表面检查的方法和设备技术

一种用于检查对象的表面检查方法，其中，两种或更多种激光可以切换或混合，使激光以同一入射角入射镀有薄膜的检查对象上，该方法包括的步骤有：　　　　以彼此关联的方式，存储有关检查设备的检查数据和有关检查对象上薄膜的薄膜参数，以便获得预定的检查条件；和　　　　在进行测量时，通过操作员向检查设备设置要检查的对象的薄膜参数，在检查设备中自动地设置预定的检查条件。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面检查的方法和设备，用于检查如晶片这样镀有薄膜的检查对象。例如，本专利技术涉及的表面检查方法和设备，通过两种或更多种激光，检查存在于有薄膜结构的半导体晶片表面上的外来粒子或裂纹。
技术介绍
通过检查要检查的晶片表面，能够间接地控制处理该晶片的制造装备的状态。按常规，当检查无薄膜晶片的表面时，因为晶片表面的反射率是基本上固定的，没有必要考虑晶片本身的质量。为此，通常使用校准晶片对各种不同的测量进行校准，校准晶片表面涂覆颗粒直径已知的、预定数量的颗粒，从而可以控制精度。因此，理所当然地，校准晶片的校准也可以用来控制检查设备本身。另一方面，当用镀有薄膜的晶片作为检查的对象时，操作员对要检查的每一晶片，相继地设置表面检查设备的检查条件等等，以便把这些条件与晶片上有关薄膜的每一参数值组合。因此，操作员设置了检查中使用的最佳校准曲线。光学条件如表面反射率、薄膜折射率、内反射等等，因晶片上形成的薄膜厚度和质量而变化。为此，要稳定检查的灵敏度，就必须考虑晶片本身的厚度和质量，因为晶片本身的厚度和质量是测量的对象。所以，通常的情形是，对每种不同的测量，操作员通过改变有关要检查的晶片的条件设置，使灵敏度稳定。可参考日本专利公布No.2001-281162中对现有技术的说明。例如，对有特殊薄膜结构的晶片，如近年已经使用的SOI晶片，每一晶片本身的状态要经严格检查。为设置最佳的检查灵敏度，光的量和偏振，要作为检查的数据而设置。此时，操作员需详尽考虑检查的数据与薄膜参数(薄膜类型、薄膜层数、折射率等等)之间的相互关系，手动设置必要的光学检查条件。这类条件的设置，对操作员来说过于复杂和困难，还要求有前期的知识和经验。如上所述，要对镀有薄膜的晶片进行最佳的表面检查，操作员必须对每种测量，恰当地设置条件，同时，还需把有关待检查晶片上薄膜的薄膜参数(如薄膜厚度和折射率)，与检查设备的对应的检查数据(如检查光的波长、偏振状态、入射晶片表面的角度)关联起来，换句话说，以最佳的相关方式关联起来。按常规，操作员对每种测量，根据待检查晶片的薄膜参数(特别是薄膜厚度和折射率)，在已知的互相关基础上，用手动键入来设置如检查的光的波长、偏振状态、及入射角等检查数据。例如，操作员要用逗号分界文本格式数据的形式，描述每一薄膜参数值，还要让检查设备读取这些值。但是，这样的条件设置操作，对操作员是种复杂和困难的操作，因为他/她在选择最佳光学检查条件并设置这些值的同时，还要考虑多种薄膜参数。只有有经验的操作员能胜任该操作。此外，即使对有经验的操作员，该种操作也是超负荷的。还有，在表面检查设备中，当对一种设备和一种入射角不能切换(或混合)波长时，很难把该检查设备的检查条件，设置为相对于待检查晶片的薄膜厚度和薄膜折射率的最佳条件。再者，当改变该设备的配置或设置时，不可能自动地设置检查光的波长，和与待检查晶片的薄膜厚度及薄膜折射率对应的入射角的偏振。
技术实现思路
本专利技术的目的，是提供表面检查的方法和设备，利用该方法和设备，即使没有经验的操作员也能简单地和容易地设置最佳的检查条件。本专利技术的优选模式举例如下。(1)一种检查待检查对象表面的方法，其中，有两种或更多种激光可以切换或混合，使它们以相同入射角，入射镀有薄膜的检查对象上，其中，有关检查设备的检查数据，和检查对象上的有关薄膜的薄膜参数，事先彼此关联并存储在检查设备中，以便获得预定的光学检查条件，操作员向检查设备设置待测量检查对象的薄膜参数，从而在检查设备中自动地设置预定的检查条件。(2)一种用于检查待检查对象表面的设备，有两种或更多种激光可以切换或混合，使它们以相同入射角，入射镀有薄膜的检查对象上，该设备包括存储装置，以彼此关联的方式存储有关该检查设备的检查数据，检查对象上的有关薄膜的薄膜参数，从而获得预定的光学检查条件；参数设置装置，由操作员在进行测量时，设置要测量的晶片的参数；运算装置，用于自动地根据参数设置装置设置的参数，计算预定的检查条件；最后是控制装置，用于根据运算装置计算的预定检查条件，控制检查设备的各部分。