一种半导体晶圆检测系统技术方案

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体晶圆检测系统


[0001]本技术涉及一种半导体晶圆检测系统。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]技术目的：本技术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。
[0005]技术方案：本技术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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]有益效果：本技术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
[0011]图1为本技术检测系统的光路原理图；
[0012]图2为本技术检测系统的结构示意图I；
[0013]图3为本技术检测系统的结构示意图II；
[0014]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
[0015]如图1～4所示，本技术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。
[0016]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。
[0017]本技术还包括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。
[0018]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。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，
申请(专利权)人：茂莱南京仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：