[发明专利]哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置

说明书

本申请提供了一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置。该哈特曼测量装置包括光源准直部件和哈特曼波前传感器。光源准直部件用于将光源产生的光束准直以形成平行光束，并将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；哈特曼波前传感器用于接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点之间的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。本申请的技术方案能够降低测量装置的结构复杂性和成本，且保证测量过程中不损伤晶圆的待测表面。

技术领域

本申请涉及光学技术领域，具体涉及一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置。

背景技术

随着电子时代的快速发展，半导体行业成为研究重点。由于晶圆是制造半导体芯片的基本材料，因而晶圆的几何参数如晶圆的厚度、形状和平整度等对晶圆的质量起着至关重要的作用。

现有的晶圆几何参数测量装置通常采用如机械探针法、显微镜法和激光干涉法等方法。然而，采用机械探针法的测量装置在测量过程中极易损伤晶圆的待测表面，采用显微镜法和激光干涉法的装置结构较为复杂且成本较高。因此，如何设置结构简单、成本较低且不损伤晶圆待测表面的测量装置显得极为重要。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种哈特曼测量装置及其测量方法和晶圆几何参数测量装置，从而降低测量装置的结构复杂性和成本，且保证测量过程中不损伤晶圆的待测表面。

本申请的第一方面提供了一种哈特曼测量装置。该哈特曼测量装置包括光源准直部件和哈特曼波前传感器。光源准直部件用于将光源产生的光束准直以形成平行光束，并将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；哈特曼波前传感器用于接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，并将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点之间的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。

在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括分束镜。分束镜位于光源准直部件和晶圆之间，用于将平行光束引导射向晶圆的待测表面，平行光束经由分束镜反射后射向晶圆的待测表面上。哈特曼波前传感器还用于接收经由晶圆的待测表面反射且经由分束镜透射的检测光束。

在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括反射镜。该反射镜位于光源准直部件和晶圆之间，平行光束经由反射镜反射后射向晶圆的待测表面上，以使哈特曼波前传感器和晶圆均位于光源准直部件和反射镜的同一侧。

在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括折转镜。该折转镜位于光源和光源准直部件之间，光束经由折转镜反射后射向光源准直部件。

在本申请一实施例中，该哈特曼测量装置还包括缩束准直系统。该缩束准直系统设置在晶圆和哈特曼波前传感器之间，用于将检测光束进行缩束和准直后射向哈特曼波前传感器。

在本申请一实施例中，光源准直部件包括离轴抛物面镜、透镜组或准直镜头。

在本申请一实施例中，哈特曼波前传感器包括微孔阵列、成像屏和第一相机，或者哈特曼波前传感器包括微透镜阵列和第二相机。

本申请的第二方面提供了一种哈特曼测量方法。该哈特曼测量方法包括：利用光源准直部件将光源产生的光束准直以形成平行光束且将平行光束直接或间接射向晶圆的待测表面；利用哈特曼波前传感器接收从晶圆的待测表面反射后的检测光束，将检测光束转换成多个光点，以根据多个光点和多个光点对应的正入射光点的偏移量计算得到待测表面的翘曲度和形状。

本申请的第三方面提供了一种晶圆几何参数测量装置。该晶圆几何参数测量装置包括卡盘和本申请的第一方面提供的任一种哈特曼测量装置。晶圆位于卡盘与哈特曼测量装置之间。

本申请的第四方面提供了一种晶圆几何参数测量装置。该晶圆几何参数测量装置包括本申请的第一方面提供的任一种哈特曼测量装置和晶圆几何参数测量子系统。晶圆位于晶圆几何参数测量子系统与哈特曼测量装置之间。