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晶圆缺陷检测系统及方法

阅读:6发布:2020-08-04

专利汇可以提供晶圆缺陷检测系统及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 晶圆 缺陷 检测系统及方法。检测系统包括:检测组件,其被配置为基于所接收到的检测光束来同时产生对应于第一入射 角 的第一检测光斑与对应于第二入射角的第二检测光斑; 信号 收集组件,其被配置为收集被测物在第一检测光斑与第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而生成分别与第一检测光斑和第二检测光斑相对应的第一检测信息和第二检测信息;以及处理器组件,其被配置为至少基于第一检测信息和第二检测信息来确定被测物上的缺陷特征信息。通过采用本发明的技术方案,节约了晶圆的移动时间,能明显增加检测速度和 精度 。,下面是晶圆缺陷检测系统及方法专利的具体信息内容。

1.一种检测系统,其特征在于,包括:
检测组件,其被配置为基于所接收到的检测光束来同时产生对应于第一入射的第一检测光斑与对应于第二入射角的第二检测光斑;
信号收集组件,其被配置为收集被测物在所述第一检测光斑与所述第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而生成分别与所述第一检测光斑和所述第二检测光斑相对应的第一检测信息和第二检测信息;以及
处理器组件,其被配置为至少基于所述第一检测信息和第二检测信息来确定所述被测物上的缺陷特征信息。
2.如权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述处理器组件还被配置为:
使得所述检测组件以根据第一探测轨迹和第二探测轨迹来对所述被测物进行检测,所述第一检测光斑包括第一探测区域,所述信号收集组件用于收集第一探测区域作用下产生的信号光;所述第二检测光斑包括第二探测区域,所述信号收集组件用于收集第二探测区域作用下产生的信号光;
其中,所述第一探测轨迹为所述第一探测区域的中心相对于所述被测物表面的扫描轨迹,所述第二探测轨迹为所述第二探测区域的中心相对于所述被测物表面的扫描轨迹。
3.如权利要求2所述的检测系统,其特征在于,所述第一探测轨迹包括在径向上排列的多个第一同心圆,所述第二探测轨迹包括在径向上排列的多个第二同心圆。
4.如权利要求3所述的检测系统,其特征在于,
相邻的所述第一同心圆的半径之差大于等于所述第一检测光斑长度的60%,小于等于所述第一检测光斑的长度,并且
相邻的所述第二同心圆的半径之差大于等于所述第二检测光斑长度的60%,小于等于所述第一检测光斑的长度。
5.如权利要求2所述的检测系统,其特征在于,
所述第一探测区域与所述第二检测光斑不重叠,且所述第二探测区域与所述第一检测光斑不重叠;和/或
所述第一检测光斑和所述第二检测光斑相互不重叠或部分地重叠。
6.如权利要求5所述的检测系统,其特征在于,
所述第一探测区域和所述第二探测区域在同一个所述同心圆上沿圆周相邻分布;
或者,所述第一探测区域和所述第二探测区域沿同一径向相邻分布。
7.如权利要1所述的检测系统,其特征在于,所述被测物的待测区为圆形;
所述第一探测区域与所述第二探测区域中心之间的距离等于待测区半径减去第一探测区域在待测区半径方向上尺寸的一半。
8.如权利要求1所述的检测系统,其特征在于,所述信号收集组件包括:
分别对应于至少两个收集通道的至少两个探测支路,其中,每个所述探测支路包括探测透镜组,以将所收集到的信号光成像式地投射到探测器。
9.如权利要求8所述的检测系统,其特征在于,所述至少两个探测支路包括对应于法向收集通道的法向探测支路,其中,所述法向探测支路包括:
