哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置制造方法及图纸

本申请提供了一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置。该哈特曼测量装置包括光源准直部件和哈特曼波前传感器。光源准直部件用于将光源产生的光束准直以形成平行光束，并将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；哈特曼波前传感器用于接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点之间的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。本申请的技术方案能够降低测量装置的结构复杂性和成本，且保证测量过程中不损伤晶圆的待测表面。损伤晶圆的待测表面。损伤晶圆的待测表面。

【技术实现步骤摘要】
哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置


[0001]本申请涉及光学
，具体涉及一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置。

技术介绍

[0002]随着电子时代的快速发展，半导体行业成为研究重点。由于晶圆是制造半导体芯片的基本材料，因而晶圆的几何参数如晶圆的厚度、形状和平整度等对晶圆的质量起着至关重要的作用。
[0003]现有的晶圆几何参数测量装置通常采用如机械探针法、显微镜法和激光干涉法等方法。然而，采用机械探针法的测量装置在测量过程中极易损伤晶圆的待测表面，采用显微镜法和激光干涉法的装置结构较为复杂且成本较高。因此，如何设置结构简单、成本较低且不损伤晶圆待测表面的测量装置显得极为重要。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置，从而降低测量装置的结构复杂性和成本，且保证测量过程中不损伤晶圆的待测表面。
[0005]本申请的第一方面提供了一种哈特曼测量装置。该哈特曼测量装置包括光源准直部件和哈特曼波前传感器。光源准直部件用于将光源产生的光束准直以形成平行光束，并将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；哈特曼波前传感器用于接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点之间的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。
[0006]在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括分束镜。分束镜位于光源准直部件和晶圆之间，用于将平行光束引导射向晶圆的待测表面，平行光束经由分束镜反射后射向晶圆的待测表面上。哈特曼波前传感器还用于接收经由晶圆的待测表面反射且经由分束镜透射的检测光束。
[0007]在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括反射镜。该反射镜位于光源准直部件和晶圆之间，平行光束经由反射镜反射后射向晶圆的待测表面上，以使哈特曼波前传感器和晶圆均位于光源准直部件和反射镜的同一侧。
[0008]在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括折转镜。该折转镜位于光源和光源准直部件之间，光束经由折转镜反射后射向光源准直部件。
[0009]在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括缩束准直系统。该缩束准直系统设置在晶圆和哈特曼波前传感器之间，用于将检测光束进行缩束和准直后射向哈特曼波前传感器。
[0010]在本申请一实施例中，光源准直部件包括离轴抛物面镜、透镜组或准直镜头。
[0011]在本申请一实施例中，哈特曼波前传感器包括微孔阵列、成像屏和第一相机，或者
哈特曼波前传感器包括微透镜阵列和第二相机。
[0012]本申请的第二方面提供了一种哈特曼测量方法。该哈特曼测量方法包括：利用光源准直部件将光源产生的光束准直以形成平行光束且将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；利用哈特曼波前传感器接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。
[0013]本申请的第三方面提供了一种晶圆几何参数测量装置。该晶圆几何参数测量装置包括卡盘和本申请的第一方面提供的任一种哈特曼测量装置。晶圆位于卡盘与哈特曼测量装置之间。
[0014]本申请的第四方面提供了一种晶圆几何参数测量装置。该晶圆几何参数测量装置包括本申请的第一方面提供的任一种哈特曼测量装置和晶圆几何参数测量子系统。晶圆位于晶圆几何参数测量子系统与哈特曼测量装置之间。
[0015]在本申请一实施例中，晶圆几何参数测量子系统包括干涉仪系统或者本申请的第一方面提供的任一种哈特曼测量装置。
