一种晶圆检测装置及线上成套设备制造方法及图纸

本申请提供一种晶圆检测装置及线上成套设备，涉及半导体制造技术领域，包括光源模组以及沿光源模组的光路传输方向设置的旋转模组、光信号分拣模组和检测模组，旋转模组以光源模组的主光轴为中心旋转；光源模组出射的基波光束经旋转模组一个旋转周期形成环形入射光入射位于加工装置内的待测晶圆，由待测晶圆反射的基波光束经旋转模组后入射光信号分拣模组，光信号分拣模组分拣出的非线性光信号输入检测模组，检测模组根据非线性光信号检测待测晶圆的缺陷。旋转模组改变了基波光束的入射方向和入射平面，一个旋转周期内，基波光束可形成环形入射光，减小或消除方位角误差，减小或消除非线性光信号的各向异性，提高检测准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种晶圆检测装置及线上成套设备
本申请涉及半导体制造
，具体涉及一种晶圆检测装置及线上成套设备。
技术介绍
在晶圆制程中，因材料和复杂的工艺流程难以避免的会导致晶圆出现相应缺陷，因此，需要对晶圆在制程中的各种可能的缺陷进行实时检测，以期及时发现缺点并进行修复或剔除，从而提高器件的良率，并减少对缺陷晶圆的无效加工。由于晶圆制备需要精密无尘的环境，而且加工的工艺制程繁杂，不能反复的停机开仓检查，因此需要采用光学的非接触式无损检测，在晶圆制备时一边制备一边检测，以达到实时检测的目的。在晶圆的制程中进行的实时检测，处理室内制备晶圆，基波光束入射至处理室内的晶圆，晶圆反射的基波光束通过后端的检测装置获取，检测装置获取的反射基波光束带有晶圆的缺陷信息，通过提取反射基波光束中晶圆的缺陷信息并进行对应分析，从而能够得到晶圆的缺陷情况。检测时，为了提高信号信噪比以及采集材料的特征属性，检测光不能垂直入射晶圆，而需以侧面入射的方式入射，侧面入射晶圆的检测基波光束照射在晶圆上的方位角（方位角为入射平面与任何特定晶体取向或晶圆缺口之间的角度）具有随机性，使晶圆的方位角不受控制，晶圆的方位角差异会导致检测装置获取的带有晶圆的缺陷信息的反射基波光束信号具有各向异性，可能会导致反射基波光束信号从约10％到100％的变化，使检测结果可能存在不确定性的误差，从而影响晶圆缺陷检测的准确性。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种晶圆检测装置及线上成套设备，能够降低待测晶圆检测信号受其他影响因子的影响，提高待测晶圆缺陷检测的准确性。本申请实施例的一方面，提供了一种晶圆检测装置，包括光源模组，以及沿光源模组的光路传输方向设置的旋转模组、光信号分拣模组和检测模组，旋转模组以光源模组的主光轴为中心旋转；光源模组出射的基波光束经旋转模组的一个旋转周期形成环形入射光入射位于加工装置内的待测晶圆，由待测晶圆反射的基波光束经旋转模组后入射光信号分拣模组，光信号分拣模组分拣出的非线性光信号输入检测模组，检测模组根据非线性光信号以检测待测晶圆的缺陷。可选地，沿光源模组的光路传输方向，在光源模组和旋转模组之间还设有光学镜，光源模组出射的基波光束经光学镜入射旋转模组。可选地，光学镜包括透射区和反射区，光源模组出射的基波光束经透射区射向旋转模组，由待测晶圆反射的基波光束经反射区射向光信号分拣模组。可选地，光学镜为中空镜。可选地，光学镜为二向色镜，光源模组出射的基波光束经二向色镜透射向旋转模组，由待测晶圆反射的基波光束经二向色镜反射向光信号分拣模组。可选地，旋转模组包括旋转驱动器和与旋转驱动器连接的旋转单元，旋转驱动器驱动旋转单元旋转，旋转单元以光源模组的主光轴为中心旋转，将光源模组出射的基波光束导向待测晶圆。可选地，旋转单元包括位于光源模组的主光轴的旋转棱镜，以及环设于旋转棱镜的同一旋转半径上的球面反射镜或者曲面反射镜，球面反射镜具有球面反射面，曲面反射镜具有曲面反射面，光源模组出射的基波光束依次经旋转棱镜的入射面、球面反射面或者曲面反射面入射待测晶圆，由待测晶圆反射的基波光束经球面反射面或者曲面反射面、旋转棱镜的出射面射向光信号分拣模组。可选地，旋转棱镜的入射面和旋转棱镜的出射面分别设有反光膜。可选地，旋转棱镜包括相背设置的两个反射镜，两个反射镜的承光面相背设置，且承光面与水平面之间有夹角，承光面面向球面反射面或者曲面反射面反射基波光束。可选地，在旋转模组和光信号分拣模组之间还设有共焦模组，以缩小经所述待测晶圆产生的非线性光信号光束的旋转半径。可选地，光源模组包括光源和与光源连接的控制器，控制器控制光源输出基波光束。本申请实施例的另一方面，提供了一种线上成套设备，包括加工装置和上述的晶圆检测装置，加工装置包括处理室和设在处理室内的承载台，处理室用于对位于承载台上的待测晶圆加工，处理室设有光学窗口，晶圆检测装置的光源模组出射的基波光束通过光学窗口入射待测晶圆，以在待测晶圆加工过程中检测待测晶圆的缺陷。本申请实施例提供的晶圆检测装置和线上成套设备，光源模组出射基波光束，通过旋转模组的旋转，使基波光束以任意方向入射待测晶圆，待测晶圆反射的基波光束通过分拣信号模组分拣出非线性光信号，检测模组根据非线性光信号检测待测晶圆的缺陷。旋转模组改变了基波光束的入射方向和入射平面，在一个旋转周期内，持续入射待测晶圆的基波光束可形成环形入射光，待测晶圆不同位置的方位角可相互抵消，有助于减小或消除待测晶圆的不同位置的方位角误差的差异，从而减小或消除了非线性光信号的各向异性，提高检测准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本实施例提供的晶圆检测装置结构示意图之一；图2是本实施例提供的晶圆检测装置结构示意图之二；图3是本实施例提供的晶圆检测装置的信号分拣模组结构示意图之一；图4是本实施例提供的晶圆检测装置的信号分拣模组结构示意图之二；图5是本实施例提供的晶圆检测装置的总控制原理图之一；图6是本实施例提供的晶圆检测装置的总控制原理图之二；图7是本实施例提供的晶圆检测装置结构示意图之三；图8是本实施例提供的晶圆检测装置结构示意图之四。图标：101-光源模组；1011-光源；1012-控制器；102A、102B-反射光；110-旋转模组；111-旋转棱镜；1111-入射面；1112-出射面；112-球面反射镜或曲面反射镜；1121-球面反射面或曲面反射面；113-旋转驱动器；120-光信号分拣模组；121-滤光片；122-偏光片；130-检测模组；131-投影镜头；132-探测器；133-处理器；140-光学镜；141-透射区；142-反射区；151-第一望远镜；152-第二望远镜；200-处理室；201-待测晶圆；202-承载台；203-光学窗口；f1、f2-焦距；Di-入射距离；Do-出射距离。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种晶圆检测装置，其特征在于，包括光源模组，以及沿所述光源模组的光路传输方向设置的旋转模组、光信号分拣模组和检测模组，所述旋转模组以所述光源模组的主光轴为中心旋转；/n所述光源模组出射的基波光束经所述旋转模组的一个旋转周期形成环形入射光入射位于加工装置内的待测晶圆，由所述待测晶圆反射的基波光束经所述旋转模组后入射所述光信号分拣模组，所述光信号分拣模组分拣出的非线性光信号输入所述检测模组，所述检测模组根据所述非线性光信号以检测所述待测晶圆的缺陷。/n

