CN110579478B - 执行检验和计量处理的设备和方法 - Google Patents

执行检验和计量处理的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110579478B
CN110579478B CN201910417361.9A CN201910417361A CN110579478B CN 110579478 B CN110579478 B CN 110579478B CN 201910417361 A CN201910417361 A CN 201910417361A CN 110579478 B CN110579478 B CN 110579478B
Authority
CN
China
Prior art keywords
illumination
substrate
illumination light
objective lens
image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910417361.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110579478A (zh
Inventor
金洸秀
朴永圭
张城豪
田炳焕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of CN110579478A publication Critical patent/CN110579478A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110579478B publication Critical patent/CN110579478B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/7065—Defects, e.g. optical inspection of patterned layer for defects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0616—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating
    • G01B11/0625—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection
    • G01B11/0633—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material of coating with measurement of absorption or reflection using one or more discrete wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/255—Details, e.g. use of specially adapted sources, lighting or optical systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/0016—Technical microscopes, e.g. for inspection or measuring in industrial production processes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/06—Means for illuminating specimens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70141—Illumination system adjustment, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of illumination system
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/314—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths
    • G01N2021/3166—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry with comparison of measurements at specific and non-specific wavelengths using separate detectors and filters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N2021/8411—Application to online plant, process monitoring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

公开了一种执行检验和计量处理的设备和方法。所述设备可包括：工作台，其被被配置为在其上装载基板；传感器，其位于工作台上；物镜，其位于传感器和工作台之间；光源，其产生将通过物镜被发送到基板的照明光；第一带滤波部件，其位于光源和物镜之间，以将照明光的波长控制在第一带宽内；以及第二带滤波部件，其位于光源和物镜之间，以将照明光的波长控制在第二带宽内，第二带宽小于第一带宽。

Description

执行检验和计量处理的设备和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请NO.10-2018-0066385的优先权，该申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本公开涉及一种执行检验和计量处理的设备和方法，具体地，涉及一种在制造半导体器件的过程中使用的检验/计量设备，以及使用该设备检验和测量半导体器件的方法。
背景技术
半导体器件可以是各种信息与通信仪器的关键组成部分。随着信息与通信技术的飞速发展，对高性能并且高密度的半导体器件的需求不断增加。
在许多情况下，通过精确控制的制造工艺来帮助半导体器件的生产。这种精确控制的制造工艺可被用于生产包括大量精细图案的半导体器件。在这种工艺期间，检验设备可被用于检验精细图案，并且测量设备可被用于测量精细图案的宽度或厚度。然而，检验设备和测量设备两者可能占用制造线中的大量空间，这可能增加成本，并降低制造工艺的效率。
发明内容
本发明构思的一些实施例提供一种检验/计量设备和使用该设备的检验/计量方法，该检验/计量设备被配置为对基板执行缺陷检验处理和表面计量处理两者。
根据本发明构思的一些实施例，一种检验/计量设备可包括：工作台，其被配置为在其上装载基板；传感器，其被设置在工作台上；物镜，被设置在传感器和工作台之间；至少一个光源，其产生照明光，所述照明光将通过物镜被发送到基板；第一带滤波部件，其被设置在所述至少一个光源和物镜之间，并被配置为将所述照明光的波长控制在第一带宽内，使得传感器获取基板的宽带图像；以及第二带滤波部件，其被设置在所述至少一个光源和物镜之间，并被配置为将所述照明光的波长控制在第二带宽内，使得传感器获取基板的窄带图像，第二带宽小于第一带宽。
