CN107076547B - 用于检验用于电学、光学或光电学的晶片的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明包括一种用于检验用于电学、光学或光电学的晶片(2)的方法,其中所述方法包括:使晶片(2)绕与所述晶片的主表面(S)垂直的对称轴转动;从至少一个光源(20)发射至少两对入射相干光束,以便形成包含具有不同条纹间距的干涉条纹的两个测量空间;收集由所述晶片的表面散射的光束;获取所收集的光并发射表示所收集的光的光强度随时间变化的电信号;检测所述信号中的频率分量,所述频率是缺陷通过相应测量空间的时间特征;基于为每一个测量空间确定的可见度来为每一个检测到的特征确定被称为缺陷可见度的参数;获得关于所述缺陷的尺寸的相应信息;交叉检查对于每一个测量空间获得的信息,以确定所述缺陷的大小。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于检验用于电学、光学或光电学的晶片的方法和系统。
背景技术
在制造和使用用于电学、光学或光电学的晶片(根据英语术语为“wafers”)时,通常对每个晶片的表面进行检验,以检测其上可能的缺陷。
由于要检测的缺陷的尺寸非常小,操作者的目视检验是不够的。
此外,检验通常不仅旨在发现是否存在缺陷,而且还旨在提供关于所述缺陷的定性和/或定量的信息,例如,比如其位置、其尺寸和/或其性质。
因此,已经开发出检验系统以检测越来越小的缺陷并且提供关于所述缺陷的性质、尺寸、位置等的所有所需的信息。
这些系统还必须允许对每个晶片的检验持续时间足够短,以便不会不利地影响生产速度。
文献WO 2009/112704描述了一种实施激光多普勒效应测速仪(英文名称为“LaserDoppler Velocimetry”,缩写为LDV)、用于检验半导体晶片的系统。如能够从图1所见,该系统包括光源20和与所述光源耦接并且面向由运动启动的待检验晶片2的表面S布置的干涉装置30。所述干涉装置包括光导,所述光导的输入端与光源耦接并且包括用于将来自光源的光束分成两条入射光束的两个分支。在光导的输出端,两个分支相对于彼此定向使得在两条光束之间的交叉处形成包括多条平行条纹的测量空间。该系统还包括布置在晶片表面和检测模块50之间的光纤40,以便将由晶片表面背向散射的光引导向检测模块。
文献WO 02/39099描述了另一种依靠激光多普勒效应测速仪来检验半导体晶片的系统。
当晶片表面上存在的缺陷通过干涉条纹时,该缺陷的存在表现为由检测模块测量的多普勒闪烁(bouffée Doppler)的散射。多普勒闪烁是具有双频分量的信号:低频分量,其形成信号包络,对应于由缺陷散射的平均光强度;和高频分量,其对应于包含关于缺陷速度的信息的多普勒频率。多普勒频率fD与缺陷在垂直于条纹的方向上的移动速度v和干涉条纹之间的距离Δ(或条纹间距)通过关系式v=f*Δ相关联。
图2示出了由于缺陷通过干涉区域引起的多普勒闪烁,其表示为在检测模块的输出端处随时间变化的电压(伏特)的形式。
基于这样的多普勒闪烁,可以确定在晶片表面上检测到的缺陷的尺寸。
在这方面,可以参考W.M.Farmer的标题为“Measurement of Particle Size,Number Density,and Velocity Using a Laser Interferometer”的出版物,其提出了随粒径变化的粒子可见度模型。
由此,对于给定干涉条纹的图案,类比于球体的缺陷的尺寸(其被定义为球体的直径)和根据上述公式确定的可见度之间的关系由图3所示类型的曲线给出。
