暗场半导体晶圆检查装置制造方法

暗场半导体晶圆检查装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种暗场半导体晶圆检查装置，按以下顺序包括光源、集中器(7)、平行的第一和第二狭缝(13、14)和光电倍增管，光源用于沿着第一轴向晶圆发射入射光束，集中器(7)相对于通过第一和第二轴的平面对称并且设置有沿着垂直于轴(该轴垂直于第一轴)的平面的椭圆形切割并且具有平行于第一轴的母线的反射镜，平行的第一和第二狭缝(13、14)分别侧面地设置在用于集中通过晶圆散射和通过集中器的第二和第一部分反射的光的点处的集中器的第一和第二部分(9，10)中，光电倍增管利用狭缝。
【专利说明】暗场半导体晶圆检查装置

【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体晶圆检查的领域和检查机器的领域。

【背景技术】
[0002]本发明更具体地集中于为了检测缺陷(尤其是被颗粒污染或划痕)的目的的检查。缺陷可对微电子产品的制造或通过制造一些非功能产品相关的纳米技术有影响。在文献US4，630，276和US4，740，708中提出了所谓的“暗场”检查。由于通过黑暗的图像表示不存在缺陷，因此该检查被称为暗场检查。在不存在任何缺陷的情况下，入射光束被反射。重点在于通过半导体晶圆的被检查表面散射的光。在存在缺陷的情况下，入射光束的一部分被散射。然后，经散射的光子被捕获，以便由此推断与缺陷相关的信息。
[0003] 申请人:已确定需要紧凑的检查机器，该紧凑的检查机器具有高精确度、对缺陷的方向的不是非常敏感、具有低制造成本和短的检查时间。
[0004]本发明将改善该状况。


【发明内容】

[0005]用于检查半导体晶圆的装置按照这个顺序包括光源、集中器、第一和第二平行狭缝、位于每个狭缝内用于收集光的构件以及用于测量所收集的光的光强度的构件，光源沿着第一轴向晶圆发射入射光束，集中器设置有相对于通过第一和第二轴的平面对称、具有在垂直于第二轴的平面中的椭圆形的截面、具有平行于第一轴的母线的反射镜，其中第二轴垂直于第一轴，第一和第二平行狭缝分别在通过晶圆散射和通过集中器的第一和第二部分反射的光的集中点处的集中器的第一和第二部分中横向地形成。因此可能收集通过半导体晶圆的表面散射的光的非常大的部分并且可能将它向平行狭缝发送并且用于被检查的表面。
[0006]在实施方案中，入射光束通过集中器的第一和第二部分之间。经反射的光束可通过集中器的第一和第二部分。
[0007]在实施方案中，沿着第二轴的集中器的长度大于晶圆的直径。因此，优化用于收集被散射的光的比率。
[0008]在实施方案中，在集中器的顶部处形成狭缝，以便使入射光束通过，所述狭缝沿着第二轴伸长。
[0009]在实施方案中，该装置包括用于通过所述晶圆的边缘固定晶圆的构件，该构件包括支撑指状物和至少一个固定狭口。
[0010]在实施方案中，集中器的每个部分具有基本上定位在其他部分的狭缝中的来自椭圆的两个焦点中的焦点。其他焦点基本上定位在入射光束与晶圆的表面的交会的点处。因此，两个部分具有在该交会点中的共同的焦点。通过晶圆散射和通过集中器的每个部分反射的光束集中于其他部分的狭缝中。集中器的部分的焦点定位在其他部分的狭缝的位置处。光收集构件包括设置有两个端的光纤的网络，光纤的网络的一端定位在相对的椭圆形反射器的焦点中的一个上。光纤的网络的第二端可使光传感器将光束转化成电信号。
[0011]在实施方案中，第一轴与晶圆垂直。经反射的光束通过与入射光束相同的路径。
[0012]在实施方案中，装置包括用于使晶圆相对于入射光束平行于第三轴平移的机构，第三轴垂直于第一和第二轴。装置可包括用于沿着第二轴平移地移动入射光束的位置的特定扫描机构。因此，可能通过扫描晶圆的表面的来检查晶圆的表面。
