[发明专利]一种大尺寸晶圆的表面三维形貌测量装置

说明书

本发明提供了一种大尺寸晶圆的表面三维形貌测量装置,包括:基座、配置在所述基座上的运动模组和支架组件、配置在所述运动模组的光学测量模块；其中，所述支架组上配置有平晶以及被测晶圆；其中，所述光学测量模块包括配置在所述运动模组上的支撑板、配置在支撑板上的发光组件、依次配置在所述发光组件的出射光路上的平凸透镜组件和90°离轴抛物面镜组件、用于采集所述发光组件的出射光在所述平晶以及所述被测晶圆上所形成干涉条纹图像的相机组件。解决现有测量系统无法同时兼顾大范围测量和高精度测量的要求。

技术领域

本发明涉及光学领域，特别涉及一种大尺寸晶圆的表面三维形貌测量装置。

背景技术

现有技术中，对晶圆的形貌测量有大视场的测量方法、及高分辨率的微观测量方法，然而对于几百毫米大尺寸制品微观形貌的测量，单一测量方式不能兼顾大尺寸和高精度两方面的需求；

其中，大视场的测量方法所测得数据往往分辨率较低，且局部细节表现能力有限；高分辨率的微观测量方法，例如采用共焦显微镜、数字全息显微镜、白光干涉仪等进行测量，其受限于测量范围，无法直接表征整体三维表面形貌。

目前对于大尺寸晶圆的形貌测量主要是采用大行程的运动定位系统搭载高分辨率的测量系统，但扩大测量范围的同时并未考虑运动系统本身引入的测量误差。如果将大行程的运动误差纳入系统精度指标的考虑中，则需要通过其他高基准结构如光学传感器、位移传感器、激光干涉仪等进一步保证系统测量精度。这种方式实现了大范围高精度的测量，但存在的问题是系统精度依赖于传感器精度，结构复杂，系统成本高。

有鉴于此，提出本申请。

发明内容

本发明提供了一种大尺寸晶圆的表面三维形貌测量装置，旨在解决现有测量系统无法同时兼顾大范围测量和高精度测量的要求。

本发明实施例提供了一种大尺寸晶圆的表面三维形貌测量装置,包括:基座、配置在所述基座上的运动模组和支架组件、配置在所述运动模组的光学测量模块；

其中，所述支架组上配置有平晶以及被测晶圆；

其中，所述光学测量模块包括配置在所述运动模组上的支撑板、配置在支撑板上的发光组件、依次配置在所述发光组件的出射光路上的平凸透镜组件和90°离轴抛物面镜组件、用于采集所述发光组件的出射光在所述平晶以及所述被测晶圆上所形成干涉条纹图像的相机组件。

优选地，所述发光组件包括：氦氖激光源及其光源支架；

其中，所述光源支架配置在所述支撑板上，所述氦氖激光源固定在所述光源支架上。

优选地，所述支架组件包括：配置在所述基座上的多个可调支撑底座、分别配置在多个所述支撑底座上的支撑杆、配置在所述支撑杆上的平晶支撑架。

优选地，所述运动模组包括：第一方向行走组件及配置在所述第一方向行走组件上的第二方向行走组件，其中，所述第二方向行走组件能随所述第一方向行走组件运动。

优选地，第一方向行走组件包括：配置在所述基座上的第一导轨、配置在所述第一导轨上的第一伺服电机、与所述第一伺服电机的输出轴相连的第一丝杆、套设在所述第一丝杆上的第一滑块。

优选地，所述第二方向行走组件包括配置在第一滑块上的第二导轨、配置在所述第二导轨上的第二伺服电机、与所述第二伺服电机的输出轴相连的第二丝杆、套设在所述第二丝杆上的第二滑块，其中，所述支撑板固定在所述第二滑块上。

优选地，所述支撑板为光学面包板。

优选地，平凸透镜组件包括：平凸透镜、及第一透镜支架；

其中，所述第一透镜支架配置在所述支撑板上，所述平凸透镜配置在所述第一透镜支架上。

优选地，90°离轴抛物面镜组件包括：90°离轴抛物面镜、及第二透镜支架；