[發明專利]光學檢測設備及其光源尋邊機構

在審

• 申請號: 201810152027.0
• 申請日: 2018-02-14
• 公開（公告）號: CN110164788A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 陳明生
• 申請（專利權）人: 特銓股份有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;G01B11/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;侯奇慧

本發明公開了一種應用于檢測一同側具有不同邊界的表面的透光基板的光源尋邊機構、一種光學檢測設備及一種可供檢測一同側具有不同邊界的表面的透光基板的光學檢測設備，其中，光源尋邊機構由一光源組、一遮蔽組及一調光組所組成，該光源組可產生射向該基板的一受測表面的一入射光線，該入射光線經過該基板后會產生一一次反射光線及至少一二次反射光線，該遮蔽組用以遮蔽該至少一二次反射光線，且讓該照射受測表面的一次反射光線通過后由一設于外部的影像傳感器接收，又該調光組用以讓光源組對該基板的受測表面運動方向邊界形成一反射光線，并讓該照射受測表面運動方向邊界的反射光線通過遮蔽組后由影像傳感器接收，藉以確認該受測表面的邊界。

技術領域

本發明涉及檢測光罩保護膜的光學技術，具體而言涉及一種光學檢測設備及其光源尋邊機構，尤其能解決不同高度的檢測表面的聚焦問題，供有效確認檢測范圍，并可提高檢測的準確度。

背景技術

近年來半導體制程中集成電路的線徑越來越細，目前已發展至10納米以下，因此制程中的任何污染物都可能直接影響到相對制程或產品的合格率。在半導體制程中，用于晶圓(Wafer)表面形成集成電路的所使用的光罩(Mask)是微影制程中不可或缺的元件的一，如圖1所示的光罩100剖面圖來看，在一些實施中該光罩100包含有一基板110、一框架120及一保護膜150【Pellicle】，其中基板110為透光材質，例如石英或玻璃，而基板110具有兩平行間隔的表面111、112，其中一表面111中央具有一集成電路的圖形層115【Pattern】，又該框架120設于該表面111、且包圍該圖形層115，一般框架120的材質是陽極處理過的鋁合金，另該保護膜150固定于框架120上，且其表面151與基板110表面111相互平行間隔，該保護膜150用來避免圖形層115遭受刮傷或污染，又該基板110中具圖形層115的表面111于框架120外側保留有空白表面113，而前述的保護膜150是透光材質，在某些實施例中保護膜150也可以涂上抗反射材質來提供適當的抗反射特性，例如具抗反射的氟聚合物【Fluoropolymers】可以形成一低能量的表面而且更容易去除微塵。

然而，光罩污染問題是一直存在的，不論是光罩100中的基板110表面112還是保護膜150表面151會附著污染物A、B，這些污染物A、B包含附著于表面的微粒、化學物質等，為了避免這類受到污染的光罩100應用于黃光微影制程中造成晶圓不合格，通常在進入制程前需對光罩100進行目視或儀器的檢查，對于保護膜150表面或基板110表面112的污染物A、B超出容許范圍的光罩100進行清洗，而由于其集成電路的線徑不斷縮小，對于污染物的容許值也變小，故近來大都采儀器檢查為主；

現有用于光罩的檢查用儀器設備主要由利用搭配光源及影像傳感器【如CCD元件或CMOS元件】所組成的光學檢測設備來進行。然如圖2所示，由于光罩100的基板110為透光材質，當光源L的入射光線Lo是照射在基板110的一側表面112時，入射光線Lo與基板110的接觸點可定義一與表面112垂交的界面法線In，且入射光線Lo與界面法線In間形成一入射角θ1，而該入射光線Lo會產生一反射光線Lr，該入射光線Lo的入射角θ1與反射光線Lr的反射角θ2是相等的，其中入射角θ1與反射角θ2指界面法線In【與基板110垂交】與入射光線Lo及反射光線Lr間的夾角，而依據斯乃耳定律【Snell's Law】該入射光線Lo進入基板110后會因介質改變【如由空氣進入玻璃】產生折射光線Lc，且該折射光線Lc在穿出基板110的另一側表面111及保護膜150時，除了會有一道透射光線穿出外，其也會形成另一道于基板110內部行進的反射光線，且該反射光線在穿出基板110的表面112形成所謂的二次反射光線Lr2或二次反射光線以后的反射光線，并依此不斷的產生反射光線至光線衰減為止，而之前第一次的反射光線Lr也被定義為一次反射光線Lr1；