本专利技术能从操作员对每种测量键入的薄膜参数，自动地根据检查设备的检查数据与粘附在检查对象(例如晶片)上的薄膜参数之间的最佳相关方式，设置最佳的光学检查条件。例如，要检查的检查对象在制造过程中已明确的参数(在镀有薄膜的晶片的情形下，如薄膜层数、薄膜类型、薄膜厚度等等)和检查数据，被关联起来并事先储存，从而能够从操作员对每种测量键入的薄膜参数，自动地设置最佳光学检查条件。本专利技术是一种改进的方法和设备，它使用具有两种或更多种波长的激光，该两种或更多种波长的激光，按切换或混合方式，以相同入射角入射镀有薄膜的晶片上。事先使有关检查设备的检查数据，与有关薄膜的薄膜参数彼此关联，以便获得预定的光学检查条件，换句话说，以最佳的相关方式获得预定的光学检查条件，并把它们存储在检查设备的存储装置中。在进行每种测量时，操作员通过检查设备的设置装置，设置要测量的晶片的薄膜参数。据此，需要的光学检查条件在检查设备中自动地设置。操作员对每种测量设置的薄膜参数，是薄膜的厚度和薄膜的折射率。首先，按照本专利技术的优选实施例，对构成表面检查设备的主要组成部分加以说明。-光源部分该部分发射第一光通量和第二光通量。-辐照光学系统该系统把第一光通量和第二光通量照射在镀有薄膜的检查对象的表面上。-移动部分该部分相对地移动镀有薄膜的检查对象和辐照光学系统的辐照光通量。-光接收光学系统该系统在辐照光学系统辐照第一光通量之后，从检查对象接收镀有薄膜的检查对象表面上产生的散射光，还在辐照光学系统辐照第二光通量之后，从检查对象接收镀有薄膜的检查对象表面上产生的散射光。-第一光接收部分该部分把光接收光学系统接收的第一光通量的散射光，转变为第一光接收信号。-第二光接收部分该部分把光接收光学系统接收的第二光通量的散射光，转变为第二光接收信号。-存储装置把检查设备的检查数据(有关检查光的波长、偏振、入射角等等)，与有关薄膜的各种参数(如薄膜厚度和折射率)关联起来，以便获得最佳的相关，并事先存储在该存储装置中。-控制运算装置该装置设有运算装置、控制装置等等。-运算装置该运算装置自动地根据进行测量时输入该设备的薄膜参数，按照检查数据与存储在存储装置中薄膜参数之间的相关，计算(选择)用于恰当的光学检查条件的值。-控制装置该装置主要根据运算装置送来的数据，控制检查光的波长、偏振、入射角等等。-接口装置该装置为操作员显示信息，并使操作员能键入需要的数据。该接口装置包括显示装置和设置装置(例如，监视器、键盘、鼠标、触摸屏等等)。-传感器装置该装置检测(监控)检查光的波长、偏振、和入射角。本专利技术包括上述组成部分等等，并在检查每一晶片的表面时，把注意力特别集中在晶片上薄膜的厚度和折射率上。这是因为，当检查对象是在其表面有薄膜结构的晶片时，检测灵敏度的变化，在很大程度上依赖于晶片上形成的薄膜的厚度和反射率的变化。一般说来，反射率的变化主要是由薄膜厚度、入射角、波长、和偏振引起的。当对要测量的晶片的薄膜厚度，确定入射角、波长、和偏振时，最佳的光学检查条件是从要测量的晶片导出的。与要检查晶片上形成的薄膜的波长对应的折射率，是作为薄膜参数(包括与薄膜厚度的相关)事先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检查对象的表面检查方法，其中，两种或更多种激光可以切换或混合，使激光以同一入射角入射镀有薄膜的检查对象上，该方法包括的步骤有以彼此关联的方式，存储有关检查设备的检查数据和有关检查对象上薄膜的薄膜参数，以便获得预定的检查条件；和在进行测量时，通过操作员向检查设备设置要检查的对象的薄膜参数，在检查设备中自动地设置预定的检查条件。2.按照权利要求1的表面检查方法，其中由操作员设置的薄膜参数，是薄膜厚度和折射率。3.一种用于检查对象的表面检查设备，其中，两...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶崎久，山崎伦敬，吉川浩，高濑壮宏，志田裕，岩阳一郎，
申请(专利权)人：拓普康株式会社，
类型：发明
国别省市：