[0013]在实施方案中，装置包括用于使晶圆沿着平行于第一轴的轴相对于入射光束旋转的机构。旋转机构包括多臂支撑件，多臂支撑件配置成用于支撑板和以选择的角度枢转该板。可能在两个检查步骤中使晶圆枢转90°的角度，以进行交叉检查，从而提供对晶圆表面的缺陷的全向检查。
[0014]在实施方案中，椭圆形反射镜由具有共同焦点的两个不同的椭圆限定。共同焦点定位在入射光束和衬底的被检查表面的交叉位置处。每个椭圆的其他焦点定位在在其他椭圆中形成的狭缝上，其他椭圆限定其他反射镜部分，该狭缝是在发现光收集构件处(例如，光纤的网络的端部)的狭缝。
[0015]在实施方案中，光源按照这个顺序包括用于发射入射光束的激光发射器、光学隔离器、光束扩展器(也称为扩展器)、旋转式多边反射镜和F - Theta透镜，F - Theta透镜定位在旋转式多边反射镜的下游以使光束的位移相对于焦平面线性化。多边反射镜的旋转允许垂直于晶圆的平移位移的方向的入射光束的扫描。装置可包括第一偏转反射镜和第二偏转反射镜，第一偏转反射镜定位在光学隔离器和光束扩展器之间，第二偏转反射镜定位在F - Theta透镜和晶圆之间。
[0016]有利地，提供以上所描述的成组两个装置。两个装置彼此面对定位，以同时检查相同晶圆的两个面。优选地采用不同波长的入射光束进行检查。
[0017]在实施方案中，用于检查半导体晶圆的装置包括用于向晶圆发射入射光束的光源、用于成形通过晶圆散射的光的构件、用于处理成形的光的构件以及用于旋转晶圆的机构，该机构包括配置成用于支撑晶圆和将晶圆旋转所选择的角度的多臂支撑件。入射光束位于基本上平面的盖中。
[0018]在实施方案中，支撑件的臂以星形配置定位。
[0019]在实施方案中，旋转机构定位在距离入射光束的路径一段距离处。
[0020]在实施方案中，多臂支撑件配置成用于将晶圆枢转90°的角度。
[0021 ] 在实施方案中，用于检查半导体晶圆的装置包括用于同时检查晶圆的相对面的两个对称部分。每个部分包括向晶圆发射入射光束的光源、用于成形通过晶圆散射的光的构件、接收成形的光的滤波器、用于处理经滤波的光的构件，每个部分的光源是单色的，并且波长移位至少2%。
[0022]有利地，波长的移位大于10nm。
[0023]在实施方案中，用于检查半导体晶圆的装置包括用于发射入射光束的光源、光束扩展器、旋转式多边反射镜和F - Theta透镜，F - Theta透镜定位在旋转式多边反射镜的下游，以使光束的位移相对于焦平面线性化。为了减小整个尺寸，矩形偏转反射镜可定位在F - Theta透镜和晶圆之间。偏转反射镜可定位在光学隔离器和光束扩展器之间的上游。
[0024]在实施方案中，装置包括用于控制通过晶圆散射的光的构件和用于处理所收集的光的构件。
[0025]因此，当晶圆以平移移动时，入射光束在晶圆的宽度上执行扫描，同时保持到表面的垂直或准垂直入射。为了保持垂直或准垂直的入射光束，通过矩形偏转反射镜将入射光从F - Theta透镜的出口向晶圆送回。
[0026]一种用于检查半导体晶圆的方法，该方法包括:
[0027]-通过发射光源沿着第一轴向晶圆发射入射光束，
[0028]-通过集中器的第一和第二部分使通过晶圆的表面散射的光向第一和第二平行狭缝集中，集中器设置有相对于通过第一和第二轴的平面对称、具有沿着垂直于第二轴的平面的椭圆形截面并且具有平行于第一轴的母线的反射镜，其中第二轴垂直于第一轴，第一和第二狭缝分别在通过晶圆散射和通过集中器的第二和第一部分反射的光的集中点处的所述第一和第二部分中横向地形成。
[0029]-收集在每个狭缝中的光，以及
[0030]-测量所收集的光的光强度。
