一种光学检测设备制造技术

一种光学检测设备，包括检测系统和去污系统，检测系统包括用于向待测物表面出射测量光束的检测光源组件，去污系统包括用于出射去污光束的去污光源组件和位于去污光束的光路上的光路转换件；光路转换件用于使至少部分去污光束入射至待测物，以清除待测物表面的污染物。利用光路转换件对去污光束光路的转换作用，可使去污光束在待测物表面形成光斑的位置至少部分重叠于测量光束在待测物表面形成光斑的位置，在启用检测系统对待测物的某一区域位置进行光学检测之前，可利用去污光束对该区域位置的污染物进行清除，从而既可以确保检测结果的准确性，又可以针对待测物的同一待测位置进行高精度的重复测量，保证测量结果的一致性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种光学检测设备


[0001]本技术涉及半导体领域，具体涉及一种光学检测设备。

技术介绍

[0002]光学检测是现代半导体行业进行高精度、无损缺陷检测的主要方法之一，在半导体芯片的制造过程中，采用光学检测对晶圆表面的某些性质，如薄膜厚度、颗粒污染、其他关键尺寸、表面缺陷等进行检测，成为了保证产品质量的重要环节。
[0003]现有光学检测设备在对晶圆进行检测测量时，测量值受检测环境内的大气条件（如温度、湿度等）、晶圆暴露于空气中的时间长短等因素的影响十分强烈，尤其是对晶圆进行重复性检测时所获取的测量值；如，当环境内的湿度较高时，测量得到的薄膜厚度往往会偏高；又如，当晶圆暴露于空气中的时间较长时，测量得到的薄膜厚度也会呈现出不断增加的趋势。因此，由此类因素所引起的测量值的变化，不但会影响测量结果的准确性，而且也大大降低了以更佳精度进行重复测量的可行性。

