数字全息显微镜及使用其的检查方法和半导体制造方法技术

提供了一种能够在高分辨率下精确检查检查对象的同时执行高速检查的低成本数字全息显微镜(DHM)，一种利用DHM的检查方法和一种利用DHM制造半导体装置的方法。DHM包括：光源，其被构造为产生和输出光；分束器，其被构造为使得光入射到检查对象并且输出来自检查对象的反射光；以及检测器，其被构造为检测反射光，其中，当反射光包括干涉光时检测器产生干涉光的全息图，并且其中在从光源至检测器的路径上无透镜。

Digital holomicroscope and its inspection method and semiconductor manufacturing method

A low-cost digital holomicroscope (DHM) is provided, which can accurately inspect the inspected object at high resolution and perform high-speed inspection at the same time. A method of inspection using DHM and a method of manufacturing semiconductor device using DHM are provided. DHM includes: a light source, which is configured to generate and output light; a beam splitter, which is configured to make light incident on the inspection object and output reflected light from the inspection object; and a detector, which is configured to detect reflected light, wherein the detector generates a hologram of interference light when the reflected light includes interference light, and there is no lens in the path from the light source to the detector.

【技术实现步骤摘要】
数字全息显微镜及使用其的检查方法和半导体制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年6月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0064484的权益，该申请的公开以引用方式全文并入本文中。
本专利技术构思涉及一种检查设备和检查方法，并且更具体地说，涉及一种用于精确地检查待检查的对象上有无缺陷的检查设备和检查方法。
技术介绍
电子显微镜、椭偏仪等已用于检查例如晶圆的待检查对象上有无缺陷。其中，电子显微镜是一种利用电子束和电子透镜形成对象的放大图像的设备。电子显微镜可克服传统光学显微镜的分辨率限制，可以进行显微镜观察，因此被广泛用于晶圆检查。椭偏仪可通过分析从样品(例如，晶圆表面)反射的反射光的偏振变化来计算关于样品的信息。例如，当光从样品反射时，反射光的偏振状态根据样品材料的光学性质和样品层的厚度而改变。椭偏仪可通过测量这种偏振变化来得出关于样品的物理信息。
技术实现思路
本专利技术构思提供了一种能够在高分辨率下精确检查对象的同时执行高速检查的低成本数字全息显微镜(DHM)，一种利用DHM的检查方法和一种利用DHM制造半导体装置的方法。根据本专利技术构思的一方面，提供了一种数字全息显微镜(DHM)，该DHM包括：光源，其被构造为产生和输出光；分束器，其被构造为使得光入射到检查对象并且输出来自检查对象的反射光；以及检测器，其被构造为检测反射光，其中当反射光包括干涉光时检测器产生全息图，并且其中DHM具有从光源至检测器的无透镜路径。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种数字全息显微镜(DHM)，该DHM包括：光源，其被构造为产生和输出光；检测器，其被构造为当光垂直地入射到检查对象的上表面或者以设置的倾角入射时，检测产生的反射光；以及分析和确定单元，其被构造为分析反射光，以确定在检查对象中是否有缺陷，其中当反射光包括干涉光时检测器产生全息图并且分析和确定单元分析全息图，并且其中DHM具有从光源至检测器的无透镜路径。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种利用包括光源和检测器的数字全息显微镜(DHM)的检查方法，该检查方法包括：产生光和使光入射到检查对象；检测来自检查对象的反射光；分析反射光，以确定在检查对象中是否有缺陷；并且当反射光包括干涉光时，产生全息图和分析全息图，其中，DHM具有从光源至检测器的无透镜路径。