缺陷自动检测装置及用于缺陷检测的调焦方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于缺陷检测的调焦方法，包括：将待测基底置于工件台上并使所述待测基底的中心点处于检测物镜的最佳焦面；垂向测量传感器获取多个采样点的垂向高度；对所述待测基底的所有采样点进行多项式拟合，输出用于拟合基底面型的测量的所有采样点数据全部有效；根据输出的有效采样点数据拟合基底面型，实时调节检测光斑所在基底区域的垂向高度参数，或者实时调节X方向倾斜值、Y方向倾斜值以及垂向高度参数，以使所述待测基底整体置于所述检测物镜的最佳焦面。实现对多层高阶复杂基底面型的垂向控制，提高垂向控制精度。提高垂向控制精度。提高垂向控制精度。

【技术实现步骤摘要】
缺陷自动检测装置及用于缺陷检测的调焦方法


[0001]本专利技术涉及光刻设备测量
，特别涉及一种缺陷自动检测装置及用于缺陷检测的调焦方法。

技术介绍

[0002]光刻技术被广泛应用于集成电路制造工艺中。该技术通过光刻系统曝光，将掩模图形转移到光刻胶上。光刻系统最终决定集成电路的特征尺寸，其精度对光刻工艺极其重要。为获得最佳成像效果，在曝光时，涂有光刻胶的基底(如硅片)需置于最佳焦面的高度。然而，由于加工工艺等原因，基底表面并非是理想平面，其表面起伏足以影响光刻机曝光成像的质量。
[0003]光学自动检测设备是面向半导体产线应用广泛的一种重要检测设备，用于光刻、电镀、刻蚀等关键工艺步骤的缺陷检测，其可提供缺陷识别、统计、报告等功能，可提高产线对产品缺陷的管控能力，对于提升产线的工艺稳定性、提高产品良率都有着重要的意义。
[0004]线阵扫描缺陷检测设备使用线阵时间延时积分(time delay integration,TDI)扫描检测方式，通过高速的大面阵TDI相机实现超高的分辨率和产率。在对准环节，采用扫描对准的方式节约时间。在检查(Review)阶段，Review的方式采用面阵相机Review和线阵TDI相机Review两种类型，根据具体使用工况选择最优方式。在所有过程中使用闭环方式完成实时调焦。闭环实时调焦根据垂向测量传感器测量的结果实时调整工件台的垂向参数，实现最佳焦面的实时闭环控制。
[0005]但是，由于基底面型变化较大，光斑的不同部分同一时刻在基底上的不同区域之间的高度不一，或者光斑的同一部分在不同时刻在基底上的不同区域的高度不一，导致仅按照基底上某一时刻的某一区域决定检测过程的最佳焦面，导致拍出的检测图片变糊。另一方面，若直接使用全部采样点进行基底面型拟合，导致采样点中Z向高度值过大或者过小的无效数据也被使用，尤其是后道多层工艺基底检查时，导致需要拟合层的面型差。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种缺陷自动检测装置及用于缺陷检测的调焦方法，以解决待测基底检测图片变糊以及拟合层的面型差的问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于缺陷检测的调焦方法，包括：
[0008]将待测基底置于距检测物镜预定距离的平面；
[0009]所述待测基底沿着X方向或Y方向以预定距离运动，垂向测量传感器对所述待测基底的整个基底面型进行测量，获取多个采样点的垂向高度；
[0010]对所述待测基底的所有采样点进行多项式拟合，计算采样点的垂向高度与拟合的基底面型相同位置处垂向高度的拟合残差并判断拟合残差是否小于预设阈值；若拟合残差小于等于预设阈值，则判定采样点的测量数据有效；若拟合残差大于预设阈值，则进行滤波处理且迭代判断直至用于拟合基底面型的测量的所有采样点数据全部有效；
[0011]根据输出的有效采样点数据拟合基底面型，实时调节检测光斑所在基底区域的垂向高度参数，或者实时调节X方向倾斜值，或者Y方向倾斜值以及垂向高度参数，以使所述待测基底的实时被测基底区域置于所述检测物镜的最佳焦面。
[0012]可选的，所述滤波处理，包括：
[0013]若拟合残差小于或者等于滤波预设阈值，则判定采样点有效，并记录保存所述采样点数据；
[0014]若拟合残差大于滤波预设阈值，则判定采样点无效，并删除所述采样点数据。
[0015]可选的，重新对记录保存的有效的采样点进行拟合滤波并判断迭代次数；若迭代次数大于预设次数，则报错提醒，并增加测量采样点；若迭代次数小于或者等于预设次数，则统计有效采样点相对于所有采样点的损失百分比，当损失百分比超过约束百分比时，则报错提醒，并增加测量采样点。
[0016]可选的，将待测基底置于距检测物镜预定距离的平面的步骤中，包括将待测基底置于工件台上并使所述待测基底的中心点处于检测物镜的最佳焦面。
[0017]可选的，所述工件台带动所述待测基底沿着X方向或者Y方向以预定距离步进运动。
[0018]可选的，根据输出的有效采样点拟合基底面型，通过测量模型计算输出所述基底面型的X方向倾斜量、Y方向倾斜量及拟合残差的波形分布图，并根据拟合结果统计所述垂向高度参数。
[0019]可选的，将所述垂向测量传感器的设定值与实时测量值的差值下发至一工件台垂向控制机构，通过所述工件台垂向控制机构实时闭环调整所述工件台的垂向高度。
[0020]可选的，用于拟合基底面型的测量数据全部有效之后，对所有有效采样点进行N阶多项式拟合，获得所述所有有效采样点的垂向高度拟合值，其中，N为≥1的整数。
[0021]可选的，将所述所有有效采样点的垂向高度拟合值与工件台的初始最佳焦面高度值的差值下发给工件台垂向控制机构，通过所述工件台垂向控制机构调整工件台的垂向高度。
[0022]可选的，将所述采样点的垂向高度拟合值与初始最佳焦面高度值的差值下发给光学系统工件台垂向控制机构，通过所述光学系统垂向控制机构调整光学系统的垂向高度。
[0023]可选的，判断拟合残差是否小于预设阈值的步骤中，采用所述拟合残差的三倍方差进行判断。
[0024]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种缺陷自动检测装置，用于执行上述所述的用于缺陷检测的调焦方法，包括：
[0025]工件台，用于承载待测基底；
[0026]光学系统，所述光学系统包括检测物镜，用于发出光斑；
[0027]垂向测量传感器，用于测量所述待测基底的垂向高度；
[0028]调整结构，用于调节所述工件台或所述检测物镜移动；
[0029]控制单元，用于接收所述垂向测量传感器测量的采样点数据并对所述待测基底的所有采样点进行多项式拟合，计算采样点的垂向高度与拟合的基底面型相同位置处垂向高度的拟合残差并判断拟合残差是否小于预设阈值；若拟合残差小于等于预设阈值，则判定采样点的测量数据有效；若拟合残差大于预设阈值，则进行滤波处理且迭代判断直至用于
拟合基底面型的测量的所有采样点数据全部有效；根据输出的有效采样点数据拟合基底面型，实时调节检测光斑所在基底区域的垂向高度参数，或者实时调节X方向倾斜值，或者Y方向倾斜值以及垂向高度参数，以使所述待测基底的实时被测基底区域置于所述检测物镜的最佳焦面。
[0030]可选的，所述调整结构包括：
[0031]Rz旋转台，位于所述工件台下方，用于调整所述工件台的倾斜度；
[0032]工件台水平向控制机构，位于所述Rz旋转台下方，用于控制所述工件台的X方向的运动和Y方向的运动；
[0033]垂向控制机构，所述垂向控制机构用于控制所述工件台或者光学系统进行垂向运动；。
[0034]可选的，所述垂向控制机构包括工件台垂向控制机构，位于所述Rz旋转台和所述工件台水平向控制机构之间，所述工件台垂向控制机构用于控制所述工件台进行垂向运动或Rx方向运动以及Ry方向运动。
[0035]可选的，所述垂向控制机构包括光学系统垂向控制机构，位于所述垂向测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，包括：将待测基底置于距检测物镜预定距离的平面；所述待测基底沿着X方向或Y方向以预定距离运动，垂向测量传感器对所述待测基底的整个基底面型进行测量，获取多个采样点的垂向高度；对所述待测基底的所有采样点进行多项式拟合，计算采样点的垂向高度与拟合的基底面型相同位置处垂向高度的拟合残差并判断拟合残差是否小于预设阈值；若拟合残差小于等于预设阈值，则判定采样点的测量数据有效；若拟合残差大于预设阈值，则进行滤波处理且迭代判断直至用于拟合基底面型的测量的所有采样点数据全部有效；根据输出的有效采样点数据拟合基底面型，实时调节检测光斑所在基底区域的垂向高度参数，或者实时调节X方向倾斜值，或者Y方向倾斜值以及垂向高度参数，以使所述待测基底的实时被测基底区域置于所述检测物镜的最佳焦面。2.如权利要求1所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，所述滤波处理，包括：若拟合残差小于或者等于滤波预设阈值，则判定采样点有效，并记录保存所述采样点数据；若拟合残差大于滤波预设阈值，则判定采样点无效，并删除所述采样点数据。3.如权利要求2所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，重新对记录保存的有效的采样点进行拟合滤波并判断迭代次数；若迭代次数大于预设次数，则报错提醒，并增加测量采样点；若迭代次数小于或者等于预设次数，则统计有效采样点相对于所有采样点的损失百分比，当损失百分比超过约束百分比时，则报错提醒，并增加测量采样点。4.如权利要求1所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，将待测基底置于距检测物镜预定距离的平面的步骤中，包括将待测基底置于工件台上并使所述待测基底的中心点处于检测物镜的最佳焦面。5.如权利要求4所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，所述工件台带动所述待测基底沿着X方向或者Y方向以预定距离步进运动。6.如权利要求5所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，根据输出的有效采样点拟合基底面型，通过测量模型计算输出所述基底面型的X方向倾斜值、Y方向倾斜值及拟合残差的波形分布图，并根据拟合结果统计所述垂向高度参数。7.如权利要求6所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，将所述垂向测量传感器的设定值与实时测量值的差值下发至一工件台垂向控制机构，通过所述工件台垂向控制机构实时闭环调整所述工件台的垂向高度。8.如权利要求7所述的用于缺陷检测的调焦方法，其特征在于，将所述所有有效采样点的垂向高度拟合值与工件台的初始最佳焦面高度值的差值下发给工件台垂向控制机构，通过所述工件台垂向控制机构调整所述工...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志刚，魏礼俊，周许超，张记晨，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：