[發明專利]暗場檢測裝置

有效

• 申請號: 202010970259.4
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112098421B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 李運鋒;李潤芝;王婷婷;于大維
• 申請（專利權）人: 上海微電子裝備（集團）股份有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88
• 代理公司: 上海思捷知識產權代理有限公司 31295
• 代理人: 王宏婧

本發明提供了一種暗場檢測裝置，所述暗場檢測裝置包括照明模塊、光路整形模塊、物鏡和成像傳感器，所述光路整形模塊包括用于在晶片上形成重疊的線形照明光斑的多個分支光路；每一所述分支光路均用于以一定的入射角度照射所述晶片，所述多個分支光路形成環形照射；每一所述分支光路均包括勻光結構和臨界照明結構，所述光源提供的光依次經所述勻光結構和臨界照明結構照射至所述晶片上。本發明可以有效提高照明均勻性，同時也可以使得照明功率密度得以提升，雜散光得到很好的抑制，從而有利于線掃產率的提升，避免出現照明光斑顆粒狀分布，更加有利于缺陷(顆粒、標記邊緣)的檢出。

技術領域

本發明涉及半導體設備技術領域，特別涉及一種暗場檢測裝置。

背景技術

暗場照明技術廣泛應用于儀器視覺領域，如表面缺陷檢測領域，暗場照明是指照明光以極大的入射角投射到試樣表面上，如果試樣表面是一個拋光鏡面，則從鏡面上反射的光線以極大的反射角反射出去，而不能進入物鏡成像；如果試樣表面存在缺陷特征，則從缺陷特征處漫反射的光線有一部分可進入物鏡成像，這些缺陷特征呈明亮的像映襯在黑暗的視場內，最終可以在CCD中呈現。環形暗場檢測裝置提供均勻的照明光，用于檢測試樣表面的凹陷、突起、劃痕等缺陷特征，因此，環形暗場檢測裝置照明光的均勻性決定了缺陷的檢測質量。

現有技術的環形暗場檢測裝置常采用LED環形暗場照明，由于，LED環形暗場照明作為脈沖光源使用時，能量無法滿足高掃描速度的需求，無法適應半導體行業對掃描和檢測速度越來越高的要求，作為連續光源使用時存在能量不足的問題。

此外，現有技術的環形暗場檢測裝置通過傳導光纖作為光傳導介質，將光源發出的光從入射端傳導到出射端后射出，對試樣表面進行暗場照明。由于現有技術的環形暗場檢測裝置沒有勻光裝置，導致進入環形暗場檢測裝置中每根光纖的能量差異較大，降低了環形暗場檢測裝置出射光的均勻性，從而影響了缺陷檢測質量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種暗場檢測裝置，可以提高能量利用率和光斑均勻性。

為達到上述目的，本發明提供一種暗場檢測裝置，包括：

照明模塊，用于提供光源；

光路整形模塊，用于在晶片上形成重疊的線形照明光斑的多個分支光路；每一所述分支光路均用于以一定的入射角度照射所述晶片，所述多個分支光路形成環形照射；每一所述分支光路均包括勻光結構和臨界照明結構，所述光源提供的照射光依次經所述勻光結構和臨界照明結構照射至所述晶片上；

物鏡，用于收集來自所述晶片的散射光；以及

成像傳感器，用于接收所述物鏡輸出的信號光。

可選的，所述入射角度為60°～85°。

可選的，所述勻光結構為反射式勻光腔結構，所述勻光結構包括入射光端面、勻光腔體和出射光端面。

可選的，所述勻光結構的勻光腔體包括四個反射面。

可選的，所述勻光結構的出射光端面為平行四邊形。

可選的，所述照明模塊包括：

光源；以及

用于接收所述光源的光導，所述光導的輸出端包括多個分端端口，每一所述分端端口均用于向與其對應設置的分支光路提供照射光。

可選的，所述分端端口的出光端面為長方形。

可選的，所述勻光結構的出射光端面與所述勻光結構的出射光軸之間相垂直或具有大于0°且小于90°的夾角。

可選的，所述臨界照明結構為遠心照明。

可選的，所述分支光路的個數為6個、8個、12個或16個。