一种晶圆亲水性的测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及晶圆检测技术领域，尤其涉及一种晶圆亲水性的测试装置及测试方法。

背景技术

在芯片制造的过程中，有特殊的工艺需要对晶圆表面的亲水性进行评估，目前采用的方法为滴水式测试，即在晶圆上滴水，通过量测水滴和晶圆平面的夹角。若夹角小于90度，表面呈亲水性，即液体较容易润湿固体，夹角越小，表面润湿性越好；夹角大于90度，表面呈疏水性，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。

目前，滴水式测试晶圆亲水性的方法并不能完整地对整面晶圆的亲水性能分布进行评估，从而导致只能对晶圆平面逐个位置进行检测，导致检测测试的复杂性高、效率低，同时逐个位置的检测容易导致在每一次进行滴水的量不同导致检测的准确性低。

因此，目前亟需一种能够提高晶圆亲水性检测测试的准确性和效率、降低测试复杂性的方法。

发明内容

本发明提供了一种晶圆亲水性的测试装置及测试方法，以解决现有技术中晶圆亲水性检测测试的准确性和效率低，复杂性高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种晶圆亲水性的测试装置，包括：底座和支架；所述支架的顶端设置有水平方向的伸缩装置，所述伸缩装置的末端设置有滴水器；

所述底座上方设置有载台和照相机，所述载台通过轴承与所述底座连接，以使得所述载台能够通过所述轴承相对于所述底座转动；

所述载台上方设置有固定卡位，所述固定卡位用于固定待检测的晶圆。

作为优选方案，所述滴水器，用于向所述晶圆的水平表面滴入水滴。

作为优选方案，所述照相机，用于获取所述晶圆水平表面上的水滴与所述晶圆接触的侧视图照片。

作为优选方案，所述伸缩装置，用于控制所述滴水器在所述晶圆的圆心朝外的方向移动。

相应地，本发明还提供一种晶圆亲水性的测试方法，由上任意一项所述的圆亲水性的测试装置实现，包括：

在待检测的晶圆固定于固定卡位中时，对伸缩装置、照相机和轴承进行初始化操作；其中，所述晶圆的圆心在所述轴承上方；

控制伸缩装置将滴水器移动至所述晶圆的圆心正上方，并通过滴水器向所述晶圆的圆心滴水，从而通过照相机获取圆心水滴的初始照片，并根据所述初始照片获得所述晶圆圆心区域的亲水性信息；

通过控制所述伸缩装置和所述轴承，依次来进行晶圆各位置的亲水性测试，以使得在每进行一次亲水性测试的过程中，控制所述轴承转到预设角度，通过控制伸缩装置将所述滴水器依次向所述晶圆的边缘移动，并在每隔一个预设步长，均执行滴水器的滴水与照相机的拍照，从而获取在每一个滴水位置上的晶圆的亲水性信息；所述预设角度有若干个；

直至所述轴承转完所有预设角度后，根据所得到的全部亲水性信息，构建所述待检测的晶圆的亲水性分布图，从而完成晶圆亲水性的测试。

作为优选方案，所述控制伸缩装置将滴水器移动至所述晶圆的圆心正上方，并通过滴水器向所述晶圆的圆心滴水，从而通过照相机获取圆心水滴的初始照片，并根据所述初始照片获得所述晶圆圆心区域的亲水性信息，具体为：

控制伸缩装置将滴水器的滴水口移动至所述晶圆的圆心正上方，以使得控制所述滴水器向所述晶圆的圆心滴水；

通过照相机来获取所述晶圆在水平方向上的水滴与所述晶圆接触的初始侧视图照片，并对所述初始侧视图照片的水滴进行水平夹角的识别，得到水滴与所述晶圆在水平方向的平面的夹角；

根据所述水滴与所述晶圆在水平方向的平面的夹角，得到所述晶圆圆心区域的亲水性信息。

作为优选方案，所述控制所述轴承转到预设角度，通过控制伸缩装置将所述滴水器依次向所述晶圆的边缘移动，并在每隔一个预设步长，均执行滴水器的滴水与照相机的拍照，从而获取在每一个滴水位置上的晶圆的亲水性信息，具体为：