[0031]入射光束和经反射的光束可通过集中器的第一部分和第二部分之间。在第一检查步骤和第二检查步骤之间，晶圆可围绕平行于第一轴的轴旋转90°。所述旋转可在允许晶圆远离集中器的两个平移步骤中执行。该平移可在垂直于第一轴的平面中执行。在检查步骤过程中，晶圆沿着第二轴平移地移动，从而允许入射光束覆盖晶圆的表面。通过沿着垂直于第二轴的第三轴移动光束扫描晶圆的表面。检查步骤包括发射相干光的入射光束、防止经反射的光束到达发射发射器的光学隔离、扩展光束(还称为扩展)、通过旋转式多边反射镜扫描将静态入射光束转换成沿着垂直于第一和第二轴的第三轴移动的入射光束、以及使光束的移动相对于焦平面线性化。线性化可通过F - Theta透镜执行。
[0032]在实施方案中，检查步骤包括采用彼此面对的类似的装置同时检查晶圆的上部表面和下部表面，入射光束具有不同的波长。波长的差异可大于2%。波长的差异可大于1nm0
[0033]在实施方案中，检查步骤包括成形通过晶圆散射的光，通过光电倍增管检测经散射的光的方向，经检查的光的处理。光的处理可包括测量经散射的光的量以及在晶圆的不同角度位置的两个连续的检查步骤过程中将经散射的光强度与晶圆的给定区域匹配。
[0034]根据所选择的模式，检查处理前表面、后表面或晶圆的两个表面。

【专利附图】

【附图说明】
[0035]根据阅读完全作为非限制示例和通过所附附图示出的一些实施方案的详细描述，本发明将被更好地理解，其中:
[0036]-图1为用于检查半导体产品的装置的示意图；
[0037]-图2为检查装置的发射路径和接收路径的立体图；
[0038]-图3为发射路径的详细视图；
[0039]-图4为接收路径的详细视图；
[0040]-图5为两个接收路径的截面图；
[0041]-图6和7为检查装置的两个立体图，上部的检查路径被覆盖并且存在用于使半导体产品枢转的机构；
[0042]-图8为用于使与被覆盖的发射路径相关的半导体产品枢转的机构的立体图；
[0043]-图9为检查装置的正视图；
[0044]-图10为检查装置的立体图；
[0045]-图11为检查装置的电气示意图；
[0046]-图12为检查方法的步骤的流程图。

【具体实施方式】
[0047]在它们制造结束时，检查一般被称为半导体晶圆的半导体产品。寻找可能的缺陷，缺陷一般表现为在晶圆的表面处的形状异质性。就在无尘室中占据额外的空间是高成本的而言，应当采用紧凑的机器可靠并且迅速地进行这种检查。
[0048]更具体地，需要采用大约几十纳米的敏感度(通常在经抛光的硅晶圆上或另一衬底上为50nm)检测缺陷。用于检测和表征这些缺陷的能力应当对检测的方向非常不敏感，同时能够在小于30秒在具有300mm的直径的晶圆的两个表面上被执行。为了这个目的， 申请人:已经开发了图1所示的机器。该机器包括上部发射路径1、下部发射路径2、上部接收路径3和下部接收路径4。
[0049]接收路径3和4连接至元件5 (例如，设置有用于处理来自检测器的数据的计算机)以分析所获得的数据。发射路径I和2和接收路径3和4具有在检查期间在功能上相对于晶圆6对称的结构。晶圆6呈现为圆盘，该圆盘具有100、150、200、300或450mm的典型直径和可从几百微米到几毫米范围的厚度。发射路径I和2还在结构上相对于晶圆6的平面对称。
[0050]每个接收路径3、4包括光学集中器7、8。光学集中器7、8呈现为具有轴Y同时在平面X — Z中具有半椭圆形的截面形状的柱面反射镜(在几何意义上)。轴X与晶圆6垂直。反射镜沿着Y轴的长度大于晶圆的直径。集中器7、8沿着轴Z的尺寸可小于晶圆6的直径。这提供了低的笨重度(encombrement)。
