[實(shí)用新型]原子力顯微鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921389176.5
• 申請(qǐng)日: 2019-08-26
• 公開（公告）號(hào): CN210834963U
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G01Q60/24
• 分類號(hào): G01Q60/24;G01B11/24
• 代理公司: 上海盈盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;高德志

一種原子力顯微鏡包括晶圓夾取裝置，用于固定晶圓，并使晶圓豎立；具有探針的第一微懸臂和第二微懸臂，所述第一微懸臂和第二微懸臂用于在晶圓豎立時(shí)，通過(guò)探針分別對(duì)晶圓的正面和背面進(jìn)行掃描；第一位置檢測(cè)裝置和第二位置檢測(cè)裝置，分別用于檢測(cè)第一微懸臂和第二微懸臂的偏移量，獲得晶圓的正面和背面的形貌圖像。由于晶圓夾取裝置固定晶圓，并使晶圓豎立，在晶圓豎立時(shí)，晶圓所受的重力沿晶圓的表面垂直向下，使得重力對(duì)晶圓造成的影響降到最低，從而防止重力造成的晶圓彎曲或變形，通過(guò)第一微懸臂和第二微懸臂對(duì)豎立的晶圓的正面和背面進(jìn)行掃描時(shí)，防止此彎曲或變形對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，從而提高對(duì)晶圓形貌測(cè)量的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制作領(lǐng)域，尤其涉及一種原子力顯微鏡。

背景技術(shù)

原子力顯微鏡(Atomic Force Microscope，AFM)，一種可用來(lái)研究包括絕緣體在內(nèi)的固體材料表面結(jié)構(gòu)的分析儀器。

原子力顯微鏡利用微懸臂感受和放大懸臂上尖細(xì)探針與受測(cè)樣品原子之間的作用力，從而達(dá)到檢測(cè)的目的，具有原子級(jí)的分辨率，因而原子力顯微鏡以其納米級(jí)別的超高檢測(cè)精度而被廣泛地應(yīng)用于納米材料、生物醫(yī)學(xué)等前沿科技領(lǐng)域。由于原子力顯微鏡既可以觀察導(dǎo)體，也可以觀察非導(dǎo)體，從而彌補(bǔ)了掃描隧道顯微鏡的不足。原子力顯微鏡是由IBM公司蘇黎世研究中心的格爾德·賓寧于一九八五年所實(shí)用新型的，其目的是為了使非導(dǎo)體也可以采用類似掃描探針顯微鏡(SPM)的觀測(cè)方法。原子力顯微鏡(AFM)與掃描隧道顯微鏡(STM)最大的差別在于并非利用電子隧穿效應(yīng)，而是檢測(cè)原子之間的接觸，原子鍵合，范德瓦耳斯力或卡西米爾效應(yīng)等來(lái)呈現(xiàn)樣品的表面特性。

原子力顯微鏡的基本原理是：將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖尖端原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，通過(guò)在掃描時(shí)控制這種力的恒定，帶有針尖的微懸臂將對(duì)應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運(yùn)動(dòng)。利用光學(xué)檢測(cè)法或隧道電流檢測(cè)法，可測(cè)得微懸臂對(duì)應(yīng)于掃描各點(diǎn)的位置變化，從而可以獲得樣品表面形貌的信息。

在集成電路的制作過(guò)程中，因?yàn)榫A邊緣經(jīng)過(guò)多次沉積且邊緣不容易刻蝕掉所以會(huì)累積一些膜層，晶圓邊緣就會(huì)污染比較嚴(yán)重，膜層剝落或在濕法清洗晶圓時(shí)，晶圓邊緣的顆粒(particle)就可能移動(dòng)到晶圓內(nèi)部污染整個(gè)晶圓，造成良率降低，因而在晶圓的制作過(guò)程中需要對(duì)晶圓表面的形貌特別是晶圓邊緣的形貌進(jìn)行檢測(cè)。

但是現(xiàn)有的原子力顯微鏡在測(cè)量晶圓表面形貌的精度仍有待提升。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提高晶圓表面形貌測(cè)量的精度。

本實(shí)用新型提供了一種原子力顯微鏡，包括：

晶圓夾取裝置，用于固定晶圓，并使晶圓豎立；

具有探針的第一微懸臂和第二微懸臂，所述第一微懸臂和第二微懸臂用于在晶圓豎立時(shí)，通過(guò)探針分別對(duì)晶圓的正面和背面進(jìn)行掃描；

第一位置檢測(cè)裝置和第二位置檢測(cè)裝置，分別用于檢測(cè)第一微懸臂和第二微懸臂的偏移量，獲得晶圓的正面和背面的形貌圖像。

可選的，所述晶圓夾取裝置包括第一載臺(tái)、位于第一載臺(tái)上卡槽，所述晶圓固定在所述卡槽中。

可選的，所述晶圓夾取裝置還包括位于第一載臺(tái)上的旋轉(zhuǎn)單元，所述旋轉(zhuǎn)單元用于驅(qū)動(dòng)所述卡槽旋轉(zhuǎn)，使得卡槽中固定的晶圓豎立。

可選的，所述第一載臺(tái)包括第一粗動(dòng)臺(tái)和第一精動(dòng)臺(tái)，所述第一精動(dòng)臺(tái)位于第一粗動(dòng)臺(tái)上，所述旋轉(zhuǎn)單元位于第一精動(dòng)臺(tái)上。

可選的，所述第一粗動(dòng)臺(tái)和第一精動(dòng)臺(tái)控制所述晶圓夾取裝置上下前后移動(dòng)，所述第一粗動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)范圍大于所述第一精動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)范圍。

可選的，所述第一微懸臂和第二微懸臂分別固定在第二載臺(tái)和第三載臺(tái)上。