【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米半导体关键尺寸测量，更具体地，涉及一种半导体测量模块、半导体测量系统及方法。
技术介绍
1、随着半导体制造工艺的发展，材料的光学常数、薄膜厚度和纳米结构的三维形貌参数等都会很大程度的影响产品的性能指标。目前，对纳米薄膜的厚度、纳米结构的三维形貌参数测量的主要手段是扫描电子显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜，其优点是它们在纳米级尺寸的测量精度都很高，但这些测量手段存在着显著缺点：测量周期长、成本高、与样品接触等，难以实现实时在线无损测量。
2、近年来，彩色共聚焦传感器作为一种新兴的表面形貌测量技术，具有与样品不接触，测量速度快等优点，备受业界关注。然而，现有利用彩色共聚焦传感器的表面形貌测量方法虽然能够得到样品表面的形貌数据，但无法得到样品的温度数据，而纳米半导体对温度非常敏感，因此无法得到精准的样品形貌信息，无法满足高精度测量的要求。
技术实现思路
1、本专利技术通过提供一种半导体测量模块、半导体测量系统及方法，解决现有技术中利用彩色共聚焦传感器的表面形貌测量方法得到的样品形貌信息的精度较差，无法满足先进纳米半导体精准在线监测测量要求的问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种半导体测量模块，包括：红外测温仪、彩色共聚焦传感器和移动组件；所述移动组件用于承载测试样品并带动测试样品移动，测试样品为纳米半导体；所述红外测温仪、所述彩色共聚焦传感器均设置在所述移动组件的上方；所述红外测温仪用于在测试样品移动至所述红外测温仪下方时对测试样品的表面温
3、优选的，所述彩色共聚焦传感器包括：激光发生单元、光纤耦合器、聚焦单元和光谱仪；所述激光发生单元包括光源，所述光源用于发出多波长的光束作为入射光；所述光纤耦合器的第一端口连接有第一光纤，所述光纤耦合器的第二端口连接有第二光纤，所述光纤耦合器的第三端口连接有第三光纤；所述入射光经所述第一光纤传输至所述光纤耦合器，并经所述第三光纤出射，出射后的所述入射光经所述聚焦单元后聚焦照射到测试样品上；经测试样品表面反射的反射光经过所述聚焦单元后，通过所述第三光纤到达所述光纤耦合器，然后经所述第二光纤传输至所述光谱仪，所述光谱仪得到所述形貌信息。
4、优选的，所述激光发生单元还包括：准直镜和第一透镜；所述准直镜、所述第一透镜均设置在所述光源与所述光纤耦合器之间的光路上；所述准直镜用于对所述光源发出的光束进行准直；所述第一透镜用于将准直后的光束汇聚到所述第一光纤中。
5、优选的，所述聚焦单元包括：第二透镜和色散探头；所述入射光经所述第二透镜后变为平行光照射在所述色散探头上，所述色散探头对于不同波长的光具有不同的焦距。
6、优选的，所述光源采用led彩色光源。
7、优选的，所述移动组件用于实现测试样品沿第一方向的移动，测试样品沿第二方向的测量数据通过所述红外测温仪和所述彩色共聚焦传感器的线性扫描获取，所述第一方向与所述第二方向垂直。
8、优选的，所述移动组件采用传送带。
9、第二方面，本专利技术提供一种半导体测量系统，包括：数据处理单元以及上述的半导体测量模块；所述半导体测量模块用于对测试样品的表面温度和表面形貌进行测量；所述数据处理单元用于接收来自所述半导体测量模块的温度信息和形貌信息，并根据所述温度信息和所述形貌信息修正热膨胀造成的样品表面形貌误差，得到修正后的测量信息。
10、第三方面，本专利技术提供一种半导体测量方法，包括以下步骤：
11、利用上述的半导体测量模块对测试样品的表面温度和表面形貌进行测量，得到温度信息和形貌信息，并传输至数据处理单元；
12、利用所述数据处理单元根据所述温度信息和所述形貌信息修正热膨胀造成的样品表面形貌误差，得到修正后的测量信息。
13、优选的，所述数据处理单元结合预先标定的测试样品热膨胀系数，通过机器学习修正热膨胀造成的样品表面形貌误差。
14、本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
15、(1)本专利技术将红外测温仪和彩色共聚焦传感器的技术特性有机结合起来，利用红外测温仪测量样品表面温度，耦合红外测温仪和彩色共聚焦传感器精准测量纳米半导体结构的三维形貌参数。即本专利技术既能实时在线测量半导体表面的温度，又能修正热膨胀误差测量准确测量半导体表面形貌。本专利技术将多种测量方法结合起来，为半导体样品测量提供一站式解决方案，能实现绝大多数先进纳米半导体的精准在线监测测量。
