[发明专利]一种晶圆检测装置及线上成套设备

说明书

本申请提供一种晶圆检测装置及线上成套设备，涉及半导体制造技术领域，包括光源模组以及沿光源模组的光路传输方向设置的旋转模组、光信号分拣模组和检测模组，旋转模组以光源模组的主光轴为中心旋转；光源模组出射的基波光束经旋转模组以同一入射角下的不同方位角扫描入射位于加工装置内的待测晶圆，由待测晶圆反射的基波光束经旋转模组后入射光信号分拣模组，光信号分拣模组分拣出的非线性光信号输入检测模组，检测模组根据非线性光信号检测待测晶圆的缺陷。旋转模组改变了基波光束的入射方向和入射平面，一个旋转周期内，减小或消除方位角误差，抵消非线性光信号的各向异性的影响，提高检测准确性。

技术领域

本申请涉及半导体制造技术领域，具体涉及一种晶圆检测装置及线上成套设备。

背景技术

在晶圆制程中，因材料和复杂的工艺流程难以避免的会导致晶圆出现相应缺陷，因此，需要对晶圆在制程中的各种可能的缺陷进行实时检测，以期及时发现缺点并进行修复或剔除，从而提高器件的良率，并减少对缺陷晶圆的无效加工。

由于晶圆制备需要精密无尘的环境，而且加工的工艺制程繁杂，不能反复的停机开仓检查，因此需要采用光学的非接触式无损检测，在晶圆制备时一边制备一边检测，以达到实时检测的目的。

在晶圆的制程中进行的实时检测，处理室内制备晶圆，基波光束入射至处理室内的晶圆，晶圆反射的基波光束通过后端的检测装置获取，检测装置获取的反射基波光束带有晶圆的缺陷信息，通过提取反射基波光束中晶圆的缺陷信息并进行对应分析，从而能够得到晶圆的缺陷情况。

检测时，为了提高信号信噪比以及采集材料的特征属性，检测光不能垂直入射晶圆，而需以侧面入射的方式入射，侧面入射晶圆的检测基波光束照射在晶圆上的方位角（方位角为入射平面与任何特定晶体取向或晶圆缺口之间的角度）具有随机性，使晶圆的方位角不受控制，晶圆的方位角差异会导致检测装置获取的带有晶圆的缺陷信息的反射基波光束信号具有各向异性，可能会导致反射基波光束信号从约10％到100％的变化，使检测结果可能存在不确定性的误差，从而影响晶圆缺陷检测的准确性。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种晶圆检测装置及线上成套设备，能够降低待测晶圆检测信号受其他影响因子的影响，提高待测晶圆缺陷检测的准确性。

本申请实施例的一方面，提供了一种晶圆检测装置，包括光源模组，以及沿光源模组的光路传输方向设置的旋转模组、光信号分拣模组和检测模组，旋转模组以光源模组的主光轴为中心旋转；光源模组出射的基波光束经旋转模组以同一入射角下的不同方位角扫描入射位于加工装置内的待测晶圆，由待测晶圆反射的基波光束经旋转模组后入射光信号分拣模组，光信号分拣模组分拣出的非线性光信号输入检测模组，检测模组根据非线性光信号以检测待测晶圆的缺陷。

可选地，沿光源模组的光路传输方向，在光源模组和旋转模组之间还设有光学镜，光源模组出射的基波光束经光学镜入射旋转模组。

可选地，光学镜包括透射区和反射区，光源模组出射的基波光束经透射区射向旋转模组，由待测晶圆反射的基波光束经反射区射向光信号分拣模组。

可选地，光学镜为中空镜。

可选地，光学镜为二向色镜，光源模组出射的基波光束经二向色镜透射向旋转模组，由待测晶圆反射的基波光束经二向色镜反射向光信号分拣模组。

可选地，旋转模组包括旋转驱动器和与旋转驱动器连接的旋转单元，旋转驱动器驱动旋转单元旋转，旋转单元以光源模组的主光轴为中心旋转，将光源模组出射的基波光束导向待测晶圆。

可选地，旋转单元包括位于光源模组的主光轴的旋转棱镜，以及环设于旋转棱镜的同一旋转半径上的球面反射镜或者曲面反射镜，球面反射镜具有球面反射面，曲面反射镜具有曲面反射面，光源模组出射的基波光束依次经旋转棱镜的入射面、球面反射面或者曲面反射面入射待测晶圆，由待测晶圆反射的基波光束经球面反射面或者曲面反射面、旋转棱镜的出射面射向光信号分拣模组。