本发明涉及光学镜头、精密测量领域，具体涉及一种晶圆表面吸附水的激光检测方法。
背景技术：
1、在半导体制造中，控制整个化学输送系统中的水分含量是关键任务。这是因为，当水与半导体制造中使用的气体发生反应时，水会腐蚀气体处理部件和气体输送设备的湿润表面，产生麻烦的颗粒并影响加工工具的性能。 此外，如果系统出现故障，可能会导致严重的安全问题并损坏系统。
2、在前道工序中，晶圆在半导体工艺各种设备传送期间，必须进行清洗。从清洗设备出来后，必须保持干燥状态，称为“干进干出”（dry-in-dry-out），因为晶圆如果处于含水的状态，晶圆表面就会迅速氧化，肉眼看不见的水滴会形成水渍影响后续工艺。
3、半导体晶圆表面的水分检测主要如中国公开的发明专利申请，公开号cn115684265a，公开日2023年2月3日，所述通过加热使水分变成水蒸气，然后再进行收集后测量水汽含量。此种方法的加热要么靠干燥热载气加热，要么靠加热灯照射加热，加热的区域大，速度慢；水汽含量的分析与加热不处于同一地点和时间，测量速度较慢。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是：现有技术中晶圆表面水分检测时，加热区域大且加热慢，测量速度慢。本发明一种晶圆表面吸附水的激光检测方法，采用主光源进行快速加热，并采用辅助光源作为探测光进行测量水汽浓度。
2、采取的技术方案如下：
3、一种晶圆表面吸附水的激光检测方法，所述方法为：在激光检测装置内设置两束激光，一束为主激光，通过聚焦后在晶圆上形成较小的光斑，进行小面积快速加热；另一束为探测光，与主激光同轴，在加热的同时对晶圆进行水分探测。
4、对本发明技术方案的进一步优选，激光检测装置包括装置外壳、发射出探测光的探测激光光源、发射出主激光的主激光光源、主激光反射镜、探测光反射镜、水汽探测器和锁相放大器；探测激光光源和主激光光源均设置在装置外壳内，待测晶圆水平放置于装置外壳内，且位于主激光和探测光的焦点上；主激光反射镜和探测光反射镜同轴且间隔设置在装置外壳的内部，主激光反射镜对探测光高透，对主激光高反；探测光反射镜对探测光反射率为50%，对主激光高透；主激光光源发射出的主激光经主激光反射镜反射后经过探测光反射镜高透后再照射入待测晶圆，探测激光光源发射出的探测光经主激光反射镜高透后进入探测光反射镜后再照射入待测晶圆，探测光经待测晶圆反射后进入探测光反射镜，经探测光反射镜反射进入水汽探测器，水汽探测器进行水汽探测并将信号输入锁相放大器提取谐波信号。激光检测装置中，采用主激光在很小的区域内加热（约百微米），加热时间短，表面水分可以迅速蒸发为气态。
5、对本发明技术方案的进一步优选，主激光采用吸收率高的波长；当待测晶圆的材料为硅，主激光的波长为1.06μm、1.5μm、2.0μm；当待测晶圆的材料为蓝宝石或铌酸锂，主激光的波长为4μm-12μm。吸收率高的波长，起到加热作用，主激光的波长处于待测物的吸收区间内。
6、对本发明技术方案的进一步优选，主激光的波长为4μm-12μm ，所述探测激光光源为二氧化碳激光器。二氧化碳激光器的波长为 12微米左右，处于水气吸收峰内。
7、对本发明技术方案的进一步优选，探测光采用吸收率高的波长，所述探测激光光源为近红外的dfb半导体激光器或者中红外的qcl激光器。qcl激光器波长为3-12微米，也处于水气吸收峰内。
8、对本发明技术方案的进一步优选，水汽探测器为vigo 单点中红外探测器。
9、对本发明技术方案的进一步优选，激光检测方法，包括如下步骤：
10、步骤1、待测晶圆置于激光检测装置内，待测晶圆置于主激光和探测光的焦点处；
11、步骤2、激光检测装置密闭并抽真空后充入干燥氮气；
12、步骤3、同时打开主激光光源和探测激光光源，探测光和主激光一起聚焦在待测晶圆上；主激光迅速将100μm直径光斑内的待测晶圆加热升温至100℃以上，使得待测晶圆表面吸附的水分蒸发为水蒸汽，同时待测晶圆发射出的探测光进入水汽探测器；
13、步骤4、根据tdlas原理计算水蒸汽浓度。
14、该方法，焦点光斑很小，有利于提高加热效率。
15、对本发明技术方案的进一步优选，步骤2中，充入干燥氮气，当充入氮气的气压和大气压相同时停止充入氮气。氮气有助于减小空气的干扰。
16、对本发明技术方案的进一步优选，步骤3之前增加如下步骤：将探测光按照tdlas方法调制；具体方法如下：
17、s1、将探测光调制成为三角波，三角波的频率为100hz，三角波的扫描波长为10ghz；
18、s2、在s1中的探测光上叠加正弦波，正弦波的频率为1khz，正弦波的扫描波长为1ghz；
19、s3、将接收到的s2中的探测光信号与频率为2khz的正弦波相乘，并进行积分；得到调制后的探测光。
20、在步骤3之前增加探测光按照tdlas方式调制，可以提高探测灵敏度。
21、本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
22、1、本发明的一种晶圆表面吸附水的激光检测方法，采用两束激光实现，其中一束称为主激光，具有较高功率，并且通过聚焦后在晶圆上形成较小的光斑，使得加热面积很小；另一束称为探测光，与主激光同轴，用于进行水分探测。
23、2、本发明的一种晶圆表面吸附水的激光检测方法，不需要加热整个晶圆，水分蒸发速度快，而且蒸发后还未扩散就立即被探。
1.一种晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，所述方法为：在激光检测装置内设置两束激光，一束为主激光，通过聚焦后在晶圆上形成较小的光斑，进行小面积快速加热；另一束为探测光，与主激光同轴，在加热的同时对晶圆进行水分探测。
2.根据权利要求1所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，所述激光检测装置包括装置外壳、发射出探测光（8）的探测激光光源（1）、发射出主激光（9）的主激光光源（2）、主激光反射镜（3）、探测光反射镜（4）、水汽探测器（5）和锁相放大器（6）；
3.根据权利要求2所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，主激光（9）采用吸收率高的波长；当待测晶圆（7）的材料为硅，主激光（9）的波长为1.06μm、1.5μm、2.0μm；当待测晶圆（7）的材料为蓝宝石或铌酸锂，主激光（9）的波长为4μm-12μm。
4.根据权利要求3所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，主激光（9）的波长为4μm-12μm ，所述主激光光源（2）为二氧化碳激光器。
5.根据权利要求2所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，探测光（8）采用吸收率高的波长，所述探测激光光源（1）为近红外的dfb半导体激光器或者中红外的qcl激光器。
6.根据权利要求2所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，水汽探测器（5）为vigo 单点中红外探测器。
7.根据权利要求2所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，所述激光检测方法，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，步骤2中，充入干燥氮气，当充入氮气的气压和大气压相同时停止充入氮气。
9.根据权利要求7所述的晶圆表面吸附水的激光检测方法，其特征在于，步骤3之前增加如下步骤：将探测光（8）按照tdlas方法调制；具体方法如下：
