(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210301561.X (22)申请日 2022.03.25 (71)申请人 合肥工业大 学 地址 230000 安徽省合肥市屯溪路193号 (72)发明人 董敬涛　常凯　田志彭　 (74)专利代理 机构 合肥中博知信知识产权代理 有限公司 34142 专利代理师 肖健 (51)Int.Cl. G01N 21/95(2006.01) G01N 21/01(2006.01) (54)发明名称 高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检 测装置及其方法 (57)摘要 本发明公开了高速线扫描激光暗场散射晶 圆表面缺陷检测装置及其方法， 激光器发出的一 束光改变其偏 振态后入射到线阵扫描器件上， 线 阵扫描器件将准直入射光转变成线光束； 聚焦镜 头将线光束聚焦到晶圆表面上并将线光束转变 为扫描激光束， 聚焦激光点在晶圆表 面上进行线 扫描； 表面反射后的光束沿反射角被 反射光收集 器吸收； 产生的散射光进入到散射光收集装置 中， 散射光收集装置内壁涂有高反层， 多次反射 后非常均匀地分布在收集器内部然后被光电倍 增管接收转化为电信号。 本发明能够实现对晶圆 表面缺陷的快速检测， 提高了检测精度和灵敏 度。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114778563 A 2022.07.22 CN 114778563 A 1.高速线扫描激光暗场散射晶圆表面 缺陷检测装置， 其特 征在于， 包括： 激光器， 用以发射激光束， 所述激光器后方设有半波片； 扩束镜， 所述扩束镜设在半波片后方， 所述扩束镜与激光器之间设有第一反射镜和第 二反射镜， 所述扩束镜后设有平 顶光束整形器， 所述平 顶光束整形器后方设有变形棱镜组； 线阵扫描器件， 所述线阵扫描器件设在变形棱镜组后方， 所述线阵扫描器件与变形棱 镜组之间设有第三反射镜， 所述线阵扫描器件后方设有光电二极管； 聚焦镜头， 所述聚焦镜头设在线阵扫描器件后方， 聚焦镜头将线光束转变为扫描激光 束， 汇聚到被测晶圆表面上； 反射光收集器， 所述反射 光收集器设在被测晶圆后方； 散射光收集器， 设置于被测晶圆表面上方， 位于聚焦镜头及 反射光收集器之间， 为中空 结构， 散射光收集器底部和上方设有缺口， 所述散射光收集器底部缺口中心正对激光束汇 聚的被测晶圆表面位置的正上方， 所述散射光收集器内设有散射光挡板， 所述散射光挡板 位于散射光收集器上方缺口的正下方， 所述散射光收集器上方缺口设有光电倍增管， 所述 光电倍增管底部管口设有滤光片； 其中， 后方均指激光束照射的方向。 2.根据权利要求1所述的高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检测装置， 其特征在 于： 所述散射 光收集器下 方设有晶圆移动装置， 控制晶圆在X和Y方向上移动。 3.根据权利要求1所述的高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检测装置， 其特征在 于： 所述线阵扫描器件为多面体棱镜或声光调制器或数字微镜扫描器。 4.根据权利要求1所述的高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检测装置， 其特征在 于： 所述散射光收集器上方缺口为圆形开口， 下方缺口为矩形开口， 矩形开口的长度长于扫 描长度。 5.根据权利要求1所述的高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检测装置， 其特征在 于： 所述线阵扫描器件的转动轴处于聚焦镜 头的后焦面上。 6.根据权利要求1 ‑5中任意一项所述的高速线扫描激光暗场散射晶圆表面缺陷检测装 置， 其特征在于， 检测方法为： 激光光源发出一束指定波长的光， 半波片调整光的偏振态， 随后第一反射镜、 第 二反射 镜改变光路的传播方向， 使其进入到扩束镜中； 扩束镜扩大光束的直径， 平顶光束整形器将激光束发出的高斯型光束整形成平顶型， 以使光束能量在光板范围内均匀， 即对表面缺陷的响应均匀， 随后变形棱镜组将激光发射 的圆形光束 整形成椭圆， 经第三反射镜调整激光束后入射到线阵扫描器件上； 线阵扫描器件在驱动电路作用下高速旋转用以将准直入射光转变成线光束， 聚焦镜头 将线光束聚焦到晶圆表面上并将线光束转变为扫描激光束， 聚焦激光点在晶圆表面上进 行 线扫描； 散射光收集器设置在被测晶圆表面上方， 位于聚焦镜头和反射光收集器中间， 产生的 散射光进入到散射光收集器中， 散射光收集装置为中空结构， 散射光收集器在底部和上方 设有缺口， 其内壁涂有高反层， 多次反射后非常均匀 地分布在收集器内部然后经过散射光 挡板和滤光片后被光电倍增管接收转 化为电信号， 产生的光电信号对应表面散射； 表面反射后的光束沿反射角被反射 光收集器吸 收；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114778563 A 2晶圆表面存在缺陷， 则入射的光束除反射外， 还在表面发生散射， 散射光中的大部分将 进入被测表面上 方的散射 光收集器。 晶圆移动装置根据光电二极管产生的行触发信号控制晶圆在X和Y方向上移动， 对晶圆 表面进行全部扫描。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114778563 A 3