CN120819722B - 一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置 - Google Patents
一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置Info
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Abstract
本发明公开了一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置,包括承载装置,用于承载晶圆;检测单元,与所述承载装置具有间隔,用于发射检测光线,所述检测光线聚焦至所述晶圆的表面的待检测区,以检测所述晶圆的刻蚀终点位置驱动单元,包括驱动部和调节部,所述调节部的一端与所述驱动部连接,另一端用于所述检测单元连接;所述驱动部用于驱动所述调节部和所述检测单元沿X方向或Y方向移动;所述调节部包括可移动的第一调节件,所述第一调节件置于所述检测单元底部,在移动过程中推动所述检测单元运动,以调节所述检测单元的偏转角度。本发明在检测单元发生角度偏转时,能够对检测单元进行调节,使检测单元发射的光线照射至预设位置。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域,尤其涉及一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置。
背景技术
晶圆上可能有多个不同的功能区域,每个区域的刻蚀要求可能不同。例如,在集成电路制造中,晶圆上可能有晶体管区、互连区、隔离区等,每个区域的待检测区域位置不同。
在半导体刻蚀工艺中,激光干涉检测装置是一种用于检测刻蚀过程的高精度技术。其原理是将一束单色性极好的激光以特定角度照射至晶圆表面。激光会穿透待刻蚀的透明或半透明薄膜(如多晶硅、二氧化硅、光刻胶),并在薄膜的上表面和下表面分别发生反射。这两束反射光因存在光程差而发生干涉,被光电探测器接收后,会形成一个随时间变化的正弦干涉信号。然而,该检测方法对光路的精准性要求极为苛刻,其局限性在于:激光干涉检测单元通常集成在刻蚀腔室的外部,激光需通过一个密封的光学视窗(Viewport)入射至腔室内的晶圆。为保证干涉效果,入射光路与接收光路必须保持高度的准直性和稳定性。若因设备长期运行中的振动、腔室加热/冷却导致的热膨胀、或机械应力使检测单元倾斜,可能导致干涉检测过程中出现多种问题。例如,入射光路偏离,激光斑点偏离预定的晶圆测量区域,甚至照射到具有复杂拓扑结构的图案化区域,导致干涉信号对比度急剧下降,信噪比降低;或,接收光路失准,经晶圆表面反射的干涉光无法精准耦合回接收光纤或探测器的敏感区域,造成信号强度(Light Intensity)的严重衰减,甚至信号完全丢失;或,干涉条件被破坏,微小的角度变化会改变激光在薄膜内的有效光程,引入不可预测的相位误差,导致解算出的薄膜厚度失真,最终无法准确捕捉到标志刻蚀完成的最后一个干涉周期,造成刻蚀终点误判。
因此,有必要提供一种新的晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置,以解决现有技术中存在的上述问题。
发明内容
本申请要解决的技术问题是如何提供一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置,以在检测单元的角度偏转时对检测单元进行调节,使检测单元发射的光线能够照射至预设位置。
为解决上述技术问题,根据本申请的实施例,提供一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置,包括:
承载装置,用于承载晶圆;
检测单元,与所述承载装置具有间隔,用于发射检测光线,所述检测光线聚焦至所述晶圆的表面的待检测区,以检测所述晶圆的刻蚀终点位置;
驱动单元,包括驱动部和调节部,所述调节部的一端与所述驱动部连接,另一端用于所述检测单元连接;所述驱动部用于驱动所述调节部和所述检测单元沿X方向或Y方向移动;所述调节部包括可移动的第一调节件,所述第一调节件置于所述检测单元底部,在移动过程中推动所述检测单元运动,以调节所述检测单元的偏转角度。
根据本申请的实施例,所述调节部还包括调节平台、带动件和控制组件;
