一种半导体晶圆检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及一种半导体晶圆检测系统。


背景技术：

2.随着半导体加工制造技术的飞速发展，晶圆缺陷检测的重要性已得到广泛的认知。如果不对最开始的硅晶圆片进行缺陷检查或者缺陷没有被检查出来，那后面应用到硅晶圆片的产品就会有故障，小到影响日常使用，大到影响工业生产等。
3.目前常规的晶圆检测是通过切换不同的物镜来实现检测不同视场，不同位置，不同大小的待测物。众所周知，物镜的价格比较高，整个检测系统需要配备几个不同倍率的物镜成本很高。


技术实现要素：

4.实用新型目的：本实用新型的目的是提供一种通过切换不同倍率的管镜，替代不同倍率的物镜，在成品偏移的基础上实现同样功能的半导体晶圆检测系统。
5.技术方案：本实用新型所述的半导体晶圆检测系统，所述检测系统包括主光路通道和副光路通道，其中，主管路通道包括主通道相机、主光路管镜和分光镜ii，副管路通道包括副通道相机、副光路管镜和分光镜iii；所述检测系统还包括光源、准直系统、分光镜i、物镜和主动聚集装置；从光源发出的光经过准直系统变成准直光束，经过分光镜i反射后穿过物镜到达待测物体，经待测物体反射后沿着物镜通过分光镜i，一路穿过分光片ii和主光路管镜后到达线阵相机，另一路经分光镜ii反射后到达分光镜iii，被分光镜iii再次分成两条光路，一路穿过分光镜iii到达主动聚焦装置，另一路经分光镜iii反射后通过副光路管镜到达面阵相机。
6.其中，所述副通道相机为像元大小7微米的面阵相机，该相机可以方便且直观的获取图像，同时可减少拍摄次数，提高测试速度，但测量精度较低；主通道相机是像元大小为2.4微米的线阵相机，该相机检测精度高。
7.其中，还包括z轴自动调焦系统，所述z轴自动调焦系统包括固定连接的横板和竖板，其中，竖板上设有z轴导向机构，检测系统的外壳固定在z轴导向机构的驱动端上，在z轴导向机构的带动下沿z轴上下移动，横板上设有通孔，物镜固定在通孔内，通过z轴导向机构调整检测系统的焦面与物镜的入瞳面重合。
8.其中，所述主动聚焦装置将接收到的光信号转换为数字信号，传输给外部控制器。主动聚焦装置内置cmos图像传感器、fpga和微处理器于一体，用于快速数字图像处理，通过将激光线投射到样品上并对图像进行数字处理，可以快速准确地测量距离和聚焦方向，然后将此信息直接输出到控制器。
9.其中，所述主光路管镜包括四种倍率的管镜，四种倍率管镜的外径一致，装在同一个镜筒里，需要切换时，从镜筒底部取出管镜，换入需要切换的管镜，再用压圈锁紧，因为每种倍率管镜的外径一致，且每种倍率管镜的齐焦距误差均控制在
±
0.005mm以内，所以切换
后可以保持性能没有变化。
10.有益效果：本实用新型半导体晶圆检测系统具有主副两路通道，可以同时观测整体和细节，副通道用来观测被测物体的整体情况，主通道用来观测被测物体的细节情况，从而方便对比；另外，主通道具有四种不同倍率(焦距)的管镜，四种倍率管镜可进行手动切换，从而提供不同的视场以观测到不同放大倍率的细节，观测到更清晰的像面；四种倍率管镜齐焦距误差均控制在
±
0.005mm以内，任意切换保证同焦面，操作方便。
附图说明
11.图1为本实用新型检测系统的光路原理图；
12.图2为本实用新型检测系统的结构示意图i；
13.图3为本实用新型检测系统的结构示意图ii；
14.图4是z轴自动调焦系统的仰视结构示意图。
具体实施方式
15.如图1～4所示，本实用新型半导体晶圆检测系统，检测系统包括主光路通道和副光路通道，其中，主管路通道包括主通道相机5、主光路管镜6和分光镜ii7，副管路通道包括副通道相机11、副光路管镜11和分光镜iii3；检测系统还包括光源、准直系统2、分光镜i8、物镜和主动聚集装置1；从光源发出的光经过准直系统2变成准直光束，经过分光镜i8反射后穿过物镜到达待测物体，经待测物体反射后沿着物镜通过分光镜i8，一路穿过分光片ii7和主光路管镜6后到达线阵相机5，另一路经分光镜ii7反射后到达分光镜iii3，被分光镜iii3再次分成两条光路，一路穿过分光镜iii3到达主动聚焦装置1，另一路经分光镜iii3反射后通过副光路管镜11到达面阵相机10。
16.其中，副通道相机为像元大小7微米的面阵相机10，该相机可以方便且直观的获取图像，同时可减少拍摄次数，提高测试速度，但测量精度较低；主通道相机是像元大小为2.4微米的线阵相机5，该相机检测精度高。
17.本实用新型还包括z轴自动调焦系统9，z轴自动调焦系统9包括固定连接的横板9-1和竖板9-2，其中，竖板9-2上设有z轴导向机构9-3，检测系统的外壳4固定在z轴导向机构9-3的驱动端上，在z轴导向机构9-3的带动下检测系统沿z轴上下移动，横板9-1上设有通孔10，物镜固定在通孔10内，通过z轴导向机构9-3调整检测系统(准直系统)的焦面与物镜的入瞳面重合。z轴导向机构9-3控制除物镜外整个检测系统框架的移动精度在0.005mm以内。
18.其中，主光路管镜6包括四种倍率的管镜，四种倍率管镜的外径一致，装在同一个镜筒里，需要切换时，从镜筒底部取出管镜，换入需要切换的管镜，再用压圈锁紧，因为每种倍率管镜的外径一致，且每种倍率管镜的齐焦距误差均控制在
±
0.005mm以内，所以切换后可以保持性能没有变化。