控制所述轴承转到预设角度；

通过控制伸缩装置，将所述滴水器由所述晶圆的圆心向所述晶圆的边缘移动，并在所述滴水器移动期间，每隔一个预设步长，控制所述滴水器的滴水操作以及所述照相机的拍照，从而获得在该预设角度下的所述晶圆的圆心向所述晶圆的边缘的各滴水位置的待检测照片；

对所得到的待检测照片进行水滴与水平方向的夹角的识别，从而根据识别结果，得到在该预设角度下的所述晶圆的圆心向所述晶圆的边缘的各滴水位置的亲水性信息。

作为优选方案，所述直至所述轴承转完所有预设角度后，根据所得到的全部亲水性信息，构建所述待检测的晶圆的亲水性分布图，具体为：

直至所述轴承转完所有预设角度后，根据各预设角度下的所有滴水位置的亲水性信息，以及所述晶圆圆心区域的亲水性信息，构建出所述晶圆按照各滴水位置划分后的亲水性分布图。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明的技术方案能够通过设置于支架上的伸缩装置，以及设置于底座上的载台和照相机，进而通过轴承，将固定好的待检测晶圆进行转动，并对晶圆的不同区域进行水滴和照相操作，从而可以系统性的完成对晶圆不同位置亲水性的量测和分析，避免了现有技术只能逐个不同位置的依次检测，导致的检测测量与操作复杂性高的问题，同时通过伸缩装置、轴承和照相机的自动化测量，能够简化测量的操作过程，也确保了测量过程的准确性和晶圆亲水性检测的效率，提高了用户的使用体验。

附图说明

图1：为本发明实施例所提供的一种晶圆亲水性的测试装置的结构示意图；

图2：为本发明实施例所提供的一种晶圆亲水性的测试方法的流程图；

图3：为本发明实施例中的量测水滴和晶圆平面的夹角示意图；

图4：为本发明实施例中的8英寸，步进30mm，角度每次偏转30度的亲水性分布示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参照图1，为本发明实施例提供的一种晶圆亲水性的测试装置，包括：底座和支架；所述支架的顶端设置有水平方向的伸缩装置，所述伸缩装置的末端设置有滴水器。

作为本实施例的优选方案，所述伸缩装置，用于控制所述滴水器在所述晶圆的圆心朝外的方向移动。

在本实施例中，底座和支架用于作为整体装置的支撑，支架用于支撑所述伸缩装置，以使得伸缩装置能够带着滴水器在水平方向进行伸缩的平移移动，并且通过伸缩装置，能够使得滴水器能够在进行滴水过程中，能够匀速往其中一个方向进行移动，确保了滴水器滴水间隔保持均匀距离。

需要说明的是，伸缩装置可以是电控伸缩杆，能够通过中央主机进行控制，使得伸缩装置能够准确且高效地运行。

所述底座上方设置有载台和照相机，所述载台通过轴承与所述底座连接，以使得所述载台能够通过所述轴承相对于所述底座转动。

在本实施例中，底座用于支撑照相机和载台处于一个水平面之上，确保照相机能够拍摄得到载台的水平面，确保不会存在视角误差。进一步地，照相机和底座与载台连接的轴承也可以是通过中央主机进行控制，使得轴承可以带动载台旋转，从而能够确保了伸缩装置、照相机和轴承所带动的载台在进行晶圆亲水性检测的过程中的全自动化执行，也确保了计算机控制的检测准确性和效率，提高了用户的使用体验。

所述载台上方设置有固定卡位，所述固定卡位用于固定待检测的晶圆。

在本实施例中，通过固定卡位能够固定待检测的晶圆，进而确保在轴承带动载台转动的过程中，也可以带动晶圆的转动，同时晶圆置于载台上由固定卡位进行固定防止移动。由于轴承是通过计算机设备进行控制，因此所带动晶圆转动的精度很高，能够避免人工检测设备操作步骤流程不统一，所带来的检测误差大的问题。