探测透镜组,其被配置为接收与所述第一检测光斑和所述第二检测光斑相对应的信号光;
探测器,其被配置为通过所述探测透镜组来接收与所述第一检测光斑和所述第二检测光斑相对应的信号光。
10.一种检测方法,其特征在于,包括:
基于检测光束,同时产生分别对应于不同入射角的第一检测光斑和第二检测光斑;
同时利用所述第一检测光斑和第二检测光斑检测被测物,并收集所述被测物在所述第一检测光斑和第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而产生与所述第一检测光斑和第二检测光斑分别对应的第一检测信息和第二检测信息;
至少基于所述第一检测信息和第二检测信息,确定所述被测物的缺陷特征信息。
11.如权利要求10所述的检测方法,其特征在于,检测被测物的步骤包括:
使所述第一检测光斑沿第一探测轨迹、并使所述第二检测光斑沿第二探测轨迹来对所述被测物进行检测,
所述第一检测光斑包括第一探测区域,所述信号收集组件用于收集第一探测区域作用下产生的信号光;所述第二检测光斑包括第二探测区域,所述信号收集组件用于收集第二探测区域作用下产生的信号光;
其中,所述第一探测轨迹为所述第一检测光斑的第一探测区域的中心相对于所述被测物表面的扫描轨迹,所述第二探测轨迹为所述第二检测光斑的第二探测区域的中心相对于所述被测物表面的扫描轨迹。
12.如权利要求11所述的检测方法,其特征在于,所述第一探测区的延伸方向与所述第一探测光斑的扫描方向之间的夹角大于0°小于180°;所述第二探测区的延伸方向与所述第二探测光斑的扫描方向之间的夹角大于0°小于180°。
13.如权利要求12所述的检测方法,其特征在于,所述第一探测轨迹包括在径向上排列的多个第一同心圆,所述第二探测轨迹包括在径向上排列的多个第二同心圆;
检测被测物的步骤包括:使所述第一探测光斑沿所述多个第一同心圆中的一个进行扫描,并使所述第二探测光斑沿所述多个第二同心圆中的一个进行扫描;
使所述第一探测光斑中心移动至下一第一同心圆,并使第二探测光斑中心移动至下一第二同心圆;使所述第一检测光斑对所述下一同一圆进行扫描,并使第二检测光斑对所述下一第二同心圆进行扫描;
重复上述移动第一检测光斑和沿第一同心圆扫描,以及移动第二检测光斑和沿第二同心圆扫描的步骤,直至通过第一检测光斑和第二检测光斑扫描完成所有第一同一圆和第二同心圆。
14.如权利要求13所述的检测方法,其特征在于,
相邻的所述第一同心圆的半径之差大于等于所述第一检测光斑长度的60%,小于等于所述第一检测光斑的长度,并且
相邻的所述第二同心圆的半径之差大于等于所述第二检测光斑长度的60%,小于等于所述第二检测光斑的长度。
15.如权利要求12所述的检测方法,其特征在于,所述第一探测区域在径向上的长度与所述第二探测区域在径向上的长度相同。
16.如权利要求11所述的检测方法,其特征在于,
所述被测物的待测区为圆形;
所述第一探测区域与所述第二探测区域中心之间的距离等于待测区半径减去第一探测区域沿待测区半径方向尺寸的一半。
17.如权利要求11所述的检测方法,其特征在于,
所述第一探测区域与所述第二检测光斑不重叠,且所述第二探测区域与所述第一检测光斑不重叠;和/或
所述第一检测光斑和所述第二检测光斑相互不重叠或部分地重叠。
18.如权利要求17所述的检测方法,其特征在于,
所述第一探测光斑与所述第二探测区域相邻,和/或,所述第一探测区域与所述第二检测光斑相邻;或者
所述第一检测光斑与所述第二检测光斑相邻。
19.如权利要求13所述的检测方法,其特征在于,
所述第一探测区域和所述第二探测区域在同一个所述同心圆上沿圆周分布,且两个探测区域相邻;
所述至第一探测区域和所述第二探测区域沿同一径向相邻分布。
