[发明专利]边缘检测镜头及系统

说明书

本披露公开了一种边缘检测镜头及系统。该边缘检测镜头包括：复合透镜、成像透镜组及反射镜；复合透镜包括：在第一口径范围内的边缘检测透镜和在第二口径范围内的表面检测透镜；其中，第一口径范围的上限值小于或等于第二口径范围的下限值，边缘检测透镜的曲率半径与表面检测透镜的曲率半径不同；反射镜设置在待测晶圆上表面的上方和/或待测晶圆下表面的下方，用于将待测晶圆表面的检测光线反射至表面检测透镜后，经表面检测透镜透射至成像透镜组；待测晶圆边缘面的检测光线通过边缘检测透镜透射至成像透镜组。该边缘检测镜头能够仅使用一个镜头就实现晶圆边缘的三个方向的同时检测，节省了检测系统的设备成本与占用空间。

技术领域

本披露一般涉及光学检测技术领域。更具体地，本披露涉及一种边缘检测镜头及系统。

背景技术

晶圆是半导体生产和制造的基础元件，晶圆的质量是对于后续的半导体工艺至关重要，晶圆的边缘部分需要进行检测以保证其产品的整体质量，其中，晶圆的边缘部分包括有边缘面（也可视作晶圆的侧面）以及与该边缘面连接的上下两个表面。检测时通常需要同时检测上述三个面，而由于三个面的朝向不同，因而难以使用同一个成像系统对这三个部分同时成像。

现有技术中通常是分别使用三个成像系统以对三个部分分别成像，但这会导致整个检测系统变得非常复杂且需要占用较大空间，同时，每个检测方向都需要为了处理图像而配置处理器，导致检测系统成本大幅上涨。现有的另一种检测技术是ISRA提供的EdgeScan检测系统方案，通过棱镜组合实现晶圆边缘三个方向的同时检测，但该方案需要相对复杂的光路组合和大景深镜头，导致整个系统装调复杂，并且体积较大。

有鉴于此，亟需提供一种边缘检测镜头方案，能够仅使用一个镜头就实现晶圆边缘的三个方向的同时检测，节省了检测系统的设备成本与占用空间。

发明内容

为了至少解决如上所提到的一个或多个技术问题，本披露在多个方面中提出了边缘检测镜头方案。

在第一方面中，本披露提供一种边缘检测镜头，包括：复合透镜3，包括：在第一口径范围内的边缘检测透镜31和在第二口径范围内的表面检测透镜32；其中，所述第一口径范围的上限值小于或等于所述第二口径范围的下限值，所述边缘检测透镜31的曲率半径与所述表面检测透镜32的曲率半径不同；成像透镜组4；以及反射镜2，所述反射镜2设置在待测晶圆1上表面的上方和/或所述待测晶圆1下表面的下方，用于将待测晶圆表面的检测光线反射至所述表面检测透镜32后，经所述表面检测透镜32透射至所述成像透镜组4；待测晶圆边缘面的检测光线通过所述边缘检测透镜31透射至所述成像透镜组4。

在一些实施例中，所述边缘检测透镜31为弯月形负透镜，其第一面朝向所述待测晶圆1，且所述边缘检测透镜31的第一面的曲率半径绝对值小于第二面的曲率半径绝对值；所述表面检测透镜32为弯月形正透镜，其第一面朝向所述待测晶圆1，且所述表面检测透镜32的第一面的曲率半径绝对值小于第二面的曲率半径绝对值。

在一些实施例中，所述第一口径范围的下限值为0mm，上限值介于10mm至15mm之间；所述第二口径范围的下限值等于所述第一口径范围的上限值，上限值大于或等于50mm。

在一些实施例中，所述边缘检测透镜31的第一面的曲率半径介于-44mm至-36mm之间；所述边缘检测透镜31的第二面的曲率半径介于-66mm至-54mm之间；所述表面检测透镜32的第一面的曲率半径介于50.4mm至61.6mm之间；所述表面检测透镜32的第二面的曲率半径介于50.4mm至61.6mm之间。

在一些实施例中，所述边缘检测透镜31的厚度介于35.34mm至43.20mm之间；所述表面检测透镜32的厚度介于36mm至44mm之间。

在一些实施例中，所述边缘检测透镜31的折射率介于1.692至2.068之间，阿贝数介于37至45之间；所述表面检测透镜32的折射率介于1.692至2.068之间，阿贝数介于37至45之间。