CN117803891A - 晶圆检测光源 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种晶圆检测光源，所述晶圆检测光源包括：滤光片、透镜、白光光源及光纤；光纤与白光光源之间设置滤光片及透镜；其中，光纤出射的光束通过滤光片与透镜形成三色光源，结合白光光源最终形成四色光源，其中滤光片与透镜采用不同位置、不同角度的设置。本说明书实施例通过不同位置设置相应部件及通过调节角度来实现四色光源的合束，设置不同形式的晶圆检测光源，采用本说明书实施例的晶圆检测光源进行晶圆检测无需复杂的光源调节过程，提升晶圆检测效率。

Description

晶圆检测光源

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及晶圆检测光源。

背景技术

四色光源晶圆检测是一种光学成像技术，用于半导体晶圆的检测和评估。该技术主要通过使用具有不同波长的四种不同颜色的光源来照明晶圆表面，然后通过相应的光学***捕捉反射或透射的光信号，进而进行分析和判断。

在实际应用中，四色光源晶圆检测***通常使用多个光源，并通过快速切换和调节不同波长的光源来实现。这样针对不同的晶圆检测时需针对每一种晶圆检测重新进行一次全部工作流程，尤其光源设置需重复繁琐的设置步骤等。

因此，需要一种新的晶圆检测光源方案。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供晶圆检测光源。

本说明书实施例提供以下技术方案：

本说明书实施例提供一种晶圆检测光源，晶圆检测光源包括：

滤光片、透镜、白光光源、及光纤；

光纤与白光光源之间设置滤光片及透镜；

其中，光纤出射的光束通过滤光片与透镜通过不同位置、不同角度的设置形成三色光源，结合白光光源最终形成四色光源。

本说明书实施例还提供一种晶圆检测光源，所述晶圆检测光源包括：

四色灯珠阵列、透镜及光纤；

所述光纤与所述四色灯珠阵列之间设置透镜；

其中，所述四色灯珠阵列包括灯珠侧壁与灯珠底部；灯珠底部设置四色灯珠阵列，并出射出四色光束，通过调整灯珠侧壁与灯珠底部的角度，将所述四色光束改变出射角度后经过所述透镜聚焦，输出至所述光纤。

本说明书实施例还提供一种晶圆检测光源，所述晶圆检测光源包括：

光纤、透镜、X棱镜及反射镜；

透镜设置于所述光纤与所述X棱镜之间；

所述反射镜围绕所述X棱镜设置；

其中，三色平行光源各自出射光束，经所述反射镜、所述X棱镜后汇聚于所述透镜，结合光纤中白光最终形成四色光源。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：

通过不同位置设置相应部件及通过调节角度来实现四色光源的合束，设置不同形式的晶圆检测光源，采用本说明书实施例的晶圆检测光源进行晶圆检测无需复杂的光源调节过程，提升晶圆检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本说明书实施例一种晶圆检测光源布局一的结构示意图；

图2是本说明书实施例一种晶圆检测光源布局二的结构示意图；

图3是本说明书实施例一种晶圆检测光源布局三的结构示意图；

图4是本说明书实施例中透镜光路的示意图；

图5是本说明书实施例中晶圆检测光源多色汇聚的效果示意图一；

图6是本说明书实施例中胶合透镜光路的示意图；

图7是本说明书实施例中晶圆检测光源多色汇聚的效果示意图二；

图8是现有技术常规单颗灯珠的结构示意图；

图9是本说明书实施例中又一种晶圆检测光源的结构示意图；

图10是本说明书实施例中再一种晶圆检测光源的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践。

晶圆缺陷检测中使用不同波长的四种不同颜色的光源来照射晶圆表面，然后通过相应的光学***捕捉反射或透射的光信号来进行分析和判断。现有技术采用如下工作流程：光源选择，光源照明、设置光学***、光信号捕捉、及图像处理和分析、缺陷检测和判断等过程。实际使用过程中光源照明及设置光学***步骤中通常采用多个光源，并通过切换和调节不同波长来实现光源照射。这样针对每种晶圆检测需重复进行切换和调节不同波长的步骤，造成晶圆检测效率低。