20.如权利要求16所述的检测方法,其特征在于,所述被测物的待测区为圆形;
检测被测物的步骤包括:使所述被测物绕待测区圆心旋转;使所述被测物绕待测区圆心旋转的同时,使所述被测物相对于所述第一检测光斑和第二检测光斑沿待测区直径方向移动;
或者,检测被测物的步骤包括:使所述被测物绕待测区圆心旋转;使所述被测物绕待测区圆心旋转之后,使所述被测物相对于所述第一检测光斑和第二检测光斑沿待测区直径方向平移特定步长;重复上述步骤直至待测区均被第一检测光斑和第二检测光斑扫描;
所述第一探测区域和所述第二探测区域沿同一径向远离分布,其中,在检测初始状态,所述第一探测区域位于所述待测区中,且所述第一探测区域边缘与待测区边缘重合;所述第二探测区域中心与所述待测区圆心重合。
21.如权利要求10所述的检测方法,其特征在于,所述第一检测光斑的第一探测区域和所述第二检测光斑的第二探测区域均为线状或点状。

说明书全文

晶圆缺陷检测系统及方法

技术领域

[0001] 本发明属于晶圆检测领域,尤其涉及一种晶圆缺陷检测的系统及方法。

背景技术

[0002] 晶圆缺陷检测是指检测晶圆中是否存在凹槽、颗粒、划痕等缺陷以及缺陷位置。晶圆缺陷检测应用十分广泛:一方面,作为芯片基底,晶圆上存在缺陷将可能导致上面制作的昂贵工艺失效,晶圆生产方常进行缺陷检测确保产品合格率,晶圆使用方也需要在使用前确定晶圆的干净程度能保证产品合格率;另一方面,由于半导体加工对加工过程中附加污染控制十分严格,而直接监测加工过程中附加污染难度较大,人们常通过晶圆裸片加工前后缺陷对比来判断该工艺附加污染程度。因此,人们进行了各种晶圆缺陷检测手段的探索。
[0003] 目前常用晶圆缺陷检测方法的主要包括电子束检测和光学检测两大类。得益于电子波的极端波长,电子束检测能直接成像且分辨率可达到1至2纳米,然而它检测所需的时间较长且检测需要高真空环境,通常只用来对少数关键电路环节抽样检查。光学检测是利用光与芯片相互作用实现检测的方法的总称,其中光散射法是最重要光学检测方法之一,其基本原理是通过扫描检测入射光与缺陷散射光是否存在及其强度,判断缺陷有无及大小。

发明内容

[0004] 本发明针对当前的光学测量方法存在耗时长、精度低的缺陷,提出一种能够实现对晶圆进行多入射检测的系统与方法。
[0005] 首先,本发明提出了一种检测系统,其包括:检测组件,其被配置为基于所接收到的检测光束来同时产生对应于第一入射角的第一检测光斑与对应于第二入射角的第二检测光斑;信号收集组件,其被配置为收集被测物在所述第一检测光斑与所述第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而生成分别与所述第一检测光斑和所述第二检测光斑相对应的第一检测信息和第二检测信息;以及处理器组件,其被配置为至少基于所述第一检测信息和第二检测信息来确定所述被测物上的缺陷特征信息。
[0006] 本发明还提出了一种检测方法,其包括:基于检测光束,同时产生分别对应于不同入射角的第一检测光斑和第二检测光斑;利用所述第一检测光斑和第二检测光斑根据指定的检测路径来检测被测物,并收集所述被测物在所述第一检测光斑和第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而产生与所述第一检测光斑和第二检测光斑分别对应的第一检测信息和第二检测信息;至少基于所述第一检测信息和第二检测信息,确定所述被测物的缺陷特征信息。
[0007] 通过采用本发明的技术方案,可以使用两个检测光斑同时对晶圆检测,节约了用于承载晶圆的机台的移动时间,并且两个光斑的探测轨迹相同,使得两次检测结果匹配对准的算法简单许多,能明显增加检测速度。另外,通过使用本发明的技术方案,可以使用同一波长的光源来对不同颗粒进行检测。附图说明