根据本发明构思的一些实施例，一种检验/计量设备可包括：工作台，其被配置为在其上装载基板；物镜，其被设置在工作台上；图像传感器，其被设置在物镜上；目镜，其被设置在图像传感器和物镜之间，以允许基板的图像在图像传感器上成像；第一照明光源，其被配置为向基板上提供第一照明光，使得图像传感器获取基板的宽带图像，第一照明光具有第一带宽；以及第二照明光源，其被配置为向基板上提供第二照明光，使得图像传感器获取基板的窄带图像，第二照明光具有小于第一带宽的第二带宽。
根据本发明构思的一些实施例，一种检验/计量方法可包括：检查基板的位置；确定是否需要对基板执行缺陷检验处理；在需要缺陷检验处理时，向基板提供第一带宽的照明光，以获取基板的宽带图像；确定是否需要对基板执行表面计量处理；以及在需要表面计量处理时，向基板提供第二带宽的照明光，以获取多个窄带图像，第二带宽小于第一带宽。
根据本发明构思的一些实施例，一种检验/计量方法可包括：选择被配置用于宽带成像的第一带滤波部件；通过第一带滤波部件向基板上提供第一带宽的照明光，并将第一带宽的照明光从基板提供到图像传感器，以获取基板的宽带图像；选择被配置用于窄带成像的第二带滤波部件；以及通过第二带滤波部件向基板上提供第二带宽的照明光，并将第二带宽的照明光从基板提供到图像传感器，以获取多个窄带图像，第二带宽小于第一带宽。
附图说明
根据以下结合附图的简要说明将更加清楚地理解示例实施例。附图表示本文中所述的非限制性的示例实施例。
图1是示意性地示出半导体器件制造***的框图，该半导体器件制造***中提供了根据本发明构思的一些实施例的检验/计量设备。
图2是示出根据本发明构思的一些实施例的图1的检验/计量设备的示例的示图。
图3是示出根据本发明构思的一些实施例的通过使用图2的第一反射光获取的宽带图像的示图。
图4和图5是示出根据本发明构思的一些实施例的图2的成像设备、第一照明设备和第二照明设备的示例的示图。
图6是示出根据本发明构思的一些实施例的通过使用图2的第二反射光获取的第一窄带图像到第四窄带图像的示图。
图7是示出根据本发明构思的一些实施例的从图6的第一窄带图像到第四窄带图像获取的第一光谱和第二光谱的曲线。
图8是示出根据本发明构思的一些实施例的使用图2的检验/计量设备的检验/计量方法的示例的流程图。
图9是示出根据本发明构思的一些实施例的图3的缺陷图像的示图。
图10是示出根据本发明构思的一些实施例的使用图2的检验/计量设备的检验/计量方法的示例的流程图。
图11是示例性地示出根据本发明构思的一些实施例的如图10所示的在表面计量处理之前执行缺陷检验处理的方法的流程图。
图12是示例性地示出根据本发明构思的一些实施例的如图10所示的在缺陷检验处理之前执行表面计量处理的方法的流程图。
图13和图14是示出根据本发明构思的一些实施例的图1的检验/计量设备的示例的示图。
图15和图16是示出根据本发明构思的一些实施例的图1的检验/计量设备的示例的示图。
图17是示出根据本发明构思的一些实施例的使用图15和图16的检验/计量设备执行的检验/计量方法的流程图。
具体实施方式
根据本公开中描述的实施例，单个成像设备(即，检验/计量设备)可被配置为作为用于半导体制造工艺的检验设备和测量设备两者来进行操作。
检验功能被用于检验半导体器件的精细图案。例如，检验设备可被用于检查在基板上是否形成有缺陷(例如，颗粒缺陷、短路缺陷和线切缺陷)。检验功能可被配置为向操作者提供宽带图像，该宽带图像中包括缺陷图像信息。可由操作者分析宽带图像中的缺陷图像信息。
测量功能(可用作光谱椭偏仪或光谱反射仪)被用于测量精细图案的宽度或厚度。测量功能可被配置为分析照明光的光谱，并且分析出的光谱可被用于获取关于精细图案的几何特征的信息。
图1是示意性地示出半导体器件制造***1的框图，该半导体器件制造***中提供了根据本发明构思的一些实施例的检验/计量设备20。
参照图1，半导体器件制造***1可包括单元处理***10和检验/计量设备20。单元处理***10可被配置为对基板W(例如，参见图2)执行多个单元处理。单元处理可包括例如膜沉积工艺、光刻工艺、蚀刻工艺和清洁工艺。在特定的实施例中，单元处理可包括扩散工艺、热处理工艺和离子注入工艺中的至少一个。检验/计量设备20可被用于对基板W执行检验处理和计量处理。例如，可执行检验处理以检查在基板W上是否发生缺陷失效(例如，颗粒缺陷、电短路缺陷或线切缺陷)。可执行计量处理以测量基板W的表面特性(例如，临界尺寸(CD)、薄膜厚度、或线宽)。
在一些实施例中，可在制造线中布置单元处理***10和检验/计量设备20。在制造线上单元处理***10可被放置在检验/计量设备20前面。单元处理***10可包括例如膜沉积***12、光刻***14、蚀刻***16和清洁***18。膜沉积***12可被用于在基板W上形成薄膜。光刻***14可被用于在基板W或薄膜上形成光刻胶图案。蚀刻***16可被用于使用光刻胶图案作为蚀刻掩模来对基板W或薄膜进行蚀刻。清洁***18可被用于清洁基板W。在特定的实施例中，单元处理***10可包括扩散***、热处理***或离子注入***中的至少一个。
检验/计量设备20可被放置在单元处理***10的后面。当完成单元处理中的一个或全部时，检验/计量设备20可被用于检验和测量基板W的上表面。在特定的实施例中，检验/计量设备20可设置在单元处理***10的各组件之间。例如，检验/计量设备20还可设置在膜沉积***12和光刻***14之间以及光刻***14和蚀刻***16之间。检验/计量设备20可用于检查单元处理是否被正常执行。在一些实施例中，检验/计量设备20可被配置为获取关于单元处理的结果的信息。
图2示出图1的检验/计量设备20的示例。
参照图2，检验/计量设备20可包括相互结合的光学检验装置(例如，明视场显微镜***)和光学计量装置(例如，光谱椭偏仪或光谱反射仪)。在一些实施例中，检验/计量设备20可包括工作台30、物镜32、图像传感器40、成像光学***50、第一照明光源60、第一照明光学***70、第二照明光源80、第二照明光学***90和控制单元100。
工作台30可被用于在其上装载基板W。控制单元100可控制工作台30改变基板W的位置。在对基板W进行检验和计量处理期间，工作台30可在与基板W的上表面平行的一个或更多个方向(例如，x方向或y方向)上是可移动的。
物镜32可被设置在工作台30上。物镜32可被配置为向图像传感器40提供基板W的放大图像。在一些实施例中，物镜32可具有例如约0.92的数值孔径(NA)。在其他的实施例中，可使用其他NA值。
图像传感器40可设置在物镜32上。图像传感器40可被放置在由基板W反射的第一反射光65和第二反射光85的光轴101上。在一些实施例中，成像光学***50的光轴101可与第三方向(例如，与基板W的上表面垂直的z方向)平行。图像传感器40可被配置为从第一反射光65和第二反射光85产生基板W的图像。图像传感器40可包括电荷耦合器件(CCD)图像传感器或互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器，或任何其他适合的传感器。尽管未示出，但图像传感器40可包括以矩阵形状布置的多个像素。
