CN108010855A - 用于检测基板上的标记的装置、设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于检测基板上的标记的装置、设备和方法，涉及半导体技术领域。其中，所述标记包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹和第二条纹，所述装置包括至少一个检测模块，每个检测模块能够在至少一个方向上在所述基板的表面上方移动并通过。每个检测模块包括至少一个检测单元和至少一个定位单元，所述检测单元用于从相应标记获取信息，所述检测单元被配置为能够对所述相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作从所述相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息；所述定位单元用于支撑并定位相应的检测单元，所述定位单元适于操作地使得相应的检测单元与相应标记在所述方向上对准。

Description

用于检测基板上的标记的装置、设备和方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及用于检测基板上的标记的装置、设备和方法。
背景技术
现有的套刻(Overlay)测量设备依赖成像装置来测量两组套刻标记的位置之间的相对偏差。由于成像装置的镜头可能会存在畸变，因此通常都需要先将套刻标记移到成像装置的视场中央，然后通过图像识别技术测出两组套刻标记的位置之间的相对偏差，如此可以消除镜头畸变对测量结果的影响。
图1A和图1B示出了现有的两种不同的套刻标记在成像装置的视场中央的示意图。如图1A和图1B所示，将套刻标记移到成像装置的视场中央后，通过图像识别技术可以测出X方向的当层套刻标记101A与X方向的前层套刻标记102A的位置，以及Y方向的当层套刻标记101B与Y方向的前层套刻标记102B的位置，从而可以确定两组套刻标记的位置之间的相对偏差。
然而，在将套刻标记移到成像装置的视场中央的过程中，由于套刻标记所在的基板的放置可能存在误差，因此，一般需要多次微调移动才能将套刻标记移到视场中央，花费时间较长。此外，再加上图像识别耗费的时间，测量一组套刻标记耗费的时间较长，例如需要0.5-1秒。
随着技术节点的逐渐缩小，对套刻测量的要求也逐渐提高，需要测量更多的套刻标记。例如，如果要对全片硅片中约60多个曝光区域进行测量的话，假设每个曝光区域里有5组套刻标记，则测量时间需要约5分钟左右。
因此，有必要提出一种技术方案来减小套刻标记的检测时间。
发明内容
本公开的一个实施例的目的在于减小套刻标记的检测时间。
根据本公开的一个实施例，提供了一种用于检测基板上的标记的装置，所述标记包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹和第二条纹，所述装置包括：至少一个检测模块，每个检测模块能够在至少一个方向上在所述基板的表面上方移动并通过，每个检测模块包括：至少一个检测单元以及至少一个定位单元，所述检测单元用于从相应标记获取信息，所述检测单元被配置为能够对所述相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作从所述相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息；所述定位单元用于支撑并定位相应的检测单元，所述定位单元适于操作地使得相应的检测单元与相应标记在所述方向上对准。
在一个实施例中，所述标记包括彼此间隔开的第一系列的第一条纹以及彼此间隔开的第二系列的第二条纹；所述第一系列的第一条纹和所述第二系列的第二条纹被设置为沿着所述方向布置。
在一个实施例中，所述第一条纹和所述第二条纹交替设置。
在一个实施例中，所述装置还包括：信息处理模块，用于根据从所述第一条纹和所述第二条纹获取的信息，来确定所述第一条纹和所述第二条纹之间的相对位置的偏差。
在一个实施例中，所述信息包括下列中的至少一种：从所述第一条纹或所述第二条纹接收的光的峰值强度、接收到具有该峰值强度的光的时间。
在一个实施例中，所述基板包括沿所述方向布置的多列所述标记；所述至少一个检测单元包括多个检测单元；所述至少一个定位单元包括多个定位单元，每个定位单元能够操作地使得相应检测单元与相应标记在所述方向上对准。
在一个实施例中，所述检测模块还包括框架；所述定位单元包括：至少一个支撑杆，其固定到所述框架，相应检测单元由所述支撑杆支撑；定位机构，用于使相应检测单元沿所述支撑杆移动以将相应检测单元固定在所需位置，从而使得相应检测单元与相应标记在所述方向上对准。