[0008] 参考附图示出并阐明实施例。这些附图用于阐明基本原理,从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中,相同的附图标记表示相似的特征。
[0009] 图1为依据本发明实施例的检测系统架构图;
[0010] 图2为依据本发明实施例的检测系统的光学架构图;
[0011] 图3a为依据本发明实施例的成像式收集原理示意图;
[0012] 图3b为依据本发明实施例的信号收集组件示意图;
[0013] 图4a为依据本发明第一实施例的检测光斑分布示意图;
[0014] 图4b为依据本发明第二实施例的检测光斑分布示意图;
[0015] 图4c为依据本发明第三实施例的检测光斑分布示意图。

具体实施方式

[0016] 在以下优选的实施例的具体描述中,将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解,在不偏离本发明的范围的前提下,可以利用其他实施例,也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此,以下的具体描述并非限制性的,且本发明的范围由所附的权利要求所限定。
[0017] 对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0018] 首先,对本发明所涉及到的术语进行阐述。检测光束是指由光源组件产生最后形成检测光斑的光束。入射角是指检测光束与被测物(比如,晶圆)表面法线方向的夹角。检测路径是指检测光斑中心的扫描轨迹,探测区域则是探测器接收到的信号光所对应的区域,譬如,检测光斑斑照射区域中光强相对较强的部分,该部分被探测器所接收,以对被测物进行分析。
[0019] 发明人通过大量的研究发现,根据入射光角度(譬如,正入射还是斜入射,以及相应的斜入射角)、信号光收集角度范围(法向收集或非法向收集),光散射法有多种实现方式,包括:(1)正入射照明法向收集;(2)正入射照明非法向收集;(3)斜入射照明法向收集;(4)以及斜入射照明非法向收集。
[0020] 取决于入射光角度及缺陷类型,散射光将呈现不同的分布特点。具体而言,对于晶圆上分布的凸起类缺陷(譬如,颗粒),当光正入射时,缺陷散射光比较平均地分布在法向和非法向收集通道;对于晶圆上分布的凹坑类缺陷,当光正入射时,缺陷散射光主要分布在法向收集通道,非法向收集通道所收集到缺陷散射光相对较弱。同理,对于晶圆上分布的凸起类缺陷,当光斜入射时,缺陷散射光主要分布在非法向收集通道;对于晶圆上分布的凹坑类缺陷,当光斜入射时,非法向收集通道所收集到的缺陷散射光较弱。可以理解的,对于斜入射,当光入射角产生变化时,相应的散射光分布也会随之变化。
[0021] 由上可知,对于凸起类缺陷,斜入射检测灵敏度更高;对于凹坑类缺陷,正入射具有更高的检测灵敏度。因此,基于检测方式以及相应的信号分布,可以进行缺陷类型分析。本发明通过分空间入射的方式来实现正入射、斜入射的检测,进而节省检测时间。
[0022] 下面以晶圆为被测物进行阐述。可以理解的是,被测物还可以是芯片、玻璃基板等。
[0023] 图1为依据本发明实施例的检测系统架构图。
[0024] 检测系统包括光源组件101、检测组件102、信号收集组件103以及处理器组件104,其中,光源组件101通过光生成器(譬如一个或多个激光器)来提供检测光束。
[0025] 检测组件102用于基于所接收到的检测光束而产生对应于不同入射角的两个检测光斑。可以理解的,该两个检测光斑在被测物上彼此分开,即,该两个检测光斑之间不存在重合区域。检测组件102包括可以同时工作的两个光学支路,该两个光学支路可以在处理器组件104的控制下进行工作,进而基于来自光源组件101的检测光束而产生上述两个检测光斑。可以理解的,虽然此处描述了检测组件102通过两个光学支路来实现同时产生两个检测光斑,但是在其他实施方式中,检测组件102也可以包括其他数目的光学支路,进而能够产生相应数目的检测光斑。
[0026] 当晶圆处于被检测时(即,检测光斑照射到晶圆上),晶圆将在检测光斑的作用下产生(比如,通过散射或反射的方式)相应的信号光。可以理解的,当检测光斑照射到缺陷时,所产生的信号光将根据缺陷的类型或其它参数而变化。
[0027] 检测组件102还包括用于承载晶圆的机台,并且该机台在处理器组件104的控制下移动,进而可以按照指定轨迹移动晶圆,调整晶圆与检测光斑的相对位置,实现扫描检测。
[0028] 信号收集组件103包括对应于多个散射光的收集通道的探测支路,能够以不同的角度来收集由两个检测光斑所产生的信号光,进而产生与入射角相对应的两组检测信息。
[0029] 处理器组件104从信号收集组件103处获得该两组检测信息,进而确定晶圆上缺陷特征信息,譬如,缺陷的类型、位置以及其它参数。
[0030] 本领域技术人员可以理解的是,根据晶圆上的缺陷类型能够确定检测组件102中的光学支路的入射角。换而言之,若在检测前能够知晓晶圆至少包括凹坑类和凸起类缺陷,则两个光学支路中包括一个正入射光学支路(即,入射角基本上是0°)。
[0031] 下面以检测组件包括两个光学支路为例进行阐述,其中,第一光学支路的入射角基本上是0°,第二光学支路的入射角基本上是60°(即,斜入射)。可以理解的,此处的入射角的值仅仅作为示例,用户可以根据晶圆上的缺陷特征来调整第一、第二光学支路所对应的入射角。
[0032] 图2为依据本发明实施例的检测系统的光学架构图,在该光学架构图中,检测系统200可以同时实现正入射和斜入射的检测方式。
[0033] 如图所示,激光器201生成检测光束,检测组件202中的分束器2021对所接收到的检测光束进行分束,并使得分束后的检测光束分别入射到第一光学支路和第二光学支路。
[0034] 对于正入射的方式,分束器2021将分束后的检测光束提供到第一光学支路以形成检测光斑S1。具体而言,检测光束经由波片2022被提供到整形镜组2023,再经由反射镜2024、2025到达晶圆表面,形成检测光斑S1。可以理解的,检测光斑S1的形状、长度可以由整形镜组2023来控制。譬如,整形镜组2023还可以将检测光斑S1调整为点光斑或是圆光斑。
[0035] 对于斜入射的方式,分束器2021将检测光束提供到第二光学支路以形成检测光斑S2。具体而言,检测光束被提供到反射镜2026,然后经由波片2027提供到整形镜组2028,再经由反射镜2029到达晶圆表面,并且形成检测光斑S2。可以理解的,为了能够分别收集与检测光斑S1、S2相对应的信号光,需要用不同的信号收集通道来进行收集。
[0036] 在本实施例中,波片2022、2027可以是四分之一或二分之一波片,其可以用来改变检测光束的偏振态。譬如,根据需求对不同的检测光束实现不同偏振态,如:p光、s光、圆偏振光等。
[0037] 基于上述的架构,可以在同时通过两种不同的入射角来检测晶圆。可以理解的,光源组件中可以包括多个激光器,即每个光学支路可以不共用激光器,即可以利用两个激光器分别为正入射、斜入射提供检测光束,如此,可以省去分束器2021,处理器组件控制相应的激光器即可。
[0038] 可以理解的,当检测组件202包括更多的光学支路时,可以对分束器2021进行设置,以使得指定的光学支路能够接收到检测光束,进而在晶圆上产生相互不重叠的多个检测光斑。
[0039] 针对同时使用两个检测光斑来检测晶圆,本发明提出了相应的信号收集组件103的结构。
[0040] 图3a为依据本发明实施例的成像式收集原理示意图。
[0041] 如图所示,检测光束照射到晶圆表面进而形成检测光斑,当位置A处存在缺陷时,缺陷在检测光斑的作用下所产生的散射光向晶圆上方各个方向传播。在本实施例中,在法向方向、非法向方向设置多个收集通道,每个收集通道收集以一个散射角为中心空间分布于附近角度的散射光。
[0042] 如图3a所示,位置A处的缺陷在特定角度范围内发出散射光经由探测透镜组31投射到探测器TCa的指定位置处;同样,当位置B处存在缺陷时,缺陷在检测光斑B的作用下所产生的散射光经由探测透镜组32投射到探测器TCb的指定位置处。位置A处缺陷的散射光经由探测透镜组32将投射到探测器TCb旁边位置,类似,位置B处缺陷的散射光经由探测透镜组31将投射到探测器TCa旁边位置。因此探测器TCa与TCb分别独立收集位置A、B处的缺陷产生的散射光,互不干扰。
[0043] 通过使得各个收集通道相互独立,当需要对正入射、斜入射光斑分别进行法向及非法向收集时,可以实现对信号光的多通道收集。
[0044] 下面对本发明的信号光收集光路进行阐述,图3b为依据本发明实施例的信号收集组件示意图。
[0045] 如图3b所示,对于检测光斑S1、S2,均设置有法向收集通道及非法向收集通道。具体而言,检测光斑S1对应于法向收集通道P11、非法向收集通道P12和P13;检测光斑S2对应于法向收集通道P21、非法向收集通道P22和P23。
[0046] 信号收集组件300包括第一至第五探测支路,其中,第一探测支路包括探测器TC1和第一探测透镜组(未示出),以收集晶圆在检测光斑S1的作用下在非法向收集通道P12上所产生的信号光;第二探测支路包括探测器TC2和第二探测透镜组(未示出),以收集晶圆在检测光斑S1的作用下在非法向收集通道P13上所产生的信号光;第三探测支路包括探测器TC3和第三探测透镜组对(未示出),以收集晶圆在检测光斑S1、S2的作用下在法向收集通道P11、P21上所产生的信号光;第四探测支路包括探测器TC4和第四探测透镜组(未示出),以收集晶圆在检测光斑S2的作用下在非法向收集通道P22上所产生的信号光;第五探测支路包括探测器TC5和第五探测透镜组(未示出),以收集晶圆在检测光斑S2的作用下在非法向收集通道P23上所产生的信号光。检测光斑S1、S2的法向收集通道P21、P22共用一个探测器TC3,可以减小信号光的收集空间。
[0047] 由于收集光路的成像式设计,两个检测光斑的散射光在空间上能够分开,并且探测器上不同位置处所收集的信号光对应于晶圆上不同位置发出的信号光。因此,通过调整探测器位置,可以接收到对应于指定的检测光斑的光,而基本收集不到对应于另一个检测光斑的信号光。另外,通过探测透镜组以及探测器,可以获取光斑照射区域中光强相对较强的部分,譬如通过线探测器来使得检测光斑的探测区域为线形。
[0048] 虽然图3b中针对每种入射方式仅仅具有三个探测支路,但在其他实施方式中,还可以根据晶圆的缺陷特征来设置其它数目的探测支路,其中,每个探测支路对应于一个与其他探测支路不同的入射角。
[0049] 图4a、4b、4c分别为依据本发明第一、第二、第三实施例的检测光斑分布示意图。为了便于理解,图中以虚线作为同心圆示例,可以理解的是,虚线对应于同心圆的中心。
[0050] 请参阅图4a,第一探测区域和第二探测区域在同一个同心圆上沿圆周相邻分布,图中虚线所示出的同心圆为检测光斑的探测区域的中心相对于晶圆表面的扫描轨迹。
[0051] 当检测光斑S1、S2为线光斑时,该两个光斑在同一个同心圆上沿圆周相邻分布,并且均沿径向延伸。可以理解的,由于检测光斑S1、S2的尺寸相较于晶圆的尺寸相差很大,因此,该两个检测光斑为基本上平行的分布。
[0052] 在检测初始状态,通过机台的移动,使得两个检测光斑S1、S2位于晶圆最外侧位置(如图4a光斑位置所示)。可以理解的,本实施例是对整个晶圆进行检测,如果待测区域是晶圆的一部分,则需要将检测光斑移动至该待测区域的最外侧处。然后,机台带动晶圆旋转,并通过信号收集组件对晶圆散射出的信号光同时进行法向收集和非法向收集。在沿第1同心圆转完一圈后,机台带动晶圆移动,使得检测光斑在第一径向上移动距离d(即相邻的同心圆的中心之间的距离)进行下一圈扫描。以此类推,直至沿第N同心圆的检测完成(此时,光斑照射至晶圆中心),从而完成对晶圆的扫描,获取与检测光斑S1、S2相对应的两组检测信息。在一种实施方式中,移动距离d大于等于检测光斑长度的60%,小于等于检测光斑的长度。
[0053] 请参阅图4b,检测光斑S1、S2沿同一径向相邻分布。
[0054] 在此实施例中,检测光斑沿径向共线排列,延伸方向相同。此时,检测光斑的延伸方向与扫描方向相垂直,扫描轨迹同样为同心圆排列。类似的,在沿第1同心圆转完一圈后,机台带动晶圆移动,使得检测光斑在第一径向上移动距离d进行下一圈扫描。以此类推,直至沿第N同心圆的检测完成(此时,光斑照射至晶圆中心),从而完成对晶圆的扫描,获取与检测光斑S1、S2相对应的两组检测信息。
[0055] 在一种实施方式中,第一径向与第一探测区和第二探测区的排列方向相同。
[0056] 在检测初始状态,检测光斑S2可以位于晶圆外,检测光斑S1位于晶圆最外侧位置。在另一实施方式中,在检测初始状态,检测光斑S2位于晶圆最外侧位置(即,图4b中光斑位置)。可以理解的,当存在多个检测光斑时,该多个检测光斑仍可以沿同一径向相邻分布。
[0057] 第一检测光斑与第二检测光斑相邻,则第一检测光斑和第二检测光斑的扫描轨迹相近,从而能够在较短的扫描时间内,使第一检测光斑和第二检测光斑均能对整个待检测区进行检测。
[0058] 虽然上述实施例是从晶圆的外圈内圈进行检测,可以理解的,在另一实施方式中,也可以采用从内圈向外圈移动扫描。可以理解的是,晶圆的扫描路径还可以是螺旋线形、Z形、S形、矩形等,在此不一一列举。
[0059] 请参阅图4c,检测光斑S1、S2在同一径向上远离分布。
[0060] 在此实施例中,检测光斑S1、S2沿径向共线排列,延伸方向相同。此时,检测光斑的延伸方向与扫描方向相垂直,扫描轨迹同样为同心圆排列。在检测初始状态,检测光斑S2可以位于最外侧的同心圆,检测光斑S1位于晶圆的中心(即,各同心圆的圆心)。
[0061] 类似的,在沿第1同心圆转完一圈后,机台带动晶圆移动,使得检测光斑在第一径向上移动距离d进行下一圈扫描。以此类推,直至沿第N同心圆的检测完成(此时,光斑照射至晶圆中心),从而完成对晶圆的扫描,获取与检测光斑S1、S2相对应的两组检测信息。
[0062] 虽然图4c所述的实施例是从晶圆的外圈向内圈进行检测,可以理解的,在另一实施方式中,也可以采用从内圈向外圈移动扫描。可以理解的是,晶圆的扫描路径还可以是螺旋线形,在此不一一列举。
[0063] 另外,当上述探测器为线探测器时,探测器的探测区域为每个检测光斑中光强最强的部分(线形),因此,在探测区域相互不重叠的情况下,检测光斑也可以部分地重叠或是不重叠。
[0064] 本发明还提出了一种检测方法,包括:基于检测光束,同时产生分别对应于不同入射角的第一检测光斑和第二检测光斑;同时利用第一检测光斑和第二检测光斑检测被测物,并收集被测物在第一检测光斑和第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而产生与第一检测光斑和第二检测光斑分别对应的第一检测信息和第二检测信息;至少基于所述第一检测信息和第二检测信息,确定被测物的缺陷特征信息。
[0065] 检测被测物的步骤包括:使第一检测光斑沿第一探测轨迹、并使第二检测光斑沿第二探测轨迹来对被测物进行检测,其中,第一检测光斑包括第一探测区域,信号收集组件收集第一探测区域作用下产生的信号光;第二检测光斑包括第二探测区域,信号收集组件还可以收集第二探测区域作用下产生的信号光。第一探测轨迹为第一检测光斑的第一探测区域的中心相对于被测物表面的扫描轨迹,第二探测轨迹为第二检测光斑的第二探测区域的中心相对于被测物表面的扫描轨迹。
[0066] 在一种实施方式中,第一探测区域和第二探测区域的延伸方向分别垂直于第一探测轨迹和第二探测轨迹的行进方向。
[0067] 在一种实施方式中,第一探测轨迹包括在径向上排列的多个第一同心圆,第二探测轨迹包括在径向上排列的多个第二同心圆。相邻的第一同心圆的半径之差大于等于第一检测光斑长度的60%,小于等于第一检测光斑的长度,并且相邻的第二同心圆的半径之差大于等于第二检测光斑长度的60%,小于等于第二检测光斑的长度。
[0068] 在一种实施方式中,第一探测区域在径向上的长度与第二探测区域在径向上的长度相同。
[0069] 当被测物的待测区为圆形时,第一探测区域与第二探测区域中心之间的距离等于待测区半径减去第一探测区域沿待测区半径方向尺寸的一半。在一种实施方式中,第一探测区域和第二探测区域沿同一径向远离分布,其中,在检测初始状态,第一探测区域位于待测区中,且第一探测区域边缘与待测区边缘重合;第二探测区域中心与待测区圆心重合。
[0070] 在一种实施方式中,第一探测区域与第二检测光斑不重叠,且第二探测区域与第一检测光斑不重叠;和/或第一检测光斑和第二检测光斑相互不重叠或部分地重叠。
[0071] 对于检测光斑的位置,第一探测光斑可以与第二探测区域相邻,和/或,第一探测区域与第二检测光斑相邻;或者第一检测光斑与第二检测光斑相邻。在另一实施方式中,第一探测区域和第二探测区域在同一个同心圆上沿圆周分布,且两个探测区域相邻;或者,第一探测区域和第二探测区域沿同一径向相邻分布。
[0072] 对于被测物的待测区为圆形的情形,检测被测物的步骤包括:使被测物绕待测区圆心旋转;使被测物绕待测区圆心旋转的同时,使被测物相对于第一检测光斑和第二检测光斑沿待测区直径方向移动;
[0073] 在另一实施方式中,检测被测物的步骤包括:使被测物绕待测区圆心旋转;使被测物绕待测区圆心旋转之后,使被测物相对于第一检测光斑和第二检测光斑沿待测区直径方向平移特定步长;重复上述步骤直至待测区均被第一检测光斑和第二检测光斑扫描。
[0074] 针对上述方法,通过检测组件基于检测光束产生第一检测光斑和第二检测光斑,在处理器的控制下,利用第一检测光斑和第二检测光斑根据指定的检测路径来检测被测物,并且通过信号收集组件来收集被测物在第一检测光斑和第二检测光斑的作用下而产生的信号光,进而生成与第一检测光斑和第二检测光斑相对应的第一检测信息和第二检测信息;以及通过处理器组件基于至少两组检测信息,确定被测物的缺陷特征信息。
[0075] 虽然上述实施例利用线光斑进行检测,但本发明的检测方法也同样适用于点光斑或面光斑。可以理解的,当使用点/面光斑来检测晶圆时,需要对整形镜组进行调整,以形成点/面光斑。另外,使用点/面光斑时,检测路径也需要进行调整,譬如,可以通过螺旋线方式来使用点光斑来对晶圆进行检测。相应的,探测装置包括点探测器和面探测器。
[0076] 本发明的检测方法通过同时产生两个或更多个检测光斑,避免了切换检测光,减少了实施节约了晶圆的移动时间,从而使得两次检测结果匹配对准的算法简单许多,能明显增加检测速度和精度。
[0077] 因此,虽然参照特定的示例来描述了本发明,其中,这些特定的示例仅仅旨在是示例性的,而不是对本发明进行限制,但对于本领域普通技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上,可以对所公开的实施例进行改变、增加或者删除。
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