[發(fā)明專利]一種基于明暗場的晶圓缺陷檢測方法

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• 申請日: 2022-09-07
• 公開（公告）號: CN116297468A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉建明;劉莊;張彥鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇維普光電科技有限公司
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/95
• 代理公司: 常州興瑞專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32308
• 代理人: 肖興坤

本發(fā)明公開了一種基于明暗場的晶圓缺陷檢測方法，方法的步驟中含有：將一目標(biāo)晶圓置于檢測光路中，通過檢測光路利用明場光源對目標(biāo)晶圓采集目標(biāo)明場圖像，通過檢測光路利用暗場光源對目標(biāo)晶圓采集目標(biāo)暗場圖像；通過檢測光路利用明場光源對標(biāo)準(zhǔn)晶圓采集標(biāo)準(zhǔn)明場圖像，并指定標(biāo)準(zhǔn)明場圖像中的無缺陷區(qū)域作為配準(zhǔn)檢測區(qū)域；對目標(biāo)明場圖像進(jìn)行處理，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)明場圖像對目標(biāo)明場圖像進(jìn)行配準(zhǔn)操作，得到目標(biāo)明場圖像對應(yīng)配準(zhǔn)檢測區(qū)域的明場檢測區(qū)域與配準(zhǔn)檢測區(qū)域的位置偏差；根據(jù)得到的位置偏差索引到目標(biāo)暗場圖像的暗場檢測區(qū)域；對暗場檢測區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行缺陷檢測。它能夠提高顆粒缺陷捕獲能力，從而提高缺陷檢測精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于明暗場的晶圓缺陷檢測方法，涉及到半導(dǎo)體檢測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，光刻后的晶圓顆粒檢測，如果針對明場檢測，缺陷分辨率很難提高，如果采用高NA值物鏡，往往倍率較高，產(chǎn)能受限，如果采用暗場檢測，對晶圓的圖形有相關(guān)限制要求，不具備通用性，比如美國的KLA的puma類型的機臺，往往對存儲等類型適合，同時由于暗場成像自身的問題，不能有效的對圖像進(jìn)行配準(zhǔn)處理，也有暗場和明場信息疊加在一起的解決方案，但是由于明場的信息干擾，會丟失掉一些缺陷信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種基于明暗場的晶圓缺陷檢測方法，它能夠提高顆粒缺陷捕獲能力，從而提高缺陷檢測精度。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種基于明暗場的晶圓缺陷檢測方法，方法的步驟中含有：

將一目標(biāo)晶圓置于檢測光路中，通過檢測光路利用明場光源對目標(biāo)晶圓采集目標(biāo)明場圖像，通過檢測光路利用暗場光源對目標(biāo)晶圓采集目標(biāo)暗場圖像；通過檢測光路利用明場光源對標(biāo)準(zhǔn)晶圓采集標(biāo)準(zhǔn)明場圖像，并指定標(biāo)準(zhǔn)明場圖像中的無缺陷區(qū)域作為配準(zhǔn)檢測區(qū)域；其中，明場光源和暗場光源的波長不同；

對目標(biāo)明場圖像進(jìn)行處理，并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)明場圖像對目標(biāo)明場圖像進(jìn)行配準(zhǔn)操作，得到目標(biāo)明場圖像對應(yīng)配準(zhǔn)檢測區(qū)域的明場檢測區(qū)域與配準(zhǔn)檢測區(qū)域的位置偏差；

根據(jù)得到的位置偏差索引到目標(biāo)暗場圖像的暗場檢測區(qū)域；

對暗場檢測區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行缺陷檢測。

進(jìn)一步，所述明場光源為LED光源。

進(jìn)一步，所述暗場光源為激光或環(huán)形LED。

進(jìn)一步，所述檢測光路包括兩個相機，其中一相機接收明場信號，得到目標(biāo)晶圓對應(yīng)的目標(biāo)明場圖像或標(biāo)準(zhǔn)晶圓對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)明場圖像；另外一相機接收暗場信號，得到目標(biāo)晶圓對應(yīng)的目標(biāo)暗場圖像。

進(jìn)一步，所述檢測光路包括光源控制器和相機，相機通過脈沖觸發(fā)的方式使光源控制器控制明場光源和暗場光源進(jìn)行明暗場交替，相機分時接收明場信號和暗場信號，通過分離明場信號和暗場信號分別得到目標(biāo)晶圓對應(yīng)的目標(biāo)明場圖像和目標(biāo)暗場圖像。

進(jìn)一步，對暗場檢測區(qū)域內(nèi)的圖像進(jìn)行缺陷檢測具體包括：

設(shè)定缺陷灰度閾值和缺陷顆粒大小；

對暗場檢測區(qū)域內(nèi)的圖像按照灰度進(jìn)行分割，分割的區(qū)域中的灰度大于缺陷灰度閾值的，則認(rèn)為疑似缺陷區(qū)域；

然后通過缺陷顆粒大小進(jìn)行疑似缺陷區(qū)域的過濾，篩選出缺陷區(qū)域。

采用了上述技術(shù)方案后，本發(fā)明利用明場信號本身進(jìn)行配準(zhǔn)，然后根據(jù)兩者的固定偏移偏差定位到暗場信號的檢測區(qū)域，這樣可以避免暗場圖像的配準(zhǔn)難的問題，同時可利用暗場自身的特點，捕獲極小的顆粒缺陷，從而提高顆粒缺陷的捕獲能力，從而提高缺陷檢測精度，增加產(chǎn)能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的目標(biāo)晶圓的目標(biāo)明場圖像圖；

圖2為本發(fā)明的目標(biāo)晶圓的目標(biāo)暗場圖像圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚地理解，下面根據(jù)具體實施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。