TWI306946B - Surface inspection method and apparatus - Google Patents

Description

1306946 玫、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關檢查例如晶圓的-薄膜塗層檢杳物體之表 面檢查方法及裝置。例如，本發明係有關透㈣㈣ 1員=而檢查存在具有—薄膜結構的半導體晶圓表面上的 ”貝粒子或缺點之一表面檢查方法及裝置。 【先前技術】 透過檢查供檢查的一晶圓表面， 间接控制處理晶圓的贺 程設備狀態是可能的。 傳統上，當檢查-非薄膜晶圓的表面時，因為晶圓表面 上的反射係數實質是固定，所以不需要考慮晶圓本身的0 質。 口口 對於此理由而言，微粒直徑已知的參考微粒在它的表面 上以一預疋數目塗層的一枝進a圓及廿> — 柷旱日日圓係普遍用於執行校準的 每個不同測量’如此便可控制精確度。 因此’可了解到經由校準晶圓的校準已用於控制檢查裝 置本身。 。另-方面，當-薄膜塗層晶圓當作―檢查物體使用時， 操作員可連續設;t每個待測晶圓的表面檢查裝置的檢查條 件等，如-此能將條件與有關晶㈣膜的每個參數值組合β 因此’操作員便可設定使用在檢查的最適當校準曲線。 例如表面反射係數、薄膜折射率、内部反射等的光學條 件會由於在檢查上所形成薄膜的厚度與品質而改變。對於 此理由而言，需要使採用晶圓本身的厚度與品質的檢查靈

O:\8S\88235.DOC -6- 1306946 敏度穩定’其中該晶圓可視為—測量物體。所以，通常是 操作員可於每個測量透過改變㈣於待測晶圓的條件值而 使靈敏度穩定。可參考在日本專利案號細·則a中的先 前技術描述。 例士在例如具有取近幾年使用的s〇i晶圓的特殊薄膜处 構的一晶圓情況中，每晶圓本身㈣態是嚴格受到檢查。。 f要設定最適#的檢查靈敏度，光量與極化便要當作檢查 貝料成疋。此k ’操作討採用在檢查f料與薄膜袁數之 間的相關性（薄膜類型、薄膜數目 '折射率等）而手動設定想 要的光予榀查條件。此情況設定值對於操作員是複雜且不 谷易，且操作員高等知識與經驗。 如前述，若要執行薄膜塗層晶圓的最適當表面檢查，當 ^關待測晶圓薄膜的薄膜參數（例如，薄膜厚度與折射率田) 是與，查裝置的對應檢查資料（例如檢查光波長、極化狀 態、晶圓表面上的入射角）有關時，換句話說，以—最適當 的相關（生操作員需要於每個測量中適當設定條件。 傳：上’刼作員可在-已知相關性基礎上，根據待測晶 圓=㈣參數（特別是薄膜厚度與折射率）而手動輸入，以便 於每個測里中没定例如檢查光波長、極化狀態與入射角的 檢查資料。 、、，如，操作員是以逗號界定符號文字格式資料形式而描 述每個薄膜參數的值，並具有檢查裝置讀取嗎。 而’透過刼作員操作的此一條件設定值是複雜且不容 八中i考慮複數個薄膜參數時，他/她需要選取最適當

O:\88\88235.DOC 1306946 的光學檢查條件， & 員可正確執行摔作、=些值設定。只有富有經驗的操作 是造成過載。此外，甚至富有經驗的操作員，操作 此外.纟表面檢查裝置中，當不可能在一裝置與一入射 角上的波長予以切換r θ 檢查條件設定它便不容易將檢查裝置的 ^又 /、待測薄膜的薄膜厚度與薄膜折射率有關 的隶適當條件。 此外，當改«置㈣難以糾，不可 測晶圓的薄臈厚度盥玄 應将 〃溥膜折射率的入射光波長與入射角極 化的設定值自動化。 w ^ 【發明内容】 本發月的目的是要提供表面檢查之方法及裝置，其中甚 至非富有經驗的操作M可簡單容易設定最適當的檢查條 件0 本發明的較佳模式是如所述。 ⑴檢查-檢查物體表面之方法，其中兩種或多種類雷射可 、或此5以使他們能以相同入射角在薄膜塗層檢查 物體士入射，其中有關檢查裝置的檢查資料與有關檢查 物體薄膜的薄膜參數是先前與彼此有關，且儲存在檢查 裝置―’如此可獲得預定的光學檢查條件，操作員可設定 檢查裝置的待測檢查物體的薄膜參數，如此可在檢查裝 置中自動設定預定的檢查條件。 (2)用以檢查一檢查物體表面之裝置，其中兩種或多種類雷 射可切換或混合，以相同入射角而在薄膜塗層檢查物體

