发明名称 用于辨别在工件表面的微粒缺陷与凹洞缺陷的表面检视系统及其方法
摘要 一种表面检视系统与方法可侦测在工件表面的缺陷,微粒或凹洞,如矽晶圆而且辨别凹洞缺陷与微粒缺陷。该表面检视系统包括一侦测站用于接受工件及扫描器被定位与配置以扫描在侦测站之工件表面。该扫描器包括光源配置以投影p-偏振光束及扫描器被定位以扫描横越工件表面的该p-偏振光束。该系统更进一步提供用于侦测从工件散射的光线角度分布之差异及根据这些差异为基础辨别微粒缺陷及凹洞缺陷。
申请公布号 TW482898 申请公布日期 2002.04.11
申请号 TW086117765 申请日期 1997.11.26
申请人 ADE光学系统公司 发明人 麦可E.法西;约翰C.史托佛
分类号 G01N15/02 主分类号 G01N15/02
代理机构 代理人 林镒珠 台北市长安东路二段一一二号九楼
主权项 1.一种用于辨别在工件表面的微粒缺陷与凹洞缺陷的表面检视系统,其表面检视系统包括:一种用于接受工件的侦测站;扫描器定位及放置以扫描在上述侦测站之工件表面,该扫描器包括被排列以投射P-偏振光束的光源而且定位以扫描该P-偏振光束通过该工件表面的装置;及该装置用于侦测由工件散射光的角度散布差异及根据这些差异用于辨别微粒缺陷及凹洞缺陷。2.如申请专利范围第1项所述一种表面检视系统,其中用于侦测散射光角度分布的差异之装置包括用于比较散射方向大致上垂直该工件表面的光线量与从工件表面向后散射的光线量之装置。3.如申请专利范围第1项所述一种表面检视系统,其中用于侦测散射光角度分布的差异之装置包括用于辨别凹处在该散射光的强度散布之装置。4.如申请专利范围第1项所述一种表面检视系统,其中用于侦测散射光角度分布的差异之装置包括数个收集器被定位及排列用来在相对工件表面的不同角度收集光线,每个收集器包括光电侦测器用于生成反应该已收集光线的电子讯号及装置用于比较来自定位在不同角度的光电侦测器的讯号。5.如申请专利范围第4项所述一种表面检视系统,其中复数个收集器包括第一收集器被定位与配置以收集大致上从该工件表面垂直散射的光成分,及第二收集器被定位与配置以收集从该工件表面小角度散射的光成分。6.如申请专利范围第5项所述一种表面检视系统,其中该扫描器被定位与配置以导引该光束以非垂直的预定入射角进入工件表面,而且该第二收集器被定位与配置以收集向后散射光成分。7.如申请专利范围第6项所述一种表面检视系统,其中该复数个收集器附加地包括第三收集器被定位与配置以收集从该工件表面向前散射的光成分。8.如申请专利范围第6项所述一种表面检视系统,其中该扫描器被定位与配置以导引该光束以至少从垂直至工件表面-50的入射角进入工件表面。9.如申请专利范围第5项所述一种表面检视系统,其中第一收集器被定位以收集从垂直至该工件表面大约-20。10.如申请专利范围第1项至第9项任一项所述一种表面检视系统,其附加地包括形成第一地图的装置以辨识在工件表面的凹洞缺陷的位置及第二地图的装置以辨识在工件表面的微粒缺陷的位置。11.如申请专利范围第10项所述一种表面检视系统,其包括视讯显示器以运转地结合该装置以形成第一及第二地图用于展示第一及第二地图的视觉表示法。12.如申请专利范围第1项所述一种表面检视系统,其中该光源被排列以投射P-偏振光束以至少垂直该工件表面向后50度的入射角,而且其中用于侦测与辨别的装置包括用于侦测从在该侦测站之工件表面散射光线的侦测器配置,该侦测器包括中间通道收集器被定位与配置以收集大致上垂直工件表面之散射光成分,及后方通道收集器被放置预定路径横越工件表面;侦测器配置用于侦测从该侦测站上工件表面所散射的光线,该侦测包括中间槽收集器被定位与安排以收集大致上从垂直工件表面所散射的光成分,及后方通道收集器被定位与安排以收集由工件表面向后散射的光成分,该收集器每个包括光电侦测器用于产生讯号以反应该被收集光线;及比测仪反应来自该中间通道收集器的光电侦测器之电子讯号及该后方通道收集器用以侦测从工件散射P-偏振光的角度分布之差异。13.如申请专利范围第12项所述一种表面检视系统,其中该侦测站包括:传送器配置以平移地沿着材料路径传送工件;及旋转器结合传送器而且被配置沿着材料路径之平移运动期间用以转动工件。14.如申请专利范围第13项所述一种表面检视系统,其中该扫描器被定位与配置沿着材料路径P之平移运动期间以扫描工件表面以在工件表面制造螺旋扫描形式。15.