基于此，本说明书实施例提出了一种晶圆检测光源方案：通过设置不同位置的部件及调节角度的设置，形成一种汇聚四色光源的晶圆检测光源，在实际晶圆检测过程中无需重复繁琐的切换和调节不同波长的步骤。本说明书实施例晶圆检测光源无需复杂操作即可实现四色光源汇聚，进而实现晶圆检测。

以下结合附图，说明本申请各实施例提供的技术方案。

图1-图3所示，本说明书提供的一种晶圆检测光源，包括滤光片、透镜、白光光源及光纤。其中白光光源为高亮白光光源。滤光片、透镜、白光光源及光纤；光纤与白光光源之间设置滤光片及透镜；光纤出射的光束通过滤光片与透镜形成三色光源，结合白光光源最终形成四色光源；其中滤光片与透镜采用不同位置、不同角度的设置。具体地采用光纤出口6mm或10mm通光孔径，光源发光角度60度，出光口直径为10mm。其中四色可包括RGBW。

在一些实施例中，透镜包括胶合透镜组；胶合透镜组设置于滤光片光束出射处；滤光片与胶合透镜组依次设置于光纤与白光光源之间。

如图1所示，电机驱动色轮滤光片设置于胶合透镜组之前，光纤与高亮白光光源之间设置电机驱动色轮滤光片和胶合透镜组。本说明书实施例不仅形成四色光源，采用胶合透镜组实现了各部件的紧凑布局。

在一些实施例中，透镜包括第一透镜、第二透镜；第一透镜与第二透镜依次设置于光纤与白光光源之间。第一透镜与所述第二透镜分别设置不同的位置。

如图2和图3所示，本说明书实施例采用分开式的透镜组，如透镜包括第一透镜和第二透镜；且第一透镜与第二透镜分别设置不同的位置。如图2所示，电机驱动色轮滤光片设置于第一透镜与第二透镜之间。如图3所示，电机驱动色轮滤光片设置于第一透镜与第二透镜之前。

在一些实施例中，所述晶圆检测光源中所述第一透镜、所述滤光片及所述第二透镜依次设置于所述光纤与所述白光光源之间。

如图2所示，滤光片、所述第一透镜及所述第二透镜依次设置于所述光纤与所述白光光源之间，这样可以充分利用滤波片面积来形成三色光源。

在一些实施例中，所述晶圆检测光源中所述滤光片、所述第一透镜及所述第二透镜依次设置于所述光纤与所述白光光源之间。

如图3所示，滤光片、所述第一透镜及所述第二透镜依次设置于所述光纤与所述白光光源之间。这样可以自由调节透镜位置，只要保持两透镜之间为平行光束，只需考虑第二透镜聚集到光纤焦距即可，从而实现相对大距离的布设。

在一些实施例中，所述第一透镜与所述第二透镜分别采用顶丝夹持固定，所述顶丝还用于调节所述第一透镜或所述第二透镜的俯仰角度。

如图2和图3所示，第一透镜与所述第二透镜分别采用顶丝夹持固定，顶丝还用于调节所述第一透镜或所述第二透镜的俯仰角度，以使透镜与其他部件共轴。具体地顶丝顶住透镜的轴，通过调节顶丝使用过程中轴对套发生位置变化的紧固件，以调整透镜的俯仰角度与其他部件共轴。顶丝调节角度为45°-90°之间，还可以调节120°。

