表面检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种表面检测系统，包括载物台、光源、探测单元和回收单元，所述回收单元用于收集待检测物表面的镜面反射光，并将所述镜面反射光再次投射至所述待检测物表面。本发明专利技术还提供了一种表面检测方法，采用此方法进行缺陷检测时，经待检测物表面反射的光得以再次利用，提高了光能利用率的同时，对待检测物表面的再次投射也能提高检测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种。
技术介绍
在半导体集成电路或平板显示的制备工艺中，为提高产品良率，污染控制是一个至关重要的环节。掩模版、硅片或玻璃基板等在进行曝光前，都需要进行污染(包括外来颗粒、指纹、划痕、针孔等)检测。基于空间约束、成本及产率的综合考虑，集成在光刻设备中的颗粒检测装置通常采用暗场散射测量技术，例如美国专利US8634054B2、US4999510所披露的技术方案，其检测原理如图1所示。光源1提供照明光束11倾斜入射到待测表面9，如果照射区域没有颗粒，则镜面反射光13将进入吸光装置7，探测系统4检测不到光信号；当照射区域存在颗粒8时，产生的部分散射光12将进入探测系统4，根据探测到的光信号强弱来判断颗粒的大小。暗场散射测量系统可以探测远小于成像分辨率的颗粒，并且具有较高的灵敏度和对比度，但该技术面临的问题是光能利用率很低，光源1提供的光束在被反射或散射后，大量光能被吸光装置7吸收掉。另外，当被检测到的颗粒过小时，会导致散射光过弱(10微米的颗粒散射光约入射光的0.01% )，影响探测系统4的检测和判断。对此，在暗场散射测量系统中，为检测到更小尺寸的颗粒，通常的方法是增强光源能量或提高探测器的灵敏度，但如此会导致成本的升闻。
技术实现思路
针对
技术介绍
中光能利用率低，对小颗粒反应不够灵敏等问题，本专利技术提供一种，包括载物台，用于承载一待检测物，所述载物台能够带动所述待检测物移动；光源，用于投射光束至所述待检测物表面；探测单元，用于探测来自所述待检测物表面的散射光；以及回收单元，用于收集所述待检测物表面的镜面反射光，并将所述镜面反射光再次投射至所述待检测物表面。可选的，所述表面检测系统，还包括吸光单元，用于吸收所述待检测物表面检测完成后剩余的镜面反射光。可选的，所述表面检测系统还包括光调整单元，设置于所述光源与所述载物台之间，用于对所述光束进行整形、扩束及准直。可选的，所述光调整单元由多个透镜组成。可选的，所述探测单元包括:成像镜组，用于对散射光进行成像；以及探测器，连接所述成像镜组，用于分析成像以检测待测物表面的缺陷。可选的，所述缺陷为颗粒、指纹、油污、刮伤、针孔等。可选的，所述表面检测系统还包括偏振分束器，设置于所述光源与所述载物台之间，所述光源产生能通过所述偏振分束器的线偏振光，经所述回收单元再次投射至所述待检测物表面的镜面反射光经所述待检测物表面产生二次镜面反射光，所述偏振分束器将所述二次镜面反射光反射至所述吸光单元。可选的，所述回收单元包括四分之一波片及可使所述镜面光按原路返回的反射器。可选的，所述反射器为角锥棱镜。可选的，所述反射器通过凸透镜和反射镜实现将光束按原方向返回。可选的，所述反射器为平面反射镜。可选的，所述光源为线偏振激光器。可选的，所述光源包括LED光源及起偏器，用于产生线偏振光。可选的，所光源包括卤素灯光源及起偏器，用于产生线偏振光。本专利技术还提供一种表面检测系统，包括:载物台，用于承载待检测物，所述载物台能够带动所述待检测物移动；光源，用于投射光束至所述待检测物表面，形成第一照明视场；η-1个回收单元，将所述待测物表面第一次反射的镜面反射光依序进行n-1次反射以照射所述待测物表面形成第二照明视场或第二至第η照明视场，η为大于1的自然数；当η等于2时，仅形成第二照明单元，而当η大于2时，在所述待测物表面形成第二至第η照明视场；η个探测单元，用于分别探测所述η个照明视场内所述待测物表面的衍射光。可选的，所述回收单元是全反射棱镜。可选的，所述探测单元包括用于防止镜面反射光的减弱的光强测定仪和增益单元，均设置于所述探测单元的内部。