本发明涉及缺陷检测,尤其涉及一种缺陷检测系统。
背景技术:
1、缺陷检测是指检测晶圆表面是否存在颗粒等可去除缺陷与凹槽、划痕等不可去除缺陷以及缺陷位置、数量的技术。晶圆缺陷检测的应用十分广泛:一方面,作为芯片基底,晶圆上存在的缺陷将可能导致制作的昂贵工艺失效,所以晶圆生产方,常常进行缺陷检测以确保产品的合格率,晶圆使用方也需要在使用前确定晶圆的干净程度以保证产品的合格率;另一方面,由于半导体加工对加工过程中的附加污染控制十分严格,而直接监测加工过程中的附加污染难度较大,所以人们常常通过对比晶圆裸片加工前后的缺陷情况来判断该工艺的附加污染程度。随着制程工艺的提高,构成芯片的晶体管尺寸越来越小,晶圆缺陷检测设备需要检测晶圆更小的缺陷尺寸,因而对晶圆缺陷检测设备的精度和检测速率提出了更高的要求。因此,人们进行了各种晶圆缺陷检测手段的探索。
2、目前常用的晶圆缺陷检测方法主要包括光学检测,光学检测是利用光与晶圆的相互作用来实现检测的方法的总称,其中光散射法是最重要的光学检测方法之一。现有的基于光散射法的晶圆缺陷检测系统,激光器等常用的发射光源出射一定功率密度的探测光束照射在待测晶圆表面,形成一个探测光斑,通过探测光斑对待测晶圆表面进行扫描检测,待测晶圆表面上的缺陷上会产生散射光信号,散射光信号强度随着缺陷尺寸变大而变强,散射光信号强度和缺陷尺寸大小具有一一对应的关系。光电倍增管等探测器通过探测透镜组来接收散射光信号并转化为电信号,通过对电信号的处理即可完成对待测晶圆缺陷的检测,获取待测晶圆表面缺陷的尺寸与位置信息。
3、系统检测灵敏度受限于光电倍增管本身的暗电流、供电电源带来的纹波噪声以及后端信号处理系统中的电路噪声等噪声信号。这些噪声的存在降低了系统对缺陷检测的信噪比,从而降低了检测系统的灵敏度。
技术实现思路
1、本发明提供了一种缺陷检测系统,以提高缺陷检测系统的信噪比,从而提高检测系统的灵敏度。
2、根据本发明的一方面,提供了一种缺陷检测系统,包括:发射光源、第一探测器、第二探测器以及处理模块;
3、所述发射光源用于输出检测激光,所述检测激光在待测晶圆表面的缺陷处发生散射形成散射光;
4、所述第一探测器位于所述散射光的传输路径上,用于采集所述散射光信号,并将其转换为携带所述待测晶圆表面缺陷信息的第一探测信号;所述第一探测信号包括散射光信号、第一暗电流信号、第一纹波噪声信号以及第一电路噪声信号;
5、所述第二探测器用于在遮光条件下输出第二探测信号;所述第二探测信号包括第二暗电流信号、第二纹波噪声信号以及第二电路噪声信号;所述第二暗电流信号与所述第一暗电流信号之间的差值小于预设电流差值,所述第二纹波噪声信号与所述第一纹波噪声信号之间的差值小于预设纹波噪声差值,所述第二电路噪声信号与所述第一电路噪声信号之间的差值小于预设电路噪声差值;
6、所述处理模块分别与所述第一探测器和所述第二探测器电连接,用于接收所述第一探测信号以及所述第二探测信号,并用于根据所述第一探测信号以及所述第二探测信号确定散射光信号,并根据所述散射光信号确定所述待测晶圆的表面缺陷。
7、可选地,所述缺陷检测系统还包括供电电源,所述供电电源分别与所述第一探测器和所述第二探测器电连接,用于向所述第一探测器和所述第二探测器输出相同的供电信号。
8、可选地,所述第一探测器与所述第二探测器型号相同。
9、可选地,所述第一探测器和所述第二探测器之间的距离大于预设距离。
10、可选地,所述处理模块包括:减法器电路和处理单元;
11、所述减法器电路包括第一输入端、第二输入端和输出端,所述第一输入端与所述第一探测器电连接,所述第二输入端与所述第二探测器电连接,所述输出端与所述处理单元电连接。
12、可选地,所述减法器电路包括运算放大电路或者巴伦电路。
13、可选地,所述缺陷检测系统还包括:光路调制模块;所述光路调制模块包括第一调制单元和第二调制单元;
14、所述第一调制单元位于所述检测激光的传播路径上,用于对所述检测激光进行聚焦或扩束;
15、所述第二调制单元位于所述散射光的传播路径上,用于将所述散射光聚焦在所述第一探测器上。
16、可选地,所述缺陷检测系统还包括:光路调整模块;
17、所述光路调整模块位于所述检测激光的传播路径上,用于调整所述检测激光的传播方向以使所述检测激光入射至所述待测晶圆的表面。
18、可选地,还包括:遮光罩;
19、所述遮光罩设置于所述第二探测器表面,用于对所述第二探测器进行遮光处理。
20、可选地,所述缺陷检测系统还包括旋转平台和支架;
21、所述旋转平台用于承载所述待测晶圆并带动所述待测晶圆转动以实现检测激光对所述待测晶圆的多角度扫描;
22、所述支架用于支撑所述旋转平台。
23、本发明实施例的技术方案,通过获取第一探测器输出的第一探测信号,以及第二探测器在遮光条件下输出的第二探测信号,并将第一探测信号以及第二探测信号进行作差消除了绝大部分的噪声信号以保留有效的散射光信号,最终根据有效的散射光信号确定待测晶圆表面的缺陷信息。有效提高了系统对缺陷检测的信噪比,从而提升了检测系统的灵敏度,实现了对晶圆表面更小尺寸缺陷的检测。
24、应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
1.一种缺陷检测系统,其特征在于,包括:发射光源、第一探测器、第二探测器以及处理模块;
2.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述缺陷检测系统还包括供电电源,所述供电电源分别与所述第一探测器和所述第二探测器电连接,用于向所述第一探测器和所述第二探测器输出相同的供电信号。
3.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述第一探测器与所述第二探测器型号相同。
4.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述第一探测器和所述第二探测器之间的距离大于预设距离。
5.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述处理模块包括:减法器电路和处理单元;
6.根据权利要求5所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述减法器电路包括运算放大电路或者巴伦电路。
7.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述缺陷检测系统还包括:光路调制模块;所述光路调制模块包括第一调制单元和第二调制单元;
8.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述缺陷检测系统还包括:光路调整模块;
9.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,还包括:遮光罩;
10.根据权利要求1所述的缺陷检测系统,其特征在于,所述缺陷检测系统还包括旋转平台和支架;