[0051]集中器7、8包括相对于平面X — Y的两个对称部分。接收路径3的集中器7包括第一部分9和第二部分10。接收路径4的集中器8包括第一部分11和第二部分12。每个集中器7、8的第一和第二部分在它们的对称面附近略微断开，从而在所述部分9和10、11和12之间留下狭缝13、14。通过发射路径I和2发出的入射光束分别通过狭缝13和14。发射路径1、2的入射光束与轴X平行。发射路径1、2的入射光束在X — Z平面中垂直于晶圆6的对应的表面并且在X — Y平面中准垂直于晶圆6的对应的表面。晶圆6位于集中器7和8之间，集中器7和8分别在距离晶圆6的下部和上部边缘的较小距离处。
[0052]集中器7、8的每个部分9、10、11、12设置有沿着Y轴的细长的狭缝15、16、17、18。细长的狭缝15、16、17、18与狭缝13和14平行。细长的狭缝15、16、17、18被定位成使得通过晶圆6所散射的光被集中器7、8的部分9、10、11、12的反射镜的表面向所述狭缝15、16、
17、18反射，该晶圆由来自发射路径1、2的入射光束照射。因此，除发射路径1、2之外，集中器7、8也相对于Y — Z平面对称。第一部分9以椭圆形雕刻(s’ inscrit)，该椭圆形由位于细长的狭缝16中的第一焦点和位于入射光束和晶圆6的上部表面共同的位置中的第二焦点限定。第二部分10以椭圆形雕刻，该椭圆形由位于细长的狭缝15中的第一焦点和位于入射光束和晶圆6的上部表面共同的位置中的第二焦点限定。第一部分11以椭圆形雕亥IJ，该椭圆形由位于细长的狭缝18中的第一焦点和位于入射光束和晶圆6的下部表面共同的位置中的第二焦点限定。第二部分12以椭圆形雕刻，该椭圆形由位于细长的狭缝17中的第一焦点和位于入射光束和晶圆6的下部表面共同的位置中的第二焦点限定。
[0053]接收路径3、4包括光纤19、20、21、22的网络和检测器23、24、25、26，光纤19、20、2U22的网络安装在所述狭缝15、16、17、18中以用于收集在所述狭缝中的经集中的光。检测器可以是光电二极管或优选为光电倍增管。光电倍增管提供低噪声水平、短响应时间(例如，小于2ns)和显著尺寸的敏感区域。
[0054]分析元件5继续进行阈值处理(seuilage)。当光强度超过用户定义的阈值时，记录入射光束在晶圆6上的位置(y，z)以及光强度峰值的最大强度IMAX的值。该信息允许在衬底上构造缺陷的定位映射图和它们的尺寸。
[0055]在图2中已经示出发射路径I和接收路径3。光纤19和20的网络在一端具有适合于对应的狭缝15、16中的一个的长度并且在连接至检测器23、24的端具有允许应用紧凑结构的检测器23、24的分组排列。此外，光纤的柔韧性提供以相对自由的方式相对于狭缝
15、16定位检测器23、24的可能性。在此，检测器23、24明显高于集中器7定位。换句话说，检测器23、24距离为用于半导体晶圆的位置相对远，从而允许使附近的空间清楚。
[0056]此外，检测与光纤无关的缺陷的定位在于，根据入射光束的位置和晶圆沿着Z轴的位置进行检测，与源自于该位置的相关的信息和这种光信号不是必须的，从而允许简化数据的处理。
[0057]发射路径I包括定位在板31上的激光发射器30、光学隔离器32、光束扩展器33、旋转式多边反射镜34、F - Theta透镜35。板31支撑激光发射器30、光学隔离器32、光束扩展器33、旋转式多边反射镜34和F - Theta透镜35。并且，提供偏转反射镜36和矩形偏转反射镜37。激光发射器30能够在包括在I和200mw之间的功率下发射具有包括在330nm和670nm之间的波长的光束。定位激光发射器30,以发射平行于Z轴定向的光束。光学隔离器32防止被其他光学元件或被检查的表面反射的光束到达激光发射器30。激光发射器30实际上可由于反射光束而不稳定。光学隔离器32可以是偏振相关的隔离器。与光学隔离器32不对齐的任何状态的偏振会被拒绝或吸收，因此不传输至激光发射器30。光学隔离器32包括偏光器，偏光器以平行于将被隔离的源的偏振的偏振轴取向。通过法拉第效应，光学隔离器32通过遭受来自永磁体的恒定磁场的具有强费尔德常数的材料产生入射光束的偏振的旋转。返回路径的光束还看到它在相同方向中偏振旋转，旋转的角度被增加以使得总的旋转为90°。通过在朝向源的它的传播中的偏光器阻断对于90°旋转的偏振的返回路径的光束。光学隔离器32沿着Z轴定位。偏转反射镜36定位在光学隔离器32和光束扩展器33之间并且确保基板上直角的偏转。