在一些情况下，图像传感器40的分辨距离R可与物镜32的NA值成反比，并可与第一反射光65和第二反射光85的波长λ成正比；即，R＝Kλ/NA，其中K＝0.5。在第一反射光65和第二反射光85具有约200nm的波长λ并且物镜32具有约0.92的数值孔径(NA)的情况下，图像传感器40可具有小于约108nm的分辨距离。
此外，图像传感器40的灵敏度可等于通过物镜32入射到基板W的第一照明光63和第二照明光83的入射角θ，入射角θ由公式θ＝sin-1(NA/n)给定，其中，NA是物镜32的数值孔径，n是空气的折射率(例如，约1)，以及θ是入射角。在物镜32的数值孔径(NA)为0.92的情况下，第一照明光63和第二照明光83的入射角(θ)中的每一个以及图像传感器40的灵敏度可为或约为66.66°。
成像光学***50可被放置在物镜32和图像传感器40之间。这里，例如成像光学***50中的术语‘成像’被用于与第一照明光学***70和第二照明光学***90中的术语‘照明’进行区分。具体地，术语‘成像’被用于指示所讨论的元件是构成成像光学***50的元件中的一个。在一些实施例中，成像光学***50可包括成像替续透镜51、成像偏振器52、成像光圈53和目镜54。成像替续透镜(imaging relay lenses)51可被配置为控制物镜32和目镜54之间的距离。成像偏振器52可被放置在成像替续透镜51和成像传感器40之间。成像偏振器52可被配置为在第一反射光65和第二反射光85中的每一个穿过成像偏振器52时改变第一反射光65和第二反射光85中的每一个的偏振状态。例如，第一反射光65和第二反射光85可被成像偏振器52线性地或椭圆地偏振。
成像光圈53可被放置在成像偏振器52和图像传感器40之间。第一反射光65和第二反射光85可穿过成像光圈53。成像光圈53可被用于限定第一反射光65和第二反射光85中的每一个的波束大小。在一些实施例中，成像光圈53可包括第一隔板55以及在第一隔板55中形成的第一成像孔56和第二成像孔57。
第一隔板55可包括黑色圆形膜。第一隔板55可被配置为吸收第一反射光65和第二反射光85的至少一部分。第一成像孔56和第二成像孔57可在第一隔板55中彼此间隔开。例如，当在第一方向x上观看时，第一成像孔56可被放置在第一隔板55的左侧区域中，并且第二成像孔57可被放置在第一隔板55的右侧区域中。
然而，本发明构思不限于该示例，第一成像孔56和第二成像孔57的位置可被改变。第一成像孔56可被形成为允许第一反射光65穿过第一成像孔56，并且第二成像孔57可被形成为允许第二反射光85穿过第二成像孔57。第一成像孔56和第二成像孔57可被用于确定第一反射光65和第二反射光85的波束大小。
目镜54可被放置在成像光圈53和图像传感器40之间。目镜54可被配置为向图像传感器40提供第一反射光65和第二反射光85以使用图像传感器40获取基板W的图像。目镜54可包括镜筒透镜。可通过将物镜32的放大倍率乘以目镜54的放大倍率来计算基板W的图像的放大倍率。
第一照明光源60可靠近物镜32放置。当未向基板W提供第二照明光83时，第一照明光源60可被配置为向基板W提供第一照明光63。第一照明光63可从基板W反射以形成第一反射光65。第一照明光63可具有与第一反射光65的波长相同的波长。在一些实施例中，第一照明光源60可包括第一光源62和第一带滤波部件64。
第一光源62可被配置为产生第一源光61。例如，第一光源62可包括氙等离子灯或紫外光激光产生器。
第一带滤波部件64可被放置在从第一光源62向物镜32提供的第一照明光63的光轴102上。第一照明光63的光轴102可与第一方向x平行。第一带滤波部件64可包括例如光学滤波器。第一带滤波部件64可被配置为允许第一源光61的一部分穿过，第一源光61穿过第一带滤波部件64的部分可被用作第一照明光63。
第一照明光63可具有第一波长带。例如，第一波长带的范围为从约260nm到约360nm，并且第一波长带可具有约100nm的带宽。这里，波长带可被定义为从最小波长到最大波长的波长范围，并且带宽可被定义为最大波长和最小波长之间的差。然而，本发明构思不限于该示例。第一波长带可选择为具有从约100nm到约200nm的波长范围并具有约30nm至100nm的带宽。
第一照明光学***70可被放置在第一带滤波部件64和物镜32之间。第一照明光学***70可被配置为向物镜32发送第一照明光63。这里，例如第一照明光学***70中的术语‘照明’被用于指示所讨论的元件是构成第一照明光学***70或第二照明光学***90的元件中的一个。在一些实施例中，第一照明光学***70可包括第一棒形透镜71、第一准直透镜72、第一照明光圈73、第一照明替续透镜74、第一照明偏振器75和第一分束器76。第一棒形透镜71可被配置为向准直透镜72发送第一照明光63。第一准直透镜72可被配置为向第一照明光圈73发送第一照明光63。
第一照明光圈73可被用于限定第一照明光63的波束大小。例如，第一照明光圈73可包括第二隔板77和在第二隔板77中形成的第一照明孔78。第二隔板77可被配置为具有与第一隔板55的技术特征相似的技术特征。第二隔板77可包括黑色圆形膜。第一照明孔78可具有圆形形状。然而，本发明构思不限于该示例，并且第一照明孔78可具有多边形的(例如，三角形的、四角形的、五边形的、六边形的、八边形的)形状或环形。
在第一照明孔78和第一成像孔56具有相同的形状和相同的布置结构的情况下，第一照明光63和第一反射光65可具有相同的波束大小。这能够提高光传输效率。如果第一成像孔56被放置在第一隔板55的特定区域(例如，左侧区域)中，则第一照明孔78也可被放置在第二隔板77的对应区域(例如，左侧区域)中。如果第一成像孔56被放置在第一隔板55的对面区域(例如，右侧区域)中，则第一照明孔78也可被放置在第二隔板77的对面区域(例如，右侧区域)中。
第一照明替续透镜74可被放置在第一照明光圈73和物镜32之间。第一照明替续透镜74可被配置为控制第一照明光源60和物镜32之间的距离。第一照明偏振器75可被放置在第一照明替续透镜74之间。
第一照明偏振器75可被配置为改变第一照明光63的偏振状态。第一照明偏振器75可具有与成像偏振器52的技术特征相似的技术特征。第一照明光63的偏振状态和偏振方向可与第一反射光65的偏振状态和偏振方向相同。例如，如果第一照明光63被线性地偏振，则第一反射光65也可被线性地偏振。如果第一照明光63被椭圆地偏振，则第一反射光65也可被椭圆地偏振。
第一分束器76可被放置在第一照明替续透镜74和物镜32之间。此外，第一分束器76可被放置在物镜32和成像替续透镜51之间。第一分束器76可被配置为向物镜32提供第一照明光63。第一照明光63可通过物镜32入射到基板W上。第一照明光63可从基板W反射以形成第一反射光65。第一反射光65可通过物镜32、第一分束器76和成像光学***50被提供到图像传感器40。
图3示出通过使用图2的第一反射光65获取的宽带图像110。
参照图3，在控制单元100中，由图像传感器40获取的第一反射光65可被用于产生基板W的宽带图像110。宽带图像110可以是检验图像。在一些实施例中，可在宽带图像110中存在缺陷图像112。在基板W上形成颗粒缺陷、短路缺陷或线切缺陷时可产生缺陷图像112。即，在控制单元100中，可分析宽带图像110和缺陷图像112以检查或检验基板W上是否存在缺陷。