O:\88\88235.DOC * 8 - 1306946 上入射，其包含：儲存裝置，其可透過彼此相關性而儲 存有關檢查裝置的檢查f料、與有關檢查物體薄膜的薄 膜參數，如此可獲得預定的光學檢查條件；參數設定裝 置’以在執行測量中能由操作員設定待測晶圓的薄膜參 數；算«置’用以根據參數設定裝置所設定的參數而 :動計算狀的檢查條件；及控制裝置，心根據算術 裝置計算的預定檢查條件而控制裝置的每個單元。 本發明可根據在檢查裝置的檢查資料與附合到檢查物體 (例如晶圓）㈣膜參數之間的最適當關聯性而從操作員於 每個測量所輸人的薄膜參數而自動設定最適當光學檢查條 件。、例如’在待測檢查物體與檢查資料的檢查製程上明確 達成，參數（例如在薄膜塗層晶圓情況的薄職目、薄膜類 型、薄膜厚度等)是相關且先前已儲存’而且最適當的光學 檢查條件可於每個測量鋪作㈣人㈣財數而自動設 定0 本發明是一改良的方法及裝置，其可透過產生可藉由相 同入射角而於切換或混合方式中在薄膜塗層晶圓上入射的 雷射（其具有兩個或多個波長）而檢查—晶圓表面。有關檢查 事:置的檢查資料是與有關彼此薄膜的薄膜參數有關，以獲 得預定的光學檢查條件，換句話說是以—最適當相關性， 且他們是相聯性在檢查裝置的儲存裝置。在執行每個測量 :’操作員可透過檢查機構的設定裝置而設定待測晶圓的 涛膜參數。因此，想要光學檢查條件可在檢查裝置中自動 設定K乍員於每個測量言史定的薄膜參數是薄膜厚度與薄