[0058]光束扩展器33平行于Y轴对齐。光束扩展器33可具有大约2到10的缩放因子。光束扩展器33为开普勒(即，具有两个正焦距的透镜)或伽利略(即，具有一个正焦距的透镜和具有一个负焦距的透镜)类型。
[0059]旋转式反射镜34安装成具有在光束扩展器33下游的平行于X轴的旋转轴。旋转式反射镜34包括平行于Y - Z平面的两个基本上平面的表面，该Y — Z平面由形成规则分布的面34a的多边形轮廓限定。多边反射镜34的面34a以相对于平行于X轴的轴中心对称地安装。面34a为平面。在这里，多边反射镜34包括12个面。多边反射镜34相对于光束扩展器安装，使得来自光束扩展器的光束以大约45°的平均角度到达多边反射镜34的面34a。多边反射镜34的面34a根据分散的界限向F - Theta透镜35反射通过光束扩展器33的经发射的光束。
[0060]在图2中，已经示出在多边反射镜34下游的光束的界限40、41或极限位置。来自多边反射镜34的扫描光束基本上在极限位置40和41之间的Y — Z平面中移动。多边反射镜34确保对来自光束扩展器33的经扩展的光束的基本上直角的偏转。多边反射镜34的角度位置确定扫描光束的位置。多边反射镜34保持在稳定的旋转速度，从而通过简单地获得在反射镜的每次旋转时发射的带时间标记的信号提供永久地知道角度位置的可能性。信号的日期和通过计算距离所述日期经过的时间提供反射镜的角度位置，并因此得到入射光束的位置。
[0061]F - Theta透镜35沿着Z轴定位并且接收在多边反射镜34的出口处的扫描光束。F - Theta透镜35聚焦于从多边反射镜34接收扫描光束的平面中。F - Theta透镜35使光束的位移相对于焦平面线性化。F - Theta透镜35允许衬底在垂直或准垂直入射下被扫描，同时通过使位移线性化保持在将被检查的表面上的焦平面。
[0062]通过F - Theta透镜35发射的经线性化的光束具有分散的界限。经线性化光束被定位在平行于Y - Z平面的平面中。经线性化的光束到达矩形偏转反射镜37并且在界限42和43之间移动位置。矩形偏转反射镜37以在平行于X，Y平面的平面中的基本上直角向狭缝13送回经线性化的光束，狭缝13形成于集中器7的第一部分9和第二部分10之间。入射光束然后可到达图1中可见的晶圆6。
[0063]在图2所示的实施方案中，发射路径I的全部元件被安装在板31上，由此获得不仅模块化而且紧凑的结构。板31实际上可拆卸以用于维修或例如在光学实验台上的测试操作。板31和检测器23和24置于框架38上。
[0064]在图7中，检查装置显示具有发射路径1、2和用盖保护的接收路径3、4。第一盖41覆盖板31。第二盖42围绕集中器7。第三盖43围绕矩形偏转反射镜37和集中器7之间的光束。在图7中，已经省略光纤的网络和检测器。在图8中，为了更好地理解所示出的元件，已进一步省略框架。相反，在图9和10中，已示出框架38、光纤19至22的网络和检测器23至26。当然，在检查装置的安装端部增加外壳，以便保护其元件和紧挨着检查装置的操作者，尤其是用于捕获在其光路中将被散射的杂散光，以便限制光测量噪声。
[0065]发射路径1、2和接收路径3、4是相对于框38固定的。