16、(2)本专利技术提供的测量模型、系统采用的均是常用光学仪器，便于实现。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种半导体测量模块，其特征在于，包括：红外测温仪、彩色共聚焦传感器和移动组件；所述移动组件用于承载测试样品并带动测试样品移动，测试样品为纳米半导体；所述红外测温仪、所述彩色共聚焦传感器均设置在所述移动组件的上方；所述红外测温仪用于在测试样品移动至所述红外测温仪下方时对测试样品的表面温度进行测量，得到温度信息；所述彩色共聚焦传感器用于在测试样品移动至所述彩色共聚焦传感器下方时对测试样品的表面形貌进行测量，得到形貌信息。
2.根据权利要求1所述的半导体测量模块，其特征在于，所述彩色共聚焦传感器包括：激光发生单元、光纤耦合器、聚焦单元和光谱仪；所述激光发生单元包括光源，所述光源用于发出多波长的光束作为入射光；所述光纤耦合器的第一端口连接有第一光纤，所述光纤耦合器的第二端口连接有第二光纤，所述光纤耦合器的第三端口连接有第三光纤；所述入射光经所述第一光纤传输至所述光纤耦合器，并经所述第三光纤出射，出射后的所述入射光经所述聚焦单元后聚焦照射到测试样品上；经测试样品表面反射的反射光经过所述聚焦单元后，通过所述第三光纤到达所述光纤耦合器，然后经所述第二光纤传输至所述光谱仪，所述光
3.根据权利要求2所述的半导体测量模块，其特征在于，所述激光发生单元还包括：准直镜和第一透镜；所述准直镜、所述第一透镜均设置在所述光源与所述光纤耦合器之间的光路上；所述准直镜用于对所述光源发出的光束进行准直；所述第一透镜用于将准直后的光束汇聚到所述第一光纤中。
4.根据权利要求2所述的半导体测量模块，其特征在于，所述聚焦单元包括：第二透镜和色散探头；所述入射光经所述第二透镜后变为平行光照射在所述色散探头上，所述色散探头对于不同波长的光具有不同的焦距。
5.根据权利要求2所述的半导体测量模块，其特征在于，所述光源采用LED彩色光源。
6.根据权利要求1所述的半导体测量模块，其特征在于，所述移动组件用于实现测试样品沿第一方向的移动，测试样品沿第二方向的测量数据通过所述红外测温仪和所述彩色共聚焦传感器的线性扫描获取，所述第一方向与所述第二方向垂直。
7.根据权利要求1所述的半导体测量模块，其特征在于，所述移动组件采用传送带。
8.一种半导体测量系统，其特征在于，包括：数据处理单元以及如权利要求1-7中任一项所述的半导体测量模块；
9.一种半导体测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的半导体测量方法，其特征在于，所述数据处理单元结合预先标定的测试样品热膨胀系数，通过机器学习修正热膨胀造成的样品表面形貌误差。
...【技术特征摘要】
1.一种半导体测量模块，其特征在于，包括：红外测温仪、彩色共聚焦传感器和移动组件；所述移动组件用于承载测试样品并带动测试样品移动，测试样品为纳米半导体；所述红外测温仪、所述彩色共聚焦传感器均设置在所述移动组件的上方；所述红外测温仪用于在测试样品移动至所述红外测温仪下方时对测试样品的表面温度进行测量，得到温度信息；所述彩色共聚焦传感器用于在测试样品移动至所述彩色共聚焦传感器下方时对测试样品的表面形貌进行测量，得到形貌信息。
2.根据权利要求1所述的半导体测量模块，其特征在于，所述彩色共聚焦传感器包括：激光发生单元、光纤耦合器、聚焦单元和光谱仪；所述激光发生单元包括光源，所述光源用于发出多波长的光束作为入射光；所述光纤耦合器的第一端口连接有第一光纤，所述光纤耦合器的第二端口连接有第二光纤，所述光纤耦合器的第三端口连接有第三光纤；所述入射光经所述第一光纤传输至所述光纤耦合器，并经所述第三光纤出射，出射后的所述入射光经所述聚焦单元后聚焦照射到测试样品上；经测试样品表面反射的反射光经过所述聚焦单元后，通过所述第三光纤到达所述光纤耦合器，然后经所述第二光纤传输至所述光谱仪，所述光谱仪得到所述形貌信息。
3.根据权利要求2所述的半导体测量模块，其特征在于，所述激光发生单元还包括：准直镜和第一透镜；所述...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。