所述调节平台的顶面用于安装所述检测单元,且所述检测单元的底面贴合所述调节平台的顶面;所述调节平台具有调节腔;所述调节平台的顶面开设有多个与所述调节腔连通的调节孔;多个所述调节孔沿X方向和Y方向间隔均匀的分布;
所述第一调节件的一端设于所述调节孔,另一端可移动的设于所述调节腔的底壁;所述带动件设于所述第一调节件的侧壁;
所述控制组件设于所述调节腔内,用于驱动所述带动件运动,以使所述第一调节件的端部从所述调节孔凸出,并推动所述检测单元运动,调节所述检测单元的偏转角度。
根据本申请的实施例,所述调节部还包括第二调节件;所述第二调节件设于所述调节孔的内壁,且所述第二调节件为柔性材质;所述第一调节件的一端设于所述第二调节件的端面。
根据本申请的实施例,第二调节件厚度大于或等于4mm。
根据本申请的实施例,所述调节腔底部设有多个滑动槽,每个所述滑动槽对应一个所述调节孔;所述第二调节件的另一端可移动的设于所述滑动槽。
根据本申请的实施例,所述第一调节件的底部呈平面设置,以在所述第一调节件竖直设置时,所述第一调节件的底部贴合于所述滑动槽的底壁。
根据本申请的实施例,所述控制组件包括控制杆、控制件和推动件;所述控制杆设于所述调节腔内;所述控制件可移动的设于所述控制杆;所述控制件的侧壁开设有第一控制槽,所述第一控制槽的顶壁上开设有第二控制槽;所述推动件可移动的设于所述第二控制槽;
在所述控制件的移动过程中,所述推动件与所述带动件接触,以推动所述带动件运动;至所述带动件运动至极限位置时,所述带动件对所述推动件施加作用力,使所述推动件向所述第二控制槽的底壁运动。
根据本申请的实施例,所述推动件具有对称设置的推动面,所述推动面包括第一接触段和第二接触段;所述第一接触段与所述第一控制槽的顶壁之间的夹角大于45°;所述第二接触段与所述第一控制槽的顶壁之间的夹角小于45°。
根据本申请的实施例,所述调节平台的顶面开设有多个稳定孔;所述调节部还包括弹性件,所述弹性件的一端设于所述稳定孔的底壁,另一端设于所述检测单元的底壁,以对所述检测单元施加向所述调节部运动的作用力。
根据本申请的实施例,所述驱动部包括安装主体、第一驱动件、第二驱动件和连接部;所述安装主体具有安装腔;所述连接部设于所述安装腔内,用于与所述调节部连接;所述第一驱动件沿X方向延伸,并沿Y方向可移动的设于所述安装腔;所述第二驱动件沿Y方向延伸,并沿X方向可移动的设于所述安装腔;所述第一驱动件和所述第二驱动件均穿设于所述连接部;所述第一驱动件和所述第二驱动件配合以调节所述连接部的位置。
有益效果:通过采用上述技术方案,驱动部控制调节部和检测单元在X方向或Y方向上运动,从而使检测单元发射的光线聚焦至晶圆表面的待检测区域;当检测单元发射的光线没有聚焦至晶圆表面的待检测区域,且相机无法接收到被晶圆发射的光线时;或者检测单元发射的光线聚焦至晶圆表面的待检测区域,且相机无法接收到被晶圆发射的光线时;说明检测单元偏转,此时通过控制调节部内不同位置的第一调节件从而调节检测单元的偏转角度,使检测单元发射的光线聚焦至晶圆表面的待检测区域。
附图说明
图1为本发明实施例的一种激光干涉检测装置的主体结构示意图;
图2为本发明实施例的一种激光干涉检测装置的调节部的结构示意图;
图3为本发明实施例的一种激光干涉检测装置的调节部的稳定孔的位置示意图;
图4为本发明实施例的一种第二调节件凸出时的结构示意图;
图5为本发明实施例的一种推动件与带动件接触时的结构示意图;
图6为本发明实施例的一种带动件对推动件施加反向作用力时位置关系示意图;
图7为本发明实施例的一种带动件与第一接触段接触时的受力分析示意图;
图8为本发明实施例的一种带动件与第二接触段接触时的受力分析示意图;
图9为本发明实施例的一种驱动部的内部结构示意图;
图10为本发明实施例的一种检测单元角度偏转,相机无法接收到晶圆反射的光线时的位置关系示意图;
图11为本发明实施例的一种检测单元角度未偏转,相机能够接收到晶圆反射的光线时的位置关系示意图。
附图标记:
100、承载装置;200、检测单元;300、驱动单元;400、驱动部;410、安装主体;420、第一驱动件;430、第二驱动件;440、连接部;500、调节部;510、第一调节件;520、调节平台;521、调节腔;522、调节孔;523、滑动槽;524、稳定孔;525、弹性件;530、带动件;540、第二调节件;550、控制杆;560、控制件;561、第一控制槽;562、第二控制槽;563、弹性部件;570、推动件;571、推动面;572、第一接触段;573、第二接触段;610、第一水平力;620、第一竖直力;630、第二水平力;640、第二竖直力。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。除非另外定义,此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。
下面结合图1-图11,对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本发明的实施例提供了一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置,包括:
承载装置100,用于承载晶圆;
检测单元200,与承载装置100具有间隔,用于发射检测光线,检测光线聚焦至晶圆的表面的待检测区,以检测晶圆的刻蚀终点位置;
驱动单元300,包括驱动部400和调节部500,调节部500的一端与驱动部400连接,另一端用于检测单元200连接;驱动部400用于驱动调节部500和检测单元200沿X方向或Y方向移动;调节部500包括可移动的第一调节件510,第一调节件510置于检测单元200底部,在移动过程中推动检测单元200运动,以调节检测单元200的偏转角度。
在一些实施例中,承载装置100为刻蚀腔室,刻蚀腔室的内部设有静电卡盘,静电卡盘用于支撑并固定晶圆,从而使晶圆被固定在刻蚀腔室的内部;刻蚀腔室的顶部具有窗口,以使检测单元200发射的光线能够穿过窗口照射至晶圆的表面,从而对晶圆进行检测。具体的,刻蚀腔室、静电卡盘均为现有技术,在此不做赘述。
在一些实施例中,为了便于检测单元200的检测,设置检测单元200与承载装置100之间具有间隔;且检测单元200具有壳体和检测单元200,其中,检测单元200设置于壳体内部;检测单元200具有透镜组、相机和光源,光源发出的光线经过透镜组后聚焦至晶圆表面的待检测区,经过待检测区反射后再次经过透镜组并被相机接受,其为现有技术,在此也不做赘述。壳体用于将检测单元200与驱动单元300连接,以便于驱动单元300可以驱动检测单元200的位置发生变化,从而使检测单元200发射的光线能够聚焦至晶圆表面的待检测区域。
在一些实施例中,为了便于控制检测单元200的运动,设置驱动单元300包括驱动部400和调节部500;其中,驱动部400和调节部500均设置于检测单元200的底部;具体的,调节部500设置于检测单元200和驱动部400之间,且调节部500的一端与驱动部400连接,另一端与检测单元200连接;驱动部400能够带动调节部500和检测单元200同步沿X方向或沿Y方向运动,使检测单元200发出的光线的聚焦位置移动至待检测区域,以便于进行检测;调节部500包括可移动的第一调节件510,具体的,第一调节件510可以在移动过程中推动检测单元200在竖直方向上发生运动;从而调节检测单元200的角度;具体的,例如第一调节件510在移动过程中推动检测单元200的底部的一个边缘运动,从而使检测单元200的位置倾斜,以实现调节检测单元200发出的光线的聚焦位置。具体的,由于检测单元200发出的光线需要被晶圆反射后经过透镜组照射至相机,因此若检测单元200倾斜时,其发射的光线也会倾斜,导致被晶圆反射的光线无法照射至相机;此时可以通过调节部500对检测单元200的角度进行微调,从而实现对检测单元200发出的光线的位置的调节,以使检测单元200发出的光线被晶圆反射后可以照射至相机。
在一些具体的实施例中,检测单元200的偏转角度为沿X方向正负10°,沿Y方向正负10°;调节部500对检测单元200的调节高度与检测单元200的偏转角度适配。
一些实施例中,调节部500还包括调节平台520、带动件530和控制组件。
具体的,调节平台520的顶面用于安装检测单元200;更具体的,检测单元200的底面贴合调节平台520的顶面,以增加检测单元200与调解平台之间的接触面积,提升检测单元200的稳定性。
在一些具体的实施例中,调节平台520具有调节腔521,调节腔521置于调节平台520内部;同时调节平台520的顶面开设有多个与调节腔521连通的调节孔522,每个连通孔均贯穿调节平台520的顶面与调节腔521连通;多个调节孔522沿X方向和Y方向间隔均匀的分布,使多个调节孔522在调节平台520的顶面形成在X方向和Y方向间隔相等的矩形。每个调节孔522内的结构均可以对检测单元200进行调节。