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膜折射率D 首先，根據本發明的較佳具體實施例而描述構成表面檢 查裝置的主要單元。 *T> ^rr σσ —* -尤源早兀 該單元可發射一第一光流與一第二光流。 •照射光學系統 該系統可在薄膜塗層檢查物體表面上照射第一光流與第 -光流0 -置換單元 該單元可有相對置換薄膜塗層檢查物體與照射光學系統 的照射光流。 -光接收光學系統 在第一光流從照射光學系統照射之後，該系統可接收從 薄膜塗層檢查物體表面的檢查物體所產生的散佈光，而且 在第二光流從照射光學系統照射之後，該系統可接收從薄 膜塗層檢查物體上的檢查物體所產生的散佈光。 -第一光接收單元 該單元可將透過光接收光學系統所接收第一光流的散佈 光轉變成一第一光接收信號。 -第二光接收單元 _ 該單元可將透過光接收光學系統所接收第二光流的散佈 光轉變成一第二光接收信號。 -儲存裝置 該檢查裝置的檢查資料（有關檢查光波長、極化、入射角 O:\88\88235.DOC -10- 1306946 等的資料)是與有關薄膜 度與折射率)有關，如此且右”員參數(例如㈣厚 在儲存裝置。 〃、有取適當的相關係’且先前儲存 _控制算術裴置 /破置具有异術裝置、控制裝置等。 -算術裝置 該算術裝置可根據在锉六 在儲存裝置中儲存的檢查資料與薄膜 而基於執行測量的輸入裝置之薄膜參數而 自動叶，（4取）適當光學檢查條件值。 -控制裝置 該裝置是主要根據來自瞀 長、極化、入射角等，*裝置的負料而控制檢查光波 -介面裝置 =裝置可將資訊顯示給操作員，以允許操作員輸入想要 的貝料。該介面裝置包括顯示裝置與設定裝置（例如監視 盗、鍵盤滑鼠、觸摸式面板等）。 •感測器裝置 該裝置可偵測（監督）檢查光波長、極化與人射角。 本發明包含上述元件等，並檢查每個晶圓的表面，特別 是著重在-晶圓的薄膜厚度與折射率。此是因為當在表面上 具有薄膜結構的晶圓是檢查物體時，偵測靈敏度的變化主 要是因在晶圓上形成的晶圓厚度與折射率的變化而定。 通常’反射係數的變化主要是受到薄膜厚度、入射角、 波長與極化而引起。當入射角、波長與極化於待測晶圓的 O:\88\88235.DOC -11 - 1306946 溥膘厚度決定時，是、由太 取得。 、§的光學檢查條件便可從待測晶圓 對應在待測晶圓上所 «胺夂赵^ α 成/專膜波長的折射率先前是當作 =參數(包括與薄獏厚度的相關 = 存裝置，當執行每個 檢查裝置的錯 的薄膜厚度，如此可心 輸入(選取)待測晶圓 學檢查條件。=存的折射率而找到最適當的光 檢查裝置。結果，偵==檢查條件是非常容易設定給 偵邓在待測潯臈塗層晶 能夠以良好的靈敏度與非常有效率測量執行。子 關於薄膜厚度的值，既麸 ㈣的項目路 1“膜厚度在晶圓製程是固定受 控制的項目，所以可明確獲 ^ . ^ ,m a 于厚度汁所正確測量的值， 當作母個晶圓的已知參數。 最好是’表面檢查裝置的介 衣置的；丨面裝置（特別是的顯示單元 可提供-資料輸人螢幕，用以輸人薄膜參數。 除了薄膜厚度與折射率之外’ 卜列最好疋以潯膜參數加 入0 (υ薄膜數目（多層薄膜、單薄膜） ⑺每層的薄膜厚度與散布(例如百&比輸入） (3) 每層的每層材料的波長的折射率 (4) 晶圓名稱（於每個晶圓儲存的檢查條件） 檢查裝置可根據對應操作員執行測量而輸入的薄膜參數 的先前儲存最適當相關性而自動計算（選取）波長、入射角、 極化等的最適當光學檢查條件。 最適當的檢查條件可根據薄膜參數的每個值而個別準 O:\88\88235.DOC -12- 1306946 薄膜參數被呼叫時，可找到最適當 備，或者當先前註冊的 的檢查條件。 注思’在需要操作員決索十道3丨a 貝决疋或導引顯示給操作員的情況， 最好是透過算術裝詈盘；5 4+ Μ *·, ^ Τ装置與反射係數的繪圖與薄膜厚度來顯示 計算結果。此時，可題干日 .，，具不日日圓潯膜厚度的記號作為使用者 友善的顯示。 ’如果操作員輸入有關薄膜參數 最適當的光學檢查條件便可自動 當足夠執行每個測量時 的檢查資料的條件設定， 選取及設定。 當只有S前料的檢查資料與薄財數不充份時，最好 是有複數個適當檢查條件與實際執行測量，以使它可決定 一組最適當的檢查條件。例如，在—極化元件考慮的情況， Ρ極化光或S極化光疋較佳是否在大部份情況可憑經驗根據 薄膜表面的粗糙。鈇而，姊，主 ， 既然表面粗糙亦是因形成薄膜的 裝置秘訣而定’所以不容易讓操作員知道。因此，數個最 適當檢查條件可預先準借，嫩用者可容易選取或實際 輸：適田的條件。對於此目的而t ’顯示複數個最適當條 :疋、、要@纟此情況’介面裝置的顯示螢幕可將提示顯 示^喿作員以用於測量操作。在他/她知道來自登幕上顯示 内谷的目-的之後’操作員可在測量操作上指示裝置。 再者’使瑩幕可執行顯示，以提示操作胃根據S前儲存 的檢查資料而選取光學檢查條件是較佳。 ★具有-預定最小單位直徑或更大、有關掃描方向的形狀 等而對應檢查㈣的條件設定值亦可㈣各種不同條件與

