一种检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及晶圆缺陷检测技术领域，特别涉及一种检测设备。


背景技术：

2.当前半导体晶圆表面质量缺陷主要依赖晶圆检测设备。其中晶圆检测设备包括安装主体、光学检测装置等部件，其中安装主体上设置有腔室，腔室内部设置有用于定位晶圆的定位部件。当对晶圆质量检测时，先将晶圆通过定位部件定位于腔室内部，然后使用光学检测装置对晶圆检测面进行扫描并成像，进而分析晶圆检测面的质量缺陷。
3.根据晶圆种类不同以及晶圆缺陷不同，光学检测装置所使用的光源波长是不同的。当前安装主体上仅设置有一个腔室，当光源与光学检测装置连接后，仅能针对某一类型的缺陷进行检测，当对其他类型的缺陷进行检测时，需要将当前光源拆卸，然后再连接新光源和光学检测装置，不断拆卸光源与光学检测装置不仅降低了晶圆检测设备的工作效率，而且操作失误容易损伤晶圆检测设备部分零部件。
4.因此，如何提高晶圆检测设备的工作效率，这是本领域内技术人员始终关注的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的为提供一种能够提高检测设备的工作效率的检测设备。
6.本实用新型提供了一种检测设备，包括安装主体，所述安装主体设置有至少两个检测装置，每个所述检测装置均包括定位装置和至少一个检测单元，所述定位装置用于支撑待测物，所述检测单元用于将预定波长的光传导至相应所述定位装置支撑的待测物的待测面以用于对待测面进行检测；其中，不同所述检测装置的预定波长不完全重合。
7.当对待测物进行检测时，待测物支撑于一个检测装置的定位装置，该检测装置的检测单元连接预定波长的光源以实现待测物表面缺陷检测，因安装主体上设置有至少两个检测装置，因此本实用新型所提供的检测设备可以实现至少两个待测物的检测，并且各检测装置中的检测单元连接波长不完全相同的光源，进而可以实现待测物不同缺陷类型的检测，提高了检测设备使用灵活性，进而提高工作效率。
8.可选的，每一所述检测单元包括光路组件和探测部件；所述光路组件，用于将光源发出的光线传导至所述待测物的待测面并将所述晶圆待测面所形成的信号光传导至所述探测部件；所述探测部件，用于根据所述信号光对所检测区域进行检测；
9.同一所述检测装置的所有光路组件的光入射端连接同一波长范围的光源。
10.可选的，至少一个检测装置的光路组件连接的光源为单波长光源；至少一个检测装置的光路组件连接的光源为宽光谱光源。
11.可选的，所述检测装置的数量为两个，其中一个所述检测装置的光路组件连接的光源的波长为266nm
‑
355nm，另一个所述检测装置的光路组件连接的光源的波长范围为355nm
‑
532nm。
12.可选的，所述检测设备还包括：传送装置，用于在不同的定位装置之间传送待测物。
13.可选的，所述检测设备包括多个容纳腔和传送腔，各所述检测装置分别位于不同的容纳腔，各所述容纳腔通过传送窗与所述传送腔连通；所述传送装置位于所述传送腔内，所述传送装置通过所述传送窗在各容纳腔之间传送所述待测物。
14.可选的，
15.每一所述检测装置包括至少两排所述检测单元，不同排检测单元在待测物表面的视场区沿第一方向排列，每排检测单元包括至少两个检测单元，每排的检测单元在待测物表面形成的视场区沿第二方向排列，所述检测单元用于对待测物进行检测；所述第二方向垂直于所述第一方向；
16.驱动组件，被配置为驱动沿第一方向和/或第二方向移动，或者驱动所述检测装置整体沿第一方向和/或第二方向移动。
17.可选的，还包括支架，同一所述检测装置的各所述检测单元集成于所述支架，所述支架连接固定于所述安装主体，所述驱动组件用于驱动所述待测物沿第一方向和第二方向移动。
18.可选的，相邻两排所述光路组件的视场区间距相等，且相邻两排所述视场区间距为l/n，每一排所述视场区的数量为m个，同一排中相邻所述视场区的间距为s/m，其中l为沿第一方向检测面的最大尺寸，s为沿垂直于所述第一方向所述待测物表面的最大尺寸。
19.可选的，各所述探测部件的光轴均平行于所述晶圆待测面，并且各所述探测部件的光轴位于同一水平面内；
20.或者/和，部分所述探测部件的光轴平行于所述晶圆待测面，并且该部分所述探测部件的光轴位于同一水平面内，部分所述探测部件的光轴垂直于所述晶圆待测面。
21.可选的，所述检测装置还包括低倍成像组件，所述低倍成像组件的视场区位于所述检测装置的视场区中心，所述低倍成像组件用于对所述待测物表面的待测区进行定位，所述低倍成像组件的放大倍数小于所述检测单元的放大倍数。
附图说明
22.图1为本实用新型一种实施例中检测设备的安装主体的横截面示意图；
23.图2为本实用新型另一种实施例中检测设备的安装主体的横截面示意图；
24.图3为本实用新型一种实施例中检测装置的三维结构示意图；
25.图4为图1所示检测装置的正视示意图；
26.图5为本实用新型另一种实施例中检测组件的结构示意图；
27.图6为图5所示检测装置的另一方向视图；
28.图7为本实用新型一种实施例中各检测单元的扫描轨迹示意图。
29.其中，图1至图7中：
30.10光路组件；11光入射端；12光瞳；13分束器；14物镜；10a 光出射口；
31.20探测部件；21相机；22变焦电机；23成像变焦镜筒；24相机固定架；
32.30光纤；
33.40自动聚焦模块；
34.50支架；
35.60低倍成像组件；
36.70晶圆；71第一晶圆；72第二晶圆；
37.80安装主体；81第一容纳腔；82第二容纳腔。
具体实施方式
38.为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
39.请参考图1至图7，图1为本实用新型一种实施例中检测设备的安装主体的横截面示意图；图3为本实用新型一种实施例中检测装置的三维结构示意图；图4为图1所示检测装置的正视示意图；图5为本实用新型另一种实施例中检测装置的结构示意图；图6为图5所示检测装置的另一方向视图；图7为本实用新型一种实施例中各检测单元的扫描轨迹示意图。
40.本实用新型提供了一种检测设备，包括安装主体80，安装主体 80上设置有至少两个检测装置，每个所述检测装置均包括定位装置和至少一个检测单元。
41.其中定位装置用于支撑待测物，定位装置的结构可以与当前定位装置结构相同，本文不做详细介绍。检测单元用于将预定波长的光传导至相应定位装置支撑的待测物的待测面以用于对待测面进行检测；其中，不同检测装置的预定波长不完全重合，也就是说，每一个检测装置的检测所使用的光的波长是不完全相同的，这样可以对不同的待测物或者待测物不同缺陷进行检测。
42.当对待测物进行检测时，待测物支撑于一个检测装置的定位装置，该检测装置的检测单元连接预定波长的光源以实现待测物表面缺陷检测，因安装主体上设置有至少两个检测装置，因此本实用新型所提供的检测设备可以实现至少两个待测物的检测，并且各检测装置中的检测单元连接波长不同的光源，进而可以实现待测物不同缺陷类型的检测，提高了检测设备使用灵活性，进而提高工作效率。
43.在一种具体实施例中，每一检测单元包括光路组件10和探测部件20。
44.其中，光路组件10用于将光源发出的光线传导至待测物的待测面的检测区域并将待测面所形成的信号光传导至探测部件20。光路组件10可以包括至少一个光阑，光阑数量和种类的选择可以根据实际应用所需而定，只要能够满足配置成型符合需求的光路即可。光阑可以通过光瞳12固定。光路组件10与晶圆待测面的检测区域相对的物镜镜头通常为高倍镜头，放大倍数为10～300倍，这样检测区域可以尽量放大较大倍数，有利于获得更小区域的图像。
45.当然，光路组件10中还可以进一步包括滤波器等部件。探测部件20用于根据信号光对检测区域进行检测，例如根据光路组件10传导过来的反射光线获得检测区域的图像，从而有利于后续对图像进行分析，进而判断相应检测区域的表面质量。
46.本实施例中，同一检测装置的所有光路组件的光入射端11连接同一波长范围的光源。
47.上述各实施例中，至少一个检测装置的光路组件连接的光源为单波长光源；至少一个检测装置的光路组件连接的光源为宽光谱光源。
48.上述各实施例中，检测装置的数量可以为两个，其中一个检测装置的各光路组件
10连接的光源的波长为266nm
‑
355nm，另一个检测装置的各光路组件10连接的光源的波长范围为355nm
‑
532nm。各检测装置设置不同的波长，实现了对待测物不同缺陷的检测。