返回参照图2，当未向基板W提供第一照明光63时，第二照明光源80可向基板W提供第二照明光83。在一些实施例中，控制单元100可使用第二照明光83测量基板W的表面特性以在不改变基板W的位置的情况下完成检验处理。在一些实施例中，第二照明光源80可包括第二光源82和第二带滤波部件84。第二光源82可被配置为产生第二源光81。第二光源82可与第一光源62相同。
第二带滤波部件84可被放置在从第二光源82向第二照明光学***90提供的第二照明光83的光轴102上。第二照明光83的光轴102可与第一方向x平行。第二带滤波部件84可包括单色器。第二带滤波部件84可被配置为从第二源光81中提取第二照明光83。第二带滤波部件84可包括例如棱镜86和狭缝结构88。棱镜86可被配置为获取第二源光81的光谱。
狭缝结构88可具有狭缝87。狭缝87可被配置为选择性地发送第二源光81的光谱的一部分并产生第二照明光83。第二照明光83可具有在第一波长带内的多个第二波长带。第二波长带中的每一个的第二照明光83可具有比第一带宽更小的第二带宽。例如，如果第一带宽为约100nm，则第二带宽为约20nm。第二照明光83的第二波长带可以是240nm至260nm、260nm至280nm、280nm至300nm和300nm至320nm的波长范围。即，第二带滤波部件84可被配置为允许第二照明光83具有比第一照明光63的第一带宽更窄的第二带宽。
第二照明光学***90可被放置在狭缝结构88和物镜32之间。第二照明光学***90可被配置为向物镜32发送第二照明光83。在一些实施例中，第二照明光学***90可包括第二棒形透镜91、第二准直透镜92、第二照明光圈93、第二照明替续透镜94、第二照明偏振器95和第二分束器96。第二棒形透镜91可被配置为向第二准直透镜92发送第二照明光83。第二准直透镜92可被配置为向第二照明光圈93提供第二照明光83。
第二照明光圈93可被用于限定第二照明光83的波束大小。例如，第二照明光圈93可包括第三隔板97和在第三隔板97上形成的第二照明孔98。第三隔板97可与第一隔板55和第二隔板77相同。第三隔板97可包括黑色圆形膜。第二照明孔98可具有圆形形状。然而，本发明构思不限于此，并且第二照明孔98的形状可不同地改变。在第二照明孔98和第二成像孔57具有相同的形状和相同的布置结构的情况下，第二照明光83和第二反射光85可具有相同的波束大小。这能够提高光传输效率。
在使用光谱倾斜光学***的计量处理中，如果第二成像孔57被放置在第一隔板55的对侧(例如，右侧)，则第二照明孔98也可被放置在第三隔板97的对面区域(例如，右侧区域)中。如果第二成像孔57被放置在第一隔板55的区域(例如，左侧区域)中，则第二照明孔98也可被放置在第三隔板97的区域(例如，左侧区域)中。
因此，根据本公开，检验/计量设备20可选择被配置用于宽带成像的第一带滤波部件64。然后，检验/计量设备20可通过第一带滤波部件64向基板W上提供具有第一带宽的第一照明光63，并可从基板W向图像传感器40提供第一反射光65以获取基板的宽带图像。
随后，同一检验/计量设备20可选择被配置用于窄带成像的第二带滤波部件84。然后，检验/计量设备20可通过第二带滤波部件84向基板W上提供具有比第一带宽更小的第二带宽的第二照明光83，并可从基板W向图像传感器40提供第二反射光85以获取一个或更多个窄带图像。
如图2所示，在一些实施例中，第一照明光63和第二照明光83可穿过不同的照明光学***(例如，分别穿过第一照明光学***70和第二照明光学***90)。然而，如下面参照图13到图16更详细的描述，在一些实施例中，可以利用同一照明光学***一起使用两个带滤波部件。
图4示出图2的成像光圈53、第一照明光圈73和第二照明光圈93的示例。
参照图4，在使用光谱垂直光学***的计量处理中，成像光圈53、第一照明光圈73和第二照明光圈93可具有相同形状和相同的布置结构。在一些实施例中，成像光圈53、第一照明光圈73和第二照明光圈93可分别包括第一中心孔59、第二中心孔79和第三中心孔99，第一中心孔59、第二中心孔79和第三中心孔99被设置在第一隔板55、第二隔板77和第三隔板97各自的中心处。第一中心孔59、第二中心孔79和第三中心孔99中的全部可具有相同的形状和相同的大小。
图5示出图2的成像光圈53、第一照明光圈73和第二照明光圈93的示例。
参照图5，在使用光谱垂直光学***的计量处理中，成像光圈53、第一照明光圈73和第二照明光圈93可分别包括设置在第一隔板55、第二隔板77和第三隔板97的边缘处的第一边缘孔59a、第二边缘孔79a和第三边缘孔99a。第一边缘孔59a、第二边缘孔79a和第三边缘孔99a可具有相同的形状和相同的大小。例如，第一边缘孔59a、第二边缘孔79a和第三边缘孔99a中的全部可成形如环形。
返回参照图2，第二照明替续透镜94可被设置在第二照明光圈93和物镜32之间。第二照明替续透镜94可被配置为调整第二照明光源80和物镜32之间的距离。第二照明偏振器95可被设置在第二照明替续透镜94之间。
第二照明偏振器95可被配置为改变第二照明光83的偏振状态。第二照明偏振器95可被配置为具有与成像偏振器52的技术特征相似的技术特征。第二照明光83的偏振状态和偏振方向可与第二反射光85的偏振状态和偏振方向相同。
第二分束器96可被放置在第二照明替续透镜94和物镜32之间。此外，第二分束器96可被放置在物镜32和成像替续透镜51之间。第二分束器96可被设置为与第一分束器76交叉。物镜32可被配置为向基板W提供第二照明光83。在一些实施例中，第一照明光63和第二照明光83的入射方向可彼此相反。第二照明光83可从基板W反射以形成第二反射光85。第二反射光85可通过物镜32和成像光学***50被提供到图像传感器40。
图6示出通过使用图2的第二反射光85获取的第一窄带图像122到第四窄带图像128。
参照图6，由图像传感器40获取的第二反射光85可在控制单元100中被用作第一窄带图像122到第四窄带图像128。第一窄带图像122可从波长带范围为约240nm到约260nm的第二反射光85获取。第二窄带图像124、第三窄带图像126和第四窄带图像128可从具有约260nm至280nm、约280nm至300nm和约300nm至320nm的波长带的第二反射光85获取。在第一窄带图像122到第四窄带图像128中，强度和/或亮度可在不同的位置发生变化。
图7示出从图6的第一窄带图像122到第四窄带图像128获取的第一光谱132和第二光谱134。
参照图7，控制单元100可分析第一窄带图像122到第四窄带图像128以获取第一光谱132和第二光谱134。第一光谱132可与在第一窄带图像122到第四窄带图像128中的每一个的第一像素P1处获取的第二反射光85的强度对应。类似地，第二光谱134可与在第一窄带图像122到第四窄带图像128中的每一个的第二像素P2处获取的第二反射光85的强度对应。
控制单元100可分析第一光谱132和第二光谱134以计算并测量关于基板W的表面特性(例如，膜厚度和图案宽度)的信息。在检验/计量方法的以下描述中，将更详细地描述计算表面特性的方法。在控制单元100的控制下，可对基板W的特定点执行缺陷检验处理，然后，可执行表面计量处理以测量基板W的表面特性，而无需改变已检验的基板W的位置。
检验/计量设备20可用于执行以下检验/计量方法。
图8是示出使用图2的检验/计量设备20的检验/计量方法的示例的流程图。