[0066]检查装置包括用于移动晶圆6的机构44。位移机构44包括支撑件45和夹具，夹具设置有作用在晶圆6的周界的狭口(michoires) 46。狭口 46可与晶圆6的下部和上部表面的外部区域接触。外部区域为大约I至3mm的限制宽度。从电子的角度看，外部区域是不活动的。位移机构44包括Z轴的两个滑槽47、48和线性致动器49，线性致动器49能够在用于装载一卸载晶圆的位置、用于旋转晶圆的位置、和检查区域之间移动夹具支撑件45的位置。线性致动器49安装在滑槽47上。滑槽47、48安装在框架38的杆上。滑槽47、48是平行的。在滑槽47、48和夹具支撑件45之间，位移机构44包括在每一侧上的横向凸缘
50。此处，凸缘50呈现为U形切割板。凸缘50的底部连接到滑槽47、48并且凸缘50的顶部附接到夹具支撑件45。在U形的中央，在凸缘50中形成孔51，以便于维护。在图7中，用于装载一卸载晶圆的机构52通过所述孔是可见的。装载一卸载机构52可以是装置或另一机器的一部分，同时与检查装置相互作用。
[0067]装载一卸载位置和枢转位置为极限位置。检查区域开始于接近装载一卸载位置并且在到距离枢转位置的一段距离处结束。在装载一卸载位置中，夹具支撑件45沿着Z轴位于上部集中器7和下部集中器8的一侧上。在装载一卸载位置中，狭口 46位于上部发射路径和下部发射路径的板31之间。在枢转位置中，夹具支撑件45沿着Z轴位于上部集中器7和下部集中器8的另一侧上。线性致动器49沿着Z轴平移地定位晶圆6。位移机构44通过框架38的下部部分支撑。
[0068]在沿着Z轴与装载一卸载机构52相对的检查装置的一侧上安装旋转器53，旋转器53能够围绕X轴旋转晶圆6。旋转器53附接到框架38。旋转器53包括致动器54和晶圆支撑件55。支撑件55安装在致动器54的轴上。支撑件55包括以星形配置的多个臂56，例如，具有四个臂的横杆。臂56包括适合于承受晶圆6的下部表面的上部表面。臂56的上部表面定位在Y — Z平面中。旋转器53设置有具有小冲程(例如，大约几毫米)的垂直平移致动器57，以用于提升晶圆6并且允许其枢转同时避免与狭口 46接触。调节臂56的上部表面的高度使得在向上平移中的旋转器53在小的距离上支撑晶圆6，然后晶圆6将置于臂56的所述上部表面上，同时相对于狭口 46自由旋转。旋转器53然后旋转晶圆6并且而后通过致动器57在向下平移中向旁边移动。在晶圆6向枢转位置移位的过程中，旋转器53保持到晶圆6和到位移机构44的距离，晶圆6相对于旋转器在Y - Z平面中自由移动。
[0069]图11示出了检查装置的简化的电子示意图。如在该图中可看到的，检查装置包括控制模块60、源模块62、照明模块64、接收模块66、移位模块68、枢转模块70、以及存储模块72。
[0070]控制模块60包括照明控制器74、接收控制器76和中央控制器78。照明控制器74控制源模块62和照明模块64，并且可任选地与接收控制器76交换同步数据。接收控制器76控制接收模块66并且从接收模块66和从位移模块68接收数据。中央控制器78控制源模块62、照明模块64、接收模块66、位移模块68、枢转模块70、存储器72、照明控制器74和接收控制器76，并且反过来从所有这些元件接收数据。
[0071]图12示出了检查顺序的一般示例。在操作110中，取来并定位晶圆6。这包括通过装载一卸载机构52将晶圆6装载到检查装置中、通过夹住夹具支撑件45的狭口 46考虑晶圆6、以及通过移位机构的平移将晶圆6从装载位置移位到检查区域。
[0072]接着，通过以稳定速度旋转的旋转式扫描反射镜34，在操作120中发起照明，尤其是通过接通激光发射器30。