在一个实施例中，所述至少一个支撑杆包括螺杆；所述定位机构通过所述螺杆驱动所述检测单元沿所述螺杆移动。
在一个实施例中，所述检测单元包括上下布置的第一孔和第二孔、以及位于第一孔和第二孔之间的第三孔，所述第三孔具有内螺纹，所述螺杆具有与所述内螺纹配合的外螺纹；所述框架包括第一支架和与所述第一支架相对地设置的第二支架；所述至少一个支撑杆还包括第一支撑轨道和第二支撑轨道，所述第一支撑轨道和所述第二支撑轨道分别穿过所述第一孔和所述第二孔以悬置在所述第一支架和所述第二支架之间；所述螺杆穿过所述第三孔，所述螺杆转动时带动所述检测单元沿着所述第一支撑轨道和所述第二支撑轨道移动。
在一个实施例中，所述装置还包括：气垫导轨，其包括：第一导轨，在所述方向上延伸；第一滑块，与所述第一导轨相关联地配合，用于支承所述第一支架；第二导轨，在所述方向上延伸；和第二滑块，与所述第二导轨相关联地配合，用于支承所述第二支架；其中，所述第一滑块和所述第二滑块沿着所述第一导轨和所述第二导轨滑动时带动所述第一支架和所述第二支架沿着所述方向移动，从而使得所述检测模块能够在所述方向上在所述基板的表面上方移动并通过。
在一个实施例中，所述框架还包括：第三支架；以及第四支架，与所述第三支架在所述方向上相对地设置；所述第三支架分别与所述第一支架和所述第二支架接合，所述第四支架分别与所述第一支架和所述第二支架接合。
在一个实施例中，所述标记设置在所述基板上沿所述方向的划片道中，以及所述标记被配置为：在所述基板的放置误差为第一误差，所述检测单元的视场中心轴被以第二误差与该划片道的理想中心轴对准的情况下，所述检测单元能够从设置在所述划片道中的相应标记获取信息。
在一个实施例中，所述检测单元包括光学检测系统，所述光学检测系统包括：光源，用于产生光；半反射半透射镜，用于将源自光源的光的至少一部分反射到透镜；以及透射来自透镜的光的至少一部分；透镜，用于将来自所述半反射半透射镜的光会聚，并将会聚后的光入射到所述标记；以及将来自所述标记的光会聚，并将会聚后的光入射到所述半反射半透射镜；换能器，用于接收自半反射半透射镜透射的光并将光信号转换为电信号。
在一个实施例中，所述检测单元包括光学检测系统，光学检测系统包括：透镜，用于将来自所述标记的光会聚；换能器，用于接收来自所述透镜的光并将光信号转换为电信号；光源，用于产生第一光束和第二光束；用于产生第一光的第一光产生部件，位于所述光学检测系统的一侧；以及用于产生第二光的第二光产生部件，位于所述光学检测系统的与所述第一光产生部件所在一侧相对的另一侧。其中，第一光产生部件包括：第一反射镜，用于将第一光束反射；第一透镜，用于将第一反射镜反射后的第一光束会聚以生成会聚后的第一光束；第二反射镜，用于将会聚后的第一光束反射，以作为所述第一光斜入射到所述标记。第二光产生部件包括：第三反射镜，用于将第二光束反射；第二透镜，用于将第三反射镜反射后的第二光束会聚以生成会聚后的第二光束；第四反射镜，用于将会聚后的第二光束反射，以作为所述第二光斜入射到所述标记。
在一个实施例中，所述检测单元还包括：数据采集模块，用于采集换能器的电信号并发送给处理装置进行处理。
在一个实施例中，所述标记是套刻标记，所述第一条纹是当层套刻标记，所述第二条纹是前层套刻标记。
在一个实施例中，所述检测模块在至少一个方向上在所述基板的表面上方做匀速运动或匀减速运动。
根据本公开的另一个实施例，提供了一种用于检测基板上的标记设备，包括上述任意一个实施例所述的用于检测基板上的标记的装置。
在一个实施例中，所述装置还包括：基板支承平台，用于支承所述基板。
在一个实施例中，所述装置还包括：防震平台，用于支承所述基板支承平台以及所述用于检测基板上的标记的装置。
根据本公开的又一个实施例，提供了一种用于检测基板上的标记的方法，所述标记包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹和第二条纹，所述方法包括：提供所述基板；提供检测模块，所述检测模块能够在至少一个方向上在所述基板的表面上方移动并通过，所述检测模块包括：至少一个检测单元以及至少一个定位单元，所述检测单元用于从相应标记获取信息，所述检测单元被配置为能够对所述相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作从所述相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息；所述定位单元用于支撑并定位相应的检测单元；操作所述定位单元以使得所述检测单元与相应标记在所述方向上对准；以及驱动所述检测模块在所述方向上移动以检测所述标记。