根据本专利技术构思的另一方面，提供了一种利用包括光源和检测器的数字全息显微镜(DHM)制造半导体装置的方法，该方法包括：产生光和使光入射到检查对象；检测来自检查对象的反射光；分析反射光，以确定在检查对象中是否有缺陷；当反射光包括干涉光时，产生全息图和分析全息图；以及当在检查对象中无缺陷时，对检查对象执行半导体处理，其中，DHM具有从光源至检测器的无透镜路径。附图说明将从以下结合附图的详细说明中更清楚地理解本专利技术构思的实施例，其中：图1A是根据本专利技术构思的实施例的数字全息显微镜(DHM)的框图，并且图1B是图1A的DHM的概念图；图2A是根据本专利技术构思的实施例的DHM的框图，并且图2B至图2D是图2A的DHM的概念图；图3A和图3B是根据本专利技术构思的实施例的DHM的概念图；图4至图8是根据本专利技术构思的实施例的DHM的概念图；图9A是根据本专利技术构思的实施例的DHM的框图，并且图9B是图9A的DHM的概念图；图10至图13是根据本专利技术构思的实施例的DHM的概念图；图14是根据本专利技术构思的实施例的利用DHM的检查方法的流程图；图15A至图15D是更详细地示出在图14的检查方法中使光入射到检查对象的操作的各个实施例的流程图；以及图16是根据本专利技术构思的实施例的通过利用DHM制造半导体装置的方法的流程图。具体实施方式下文中，将参照附图详细描述本专利技术构思的实施例。相同的附图标记指代附图中的相同元件，并且将省略对其的重复描述。图1A是根据本专利技术构思的实施例的数字全息显微镜(DHM)100的框图，并且图1B是根据本专利技术构思的实施例的DHM100的概念图。参照图1A和图1B，根据本专利技术构思的实施例的DHM100可包括光源110、分束器120、检测器130、重构单元140和分析和确定单元150。光源110可为产生和输出相干光的相干光源。相干光可指导致诸如相长干涉或相消干涉的干涉的光。相长干涉表示当两个或更多个光彼此重叠时这两个或更多个光强烈合并在一起，并且相消干涉表示当两个或更多个光彼此重叠时这两个或更多个光弱合并在一起。例如，光源110可为诸如钠灯、汞灯等的非连续谱光源，并且可为单色点源。在根据实施例的DHM100中，光源110可为例如产生和输出激光的激光器。激光是在空间和时间上具有高相干性的单色光，并且激光器的示例包括诸如He-Ne激光器和CO2激光器的气体激光器、诸如红宝石激光器和YAG激光器的固体激光器和诸如GaAs激光器和InP激光器的半导体激光激光器。分束器120可使来自于光源110的光入射到待检查对象200(下文中，称作检查对象200)上，并且可朝检测器130输出从检查对象200反射的反射光。检查对象200可位于台板160上。例如，检查对象200可为包括多个半导体装置的晶圆。然而，检查对象200不限于晶圆。例如，检查对象200可为显示玻璃衬底。分束器120可透射或反射从光源110入射的光，并且使光入射到检查对象200，并且可反射或透射来自检查对象200的反射光，并且朝着检测器130输出该反射光。入射穿过分束器120的光可被检查对象200反射。当在检查对象200中有缺陷De时，光可在检查对象200的有缺陷De的部分由于缺陷De衍射和反射。在检查对象200的无缺陷De的部分中，光可按原样反射而不衍射。在图1B中，通过虚线箭头指示在有缺陷De的部分衍射和反射的光，通过实线箭头指示反射而不衍射的光。下文中，由于缺陷De衍射和反射的光被称作第一反射光R1，并且反射而不衍射的光被称作第二反射光R2。入射到有缺陷De的部分的光可被缺陷De衍射，并且该衍射光可被检查对象200反射。另外，从检查对象200反射的光也可被缺陷De衍射。因此，衍射可包括入射光通过缺陷De的衍射和反射光通过缺陷De的衍射二者。缺陷De可为检查对象200上的微粒、形成在检查对象200上的划痕等。然而，缺陷De不限于微粒或划痕。通常，缺陷De不表示所有的微粒或划痕而是尺寸超过容许范围的微粒或划痕，并且相同的概念可用于下面。缺陷De可在用于检查对象的后续处理中导致检查对象200中的缺陷。例如，当检查对象200是晶圆时，在后面用于晶圆的半导体处理中，缺陷De可导致晶圆中的半导体装置中的缺陷。因此，可通过经检查来预先检测检查对象200中的缺陷De、然后去除缺陷De或丢掉检查对象200自身，来防止检查对象200中的缺陷或省略不必要的用于检查对象的处理。第一反射光R1和第二反射光R2可在分束器120中彼此重叠以导致干涉。通过干涉导致的光(即，干涉光)可从分束器120入射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数字全息显微镜，包括：/n光源，其被构造为产生和输出光；/n分束器，其被构造为使得所述光入射到检查对象并且输出来自所述检查对象的反射光；和/n检测器，其被构造为检测所述反射光，/n其中，当所述反射光包括干涉光时所述检测器产生全息图，并且/n其中，所述数字全息显微镜具有从所述光源至所述检测器的无透镜路径。/n