注意到对于大于0.15的可见度,图3的曲线提供了对应于给定可见度值的唯一缺陷尺寸。
然而,对于小于0.15的可见度,曲线示出了“弹跳(rebonds)”,表示同一可见度值能够对应于几个缺陷尺寸的事实。由此,在图3的示例中,0.1的可见度对应于三个球体半径:0.83μm、1.12μm和1.45μm。
在这种情况下,因此出现了从这些不同的可能尺寸中确定存在于晶片上的缺陷的实际尺寸的问题。
特别地,该技术不允许测量尺寸非常不同的缺陷的尺寸。事实上,如图3所示,不可能确定尺寸大于0.9μm(对应于小于0.15的可见度)的缺陷的尺寸。
然而,能够在晶片上检测到的缺陷的尺寸分布在大范围的尺寸上,通常为几十纳米到几百微米。
基于图3中的曲线的技术的另一个缺点是,对于一些缺陷的尺寸(例如,0.95μm的半径),可见度为零,即没有产生多普勒闪烁。因此,不能检测到该尺寸的缺陷。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点并且限定用于检验晶片的系统和方法,其允许检测可能存在于晶片上的尺寸大于几十纳米的所有缺陷,并且确切地确定检测到的每个缺陷的尺寸。该系统和方法还必须具有相对于现有系统和方法的改进的检测动态性,即具有检测大量缺陷并且在大范围的缺陷尺寸内在减小时间范围内计算其尺寸的能力。
根据本发明,提出了一种用于检验用于电学、光学或光电学的晶片的方法,包括:
-使晶片绕与所述晶片的主表面垂直的对称轴转动,
-从至少一个光源发射至少两对入射相干光束,每对布置为在两条光束之间的交叉处形成相应测量空间,该测量空间包含干涉条纹,具有与另一测量空间的条纹间距不同的条纹间距,
在晶片转动期间,所述晶片的主表面的至少一部分通过所述测量空间中的每一个,
-收集由所述晶片表面散射的光束,
-捕获所收集的光并发射表示所收集的光的光强度随时间的变化的电信号,
-在所述信号中,检测所述所收集的光的强度变化中的频率分量,所述频率是缺陷通过相应测量空间的时间特征(signature temporelle),
-对于每个检测到的特征,确定取决于相应测量空间的条纹间距和缺陷尺寸的、被称为缺陷可见度的参数,所述参数由基于由于缺陷通过所述测量空间产生的多普勒信号来确定的以下公式给出,并表示为随时间变化的电压形式:
其中Imax和Imin定义限定所述多普勒信号的峰值的最小电压和最大电压,并且Offset是多普勒信号的平均值和对应于零电压的轴之间的偏移,
-基于针对每个测量空间确定的可见度,获得关于所述缺陷的尺寸的相应信息,
-交叉检查针对每个测量空间获得的信息,以确定所述缺陷的尺寸。
特别有利地,获得关于缺陷的尺寸的信息包括:
-计算每个测量空间中的缺陷的可见度,
-对于每个测量空间,基于对于相应条纹间距、随缺陷尺寸变化的可见度参考曲线,确定缺陷的一个或更多个可能的尺寸。
优选地,所述方法包括用带通滤波器对信号进行滤波,该带通滤波器的通带集成了与每个测量空间相关联的多普勒频率。
根据一个实施例,所述测量空间至少部分地重叠。
根据另一实施例,所述测量空间沿着所述晶片的转动路径彼此相继布置。
特别有利地,该方法还包括相对于晶片径向移动所述测量空间。
作为普遍规则,每个测量空间的条纹横向于晶片的转动路径定向。
根据一个特别有利的实施例,干涉装置是包括光导的集成光学装置,该光导的输入端与光源耦接并且被分成两对分支,该光导的输出端被定向为在每对的两条光束的交叉处形成相应的测量空间。
根据本发明的一个实施方式,晶片相对于光源的波长是至少部分透明的,并且每个测量空间在具有厚度小于所述晶片厚度的晶片区域中延伸。