利用本公开提供的用于检测基板上的标记的装置进行标记(例如套刻标记)的检测时，可以通过定位单元使得检测单元与待检测的相应标记基本对准，检测模块在基板上方移动来检测相应的标记。这种标记的检测方式不依赖成像的方式进行检测，并因此也就不需要将标记移到视场中央的操作，也不要的精细微调操作，并且也不需要进行图像识别，减小了标记的检测时间，而且还不需要现有技术中那么严格精确的对准精度。从而，降低了检测的成本，极大地提高了检测的效率和检测设备的吞吐量。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征、方面及其优点将会变得清楚。
附图说明
附图构成本说明书的一部分，其描述了本公开的示例性实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理，在附图中：
图1A和图1B示出了现有的两种不同的套刻标记在成像装置的视场中央的示意图；
图2示出了根据本公开的一个实施例的基板上的标记的示意图；
图3是根据本公开一个实施例的用于检测基板上的标记的装置的结构示意图；
图4是根据本公开另一个实施例的用于检测基板上的标记的装置的结构示意图；
图5示出了根据本公开一个实施例的检测单元和定位单元的结构示意图；
图6示出了根据本公开一个实施例的设置在划片道中的标记的示意图；
图7示出了根据本公开一个实施例的检测单元的结构示意图；和
图8示出了根据本公开另一个实施例的检测单元的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应理解，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不应被理解为对本发明范围的限制。
此外，应当理解，为了便于描述，附图中所示出的各个部件的尺寸并不必然按照实际的比例关系绘制，例如某些层的厚度或宽度可以相对于其他层有所夸大。
以下对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，在任何意义上都不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和装置可能不作详细讨论，但在适用这些技术、方法和装置情况下，这些技术、方法和装置应当被视为本说明书的一部分。
应注意，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义或说明，则在随后的附图的说明中将不需要对其进行进一步讨论。
本公开提供了一种不依赖成像装置对标记进行成像的方式来进行标记的检测。这种方式对成像装置的镜头的要求比较低，可以采用常规的光学检测系统即可实现标记的检测。如此，一方面减小了标记的检测时间成本，另一方面也降低了检测设备(如，套刻设备)的成本。
图2示出了根据本公开的一个实施例的基板上的标记的示意图。如图2所示，基板上的标记可以包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹201和第二条纹202。在一个实施例中，第一条纹201可以是当层套刻标记，第二条纹202可以是前层套刻标记。也即，第一条纹201可以由第一层形成，第二条纹202可以由不同于第一层的第二层形成。因此，应理解，尽管这里在图2中为了图示说明的方便，第一条纹和第二条纹被示出为基本齐平，但应理解，在某些实施例中，其可以处于不同的水平高度。示例性地，第一条纹201和第二条纹202可以是以相应层形成的凹凸图案。另外，在某些实施例中，第一条纹和第二条纹的表面可以配置为具有不同的性质。例如，第一条纹和第二条纹的表面可以配置为具有不同的反射率，比如，一个是反射性的相对光滑的表面，而另一个是漫反射的相对粗糙的表面。又例如，第一条纹和第二条纹的表面可以配置为具有不同的高度差。应理解，这些仅仅是示例性的，以便于更好地理解本公开的多种实施例，而不是限制本公开的范围，只要可以通过技术手段(例如，通过从条纹获取的信息)来区分第一条纹和第二条纹即可。在其他的实施例中，基板上的标记可以包括彼此间隔开的第一系列的第一条纹以及彼此间隔开的第二系列的第二条纹，如图2所示。这里，第一系列的第一条纹例如可以包括多个相邻的第一条纹，第二系列的第二条纹例如可以包括多个相邻的第二条纹，第一系列的第一条纹和第二系列的第二条纹被设置为沿着某个方向布置。在一个实施例中，第一条纹201和第二条纹202可以交替设置，然而本公开并不限于此。