【技术特征摘要】
20180604 KR 10-2018-00644841.一种数字全息显微镜，包括：
光源，其被构造为产生和输出光；
分束器，其被构造为使得所述光入射到检查对象并且输出来自所述检查对象的反射光；和
检测器，其被构造为检测所述反射光，
其中，当所述反射光包括干涉光时所述检测器产生全息图，并且
其中，所述数字全息显微镜具有从所述光源至所述检测器的无透镜路径。


2.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，其中，所述光源、所述分束器和所述检测器被布置为使得在所述检查对象的有缺陷的部分处衍射和反射的光和在所述检查对象的无缺陷的部分处反射的光彼此重叠，因此当在所述检查对象中有缺陷时产生所述干涉光。


3.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，其中，所述光源包括多波长光源，
所述检测器被构造为针对每个波长产生全息图，并且
所述数字全息显微镜还包括分光计，其被构造为通过波长将所述光分离。


4.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，其中，所述检查对象相对于所述检查对象的上表面在水平方向上移动，并且
其中，所述检测器被构造为针对所述检查对象在所述水平方向上的每个位置产生所述全息图。


5.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，其中，所述检测器相对于所述检测器的像素表面在水平方向上移动，并且
其中，所述检测器被构造为针对所述检测器在所述水平方向上的每个位置产生全息图。


6.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，其中，所述光在角在相对于所述检查对象的上表面的法线设置的一定范围内改变的同时入射，并且
其中，所述检测器被构造为针对所述光入射到所述检查对象的每个角度产生全息图。


7.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，其中，所述反射光在角在相对于所述检测器的像素表面的法线设置的一定范围内改变的同时入射，并且
其中，所述检测器被构造为针对所述反射光入射到所述检测器的每个角度产生全息图。


8.根据权利要求1所述的数字全息显微镜，还包括：
重构单元，其被构造为数字化地重构所述全息图，以产生所述检查对象的图像；以及
分析和确定单元，其被构造为分析所述反射光、所述全息图或所述图像，以确定在所述检查对象中是否有缺陷。


9.根据权利要求8所述的数字全息显微镜，其中，根据光波长、所述检查对象的位置、所述检测器的位置、光入射到所述检查对象的角度、或反射光入射到所述检测器的角度产生多个全息图，并且其中所述重构单元基于所述多个全息图产生所述检查对象的合成图像。


10.一种数字全息显微镜，包括：
光源，其被构造为产生和输出光；
检测器，其被构造为当所述光垂直地入射到检查对象的上表面或者以设置的倾角入射时，检测产生的反射光；和
分析和确定单元，其被构造为分析所述反射光以确定在所述检查对象中是否有缺陷，
其中，当所述反射光包括干涉光时所述检测器产生全息图，并且所述分析和确定单元分析所述全息图，并且
其中，所述数字全息显微镜具有从所述光源至所述检测器的无透镜路径。


11.根据权利要求10所述的数字全息显微镜，其中，所述光源和所述检测器被布置为使得在所述检查对象的有缺陷的部分处衍射和反射的光和在所述检查对象的无缺陷的部分处反射的光彼此重叠，并且因此当在所述检查对象中有缺陷时产生所述干涉光。


12.根据权利要求10所述的数字全息显微镜，还包括：
分束器，
其中，所述光垂直地入射到所述检查对象的所述上表面，并且所述分束器使得所述光入射到所述检查对象并且将所述反射光输出到所述检测器。


13.根据权利要求10所述的数字全息显微镜，其中，所述光源包括多波长光源，
所述检测器被构造为针对每个波长产生全息图，并且
所述数字全息显微镜还包括被构造为通过波长分离所述光的分光计。


14.根据权利要求10所述的数字全息显微镜，其中，所述检查对象相对于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明俊，金郁来，朴光植，崔昌勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR