[实用新型]一种基于相位测量偏折的晶圆翘曲度非接触式测量装置

说明书

本实用新型涉及一种基于相位测量偏折的晶圆翘曲度非接触式测量装置，运用于检测技术领域。本装置中的微投影仪与CCD相机放置于被测晶圆面同侧，被测晶圆装载于晶圆承载平台上，所述的微投影仪向被测晶圆表面投射光强编码的正弦灰度条纹，所述的CCD相机包括装有滤光光圈的镜头，镜头用于避免外部光线的干扰，CCD相机用于接收变形条纹，所述的晶圆承载平台具有与被测晶圆尺寸一致的凹槽；本实用新型结构简单易搭建，成本远低于现有测量仪器，采用的相位测量偏折技术精度可达纳米量级，可以实现晶圆翘曲度的高精度低成本测量。

技术领域

本实用新型属于检测技术领域，涉及一种基于相位测量偏折的晶圆表面翘曲度非接触式测量装置。主要应用于晶圆翘曲度的测量工作。

背景技术

近年来随着汽车电子、智能手机等前沿应用领域快速发展，国内集成电路市场迅速扩大，集成电路产业进入快速发展期。晶圆是制造集成电路最基本的材料，晶圆翘曲度在集成电路的制造过程中起到关键性的作用，直接影响着集成电路工艺的良品率。

因此，必须对晶圆的翘曲度进行测量，以确保其合格性。现有的测量方法中，以轮廓仪为代表的接触式测量可能划伤晶圆表面且测量时间较长；以激光干涉为代表的光学干涉方法成本高、测量效率低且对测量环境要求高。因此，改进现有晶圆表面翘曲度测量装置，同时满足高精度、低成本和小体积的现代要求对于我国集成电路产业的发展具有重要的作用。

发明内容

本实用新型基于市场现有技术的缺陷，提出了一种高精度、低成本、测量速度快、结构简单、小体积且对测量环境要求低的非接触式晶圆翘曲度测量装置。

本实用新型主要包括微投影仪、CCD相机、晶圆承载平台和计算机。

所述的微投影仪用于向被测晶圆表面投射光强编码的正弦灰度条纹。

所述的CCD相机包括装有光圈的相机镜头，用于采集经过被测晶圆表面反射并经过镜头滤光的变形条纹图像。

所述的晶圆承载平台具有与被测晶圆尺寸一致的凹陷，用于承载被测晶圆。

所述的计算机用于控制微投影仪的显示与CCD相机的采集，读取测量数据并计算测量结果。

本实用新型的有益效果在于：

1、CCD相机上安装有带光圈的镜头，避免外界光线干扰CCD相机对变形条纹的接收。

2、采用基于相位测量偏折的非接触式测量方法，不会对晶圆表面产生损伤。

3、晶圆承载平台用凹陷限制晶圆在水平面内的移动，并使晶圆保持无夹持状态。

附图说明

图1是本实用新型的检测装置示意图

图2是本实用新型的测量光路图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实例中测量装置有计算机1、微投影仪2、被测晶圆3、晶圆承载平台4、CCD相机5组成。

测量光路如图2所示。通过微投影仪2投射光强编码的正弦灰度条纹，CCD相机接收1接收经被测晶圆3反射并由相机镜头滤光后的变形条纹。

本实用新型的工作过程：

在晶圆翘曲度测量中，使用相位测量偏折方法。首先根据CCD相机采集的变形条纹对应被测晶圆表面相位信息，得到微投影仪上的实际光斑坐标，再通过在计算机中建立光线追迹模型，得到理想晶圆表面对应微投影仪上的理想光斑坐标。对比实际光斑与理想光斑的坐标值偏差，得到被测晶圆表面的梯度分布并积分得到被测晶圆表面面形的高度分布信息，从而得到翘曲度。

测量步骤如下：