49.上述各实施例中，检测设备还包括：传送装置，用于在不同的定位装置之间传送待测物。即在传送装置的作用下待测物可以在不同定位装置之间传递，这样同一待测物可以处于不同波长的光源的检测装置中，以实现不同缺陷类型的检测，大大提高了待测物检测的灵活性和进一步提高了检测效率。
50.请进一步参考图2，上述各实施例中，检测设备包括多个容纳腔和传送腔83，各检测装置分别位于不同的容纳腔，可以一个容纳腔内部设置有一个检测装置，各容纳腔通过传送窗与传送腔83连通；传送装置位于传送腔内，传送装置通过所述传送窗在各容纳腔之间传送待测物。上述多个容纳腔是指两个或者两个以上，容纳腔的数量为两个或者两个以上，容纳腔的大小和形状可以根据所检测的待测物的大小而定。图1中示出了，容纳腔数量为两个的具体实施方式，分别定义为第一容纳腔81和第二容纳腔82，第一容纳腔81和第二容纳腔82 之间通过传送腔83连通，第一容纳腔81和第二容纳腔82可以分别用于对第一待测物71和第二待测物72进行质量缺陷检测，当然也可以对同一待测物进行检测光源可以位于容纳腔之外，不占据容纳腔体积。
51.各光路组件10的光入射端11可以通过光纤连接光源。光纤柔性高，且传输速度快。
52.本文还给出了上述各容纳腔中设置的检测单元所形成的检测装置的具体实施方式。
53.在一种具体实施方式中，每一个检测装置内部至少包括至少两排检测单元，不同排检测单元在待测物表面的视场区沿第一方向排列，每排检测单元包括至少两个检测单元，每排的检测单元在待测物表面形成的视场区沿第二方向f2排列，也就是说，检测组件至少具有四个检测单元，各检测单元用于对待测物进行检测；第二方向f2垂直于第一方向f1。
54.需要说明的是，本文中所述的视场区是指检测设备能够同时检测到的待测物表面的区域；具体的，为光源的光线照亮且能够通过反射光线成像的区域。也即，光源的光线在待测物表面形成的光斑与探测部件20成像面在待测物表面像的重叠区域，光源的光线在待测物表面形成的光斑大于探测部件20成像面在待测物表面的像，因此所述视场区为探测器成像面在待测物表面的像所在区域。
55.本发明所提供的驱动组件被配置为驱动待测物沿第一方向f1和/ 或第二方向f2移动，或者驱动检测组件整体沿第一方向f1和/或第二方向f2移动。图中未示出驱动组件，但是并不妨碍本领域内技术人员对本文技术方案的理解和实施。
56.即驱动组件能够驱动待测物和检测组件至少一者沿第一方向f1 或/和第二方向f2动作，以完成对整个晶圆待测面的检测。
57.本发明每一容纳腔中设置有至少两排检测单元，所有检测单元沿第一方向f1和第二方向f2排列形成矩阵结构，当检测工作时，驱动组件能够驱动待测物或检测组件至少一者沿第一方向f1或第二方向 f2至少一个方向运动这样可以利用各检测单元对晶圆待测面的不同区域进行扫描，进而实现整个表面的扫描，即本发明中待测物表面的扫描是通过多个检测单元共同完成的，与仅设置一个光路组件对检测面进行扫描相比，本发明所提供的检测设备通过至少四个检测单元对待测物表面不同区域进行同时扫描，大大提高了对待测表面的检测效率，并且该方式成像质量也相对比较高。
58.上述各检测单元可以集成于支架50上，支架50连接固定于容纳腔内部，驱动组件用于驱动晶圆沿第一方向和第二方向移动，以实现晶圆待测面的检测。这样各检测单元通过支架50可以预先形成一个整体，方便安装和拆卸。驱动组件驱动晶圆运动，有利于简化机构且可实现。
59.虽然图中未示出驱动组件但是结合本文的描述，本领域内技术人员显然能够知晓驱动组件的功能和设置方式。
60.在一种具体实施方式中，每一容纳腔中相邻两排光路组件10的视场区间距相等，且相邻两排视场区间距为l/n，每一排视场区的数量为m个，同一排中相邻视场区的间距为s/m，其中l为沿第一方向检测面的最大尺寸，s为沿垂直于第一方向待测物表面的最大尺寸。对于待测物的待测面为圆形而言，相邻两排视场区间距为2r/n，同一排中相邻所述视场区的间距为2r/m，其中r为待测物的半径，n为排数。
61.也就是说，所有检测单元的视场区形成一个n*m的矩阵。
62.对于设置两排检测单元而言，两排检测单元的视场区之间的间距为r。每排具有三个检测单元时，每排中两视场区之间的间距为2r/3。也就是说，各视场区形成一个2*3的矩阵，对于晶圆70沿第一方向 f1和第二方向f2运动时，所有视场区的扫描区域是一个外切于晶圆 70的正方向，每一个视场区的扫描区域为该正方形70’的1/6面积。