图3是根据本公开一个实施例的用于检测基板上的标记的装置的结构示意图。为了便于描述，后文中也将“用于检测基板上的标记的装置”简称为检测装置。这里，基板200表面上的标记可以是上面所描述的标记。如图3所示，检测装置可以包括至少一个检测模块300。每个检测模块300能够在至少一个方向(例如Y方向)上在基板200的表面上方移动并通过。例如，在某些实施例中，检测装置可以包括两个检测模块，其中一个检测模块可以在X方向上在基板200的表面上方移动并通过，另一个检测模块可以在Y方向上在基板200的表面上方移动并通过。这里，基板200被示出为支承在基板支承平台203上。基板支承平台203可以是本领域中已知或者将来开发的任何适当的用于支撑或者承载基板的平台。
每个检测模块300可以包括至少一个检测单元301和至少一个定位单元302。检测单元301可以用于从相应标记(如图2所示)获取信息。在图3所示的示例中，标记可以位于基板202上所示出的道204中。道204可以示例地为用于半导体晶片的划片道，所述标记可以是被设置在划片道中的套刻标记。道204在图中被示出为分别沿X方向或者Y方向衍生。然而，应理解，道204仅仅是一种示例，本领域技术人员将容易理解，在某些示例中，道204也可以不存在或者是虚拟的。
检测单元301可以被配置为能够对相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作可以从相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息。在一个实施例中，获取的信息可以包括下列中的至少一种：从第一条纹或第二条纹接收的光的峰值强度、接收到具有该峰值强度的光的时间。
定位单元302可以用于支撑并定位相应的检测单元301。定位单元302适于操作地使得相应的检测单元301与相应标记在检测模块的前述移动方向(例如，X或Y方向)上基本对准(如后文中将更详细说明的)。
利用本公开提供的用于检测基板上的标记的装置进行标记(例如套刻标记)的检测时，可以通过定位单元使得检测单元与待检测的相应标记基本对准，检测模块在基板上方移动来检测相应的标记。这种标记的检测方式不依赖成像的方式进行检测，并因此也就不需要将标记移到视场中央的操作，也不要的精细微调操作，并且也不需要进行图像识别，减小了标记的检测时间，而且还不需要现有技术中那么严格精确的对准精度。从而，降低了检测的成本，极大地提高了检测的效率和检测设备的吞吐量。
另外，在一些实施例中，检测装置还可以包括信息处理模块，与检测模块通过有线或无线的方式连接，用于根据从第一条纹和第二条纹获取的信息，来确定第一条纹和第二条纹之间的相对位置的偏差。这里，信息处理模块可以集成在检测装置(例如，以处理器的形式)中，或者，也可以实现为独立的部件，例如与检测装置耦接的独立的计算机。
图4是根据本公开另一个实施例的用于检测基板上的标记的装置的结构示意图。该实施例中，基板200包括沿某一方向(例如Y方向)布置的多列标记，每列标记可以包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹201和第二条纹202(如图2所示)。检测模块300可以包括多个检测单元301和多个定位单元302。每个定位单元302能够操作地使得相应检测单元301与相应标记在检测单元/模块的移动方向(在该图中，Y方向)上对准。
本实施例中，可以通过定位单元使得一个检测单元与一列标记对准，从而检测模块300沿着Y方向在基板200的表面上方移动并通过时可以检测多列标记，进一步降低了检测时间，提高了检测的效率。
应理解，虽然图4中仅示出了3个检测单元301和3个定位单元302，但这仅仅是示例性地，并不用于限制本公开的范围。在实际应用中，可以根据实际情况设置检测单元和定位单元的数量。
检测装置可以包括多个检测模块，例如可以包括两个检测模块。其中一个检测模块可以用于某个方向(例如Y方向)的标记的检测，另一个检测模块可以用于另一个方向(例如X方向)的标记的检测。在X方向和Y方向均布置有多列标记的情况下，一次性的X方向的扫描可以将X方向的标记全部检测到，一次性的Y方向的扫描可以将Y方向的标记全部检测到。如果扫描速度是1米/秒，经过300mm的基板的时间只需略微大于0.3秒。如果需要扫描X方向和Y方向两个方向的标记，也只要约1秒就可以完成，极大降低了标记的检测时间。
