检测衬底进行旋转；

6、所述上下双镜头成像装置设置于所述测试台的一侧，所述待检测衬底位于所述上下双镜头成像装置的第一显微镜头和第二显微镜头的中间；

7、所述上下双镜头成像装置，用于捕拍所述待检测衬底上表面和下表面的图像，得到检测图像；以及将所述检测图像发送至所述处理器；

8、所述处理器，用于向所述测试台发送控制指令，以及基于所述检测图像检测所述待检测衬底的缺陷详细信息，并生成所述待检测衬底的缺陷分布示意图。

9、优选的，所述测试台，包括：对齐台、对齐台感应器、旋转装置和底座；

10、所述对齐台上设置有所述对齐台感应器；所述对齐台设置于所述旋转装置的上方，所述对齐台与所述旋转装置的一端连接；所述旋转装置的另一端和所述底座连接；

11、所述对齐台感应器和所述旋转装置分别与所述处理器连接；

12、所述对齐台，用于放置所述待检测衬底；

13、所述对齐台感应器，用于当检测到所述待检测衬底放置完成时，向所述处理器发送放置完成信号，由所述处理器向所述旋转装置发送旋转指令；

14、所述旋转装置，用于根据所述旋转指令进行旋转。

15、优选的，所述上下双镜头成像装置包括：所述第一显微镜头、所述第二显微镜头、固定支架和数据传输线路；

16、所述数据传输线路与所述处理器连接；

17、所述第一显微镜头和所述第二显微镜头分别设置在所述固定支架上；

18、所述固定支架，用于对所述第一显微镜头和所述第二显微镜头进行支撑，以及固定所述数据传输线路的位置；

19、所述第一显微镜头，用于捕拍所述待检测衬底的上表面，得到第一检测图像；

20、所述第二显微镜头，用于捕拍所述待检测衬底的下表面，得到第二检测图像；

21、所述数据传输线路，用于将所述第一检测图像和所述第二检测图像发送至所述处理器。

22、优选的，所述对齐台为圆柱形部件，其中，所述对齐台为聚醚醚酮材质，所述对齐台的直径小于所述待检测衬底的直径。

23、本发明第二方面公开一种半导体衬底缺陷的检测方法，应用于本发明第一方面公开的半导体衬底缺陷的检测装置，所述方法包括：

24、接收测试台发送的放置完成信号，其中，所述放置完成信号指示所述待检测衬底已放置在所述测试台上；

25、控制上下双镜头成像装置对待检测衬底的上表面和下表面进行捕拍，得到检测图像；

26、接收所述上下双镜头成像装置发送的检测图像；

27、根据所述检测图像判断是否向所述测试台发送旋转指令；

28、若是，则向所述测试台发送旋转指令，以使所述测试台旋转预设角度，并返回执行所述控制上下双镜头成像装置对待检测衬底的上表面和下表面进行捕拍，得到检测图像这一步骤；

29、若否，则根据所有检测图像检测所述待检测衬底的缺陷的详细信息，并生成所述待检测衬底的缺陷分布示意图。

30、优选的，所述控制上下双镜头成像装置对待检测衬底的上表面和下表面进行捕拍，得到检测图像，包括：

31、控制上下双镜头成像装置中的第一显微镜头对待检测衬底的上表面进行捕拍，得到第一检测图像；

32、控制所述上下双镜头成像装置中的第二显微镜头对待检测衬底的下表面进行捕拍，得到第二检测图像；

33、将所述第一检测图像和所述第二检测图像确定为检测图像。

34、优选的，所述控制上下双镜头成像装置中的第一显微镜头对待检测衬底的上表面进行捕拍，得到第一检测图像，包括：

35、控制上下双镜头成像装置中的第一显微镜头利用所述第一显微镜头内部的同轴光源对所述待检测衬底的上表面进行照射；

36、利用所述第一显微镜头对所述待检测衬底的边缘上表面的反射光线，以及所述待检测衬底的下表面的透射光线进行捕拍，得到第一检测图像。

37、优选的，所述控制所述上下双镜头成像装置中的第二显微镜头对待检测衬底的下表面进行捕拍，得到第二检测图像，包括：

38、控制上下双镜头成像装置中的第二显微镜头利用所述第二显微镜头内部的同轴光源对所述待检测衬底的下表面进行照射；

39、利用所述第二显微镜头对所述待检测衬底的边缘下表面的反射光线，以及所述待检测衬底的上表面的透射光线进行捕拍，得到第二检测图像。

40、优选的，所述根据所述检测图像判断是否向所述测试台发送旋转指令，包括：

41、获取所有检测图像对应的旋转角度信息；

42、若所有旋转角度信息中最大的旋转角度不等于预设度数，则确定向所述测试台发送旋转指令；

43、若所有旋转角度信息中最大的旋转角度等于预设度数，则确定不向所述测试台发送旋转指令。

44、优选的，所述根据所有检测图像检测所述待检测衬底的缺陷的详细信息，并生成所述待检测衬底的缺陷分布示意图，包括：

45、对于每个所述检测图像，根据所述检测图像的像素判断所述待检测衬底是否存在缺陷；

46、若存在，则获取所述检测图像中所述待检测衬底的缺陷的数量和尺寸，生成多个标记有所述缺陷的数量信息和尺寸信息的新的检测图像；

47、根据每一所述检测图像对应的旋转角度信息，将所有检测图像进行拼接，得到所述待检测衬底的缺陷分布示意图。

48、基于上述本发明实施例提供的一种半导体衬底缺陷的检测装置及方法，装置包括：待检测衬底、测试台、上下双镜头成像装置和处理器。待检测衬底放置在可旋转的测试台上方，处理器控制测试台按照预设角度进行旋转，利用上下双镜头成像装置对待检测衬底的边缘进行逐个视野的单独成像，得到检测图像，通过处理器对各个检测图像进行运算和判断等操作，得到每个检测图像中待检测衬底的缺陷详细信息，即缺陷的数量信息和尺寸信息；以及得到待检测衬底的缺陷分布示意图。本发明综合运用反射、透射光学原理和旋转取样法，检测得到待检测衬底上表面和下表面的缺陷详细信息，整合得到缺陷分布示意图。达到了对半导体衬底双面的边缘瑕疵进行精准量化、精确定位并输出的效果。