63.相应地，如果按以上方式将各检测单元配置成2*2矩阵，则每一个视场区的扫描区域为该正方形70’的1/4面积，图7中示出了四个视场区的扫描轨迹，其中仅标识出两个视场区的起点和终点，左侧上方的视场区由a运动至a’完成四分之一个正方形区域的检测，右侧上方视场区由b运动至b’完成四分之一个正方形区域的检测。同理，其他视场区的运动轨迹原理相同。
64.需要说明的是，本文中所述的视场区间距是指两个视场区中心位置之间的间距。其中，本文中所述的视场区是指光源的光线照亮且能够通过反射光线成像的区域。
65.各检测单元的视场区的检测区域可以至少部分不重合，以实现对于晶体待测表面的快速检测。
66.工作时，第一驱动部件控制待测物沿第一方向f1往复运动且运动长度大于或等于一个排间距，并且在变换方向之前第一驱动部件驱动待测物沿第二方向f2运动预定间距，预定间距大于或等于检测单元沿第二方向f2的间距，排间距是相邻排之间的间距。
67.也就是说，第一驱动部件驱动待测物表面在平面形成s型轨迹。该运动方式能够有效覆盖整个待测面，避免漏检现象的发生。图7中示出了沿第一方向f1运动长度大约等于一个排间距的实施方式。
68.在一种具体实施例中，各探测部件20的光轴均平行于待测物的待测面，并且各探测部件20的光轴位于同一水平面内。
69.探测部件20可以为相机21，各相机21镜头的光轴s1均平行于待测物表面，即各相机21的光轴s1平行于晶圆70的板面，并且各相机的光轴s1位于同一水平面内；这样尽量将相机21布置于同一水平面内可以有效降低装置的整体高度。
70.当然，当需要设置的探测部件比较多时，个探测部件的光轴水平方向布置不能满足要求时，当高度空间比较宽裕的情况而言，也可以采取以下设置。
71.在另一种具体实施例中，部分探测部件20的光轴平行于待测物表面，并且该部分
探测部件20的光轴位于同一水平面内，部分探测部件20的光轴垂直于待测物表面。
72.例如当探测部件20包括相机21时，部分相机21镜头光轴平行于待测物表面，并且各相机21镜头光轴位于同一水平面内，部分相机 21的光轴垂直于待测物表面。也就是说，一部分相机21镜头光轴与另一部分相机镜头光轴垂直设置，即一部分相机21镜头光轴水平设置，另一部分相机镜头21光轴竖直设置，这样可以方便装置布置的灵活性。
73.为了式成像更加清晰，检测设备还可以进一步包括自动聚焦模块 40，其中自动聚焦模块40可以包括wdi模块和光谱共聚焦模块其中一者或者两者。关于wdi模块和光谱共聚焦模块的具体结构和工作原理请参考现有技术，本文不做赘述。
74.上述各实施例的光路组件10还可以设置有至少一个光阑、分束器13以及物镜14，探测部件包括变焦相机，具体地，变焦相机可以包括相机21、变焦电机22和成像变焦镜筒23，变焦电机22用于驱动成像变焦镜筒23沿轴向动作以实现相机21变焦，以提高相机21成像清晰度。其中相机21可以进一步通过相机固定架24支撑固定。
75.分束器13包括水平光轴和垂直光轴，其中一者与变焦相机的光轴同轴，另一者与光路组件10的光入射端11光轴同轴。图4中示出了光入射端11光轴与晶圆待测面垂直，当然，通过合理设置各光阑、分束器13还可以实现光入射端11光轴与晶圆待测面面平行，即光入射端11水平入射。
76.光路组件10的物镜14的口径尺寸范围为10～150mm；物镜14的数值孔径为0.1～0.95。另外，上述各检测设备还可以进一步包括低倍成像组件，低倍成像组件60的视场区位于所述检测装置的视场区中心，低倍成像组件60用于对所述待测物表面的待测区进行定位，低倍成像组件60的放大倍数小于所述检测单元的放大倍数。低倍成像组件 60必然也包括与光源连接的光路组件以及探测部件，其中低倍成像组件60的光路组件与上述检测单元的光路组件的作用相同，仅在于低倍成像组件60的光路组件的镜头为低倍镜头，放大倍数为1～10倍，能够获得较大的视野。同理，低倍成像组件60的探测部件与上述检测单元的探测部件作用相同，结构可以相同也可以不同。
77.低倍成像组件主要是为了从宏观上观测待测物表面，以实现缺陷定位等功能。
78.以上对本实用新型所提供的一种检测设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。