无论图2或图3所示的透镜设置，形成三色光源对应光路如图4所示。由第一透镜和第二透镜及滤光片实现三色光源，结合白光光源最终形成四色光源，其四色效果分布如图5所示。

色轮滤波片包括宽带和窄带，具体根据成像效果进行具体限定。

图1所示采用胶合透镜组，结合滤光片形成三色光源对应光路如图6所示。最终结合白光光源形成四色效果分布如图7所示。

结合上述实施例，透镜包括球面透镜包括但不限于以下平凸透镜组或胶合透镜组，平凸透镜组包括但不限于平凸透镜，双凸透镜，平凹透镜，双凹透镜，正弯月形透镜，负弯月形透镜，只要满足白光光源端将发散60度点光转成平行光束，然后耦合聚焦成满足光纤通光孔径光斑大小的光束。胶合透镜组采用消色差双胶合透镜，RGB光线几乎重叠，减少了光线的像差等。

本说明书实施例提供一种晶圆检测光源，如图9B所示，本说明书实施例的晶圆检测光源包括：四色灯珠阵列、透镜及光纤；光纤与四色灯珠阵列之间设置透镜。其中四色灯珠阵列包括灯珠侧壁与灯珠底部，灯珠底部设置四色灯珠阵列，并出射初四色光束，从右向左，通过调整灯珠侧壁与灯珠底部的角度，将四色光束改变出射角度后经过透镜聚焦，输出至光纤。灯珠侧壁与灯珠底部半包围，相比于现有技术灯珠侧壁全包围灯珠底部，减少了散热及焊接工艺等高风险。本说明书实施例中灯珠侧壁与灯珠底部可相对调节，通过调整灯珠侧面与灯珠底部的角度，经过聚焦透镜在光纤端输出四色光束。

其中，透镜为聚焦大直径单透镜，四色灯珠阵列中设置红色、绿色、蓝色及白色灯珠，各灯珠按照n×n的形式布设，如图9A所示按照3×3的形式布设。其中灯珠间隔根据具体情况进行限定。根据单颗灯珠功率和实测亮度光纤出口输出，通过调整灯珠侧面与灯珠底部的角度，且聚焦透镜直径覆盖混光光斑。

如图8中单颗灯珠，利用单颗灯珠功率和实测亮度光纤出口输出功率，各灯珠按照具体阵列布设满足光纤出口端亮度需求，且聚焦透镜直径覆盖混光光斑即可。

在一些实施例中，灯珠侧壁与灯珠底部的角度调节范围为90°-150°。

结合上述实施例，电气控制阵列灯珠点亮RGBW，灯珠侧壁与灯珠底部的角度调节范围为90°-150°，这样通过该角度的调节，可改变出光光线角度，调整出射角度后经过聚焦大直径单透镜输出至光线。

一些实施例中，阵列灯珠底部引入反射材料，譬如表面镀Al或Ag材质或发泡数脂材质来辅助角度调节，满足灯珠阵列混光后平行光线输出。

在一些实施例中，晶圆检测光源包括：光纤、透镜、X棱镜及反射镜；透镜设置于所述光纤与所述X棱镜之间；反射镜围绕X棱镜设置；如图10从右向左，其中三色平行光源各自出射光束，经反射镜、X棱镜后改变出射角度合束，并经过所述透镜汇聚于光纤，结合光纤中白光最终形成四色光源。只需平行光聚焦到光纤截面即可，无需光纤聚焦到光纤截面设置固定角度。

如图10所示，反射镜围绕X棱镜设置，透镜设置于光纤与X棱镜之间，三色平行光源如RGB光源各自出射光束，出射光束经过反射镜及在X棱镜后改变出射角度合束，并经过聚焦透镜输入至光纤，结合光纤中白光最终形成四色光源。

本说明书实施例中RGB光源可为LED灯箱红色光源、绿色光源及蓝色光源等，本说明书实施例不仅限于上述举例的限定。红光：红光波长通常在600-700纳米之间，在晶圆检测中可用于检测纹理、异物、尘埃、嵌入物等表面缺陷。绿光：绿光波长通常在500-600纳米之间，适用于检测凹陷、划痕、裂纹等较细微的表面缺陷。蓝光：蓝光波长通常在400-500纳米之间，可以用于检测表面平整度和平坦度，对于一些精细的表面结构和薄膜缺陷具有较好的分辨能力。白光：白光源则提供了宽波长范围的光谱，可以用于全面检测晶圆的表面缺陷和特征。RGB不同亮度百分比通过X棱镜合束光路设计，经过聚焦透镜后结合光纤中白光最终形成四色光源。

