[發(fā)明專利]一種表面缺陷檢測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410137051.9
• 申請日: 2014-04-08
• 公開（公告）號: CN104977306A
• 公開（公告）日: 2015-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李學(xué)來;張俊;李志丹
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微電子裝備有限公司
• 主分類號: G01N21/89
• 分類號: G01N21/89
• 代理公司: 北京連和連知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11278
• 代理人: 王光輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光刻領(lǐng)域，尤其涉及用于光刻機(jī)的表面缺陷檢測系統(tǒng)及方法。?

背景技術(shù)

本發(fā)明所涉及的自動光學(xué)檢測裝置(AOI)主要用于泛半導(dǎo)體基底表面缺陷檢測，應(yīng)用領(lǐng)域包括LED檢測、集成電路及封裝檢測等領(lǐng)域。?

當(dāng)前在泛半導(dǎo)體領(lǐng)域中，絕大多數(shù)自動光學(xué)檢測裝置采用運(yùn)動臺沿直線運(yùn)動的方式進(jìn)行掃描成像，占用了較大的空間，提高了設(shè)備成本。例如專利US7729528和US7112791。隨著硅片尺寸從200mm向300mm過渡，未來將向450mm轉(zhuǎn)移，傳統(tǒng)方式的自動光學(xué)檢測裝置的體積增大和成本升高明顯。?

傳統(tǒng)自動光學(xué)檢測技術(shù)的詳細(xì)說明如圖1所示，所用裝置的物鏡12和相機(jī)13位置固定，而運(yùn)動臺10可通過臺導(dǎo)軌15進(jìn)行大行程水平運(yùn)動。檢測時(shí)，硅片200跟隨運(yùn)動臺10沿水平向作大行程掃描運(yùn)動，同時(shí)固定位置的相機(jī)13通過固定位置的物鏡12拍攝硅片表面，所獲取圖像數(shù)據(jù)被傳送到計(jì)算機(jī)10上進(jìn)行處理。因?yàn)閭鹘y(tǒng)自動光學(xué)檢測裝置需要運(yùn)動臺在水平向作大行程運(yùn)動（S型檢測路徑），所需水平行程超過硅片直徑，所以運(yùn)動臺的成本較高；同時(shí)所配套的機(jī)械框架比較大，制造成本高，設(shè)備占地面積也較大。?

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種表面缺陷檢測系統(tǒng)，包括檢測對象、承放所述檢測對象的支持臺、檢測裝置，所述檢測裝置包括：照明系統(tǒng)、物鏡、圖形探測器和主控計(jì)算機(jī)；其特征在于，所述支持臺為旋轉(zhuǎn)支持臺；所述物鏡在直線運(yùn)動導(dǎo)軌上，所述直線運(yùn)動導(dǎo)軌位于所述旋轉(zhuǎn)支持臺的上方。?

其中，所述檢測對象為晶圓或者硅片。?

其中，所述旋轉(zhuǎn)支持臺包括旋轉(zhuǎn)臺和硅片臺，所述轉(zhuǎn)動臺能帶動所述硅片臺繞中軸水平旋轉(zhuǎn)。?

其中，所述轉(zhuǎn)動臺的轉(zhuǎn)動速度可調(diào)，且?guī)в薪嵌染幋a器。?

其中，所述照明系統(tǒng)包括光源、光學(xué)整形單元和勻光單元。?

其中，所述圖形探測器為相機(jī)、CCD探測器或CMOS探測器。?

其中，還包括分光鏡和反光鏡，所述分光鏡用于引導(dǎo)光源通過所述物鏡照射到所述被測對象上，所述反光鏡用于將帶有被測對象表面信息的光束反射到圖形探測器中。?

一種利用上述的檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測的方法，包括以下步驟：?

步驟一：將所述被測對象傳到所述支持臺上；

步驟二：對所述被測對象進(jìn)行對準(zhǔn)和調(diào)平；

步驟三：沿著所述直線運(yùn)動導(dǎo)軌移動所述物鏡，轉(zhuǎn)動所述轉(zhuǎn)動支持臺，帶動所述被測對象旋轉(zhuǎn)，同時(shí)利用所述圖形探測器同步采集所述被測對象的表面圖像，并將圖像信號傳送給所述主控計(jì)算機(jī)；

步驟四：判斷所述被測對象表面的圖像是否已采集完，若是，則進(jìn)入步驟五，否則重復(fù)步驟三；

步驟五：利用所述主控計(jì)算機(jī)對采集到的所述表面圖像進(jìn)行對比和分析處理，并在顯示器上顯示檢測結(jié)果；

步驟六：下所述被測對象并結(jié)束檢測過程。

其中，所述步驟三中采用由外向內(nèi)或者由內(nèi)向外逐圈掃描的方式。?

其中，掃描過程中各圈的線速度相同。?

其中，所述步驟三中所述被測對象和所述物鏡同步移動，構(gòu)成螺旋狀的掃描軌跡。?

本發(fā)明采用運(yùn)動臺旋轉(zhuǎn)與物鏡沿硅片徑向移動相結(jié)合的方式進(jìn)行掃描成像，與傳統(tǒng)的檢測裝置相比，本發(fā)明的檢測裝置中硅片臺只需要繞中心軸轉(zhuǎn)動，不需要在水平向運(yùn)動；增加了物鏡導(dǎo)軌，使物鏡可以在水平向直線運(yùn)動；還可以采用螺旋式檢測掃描路徑，提高檢測效率。?

在發(fā)明中，運(yùn)動臺只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，不需要水平向行程，因此運(yùn)動臺的復(fù)雜度和造價(jià)可被大幅降低；同時(shí)所需整機(jī)框架也變小，降低了框架成本，而且設(shè)備體積相應(yīng)減少。本發(fā)明采用運(yùn)動臺旋轉(zhuǎn)和物鏡直線運(yùn)動的方式進(jìn)行檢測（相對路徑為同心圓或螺旋狀），可提高檢測速度，從而提高產(chǎn)率。運(yùn)動臺和機(jī)械框架所節(jié)省下的大量成本，遠(yuǎn)超過本發(fā)明增加的物鏡導(dǎo)軌和專用圖像處理算法的成本。因此說，本發(fā)明的檢測裝置相比較傳統(tǒng)的檢測裝置而言更精巧、更高效、更節(jié)省。?

附圖說明

關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。?

圖1所示為傳統(tǒng)自動光學(xué)檢測技術(shù)示意圖；?

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的表面缺陷檢測系統(tǒng)示意圖；?

圖3所示為本發(fā)明實(shí)施例的照明系統(tǒng)26示意圖；?

圖4所示為利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的表面缺陷檢測系統(tǒng)進(jìn)行檢測的流程圖；?

圖5所示為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的硅片的檢測方式；?

圖6所示為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的硅片的檢測方式；?