在一些实施例中,X方向和Y方向相互垂直;在本实施例中,设定X方向为在水平面靠近或远离承载单元的方向,Y方向为在水平面上与X方向垂直的方向。
在一些更具体的实施例中,第一调节件510倾斜设置,且第一调节件510的一端设于调节孔522,另一端可移动的设于调节腔521的底壁;在初始状态,第一调节件510的端部不会从调节孔522内凸出,此时检测单元200与调节部500的贴合;当第一调节件510开始运动时,即第一调节件510底部在调节腔521的底壁内朝向靠近自身所在的调节孔522运动时,由于第一调节件510的长度不变,因此第一调节件510置于调节孔522内的端部会从调节孔522内凸出,与检测单元200接触,并推动检测单元200沿竖直方向远离调节部500,使检测单元200倾斜,从而调节检测单元200发射的光线的偏转角度。除此之外,带动件530设于第一调节件510的侧壁,通过控制带动件530运动即可控制第一调节件510运动。
在一些更具体的实施例中,控制组件设于调节腔521内,用于驱动带动件530运动,从而带动第一调节件510运动,以使第一调节件510的端部从调节孔522凸出,并推动检测单元200运动,调节检测单元200的偏转角度。
一些实施例中,为了减小第一调节件510的端部脱离调节孔522进入到调节腔521内的可能,设置调节部500还包括第二调节件540;其中第二调节件540设于调节孔522的内壁,其设置方式可以为粘接、卡接或螺栓固定等,在此不做限制,以第二调节件540在调节孔522内的固定位置不会发生变化为主。除此之外第二调节件540为柔性材质,使第二调节件540能够发生形变;第一调节件510的一端设于第二调节件540的端面,其设置方式可以为粘接、卡接或螺栓固定等,在此不做限制,以第一调节件510在第二调节件540上的位置不会发生移动为主。
在一些具体的实施例中,第二调节件540的材质可以为橡胶或硅胶或其他具有弹性的材质;第二调节件540的底部一体成型有筒状的连接套,第一调节件510的端部穿设于连接套中,并于连接套呈过盈配合,从而使第一调节件510与第二调节件540连接;在第一调节件510的运动过程中,第一调节件510与第二调节件540不会分离,以便于每个第一调节件510能够在对应的位置推动检测单元200运动,从而对检测单元200进行微调。
一些实施例中,由于第一调节件510为刚性材质,因此第一调节件510与检测单元200接触可能会导致检测单元200的底部损坏,为了减小第一调节件510对检测单元200的底部的损坏,设置第二调节件540厚度大于或等于4mm;在一些实施例中,第二调节件540的厚度可以为5mm、6mm、7mm或其他厚度,以不会干涉第一调节件510的运动且第一调节件510能够推动第二调节件540从调节孔522中凸出,对检测单元200进行调节为主。
一些实施例中,由于第一调节件510具有多个,为了使多个第一调节件510的控制方向一致,以便于对多个第一调节件510进行控制;在调节腔521底部设有多个滑动槽523,每个滑动槽523对应一个调节孔522;第二调节件540的另一端可移动的设于滑动槽523。具体的,以滑动槽523的长度方向沿X方向延伸为示例,滑动槽523在长度方向的两端分别定义为复位端和凸出端;其中,当第一调节件510的端部与复位端接触时,第一调节件510在调节腔521内呈倾斜设置,此时第一调节件510置于调节孔522的端部不会从调节孔522凸出,即此时第二调节件540不会从调节孔522突出与检测单元200的底部接触;当第一调节件510的端部与凸出端接触时,此时第一调节件510在调节腔521内呈竖直设置,此时第一调节件510置于调节孔522的端部从调节孔522凸出,即此时第二调节件540从调节孔522突出与检测单元200的底部接触。更具体的,为了增加第一调节件510竖直设置时的稳定性,设置凸出端的端面与竖直设置时的第一调节件510的侧壁平行,以使连接套和凸出端共同对第一调节件510进行限位。
