CN212159608U - 一种检测光源和检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种检测光源和一种检测系统，检测光源包括：壳体，壳体具有：用以形成壳体的部分壳壁的安装基板和与安装基板相对的出光口；若干个光源，各光源分布在安装基板上，且各光源的射出方向朝向出光口设置，各光源均为光纤光源；匀光装置，设在安装基板与出光口之间，和/或设在出光口内。检测光源将各个光源设置在壳体的安装基板上，各光源内的光线沿出光口射出，各光线的射出角度均不同，沿着安装基板的径向方向分布，可以对曲面的晶圆的各表面进行均匀的照射，匀光装置可以将各光源出射的光线均匀化，实现晶圆的均匀检测；光源采用光纤光源，光纤光源在工作时不会产生热量，避免壳体内部热量过高而导致部件损坏。

Description

一种检测光源和检测系统

技术领域

本实用新型涉及晶圆检测领域，特别是涉及一种检测光源和检测系统。

背景技术

对晶圆缺陷进行检测时，不仅需要对晶圆表面的缺陷进行检测，还需对晶圆的边缘的缺陷进行检测。晶圆边缘一般包括边缘上表面、上斜面、顶端面和、下斜面和边缘下表面，需对晶圆边缘各个区域提供均匀的照明光，以便于对晶圆边缘进行检测。晶圆检测时一般采用LED光源对晶圆的曲面进行检测，但现有技术咋哄的检测光源多为方形或环形光源，无法对曲面晶圆进行很好的检测，且光源在工作时会发出较多的热量，工作时间较长时会损坏内部部件。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种检测光源，可以对曲面的晶圆进行均匀检测，且不会因热量造成部件损坏。

一种检测光源，包括：

壳体，所述壳体包括：用以形成壳体的部分壳壁的安装基板；与所述安装基板相对的出光面，所述出光面朝向所述安装基板凹陷形成一容纳口，所述容纳口用于部分容纳待测物；所述壳体沿第一方向的弧度小于180°，所述第一方向垂直于出光面凹陷方向；

多个光源，各所述光源设置于所述安装基板，各所述光源均为光纤光源，各所述光源发射的光束的光轴方向不相同。

在其中一个实施例中，匀光装置，用于对光源发出的光进行匀光，所述匀光装置背离所述安装基板的面形成所述出光面；或设置在所述安装基板与所述出光面之间。

在其中一个实施例中，所述匀光装置包括多片间隔设置的匀光片，相邻匀光片之间形成第一匀光腔，所述安装基板内壁和临近所述安装基板的匀光片形成第二匀光腔。

在其中一个实施例中，所述壳体还包括连接所述安装基板和出光面的侧板；所述侧板内表面和/或所述安装基板内表面具有反光涂层。

在其中一个实施例中，所述反光涂层的材料为银或铝。

在其中一个实施例中，所述匀光片的散射角为8°～25°。

在其中一个实施例中，所述出光面的沿第二方向的弧度大于180°，所述第二方向垂于所述第一方向。

在其中一个实施例中，所述发光面为柱面，所述发光面的母线平行于所述第一方向。

在其中一个实施例中，所述安装基板的安装面为柱面，所述光源沿所述安装面的准线均匀排列，所述基板安装面的母线平行于所述第一方向。

在其中一个实施例中，相邻光源发射光束的光轴夹角相等。

在其中一个实施例中，各所述光源出射光的发散角度为25°～35°；相邻光源的光轴之间的夹角为1°～5°。

本申请还提供一种检测系统，包括上述任一项所述的检测光源以及检测通道，所述检测光源用于向待测物的边缘提供检测光，所述检测光在所述待测物的边缘形成检测光斑，所述检测光斑经所述待测物的边缘形成信号光，所述检测通道用以接收所述信号光。