在一个实施例中，参见图4，检测模块300还可以包括框架。所述检测单元和定位单元可以直接或间接地固定到所述框架或者由所述框架支承。在一个实施例中，如图4所示，框架可以包括第一支架303和与第一支架303相对地设置的第二支架304。在另一个实施例中，框架可以包括第一支架303、第二支架304、第三支架305和第四支架306；其中，第三支架305与第四支架306在某个方向(例如Y方向)上相对地设置，并且，第三支架305分别与第一支架303和第二支架304接合，第四支架306分别与第一支架303和第二支架304接合。框架的作用主要包括两方面，一是可以增加检测装置的重量，从而增大检测装置在运动时的惯性；二是可以固定定位单元中的支撑杆(如下文将要描述的)。
为了实现检测模块在基板表面上方的移动，参见图4，检测装置还可以包括：气垫导轨400，其可以包括第一导轨401、第一滑块402、第二导轨403和第二滑块404。第一导轨401和第二导轨403均在一方向(例如Y方向)上延伸。第一滑块402与第一导轨401相关联地配合(例如，设置于第一导轨401上)，用于支承第一支架303。第二滑块404与第二导轨403相关联地配合(例如，设置于第二导轨403上)，用于支承第二支架304。第一滑块402和第二滑块404可以被驱动来沿着第一导轨401和第二导轨403滑动。当第一滑块402和第二滑块404被驱动来沿着第一导轨401和第二导轨403滑动时，可以带动第一支架303和第二支架304沿着某个方向(例如Y方向)移动，使得检测模块300能够在该方向上在基板200的表面上方移动并通过，从而可以在该方向上检测标记。在一个实施例中，检测模块300可以在至少一个方向(例如Y方向)上在基板的表面上方做近似匀速运动或近似匀减速运动。
图5示出了根据本公开一个实施例的检测单元和定位单元的结构示意图。如图5所示，定位单元302可以包括至少一个支撑杆和定位机构342。支撑杆可以固定到或者部分地固定到框架(例如，第一支架和/或第二支架)，相应的检测单元301由支撑杆支撑。定位机构342可以用于使相应检测单元301沿支撑杆移动以将相应检测单元301固定在所需位置，从而使得相应检测单元301与相应标记在某个方向(例如Y方向)上对准。在一个实施例中，支撑杆例如可以包括螺杆312，定位机构342可以通过螺杆312驱动检测单元301沿螺杆312移动。在一个实施例中，定位机构342还可以包括转动电机，其可以驱动螺杆转动，从而移动并适当地定位检测单元301。
在具体应用中，可以根据其他不同的方式来实现检测单元和定位单元的配合，从而使得定位单元可以使得相应检测单元与相应标记在某个方向(例如Y方向)上对准。
在一个具体实现方式中，参见图5，检测单元301可以包括上下布置的第一孔3011和第二孔3012、以及位于第一孔3011和第二孔3012之间的第三孔3013。其中，第三孔3013具有内螺纹，螺杆312具有与内螺纹配合的外螺纹。该实现方式中，框架可以包括第一支架303和与第一支架303相对地设置的第二支架304(如图4所示)；所述至少一个支撑杆可以包括螺杆312、第一支撑轨道322、第二支撑轨道332和定位机构342。第一支撑轨道322和第二支撑轨道332分别穿过第一孔3011和第二孔3012以悬置在第一支架303和第二支架304之间。优选地，第一支撑轨道322和第二支撑轨道332可以通过滑动轴承与检测单元301配合，从而使得检测单元301可以沿支撑轨道移动。螺杆312穿过第三孔3013，从而在螺杆312转动时可以带动检测单元301沿着第一支撑轨道322和第二支撑轨道332移动，进而使得检测单元301与相应标记在某个方向(例如Y方向)上对准。
图6示出了根据本公开一个实施例的设置在划片道中的标记的示意图。如图6所示，标记601可以设置在基板例如Y方向的划片道602中。划片道602可以沿例如X方向和/或Y方向延伸。标记601可以是上面所描述的任何标记，例如如图2所示包括第一条纹和第二条纹的标记。该实施例中，标记601可以被配置为：在基板的放置误差为第一误差，检测单元的视场中心轴被以第二误差与该划片道602的理想中心轴对准的情况下，检测单元能够从设置在划片道中的相应标记获取信息。
例如，作为示例，划片道宽度为70μm，基板放置误差为15μm，前述螺杆的调节精度误差为10μm，视场宽度为20μm，则可以设置标记的宽度为例如大于等于40μm并且小于70μm。如此，在利用检测装置进行标记检测时，仅需检测单元在调节精度误差内定位，就可以通过一次扫描对对应的划片道内的所有标记进行检测。从而，仅要求进行相对粗略地对准即可进行高效的测量，而不需要如现有技术那样进行精确对准，从而极大地减小了标记的检测时间，显著提高了效率，并大大降低了对相关设备精度的要求，显著降低了成本。
对于标记来说，有些标记可能是有缺陷的，例如在标记的表面上存在不期望的微粒或灰尘等。在实际应用中，检测装置可以配置有不同类型的检测单元，来检测有缺陷的标记或者来避免有缺陷的标记对检测的不利影响。作为示例，下面介绍两种根据本公开实施例的检测单元的具体结构。