[0016]根据本申请实施例提供的技术方案，通过哈特曼波前传感器接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将检测光束转换成多个光点，从而可以实现根据多个光点和多个光点对应的正入射光点的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。另外，相对于干涉仪来说，由于仅需要接收检测光束就可以实现测量待测表面的翘曲度和形状，因而不存在相干干涉，也避免了用昂贵的参考镜，且能够对晶圆测量更大范围的翘曲度和形状。此外，本申请的技术方案能够降低测量装置的结构复杂性和成本，且保证测量过程中不损伤晶圆的待测表面。
附图说明
[0017]图1所示为本申请一实施例提供的一种哈特曼测量装置的结构示意图。
[0018]图2A
‑
图2H所示为本申请另一实施例提供的一种哈特曼测量装置的结构示意图。
[0019]图3所示为本申请一实施例提供的一种哈特曼测量方法的方法示意图。
[0020]图4所示为本申请第一实施例提供的一种晶圆几何参数测量装置的结构示意图。
[0021]图5A所示为本申请第二实施例提供的一种晶圆几何参数测量装置的结构示意图。
[0022]图5B所示为本申请第三实施例提供的一种晶圆几何参数测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0023]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，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0024]图1所示为本申请一实施例提供的一种哈特曼测量装置的结构示意图。如图1所示，该哈特曼测量装置100包括光源准直部件110和哈特曼波前传感器120。光源准直部件110用于将光源1产生的光束10准直以形成平行光束11，并将平行光束11直接或间接射向晶圆2的待测表面。哈特曼波前传感器120用于接收从晶圆2的待测表面反射后的检测光束12，
并将检测光束12转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。
[0025]在一些实施例中，由于晶圆2的待测表面是可以反射平行光束的，平行光束11可以直接射向晶圆2的待测表面。在另一些实施例中，平行光束11也可以间接射向晶圆2的待测表面，例如在光源准直部件与晶圆之间设置分束器等，从而利用分束器等引导平行光束11射向晶圆2的待测表面，本申请对此不做具体限定。
[0026]应当理解，光源1可以为哈特曼测量装置的一部分，即哈特曼测量装置包括光源1，也可以为独立于哈特曼测量装置的外置光源，即哈特曼测量装置不包括光源1，本申请对此不做具体限定。光源1包括但不限于激光光源、宽光谱白光光源或以发光二极管为发光体的光源，只要能够产生光束即可，本申请对此不做具体限定。光源1可以为面光源，但是由于面光源所产生的光束不够集中，面积可能会大于晶圆的待测表面，从而会造成光束的损失较大，因此，可选地，光源1也可以为点光源，这是由于点光源产生的光束较为集中，该点光源经光源准直部件准直后形成的平行光束可以全部射向晶圆的待测表面，提高光源所产生的光束的利用率。平行光束可以全部覆盖晶圆的待测表面，也可以部分覆盖晶圆的待测表面，本申请对此不做具体限定。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种哈特曼测量装置，其特征在于，包括：光源准直部件和哈特曼波前传感器，其中，所述光源准直部件用于将光源产生的光束准直以形成平行光束，并将所述平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；哈特曼波前传感器用于接收从所述晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将所述检测光束转换成多个光点，以根据所述多个光点和所述多个光点对应的正入射光点之间的偏移量计算得到所述待测表面的翘曲度和形状。2.根据权利要求1所述的哈特曼测量装置，其特征在于，还包括：分束镜，位于所述光源准直部件和所述晶圆之间，用于将所述平行光束引导射向所述晶圆的待测表面，所述平行光束经由所述分束镜反射后射向所述晶圆的待测表面上，其中，所述哈特曼波前传感器还用于接收经由所述晶圆的待测表面反射且经由所述分束镜透射的检测光束。3.根据权利要求1所述的哈特曼测量装置，其特征在于，还包括：反射镜，位于所述光源准直部件和所述晶圆之间，所述平行光束经由所述反射镜反射后射向所述晶圆的待测表面上，以使所述哈特曼波前传感器和所述晶圆均位于所述光源准直部件和所述反射镜的同一侧。4.根据权利要求1所述的哈特曼测量装置，其特征在于，还包括：折转镜，位于所述光源和所述光源准直部件之间，所述光束经由所述折转镜反射后射向所述光源准直部件。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的哈特曼测量装置，其特征在于，还包括：缩束准直系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建强，曾安，唐寿鸿，
申请(专利权)人：南京中安半导体设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：