作为本实施例的优选方案，所述滴水器，用于向所述晶圆的水平表面滴入水滴。

在本实施例中，滴水器能够向下滴水滴，从而能够将水滴滴入至晶圆表面，并且通过伸缩装置对滴水器位置的控制，能够实现对晶圆不同位置的水滴的滴入。

作为本实施例的优选方案，所述照相机，用于获取所述晶圆水平表面上的水滴与所述晶圆接触的侧视图照片。

在本实施例中，照相机用于拍摄水滴和晶圆接触的侧视图照片，从而确保了能够通过照相机所得到的侧视图照片，在计算机设备中进行相应的水滴夹角的量测，即在晶圆上滴水，通过量测水滴和晶圆平面的夹角，进而实现对晶圆亲水性的检测与分析。

实施以上实施例，具有如下效果：

本发明的技术方案能够通过设置于支架上的伸缩装置，以及设置于底座上的载台和照相机，进而通过轴承，将固定好的待检测晶圆进行转动，并对晶圆的不同区域进行水滴和照相操作，从而可以系统性的完成对晶圆不同位置亲水性的量测和分析，避免了现有技术只能逐个不同位置的依次检测，导致的检测测量与操作复杂性高的问题，同时通过伸缩装置、轴承和照相机的自动化测量，能够简化测量的操作过程，也确保了测量过程的准确性和晶圆亲水性检测的效率，提高了用户的使用体验。

实施例二

请参阅图2，其为本发明所提供一种晶圆亲水性的测试方法，由实施例一所述的圆亲水性的测试装置实现，包括以下步骤S101-S104：

步骤S101：在待检测的晶圆固定于固定卡位中时，对伸缩装置、照相机和轴承进行初始化操作；其中，所述晶圆的圆心在所述轴承上方。

在本实施例中，通过在待检测的晶圆固定于载台的固定卡位时，对伸缩装置、照相机和轴承均进行初始化处理，能够使得伸缩装置、照相机和轴承三者通过计算机控制的设备能够在后续的亲水性检测过程中准确实现配合与协同控制。

步骤S102：控制伸缩装置将滴水器移动至所述晶圆的圆心正上方，并通过滴水器向所述晶圆的圆心滴水，从而通过照相机获取圆心水滴的初始照片，并根据所述初始照片获得所述晶圆圆心区域的亲水性信息。

作为本实施例的优选方案，所述控制伸缩装置将滴水器移动至所述晶圆的圆心正上方，并通过滴水器向所述晶圆的圆心滴水，从而通过照相机获取圆心水滴的初始照片，并根据所述初始照片获得所述晶圆圆心区域的亲水性信息，具体为：

控制伸缩装置将滴水器的滴水口移动至所述晶圆的圆心正上方，以使得控制所述滴水器向所述晶圆的圆心滴水；通过照相机来获取所述晶圆在水平方向上的水滴与所述晶圆接触的初始侧视图照片，并对所述初始侧视图照片的水滴进行水平夹角的识别，得到水滴与所述晶圆在水平方向的平面的夹角；根据所述水滴与所述晶圆在水平方向的平面的夹角，得到所述晶圆圆心区域的亲水性信息。

在本实施例中，通过控制伸缩装置，能够将滴水器的滴水口移动至晶圆的圆心正上方，使得能够将水滴至晶圆的圆心区域，进而通过照相机来获取在水平方向的水滴与晶圆接触的平面的初始侧视图照片，从而能够对初始侧视图照片的水滴进行水平夹角的识别，请参阅图3，其为量测水滴和晶圆平面的夹角示意图。

