CN110940288A - 晶圆边缘轮廓的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及晶圆检测领域，公开了一种晶圆边缘轮廓的检测方法，所述检测方法包括：步骤一，将晶圆(1)夹持在夹具上，在支撑盘(9)上设置印模剂；步骤二，将所述晶圆(1)的待成型边缘压入印模剂中，滚动所述晶圆(1)，所述晶圆(1)的待成型边缘在印模剂上滚动而形成印模模型；步骤三，使用激光共聚焦显微镜扫描所述模型，得到所述印模模型在不同位置的三维图像；步骤四，使用计算机软件将三维图像拼接得到所述晶圆(1)的三维边缘数据模型。通过上述技术方案，可以将印模模型在不同位置的三维图像拼接形成三维边缘数据模型，可以更全面、更完全地检测边缘的形状信息，以便于对晶圆加工工艺进行监测，有利于提高晶圆生产质量。
Description
技术领域
本发明涉及晶圆检测领域，具体地涉及一种晶圆边缘轮廓的检测方法。
背景技术
当前对倒角后的晶圆边缘轮廓的检测方法主要有三种：
1、将晶圆沿径向切开，借助光学投影仪将其放大，聚焦使剖面清晰的投影到显示屏上，与标准模板对比；
2、将晶圆放置在平行光路下，晶圆边缘投影到显示屏上，边缘轮廓的图像与边缘轮廓模板坐标图比较；
3、将晶圆放置在光源下，用CCD相机将晶圆的边缘或切口参考面的轮廓形状图像显示在显示屏上，通过分析软件对检测图像进行分析。
现有的晶圆边缘检测方法，均是对晶圆边缘进行投影测量，所得到的边缘形貌是二维的，提供的信息量较少。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶圆边缘轮廓的检测方法，以解决对晶圆的边缘信息检测不完全的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种晶圆边缘轮廓的检测方法，其中，所述检测方法包括：
步骤一，将晶圆夹持在夹具上，在支撑盘上设置印模剂；
步骤二，将所述晶圆的待成型边缘压入印模剂中，沿平行于所述支撑盘的直线方向滚动所述晶圆，所述晶圆的待成型边缘在印模剂上滚动而形成印模模型；
步骤三，使用激光共聚焦显微镜沿着所述直线方向在不同位置逐次连续扫描所述印模模型，得到所述印模模型在不同位置的三维图像；
步骤四，使用计算机软件将所述印模模型在不同位置的三维图像拼接得到所述晶圆的三维边缘数据模型。
可选择的，所述夹具包括与所述晶圆的轮廓相似的两个夹片，在步骤一中，所述夹具以两个夹片彼此对齐的方式夹持所述晶圆，所述晶圆的待成型边缘相对于所述夹片的边缘径向伸出。
可选择的，所述夹片的背面设置有齿轮，所述支撑盘上设置有平行于所述支撑盘延伸的齿条，所述齿轮能够啮合于所述齿条并在所述齿条上滚动。
可选择的，所述齿轮上设置有的磁体，其中一个所述夹片上的所述磁体能够在锁定位置和解锁位置之间转动，在所述锁定位置两个所述磁体彼此吸附以使得两个所述夹片能够夹紧所述晶圆，在所述解锁位置，两个所述磁体彼此排斥以使得两个所述夹片彼此分离。
可选择的，所述磁体上设置有旋钮部。
可选择的，在步骤一中，将所述晶圆的部分待成型边缘夹持在夹尺上，然后以所述夹尺为限定边界将所述夹片夹紧所述晶圆，
其中，所述夹尺包括垂直相交连接的第一直尺和第二直尺以及第三直尺，所述第三直尺垂直于所述第一直尺且平行于所述第二直尺，所述第一直尺、所述第二直尺和所述第三直尺朝向位于三者之间的所述晶圆的各个侧面上均设置有夹持所述待成型边缘的凹槽。
可选择的，所述第三直尺能够朝向所述第二直尺移动以夹紧位于所述第一直尺、所述第二直尺和所述第三直尺之间的所述晶圆。
可选择的，所述待成型边缘的径向尺寸为1mm-2mm，厚度为 0.5mm-1mm，所述凹槽的深度与所述待成型边缘的径向尺寸相等，所述凹槽的宽度与所述待成型边缘的厚度相同。
可选择的，所述晶圆设置有定位边，所述夹片设置有与所述定位边对应的切边，在步骤一中，将所述定位边***所述凹槽中。
可选择的，所述支撑盘上设置有竖立延伸的支撑板，所述齿条位于所述支撑板的上侧边缘上。
可选择的，所述印模剂为硅橡胶或醚橡胶。
可选择的，所述夹片设置有聚丙烯涂层，并且所述夹片朝向所述晶圆的表面设置有无尘垫。