另一主题涉及一种用于检验用于电学、光学或光电学的晶片的系统,包括:
-用于驱动晶片绕与所述晶片的主表面垂直的对称轴转动的装置,
-至少一个光源,
-与所述光源耦接的至少一个干涉装置,以将由所述源发射的光束分成两条光束,并且以在两条光束之间的交叉处形成相应测量空间,所述测量空间包含干涉条纹,具有与另一测量空间的条纹间距不同的条纹间距,
-用于收集由所述晶片散射的光的装置,
-用于捕获所收集的光的装置,其配置为发射表示所述所收集的光的光强度随时间的变化的电信号,
-处理装置,其配置为:
*在所述信号中,检测所述所收集的光的强度变化中的频率分量,所述频率是缺陷通过相应测量空间的时间特征,
*对于每个检测到的特征,确定取决于相应测量空间的条纹间距和缺陷尺寸、被称为缺陷可见度的参数,所述参数由基于由于缺陷通过测量空间产生的多普勒信号来确定的以下公式给出,并且表示为随时间变化的的电压的形式:
其中Imax和Imin定义限定所述多普勒信号的峰值的最小电压和最大电压,并且Offset是多普勒信号的平均值和对应于零电压的轴之间的偏移。
*基于针对每个测量空间确定的可见度,获得关于所述缺陷的尺寸的相应信息,并且
*交叉检查针对每个测量空间获得的信息,以确定所述缺陷的尺寸。
根据一个有利的实施方式,所述系统包括单个光源和单个干涉装置来形成所有测量空间。
根据一个优选实施例,其中所述干涉装置具有包括光导的集成光学装置的形式,该光导的输入端与光源耦接并且被分成两对分支,该光导的输出端被定向为在每对的两条光束的交叉处形成相应的测量空间。
特别有利地,所述系统还包括用于沿径向平移移动所述干涉装置和用于收集散射光束的装置的臂。
附图说明
根据以下的详细描述并且参照附图,本发明的其他特征和优势将变得明显,在附图中:
图1是如文献WO 2009/112704中所述的、基于激光多普勒效应测速仪的检验系统的原理图,
图2示出了多普勒闪烁的示例,
图3是示出类比于球体的缺陷的可见度(无单位变量)随其尺寸(在此处为以微米表示的球体半径)变化的图,
图4是根据本发明的一个实施例的检验系统的原理图,
图5A和5B是根据本发明的两个实施例的干涉装置的的原理图,
图6是示出对于根据本发明的检验系统,类比于球体的缺陷的可见度(无单位)随其尺寸(以μm表示的球体半径)变化的图,
图7示出了实施N(N大于或等于二)个测量空间的缺陷检测的原理。
为了便于阅读附图,这些附图不一定是成比例绘制的。
具体实施方式
本发明涉及旨在用于电学、光学或光电学领域的任何晶片。特别地,所述晶片能够包括以下材料中的至少一种:Si、Ge、GaN、SiC、玻璃、石英、蓝宝石、GaAs(非限制性列表)。
此外,对于检验系统的光源的波长来说,晶片的材料可以是至少部分透明的或可以不是至少部分透明的。事实上,根据将在下面详细描述的特别有利的实施方式,通过使测量空间在其中延伸的晶片区域具有小于所述晶片厚度的厚度,所述检验系统提供受控的场深,允许控制测量空间相对于晶片的位置。以这种方式,确保检测到的缺陷位于待检验表面上或其附近,而不是位于相对的表面上。
为了允许明确地确定检测到的缺陷的尺寸并且不管其尺寸如何都使每个缺陷在数十纳米到几百微米的范围内可见,本发明提出形成包含干涉条纹并且每个都具有不同的条纹间距的至少两个测量空间。
所述测量空间相对于彼此布置为使得晶片的缺陷穿过每个测量空间并且如有必要产生相应的多普勒闪烁。
图4是实施这种测量空间的检验系统1的原理图。
该系统包括支撑件10,其用于接收待检验晶片2并驱动其绕与所述晶片的主表面S垂直的对称轴X转动。通常,晶片具有圆形形状,但是本发明能够应用于任何其它形状。