需要说明的是，滴水的体积会影响水滴与晶圆平面的夹角，优选地，水滴的体积为10-20μL。

步骤S103：通过控制所述伸缩装置和所述轴承，依次来进行晶圆各位置的亲水性测试，以使得在每进行一次亲水性测试的过程中，控制所述轴承转到预设角度，通过控制伸缩装置将所述滴水器依次向所述晶圆的边缘移动，并在每隔一个预设步长，均执行滴水器的滴水与照相机的拍照，从而获取在每一个滴水位置上的晶圆的亲水性信息；所述预设角度有若干个。

作为本实施例的优选方案，所述控制所述轴承转到预设角度，通过控制伸缩装置将所述滴水器依次向所述晶圆的边缘移动，并在每隔一个预设步长，均执行滴水器的滴水与照相机的拍照，从而获取在每一个滴水位置上的晶圆的亲水性信息，具体为：

控制所述轴承转到预设角度；通过控制伸缩装置，将所述滴水器由所述晶圆的圆心向所述晶圆的边缘移动，并在所述滴水器移动期间，每隔一个预设步长，控制所述滴水器的滴水操作以及所述照相机的拍照，从而获得在该预设角度下的所述晶圆的圆心向所述晶圆的边缘的各滴水位置的待检测照片；对所得到的待检测照片进行水滴与水平方向的夹角的识别，从而根据识别结果，得到在该预设角度下的所述晶圆的圆心向所述晶圆的边缘的各滴水位置的亲水性信息。

在本实施例中，通过控制轴承转到预设角度后，进而通过伸缩装置来实现将水滴依次沿着圆心向边缘移动的轨迹，进行水滴滴落，需要说明的是，由于不同尺寸大小的晶圆其半径均不同，因此预设步长会随着晶圆的尺寸变化而变化，优选地，对于12英寸和8英寸的晶圆，预设步长可以为40mm；对于6英寸和4英寸的晶圆，预设步长可以为30mm。

在本实施例中，通过不同预设步长所滴落的水滴，能够实现将整个晶圆的圆心和边缘进行连接，从而能够将水滴滴落至整个晶圆的不同区域之中，进而实现对晶圆的不同区域的亲水性检测。

进一步地，当完成该预设角度下，滴水器所滴水覆盖的区域，即可通过控制轴承的转动，从而在另一个角度下，进行滴水并进行亲水性的检测。优选地，在每完成一次检测后，则控制轴承转动30-45°，需要说明的是，该预设角度可以为0°、30°、60°、90°、120°、150°、180°、210°、240°、270°、300°、330°和360°；同时，预设角度也可以为0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°和360°。

步骤S104：直至所述轴承转完所有预设角度后，根据所得到的全部亲水性信息，构建所述待检测的晶圆的亲水性分布图，从而完成晶圆亲水性的测试。

作为本实施例的优选方案，所述直至所述轴承转完所有预设角度后，根据所得到的全部亲水性信息，构建所述待检测的晶圆的亲水性分布图，具体为：

直至所述轴承转完所有预设角度后，根据各预设角度下的所有滴水位置的亲水性信息，以及所述晶圆圆心区域的亲水性信息，构建出所述晶圆按照各滴水位置划分后的亲水性分布图。

在本实施例中，当轴承转完所有的预设角度后，通过各预设角度下的所有滴水位置的亲水性信息，以及晶圆圆心区域的亲水性信息，并通过水滴角度识别算法或模型，进而能够准确地识别出各晶圆区域的亲水性情况，请参阅图4，其为8英寸，步进30mm，角度每次偏转30度的数据示意图。

实施以上实施例，具有如下效果：

本发明通过滴水器首先在晶圆中心位置滴水并拍照，进行角度量测来分析亲水性，通过伸缩装置向晶圆边缘按照设定移动，并进行滴水与拍照，从而进行角度量测来分析亲水性，同时轴承按照设定进行转动，每转动一个角度，进行滴水和拍照，进行角度量测来分析亲水性，从而能够在所有预设角度都转动完毕后得到的亲水性信息，来准确且高效地构建出晶圆按照各滴水位置划分后的亲水性分布图，提高了用户的使用体验。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。