技术实现思路

[0004]本技术主要解决的技术问题是提供一种光学检测设备，以达到增强测量的可重复性及提高检测结果准确性的目的。
[0005]一种实施例中提供一种光学检测设备，包括检测系统和去污系统，所述检测系统包括检测光源组件，所述去污系统包括去污光源组件和光路转换件；其中：
[0006]所述检测光源组件用于向待测物表面出射测量光束，以使所述测量光束经待测物后形成信号光束；
[0007]所述去污光源组件用于出射去污光束，所述光路转换件位于去污光束的光路，用于使至少部分所述去污光束入射至待测物，并使所述去污光束在待测物表面形成光斑的位置至少部分重叠于测量光束在待测物表面形成光斑的位置，以清除待测物表面的污染物。
[0008]一个实施例中，所述光路转换件包括第一转换件，用于对所述去污光束的光路进行转换，以使所述去污光束的光路重合于测量光束的光路。
[0009]一个实施例中，所述第一转换件为分束镜，所述分束镜布置于测量光束的光路与去污光束的光路相交的位置，以使经过所述分束镜后的去污光束和测量光束共光路；或
[0010]所述第一转换件为反射镜，所述反射镜被构造成可移动至测量光束的光路与去污光束的光路相交的位置，以使经过所述反射镜后的去污光束与测量光束共光路。
[0011]一个实施例中，所述去污光源组件包括去污光源和第一聚焦镜，所述去污光源用于出射去污光束，所述第一聚焦镜用于对去污光束进行聚焦。
[0012]一个实施例中，所述检测光源组件包括检测光源，所述检测光源用于向第一聚焦镜出射测量光束，所述第一聚焦镜还用于对测量光束进行聚焦，以在待测物表面形成光斑。
[0013]一个实施例中，所述检测光源组件包括检测光源和第二聚焦镜，所述检测光源用于出射测量光束，所述第二聚焦镜用于对测量光束进行聚焦，以在待测物表面形成光斑。
[0014]一个实施例中，所述第一聚焦镜的焦距大于第二聚焦镜的焦距；所述去污光源组件还包括第一扩束镜，所述第一扩束镜用于对去污光束进行扩束，所述第一聚焦镜用于对经第一扩束镜扩束后的去污光束进行聚焦。
[0015]一个实施例中，所述第一聚焦镜的焦距为180mm
‑
250mm，所述第二聚焦镜的焦距为45mm
‑
60mm。
[0016]一个实施例中，所述第一聚焦镜的焦距小于第二聚焦镜的焦距，所述检测光源组件还包括第二扩束镜，所述第二扩束镜用于对测量光束进行扩束，所述第二聚焦镜用于对经第二扩束镜扩束后的测量光束进行聚焦。
[0017]一个实施例中，所述去污光源组件出射的去污光束的光路平行于检测光源组件出射的测量光束的光路。
[0018]一个实施例中，所述光路转换件还包括第二转换件，用于对所述去污光束的光路进行转换，以使所述去污光束的光路相交于测量光束的光路，所述第二转换件位于去污光源组件的输出端。
[0019]一个实施例中，所述检测系统还包括检测腔室，用于与待测物相对布置，所述检测光源组件和去污光源组件均设置于检测腔室内，所述检测腔室朝向待测物表面的一端设有光束通道，所述光束通道用于供测量光束和去污光束中的任意一者或两者通过。
[0020]一个实施例中，所述去污光束为高斯型红外脉冲光束或高斯型紫外脉冲光束，所述测量光束为宽光谱光束。
[0021]依据上述实施例的光学检测设备，包括检测系统和去污系统，检测系统包括用于向待测物表面出射测量光束的检测光源组件，去污系统包括用于出射去污光束的去污光源组件和位于去污光束的光路上的光路转换件；光路转换件用于使至少部分去污光束入射至待测物，以清除待测物表面的污染物。通过将检测系统与去污系统进行系统架构融合，使得光学检测设备具备光学检测和去污的双重功能，增强设备功能的集成度；而利用光路转换件对去污光束光路的转换作用，可使去污光束在待测物表面形成光斑的位置至少部分重叠于测量光束在待测物表面形成光斑的位置，在利用检测系统对待测物的某一区域位置进行光学检测之前，可启用去污系统对该区域位置的污染物进行清除，从而既可以确保检测结果的准确性，又可以针对待测物的同一待测位置进行高精度的重复测量，保证测量结果的一致性。
附图说明
[0022]图1为本申请光学检测设备中光路系统的第一示例性结构示意图。
[0023]图2为本申请光学检测设备中光路系统的第二示例性结构示意图。
[0024]图3为本申请光学检测设备中光路系统的第三示例性结构示意图。
[0025]图4为本申请光学检测设备中光路系统的第四示例性结构示意图。
[0026]图5为本申请光学检测设备中光路系统的第五示例性结构示意图。
[0027]图中：
[0028]11、检测光源；12、第二聚焦镜；13、检测腔室；21、去污光源；22、第一聚焦镜；23、第一转换件；24、第二转换件；25、第一扩束镜；S1、测量光束；S2、去污光束；A、晶圆。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
[0030]另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
[0031]本文中为部件所编序号本身，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学检测设备，其特征在于，包括检测系统和去污系统，所述检测系统包括检测光源组件，所述去污系统包括去污光源组件和光路转换件；其中：所述检测光源组件用于向待测物表面出射测量光束，以使所述测量光束经待测物后形成信号光束；所述去污光源组件用于出射去污光束，所述光路转换件位于去污光束的光路，用于使至少部分所述去污光束入射至待测物，并使所述去污光束在待测物表面形成光斑的位置至少部分重叠于测量光束在待测物表面形成光斑的位置，以清除待测物表面的污染物。2.如权利要求1所述的光学检测设备，其特征在于，所述光路转换件包括第一转换件，用于对所述去污光束的光路进行转换，以使所述去污光束的光路重合于测量光束的光路。3.如权利要求2所述的光学检测设备，其特征在于，所述第一转换件为分束镜，所述分束镜布置于测量光束的光路与去污光束的光路相交的位置，以使经过所述分束镜后的去污光束和测量光束共光路；或所述第一转换件为反射镜，所述反射镜被构造成可移动至测量光束的光路与去污光束的光路相交的位置，以使经过所述反射镜后的去污光束与测量光束共光路。4.如权利要求1
‑
3中任一项所述的光学检测设备，其特征在于，所述去污光源组件包括去污光源和第一聚焦镜，所述去污光源用于出射去污光束，所述第一聚焦镜用于对去污光束进行聚焦。5.如权利要求4所述的光学检测设备，其特征在于，所述检测光源组件包括检测光源，所述检测光源用于向第一聚焦镜出射测量光束，所述第一聚焦镜还用于对测量光束进行聚焦，以在待测物表面形成光斑。6.如权利要求4所述的光学检测设备，其特征在于，所述检测光源组件包括检测光源和第二聚焦镜，所述检测光源用于出射测量光束，所述第二聚焦镜用于对测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：王南朔，王秋实，卢继奎，马砚忠，陈鲁，张嵩，
申请(专利权)人：深圳中科飞测科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：