通过上述技术方案，可以将印模模型在不同位置的三维图像拼接形成三维边缘数据模型，可以更全面、更完全地检测边缘的形状信息，以便于对晶圆加工工艺进行监测，有利于提高晶圆生产质量。
附图说明
图1是本发明实施方式所述的夹片与晶圆的结构示意图；
图2是本发明实施方式所述的夹尺、夹片及晶圆的结构示意图；
图3是本发明实施方式所述的支撑盘的结构示意图；
图4是本发明实施方式所述的印模模型的截面图。
附图标记说明
1 晶圆 2 夹片
3 齿轮 4 磁体
5 旋钮部 6 第一直尺
7 第二直尺 8 第三直尺
9 支撑盘 10 齿条
11 支撑板
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种晶圆边缘轮廓的检测方法，其中，所述检测方法包括：
步骤一，将晶圆1夹持在夹具上，在支撑盘9上设置印模剂；
步骤二，将所述晶圆1的待成型边缘压入印模剂中，沿平行于所述支撑盘9的直线方向滚动所述晶圆1，所述晶圆1的待成型边缘在印模剂上滚动而形成印模模型；
步骤三，使用激光共聚焦显微镜沿着所述直线方向在不同位置逐次连续扫描所述印模模型，得到所述印模模型在不同位置的三维图像；
步骤四，使用计算机软件将所述印模模型在不同位置的三维图像拼接得到所述晶圆1的三维边缘数据模型。
本方案的发明思路在于，通过滚动所述晶圆1，使得其待成型边缘在印模剂上形成沿所述直线方向的印模模型(参考图4所示)，然后沿着所述直线方向扫描所述印模模型，并且将得到的三维图像与位置对应起来，最后使用计算机软件将对应于每个位置的三维图像拼接为三维边缘数据模型。
例如，晶圆1在印模剂上形成的一个完整周长长度的印模模型，可以将印模模型等分为n份，通过激光共聚焦显微镜依次连续地扫描每一份的印模模型后，再将这n份三维图像拼接为完整的环状的三维模型。其中，每一份的三维图像即为对应的一小段弧度的三维模型在直线方向上的展开。在将所述印模模型n等分时，激光共聚焦显微镜在直线方向上在等间隔的多个位置逐次地连续地对所述印模模型进行扫描，在其他实施方式中，也可以采取非等分的方式，相应的，在非等间隔的位置扫描所述印模模型，例如，可以在一些特定区域增加扫描位置点的密度，以更为准确地还原三维模型。
具体的，所述夹具包括与所述晶圆1的轮廓相似的两个夹片2，在步骤一中，所述夹具以两个夹片2彼此对齐的方式夹持所述晶圆1，所述晶圆1 的待成型边缘相对于所述夹片2的边缘径向伸出。参考图1所示，夹片2与晶圆1的轮廓相似是指，二者的形状相同，并且夹片2与晶圆1的尺寸比例小于1，即夹片2为晶圆1按比例缩小的形状，以允许晶圆1的所述待成型边缘从夹片2的边缘伸出。
另外，所述夹片2的背面设置有齿轮3，所述支撑盘9上设置有平行于所述支撑盘9延伸的齿条10，所述齿轮3能够啮合于所述齿条10并在所述齿条10上滚动。如上所述，晶圆1沿平行于支撑盘9的直线方向滚动，从而可以在印模剂上形成深度大致一致的印模模型，进一步的，通过齿轮3和齿条10的配合，保证晶圆1相对于支撑盘9的运动为滚动，避免二者之间出现打滑现象而影响印模模型的成型。
进一步的，所述齿轮3上设置有的磁体4，其中一个所述夹片2上的所述磁体4能够在锁定位置和解锁位置之间转动，在所述锁定位置两个所述磁体4彼此吸附以使得两个所述夹片2能够夹紧所述晶圆1，在所述解锁位置，两个所述磁体4彼此排斥以使得两个所述夹片2彼此分离。两个夹片2的齿轮3上均设置有磁体4，并且其中一个磁体可以转动，从而在两个夹片2对齐的情况下，改变两个磁体4的相对位置，特别是磁极的相对位置，使得磁体4可以在彼此吸附锁定位置和彼此排斥的解锁位置之间转动，便于夹片2 夹紧或晶圆1。其中，磁体4可以设置在齿轮3的中心位置的孔中，也可以设置在齿轮3的外部。
进一步的，所述磁体4上设置有旋钮部5。通过旋钮部5可以更方便地操作磁体4的相对转动。
另外，在步骤一中，将所述晶圆1的部分待成型边缘夹持在夹尺上，然后以所述夹尺为限定边界将所述夹片2夹紧所述晶圆1，其中，所述夹尺包括垂直相交连接的第一直尺6和第二直尺7以及第三直尺8，所述第三直尺 8垂直于所述第一直尺6且平行于所述第二直尺7，所述第一直尺6、所述第二直尺7和所述第三直尺8朝向位于三者之间的所述晶圆1的各个侧面上均设置有夹持所述待成型边缘的凹槽。