O:\88\88235.DOC -13- 1306946 儲存值而任意設定。如果在已輸入的檢查資料與薄膜參數 中有最適當的一些，他們便可適當地選取及顯示給操作 員’而且可如最適當光學檢查條件來設定。 注思，表面檢查裝置最好包含來自光源的一光學路徑的 切換裝置；入射角與極化角的改變裝置；在光學路徑中配 置的一偏光器·’及偏光器可移動裝置，以將在/從光學路徑 將偏光器***/移除。 注意，薄膜結構包括在規格中的傳送薄膜。薄膜結構可 以是因折射率而定的傳送薄膜。 【實施方式】 圖1至3係根據本發明的一較佳具體實施例的表面檢查裝 置的主要元件配置圖。 一表面檢查裝置1具有：例如一雷射管的光源單元1〇，以 發射具有一第一波長λΐ的光流u、與具有一第二波長。的 光流12，其中該第二波長人2是不同於該第一波；一昭 t 射光學系統20，用以在當作薄膜塗層檢查物體的一薄膜塗 層半導體晶圓2表面的檢查點p上，以第一入射角㊀丨而照射 具有第一波長λ 1的光流丨丨與具有第二波長λ2的光流丨2 ; 一 光接收光學系統40,以從半導體晶圓2表面上的檢查點？接 收散佈光-，而且疋從一第一光接收方向而經由從照射光學 系統20照射的光流11、12造成；及一置換單元6〇，其可將 當作薄膜塗層檢查物體的薄膜塗層半導體晶圓2線性移 動，並以相關方式而將照射光流丨丨從照射光學系統2〇旋 轉。圖1的光接收光學系統4〇的仰角是3〇。。 O:\88\8823J.DOC -14- 1306946 光源單元1 〇脂:>、+、 、田4。光源單元1 〇可發射至少具有第一波 長的光流1 1盘呈古·^ 鱼上# 有第一波長的光流12，其中該第二波長是 與该弟一波長不同。可發射具有不同波長的光流的各種不 同«光源可當作光源單元職用。例如，可使用一多線 雷射，其中_ ^ r 、…七 九源係使用半鏡子而發射具有複數個波長的 ^ 或將來自可發射具有不同波長光流的複數個光源的 光流合成，以形成的一光束。 士田具有不必要波長的光流在使用多線雷射的情況發生 時:光流會發生而傳遞給—帶㈣光器，以傳遞第一波長 與第二波長，如此只有具有必要波長的光流會造成。 田使用可發射不同波長發光的複數個光源時，複數個發 /;'L便旎透過半鏡子或類似裝置而合成，以形成一光束。 在圖1至3的範例將氫離子雷射當作光源單元1〇使用的情 'I中’可選擇488毫微米波長與514·5毫微米波長。光源1〇 發射的第一波長發流u與第二波長光流12的方向可透過一 第鏡子2 1改變，而且光流是經由一第一發光透鏡群22與 一第二鏡子23而在薄膜塗層檢查物體2表面上的發光點p 以第一照射角Θ 1照射。 如果檢查科目的檢查物體存在檢查點P，當照射光流在物 體上照躲時’散佈光便會根據一預定方向而發生。第一發 光角Θ1是將薄膜塗層檢查物體2的正常線條方向當作一參 考使用而設定。 在圖1至3的具體實施例中，第一波長λ1與第二波長以的 大小可任意選取。 O:\88\88235.DOC -15- 1306946 然後’光接收光學系統40將描述。光接收光學系統4〇是 用來接收上述的散佈光。光接收光學系統40是從薄膜塗層 半導體晶圓2表面的檢查點P接收散佈光，而且是由從照射 光學系統20從第一光接收方向照射的光流11、12引起。在 第一光接收方向中的第一光接收水平角θ 1 (例如90。）係使用 來自照射光學系統20的照射光流11、12的反射方向而測 量，而且當將在薄膜塗層檢查物體2上鏡子反射的光流當作 一參考時，此便會造成。在第一光接收方向中的一光接收 仰角是例如設定成3 0。。 如圖2所示，經由光接收光學系統4〇接收的光流會傳遞給 從光接收光學路徑***或移出的箭號表示方向而移動的一 ND濾光器200，然後透過一兩色性鏡子45而分成具有第一 波長λΐ的光流與光具第二波長λ2的光流。然後’一第一光 接收單元41可接收已由光接收光學系統4〇接收的第一波長 λΐ散佈光，並將它轉變成第一光接收信號。一第二光接收 單元42可接收已由光接收光學系統4()純的第二波長^散 佈光’並將它轉變成第二光接收信號。第一光接收單元41 與第二光接收單元42是例如一光倍率器的光接收裝置。 置換單元60將描述。置換單⑽是由下列組成· 一旋轉 置換單H能以-旋轉方式將薄膜塗層檢查物體2予以置 換；及-線性置換單元62，以線性置換薄膜塗層檢查物體 2。線性置換早兀62是在旋轉置換單元叫―旋轉置換上以 光流寬度的預定比率而移動，如此，“照射光學系統2〇 的照射光便會在邊緣間以螺旋式掃描薄膜塗層檢查物體2。