[0073]然后在操作130中执行采集循环。该循环包括光束沿着Y轴的晶圆6的表面的第一条线传播和通过检测器23、24检测通过晶圆6的表面散射、通过集中器7反射、并且通过光纤19、20的网络传播的光子。
[0074]接着，通过与装载位置相对的位移机构的平移，晶圆6在检查区域中移动不小于沿着Z轴的光束的宽度的距离，并且然后光束覆盖下一条线并且重复检测。
[0075]在第N次循环，光束覆盖沿着Y轴的晶圆6的表面的第N条线，并且检测器23、24检测通过晶圆6的表面散射、通过集中器7反射、并且通过光纤19、20的网络传播的光子。接着，通过与装载位置相对的移位机构44的平移，在检查区域中移动晶圆6的位置小于沿着Z轴的光束的宽度的距离。
[0076]重复循环直到晶圆6的表面的最后一条线已被光束覆盖，并且然后操作140检查晶圆6是否已沿着所有所需方向被扫描。如果是这种情况，在操作150中将晶圆然后从检查装置中取出，这包括通过移位机构44的平移将晶圆6从检查区域移位到卸载位置、松开夹具支撑件45的狭口 46、并且通过装载一卸载机构52将晶圆6从检查装置中卸载，以及断开激光发射器30。
[0077]当需要其他检查取向时，在操作160中枢转晶圆6。操作160包括通过移位机构44的平移将晶圆6从检查区域移位到枢转位置、松开夹具支撑件45的狭口 46并且通过旋转器53的向上移动将晶圆推动到旋转器53的臂56上、旋转晶圆6包括在0°和360°之间的角度、通过旋转器53排除界限、向下移动旋转器53、夹住夹具支撑件45的狭口 46。为了这个目的，致动器57产生旋转器53的垂直平移，以便提升晶圆6并且允许其枢转，同时避免与平稳旋转的狭口 46接触。
[0078]接着，检查顺序沿着新的检查方向恢复到操作130，该新的检查方向为用于与刚刚已经完成的操作130的循环方向相反地平移移位机构的方向。
[0079]这里所描述的示例特别提供彼此垂直的两个检查方向的使用。因此，需要单个枢转机构。如果需要超过两个检查方向，提供用于在检查装置的每个端部处枢转晶圆的机构是有利的。如上所看到的，在一旦已经使用所有的检查方向，则在操作150中晶圆6而后被从装置取出。
[0080]在具有对称的向上/向下发射和接收路径的检查装置的情况下，用于接通激光发射器30、用于使光束覆盖晶圆6的线、以及用于通过检测器23至26检测的步骤是基本上同时的。光束的波长是不同的，使得可区分以被表面散射，或通过在出或入光路过程中通过元件寄生反射或散射的形式的来自光束的光，从而允许检查与入射光束相对的表面。为了这个目的，检测器23至26可包括频率滤波器或可被调节用于检测具有足够窄的带通的特定波长。晶圆的线的概念是虚拟的:这些是在逐步移位晶圆的过程中通过光束覆盖的带。
[0081]通过对足够数量的光子或足够的光强度的每一个检测，与通过晶圆6的位置确定的、通过沿着Z轴的移位44的位置和通过旋转式反射镜34的角度位置已知的沿着Y轴的光束的位置已知的晶圆6的表面的对应的位置的坐标相关。
[0082]本发明还涉及一种用于检查半导体晶圆的装置，包括用于向晶圆发射平面入射光束的光源、用于成形通过晶圆散射的光的构件、用于处理成形的光的构件、以及用于旋转晶圆的机构，该机构包括配置成用于支撑晶圆和将该晶圆枢转所选择的角度的多臂支撑件。替代地，多臂支撑件可以星形配置进行配置。
[0083]本发明还涉及一种用于检查半导体晶圆的装置，其特征在于，该装置包括用于同时检查晶圆的相对面的两个对称的部分，每个部分包括用于向晶圆发射平面入射光束的光源、用于成形通过晶圆散射的光的构件、接收成形的光的滤波器、用于处理经滤波的光的构件、每个部分的光源是单色的，并且波长移位至少2%。该装置可具有用于每个面的波长之间的1nm的增量。
[0084]本发明还涉及一种用于检查半导体晶圆的装置，其特征在于，该装置包括用于发射入射光束的激光源、光束扩展器、旋转式多边反射镜、以及位于旋转式多边反射镜下游的F - Theta透镜以用于使光束的位移相对于焦平面线性化。