通过所述夹尺，可以夹持晶圆1的所述待成型边缘，形成限定边界，以防止夹片2覆盖到所述待成型边缘，具体的，参考图2所示，第一直尺6、第二直尺7和第三直尺8通过凹槽在三个位置夹持晶圆1的三段所述待成型边缘，并且形成限定夹片2位置的门型结构，使得两个夹片2能够同心地夹持在晶圆1上。其中，直尺的侧面上形成所述凹槽，晶圆1的待成型边缘可以***凹槽中，而夹片2可以止挡在直尺的侧面上，从而实现以上所述的对夹片2的限位功能。
进一步的，所述第三直尺8能够朝向所述第二直尺7移动以夹紧位于所述第一直尺6、所述第二直尺7和所述第三直尺8之间的所述晶圆1。第三直尺8可以朝向(及远离)第二直尺7移动，可以先将晶圆1的边缘***第一直尺6的凹槽和第二直尺7的凹槽中，然后将第三直尺8朝向第二直尺7 移动，直到晶圆1的边缘***第三直尺8的边缘中，然后，将夹片2从晶圆 1的两侧夹持在晶圆1上，三个直尺的侧面可以起到限位作用，保证夹片2 及晶圆1对齐、同心。
其中，所述待成型边缘的径向尺寸为1mm-2mm，厚度为0.5mm-1mm，所述凹槽的深度与所述待成型边缘的径向尺寸相等，所述凹槽的宽度与所述待成型边缘的厚度相同。也就是说，所述凹槽的尺寸与所述待成型边缘的尺寸保持一致，使得所述待成型边缘可以稳定地夹持在所述凹槽中，且使得夹片2夹持在所述待成型边缘的径向内侧。
另外，所述晶圆1设置有定位边，所述夹片2设置有与所述定位边对应的切边，在步骤一中，将所述定位边***所述凹槽中。晶圆1可以设置有多个直线型的定位边，定位边可以稳定地支撑在直尺的凹槽中，相应的夹片2 也形成有直线型的切边，切边可以稳定地支撑在直尺的侧面上，通过将切边与定位边对齐，可以使得夹片2与晶圆1对应，特别是，两个夹片2的切边对齐后，可以使得两个齿轮3的齿对齐，从而可以分别与两个齿条10上同步地啮合。其中，晶圆1可以设置一个定位边，也可以设置多个定位边，或者也可以设置定位槽结构，并且，晶圆1在印模剂上滚动时，定位边形成的特殊结构也可以作为标定点，例如作为扫描的起始点。
此外，所述支撑盘9上设置有竖立延伸的支撑板11，所述齿条10位于所述支撑板11的上侧边缘上。参考图3所示，支撑盘9上连接有两个支撑板11，支撑板11的上侧边缘设置齿条10，使得齿条10与支撑盘9大致平行，保证齿轮3及晶圆1在滚动时，中心轴线与支撑盘9的距离保持不变，从而在印模剂上形成深度一致的印模模型。在其他实施方式，也可以采用支撑框架、支撑杆等形式的支撑结构来支撑齿条10。
其中，所述印模剂为硅橡胶或醚橡胶。所述印模剂在晶圆1的挤压下可以形成与所述待成型边缘对应的凹陷形状，并且可以保持这种形状而不变形，以便于通过激光共聚焦显微镜扫描形成的形状。
另外，所述夹片2设置有聚丙烯涂层，并且所述夹片2朝向所述晶圆1 的表面设置有无尘垫。聚丙烯涂层可以避免夹片2刮擦损坏晶圆1，而无尘垫可以防止灰尘积累，避免晶圆1粘上灰尘。
以下详细说明本发明优选的实施方式的检测方法的操作过程。
步骤一，将晶圆1的待成型边缘***夹尺的第一直尺6和/或第二直尺7 的凹槽中，其中待成型边缘上的定位边***凹槽中，移动第三直尺8，使得晶圆1的待成型边缘***第三直尺8的凹槽中；将两个夹片2分别夹持到晶圆1的两侧，其中夹片2的切边与晶圆1的定位边对齐，夹片2的边缘止挡在直尺的侧面上，转动旋钮部5使得磁体从解锁位置移动到锁定位置，两个磁体彼此吸附使得夹片2夹紧晶圆1，移动第三直尺8，以取下夹片2及晶圆1；在支撑盘9上涂覆一定厚度的印模剂；
步骤二，将夹片2放置到支撑板11之间，两个齿轮3分别啮合于两个齿条，并且定位边压入到印模剂中，使夹片2滚动一周，使得晶圆1滚动以在印模剂上形成印模模型；
步骤三，以定位边形成的印模模型为起点，沿直线方向确定等间距的多个位置点，使用激光共聚焦显微镜在每个位置点处扫描整个所述印模模型而得到多个位置点处相应的三维图像；
步骤四，将每个位置点的三维图像通过计算机软件拼接还原为三维边缘数据模型。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
步骤一，将晶圆(1)夹持在夹具上，在支撑盘(9)上设置印模剂；