O:\88\88235.DOC •16- 1306946 夕本發明並未局限於上述掃描方法，但是照射光流可使用 多角形鏡子或類似裝置來取代旋轉置換而執行線性掃描。 在圖1至3的具體實施例中，旋轉置換單元6丨是由將一旋 轉表紅轉的一旋轉馬達所組力，且線性置換|元62是由線 性移動旋轉馬達的—滑動單元所組成。滑動單元的移運可 置換旋轉馬達，使得來自照射光學系統2G的照射光流u、 12的照射位置會通過檢查物體2的中心，並在直徑方向交 又。 圖3疋在圖1顯示的表面檢查裝置方塊圖。 第來自第光接收單元的第一光接收信號、與來自第二 光接收單元的第二光接收信號係分別透過一第一類比/數 位轉換器5 1與一第二類比/數位轉換器52而轉換成數位信 號’然後傳送給—控制算術單元m，以執行—預定的算術 處理。控制算術單元12〇可執行一預定的算術處理（稍後將 描述）’其中它會將檢查結果與計算結果顯示在一介面裝置 130的顯示單元’將他們儲存在儲存單幻4()，及讀出儲存 内容。 檢查裝置的檢查資料（有關檢查光的波長、極化、入射角 與類似的波長）是結合與薄膜有關的各種不同種類參數（例 如薄膜厚-度與折射率），如此具有最適當相關性，且先前儲 存在儲存單元140。 控制算術單元120是由算術裝置與控制裝置所組成。 算術裝置可根據儲存在儲存單元14〇的檢查資料與薄膜 參數之間的相關性而基於執行測量而輸人裝置的薄膜參數

O:\88\88235.DOC -17- 1306946 而自動計算（選取）適當光學檢查條件的值。 控制裝置可例如透過來自算術裝置的資料而控制裝置的 光學檢查條件，其中該等條件是檢查光的波長、極化、入 射角等。 而且，控制算術單元120可控制旋轉置換單元61的旋轉馬 達：線性置換單元62的滑動單元、或第—光接收單元“與 第二光接收單元42的靈敏度。 "面裝置13G可顯示例如操作員的檢查結果與計算結果 (綠圖）的資訊，並允許操作員輸入想要的資料與參數。介面 裝置130包括顯示裝置與設定裝置(例如監視器、鍵盤滑 鼠、觸摸面盤等）。 “雖然未在圖顯示，但是❹】器裝置可提供偵測（監督）檢查 光波長、極化與入射角。 通常’傳送薄膜與儀質粒子㈣靈敏度是接近在反射係 數與薄膜厚度間的關係。換句話說，冑高的反射係、數，债 測靈敏度便會較高。 折射率基本上是當作在晶圓上的薄膜參數使用，而且反 射係數可透過來自折射率、薄膜厚度與材料的—般關係式 而發現。 圖4係顯示當具有〇.488微#、〇 68〇微米與〇 7δ〇微米的三 個波長光流已在傳送薄膜塗層照射時，在薄膜厚度與料 薄膜折射率之間的關係圖。 可了解到具有較大折射率的峰值與具有較小折射率的谷 值的週期會因波長而不同。對於此理由而言，當具有不同

