CN220040289U - 一种晶圆边缘检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体设备技术领域，提出一种晶圆边缘检测装置，其特征在于，包括：光源，其被配置为射出第一光束；分光系统，其被配置为：将第一光束分为第二光束以及第三光束；使第二光束沿第一光路射向晶圆的侧边边缘并且进入相机；以及使第三光束沿第二光路射向晶圆的平面边缘并且进入相机；以及相机，其被配置为接收所述第二光束以及第三光束并且成像。可以在只设置一个光源和相机的情况下同时拍摄晶圆的平面边缘以及侧边边缘，提升了晶圆边缘检测效率的同时也有效控制了设备成本。

Description

一种晶圆边缘检测装置

技术领域

本实用新型总的来说涉及半导体设备技术领域。具体而言，本实用新型涉及一种晶圆边缘检测装置。

背景技术

在半导体制造过程中，检测晶圆边缘是否存在缺陷对于提高晶圆的良率和质量有重要作用。传统上在进行晶圆边缘检测的过程中，通常通过相机从多个角度移动拍摄晶圆，然而该方案在同一时刻只能拍摄晶圆的平面边缘或者侧边边缘。

使用多个相机和多个光源进行同步拍摄，可以在同一时刻拍摄晶圆的平面边缘以及侧边边缘。例如中国专利“CN114778557A”公开了一种光学检测设备，包括：物镜；第一镜头组件；第二镜头组件；分光组件，连接于物镜、第一镜头组件及第二镜头组件；明场照明组件，连接于第一镜头组件并用于发出明场光源，明场光源的光束经第一镜头组件、分光组件及物镜后出射至待检测物上以形成明场照明光路；暗场照明组件，用于发出暗场光源，暗场光源的光束从物镜外部出射至待检测物上以形成暗场照明光路；通过分光组件将暗场光源下物镜所得的图像和明场光源下物镜所得的图像分别成像至第二镜头组件和第一镜头组件中，并由第二镜头组件和第一镜头组件进行二次成像。然而这类设备需要增设相机和光源，将大大增加检测成本。

实用新型内容

为至少部分解决现有技术中的上述问题，本实用新型提出一种晶圆边缘检测装置，

光源，其被配置为射出第一光束；

分光系统，其被配置为：

将所述第一光束分为第二光束以及第三光束；

使所述第二光束沿第一光路射向晶圆的侧边边缘并且进入相机；以及

使所述第三光束沿第二光路射向晶圆的平面边缘并且进入相机；以及

相机，其被配置为接收所述第二光束以及第三光束并且成像。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统包括：

第一分光镜，其被配置为将所述第一光束分光为第二光束以及第三光束。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统包括：

第二分光镜，其布置在所述第一光路上，其被配置为：

将所述第二光束分光为第四光束以及第五光束；

使第四光束照射至晶圆的侧边边缘，其中晶圆的侧边边缘对所述第四光束进行反射；以及

使晶圆的侧边边缘的反射光束进入所述相机中进行成像。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统还包括：

光阑，其布置在所述第一光路上位于所述第一分光镜与所述第二分光镜之间的位置，其被配置为调节所述第二光束的光束直径；以及

第一滤光片，其布置在所述第一光路上位于所述光阑与所述第二分光镜之间的位置，其被配置为调节所述第二光束的光束强度。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统还包括：

光线吸收板，其被配置为吸收所述第五光束。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统包括：

第一反射镜，其布置在所述第二光路上，其被配置为使所述第三光束射向第二反射镜；以及

第二反射镜，其布置在所述第二光路上位于所述第一反射镜之后的位置，其被配置为使所述第三光束射向并且透过晶圆的平面边缘。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统还包括：

第二滤光片，其布置在所述第二光路上位于所述第一反射镜与第二反射镜之间的位置，其被配置为调节所述第三光束的光束强度。

在本实用新型一个实施例中规定，所述分光系统还包括：

第三反射镜以及第四反射镜，其布置在所述第二光路上，其中透过晶圆的平面边缘的光束经过所述第三反射镜以及第四反射镜的反射进入所述相机中成像。

在本实用新型一个实施例中规定，所述第三反射镜与第四反射镜之间的距离是可调节的，其中通过调节该距离以调节所述第二光路的光程，以使第二光束以及第三光束在相机内清晰成像。

在本实用新型一个实施例中规定，所述相机包括：

镜头，其分辨率是可切换的；以及

传感器，其包括面阵相机传感器或者线扫相机传感器。

本实用新型至少具有如下有益效果：本实用新型提出一种晶圆边缘检测装置，通过设置分光系统可以在只设置一个光源和相机的情况下同时拍摄晶圆的平面边缘以及侧边边缘，提升了晶圆边缘检测效率的同时也有效控制了设备成本。

附图说明

为进一步阐明本实用新型的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本实用新型的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本实用新型的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。

图1示出了本实用新型一个实施例中一个晶圆边缘检测装置的结构示意图。

图2示出了本实用新型一个实施例中一个晶圆边缘在传感器上的成像示意图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本实用新型中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本实用新型中，各实施例仅仅旨在说明本实用新型的方案，而不应被理解为限制性的。

在本实用新型中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本实用新型的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本实用新型的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本实用新型的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本申请的公开范围或记载范围。

在此还应当指出，在本实用新型的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本实用新型中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本实用新型的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的一个实施例中提出一种晶圆边缘检测装置，包括：