在其中一个实施例中，部分所述待测物的边缘设置于所述容纳口中，且各光源发射的光束光轴均垂直于所述待测物边缘表面。

在其中一个实施例中，所述检测光源的光轴位于第一平面上，各所述检测通道的光轴位于第二平面上，所述第一平面与所述第二平面相对于所述待测晶圆边缘的法向方向对称。

附图说明

图1为一实施例中的检测光源的结构示意图；

图2为图1中A-A处的剖视图；

图3为一实施例中检测光源、检测装置和待测晶圆的测试结构图。

其中：1、壳体；2、光纤光源；11、安装基板；111、安装孔；12、上盖板； 121、第一弧线段；122、第二弧线段；13、下盖板；14、挡板；15、出光面；3、匀光装置；31、第一匀光片；32、第二匀光片；33、第一匀光腔；34、第二匀光腔；4、待测晶圆；5、检测装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本实用新型的第一实施方式涉及一种检测光源，典型的可以对晶圆进行检测。

该检测光源包括：壳体，壳体包括：用以形成壳体的部分壳壁的安装基板；与安装基板相对的出光面，出光面朝向安装基板凹陷形成一容纳口，容纳口用于部分容纳待测物；壳体沿第一方向Y的弧度小于180°，第一方向Y垂直于出光面凹陷方向；多个光源，各光源设置于安装基板，各光源均为光纤光源，各光源发射的光束的光轴方向不相同。

在本申请中，需要说明的是，第一方向Y为与光源光轴垂直的方向。

具体地，如图1所示，壳体1包括：围成壳壁的安装基板11、上盖板12、下盖板13和两个挡板14，安装基板11呈弧形设置，上盖板12和下盖板13分别位于安装基板11轴线方向上的上下两侧且对应设置，上盖板12和下盖板13 均与安装基板11固定连接。上盖板12和下盖板13均为C型，上盖板12在靠近弧形基板11的一侧具有第一弧线段121，在背离弧形基板11的一侧具有第二弧线段122。第一弧线段121与圆弧形基板11的弧度吻合，与圆弧形基板11完全贴附，第二弧线段122与第一弧线段121同圆心，上盖板12与下盖板13对应设置。挡板14设在上盖板12与下盖板13之间，且挡板14与第一弧线段121 和第二弧线段122均连接，在壳体1的中部，上盖板12的第二弧线段122、下盖板13的靠近第二弧线段122的弧线段、两个挡板14围成了出光面15。在本实施例中，出光面沿第二方向X的弧度大于180°，该第二方向X垂直于第一方向Y，具体的，出光面为柱面，出光面的母线平行于第一方向Y。安装基板的安装面为柱面，如圆柱面或者其他柱面，光源沿安装面的准线均匀排列，基准线可以是弧线或者多折线等，基板安装面的母线平行于第一方向Y。

本实施方式中，多个光源为光纤光源2，光纤光源2采用光导纤维传导光，采用光的全反射原理，可使光源体远离检测光源设置，避免检测光源上的热量聚集，有利于检测光源的散热，具有光线损失少、工作不发热的优势。在本实施例中，各光源发射的光束的光轴方向不同，相邻光源出射光束的光轴的夹角相等，且相邻光源出射光的光轴之间的夹角为1～5°，光纤光源2出射光的发散角度为25～35°，光纤光源2的出射光具有较强的方向性。

在本实施例中，安装基板11上沿弧度方向均匀开设若干个安装孔111，安装孔111的数量与光纤光源2的数量相等，安装孔111用于安装光纤光源2，通过安装孔111的固定可使得各光纤光源2的出射端均朝向安装基板11的圆心，进一步使得各光纤光源2的光轴均朝向安装基板11的圆心。各光纤光源2从安装孔111伸入壳体1内，各光纤光源2均朝向出光面15，将光线从出光面15中射出。光纤光源2可以直接从安装孔111插入壳体1内部，安装和拆卸十分方便。本实施方式中的光源采用光纤光源2，不仅无需设置安装电路板，更无需设置散热装置，大大简化了安装流程和难度，节约成本，节省壳体1内部空间。

由上可知，检测光源的壳体1具有一弧形的出光面15，光线从弧形的出光面15中射出，在对待测晶圆进行检测时，将晶圆的边缘置于安装基板11的圆心位置，从出光面15射出对晶圆边缘进行检测的检测光，值得注意的是，本实施方式中的安装基板11的弧度大于180°，使得检测光源的出射光可以在待测晶圆的上表面、上斜面、顶端面、下斜面及下表面形成检测光斑，检测晶圆边缘的各个位置。

本实施方式中，结合图1与图2，壳体1内还设有：匀光装置3，匀光装置 3用于对光纤光源射出的进行均匀化，使得为待测晶圆的边缘的各个位置提供均匀的检测光，以提升对待检测晶圆边缘检测的准确性。匀光装置3背离安装基板的面形成出光面，或者，匀光装置3设置在安装基板11与出光面14之间。其中匀光装置3包括：与安装基板11同圆心的至少一片匀光片，匀光片呈弧形设置。匀光片的散射角为8～25°。在本实施例中，壳体1的上盖板12、下盖板 13、两个挡板14和安装基板11的内壁均具有反光涂层，反光涂层可以为镀银层，当然反光涂层也可以采用其他高反射率材料支座的涂层，如镀铝层等，本实施方式中不做具体限定。

在本实施例中，匀光片的数量为1时，可以设在基板与出出光面15之间，或者匀光片也可以设在出光面15内，此时匀光片安装在上盖板12与下盖板13 之间，且匀光片的两侧分别与两个挡板14相抵，匀光片与上盖板12、下盖板 13、两个挡板14和安装基板11之间形成匀光腔；多个光纤光源2出射的光经匀光腔匀化后从出光面15出射，此时，出光面15出射的光具有较高的均匀性。匀光片安装在壳体1内的方式可以为多种，如粘合连接，或在上盖板12和下盖板13上形成安装槽，将匀光片的上下两侧分别嵌入两个安装槽内等其他连接方式。

作为优选的，本实施方式中的匀光片的数量为2，分别为间隔设置的第一匀光片31和第二匀光片32，其中第一匀光片31设在出光面15与安装基板11之间，第二匀光片32的设在出光面15内，第一匀光片31与上盖板12、下盖板 13、两个挡板14的部分区域和安装基板11之间形成第一匀光腔33，第二匀光片32与上盖板12、下盖板13、两个挡板14的部分区域和第一匀光片31之间形成第二匀光腔34；此时，多个光纤光源2出射的光先经匀光腔33匀化后，进入第二匀光腔34，经第二匀光腔34匀化后，从出光面15出射照射在待测晶圆的边缘，通过设置两片匀光片可进一步提高出射光的均匀性。在本实施例中，第一匀光片31和第二匀光片32的散射角为8°～25°；散射角为一束平行光穿过匀光装置后形成的散射光束，光强度为最大光强度的1/2所对应的角度。故，多个光纤光源2出射的光经匀光片匀化后，具有较高的均匀性，同时可以保持较好的方向性，提高晶圆边缘检测的准确性。

本实施方式中的检测光源，通过安装基板11设置，可以同时为待测晶圆边缘的各个位置提供检测光；通过采用光纤光源2发射检测光，省去了散热装置，节省成本，简化壳体1内部结构，且提高检测光源出射的检测光的方向性；通过匀光装置3提高照射至待测晶圆边缘各个位置的检测光的均匀性。