O:\88\88235DOC -18- 1306946 波長的一些光流選挥 、擇性組合，且同軸同時入射以執 查，相較於具有一波長的光流入射以光流的情況’具有不 同於八他地方的向度靈敏度的位置數量可減少。簡而士 之，反射係數可維持在一固定位準。明確而言’ _情況^ 假认具有0.32微米、〇46微米與〇88微米薄膜厚度 膜的薄膜塗層晶圓是呈-列-列混合。在此情況，當測量 有0.32微米傳运薄臈的薄膜塗層晶圓日夺，具有〇销微米 波長的光可選取；當測量具有0.46微米傳送薄膜的薄膜塗 層晶圓時，具有0·_微米波長的光可選取；且當測量具 0.88微米傳达薄膜的薄膜塗層晶圓時’具有〇.彻微米波長

，光可k取如此測量能以測量任何薄膜厚度晶圓的適冬 靈敏度執行。 W 表1顯示在選取的薄膜厚度與波長之間的互換性。在表 符號◎、0與—係分別顯示最適當、良好、與不合 表1 α 。 長（微米） 薄膜厚度(微 Λ —----- 0.32 0.488 0.680 "〇Τ78〇~ ◎ ___ ------- 0.46 — ◎ ---— 〇 0.88 — ------- ◎ 當選取具有此波長的光流時，靈敏度可避免由於傳送薄 膜的薄膜-厚度變化而變成不穩定，靈敏度是穩定的，如此 最適當的檢查條件可獲得。 經由光接收單元41接收的第一光接收信號係透過第一類 比/數位轉換器5丨而從一類比信號轉換成一數位信號。經由 光接收單元42接收的第二光接收信號係透過第二類比/數 O:\88\88235.DOC -19- 1306946 位轉換器52而從類比信號轉換成數位信號。 轉換成數位的第-光接收㈣與第二光接收信號是傳逆 給控制算術單元12〇,且控制算術單元12〇是在薄膜塗層晶 圓表面上選取每次檢查位置的最適當光學檢查條件。阳 有關在裝置中經由控制裝置、光源11〇、21〇、—透鏡單 元50、一鏡子123角度的光學檢查條件控制可分別控制波 長、極化與入射角。 本發明並未偈限於上述具體實施例。 在薄膜塗層晶圓表面上入射的光流可以是具有來自彼此 不同波長的三個或多個光流。 此外，如圖5所示，發射具有不同波長光流的複數個光源 單元110、210可當作光源單元使用。在此情況，光源單元 110、210可個別控制ΟΝ/OFF。具有從光源單元11〇發射波 長λΐ的光流111能通過一半鏡子103。具有從光源單元21〇發 射波長λ2的光流112能被一鏡子121反射。具有經由鏡子121 反射波長λ2的光流112能被一半鏡子1〇3反射。具有波長U 的光流111與具有波長λ2的光流112能通過透鏡單元50。透 鏡單元50具有一光束成形功能與一極化選擇功能。通過透 鏡單元50而具有波長λΐ的光流111能被一鏡子122與鏡子 123的反射，且會在薄膜塗層檢查物體2上照射。通過透鏡 單元50而具有波長λ2的光流112能被鏡子122與鏡子123反 射，且會在薄膜塗層檢查物體2上照射。 如圖6所示，在光流111、112已於薄膜塗層檢查物體2照 射後，經由一透鏡53、一波長識別裝置54與光接收裝置41、 O:\88\88235.DOC -20- 1306946 42構成的偵測系統便可偵測散佈光。 此外’在本發明中照射的複數個光流不僅可從一相同方 向照射，而且能以相同的照射角度而從不同方向照射。 而且’複數個照射光流能以來自彼此不同角度的入射達 成亦是可能的。在此情況，光接收光學系統可接收具有不 同波長的每個光流的散佈光，且可透過具有一任意入射角 的照射光流而偵測檢查物體。 此外’使用在本發明的光流可以是具有來自彼此不同極 化元件的光流’而不是來自彼此具有不同波長的複數個光 流。在透過使用具有來自彼此不同極化元件的光流而執行 4膜塗層檢查物體的表面檢查方面，偵測系統可使用極化 板。 圖7是透過使用極化板的一偵測系統範例。 透過使用極化板的偵測系統是由圓筒型機構7〇、極化板 71、72、透鏡53、與一光接收裝置43所組成。圓筒型機構 7〇可移動極化板71、72。 在透過使用極化板的情況，在光流1 11、1 12經由極化板 72與透鏡53而在薄膜塗層檢查物體2上照射後，光接收裝置 43可接收產生散佈光。然後’光接收信號便會於每個極化 元件形成-。 圖8顯示薄膜參數選擇的流程範例。 建議參數的數種組合是以較高權限依序呈現。如果操作 員不滿意測量結果’他或她可選取最適當的組合，或重新 選取其他建議參數重新執行一次測量。 O:\88\88235.DOC -21 - 1306946 當操作員輸入薄膜參數時，控制算術單元12〇便會建立一 反射係數圖，而且操作員能根據在該介面裝置13G上顯示的 貧訊而決定該等建議值參數的組合。 有關建議的規則是個別描述，且可在程式中被呼叫，或 當作一程式嵌入來操作。 圖9顯示SOI晶圓的範例。 在圖9顯示的S0I晶圓結構，一表面_㈣度與一内部 SKD2層的厚度於每位使用者會不同，而顯示一複雜的反射 係數。 圖10係顯示當圖9的S0I晶圓結構的Si〇2層是固定在5〇毫 微米時，在Si層厚度不同情況中的反射係、數變化。 此一 SOI晶圓的輸入項目範例丨如下面所述。 第一薄膜厚度：11〇毫微米 薄膜類型：Si 第一折射率：- 第二薄膜厚度：5〇毫微来 第二薄膜類型：Si〇2 第二折射率：_ 所以沒有折射率 用 注意，因為在裝置使用的波長是已知 輸入的惨況。 在未註冊的材料情況。 而5，需要輸入第一次使 一警報或一錯誤是個別顯示 對於裝置所使用的每個波長 的材料。 此外’另一範例2是如下所示