光源，其被配置为射出第一光束；

分光系统，其被配置为：

将所述第一光束分为第二光束以及第三光束；

使所述第二光束沿第一光路射向晶圆的侧边边缘并且进入相机；以及

使所述第三光束沿第二光路射向晶圆的平面边缘并且进入相机；以及

相机，其被配置为接收所述第二光束以及第三光束并且成像。

图1示出了本实用新型一个实施例中一个晶圆边缘检测装置的结构示意图。如图1所示，该装置可以包括光源101、相机102、分光系统(第一分光镜103、小孔光阑104、第一中性滤光片105、第二分光镜106、光线吸收板107、第一反射镜108、第二中性滤光片109、第二反射镜110、第三反射镜111、第四反射镜112、)、晶圆113以及旋转台114。

所述光源101可以发出可见光以及近红外光。易于理解的，本领域技术人员也可以根据实际的工况需要将其替换为其它谱段的光源。

所述第一分光镜103是半透半反镜，其具有较大的谱段带宽。所述第一分光镜103可以将所述光源101发出的光束分为透射的垂直光束以及反射的水平光束。

所述第一分光镜103反射的水平光束经过所述小孔光阑104以及第一中性滤光片105进入第二分光镜106中。其中所述小孔光阑104可以调节所述水平光束的光束直径，所述第一中性滤光片105可以调节所述水平光束的光束强度。

所述第二分光镜106也是半透半反镜，其将从所述中性滤光片105透射出的水平光束进行分光，使得水平光束照射至晶圆113的侧边边缘，并且晶圆113的侧边边缘对水平光束的部分谱段进行反射，反射光线再次经过所述第二分光镜106反射进入所述相机102中进行成像。

所述光线吸收板107可以对所述第二分光镜106反射和透射的垂直向下的支路光束进行遮挡吸收，以防止该路光束对其他光路形成干扰。

所述第一分光镜103透射的垂直光束在第一反射镜108处发生全反射，反射光线经过第二中性滤光片109射向第二反射镜110，所述第二反射镜110可以对经过第二中性滤光片109的光束进行全反射并且使反射光透过晶圆113的平面边缘。

透过晶圆113的平面边缘的光速经过所述第三反射镜111以及第四反射镜112的反射进入所述相机102中进行成像。所述第三反射镜111与第四反射镜112之间的距离是可调节的，所述第三反射镜111以及第四反射镜112可以对透过晶圆113的平面边缘的光束进行折转以增加光程，使得该路光束以及晶圆113的侧边边缘反射的光束在进入相机102时均可以清晰成像。

所述晶圆113布置在旋转台114上，所述旋转台114可以使晶圆113旋转以对晶圆113的边缘进行全面检测。

所述相机102包括镜头1021以及传感器1022，其中所述镜头1021可以根据需要切换不同的倍率，传感器1022可以根据需要使用面阵相机传感器或者线扫相机传感器。

图2示出了本实用新型一个实施例中一个晶圆边缘在传感器上的成像示意图。如图2所示，其中图像201是晶圆侧边边缘在传感器上所成的图像，图像202是晶圆平面边缘在传感器上所成的图像。

尽管上文描述了本实用新型的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本实用新型的精神和范围。因此，此处所公开的本实用新型的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

Claims (10)

1.一种晶圆边缘检测装置，其特征在于，包括：

光源，其被配置为射出第一光束；

分光系统，其被配置为：

将所述第一光束分为第二光束以及第三光束；

使所述第二光束沿第一光路射向晶圆的侧边边缘并且进入相机；以及

使所述第三光束沿第二光路射向晶圆的平面边缘并且进入相机；以及

相机，其被配置为接收所述第二光束以及第三光束并且成像。

2.根据权利要求1所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统包括：

第一分光镜，其被配置为将所述第一光束分光为第二光束以及第三光束。

3.根据权利要求2所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统包括：

第二分光镜，其布置在所述第一光路上，其被配置为：

将所述第二光束分光为第四光束以及第五光束；

使第四光束照射至晶圆的侧边边缘，其中晶圆的侧边边缘对所述第四光束进行反射；以及

使晶圆的侧边边缘的反射光束进入所述相机中进行成像。

4.根据权利要求3所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统还包括：

光阑，其布置在所述第一光路上位于所述第一分光镜与所述第二分光镜之间的位置，其被配置为调节所述第二光束的光束直径；以及

第一滤光片，其布置在所述第一光路上位于所述光阑与所述第二分光镜之间的位置，其被配置为调节所述第二光束的光束强度。

5.根据权利要求3所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统还包括：

光线吸收板，其被配置为吸收所述第五光束。

6.根据权利要求2所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统包括：

第一反射镜，其布置在所述第二光路上，其被配置为使所述第三光束射向第二反射镜；以及

第二反射镜，其布置在所述第二光路上位于所述第一反射镜之后的位置，其被配置为使所述第三光束射向并且透过晶圆的平面边缘。

7.根据权利要求6所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统还包括：

第二滤光片，其布置在所述第二光路上位于所述第一反射镜与第二反射镜之间的位置，其被配置为调节所述第三光束的光束强度。

8.根据权利要求6所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述分光系统还包括：

第三反射镜以及第四反射镜，其布置在所述第二光路上，其中透过晶圆的平面边缘的光束经过所述第三反射镜以及第四反射镜的反射进入所述相机中成像。

9.根据权利要求8所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述第三反射镜与第四反射镜之间的距离是可调节的，其中通过调节该距离以调节所述第二光路的光程，以使第二光束以及第三光束在相机内清晰成像。

10.根据权利要求1所述的晶圆边缘检测装置，其特征在于，所述相机包括：

镜头，其分辨率是可切换的；以及

传感器，其包括面阵相机传感器或者线扫相机传感器。