一种晶圆检测设备的激光安全防护系统的制作方法

本技术涉及晶圆检测，特别涉及一种晶圆检测设备的激光安全防护系统。

背景技术：

1、半导体的基础材料晶圆在生产过程中容易出现破损、隐裂、划伤等各种缺陷。半导体晶圆的内部晶体结构的异常会导致后续ic芯片出现不良。

2、有些光刻后的半导体芯片产品在晶圆上存在着有规律的图案阵列，这些图案有一定周期频率，因此方便通过傅里叶变换的方式，转到频域进行滤波，消除背景图案，只提取晶圆上存在的破损、隐裂、划伤、脏污等没有固定频率的缺陷。

3、通常使用的激光主要采用激光明场照明的方式，光学显微镜明场照明的图像是由反射光形成的，激光通过显微镜筒镜和显微镜物镜照明到晶圆表面，即光源的入射光垂直射向样品表面，然后从样品表面反射后重新进入物镜显微镜物镜和显微镜筒镜，大部分的反射光线会返回，因而照明强度大，适用于表面平整的样品，明场观测到的发暗的或者不清晰的区域可能是由于表面不平所致。但采用激光明场照明的方式，缺陷分辨率很难提高，无法捕获极小的颗粒缺陷，导致颗粒缺陷的捕获能力较差，缺陷检测精度较低。

技术实现思路

1、为了实现本实用新型的上述目的和其他优点，本实用新型的目的是提供一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，包括激光照明模块、激光收集筒、物镜、筒镜、暗场滤光片、第一相机；所述物镜、所述筒镜、所述第一相机在竖直方向上依次同轴心设置，所述筒镜与所述第一相机固定连接，所述物镜与所述筒镜固定连接；所述暗场滤光片固定在所述筒镜内；

2、所述激光照明模块输出平顶光束均匀的照明在物镜视野区域；其中，所述激光照明模块输出的平顶光束与从晶圆表面收集至所述物镜的光束之间呈一锐角夹角；

3、所述激光收集筒设置于所述激光照明模块输出的平顶光束在晶圆表面形成的反射光方向，所述激光收集筒收集照射到空间的激光；

4、经由所述物镜收集的入射光进入所述筒镜内，再经过所述暗场滤光片滤除预设范围内的荧光；

5、所述第一相机采集经所述暗场滤光片滤光后的图像。

6、进一步地，还包括第一二相色镜、荧光滤光片、第二相机，所述第一二相色镜、所述荧光滤光片固定在所述筒镜内，所述第二相机与所述筒镜固定连接，所述暗场滤光片位于所述第一二相色镜和所述第一相机之间，所述第一二相色镜将进入筒镜的光束分离成第一光束和第二光束，所述第一光束经所述暗场滤光片滤光处理，所述第二光束经所述荧光滤光片滤光处理，所述第二相机采集经所述荧光滤光片滤光后的图像。

7、进一步地，还包括分光镜、反光镜、同轴光源，所述分光镜固定在所述筒镜内，所述同轴光源输出的光经所述反光镜反射至所述分光镜，所述分光镜将光束反射进入所述物镜照射至晶圆表面。

8、进一步地，还包括第二二相色镜、激光对焦模块，所述第二二相色镜固定在所述筒镜内，所述第二二相色镜位于所述分光镜和所述第一二相色镜之间，所述第二二相色镜将进入筒镜的光束分离成第一光束和第二光束，所述第一光束经所述第一二相色镜进行光束分离处理，所述第二光束到达所述激光对焦模块。

9、进一步地，所述激光照明模块包括激光器、扩束镜、整形镜，所述激光器、所述扩束镜、所述整形镜按照激光传播方向依次设置，所述激光器输出的光斑经所述扩束镜汇聚成高斯光束，再经过所述整形镜整形成平顶光束。

10、进一步地，所述激光器采用532nm激光光源。

11、进一步地，所述激光收集筒内的收集腔为锥形腔体，沿着激光入射进所述激光收集筒的方向，所述锥形腔体的直径由大变小。

12、进一步地，所述激光收集筒的外壳内壁为斜面，沿着激光入射进所述激光收集筒的方向，所述斜面与所述锥形腔体之间形成的角度由小变大。

13、进一步地，所述荧光滤光片为560nm高通滤光片。

14、进一步地，所述暗场滤光片为540nm低通滤波器。

15、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

16、本实用新型提供一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，利用暗场自身的特点，能够捕获极小的颗粒缺陷，从而提高颗粒缺陷的捕获能力，提高缺陷检测精度，增加产能。