O:\88\88235.DOC -22- 1306946 第一薄膜厚度：110毫微米 薄膜類型：Si 第一折射率-1 : 5.0 第一折射率-2 : 5.63 第二薄膜厚度：50毫微米 第二薄膜類型：Si02 第二折射率-1 : 1.480 第二折射率-2 : 1.486 在上述範例1與2,範例1是415毫微来的情況，且範例2 是395毫微米的情形。在範例丨與2，在輸入項目之後，控制 算術單元12〇可根據操作員輸人的薄膜參數而執行計算:而 且最適當的波長與極化會顯示在介面裝置13〇。 圖11係根據操作員以此方式輸入的薄膜參數而計算的反 射係數圖範例。 在圖11，矩形訊框是以最適當的範圍而選取。在上述 Si-110毫微米的情況，p極化光是以415毫微米的第一想要值 而自動選取。第二想要值是在395毫微米的p極化光。 注意’在圖11的情況’因為表面是Si層，所以判斷可根 據P極化光可有利憑經驗法則達成。 描述憑-經驗法則的檔案可使用；或者，嵌入在程式。 在選取第一想要值之後，裝置便會操作LD使用的極化 板’以建立P極化光驅動光學系統，使得41 5毫微米波長能 以預定的入射角發生，並結束一硬體系統的準備。 根據本發明，透過設定（輸入或選取）有關在待檢查晶圓上 O:\88\88235DOC -23- 1306946 形成薄膜的每種參數，最適當光學檢查條件便會自動設 定’如此可進行測量。 在能以相同入射角將兩種或多種類波長切換或混合的表 面檢查裝置中，可自動設定最適當的光學檢查條件。結果， 甚至非有經驗的操作員可高度容易執行正確的設定。在半 導體工廠的異質粒子能有效率與最佳地受控制，而對良率 的改善是有助益的。 既然SOI晶圓對於每一個別應用具有不同的薄膜厚度，所 以最適當情況必須於變成不容易操作而需要使用者具有關 於光學的額外校準操作或較高知識的每個應用中找到。然 而’根據本發明，自動控制的增進可達成。甚至在例如於 每一個別應用而具有不同薄膜厚度的S0I晶圓的情況，在操 作員不能完全了解裝置的複雜操作、或不具裝置操作技能 的情況下’可容易設定最適當檢查條件。透過輸入必要的 薄膜參數’裝置可自動取得最適當的情況，所以使用者可 非常簡單使用裝置及執行想要的測量。 此外，當裝置設計來顯示有關操作員條件設定值的必要 項目時，他/她便可容易執行條件設定值而不致會失敗。 【圊式簡單說明】 圖1係根據本發明的—較佳具體實施例的一表面檢查裝 置之主要光學元件配置圖。 圖2是一光接收光學系統的詳細圖。 圖3是在圖i顯示的一表面檢查裝置方塊圖。 圖4是顯示當具有3個波長的光流是在薄膜塗層晶圓上照 一 24-