参照图8，检验/计量方法可包括检查基板W的位置(在S10中)、确定是否需要对基板W执行缺陷检验处理(在S20中)、获取宽带图像110(在S30中)、获取缺陷图像112(在S40中)、确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)、获取窄带图像(在S60中)、获取光谱(在S70中)、以及获取关于基板W的表面特性的信息(在S80中)。
首先，如果基板W被装载在工作台30上，则控制单元100可检测基板W的位置(在S10中)。
接下来，控制单元100可确定是否需要对基板W执行缺陷检验处理(在S20中)。
如果需要对基板W进行缺陷检验处理，则控制单元100可使用第一照明光源60和图像传感器40来获取宽带图像110(在S30中)。如果由第一照明光源60产生的第一照明光63被提供到基板W上，则第一照明光63可被基板W反射以形成第一反射光65，并且第一反射光65可由图像传感器40接收并可在控制单元100中被用作宽带图像110。第一反射光65可具有第一波长带和第一带宽。宽带图像110可具有缺陷图像112。如果不需要对基板进行缺陷检验处理，则控制单元100可确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)。
图9示出图3的缺陷图像112。
参照图8和图9，控制单元100可从宽带图像110获取缺陷图像112(在S40中)。例如，在控制单元100中，可将宽带图像110与参考图像(未示出)进行比较以获取缺陷图像112，从缺陷图像112中移除了宽带图像110的背景图像。参考图像可以是预先存储的参考检验图像。在特定的实施例中，参考图像可以是在基板W的另一区域处获取的参考检验图像。如果针对基板W的所选区域的检验处理完成，则可不再向基板W提供第一照明光63。
其后，控制单元100可确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)。
如果需要对基板W的表面特性进行计量和/或测量，则控制单元100可使用第二照明光源80和图像传感器40获取窄带图像(在S60中)。如果由第二照明光源80产生的第二照明光83被提供到基板W上，则第二照明光83可被基板W反射以形成第二反射光85，并且第二反射光85可由图像传感器40接收并且可在控制单元100中被用作窄带图像。窄带图像可包括第一窄带图像122到第四窄带图像128。第一窄带图像122到第四窄带图像128可以是分别在第二反射光85的第二波长带处获取的图像。如果不需要对基板W的表面特性进行计量，则控制单元100可终止对基板W的所选区域进行检验/计量处理。
接下来，控制单元100可分析窄带图像中的每一个中的像素的亮度强度以获取光谱(在S70中)。光谱可从基板W的每个点获取。在光谱是图7的第一光谱132和第二光谱134的情况下，可从基板W的与第一像素P1和第二像素P2对应的点测量第一光谱132和第二光谱134。
其后，控制单元100可分析光谱以获取关于基板W的表面特性的信息(在S80中)。例如，控制单元100可将该光谱与参考光谱进行比较以获取关于基板W的表面特性的信息。这里，可将参考光谱制备为包括关于基板W的表面特性的信息。在控制单元100中，针对每个像素，可提取关于与该光谱相关联(或，类似)的参考光谱的信息以获取关于基板W的表面特性的信息。如果对基板W的所选区域的检验处理完成，则不再向基板W提供第二照明光83。
尽管未示出，但工作台30可被用于将基板W从第一位置(例如，初始位置)移动到与第一位置不同的第二位置。在控制单元100的控制下，可对基板W的第二位置执行参照图8的步骤S10到步骤S80描述的检验处理和表面计量处理。
图10是使用图2的检验/计量设备20的检验/计量方法的示例的流程图。
参照图10，检验/计量方法可包括制备基板W(在S100中)、确定是否需要提前执行缺陷检验处理(在S200中)、以及在表面计量处理之前提前执行缺陷检验处理(在S300中)或在缺陷检验处理之前执行表面计量处理(在S400中)。
首先，可在基板制造***或基板制造设备中制备基板W(在S100中)。可使用机器臂在工作台30上装载基板W。
接下来，控制单元100可确定是否需要提前对基板W执行缺陷检验处理(在S200中)。
如果需要提前执行缺陷检验处理，则在控制单元100的控制下，可在表面计量处理之前提前执行缺陷检验处理(在S300中)。否则，可在缺陷检验处理之前提前执行表面计量处理(在S400中)。
图11是示例性地示出在表面计量处理之前执行缺陷检验处理(如图10的S300所示)的方法的流程图。
参照图11，在表面计量处理之前提前执行缺陷检验处理的步骤S300可以以与图8的步骤的相同的方式被执行。在一些实施例中，在表面计量处理之前提前执行缺陷检验处理的步骤S300可包括：检查基板W的位置(在S10中)、确定是否需要对基板W执行缺陷检验处理(在S20中)、获取宽带图像110(在S30中)、获取缺陷图像112(在S40中)、确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)、获取窄带图像(在S60中)、获取光谱(在S70中)、以及获取关于基板W的表面特性的信息(在S80中)。
如图10所示，如果不提前执行缺陷检验处理，则在控制器100的控制下，可在缺陷检验处理之前提前执行表面计量处理。
图12是示例性地示出在缺陷检验处理之前执行表面计量处理(如图10的S400所示)的方法的流程图。
参照图12，在缺陷检验处理之前提前执行表面计量处理的步骤S400可包括：确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)、获取窄带图像(在S60中)、获取光谱(在S70中)、获取关于基板W的表面特性的信息(在S80中)、确定基板W的位置(在S10中)、确定是否需要对基板W执行缺陷检验处理(在S20中)、获取宽带图像110(在S30中)、以及获取缺陷图像112(在S40中)。
图13和图14示出图1的检验/计量设备20的示例。
参照图13和图14，检验/计量设备20可包括带选择部件130，其被配置为选择性地沿着第一照明光63和第二照明光83的中的一个的光轴102提供第一照明光源60和第二照明光源80中的一个。带选择部件130可被连接到控制单元100。带选择部件130可被用于将第一照明光源60和第二照明光源80中的一个对齐到第一照明光63和第二照明光83中的一个的光轴102。在一些实施例中，带选择部件130可被连接到第一照明光源60和第二照明光源80。如果光轴102与第一方向x平行，则带选择部件130可被配置为沿着第二方向或第三方向(例如，沿着方向y或方向z)移动第一照明光源60和第二照明光源80。带选择部件130可包括例如板驱动器。
工作台30、图像传感器40、成像光学***50和控制单元100可被配置为具有与图2中的工作台30、图像传感器40、成像光学***50和控制单元100基本相同的特征。照明光学***170可被配置为具有与图2的第一照明光学***70和第二照明光学***90中的一个基本相同的特征。照明光学***170的棒形透镜171、准直透镜172、照明光圈173、照明替续透镜174、照明偏振器175和分束器176可分别与图2的第一照明光学***70的第一棒形透镜71、第一准直透镜72、第一种照明光圈73、第一照明替续透镜74、第一照明偏振器75和第一分束器76对应。