一些实施例中，反射镜设置于二维调整架上，可调节反射镜的俯仰角度，以配合X棱镜改变出射角度进行三色光束的合束。

在一些实施例中，聚焦透镜直径大于X棱镜出光光斑。如图10所示，本说明书实施例中X棱镜将RGB出射光束合束设计，聚焦透镜直径覆盖RGB合束光斑，即透镜的直径大于X棱镜出光光斑的直径。其中X棱镜对应RGB光源包括宽带和窄带，具体根据成像效果进行限定。

本说明书实施例中光纤通光孔径的范围为2-20mm。各部件间距离满足透镜焦距，使点光光束转换为平行光束，然后聚焦到光纤端口截面即可。

本说明书实施例的晶圆检测光源相对于现有技术4色光源价格便宜，且根据需求可通过调节部件的不同位置或调节不同角度即可实现所需四色光源，无需复杂繁琐的光源流程及晶圆检测流程，提升晶圆检测效率等。

本说明书中的各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例侧重说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于后面说明的产品实施例而言，由于其与方法是对应的，描述比较简单，相关之处参见***实施例的部分说明即可。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种晶圆检测光源，其特征在于，所述晶圆检测光源包括：

滤光片、透镜、白光光源及光纤；

光纤与白光光源之间设置滤光片及透镜；

其中，光纤出射的光束通过滤光片与透镜形成三色光源，结合白光光源最终形成四色光源；其中滤光片与透镜采用不同位置或不同角度的设置。

2.根据权利要求1所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述透镜包括胶合透镜组；所述胶合透镜组设置于所述滤光片光束出射处；

所述滤光片与所述胶合透镜组依次设置于所述光纤与所述白光光源之间。

3.根据权利要求1所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述透镜包括第一透镜、第二透镜；所述第一透镜与所述第二透镜分别设置不同的位置。

4.根据权利要求3所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述晶圆检测光源中所述第一透镜、所述滤光片及所述第二透镜依次设置于所述光纤与所述白光光源之间。

5.根据权利要求3所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述晶圆检测光源中所述滤光片、所述第一透镜及所述第二透镜依次设置于所述光纤与所述白光光源之间。

6.根据权利要求3所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述第一透镜与所述第二透镜分别采用顶丝夹持固定，所述顶丝还用于调节所述第一透镜或所述第二透镜的俯仰角度。

7.一种晶圆检测光源，其特征在于，所述晶圆检测光源包括：

四色灯珠阵列、透镜及光纤；

所述光纤与所述四色灯珠阵列之间设置透镜；

其中，所述四色灯珠阵列包括灯珠侧壁与灯珠底部；灯珠底部设置四色灯珠阵列，并出射出四色光束，通过调整灯珠侧壁与灯珠底部的角度，将所述四色光束改变出射角度后经过所述透镜聚焦，输出至所述光纤。

8.根据权利要求7所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述灯珠侧壁与所述灯珠底部的角度调节范围为90°-150°。

9.一种晶圆检测光源，其特征在于，所述晶圆检测光源包括：

光纤、透镜、X棱镜及反射镜；

透镜设置于所述光纤与所述X棱镜之间；

所述反射镜围绕所述X棱镜设置；

其中，三色平行光源各自出射光束，经所述反射镜、所述X棱镜后改变出射角度合束，并经过所述透镜汇聚于光纤，结合光纤中白光最终形成四色光源。

10.根据权利要求9所述的晶圆检测光源，其特征在于，所述透镜的直径大于X棱镜出光光斑的直径。