一种用于辨别在工件表面之微粒缺陷与凹洞缺陷之方法,该方法包括:扫描越过工件表面之P偏振光之光束;收集从工件表面散射的光线;及侦测从工件散射的光角度散布之差异而且基于上述差异辨别微粒缺陷与凹洞微粒。16.如申请专利范围第15项所述方法,其中侦测散射光角度分布差异之步骤包括比较由散射方向大致上垂直该工件表面散射的光线量与从工件表面向后散射的光线量。17.如申请专利范围第15项所述方法,其中侦测散射光角度分布差异之步骤包括辨别在散射光强度分布的凹处。18.如申请专利范围第15项所述方法,其中侦测散射光角度分布差异之步骤包括比较相对工件表面不同角度所收集的散射光强度。19.如申请专利范围第18项所述方法,其中侦测散射光角度分布差异之步骤包括比较大致上从工件表面垂直所散射光的强度与以小角度从该工件表面散射的光成分强度。20.如申请专利范围第15项至第19项任一项所述方法,其中附加地包括形成第一地图辨识凹洞缺陷在该工件表面的位置。21.如申请专利范围第20项所述方法,其包括形成第二地图辨别微粒缺陷在该工件表面的位置:22.如申请专利范围第21项所述方法,其包括表示在视讯显示器之该第一地及第二地图。23.如申请专利范围第21项所述方法,其中该侦测越过工件表面光束之步骤包括从垂直至工件表面至少以50度投影光束至工件表面。24.一种用于分辨在工件表面微粒缺陷及凹洞缺陷的表面检视方法,其方法包括:接受在侦测站的工件;扫描在侦测站之工件表面藉P-偏振光以入射角至少从垂直至工件表面向后50度;收集在侦测器之工件表面藉第一收集器被定位与配置以收集大致上垂直从该工件表面散射的光成分,及第二收集器定位与配置以收集从该工件表面向后散射的光成分;转换该已收集光成分自第一收集器与第二收集器进入个别地电子讯号;及分析该讯号以辨别微粒缺陷与凹洞缺陷。25.如申请专利范围第24项所述方法,其中该分析步骤包括辨别缺陷是微粒,假如第一收集器讯号的强度与第二收集器的讯号比例小于预定量时。26.如申请专利范围第25项所述方法,其中该收集步骤附加地包括收集在侦测站的工件表面散射的光藉由第三收集器被定位与配置以收集从工件表面向前散射之光成分而且转辨该已收集光成为电子讯号,及其中该分析步骤包括确认缺陷为凹洞,假如第一收集器讯号强度与第三收集器讯号之比例大于预定量。27.一种用于分辨在工件表面微粒缺陷及凹洞缺陷的表面检视方法,其方法包括:接受在侦测站的工件;平移地沿着材料路径传送侦测站之工件;沿着该材料路径在平移运动期间转动该工件;扫描P-偏振光束横越该转动面而且平移地以至少从垂直至工件50度为入射角;收集在第一位置垂直工件表面的散射光及在第二位置在表面后方的散射光;侦测从工件表面散射光的角度分布之差异;及分析该已侦测角度分布之差异以辨别微粒缺陷与凹洞缺陷。28.一种用于分辨在工件表面微粒缺陷及凹洞缺陷的表面检视系统,其系统包括:安装扫描器以扫描工件表面,该扫描器包括一光源用来以斜角度投射P偏振光;暗通道侦测器包括至少两个收集器用来以相对工件表面的不同角度收集光线;而且比测仪用来侦测来自工件散射P-偏振光的角度分布之差异。29.一种用于分辨在工件表面微粒缺陷及凹洞缺陷的表面检视方法,其方法包括:以斜角度扫描越过工件表面之P偏振光;以相对工件表面的不同预定角度用来收集从工件表面散射的光线;而且侦测从工件散射的光线的角度散布。30.一种用于分辨在工件表面微粒缺陷及凹洞缺陷的表面检视系统,其系统包括:扫描器以扫描工件表面,该扫描器包括一光源以斜角度投射P偏振光;而且暗通道侦测器包括至少两个收集器用来以相对工件表面的不同预定角度收集散射的光线。31.如申请专利范围第30项所述之表面检视系统,其中每个收集器收集在一范围角度的散射光线,该范围角度与其他收集器所收集的范围角度不相重叠。32.如申请专利范围第30项所述之表面检视系统,其中第一收集器系安装以收集在预定角度范围所散射的光线成分,这包括由工件表面垂直散射的光线,而且第二收集器系安装以收集在预定角度范围所散射的光线,这不包括由工件表面垂直散射的光线。33.如申请专利范围第32项所述之表面检视系统,其中第一收集器系安装以收集与垂直工件表面不超过25度的角度所散射的光线。34.如申请专利范围第32项或第33项所述之表面检视系统,其中第二收集器系安装以收集与垂直工件表面至少22度的角度所散射的光线成分。35.如申请专利范围第34项所述之表面检视系统,其中第二收集器系安装以收集与垂直工件表面不超过72度的角度所散射的光线。36.如申请专利范围第30项所述之表面检视系统,其中该扫描器系安装以扫描与垂直工件表面至少45度的斜角度。