成像光圈53的成像孔56a可具有与第一照明光圈73的第一照明孔78相同的形状和方向。类似地，照明光学***170的棒形透镜171、准直透镜172、照明光圈173、照明替续透镜174、照明偏振器175和分束器176可分别与图2的第二照明光学***90的第二棒形透镜91、第二准直透镜92、第二照明光圈93、第二照明替续透镜94、第二照明偏振器95和第二分束器96对应。成像孔56a可具有与第二照明光圈93的第二照明孔98的形状和方向相同的形状和方向。
参照图13，当对基板W执行缺陷检验处理时，带选择部件130被配置为将第一照明光源60放置在第一照明光63的光轴102上。第一照明光源60可被配置为向基板W提供第一照明光63，因此，可由图像传感器40和控制单元100获取宽带图像110。在控制单元100中，可分析宽带图像110以检查或检验基板W上是否存在缺陷。
参照图14，当对基板W执行表面计量处理时，带选择部件130可被配置为将第二照明光源80放置在第二照明光83的光轴102上。第二照明光源80也可被配置为向基板W提供第二照明光83，在这种情况下，可由图像传感器40和控制单元100获取从第二照明光83产生的窄带图像。在控制单元100中，可分析窄带图像以获取关于基板W的表面特性的信息。
图15和图16示出图1的检验/计量设备20的示例。
参照图15和图16，检验/计量设备20的带选择部件130可被配置为根据当前的处理是缺陷检验处理还是表面计量处理，选择性地将第一带滤波部件164和第二带滤波部件184中的一个放置在第一照明光163和第二照明光183中的一个的光轴102上。在一些实施例中，带选择部件130可被连接到第一带滤波部件164和第二带滤波部件184。在光轴102与第一方向x平行的情况下，带选择部件130可被配置为沿第二方向或第三方向(例如，沿方向y或方向z)移动第一带滤波部件164和第二带滤波部件184。
工作台30、图像传感器40、成像光学***50、照明光学***170和控制单元100可被配置为具有与图13和图14的工作台30、图像传感器40、成像光学***50、照明光学***170和控制单元100基本相同的特征。
参照图15，当对基板W执行缺陷检验处理时，带选择部件130可被配置为将第一带滤波部件164放置在照明光学***170和光源162之间的光轴102上。光源162可被配置为产生照明光161。第一带滤波部件164可被配置为允许照明光161的一部分穿过第一带滤波部件164，在这种情况下，照明光161穿过第一带滤波部件164的部分可被用作第一照明光163。第一带滤波部件164还可被配置为向基板W提供第一照明光163，因此，可由图像传感器40和控制单元100获取宽带图像110。在控制单元100中，可分析宽带图像110以检查或检验基板W上是否存在缺陷。
参照图16，当对基板W执行表面计量处理时，带选择部件130可被配置为将第二带滤波部件184放置在光轴102上。第二带滤波部件184可被配置为从照明光161的光谱中获取第二照明光183。在一些实施例中，第二带滤波部件184可包括棱镜186和狭缝结构188。第二带滤波部件184可被配置为向基板W提供第二照明光183，在这种情况下，可由图像传感器40和控制单元100获取从第二照明光183产生的窄带图像。在控制单元100中，可分析窄带图像以获取关于基板W的表面特性的信息。
图17是示出使用图15和图16的检验/计量设备20的检验/计量方法的示例的流程图。
参照图17，检验/计量方法可包括检查基板W的位置(在S10中)、确定是否需要对基板W执行缺陷检验处理(在S20中)、提供第一带滤波部件164(在S22中)、获取宽带图像110(在S30中)、获取缺陷图像112(在S40中)、确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)、提供第二带滤波部件184(在S52中)、获取窄带图像(在S60中)、获取光谱(在S70中)、并获取关于基板W的表面特性的信息(在S80中)。
首先，如果基板W被装载在工作台30上，则控制单元100可检查基板W的位置(在S10中)。
接下来，控制单元100可确定是否需要对基板W执行缺陷检验处理(在S20中)。
如果需要对基板W执行缺陷检验处理，则带选择部件130可将第一带滤波部件164放置在光轴102上(在S22中)。如果不需要对基板W执行缺陷检测处理，则控制单元100可确定是否需要对基板W执行表面计量处理(在S50中)。
其后，控制单元100可使用第一带滤波部件164和图像传感器40获取宽带图像110(在S30中)。第一带滤波部件164可向基板W上提供第一照明光163。可由图像传感器40接收由基板W反射的第一反射光65，并且第一反射光65可在控制单元100中被用作宽带图像110。
接下来，控制单元100可从宽带图像110获取缺陷图像112(在S40中)。
其后，控制单元100可确定是否需要测量基板W的表面特性(在S50中)。
如果需要对基板W执行表面计量处理，则带选择部件130可将第二带滤波部件184放置在光轴102上(在S52中)。如果不需要对基板W进行表面计量处理，则可终止对基板W的所选区域的检验/计量处理。
其后，控制单元100可使用第二带滤波部件184和图像传感器40获取窄带图像(在S60中)。如果第二带滤波部件184向基板W上提供第二照明光183，则图像传感器40可从基板W接收第二反射光85，并且在控制单元100中，接收到的第二反射光85可被用作窄带图像。
接下来，控制单元100可分析窄带图像中的每一个中的像素的亮度强度以获取光谱(在S70中)。光谱可从基板W的每个点获取。
其后，控制单元100可分析光谱以获取关于基板W的表面特性的信息(在S80中)。例如，控制单元100可将该光谱与参考光谱进行比较以获取关于基板W的表面特性的信息。
根据本发明构思的一些实施例，检验/计量设备可包括第一照明光源和第二照明光源，其中，第一照明光源被配置为向基板上提供第一带宽的第一照明光，第二照明光源被配置为向基板上提供波长在比第一带宽更小的第二带宽内的第二照明光。第一照明光可被用于获取宽带图像，并且第二照明光被用于获取窄带图像。使用控制单元，宽带图像可被用于对基板执行缺陷检验处理，并且窄带图像可被用于获取关于基板的表面特性的信息。可在不改变被检查的基板位置的情况下依次执行缺陷检验处理和表面计量处理。
虽然已经具体示出并描述了本发明构思的示例实施例，但本领域的普通技术人员将理解的是，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种变化。

Claims (8)

1.一种检验和计量设备，其包括：
工作台，其被配置为将基板装载在所述工作台；
传感器，其被设置在所述工作台上；
物镜，其被设置在所述传感器和所述工作台之间；
成像光圈，其设置在所述物镜和所述传感器之间；
第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源设置在所述物镜的两侧上，以产生照明光，所述照明光将通过所述物镜被发送到所述基板；
第一带滤波部件，其被设置在所述第一光源和所述物镜之间，并被配置为将所述照明光的波长控制在第一带宽内，使得所述传感器获取所述基板的宽带图像，以利用所述宽带图像中包括的缺陷图像对所述基板执行缺陷检验处理；
