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电动变倍自动对焦显微镜测量芯片尺寸
光谱共焦传感器在晶圆表面形貌检测应用
2025.01.02
光谱共焦传感器原理： 光谱共焦传感器的原理是利用光学色散和共焦技术来测量物体的位置或形貌。如下： 1、光源发射：白光 LED 光源发出的光通过光纤耦合器后近似看作点光源。 2、光线处理：经过准直和色散物镜聚焦后，光发生光谱色散，在光轴上形成连续的单色光焦点，并且每一个单色光焦点到被测物体的距离都不同。 3、反射与接收：当被测物处于测量范围内某一位置时，只有某一波长的光聚焦在被测面上，该波长的光由于满足共焦条件，可以从被测物表面反射回光纤耦合器并进入光谱仪。而其他波长的光在被测物面表面处于离焦状态，反射回的光在光源处的分布远大于光纤纤芯直径，所以大部分光线无法进入光谱仪。 4、数据处理：光谱仪解码接收到的光，得到光强最大处的波长值，再根据事先标定好的波长与距离的对应关系，就可以测得目标对应的距离值。 在晶圆表面形貌检测的应用 表面缺陷检测： （2）凹坑和凸起检测：晶圆表面可能会出现凹坑或凸起等缺陷，这些缺陷会影响芯片的制造质量。光谱共焦传感器能够检测出晶圆表面的凹坑和凸起，提供准确的三维形貌信息，帮助工程师评估缺陷的程度和影响。 （3）颗粒污染检测：在晶圆制造过程中，可能会有颗粒污染物附着在晶圆表面。光谱共焦传感器可以检测出这些颗粒污染物的位置、大小和形状，为晶圆的清洗和质量控制提供依据。 平整度检测： 晶圆的平整度是衡量其质量的重要指标之一。光谱共焦传感器可以快速、准确地测量晶圆表面的平整度，检测出晶圆表面的起伏和弯曲程度。通过对平整度的检测，可以筛选出符合要求的晶圆，提高芯片的制造良率。 台阶高度测量： 在半导体制造过程中，晶圆上会形成不同的结构和层次，这些结构和层次之间的台阶高度需要精确控制。光谱共焦传感器可以测量晶圆上台阶的高度，为工艺控制和质量检测提供数据支持。 粗糙度测量： 晶圆表面的粗糙度会影响芯片的性能和可靠性。光谱共焦传感器可以测量晶圆表面的粗糙度，提供详细的表面形貌信息。通过对粗糙度的检测，可以评估晶圆的加工质量，优化加工工艺。 三维形貌重建： 光谱共焦传感器可以对晶圆表面进行全场扫描，获取大量的三维形貌数据。通过对这些数据的处理和分析，可以重建晶圆表面的三维形貌，为工程师提供直观的视觉信息，帮助他们更好地理解晶圆的表面特征和质量状况。 
（1）划痕检测：晶圆在生产、运输或加工过程中可能会出现划痕。光谱共焦传感器可以对晶圆表面进行高精度扫描，检测出微小的划痕。这些划痕可能会影响晶圆的性能和可靠性，通过检测可以及时发现并采取相应的措施。
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