[0085]该装置可包括检测反射镜，检测反射镜可以是矩形、和/或用于成形通过晶圆散射的光的构件、和/或用于处理成形的光的构件、和/或光学隔离器，并且/或者可采用宽场操作。
【权利要求】
1.一种用于检查半导体晶圆的装置，其特征在于，所述装置按照这个顺序包括光源、集中器(7)、第一和第二平行的狭缝(15，16)和光电倍增管，所述光源用于沿着第一轴向晶圆发射入射光束，所述集中器(7)相对于通过第一和第二轴的平面对称并且设置有具有沿着垂直于第二轴的平面的椭圆形截面并且具有平行于所述第一轴的母线的反射镜，其中所述第二轴垂直于所述第一轴，所述第一和第二平行的狭缝(15，16)分别在通过所述晶圆散射和通过所述集中器的第二和第一部分反射的光的集中点处的集中器的第一和第二部分(9，10)中横向地形成，并且每个狭缝一个光电倍增管。
2.根据权利要求1所述的装置，其中沿着所述第二轴的集中器的长度大于所述晶圆的直径。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中在集中器的顶部形成狭缝，以便使入射光束通过，所述狭缝沿着所述第二轴伸长。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，包括用于通过所述晶圆的边缘固定晶圆的构件，所述构件包括支撑指状物和至少一个保持狭口。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，包括光纤的网络，所述光纤的网络定位在每个狭缝和对应的光电倍增器之间。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中第一垂直轴与所述晶圆垂直。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，包括用于平行于第一轴使晶圆相对于入射光束平移的机构。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，包括用于使晶圆沿着与第二轴平行的轴相对于入射光束旋转的机构，所述机构包括多臂支撑件，所述多臂支撑件配置成用于支撑所述晶圆并使所述晶圆枢转所选择的角度。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述集中器的每个部分具有基本上定位在其他部分的狭缝中的第一焦点和基本上定位在入射光束和晶圆的表面的交会点处的第二焦点。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的装置，其中所述光源按照这个顺序包括用于发射入射光束的激光发射器、光学隔离器、光束扩展器、旋转式多边反射镜和F - Theta透镜，所述F - Theta透镜定位在所述旋转式多边反射镜的下游以使光束的位移相对于焦平面线性化。
11.根据权利要求10所述的装置，包括第一偏转反射镜和第二偏转反射镜，所述第一偏转反射镜定位在所述光学隔离器和所述光束扩展器之间，所述第二偏转反射镜定位在F - Theta透镜和所述晶圆之间。
12.一种根据前述权利要求中的任一项所述的成组两个装置，所述两个装置彼此面对定位，以采用不同入射光束波长同时检查晶圆的两个面。
【文档编号】G01N21/94GK104169713SQ201280058849
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2012年10月9日 优先权日:2011年10月10日
【发明者】P·加斯塔尔多, F·佩尔诺 申请人:阿尔塔科技半导体公司