晶片2通过任何适当的部件(例如静电部件、机械部件等)保持在支撑件10上。
用于转动支撑件的机构本身是已知的,因此将不再详细描述。
支撑件10包括一个或更多个编码器(未示出),使得能够知道晶片在任意时刻的角位置。
检验系统1还包括光源20。
光源20通常是DFB(分布反馈,为英文“Distributed Feed Back”的缩写)激光器。
该光源与将参考图5详细描述的干涉装置30耦接。
干涉装置30被设计为形成具有不同条纹间距的至少两个测量空间(在图4中仅以附图标记V示意性地示出了其中的一个)。这些测量空间可以完全或部分地位于在单个空间内。如下面将参考图6所阐释的,条纹间距被选择为使与这些测量空间中的每一个相关联的可见度曲线彼此足够地不同,使得在一个测量空间中不可见的缺陷在另一测量空间中可见,并且以便消除与检测到的缺陷的尺寸相关的任何不清楚性。
可以设想检验系统包括多个干涉装置,每个干涉装置都耦接到光源以便形成相应的测量空间,但是该实施例在体积和成本方面不太有利。因此,优选地,检验系统包括适配为形成不同测量空间的单个干涉装置和单个光源。
检验系统还包括用于收集由晶片表面背向散射的光的装置40。该装置40可以包括光纤,其优选地具有大的芯径(即,通常100到1000μm的直径),其输入端布置为面向晶片表面,接近测量空间,并且其输出端与用于捕获所收集的光的装置50耦接,所述装置50用来发射表示所收集的光的光强度随时间的变化的电信号。所述装置50通常包括光电探测器。
优选地,干涉装置30和用于收集背向散射光的装置40刚性地彼此连结。实际上,收集装置40的输入端相对于测量空间必须以适当的方式定位,以便接收由晶片背向散射的光。
最后,检验系统1包括处理装置60,其配置为检测所述信号中的、对应于多普勒频率的频率分量。
处理装置60有利地与接口(未示出)耦接,使得使用者能够访问结果,特别地以便显示、记录和/或打印结果。
在晶片相对于光源的波长至少部分透明的情况下,使每个测量空间在其中延伸的区域的厚度小于该晶片的厚度。所述区域的厚度优选小于或等于晶片厚度的90%。例如,对于厚度为500μm至1mm的晶片,使测量空间在厚度小于或等于100μm的晶片区域中延伸。测量空间的尺寸是干涉装置的特征,并且由光导的两个分支之间的角度以及由所述分支的数值孔径来限定,其中由光源发射的光束在所述两个分支中传播。
在这方面将注意到,目前市面上可获得的检验系统不允许对透明晶片进行令人满意的检验。
事实上,在基于暗场(根据英文术语为“dark field”)检验技术的系统的情况下,入射光束穿过晶片厚度,并且任何缺陷、无论是存在于待检验的表面上、在相对表面上还是在衬底厚度中,都产生散射光。因此,利用这种系统,不可能知道检测到的每个缺陷是否位于待检验表面上。
此外,KLA-Tencor公司提出了一种称为CandelaTM的、暗场照明和共焦检测类型的用于检验透明晶片的系统。然而,由于共焦检测所需的定位精度,该系统特别难以聚焦,因此不提供可重复的结果。
本发明所实施的系统通过使用频率特征检测缺陷来克服与暗场技术和共焦检测技术相关联的限制,所述频率特征只能由通过测量空间的缺陷发射。在这种系统中,因此必须相对于待检验晶片的表面精确地调整干涉装置的定位,但是由于测量空间的限制和由此的检测通过多普勒频率进行,因此用于收集背向散射光的装置不需要同样高的定位精度。
此外,为了检验透明晶片,优选地选择诸如下面描述的集成光学装置来产生干涉装置。这种装置事实上使得能够控制检验系统的场深。另一方面,通过可见度计算的尺寸测量与测量空间中的缺陷的位置无关。