37.如申请专利范围第30项所述之表面检视系统,其中该扫描器系安装以扫描与垂直工件表面介于65至85度的斜角度。38.如申请专利范围第30项所述之表面检视系统,其中进一步包括光通道侦测器,这包括一收集器以收集由工件表面所反射的光线。39.一种用于辨别在工件表面的微粒缺陷与凹洞缺陷的表面检视方法,其包括:以斜角度侦测越过工件表面的P偏振光线;而且以相对工件表面的不同预定角度用来收集从工件表面散射的光线。40.如申请专利范围第39项所述之表面检视方法,其中P偏振光线以垂直工件表面至少45度的斜角度在工件表面被扫描。41.如申请专利范围第39项所述之表面检视方法,其中P偏振光以垂直工件表面介于65度至85度问的斜角度在工件表面被扫描。42.如申请专利范围第39项所述之表面检视方法,其中收集从工件表面所散射光线的步骤包括收集在预定角度范围所散射的光线成分,这范围包括由工件表面所垂直散射的光线,而且收集在角度范围散射的光线,这范围不包括由表面垂直散射的光线。43.如申请专利范围第42项所述之表面检视方法,其中收集从预定角度范围散射的光线成分,这包括由工件表面垂直散射的光线,收集光线成分包括收集与垂直工件表面不超过25度的角度所散射的光线。44.如申请专利范围第42项或第43项所述之表面检视方法,其中收集从预定角度范围散射的光线成分,这角度不包含垂直表面所散射的光线,收集光线包括收集与垂直工件表面至少22度的角度所散射的光线。45.如申请专利范围第44项所述之表面检视方法,其中收集从预定角度范围散射的光线成分,这角度不包含垂直表面所散射的光线,收集光线包括收集与垂直工件表面不超过72度的角度所散射的光线。46.一种用于辨别在工件表面的微粒缺陷与凹洞缺陷的表面检视系统,其包括:扫描器以扫描工件表面,该扫描器包括一光源以斜角度投射P偏振光;暗通道侦测器包括至少两个收集器用来以相对工件表面的不同预定角度收集散射的光线;而且基于该暗通道侦测器所侦测的散射光用来分类工件表面所侦测的缺陷的装置。47.如申请专利范围第46项所述之表面检视系统,其中用来分类在工件表面所侦测的缺陷的装置包括侦测由工件散射光线的角度分布的差异。48.一种用于辨别在工件表面的微粒缺陷与凹洞缺陷的表面检视方法,其包括:以斜角度扫描越过工件表面的P偏振光线;以相对工件表面的不同预定角度用来分别地收集从工件表面散射的光线;而且基于工件表面所收集的散射光用来分类工件表面所侦测的缺陷。49.如申请专利范围第48项所述之表面检视方法,其中分类在工件表面所侦测的缺陷包括侦测从工件散射光线的角度分布的差异。图式简单说明:第一图系根据本发明表面检视系统之立体图。第二图系显示根据本发明之表面检视系统的运送器被排列用于旋转地及平移地沿着材料路径运送工件,如晶圆。第三图系根据本发明概略地显示表面检视系统之侧视图。第三A图系根据本发明之表面检视系统的光通道侦测器之部分视图。第四图系根据本发明概略地显示表面检视系统之光学扫描系统之侧视图。第五图系概略说明穿过一检视区域之晶圆的旋转及移动行程。第六图系根据本发明概略地显示用于收集从晶圆表面散射光之具有部分光学的表面检视系统收集器。第七图系根据本发明概略地显示表面检视系统的系统控制器。第八图显示介于使用S-偏振及P-偏振光在法线及非法线入射角度的比较以辨别在晶圆表面的凹洞与微粒。第九图显示使用P-偏振光以非法线入射角度以侦测在晶圆表面之凹洞与微粒的许多种类。第十图显示介于使用S-偏振及P-偏振光的比较在侦测在晶圆表面的微粒及提供实验与模组结果。第十一图显示使用以非法线入射角之P-偏振光以侦测用于在晶圆表面的许多直径凹洞的散射光。第十二图显示使用P-偏振光以侦测在晶圆上不同直径的凹洞。第十三图显示相对小COPS及使用非法线入射角之P-偏振光的微粒之角度散布型式。第十四图系与第十三图相似显示中型COPS及微粒的角度散布型式。第十五图系与第十三图相似显示较大COPS及微粒的角度散布型式。第十六图系流程图显示该演算法应用于辨别COPS与微粒。第十七及十八图是显示用于第十六图之演算法的常数如何被导出。第十九图是乾净晶圆之微粒图。第二十图是乾净晶圆之COPS图。第二十一图系在已知尺寸之微粒缺陷已沉淀该处的第十九图晶圆之微粒图。第二十二图系为伴随微粒沉淀在第二十一图之晶圆COP图,但不被侦测为COP缺陷。
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