[發明專利]一種半導體器件的缺陷掃描方法及掃描裝置

有效

• 申請號: 201710061545.7
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN108364879B
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉玄;伍強;劉暢;陳思思
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司;中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 高偉;馮永貞

1.一種半導體器件的缺陷掃描方法，其特征在于，所述方法包括：

提供待檢測晶圓；

在所述待檢測晶圓上方設置微透鏡陣列；

采用寬譜光源干涉的方法將所述微透鏡陣列對焦進入檢測距離的范圍之內，所述寬譜光源干涉法包括：

將檢測距離設置為寬譜光源的相干長度，使用所述寬譜光源，通過所述微透鏡陣列的邊緣的光纖垂直入射；

收集所述微透鏡出射面的反射光和所述待檢測晶圓表面的反射光；

檢驗所述微透鏡出射面的反射光和所述待檢測晶圓表面的反射光是否相互干涉形成干涉條紋，若形成了干涉條紋，則判斷所述微透鏡陣列進入所述檢測距離的范圍之內；

對所述待檢測晶圓成像并根據所述成像檢測所述半導體器件是否存在缺陷。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微透鏡陣列包括若干行和若干列相互連接的微透鏡，整個所述待檢測晶圓沿上下方向的投影落入所述微透鏡陣列之內。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微透鏡陣列包括上下疊加的兩層微透鏡，以消除像差。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述微透鏡陣列中使用直徑不大于10微米的平凸微透鏡。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，選用逐級步進的方法將所述微透鏡陣列對焦進入所述檢測距離的范圍之內，包括：

將所述微透鏡陣列與所述待檢測晶圓之間的距離定位至第一距離；

使用所述寬譜光源干涉法并選擇第一光譜寬度的寬譜光源進行干涉測距，將所述微透鏡陣列與所述待檢測晶圓之間的距離定位至第二距離，所述第一距離大于所述第二距離；

使用所述寬譜光源干涉法并選擇第二光譜寬度的寬譜光源進行干涉測距，將所述微透鏡陣列與所述待檢測晶圓之間的距離定位至所述檢測距離的范圍之內，其中，所述第二光譜寬度大于所述第一光譜寬度，所述第二距離大于所述檢測距離。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述微透鏡陣列對焦進入所述檢測距離的范圍之內以后、對所述待檢測晶圓成像之前，所述方法還包括：

采用表面反射找平的方法進一步對所述微透鏡陣列對焦。

7.一種半導體器件的缺陷掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置包括：

微透鏡陣列，設置于待檢測晶圓的上方，用于對所述待檢測晶圓進行成像；

對焦裝置，設置于所述微透鏡陣列的邊緣，用于采用寬譜光源干涉的方法將所述微透鏡陣列對焦進入檢測距離范圍之內；所述對焦裝置包括：

寬譜光源，用于對微透鏡進行垂直入射；

干涉信號探測器，用于收集所述微透鏡出射面的反射光和所述待檢測晶圓表面的反射光并檢驗所述微透鏡出射面的反射光和所述待檢測晶圓表面的反射光是否相互干涉形成干涉條紋。

8.根據權利要求7所述的掃描裝置，其特征在于，所述微透鏡陣列包括若干行和若干列的微透鏡。

9.根據權利要求7所述的掃描裝置，其特征在于，所述微透鏡陣列包括上下疊加的兩層微透鏡，以消除像差。

10.根據權利要求7所述的掃描裝置，其特征在于，所述微透鏡陣列中使用不大于10微米的平凸微透鏡。

11.根據權利要求7所述的掃描裝置，其特征在于，所述掃描裝置還包括光纖，用于連接所述微透鏡陣列和所述干涉信號探測器。

12.根據權利要求11所述的掃描裝置，其特征在于，所述微透鏡陣列包括若干間隔設置的微透鏡，在相鄰的所述微透鏡之間設置有套筒，所述光纖穿過所述套筒與所述微透鏡陣列連接。

13.根據權利要求11所述的掃描裝置，其特征在于，所述光纖還設置有分束器，將部分所述微透鏡出射面的反射光和所述待檢測晶圓表面的反射光的光信號的耦合輸出。