【技术特征摘要】
1.一种晶圆检测装置，其特征在于，包括光源模组，以及沿所述光源模组的光路传输方向设置的旋转模组、光信号分拣模组和检测模组，所述旋转模组以所述光源模组的主光轴为中心旋转；
所述光源模组出射的基波光束经所述旋转模组的一个旋转周期形成环形入射光入射位于加工装置内的待测晶圆，由所述待测晶圆反射的基波光束经所述旋转模组后入射所述光信号分拣模组，所述光信号分拣模组分拣出的非线性光信号输入所述检测模组，所述检测模组根据所述非线性光信号以检测所述待测晶圆的缺陷。


2.根据权利要求1所述的晶圆检测装置，其特征在于，沿所述光源模组的光路传输方向，在所述光源模组和所述旋转模组之间还设有光学镜，所述光源模组出射的基波光束经所述光学镜入射所述旋转模组。


3.根据权利要求2所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述光学镜包括透射区和反射区，所述光源模组出射的基波光束经所述透射区射向所述旋转模组，由所述待测晶圆反射的基波光束经所述反射区射向所述光信号分拣模组。


4.根据权利要求3所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述光学镜为中空镜。


5.根据权利要求2所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述光学镜为二向色镜，所述光源模组出射的基波光束经所述二向色镜透射向所述旋转模组，由所述待测晶圆反射的基波光束经所述二向色镜反射向所述光信号分拣模组。


6.根据权利要求1～5任意一项所述的晶圆检测装置，其特征在于，所述旋转模组包括旋转驱动器和与所述旋转驱动器连接的旋转单元，所述旋转驱动器驱动所述旋转单元旋转，所述旋转单元以所述光源模组的主光轴为中心旋转，将所述光源模组出射的基波光束导向所述待测晶圆。


7...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海鹏，
申请(专利权)人：紫创南京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32