可选的，所述回收单元包括反射镜和设置于所述反射镜两侧的透镜。可选的，所述表面检测系统还包括吸光单元，用于吸收所述第η个照明视场内经所述待测物表面所反射的镜面反射光。本专利技术还提供一种表面检测方法，通过所述的表面检测系统实现，其包括以下步骤:将待检测物上载到载物台；打开光源，光束投射到所述待检测物表面，探测单元收集所述待检测物表面的散射光，回收单元收集所述待检测物表面的镜面反射光，并将所述镜面反射光再次投射至所述待检测物表面；通过所述载物台的水平移动，实现所述待检测物表面不同区域的检测；所述探测单元根据探测的散射光确定缺陷的尺寸及位置信息。本专利技术提供的表面检测系统包括载物台、光源、探测单元和回收单元，所述回收单元用于收集所述待检测物表面的镜面反射光，并将所述镜面反射光再次投射至所述待检测物表面。相比于现有技术，经待检测物表面反射而被吸收的光得以再次利用，提高了光能利用率的同时，对待检测物表面的再次投射也能提高探测的灵敏度。【附图说明】图1为
技术介绍
中颗粒检测装置的示意图。图2为本专利技术第一实施例所述表面检测系统的意图。图3为本专利技术第二实施例所述表面检测系统的示意图。图4为本专利技术第二实施例中成像镜组结构的示意图。图5为本专利技术一实施例所述表面检测方法的流程图。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的表面检测系统用于对待侧物表面的缺陷进行检测，缺陷可以为待测物表面的颗粒、指纹、油污、刮伤、针孔等，以下实施例即以检测待测物表面颗粒为例详细说明本专利技术表面检测系统的运作机理。实施例一如图2所示，本实施例的表面检测系统包含光源10、载物台200、光调整单元20、偏振分束器203、回收单元30、探测单元40以及吸光单元70。载物台200用于承载待检测物90，同时载物台200还包含相应的运动机构(图中未示出)，可以实现水平移动，比如通过步进或扫描运动来实现。吸光单元70用于吸收颗粒检测完成后剩余的镜面反射光。光源10优选线偏振激光器，其可提供高质量的线偏振光101，例如能产生线偏振光的半导体激光器、光纤激光器等。光源10也可以选择其他类型光源，例如发光二极管(LEDs, light emitting d1des),卤素灯等，此时光源10还包括起偏器(图中未示出)，设置于所述光源10与所述载物台200之间，也可实现输出线偏振光101。光调整单元20设置于所述光源10与所述载物台200之间，用于提高光的质量，比如实现光束的整形、扩束及准直。光调整单元20由多个透镜组成，在本实施例中仅以其包括凸透镜201和202为示例进行图示说明，两个凸透镜的设置即可增加光的平行度，并扩宽光束。具体的透镜数量和种类本专利技术不作限制。偏振分束器203设置于所述光源10与所述载物台200之间，更具体的说是设置于光调整单元20与所述载物台200之间，所述光源10产生能通过所述偏振分束器203的线偏振光101a、101b (假设线偏振光101a、101b为S偏振光)，同时偏振分束器203能使与线偏振光101a、101b偏振方向不同的线偏振光反射，比如垂直于线偏振光101a、101b的线偏振光(P偏振光)。线偏振光101a和101b经过偏振分束器203后，入射到待检测物90的表面，对应的镜面反射光102a和102b入射到回收单元30。回收单元30包括波片301和可将光束按原方向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面检测系统，其特征在于，包括：载物台，用于承载一待检测物，所述载物台能够带动所述待检测物移动；光源，用于投射光束至所述待检测物表面；探测单元，用于探测来自所述待检测物表面的散射光；以及回收单元，用于收集所述待检测物表面的镜面反射光，并将所述镜面反射光再次投射至所述待检测物表面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏黎，徐文，王帆，
申请(专利权)人：上海微电子装备有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31