图7示出了根据本公开一个实施例的检测单元的结构示意图。如图7所示，检测单元可以包括光学检测系统700。在一个实施例中，光学检测系统700可以包括：光源701、可选的反射镜702、半反射半透射镜703、透镜704和换能器705(例如，光电二极管)。光源701例如可以是发光二极管，用于产生光。可选的反射镜702用于将光源701产生的光反射。半反射半透射镜703用于将源自光源701的光(例如，反射镜702反射的光)的至少一部分反射到透镜704；以及透射来自透镜704的光的至少一部分。透镜704用于将来自半反射半透射镜703的光会聚，并将会聚后的光入射到标记；以及将来自标记的光会聚，并将会聚后的光入射到半反射半透射镜703。换能器705用于接收自半反射半透射镜703透射的光并将光信号转换为电信号。
可选地，检测单元还可以包括：数据采集模块706，用于采集换能器705的电信号并发送给处理装置进行处理。
图7所示的检测单元可以用于明场检测，在检测时检测单元可以沿着图7中的箭头(水平方向的箭头)所指的方向移动。通常，对于明场检测，标记表面的反射回到光学检测系统的光强度较高，因此视场往往是明亮的，故而成为明场检测。明场检测可以根据接收到的标记表面的反射光强度来确认标记。对于没有缺陷的标记来说，垂直入射到标记的光会基本或大部分被反射进入换能器705(如，光电二极管)，从而检测单元可以根据接收到的反射光检测到标记。
如果标记有缺陷，则入射到标记的光会被散射，此时接收到的光的光强相对较弱，如此可以检测标记的缺陷。然而，在这种情况下，由于有缺陷的标记的存在，可能会影响例如对标记中条纹的间距或者节距的识别。
对此，本公开还提供了另一种检测单元。图8示出了根据本公开另一个实施例的检测单元的结构示意图。如图8所示，检测单元可以包括光学检测系统801、光源802、用于产生第一光的第一光产生部件803、以及用于产生第二光的第二光产生部件804。下面对这几个部件分别进行介绍。
光学检测系统801包括透镜811和换能器821(例如光电二极管)。透镜811用于将来自标记的光会聚。换能器821用于接收来自透镜811的光并将光信号转换为电信号。
光源802用于产生第一光束812和第二光束822。
第一光产生部件803位于光学检测系统801的一侧，其包括第一反射镜813、第一透镜823和第二反射镜833。第一反射镜813用于将第一光束812反射。第一透镜823用于将第一反射镜813反射后的第一光束会聚以生成会聚后的第一光束。第二反射镜833用于将会聚后的第一光束反射，以作为第一光斜入射到标记。
第二光产生部件804位于光学检测系统801的与第一光产生部件803所在一侧相对的另一侧。第二光产生部件804包括第三反射镜814、第二透镜824和第四反射镜834。第三反射镜814用于将第二光束822反射。第二透镜824用于将第三反射镜814反射后的第二光束会聚以生成会聚后的第二光束。第四反射镜834用于将会聚后的第二光束反射，以作为第二光斜入射到标记。
可选地，检测单元还可以包括：数据采集模块831，用于采集光电二极管821的电信号并发送给处理装置进行处理。
图8所示的检测单元可以用于暗场检测。正常情况下，在入射光斜入射到标记的情况下，光学检测系统接收不到反射光或者接收到的反射光很少，视场一般是暗的，故而称为暗场检测。而如果标记有缺陷的话，则入射光会被散射，散射的光由透镜会聚成像后由换能器探测到，从而可以检测到标记的缺陷。另外，左右对称的两束入射光可以减小由透镜的畸变对检测结果造成的不利影响。
在一些实施例中，检测装置中可以配置有图7所示的检测单元，用于检测无缺陷的标记。在另一些实施例中，检测装置中可以配置有图8所示的检测单元，用于检测有缺陷的标记。在其他的实施例中，检测装置中的一部分检测模块可以配置有图7所示的检测单元，另一部分检测模块可以配置有图8所示的检测单元，从而以互补的方式进行检测。
如此，根据本公开的实施例，可以检测标记的缺陷，并在标记有缺陷的情况下，仍可以从标记获得所期望的信息。
本公开还提供了一种用于检测基板上的标记设备，该检测设备可以包括上述任意一个实施例所述的用于检测基板上的标记的装置。
在一个实施例中，检测设备还可以包括用于支撑基板的基板支撑平台。在一个实施例中，检测设备还可以包括防震平台，用于支撑基板支撑平台以及用于检测基板上的标记的装置。
本公开还提供了一种用于检测基板上的标记方法，该方法可以利用上述用于检测基板上的标记的装置来实现。所述标记包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹和第二条纹，该方法包括如下步骤：