第一照明光学***，其设置在所述第一带滤波部件和所述物镜之间；
第二带滤波部件，其被设置在所述第二光源和所述物镜之间，并被配置为将所述照明光的波长控制在第二带宽内，所述第二带宽小于所述第一带宽，使得所述传感器获取所述基板的窄带图像，以利用通过分析所述窄带图像而获取的光谱对所述基板执行表面计量处理；以及
第二照明光学***，其设置在所述第二带滤波部件和所述物镜之间，
其中，所述成像光圈包括：
第一隔板；
第一成像孔，其设置在所述第一隔板的一个边缘中；以及
第二成像孔，其设置在所述第一隔板的另一边缘中，
其中，所述第一照明光学***包括：
第二隔板；以及
第一照明孔，其设置在所述第二隔板的边缘中以匹配所述第一成像孔，
其中，所述第二照明光学***包括：
第三隔板；以及
第二照明孔，其设置在所述第三隔板的边缘中以匹配所述第二成像孔，
其中，所述第一照明孔被配置为打开所述第二隔板的一个边缘并且阻挡在所述第二隔板的另一边缘提供的照明光，并且
其中，所述第二照明孔被配置为阻挡在所述第三隔板的一个边缘提供的照明光并且打开所述第三隔板的另一边缘。
2.如权利要求1所述的设备，还包括带选择部件，所述带选择部件连接到所述第一带滤波部件和所述第二带滤波部件，
其中，所述带选择部件被配置为根据当前的处理是所述缺陷检验处理还是所述表面计量处理，选择性地将所述第一带滤波部件和所述第二带滤波部件中的一个放置在所述照明光在所述光源和所述物镜之间的光轴上。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述带选择部件包括板驱动器。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述第一带滤波部件包括光学滤波器，所述光学滤波器发送所述照明光以从所述照明光中提取第一照明光，
所述第二带滤波部件包括单色器，所述单色器使所述照明光色散以从所述照明光中提取第二照明光。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述单色器包括：
棱镜，其产生所述照明光的光谱；以及
狭缝结构，其包括狭缝，所述狭缝被配置为允许所述照明光的所述光谱的一部分穿过所述狭缝。
6.如权利要求1所述的设备，还包括聚光透镜，所述聚光透镜被设置在所述成像光圈和所述传感器之间，以允许所述照明光的反射光在所述传感器上成像。
7.一种检验和计量设备，包括：
工作台，其被配置为将基板装载在所述工作台上；
物镜，其被设置在所述工作台上；
图像传感器，其被设置在所述物镜上；
聚光透镜，其被设置在所述图像传感器和所述物镜之间，以允许所述基板的图像在所述图像传感器上成像；
成像光圈，其设置在所述物镜和所述传感器之间；
第一光源和第二光源，所述第一光源和所述第二光源设置在所述物镜的两侧上，以产生照明光；
第一照明光源，其被配置为向所述基板上提供第一照明光，使得所述图像传感器获取所述基板的宽带图像，以利用所述宽带图像中包括的缺陷图像对所述基板执行缺陷检验处理，所述第一照明光具有第一带宽；
第一照明光学***，其设置在第一带滤波部件和所述物镜之间；
第二照明光源，其被配置为向所述基板上提供第二照明光，使得所述图像传感器获取所述基板的窄带图像，以利用通过分析所述窄带图像而获取的光谱对所述基板执行表面计量处理，所述第二照明光具有小于所述第一带宽的第二带宽；以及
第二照明光学***，其设置在第二带滤波部件和所述物镜之间，
其中，所述成像光圈包括：
第一隔板；
第一成像孔，其设置在所述第一隔板的一个边缘中；以及
第二成像孔，其设置在所述第一隔板的另一边缘中，
其中，所述第一照明光学***包括：
第二隔板；以及
第一照明孔，其设置在所述第二隔板的边缘中以匹配所述第一成像孔，
其中，所述第二照明光学***包括：
第三隔板；以及
第二照明孔，其设置在所述第三隔板的边缘中以匹配所述第二成像孔，
其中，所述第一照明孔打开所述第二隔板的一个边缘并且阻挡在所述第二隔板的另一边缘提供的照明光，并且
其中，所述第二照明孔阻挡在所述第三隔板的一个边缘提供的照明光并且打开所述第三隔板的另一边缘。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述第一照明光源包括光学滤波器，以及
所述第二照明光源包括与所述光学滤波器不同的单色器。
CN201910417361.9A 2018-06-08 2019-05-20 执行检验和计量处理的设备和方法 Active CN110579478B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0066385 2018-06-08
KR1020180066385A KR102682019B1 (ko) 2018-06-08 2018-06-08 검사 계측 장치 그리고 그의 검사 계측 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110579478A CN110579478A (zh) 2019-12-17
CN110579478B true CN110579478B (zh) 2024-03-29

Family

ID=68764652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910417361.9A Active CN110579478B (zh) 2018-06-08 2019-05-20 执行检验和计量处理的设备和方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10732129B2 (zh)
KR (1) KR102682019B1 (zh)
CN (1) CN110579478B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008241688A (ja) * 2007-02-28 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
CN101490538A (zh) * 2006-08-02 2009-07-22 株式会社尼康 缺陷检测装置和缺陷检测方法
JP2013164281A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法および欠陥検査装置
CN107782742A (zh) * 2016-08-26 2018-03-09 三星电子株式会社 检查表面的方法和制造半导体器件的方法
CN107920726A (zh) * 2015-09-07 2018-04-17 索尼公司 图像拾取设备、显微镜图像拾取***和内窥镜图像拾取***

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6367549A (ja) 1986-09-10 1988-03-26 Pioneer Electronic Corp 光ディスク用レジスト原盤の欠陥検査及び膜厚測定装置
US5747813A (en) * 1992-06-16 1998-05-05 Kla-Tencop. Corporation Broadband microspectro-reflectometer