为了检验晶片,将所述晶片2放置在支撑件10上的适当位置,并且以受控的角速度ω驱动所述支撑件转动。借助于存在于支撑件10上的编码器,所述晶片的给定点的角位置在每个时刻都是已知的。所述晶片的转动速度通常约为5000转/min。
在检验系统1中,干涉装置30布置为面向晶片2的主表面,在适配为沿径向移动所述装置30的臂(未示出)上。由此,考虑到晶片的转动,可以通过使干涉装置和用于收集背向散射光的装置径向平移,利用测量空间连续扫描该晶片的整个表面。
所述两个测量空间在晶片的同一侧上形成,以使缺陷通过所有测量空间。每个测量空间的干涉条纹相对于晶片的转动路径横向地定向,以便被缺陷通过。条纹之间的倾角和晶片的转动路径能够是垂直的或者成另一非零角度。
根据上述W.M.Farmer的方法的原理,对于每个测量空间,通过以下公式计算检测到的缺陷可见度:
其中Imax和Imin(单位为伏特)定义限定多普勒闪烁的峰值的最小电压和最大电压,并且Offset(单位为伏特)是信号的平均值和对应于零电压的X轴之间的偏移(参见图2)。未出现在W.M.Farmer的公式中的所述Offset与测量条件有关,并且考虑了即使在没有缺陷的情况下,也可以检测到由表面散射的少量的光的事实。
此外,在处理装置的存储器中存储了多个如图3中的类型的参考曲线,每个参考曲线限定相应测量空间中随缺陷尺寸变化的缺陷可见度。
在本发明的一个实施例中,测量空间沿着晶片的转动路径彼此相继布置在距离所述晶片的转动轴相同的径向距离处。因此,在晶片的转动期间,所述缺陷连续地通过不同的测量空间。
根据本发明的另一实施例,测量空间至少部分地重叠。事实上,受制于实施集成(intégrant)了与每个条纹间距并且因此与每个测量空间相关联的多普勒频率的带通滤波,由光电检测器发射的信号仅包含与这些测量空间相关联的信息,并且使得它们可以被区分。“集成”在这里是指滤波器的通带包括多普勒频率和在该多普勒频率附近的小频率范围。
图5A和5B是干涉装置的两个实施例的原理图,该干涉装置使得能够形成包含干涉条纹且每个都具有不同的条纹间距的两个测量空间。在图5A的情况下,测量空间是相邻的;在图5B的情况下,测量空间至少部分地重叠。
所述装置30包括光导31,该光导31的输入端32与光源20耦接并且包括两条对称的主分支33、34,该对称的主分支用于将来自光源的光束分成两条入射光束。
每个分支33、34本身被分成两条对称的次级分支,分别为33a、33b和34a、34b。
在其端部,每个次级分支具有扩宽部分,其用于在保持其高斯分布的同时扩宽光束。
在光导的输出端,每对次级分支相对于彼此被定向使得在两条光束之间的交叉处形成包括平行干涉条纹的测量空间。如图5A中示意性地示出的,对33a、33b形成条纹间距具有值Δ1的测量空间,并且对34a、34b形成条纹间距具有值Δ2(Δ2不同于Δ1)的测量空间。
图5B中的装置遵循与图5A中的装置相同的原理,但是为了简化附图,没有示出条纹。在该实施例中,不同的分支对称地交织,使得在所述分支的输出端产生的测量空间基本上重合。
特别有利地,所述干涉装置具有集成传感器的形式,其由单个部件构成并且确保由光源发射的光束的分离和光束的分支对的传输,以在传感器的输出端形成干涉空间。注意,集成光学装置是通过微电子技术制造的光学装置。