一些具体的实施例中,第一调节件510的底部呈平面设置,以在第一调节件510竖直设置时,第一调节件510的底部贴合于滑动槽523的底壁;即当第一调节件510的底端与复位端接触时,第一调节件510的底面的一个边缘与滑动槽523的底面接触,另一个端面与复位端接触;当第一调节件510的底端与凸出端接触时,第一调节件510的底面与滑动槽523的底面接触,增加了第一调节件510在竖直状态时,第一调节件510的底面与滑动槽523的底壁之间的接触面积,从而提升了第一调节件510在竖直状态时的稳定性。
一些实施例中,为了便于控制第一调节件510的位置,设置控制组件包括控制杆550、控制件560和推动件570。具体的,控制杆550设于调节腔521内,同时控制件560可移动的设于控制杆550;使控制件560可以沿控制杆550的轴向移动。更具体的,控制杆550的截面为圆形,且控制杆550的轴向平行于X方向,控制件560上开设有控制孔,控制杆550穿设在控制孔中且控制杆550与控制孔的内壁螺纹连接,使控制杆550转动时能够驱动控制件560沿控制杆550的轴向运动,以与不同位置的第一调节件510接触,从而控制不同位置的第一调节件510运动,以调节检测单元200的角度。进一步的,为了在控制杆550转动时能够驱动控制件560沿控制杆550的轴向运动,设置控制件560的底壁贴合于调节腔521的底壁,从而使控制杆550在转动时不会带动控制件560同步转动。
一些实施例中,由于控制件560需要在控制杆550上往复运动,推动第一调节件510在复位端和凸出端之间运动,因此需要控制件560可以从复位端与第一调节件510接触,也可以从凸出端与第一调节件510接触;因此设置控制件560的侧壁开设有第一控制槽561,第一控制槽561沿X方向贯穿控制件560,使控制件560的截面呈“C”字形,同时第一控制槽561的顶壁上开设有第二控制槽562;推动件570可移动的设于第二控制槽562;第二控制槽562内设有弹性部件563,弹性部件563的一端抵接于第二控制槽562的底壁,另一端抵接于推动件570,以向推动件570施加远离第二控制槽562的作用力。一些具体的实施例中,弹性部件563为弹簧。同时推动件570不会脱离第二控制槽562,此为现有技术,在此不做赘述。
在控制件560的移动过程中,推动件570的侧壁与带动件530接触,以推动带动件530运动;至带动件530运动至极限位置时,带动件530对推动件570施加作用力,使推动件570向第二控制槽562的底壁运动;以第一调节件510的端部从复位端运动至凸出端为示例,推动件570的侧壁在复位端与带动件530接触,推动带动件530朝向凸出端运动,直至第一调节件510竖直设置,此时第一调节件510的侧壁与凸出端贴合,第一调节件510和带动件530均无法继续运动,控制件560继续在控制杆550上运动,此时带动件530对推动件570施加朝向第二控制槽562底部移动的作用力,直至推动件570脱离带动件530;推动件570控制第一调节件510的端部从凸出端运动至复位端时,推动件570的另一个侧壁与带动件530接触,其推动带动件530运动的方式与上述相反,在此不做赘述。
一些实施例中,为了便于推动件570推动带动件530运动,同时带动件530在凸出端或复位端能够给予推动件570反向作用力,设置推动件570具有对称设置的推动面571,对称设置的推动面571即为推动件570沿X方向相对的两个侧壁。具体的,推动面571包括第一接触段572和第二接触段573;第一接触段572设于第二接触段573的上方,且第一接触段572与第二接触段573之间平滑过渡;第一接触段572的垂直高度大于带动件530的直径,第二接触段573的垂直高度大于带动件530的直径;从而适应第一调节件510的端部在运动过程中导致的带动件530在竖直方向上存在位置的运动方式;当第一调节件510的端部在凸出端时,推动面571的第一接触段572首先与带动件530接触;当第一调节件510的端部在复位端时,推动面571的第一接触段572首先与带动件530接触。
一些具体的实施例中,第一接触段572与第一控制槽561的顶壁之间的夹角大于45°;推动件570在推动带动件530运动的过程中,带动件530施加给推动件570的反向作用力分解为水平方向的第一水平力610和竖直方向的第一竖直力620,且弹性部件563对推动件570施加的作用力大于第一竖直力620,更具体的,弹性部件563对推动件570施加的作用力是第一竖直力620的1.5倍;由于第一接触段572与第一控制槽561的顶壁之间的夹角大于45°,因此推动件570在推动带动件530运动的过程中,第一水平力610大于第一竖直力620,从而减小了第一调节件510的端部从复位端运动至凸出端的过程中,或从凸出端运动至复位端的过程中,推动件570运动至第二控制槽562内无法推动带动件530继续运动的可能;保证了第一调节件510的端部能够顺利从复位端运动至凸出端,或从凸出端运动至复位端;第二接触段573与第一控制槽561的顶壁之间的夹角小于45°,在此以推动件570推动第一调节件510的端部至复位端运动至凸出端为示例,此时第一调节件510在凸出端,无法继续运动,而控制件560依旧继续运动,此时推动件570继续对带动件530施加作用力,使带动件530对推动件570施加的反向作用力逐步增加,直至第一竖直力620超过弹性部件563对推动件570施加的作用力;此时推动件570开始朝向第二控制槽562的底部移动,随着推动件570的移动,带动件530由与第一接触段572接触变为与第二接触段573接触;带动件530在与第二接触段573接触后,带动件530施加给推动件570的反向作用力分解为水平方向的第二水平力630和竖直方向的第二竖直力640,由于第二接触段573与第一控制槽561的顶壁之间的夹角小于45°,因此推动件570在继续运动的过程中,第二水平力630小于第二竖直力640,从而减小了带动件530在水平方向上对推动件570施加的作用力,便于推动件570快速脱离所接触的带动件530,以运动至下一带动件530处;而推动件570与带动件530分离后,由于第一调节件510竖直设置且第一调节件510底部呈平面设置,因此此时检测单元200足够稳定。在一些更具体的实施例中,调节腔521内设有电机,电机的转轴与控制杆550连接,以带动控制杆550转动,从而便于控制控制件560运动。
一些实施例中,由于第一调节杆有多个,因此在调节检测单元200的角度的过程中,需要保证检测单元200的稳定性。具体的,为了保证检测单元200的稳定性,在调节平台520的顶面开设有多个稳定孔524;稳定孔524朝向调节腔521延伸,且与调节腔521之间不连通;调节部500还包括弹性件525,弹性件525的一端设于稳定孔524的底壁,另一端设于检测单元200的底壁,以对检测单元200施加向调节部500运动的作用力。具体的,检测单元200的壳体的底部通过一体成型或螺栓固定的方式设置有多个连接柱,每个连接柱对应一个稳定孔524,并可以穿设在稳定孔524中,弹性件525的一端与稳定孔524的底壁连接,另一端与连接柱的端部连接,从而拉动连接柱朝向靠近调节腔521的方向运动,从而拉动检测单元200与调节部500贴合,以增强检测单元200的稳定性。一些具体的实施例中,弹性件525为弹簧;更具体的,在第一调节件510和第二调节件540配合推动检测单元200时,弹性件525拉动检测单元200和调节件相互靠近,同时连接柱穿设在稳定孔524内,从而实现增强检测单元200的稳定性,防止稳定单元偏移。
一些具体的实施例中,稳定孔524的截面为梯形,即稳定孔524的开口处的直径小于稳定孔524的底壁的直径;从而为连接柱的偏转预留空间。更具体的,连接柱的截面为梯形,即连接柱的底部直径小于连接柱的顶部直径;连接柱的侧壁与稳定孔524的开口处接触,既满足检测单元200水平时的稳定性需求,也满足检测单元200倾斜时的稳定性要求。
一些更具体的实施例中,为了便于理解,建立平面直角坐标系,区分出第一象限、第二象限、第三象限和第四象限;此时将晶圆的圆心定义为与原点重合,调节部500的中心也定义为与原点重合;在理想状态下,检测单元200发出的光线应该聚焦至原点,而当其偏移值第一象限,且相机无法接收到被晶圆反射的光线时,调节位于第三象限的第一调节件510,从而使光线重新聚焦至原点。更具体的,此过程可以拆分为,先调节第三象限内的一个或几个沿X方向分布的第一调节件510,使光线的聚焦点移动至平面直角坐标系的X轴,然后调节第三象限内的一个或几个沿Y方向分布的第一调节件510,使光线的聚焦点移动至原点。同时,由于弹性件525具有多个,因此在角度调解过程中,有弹性件525的限制,可能会有检测单元200向第二象限或第四象限偏转的可能,此时只要将对应象限内的第一调节件510调整至合适位置即可,在此不做赘述。
