[發(fā)明專利]哈特曼測量裝置及其測量方法和晶圓幾何參數測量裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210118747.1
• 申請日: 2022-02-08
• 公開（公告）號: CN114543695A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設計）人: 陳建強;曾安;唐壽鴻
• 申請（專利權）人: 南京中安半導體設備有限責任公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16;G01B11/24
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司 11505
• 代理人: 楊丹

本申請?zhí)峁┝艘环N哈特曼測量裝置及其測量方法和晶圓幾何參數測量裝置。該哈特曼測量裝置包括光源準直部件和哈特曼波前傳感器。光源準直部件用于將光源產生的光束準直以形成平行光束，并將平行光束直接或間接射向晶圓的待測表面；哈特曼波前傳感器用于接收從晶圓的待測表面反射后的檢測光束，并將檢測光束轉換成多個光點，以根據多個光點和多個光點對應的正入射光點之間的偏移量計算得到待測表面的翹曲度和形狀。本申請的技術方案能夠降低測量裝置的結構復雜性和成本，且保證測量過程中不損傷晶圓的待測表面。

技術領域

本申請涉及光學技術領域，具體涉及一種哈特曼測量裝置及其測量方法和晶圓幾何參數測量裝置。

背景技術

隨著電子時代的快速發(fā)展，半導體行業(yè)成為研究重點。由于晶圓是制造半導體芯片的基本材料，因而晶圓的幾何參數如晶圓的厚度、形狀和平整度等對晶圓的質量起著至關重要的作用。

現有的晶圓幾何參數測量裝置通常采用如機械探針法、顯微鏡法和激光干涉法等方法。然而，采用機械探針法的測量裝置在測量過程中極易損傷晶圓的待測表面，采用顯微鏡法和激光干涉法的裝置結構較為復雜且成本較高。因此，如何設置結構簡單、成本較低且不損傷晶圓待測表面的測量裝置顯得極為重要。

發(fā)明內容

有鑒于此，本申請實施例致力于提供一種哈特曼測量裝置及其測量方法和晶圓幾何參數測量裝置，從而降低測量裝置的結構復雜性和成本，且保證測量過程中不損傷晶圓的待測表面。

本申請的第一方面提供了一種哈特曼測量裝置。該哈特曼測量裝置包括光源準直部件和哈特曼波前傳感器。光源準直部件用于將光源產生的光束準直以形成平行光束，并將平行光束直接或間接射向晶圓的待測表面；哈特曼波前傳感器用于接收從晶圓的待測表面反射后的檢測光束，并將檢測光束轉換成多個光點，以根據多個光點和多個光點對應的正入射光點之間的偏移量計算得到待測表面的翹曲度和形狀。

在本申請一實施例中，該哈特曼測量裝置還包括分束鏡。分束鏡位于光源準直部件和晶圓之間，用于將平行光束引導射向晶圓的待測表面，平行光束經由分束鏡反射后射向晶圓的待測表面上。哈特曼波前傳感器還用于接收經由晶圓的待測表面反射且經由分束鏡透射的檢測光束。

在本申請一實施例中，該哈特曼測量裝置還包括反射鏡。該反射鏡位于光源準直部件和晶圓之間，平行光束經由反射鏡反射后射向晶圓的待測表面上，以使哈特曼波前傳感器和晶圓均位于光源準直部件和反射鏡的同一側。

在本申請一實施例中，該哈特曼測量裝置還包括折轉鏡。該折轉鏡位于光源和光源準直部件之間，光束經由折轉鏡反射后射向光源準直部件。

在本申請一實施例中，該哈特曼測量裝置還包括縮束準直系統(tǒng)。該縮束準直系統(tǒng)設置在晶圓和哈特曼波前傳感器之間，用于將檢測光束進行縮束和準直后射向哈特曼波前傳感器。

在本申請一實施例中，光源準直部件包括離軸拋物面鏡、透鏡組或準直鏡頭。

在本申請一實施例中，哈特曼波前傳感器包括微孔陣列、成像屏和第一相機，或者哈特曼波前傳感器包括微透鏡陣列和第二相機。

本申請的第二方面提供了一種哈特曼測量方法。該哈特曼測量方法包括：利用光源準直部件將光源產生的光束準直以形成平行光束且將平行光束直接或間接射向晶圓的待測表面；利用哈特曼波前傳感器接收從晶圓的待測表面反射后的檢測光束，將檢測光束轉換成多個光點，以根據多個光點和多個光點對應的正入射光點的偏移量計算得到待測表面的翹曲度和形狀。

本申請的第三方面提供了一種晶圓幾何參數測量裝置。該晶圓幾何參數測量裝置包括卡盤和本申請的第一方面提供的任一種哈特曼測量裝置。晶圓位于卡盤與哈特曼測量裝置之間。

本申請的第四方面提供了一種晶圓幾何參數測量裝置。該晶圓幾何參數測量裝置包括本申請的第一方面提供的任一種哈特曼測量裝置和晶圓幾何參數測量子系統(tǒng)。晶圓位于晶圓幾何參數測量子系統(tǒng)與哈特曼測量裝置之間。