P.Lemaitre-Auger等人的文章“Integrated Laser Doppler Velocimeter forFluid Velocity and Wall Friction Measurements”描述了这种传感器(其在这种情况下具有单个主分支和两个次级分支,以形成单个测量空间)。这种装置特别由A2 PhotonicSensors公司制造并且以名称i-LDATM销售。
可以实施与上述文章中描述的相同的制造方法,以在传感器内集成几个光导来形成几个测量空间。
例如,集成光学装置可以通过玻璃衬底上的离子交换来制造。这个过程通常包括:
-提供玻璃衬底,
-在所述玻璃衬底上沉积金属掩模层,
-在所述金属层上沉积聚合物层,
-通过光刻将限定光导形状的图案转移到所述聚合物层上,
-在由聚合物掩模暴露的区域中借助于化学工艺对金属掩模层进行化学蚀刻,
-去除聚合物掩膜,
-将覆盖有蚀刻的金属掩模层的衬底浸入离子浴(例如硝酸钾浴)中,
-通过未被金属掩模层覆盖的衬底区域交换存在于浴中的离子(例如钾离子)和包含在玻璃中的离子(例如钠离子),所述金属掩模层阻挡离子通过。
由于存在于浴中的离子和存在于玻璃中的离子之间的尺寸差异,离子交换在玻璃衬底中产生局部机械应力,这增加了玻璃的折射率。由此获得上述光导。
然后去除掩模层,并且可选地沉积例如SiO2之类的保护层。最后,裁剪衬底的边缘,并将它们精细抛光。
存在用于制造集成光学装置的其他工艺,并且本领域技术人员可以自行从微电子技术中进行选择,以设计集成光学装置。
可选地,集成光学装置还可以与光纤结合,使得能够收集背向散射光。
这种集成装置的优势是其鲁棒性和其稳定性。特别地,与由其它技术(诸如微光学或纤维光学之类)实现的系统不同,所述集成装置的紧凑性和各种部件的集成使得其对振动和温度梯度不敏感。
有利地,当期望检验在光源的波长下至少部分透明的晶片时,使晶片的、测量空间在其中延伸的区域的厚度小于该晶片的厚度(该区域包括待检验表面区域的一部分)。所述区域的厚度优选小于或等于所述晶片厚度的90%。例如,对于厚度为500μm至1mm的晶片,使测量空间在厚度小于或等于100μm的晶片区域中延伸。所述测量空间的维度是干涉装置的特征,并且由光导的两个分支之间的角度以及由所述分支的数值孔径限定,其中由光源发射的光束在这两个分支中传播。这些特征因此在集成光学装置的制造期间被设定,这使得能够确保在批量生产期间对系统性能的良好控制。
因此,可以将该测量空间限制到晶片表面或所述表面的邻近区域。由此,确保检测到的缺陷位于待检验表面上或其紧邻处,而不是位于晶片的相对表面上。
在这一背景下,考虑到其稳定性使得能够避免场深误差,集成光学装置具有另外的优势。因此,集成装置所允许的场深控制有助于通过激光多普勒效应测速仪来检验透明晶片。
应注意到,相比之下,考虑到测量空间不穿透这种晶片的厚度,晶片表面的一部分通过测量空间就足以允许检验所述表面,因此对于检验不透明晶片来说,对场深的控制较不重要。
如在上述文章中所述,条纹间距取决于光源的波长、光导的光学指数和两个次级分支之间的角度。因此对于光源的给定波长,在集成光学装置的制造期间设定条纹间距。
图6示出了对于两种不同的条纹间距,两条随缺陷尺寸变化的可见度曲线的示例。
曲线(a)基本上对应于图3中的曲线。
注意到,曲线(b)比曲线(a)具有更少的对应于零可见度的“弹跳”,并且所述零可见度的点不与曲线(a)的零可见度的点重合。
由此,如果缺陷在对应于曲线(a)的测量空间中具有零可见度,则其不能经由曲线(a)检测到;另一方面,由于其在对应于曲线(b)的测量空间中具有非零的可见度,所以其可以经由所述曲线(b)检测到。
例如,半径1.7μm的缺陷在曲线(a)上具有零可见度,但在曲线(b)上具有约0.22的可见度,因此在曲线(b)上将是可检测的。