值得注意的是,在调节第三象限的第一调节件510时,控制件560需要从第四象限经过,此时会带动第四象限内的第一调节件510运动,此时只需要控制控制件560反向运动使其经过的第一调节件510复位即可;例如,控制件560经过第一个第一调节件510,此时第一个调节件呈竖直设置,此时控制件560反向运动,使第一个第一调节件510的端部与复位端抵接,此时第一调节件510倾斜设置,控制件560继续朝向第三象限运动。
一些实施例中,驱动部400包括安装主体410、第一驱动件420、第二驱动件430和连接部440。具体的,安装主体410具有安装腔;连接部440设于安装腔内,用于与调节部500连接;其中,连接部440呈块状,其底部与安装腔的底壁接触,顶部与调节平台520的底部固定连接,其固定方式可以为粘接、卡接或螺栓固定等,在此不做限制,以二者不会发生相对运动为主,使连接部440在运动时可以带动调节部500运动。第一驱动件420沿X方向延伸,并沿Y方向可移动的设于安装腔;第二驱动件430沿Y方向延伸,并沿X方向可移动的设于安装腔;第一驱动件420和第二驱动件430均穿设于连接部440;第一驱动件420和第二驱动件430配合以调节连接部440的位置。具体的,第一驱动件420和第二驱动件430均呈杆状,且第一驱动件420和第二驱动件430在竖直方向上具有间隔;同时安装腔内设有轨道,使第一驱动件420和第二驱动件430可以在对应的轨道内运动,同时轨道内对应的设有电机,电机也可以在轨道内运动;同时与第一驱动件420对应的电机用于带动第一驱动件420转动,与第二驱动件430对应的电机用于带动第二驱动件430转动。除此之外,第一驱动件420和第二驱动件430均与连接部440螺纹连接;即电机带动第一驱动件420转动时,由于第一驱动件420与连接部440螺纹连接,因此第一驱动件420带动连接部440和第二驱动件430沿X方向运动;电机带动第二驱动件430转动时,由于第二驱动件430与连接部440螺纹连接,因此第二驱动件430带动连接部440和第一驱动件420沿Y方向运动。
一些具体的实施例中,安装腔的底壁设有轨道,轨道上滑动设置有连接块,第一驱动件420穿设在连接块内并可以绕自身轴线转动,第一驱动件420与连接块的连接处没有设置螺纹,从而在第一驱动件420转动时不会影响连接块的运动;电机设置在连接块上并与第一驱动件420连接,从而便于带动第一驱动件420转动;第二驱动件430的设置方式与第一驱动件420相同,在此不做赘述。
本申请实施例一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置的实施原理为,通过第一驱动件420和第二驱动件430控制调节部500和检测单元200在X方向或Y方向上运动,从而使检测单元200发射的光线聚焦至晶圆表面的待检测区域;当检测单元200发射的光线没有聚焦至晶圆表面的待检测区域,且相机无法接收到被晶圆发射的光线时;或者检测单元200发射的光线聚焦至晶圆表面的待检测区域,且相机无法接收到被晶圆发射的光线时;说明检测单元200偏转,此时通过控制调节部500内不同位置的第一调节件510从而调节检测单元200的偏转角度,使检测单元200发射的光线聚焦至晶圆表面的待检测区域。
虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式,但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是,能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是,应理解,这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且,在此说明的本发明可有其它的实施方式,并且可通过多种方式实施或实现。
Claims (8)
1.一种晶圆刻蚀终点的激光干涉检测装置,其特征在于,包括:
承载装置(100),用于承载晶圆;
检测单元(200),与所述承载装置(100)具有间隔,用于发射检测光线,所述检测光线聚焦至所述晶圆的表面的待检测区,以检测所述晶圆的刻蚀终点位置;
驱动单元(300),包括驱动部(400)和调节部(500),所述调节部(500)的一端与所述驱动部(400)连接,另一端用于所述检测单元(200)连接;所述驱动部(400)用于驱动所述调节部(500)和所述检测单元(200)沿X方向或Y方向移动;所述调节部(500)包括可移动的第一调节件(510),所述第一调节件(510)置于所述检测单元(200)底部,在移动过程中推动所述检测单元(200)运动,以调节所述检测单元(200)的偏转角度;