步骤二，将所述晶圆(1)的待成型边缘压入印模剂中，沿平行于所述支撑盘(9)的直线方向滚动所述晶圆(1)，所述晶圆(1)的待成型边缘在印模剂上滚动而形成印模模型；
步骤三，使用激光共聚焦显微镜沿着所述直线方向在不同位置逐次连续扫描所述印模模型，得到所述印模模型在不同位置的三维图像；
步骤四，使用计算机软件将所述印模模型在不同位置的三维图像拼接得到所述晶圆(1)的三维边缘数据模型。
2.根据权利要求1所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述夹具包括与所述晶圆(1)的轮廓相似的两个夹片(2)，在步骤一中，所述夹具以两个所述夹片(2)彼此对齐的方式夹持所述晶圆(1)，所述晶圆(1)的待成型边缘相对于所述夹片(2)的边缘径向伸出。
3.根据权利要求2所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述夹片(2)的背面设置有齿轮(3)，所述支撑盘(9)上设置有平行于所述支撑盘(9)延伸的齿条(10)，所述齿轮(3)能够啮合于所述齿条(10)并在所述齿条(10)上滚动。
4.根据权利要求3所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述齿轮(3)上设置有的磁体(4)，其中一个所述夹片(2)上的所述磁体(4)能够在锁定位置和解锁位置之间转动，在所述锁定位置，两个所述磁体(4)彼此吸附以使得两个所述夹片(2)能够夹紧所述晶圆(1)，在所述解锁位置，两个所述磁体(4)彼此排斥以使得两个所述夹片(2)彼此分离。
5.根据权利要求4所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述磁体(4)上设置有旋钮部(5)。
6.根据权利要求3所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，在步骤一中，将所述晶圆(1)的部分待成型边缘夹持在夹尺上，然后以所述夹尺为限定边界将所述夹片(2)夹紧所述晶圆(1)，
其中，所述夹尺包括垂直相交连接的第一直尺(6)和第二直尺(7)以及第三直尺(8)，所述第三直尺(8)垂直于所述第一直尺(6)且平行于所述第二直尺(7)，所述第一直尺(6)、所述第二直尺(7)和所述第三直尺(8)朝向位于三者之间的所述晶圆(1)的各个侧面上均设置有夹持所述待成型边缘的凹槽。
7.根据权利要求6所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述第三直尺(8)能够朝向所述第二直尺(7)移动以夹紧位于所述第一直尺(6)、所述第二直尺(7)和所述第三直尺(8)之间的所述晶圆(1)。
8.根据权利要求6所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述待成型边缘的径向尺寸为1mm-2mm，厚度为0.5mm-1mm，所述凹槽的深度与所述待成型边缘的径向尺寸相等，所述凹槽的宽度与所述待成型边缘的厚度相同。
9.根据权利要求6所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述晶圆(1)设置有定位边，所述夹片(2)设置有与所述定位边对应的切边，在步骤一中，将所述定位边***所述凹槽中。
10.根据权利要求3所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述支撑盘(9)上设置有竖立延伸的支撑板(11)，所述齿条(10)位于所述支撑板(11)的上侧边缘上。
11.根据权利要求1所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述印模剂为硅橡胶或醚橡胶。
12.根据权利要求1所述的晶圆边缘轮廓的检测方法，其特征在于，所述夹片(2)设置有聚丙烯涂层，并且所述夹片(2)朝向所述晶圆(1)的表面设置有无尘垫。
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