此外,可见度曲线的这种偏移使得能够通过交叉检查由两条曲线提供的信息来消除关于检测到的缺陷的尺寸的不清楚性。实际上,通过选择足够远离彼此的可见度曲线,在一个曲线上对应于几个可能的缺陷尺寸的可见度将仅对应于另一曲线上的一个缺陷尺寸。
例如,1.5μm的缺陷在曲线(a)上具有0.07的可见度。然而,在曲线(a)上,0.07的可见度对应于四种尺寸的缺陷:0.8μm、1μm、1.5μm和2μm;该单一可见度值因此不允许对检测到的缺陷的尺寸得出结论。另一方面,在曲线(b)上,半径1.5μm的该相同缺陷的可见度为0.33。因此,知道0.07和0.33的可见度使得能够毫无疑义地得出所检测到的缺陷的半径为1.5μm。
本领域技术人员也能够确定每个测量空间的条纹间距,以允许在待检测的整个尺寸范围内确定缺陷尺寸。基于能够通过W.M.Farmer描述的方法模拟获得、图3中的类型的曲线,本领域技术人员将为每个测量空间寻求具有足够高的可见度,并且避免从每个测量空间收集的信息的组合可能对应于几种尺寸的缺陷的情况。
虽然到目前为止,已经描述了利用具有不同条纹间距的两个测量空间的实施例,但是本发明可以更一般地用每个都具有特定条纹间距的、N个测量空间来实施,其中N为大于或等于二的整数。使用三个或更多个测量空间,事实上将进一步增加确定缺陷尺寸的准确性。
图7是示出利用N个测量空间的缺陷的检测序列的逻辑图,其中N大于二。
光源20耦接到干涉装置的输入端,该输入端包括N对次级分支,每对被设计为具有不同的条纹间距Δ1、Δ2、...、ΔN。
用于收集背向散射光的装置40对于所有测量空间是公共的,捕获装置50和处理装置60也是如此。
在处理装置60中,由捕获装置50提供的信号由N个带通滤波器滤波,每个带通滤波器具有不同的通带B1、B2、...BN,包含与相应的条纹间距Δ1、Δ2、...、ΔN相关联的多普勒频率。
因此,经滤波的信号提供关于检测到的缺陷的尺寸的N项信息S1、S2、...SN。在缺陷在测量空间之一中不可见的情况下,相应信息是不存在缺陷。在缺陷具有与不同的可能尺寸相关联的可见度的情况下,相应的信息是可能尺寸的集合。
然后结合信息集合S1、S2、...、SN,以允许通过交叉检查毫无疑义地确定每个检测到的缺陷的尺寸(由区块C示意性示出的步骤)。
所述检测装置由此提供关于检测到的缺陷的报告R,其指示每个缺陷的尺寸和位置。
引用
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Claims (13)
1.一种用于检验用于电学、光学或光电学的晶片的方法,包括:
-使晶片绕与所述晶片的主表面垂直的对称轴转动;
-从与干涉装置耦接的至少一个光源发射至少两对入射相干光束,每对布置为在两条光束之间的交叉处形成相应的测量空间,所述测量空间包含干涉条纹,具有与另一测量空间的条纹间距不同的条纹间距;
在所述晶片的转动期间,所述晶片的主表面的至少一部分通过所述测量空间中的每一个;
-收集由所述晶片的主表面的所述部分散射的光的至少一部分;
-捕获所收集的光并发射表示所收集的光的光强度随时间的变化的电信号;
-在所述电信号中,检测所述所收集的光的光强度的变化中的频率分量,所述频率分量是缺陷通过相应测量空间的时间特征;
-对于每个检测到的时间特征,确定取决于所述相应测量空间的条纹间距和所述缺陷尺寸、被称为缺陷可见度的参数,所述被称为缺陷可见度的参数由基于由于缺陷通过所述测量空间产生的多普勒信号来确定的以下公式给出,并表示为随时间变化的电压形式:
其中Imax和Imin定义限定所述多普勒信号的峰值的最小电压和最大电压,并且Offset是所述多普勒信号的平均值和对应于零电压的轴之间的偏移;
-基于针对每个测量空间确定的可见度,获得关于所述缺陷的尺寸的相应信息;以及
-交叉检查针对每个测量空间获得的信息,以确定所述缺陷的尺寸。
2.根据权利要求1所述的方法,其中获得关于所述缺陷的尺寸的相应信息包括:
-计算每个测量空间中的所述缺陷的可见度,
-对于每个测量空间,基于对于相应条纹间距随所述缺陷的尺寸变化的可见度参考曲线,确定所述缺陷的一个或更多个可能的尺寸。
3.根据权利要求1所述的方法,所述方法包括用带通滤波器对所述电信号进行滤波,所述带通滤波器的通带集成了与每个测量空间相关联的多普勒频率。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述测量空间至少部分地重叠。
5.根据权利要求1所述的方法,其中所述测量空间沿着所述晶片的转动路径彼此相继布置。
6.根据权利要求1所述的方法,所述方法包括相对于所述晶片径向移动所述测量空间。
7.根据权利要求1所述的方法,其中每个测量空间的条纹横向于所述晶片的转动路径定向。
8.根据权利要求1所述的方法,其中所述干涉装置是包括光导的集成光学装置,所述光导的输入端与所述光源耦接并且被分成两对分支,所述光导的输出端被定向为在每对的两条光束的交叉处形成相应的测量空间。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述晶片相对于所述光源的波长是至少部分透明的,并且每个测量空间在厚度小于所述晶片的厚度的晶片区域中延伸。
10.一种用于检验用于电学、光学或光电学的晶片的系统,包括:
-用于驱动所述晶片绕与所述晶片的主表面垂直的对称轴转动的装置;
-至少一个光源;
-与所述光源耦接的至少一个干涉装置,以将由所述光源发射的光束分成两对光束,并且以在每对的两条光束之间的交叉处形成相应测量空间,所述测量空间包含干涉条纹,具有与另一测量空间的条纹间距不同的条纹间距;
-用于收集由所述晶片的主表面散射的光的至少一部分的装置;
-用于捕获所收集的光的装置,其配置为发射表示所述所收集的光的光强度随时间的变化的电信号;
-处理装置,其配置为:
*在所述电信号中,检测所述所收集的光的强度变化中的频率分量,所述频率分量是缺陷通过相应测量空间的时间特征;
*对于每个检测到的时间特征,确定取决于所述相应测量空间的条纹间距和所述缺陷尺寸、被称为缺陷可见度的参数,所述被称为缺陷可见度的参数由基于由于缺陷通过所述测量空间产生的多普勒信号来确定的以下公式给出,并表示为随时间变化的电压形式:
其中Imax和Imin定义限定所述多普勒信号的峰值的最小电压和最大电压,并且Offset是所述多普勒信号的平均值和对应于零电压的轴之间的偏移;
*基于针对每个测量空间确定的可见度,获得关于所述缺陷的尺寸的相应信息;以及
*交叉检查针对每个测量空间获得的信息,以确定所述缺陷的尺寸。
11.根据权利要求10所述的系统,所述系统包括单个光源和单个干涉装置以形成所有的测量空间。
12.根据权利要求10所述的系统,其中所述干涉装置具有包括光导的集成光学装置的形式,所述光导的输入端与光源耦接并且被分成两对分支,所述光导的输出端被定向为在每对的两条光束的交叉处形成相应的测量空间。
13.根据权利要求10所述的系统,所述系统还包括用于沿径向平移移动所述干涉装置和用于收集散射光的装置的臂。
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