所述调节部(500)还包括调节平台(520)、带动件(530)和控制组件;
所述调节平台(520)的顶面用于安装所述检测单元(200),且所述检测单元(200)的底面贴合所述调节平台(520)的顶面;所述调节平台(520)具有调节腔(521);所述调节平台(520)的顶面开设有多个与所述调节腔(521)连通的调节孔(522);多个所述调节孔(522)沿X方向和Y方向间隔均匀的分布;
所述第一调节件(510)的一端设于所述调节孔(522),另一端可移动的设于所述调节腔(521)的底壁;所述带动件(530)设于所述第一调节件(510)的侧壁;
所述控制组件设于所述调节腔(521)内,用于驱动所述带动件(530)运动,以使所述第一调节件(510)的端部从所述调节孔(522)凸出,并推动所述检测单元(200)运动,调节所述检测单元(200)的偏转角度;
所述调节部(500)还包括第二调节件(540);所述第二调节件(540)设于所述调节孔(522)的内壁,且所述第二调节件(540)为柔性材质;所述第一调节件(510)的一端设于所述第二调节件(540)的端面。
2.根据权利要求1所述的激光干涉检测装置,其特征在于,第二调节件(540)厚度大于或等于4mm。
3.根据权利要求1所述的激光干涉检测装置,其特征在于,所述调节腔(521)底部设有多个滑动槽(523),每个所述滑动槽(523)对应一个所述调节孔(522);所述第二调节件(540)的另一端可移动的设于所述滑动槽(523)。
4.根据权利要求3所述的激光干涉检测装置,其特征在于,所述第一调节件(510)的底部呈平面设置,以在所述第一调节件(510)竖直设置时,所述第一调节件(510)的底部贴合于所述滑动槽(523)的底壁。
5.根据权利要求1所述的激光干涉检测装置,其特征在于,所述控制组件包括控制杆(550)、控制件(560)和推动件(570);所述控制杆(550)设于所述调节腔(521)内;所述控制件(560)可移动的设于所述控制杆(550);所述控制件(560)的侧壁开设有第一控制槽(561),所述第一控制槽(561)的顶壁上开设有第二控制槽(562);所述推动件(570)可移动的设于所述第二控制槽(562);
在所述控制件(560)的移动过程中,所述推动件(570)与所述带动件(530)接触,以推动所述带动件(530)运动;至所述带动件(530)运动至极限位置时,所述带动件(530)对所述推动件(570)施加作用力,使所述推动件(570)向所述第二控制槽(562)的底壁运动。
6.根据权利要求5所述的激光干涉检测装置,其特征在于,所述推动件(570)具有对称设置的推动面(571),所述推动面(571)包括第一接触段(572)和第二接触段(573);所述第一接触段(572)与所述第一控制槽(561)的顶壁之间的夹角大于45°;所述第二接触段(573)与所述第一控制槽(561)的顶壁之间的夹角小于45°。
7.根据权利要求1所述的激光干涉检测装置,其特征在于,所述调节平台(520)的顶面开设有多个稳定孔(524);所述调节部(500)还包括弹性件(525),所述弹性件(525)的一端设于所述稳定孔(524)的底壁,另一端设于所述检测单元(200)的底壁,以对所述检测单元(200)施加向所述调节部(500)运动的作用力。
8.根据权利要求1所述的激光干涉检测装置,其特征在于,所述驱动部(400)包括安装主体(410)、第一驱动件(420)、第二驱动件(430)和连接部(440);所述安装主体(410)具有安装腔;所述连接部(440)设于所述安装腔内,用于与所述调节部(500)连接;所述第一驱动件(420)沿X方向延伸,并沿Y方向可移动的设于所述安装腔;所述第二驱动件(430)沿Y方向延伸,并沿X方向可移动的设于所述安装腔;所述第一驱动件(420)和所述第二驱动件(430)均穿设于所述连接部(440);所述第一驱动件(420)和所述第二驱动件(430)配合以调节所述连接部(440)的位置。
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