O:\88\88235.DOC 1306946 射日可’在薄膜厚度與傳送薄膜的反射係數之間的關係圖。 圖5是具有可發射不同波長光流的複數個光源 .Λ _ 」〜-亍、統方 塊圖。 3 6疋在圖5顯示的系統中使用的一谓測系統方塊圖。 圖7疋顯示使用一極化板的偵測系統圖。 圖8係根據本發明的一具體實施例而選取薄膜來 流程圖。 、> 的一 圖9顯示一 s〇l晶圓的範例。 圖10是顯示當—Sl〇2層固定在5G毫微米時，在以層 厚度情況的反射係數變化圖。 圖11係透過從圖10的繪圖言十算出的—矩形框而顯示— 適當範圍。 Μ 【圖式代表符號說明】 2 薄膜塗層半導體晶圓 10 光源單元 11, 12 照射光流 20 照射光學系統 21 第一鏡子 22 第一發光透鏡群 23 - 第二鏡子 40 光接收光學系統 41 第一光接收單元 42 第二光接收單元 43 光接收裝置 O:\88\88235.DOC -25- 1306946 45 兩色性鏡子 50 透鏡單元 51 第一類比/數位轉換器 52 第二類比/數位轉換器 53 透鏡 54 波長識別裝置 60 置換單元 61 旋轉馬達 62 滑動單元 70 圓筒型機構 71, 72 極化板 103 一半的鏡子 110, 210 光源單元 111, 112 光流 120 控制算術單元 121, 122, 123 鏡子 130 介面裝置 140 儲存單元 200 ND濾光器 O:\g8\88235.DOC -26-

Claims (1)

1306946 拾、申請專利範園： 1. 一種用於檢查物體之表面檢查方法’其能切換或混合兩 種或多種類雷射，以透過一相同入射角而在該薄膜塗層 檢查物體上產生雷射入射，該方法包含下列步驟： 透過彼此關係而儲存有關一檢查裝置的檢查資料及 有關該檢查物體薄臈的薄膜參數，以獲得預定的檢查條 件；及 當執行測量時’透過一操作員將待測檢查物體的薄膜 參數设定給檢查裝置，而自動設定在該等檢查裝置中的 預定檢查條件。 2 ·如申吻專利範圍第1項之表面檢查方法，其中透過操作 員設定的該等薄臈參數是一薄膜厚度與一折射率。 3. —種用於檢查物體之表面檢查裝置，其能切換或混合兩 種或多種類雷射，以透過相同入射角而在該薄膜塗層檢 查物體上產生雷射入射，該裝置·包含： 儲存裝置，用以透過彼此關係而儲存有關一檢查裝置 的檢查資料及有關該檢查物體膜儲的㈣參數，如此能 獲得預定的檢查條件； 設定裝置，用以當執行測量時，操作員可設定該待測 檢查物體的薄膜參數； 算術裝置，其可根據該設定裳置所設定的該等薄膜參 數而自動計算該預定的檢查條件；及 控制裝置’其可根據該算術裝窨 I置所計算的預定檢查條 件而控制該裝置的每個部份。 O:\88\88235.DOC 1306946 4. 如申請專利範圍第3項之表面檢查裝置，其中該等透過 設定裝置所設定的薄膜參數是一薄膜厚度與一折射率。 O:\88\S8235.DOC -2-