[發明專利]一種用于半導體設備的光學檢測裝置和檢測方法

有效

• 申請號: 201610605413.1
• 申請日: 2016-07-28
• 公開（公告）號: CN107664476B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張輝;杜冰潔
• 申請（專利權）人: 中微半導體設備（上海）股份有限公司
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24;H01L21/66
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙) 31249
• 代理人: 潘朱慧;周榮芳

1.一種用于半導體設備的光學檢測裝置，所述光學檢測裝置包括一個腔體，腔體內包括一個基座，基座上固定有晶圓，晶圓上表面具有刻蝕形成的孔或槽，所述晶圓上方設置有一個參考光源用于發射參考光到所述晶圓，還包括一個接收器用于接收從晶圓上反射的參考光，其特征在于，

所述參考光入射到晶圓表面具有刻蝕形成的孔或槽的區域，所述參考光的光束與晶圓平面的夾角小于60度，所述接收器位于參考光源的入射側，所述接收器與晶圓平面的夾角為15-50度；

一個控制器接收并處理所述接收器接收到的光信號，所述控制器存儲有基準光學信號強度，所述控制器比較接收器接收到光學信號強度和基準光學信號強度，判斷刻蝕孔或槽的尺寸是否偏移。

2.如權利要求1所述的用于半導體設備的光學檢測裝置，其特征在于，所述腔體選自半導體設備中的傳輸腔、真空鎖之一。

3.如權利要求1所述的用于半導體設備的光學檢測裝置，其特征在于，所述刻蝕形成的孔或槽的開口尺寸小于100nm。

4.如權利要求1所述的用于半導體設備的光學檢測裝置，其特征在于，所述接收器位于參考光源下方或側面。

5.如權利要求1所述的用于半導體設備的光學檢測裝置，其特征在于，還包括一個第二接收器位于所述參考光源入射側，所述兩個接收器用于接收晶圓上孔或槽反射的不同角度的光線。

6.一種如權利要求1所述的用于半導體設備光學檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括步驟：

將接收到的光學信號強度減去存儲的背景信號強度以獲得特征信號強度，所述背景信號強度是所述光學檢測裝置參考光照射到無刻蝕孔區域時接收的光學信號強度；

比較所述特征信號強度與存儲的基準光學信號強度，如果兩者差值大于預設閥值則判斷刻蝕形成的孔或槽的尺寸發生偏移。

7.如權利要求6所述的檢測方法，其特征在于，所述基準光學信號強度根據如下步驟獲得：

照射參考光源到晶圓上無刻蝕孔的區域，接收器獲得的背景信號強度存入控制器；

照射參考光源到晶圓上具有合格尺寸刻蝕孔的區域，接收器獲得的第二光學信號強度；

第二光學信號強度減去所述背景信號強度獲得基準光學信號強度。

8.一種用于半導體設備光學檢測的方法，利用權利要求5所述的光學檢測裝置進行檢測，所述控制器比較來自兩個接收器的光學信號強度，來自兩個光學接收器的光學強度信號發生不同比例變化時判定刻蝕孔開口形貌發生變化。