步骤S1，提供基板。基板例如可以是硅片，硅片上具有前述的标记。
步骤S2，提供检测模块。该检测模块能够在至少一个方向(例如前述的X或Y方向)上在基板的表面上方移动并通过。该检测模块包括至少一个检测单元和至少一个定位单元。检测单元用于从相应标记获取信息，并且检测单元被配置为能够对相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作从相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息。定位单元用于支撑并定位相应的检测单元。
步骤S3，操作定位单元以使得检测单元与相应标记在某个方向(例如Y方向)上对准。
步骤S4，驱动检测模块在上述对准的方向上移动以检测标记。
本实施例中，通过操作定位单元可以使得检测单元与待检测的相应标记基本对准，进而驱动检测模块在基板上方移动即可检测到相应的标记。这种标记的检测方式不依赖成像的方式进行检测，并因此也就不需要将标记移到视场中央的操作，也不要的精细微调操作，并且也不需要进行图像识别，减小了标记的检测时间，而且还不需要现有技术中那么严格精确的对准精度。从而，降低了检测的成本，极大地提高了检测的效率和检测设备的吞吐量。
至此，已经详细描述了根据本公开实施例的用于检测基板上的标记的装置、设备和方法。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节，本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。另外，本说明书公开所教导的各实施例可以自由组合。本领域的技术人员应该理解，可以对上面说明的实施例进行多种修改而不脱离如所附权利要求限定的本公开的精神和范围。

Claims (21)

1.一种用于检测基板上的标记的装置，其特征在于，所述标记包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹和第二条纹，所述装置包括：
至少一个检测模块，每个检测模块能够在至少一个方向上在所述基板的表面上方移动并通过，每个检测模块包括：
至少一个检测单元，用于从相应标记获取信息，所述检测单元被配置为能够对所述相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作从所述相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息；以及
至少一个定位单元，用于支撑并定位相应的检测单元，所述定位单元适于操作地使得相应的检测单元与相应标记在所述方向上对准。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述标记包括彼此间隔开的第一系列的第一条纹以及彼此间隔开的第二系列的第二条纹；
所述第一系列的第一条纹和所述第二系列的第二条纹被设置为沿着所述方向布置。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一条纹和所述第二条纹交替设置。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
信息处理模块，用于根据从所述第一条纹和所述第二条纹获取的信息，来确定所述第一条纹和所述第二条纹之间的相对位置的偏差。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信息包括下列中的至少一种：从所述第一条纹或所述第二条纹接收的光的峰值强度、接收到具有该峰值强度的光的时间。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述基板包括沿所述方向布置的多列所述标记；
所述至少一个检测单元包括多个检测单元；
所述至少一个定位单元包括多个定位单元，每个定位单元能够操作地使得相应检测单元与相应标记在所述方向上对准。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述检测模块还包括框架；
所述定位单元包括：
至少一个支撑杆，其固定到所述框架，相应检测单元由所述支撑杆支撑；
定位机构，用于使相应检测单元沿所述支撑杆移动以将相应检测单元固定在所需位置，从而使得相应检测单元与相应标记在所述方向上对准。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述至少一个支撑杆包括螺杆；