技术特征：
1.一种半导体晶圆检测系统，其特征在于：所述检测系统包括主光路通道和副光路通道，其中，主管路通道包括主通道相机、主光路管镜和分光镜ii，副管路通道包括副通道相机、副光路管镜和分光镜iii；所述检测系统还包括光源、准直系统、分光镜i、物镜和主动聚集装置；从光源发出的光经过准直系统变成准直光束，经过分光镜i反射后穿过物镜到达待测物体，经待测物体反射后沿着物镜通过分光镜i，一路穿过分光片ii和主光路管镜后到达线阵相机，另一路经分光镜ii反射后到达分光镜iii，被分光镜iii再次分成两条光路，一路穿过分光镜iii到达主动聚焦装置，另一路经分光镜iii反射后通过副光路管镜到达面阵相机。2.根据权利要求1所述的半导体晶圆检测系统，其特征在于：所述副通道相机为像元大小7微米的面阵相机；主通道相机是像元大小为2.4微米的线阵相机。3.根据权利要求1所述的半导体晶圆检测系统，其特征在于：还包括z轴自动调焦系统，所述z轴自动调焦系统包括固定连接的横板和竖板，其中，竖板上设有z轴导向机构，检测系统的外壳固定在z轴导向机构的驱动端上，在z轴导向机构的带动下沿z轴上下移动，横板上设有通孔，物镜固定在通孔内，通过z轴导向机构调整检测系统的焦面与物镜的入瞳面重合。4.根据权利要求1所述的半导体晶圆检测系统，其特征在于：所述主动聚焦装置将接收到的光信号转换为数字信号，传输给外部控制器。5.根据权利要求1所述的半导体晶圆检测系统，其特征在于：所述主光路管镜包括四种倍率的管镜，四种倍率的管镜外径一致，且每种倍率管镜的齐焦距误差均在
±
0.005mm以内。

技术总结
本实用新型公开了一种半导体晶圆检测系统，所述检测系统包括主光路通道和副光路通道，其中，主管路通道包括主通道相机、主光路管镜和分光镜II，副管路通道包括副通道相机、副光路管镜和分光镜III；所述检测系统还包括光源、准直系统、分光镜I、物镜和主动聚集装置；从光源发出的光经过准直系统变成准直光束，经过分光镜I反射后穿过物镜到达待测物体，经待测物体反射后沿着物镜通过分光镜I，一路穿过分光片II和主光路管镜后到达线阵相机，另一路经分光镜II反射后到达分光镜III，被分光镜III再次分成两条光路，一路穿过分光镜III到达主动聚焦装置，另一路经分光镜III反射后通过副光路管镜到达面阵相机。本实用新型半导体晶圆检测系统具有主副两路通道，可以同时观测整体和细节，副通道用来观测整体，主通道用来观测细节，从而方便对比；另外，主通道具有四种不同倍率的管镜，四种倍率管镜可手动进行切换，从而提供不同的视场以观测到不同放大倍率的细节。提供不同的视场以观测到不同放大倍率的细节。提供不同的视场以观测到不同放大倍率的细节。


技术研发人员：李静
受保护的技术使用者：茂莱(南京)仪器有限公司
技术研发日：2021.12.08
技术公布日：2023/3/6