17、本实用新型通过激光收集筒防止激光返回反射，或者发射到其他空间中，消光性能好，避免激光危害人身安全。

18、本实用新型采用激光暗场荧光激发，能够有效的避免高反射表面将激光沿原来的光路返回导致激光器的损伤，同时能够有效避免激光与各个光学元器件表面的反射光形成干涉条纹，该干涉条纹会成像在相机中，影响缺陷检测。

19、本实用新型还包含明场照明光源，在该检测中，明场同轴照明光源主要用于相机的人工调焦使用，使得显微镜单元工作在合适的工作距离，并将该距离设置到激光对焦模块中，作为激光对焦模块的基准值。

20、上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：包括激光照明模块、激光收集筒、物镜、筒镜、暗场滤光片、第一相机；所述物镜、所述筒镜、所述第一相机在竖直方向上依次同轴心设置，所述筒镜与所述第一相机固定连接，所述物镜与所述筒镜固定连接；所述暗场滤光片固定在所述筒镜内；

2.如权利要求1所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：还包括第一二相色镜、荧光滤光片、第二相机，所述第一二相色镜、所述荧光滤光片固定在所述筒镜内，所述第二相机与所述筒镜固定连接，所述暗场滤光片位于所述第一二相色镜和所述第一相机之间，所述第一二相色镜将进入筒镜的光束分离成第一光束和第二光束，所述第一光束经所述暗场滤光片滤光处理，所述第二光束经所述荧光滤光片滤光处理，所述第二相机采集经所述荧光滤光片滤光后的图像。

3.如权利要求2所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：还包括分光镜、反光镜、同轴光源，所述分光镜固定在所述筒镜内，所述同轴光源输出的光经所述反光镜反射至所述分光镜，所述分光镜将光束反射进入所述物镜照射至晶圆表面。

4.如权利要求3所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：还包括第二二相色镜、激光对焦模块，所述第二二相色镜固定在所述筒镜内，所述第二二相色镜位于所述分光镜和所述第一二相色镜之间，所述第二二相色镜将进入筒镜的光束分离成第一光束和第二光束，所述第一光束经所述第一二相色镜进行光束分离处理，所述第二光束到达所述激光对焦模块。

5.如权利要求1所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：所述激光照明模块包括激光器、扩束镜、整形镜，所述激光器、所述扩束镜、所述整形镜按照激光传播方向依次设置，所述激光器输出的光斑经所述扩束镜汇聚成高斯光束，再经过所述整形镜整形成平顶光束。

6.如权利要求5所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：所述激光器采用532nm激光光源。

7.如权利要求1所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：所述激光收集筒内的收集腔为锥形腔体，沿着激光入射进所述激光收集筒的方向，所述锥形腔体的直径由大变小。

8.如权利要求7所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：所述激光收集筒的外壳内壁为斜面，沿着激光入射进所述激光收集筒的方向，所述斜面与所述锥形腔体之间形成的角度由小变大。

9.如权利要求2所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：所述荧光滤光片为560nm高通滤光片。

10.如权利要求1所述的一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，其特征在于：所述暗场滤光片为540nm低通滤波器。

技术总结
本技术涉及一种晶圆检测设备的激光安全防护系统，包括激光照明模块、激光收集筒、物镜、筒镜、暗场滤光片、第一相机；物镜、筒镜、第一相机在竖直方向上依次同轴心设置，筒镜与第一相机固定连接，物镜与筒镜固定连接；暗场滤光片固定在筒镜内。本技术利用暗场自身的特点，能够捕获极小的颗粒缺陷，从而提高颗粒缺陷的捕获能力，提高缺陷检测精度，增加产能；通过激光收集筒防止激光返回反射，或者发射到其他空间中，消光性能好，避免激光危害人身安全；采用激光暗场荧光激发，能够有效的避免高反射表面将激光沿原来的光路返回导致激光器的损伤，同时能够有效避免激光与各个光学元器件表面的反射光形成干涉条纹。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：苏州高视半导体技术有限公司
技术研发日：20230719
技术公布日：2024/2/19