JP3659954B2 (ja) 1993-05-13 2005-06-15 オリンパス株式会社 基板欠陥検査装置
DE10027132A1 (de) 1999-07-30 2001-02-22 Tokyo Seimitsu Co Ltd Verfahren und System der Mehrband-UV (ultraviolett)-Lichtillumination von Wafern für optische Mikroskopwaferprüfsysteme und -meßsysteme
US6694284B1 (en) 2000-09-20 2004-02-17 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining at least four properties of a specimen
US6806951B2 (en) 2000-09-20 2004-10-19 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining at least one characteristic of defects on at least two sides of a specimen
US6919957B2 (en) 2000-09-20 2005-07-19 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a critical dimension, a presence of defects, and a thin film characteristic of a specimen
JP3995579B2 (ja) * 2002-10-18 2007-10-24 大日本スクリーン製造株式会社 膜厚測定装置および反射率測定装置
US8189195B2 (en) * 2007-05-09 2012-05-29 Asml Netherlands B.V. Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
US10072921B2 (en) * 2014-12-05 2018-09-11 Kla-Tencor Corporation Methods and systems for spectroscopic beam profile metrology having a first two dimensional detector to detect collected light transmitted by a first wavelength dispersive element
WO2016139057A1 (en) 2015-03-05 2016-09-09 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for inspection and metrology
KR102368587B1 (ko) * 2015-10-21 2022-03-02 삼성전자주식회사 검사 장치, 그를 포함하는 반도체 소자의 제조 시스템, 및 반도체 소자의 제조 방법
KR20180058005A (ko) * 2016-11-23 2018-05-31 삼성전자주식회사 광학 검사 장치와 방법, 및 그 검사 장치를 이용한 반도체 소자 제조방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101490538A (zh) * 2006-08-02 2009-07-22 株式会社尼康 缺陷检测装置和缺陷检测方法
JP2008241688A (ja) * 2007-02-28 2008-10-09 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
JP2013164281A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法および欠陥検査装置
CN107920726A (zh) * 2015-09-07 2018-04-17 索尼公司 图像拾取设备、显微镜图像拾取***和内窥镜图像拾取***
CN107782742A (zh) * 2016-08-26 2018-03-09 三星电子株式会社 检查表面的方法和制造半导体器件的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110579478A (zh) 2019-12-17
KR20190139652A (ko) 2019-12-18
US10732129B2 (en) 2020-08-04
KR102682019B1 (ko) 2024-07-08
US20190376908A1 (en) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107683400B (zh) 用于测量在半导体晶片上的高度的方法及设备
US9709903B2 (en) Overlay target geometry for measuring multiple pitches
TWI551956B (zh) 檢查方法和裝置，微影裝置，微影製程單元及器件製造方法
JP4778755B2 (ja) 欠陥検査方法及びこれを用いた装置
KR101261047B1 (ko) 표면 검사장치, 표면 검사방법 및 노광 시스템
TWI648523B (zh) 用於量測藉由微影程序而形成於基板上之結構之度量衡裝置及其方法與微影系統
JP6644898B2 (ja) 構造を測定する方法、検査装置、リソグラフィシステム、デバイス製造方法、およびそれらで使用する波長選択フィルタ
KR102443815B1 (ko) 대량의 패턴 서칭을 위한 검사와 디자인 간의 드리프트의 자동 보정 시스템 및 방법
WO2010050488A1 (ja) 欠陥検査装置及び欠陥検査方法
TWI544287B (zh) 檢測裝置及方法、微影裝置、微影處理製造單元及元件製造方法
KR102160223B1 (ko) 검사 시스템에서의 포커싱을 위한 디바이스 및 방법
WO2020159737A1 (en) Scaling metric for quantifying metrology sensitivity to process variation
US10698226B2 (en) Flexible illuminator
CN110579478B (zh) 执行检验和计量处理的设备和方法
EP4279993A1 (en) Source selection module and associated metrology apparatus
WO2023208487A1 (en) Source selection module and associated metrology apparatus
WO2024083559A1 (en) Apparatus and methods for filtering measurement radiation

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant