CN219015240U - 激光光学调节装置及翘曲测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种激光光学调节装置及翘曲测量系统，所述激光光学调节装置包括激光器、激光器调节部、底座和光斑显示部，所述激光器调节部与所述激光器连接，所述激光器调节部用于驱动所述激光器运动以调节所述激光器的位置和方向；所述底座与所述激光器调节部连接，所述底座设有通光孔，所述通光孔用于通过所述激光器发射的激光；当对所述激光的光路进行调节时，所述光斑显示部完全覆盖所述通光孔，且所述光斑显示部的中轴线和所述通光孔的中轴线重合，所述光斑显示部用于观察所述激光的光路。本实用新型使激光的光路调节可视化，提高了激光的光路的调节效率。

Description

激光光学调节装置及翘曲测量系统

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种激光光学调节装置及翘曲测量系统。

背景技术

在半导体器件制造过程中，如在化学气相沉积设备中进行薄膜沉积制程时，依序在晶片衬底上沉积生长多层薄膜，而在薄膜生长过程中，由于应力的作用，会导致晶片发生翘曲，这种翘曲现象会影响到后续的产品质量，尤其在生长某些关键薄膜层的时候，更加需要严格控制翘曲。因而需要对翘曲进行在线实时测量及控制，以降低对产品质量的影响。

现有技术中，对晶片进行翘曲测量多采用反射光测量方法。通常，在反应腔室的顶部设有光学视窗，由激光器发射的激光的光束照射到样品表面，然后通过位置探测器探测样品表面反射的反射光的位置来计算翘曲。然而由于激光器到反应腔的距离较远，需要对激光器的安装位置进行调整，以使探测光的光束能透过光学视窗投射至外延片上。但对于激光的光路较远的光学测量系统，在对激光器的角度进行微调时，激光器发射的激光的光束会发生较大偏离，从而导致激光的光束很难落入光学视窗，由于激光的光束在空气介质中无法观察，因此在激光器调节过程中无法判断激光的光束的方向，增大了技术人员激光器调节的难度，只能通过经验摸索激光器发射的激光的光束是否能够准确地照射到外延片上，这样就需要花费大量的时间成本来调节激光器的方向和位置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种激光光学调节装置及翘曲测量系统，以提高激光的光路的调节效率。

为实现上述目的，本实用新型的激光光学调节装置，包括：

激光器；

激光器调节部，与所述激光器连接，所述激光器调节部用于驱动所述激光器运动以调节所述激光器的位置和方向；

底座，与所述激光器调节部连接，所述底座设有通光孔，所述通光孔用于通过所述激光器发射的激光；

光斑显示部，当对所述激光的光路进行调节时，所述光斑显示部完全覆盖所述通光孔，且所述光斑显示部的中轴线和所述通光孔的中轴线重合，所述光斑显示部用于观察所述激光的光路。

可选的，所述光斑显示部活动设置于所述通光孔上。

可选的，所述底座上设有凹槽，所述通光孔位于所述凹槽中，所述凹槽的尺寸大于所述通光孔的尺寸，所述凹槽的中轴线与所述通光孔的中轴线重合，所述光斑显示部的尺寸与所述凹槽的尺寸适配，所述光斑显示部活动设置于所述凹槽中。

可选的，所述激光光学调节装置还包括折叠展开部，所述折叠展开部与所述底座活动连接，所述折叠展开部用于承载和移动所述光斑显示部，所述折叠展开部的中轴线和所述光斑显示部的中轴线重合。

可选的，所述折叠展开部在所述底座上进行抽屉式运动或水平旋转运动，当对所述激光的光路进行调节时，移动所述折叠展开部，使所述折叠展开部的中轴线、所述光斑显示部的中轴线和所述通光孔的中轴线重合，当所述激光的光路位于所述光斑显示部的中心后，移动所述折叠展开部，以使所述光斑显示部不再覆盖所述通光孔。

可选的，所述通光孔的周围设置有滑槽，所述折叠展开部在所述滑槽中滑动。

可选的，所述光斑显示部为平板玻璃或内部有胶体的石英玻璃。

可选的，所述平板玻璃的反射率为10-20％。

可选的，所述光斑显示部的中心设有标记。

可选的，所述光斑显示部上设有横坐标和纵坐标，根据所述激光的光路在所述光斑显示部上显示的坐标位置来调节所述激光器调节部，直至所述激光的光路显示的坐标位置位于所述光斑显示部的中心时停止调节所述激光器调节部。

可选的，所述激光光学调节装置还包括激光传播部，所述激光传播部与所述底座连接，所述激光传播部位于所述激光器和所述通光孔之间，用于使所述激光的光路经过所述激光传播部后通过所述通光孔。

本实用新型的又一目的是为了提供一种翘曲测量系统，所述翘曲测量系统设置于反应腔室的外部，所述翘曲测量系统包括所述激光光学调节装置和位置探测模块，所述位置探测模块与所述激光光学调节装置集成，所述激光器用于发射入射探测光，所述激光器调节部将所述入射探测光调节至通过所述通光孔的中心后通过所述反应腔室上的光学视窗投射至所述反应腔室内待测对象的被测面上，并由所述被测面反射，所述位置探测模块用于接收由所述被测面反射且通过所述光学视窗射出的出射探测光。

可选的，所述光学视窗与所述通光孔同轴安装。

本实用新型的有益效果在于：

1、在激光的光路上放置光斑显示部，可以通过光斑显示部观察所述激光器发射的激光的光路，在调节激光的光路时，可观察到光斑在光斑显示部上的移动位置，使激光的光路调节工作更为便利，从而能够快速调节激光器的方向和位置，提高激光的光路的调节效率。

2、在底座上装载一个折叠展开部，光斑显示部设置于折叠展开部上，当激光器发射的激光的方向和位置需要调节时，将折叠展开部展开，使光斑显示部位于通光孔上，激光的光路的方向和位置调节完毕后，折叠展开部折叠起来，减少空间且操作方便。

附图说明

图1为本实用新型一些实施例的激光光学调节装置的结构示意图；

图2为本实用新型一些实施例的底座的结构示意图；

图3为本实用新型另一些实施例的激光光学调节装置的结构示意图；

图4为本实用新型一些实施例的底座、光斑显示部和折叠展开部的结构示意图；

图5为本实用新型一些实施例的光斑显示部的结构示意图；

图6为本实用新型另一些实施例的光斑显示部的结构示意图；

图7为本实用新型的发射率光学测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

图1为本实用新型一些实施例的激光光学调节装置的结构示意图；图2为本实用新型一些实施例的底座的结构示意图；图3为本实用新型另一些实施例的激光光学调节装置的结构示意图；图4为本实用新型一些实施例的底座、光斑显示部和折叠展开部的结构示意图；图5为本实用新型一些实施例的光斑显示部的结构示意图；图6为本实用新型另一些实施例的光斑显示部的结构示意图。

针对现有技术存在的问题，参照图1，本实用新型的激光光学调节装置1，包括：

激光器11；

激光器调节部12，与所述激光器11连接，所述激光器调节部12用于驱动所述激光器11运动以调节所述激光器11的位置和方向；

底座13，与所述激光器调节部12连接，所述底座13设有通光孔131，所述通光孔131用于通过所述激光器11发射的激光；

光斑显示部14，当对所述激光的光路进行调节时，所述光斑显示部14完全覆盖所述通光孔131，且所述光斑显示部14的中轴线和所述通光孔131的中轴线重合，所述光斑显示部14用于观察所述激光的光路。

通过设置所述光斑显示部14，能够观察到所述激光器11发射的激光的光路，通过判断激光的光路的方向准确获知所述激光器11的偏移，使得所述激光器11能够快速调整方向和位置，节省时间。本实用新型使激光的光路调节更为便利，提高激光的光路的调节效率。

本实用新型的一些具体实施例，参照图1，所述激光器调节部12与所述激光器11通过螺杆固定连接，所述激光器调节部12与所述底座13通过螺杆固定连接。

本实用新型的一些具体实施例，参照图1，所述激光器调节部12包括位置调节件121和方向调节件122，所述位置调节件121与所述激光器11通过螺杆固定连接，所述位置调节件121与所述方向调节件122一体成型，所述方向调节件122与所述底座13通过螺杆固定连接。

本实用新型的一些实施例，参照图1和图4，所述光斑显示部14活动设置于所述通光孔131上。在一些具体的实施例中，在需要对所述激光的光路进行调节时，将所述光斑显示部14直接搁置于所述底座13上，且所述光斑显示部14完全覆盖所述通光孔131，不需要使用时，取下即可。在另一些具体的实施例中，参照图1、图2和图4，所述底座13上设有凹槽132，所述通光孔131位于所述凹槽132中，所述凹槽132的尺寸大于所述通光孔131的尺寸，所述凹槽132的中轴线与所述通光孔131的中轴线重合。所述光斑显示部14的尺寸与所述凹槽132的尺寸适配。在需要对所述激光的光路进行调节时，将所述光斑显示部14放置于所述凹槽132中，不需要使用时，取下即可。

本实用新型的一些实施例，参照图3，所述激光光学调节装置1还包括折叠展开部15，所述折叠展开部15与所述底座13活动连接，所述折叠展开部15用于承载和移动所述光斑显示部14，所述折叠展开部15的中轴线和所述光斑显示部14的中轴线重合。

本实用新型的一些实施例，参照图3和图4，所述折叠展开部15在所述底座13上进行抽屉式运动或水平旋转运动，当需要对所述激光的光路进行调节时，移动所述折叠展开部15，使所述折叠展开部15的中轴线、所述光斑显示部14的中轴线和所述通光孔131的中轴线重合，当所述激光的光路位于所述光斑显示部14的中心后，移动所述折叠展开部15，以使所述光斑显示部14不再覆盖所述通光孔131。一些具体实施例，所述折叠展开部15在所述底座13上也可绕一竖直轴在所述底座13上进行水平旋转运动，所述竖直轴位于所述底座13上。

本实用新型的一些实施例，参照图3，从所述激光器11发射的激光的光路的方向投影，所述折叠展开部15的投影为圆形、椭圆形、正方形和长方形中的任意一种。一些具体实施例，参照图4，从所述激光器11发射的激光的光路的方向投影，所述折叠展开部15的投影为长方形。

本实用新型的一些实施例，参照图4，从所述激光器发11发射的激光的光路的方向投影，所述折叠展开部15的投影完全覆盖所述通光孔131。

本实用新型的一些实施例，参照图3，从所述激光器11发射的激光的光路的方向投影，所述折叠展开部15的投影与所述光斑显示部14的投影重叠。

本实用新型的一些具体实施例，参照图3和图4，所述折叠展开部15包括活动连接键151和盛放窗口152，所述活动连接键151为活页，所述盛放窗口152用于支撑所述光斑显示部14。当需要对激光的光路进行调节时，通过所述活页将所述盛放窗口152与所述通光孔131对齐，使得所述盛放窗口152的中轴线与所述通光孔131的中轴线重叠。一些更具体的实施例，所述盛放窗口152的周围有一圈遮挡板，所述光斑显示部14的形状及尺寸与所述盛放窗口152一致，所述光斑显示部14直接放置在所述遮挡板，或者所述光斑显示部14与所述遮挡板通过螺钉固定连接。一些更具体的实施例，所述盛放窗口152的周围设有向下凹陷的一个或多个台阶，当为一个台阶时，所述台阶为环形台阶，当为多个台阶时，所述多个台阶共同形成环形台阶，所述光斑显示部14置于所述环形台阶上，所述光斑显示部14的尺寸与所述环形台阶的外径一致。

本实用新型的一些具体实施例，所述通光孔131的周围设置有滑槽，所述折叠展开部15在所述滑槽中滑动。参照图4，所述通光孔131的周围设置有滑槽1311，所述盛放窗口152设有与所述滑槽1311相适配的滑块1521，所述滑块1521通过在所述滑槽1311内滑动使得所述盛放窗口152与所述通光孔131对齐，即所述盛放窗口152的中轴线与所述通光孔131的中轴线重叠。

本实用新型的一些实施例，参照图5和图6，所述光斑显示部14为平板玻璃141或内部有胶体的石英玻璃142。一些具体实施例，所述光斑显示部14为平板玻璃141，通过观察激光的光束在所述平板玻璃141上形成的光斑的位置，能够快速调节所述激光器11的方向和位置。另一些具体实施例，所述光斑显示部14为内部有胶体的石英玻璃142，当激光通过石英玻璃内的胶体时可产生丁达尔现象，通过产生的丁达尔现象，可以从石英玻璃的侧面观察到激光的光束，从而快速调节所述激光器11的方向和位置。一些具体实施例，参照图5，所述激光器11发射的激光通过所述内部有胶体的石英玻璃142，能够看到激光的光束是否倾斜，从而快速判断是否需要调节所述激光器11的位置和方向，当激光的光束倾斜时，及时调整所述激光器11的位置和方向，从而使得激光的光束变成垂直。

本实用新型的一些实施例，参见图4，所述光斑显示部14的中心设有标记143，由于所述光斑显示部14的中轴线和所述通光孔13的中轴线重合，因此当激光的光路显示位于所述光斑显示部14的中心时，即所述激光器11发射的激光正好从所述通光孔13的中心垂直穿射。

本实用新型的一些实施例，参见图4，所述光斑显示部14上设有位置坐标系，例如横坐标和纵坐标，可以根据所述激光的光路在所述光斑显示部14上显示的坐标位置来调节所述激光器调节部12，直至所述激光的光路显示的坐标位置位于所述光斑显示部14的中心时停止调节所述激光器调节部12。具体的，所述光斑显示部14上的二维坐标与所述激光器调节部12的调节量一一对应，通过所述激光的光路显示的坐标位置即可判断出所述激光器11需要调节的方向及调节量。

本实用新型的一些实施例，所述平板玻璃141的反射率为10-20％。一些具体实施例，所述平板玻璃141的反射率为11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％和19％中的任意一种。

本实用新型的一些实施例，参照图1，所述激光光学调节装置1还包括激光传播部16，所述激光传播部16与所述底座13连接，所述激光传播部16位于所述激光器11和所述通光孔131之间，用于使所述激光经过所述激光传播部16后通过所述通光孔131。一些具体的实施例，参照图1，所述激光传播部16与所述底座13通过螺杆固定连接。

本实用新型的一些实施例，所述激光传播部16包括透镜和分光镜，所述透镜用于对所述激光器11发射的激光进行透射和聚光，所述分光镜用于将所述激光朝向所述通光孔131进行透射和/或反射，并将由待测对象反射且通过所述通光孔131的激光进行相应的反射和/或透射。

图7为本实用新型的发射率光学测量系统的结构示意图。

本实用新型还提供了一种翘曲测量系统，参考图7，所述翘曲测量系统设置于反应腔室3的外部，所述翘曲测量系统包括所述激光光学调节装置1和位置探测模块2，所述位置探测模块2与所述激光光学调节装置1集成，所述激光器11用于发射入射探测光，所述激光器调节部12将所述入射探测光调节至通过所述通光孔131的中心后通过所述反应腔室3上的光学视窗31投射至所述反应腔室3内待测对象32的被测面上，并由所述被测面反射，所述位置探测模块2用于接收由所述被测面反射且通过所述光学视窗31射出的出射探测光。

本实用新型的一些实施例，所述光学视窗31与所述通光孔131同轴安装。

包含所述激光光学调节装置1的翘曲测量系统的使用过程：将光斑显示部14放置于所述通光孔131的上方，且所述光斑显示部14的中轴线和所述通光孔131的中轴线重合，或将盛放有光斑显示部14的所述折叠展开部15放置于所述通光孔131的上方，且所述光斑显示部14的中轴线、所述折叠展开部15的中轴线和所述通光孔131的中轴线重合，所述激光器11发射的激光的光束通过所述激光传播部16到达所述光斑显示部14，通过所述光斑显示部14显示激光的光路，如激光的光路显示的位置并非位于所述光斑显示部14的中心，则使用所述位置调节件121和所述方向调节件122对所述激光器11的位置和方向进行调整，使得所述光斑显示部14显示的激光的光路的位置位于所述光斑显示部14的中心，此时，激光器11发射的激光即可通过所述通光孔131，由于反应腔室3上的光学视窗31与通光孔131同轴安装，因此，激光器11发射的激光也可通过所述光学视窗31投射至位于所述反应腔室3内待测对象32的被测面上。之后即可移走光斑显示部14或盛放有光斑显示部14的所述折叠展开部15，进行翘曲的测量。

虽然在上文中详细说明了本实用新型的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本实用新型的范围和精神之内。而且，在此说明的本实用新型可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。

Claims (13)

1.一种激光光学调节装置，其特征在于，包括：

激光器；

激光器调节部，与所述激光器连接，所述激光器调节部用于驱动所述激光器运动以调节所述激光器的位置和方向；

底座，与所述激光器调节部连接，所述底座设有通光孔，所述通光孔用于通过所述激光器发射的激光；

光斑显示部，当对所述激光的光路进行调节时，所述光斑显示部完全覆盖所述通光孔，且所述光斑显示部的中轴线和所述通光孔的中轴线重合，所述光斑显示部用于观察所述激光的光路。

2.根据权利要求1所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述光斑显示部活动设置于所述通光孔上。

3.根据权利要求2所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述底座上设有凹槽，所述通光孔位于所述凹槽中，所述凹槽的尺寸大于所述通光孔的尺寸，所述凹槽的中轴线与所述通光孔的中轴线重合，所述光斑显示部的尺寸与所述凹槽的尺寸适配，所述光斑显示部活动设置于所述凹槽中。

4.根据权利要求1所述的激光光学调节装置，其特征在于，还包括折叠展开部，所述折叠展开部与所述底座活动连接，所述折叠展开部用于承载和移动所述光斑显示部，所述折叠展开部的中轴线和所述光斑显示部的中轴线重合。

5.根据权利要求4所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述折叠展开部在所述底座上进行抽屉式运动或水平旋转运动，当对所述激光的光路进行调节时，移动所述折叠展开部，使所述折叠展开部的中轴线、所述光斑显示部的中轴线和所述通光孔的中轴线重合，当所述激光的光路位于所述光斑显示部的中心后，移动所述折叠展开部，以使所述光斑显示部不再覆盖所述通光孔。

6.根据权利要求5所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述通光孔的周围设置有滑槽，所述折叠展开部在所述滑槽中滑动。

7.根据权利要求1所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述光斑显示部为平板玻璃或内部有胶体的石英玻璃。

8.根据权利要求7所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述平板玻璃的反射率为10-20％。

9.根据权利要求1所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述光斑显示部的中心设有标记。

10.根据权利要求9所述的激光光学调节装置，其特征在于，所述光斑显示部上设有横坐标和纵坐标，根据所述激光的光路在所述光斑显示部上显示的坐标位置来调节所述激光器调节部，直至所述激光的光路显示的坐标位置位于所述光斑显示部的中心时停止调节所述激光器调节部。

11.根据权利要求1所述的激光光学调节装置，其特征在于，还包括激光传播部，所述激光传播部与所述底座连接，所述激光传播部位于所述激光器和所述通光孔之间，用于使所述激光的光路经过所述激光传播部后通过所述通光孔。

12.一种翘曲测量系统，设置于反应腔室的外部，其特征在于，所述翘曲测量系统包括权利要求1至11中任意一项所述的激光光学调节装置和位置探测模块，所述位置探测模块与所述激光光学调节装置集成，所述激光器用于发射入射探测光，所述激光器调节部将所述入射探测光调节至通过所述通光孔的中心后通过所述反应腔室上的光学视窗投射至所述反应腔室内待测对象的被测面上，并由所述被测面反射，所述位置探测模块用于接收由所述被测面反射且通过所述光学视窗射出的出射探测光。

13.根据权利要求12所述的翘曲测量系统，其特征在于，所述光学视窗与所述通光孔同轴安装。

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