本实用新型的第二实施方式涉及一种检测系统，如图3所示，检测系统包括：如第一实施方式中的检测光源、检测装置5，检测装置5具有多个检测通道，检测光源用于照射待测晶圆4的边缘，部分所述待测物的边缘设置于所述容纳口中，且各光源发射的光束光轴均垂直于所述待测物边缘表面，且检测光源可在待测晶圆4边缘的上表面、上斜面、顶端面、下斜面以及下表面均形成均匀的检测光斑，并经待测晶圆4边缘形成信号光。检测装置5用以接收所述信号光，产生检测信息，完成晶圆的检测。其中检测光源出射的检测光经待测晶圆4 的边缘反射及散射后形成信号光，当晶圆边缘没有缺陷时，检测光经待测晶圆的边缘反射进入检测通道中，此时进入检测通道中的信号光强度最强；当晶圆边缘有缺陷时，检测光发生散射或衍射，此时进入检测通道中的信号光强度较弱，根据检测通道检测到的信号光的强度可以判断晶圆边缘是否存在缺陷。

检测装置5包括：多个检测通道，检测通道至少设有5个，各检测通道分别具有在待测晶圆4边缘的上表面、上斜面、顶端面、下斜面及下表面的检测区，检测光源中，各光源的光轴及检测光位于第一平面上，各检测通道的光轴及信号光位于第二平面上，在对待测晶圆4进行检测时，检测光源的壳体1和检测装置5分别对称分布于待测晶圆4直径的两侧，第一平面与第二平面相对于待测晶圆4边缘的法向对称。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种检测光源，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括：用以形成壳体的部分壳壁的安装基板；与所述安装基板相对的出光面，所述出光面朝向所述安装基板凹陷形成一容纳口，所述容纳口用于部分容纳待测物；所述壳体沿第一方向的弧度小于180°，所述第一方向垂直于出光面凹陷方向；

多个光源，各所述光源设置于所述安装基板，各所述光源均为光纤光源，各所述光源发射的光束的光轴方向不相同。

2.根据权利要求1所述的检测光源，其特征在于，还包括:

匀光装置，用于对光源发出的光进行匀光，所述匀光装置背离所述安装基板的面形成所述出光面；或设置在所述安装基板与所述出光面之间。

3.根据权利要求2所述的检测光源，其特征在于，所述匀光装置包括多片间隔设置的匀光片，相邻匀光片之间形成第一匀光腔，所述安装基板内壁和临近所述安装基板的匀光片形成第二匀光腔。

4.根据权利要求2所述的检测光源，其特征在于，所述壳体还包括连接所述安装基板和出光面的侧板；所述侧板内表面和/或所述安装基板内表面具有反光涂层。

5.根据权利要求4所述的检测光源，其特征在于，所述反光涂层的材料为银或铝。

6.根据权利要求3所述的检测光源，其特征在于，所述匀光片的散射角为8°～25°。

7.根据权利要求1所述的检测光源，其特征在于，所述出光面沿第二方向的弧度大于180°，所述第二方向垂于所述第一方向。

8.根据权利要求1所述的检测光源，其特征在于，所述出光面为柱面，所述出光面的母线平行于所述第一方向。

9.根据权利要求1所述的检测光源，其特征在于，所述安装基板的安装面为柱面，所述光源沿所述安装面的准线均匀排列，所述基板安装面的母线平行于所述第一方向。

10.根据权利要求9所述的检测光源，其特征在于，相邻光源发射光束的光轴夹角相等。

11.根据权利要求1、9或10所述的检测光源，其特征在于，各所述光源出射光的发散角度为25°～35°；相邻光源的光轴之间的夹角为1°～5°。

12.一种检测系统，其特征在于，包括：如权利要求1至11中任一项所述的检测光源以及检测通道，所述检测光源用于向待测物的边缘提供检测光，所述检测光在所述待测物的边缘形成检测光斑，所述检测光斑经所述待测物的边缘形成信号光，所述检测通道用以接收所述信号光。

13.根据权利要求12所述的检测系统，其特征在于，部分所述待测物的边缘设置于所述容纳口中，且各光源发射的光束光轴均垂直于所述待测物边缘表面。

14.根据权利要求12所述的检测系统，其特征在于，所述检测光源的光轴位于第一平面上，各所述检测通道的光轴位于第二平面上，所述第一平面与所述第二平面相对于所述待测物边缘的法向方向对称。

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