所述定位机构通过所述螺杆驱动所述检测单元沿所述螺杆移动。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述检测单元包括上下布置的第一孔和第二孔、以及位于第一孔和第二孔之间的第三孔，所述第三孔具有内螺纹，所述螺杆具有与所述内螺纹配合的外螺纹；
所述框架包括第一支架和与所述第一支架相对地设置的第二支架；
所述至少一个支撑杆还包括第一支撑轨道和第二支撑轨道，所述第一支撑轨道和所述第二支撑轨道分别穿过所述第一孔和所述第二孔以悬置在所述第一支架和所述第二支架之间；
所述螺杆穿过所述第三孔，所述螺杆转动时带动所述检测单元沿着所述第一支撑轨道和所述第二支撑轨道移动。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括：气垫导轨，其包括：
第一导轨，在所述方向上延伸；
第一滑块，与所述第一导轨相关联地配合，用于支承所述第一支架；
第二导轨，在所述方向上延伸；和
第二滑块，与所述第二导轨相关联地配合，用于支承所述第二支架；
所述第一滑块和所述第二滑块沿着所述第一导轨和所述第二导轨滑动时带动所述第一支架和所述第二支架沿着所述方向移动，从而使得所述检测模块能够在所述方向上在所述基板的表面上方移动并通过。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述框架还包括：
第三支架；
第四支架，与所述第三支架在所述方向上相对地设置；
所述第三支架分别与所述第一支架和所述第二支架接合，所述第四支架分别与所述第一支架和所述第二支架接合。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
所述标记设置在所述基板上沿所述方向的划片道中，以及
所述标记被配置为：在所述基板的放置误差为第一误差，所述检测单元的视场中心轴被以第二误差与该划片道的理想中心轴对准的情况下，所述检测单元能够从设置在所述划片道中的相应标记获取信息。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括光学检测系统，所述光学检测系统包括：
光源，用于产生光；
半反射半透射镜，用于将源自光源的光的至少一部分反射到透镜；以及透射来自透镜的光的至少一部分；
透镜，用于将来自所述半反射半透射镜的光会聚，并将会聚后的光入射到所述标记；以及将来自所述标记的光会聚，并将会聚后的光入射到所述半反射半透射镜；
换能器，用于接收自半反射半透射镜透射的光并将光信号转换为电信号。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测单元包括：
光学检测系统，其包括：
透镜，用于将来自所述标记的光会聚；
换能器，用于接收来自所述透镜的光并将光信号转换为电信号；
光源，用于产生第一光束和第二光束；
用于产生第一光的第一光产生部件，位于所述光学检测系统的一侧，其包括：
第一反射镜，用于将第一光束反射；
第一透镜，用于将第一反射镜反射后的第一光束会聚以生成会聚后的第一光束；
第二反射镜，用于将会聚后的第一光束反射，以作为所述第一光斜入射到所述标记；
用于产生第二光的第二光产生部件，位于所述光学检测系统的与所述第一光产生部件所在一侧相对的另一侧，其包括：
第三反射镜，用于将第二光束反射；
第二透镜，用于将第三反射镜反射后的第二光束会聚以生成会聚后的第二光束；
第四反射镜，用于将会聚后的第二光束反射，以作为所述第二光斜入射到所述标记。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述检测单元还包括：
数据采集模块，用于采集换能器的电信号并发送给处理装置进行处理。
16.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述标记是套刻标记，所述第一条纹是当层套刻标记，所述第二条纹是前层套刻标记。
17.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述检测模块在至少一个方向上在所述基板的表面上方做匀速运动或匀减速运动。
18.一种用于检测基板上的标记设备，其特征在于，包括权利要求1-17任意一项所述的用于检测基板上的标记的装置。
19.根据权利要求18所述的设备，其特征在于，还包括：
基板支承平台，用于支承所述基板。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，还包括：
防震平台，用于支承所述基板支承平台以及所述用于检测基板上的标记的装置。
21.一种用于检测基板上的标记的方法，其特征在于，所述标记包括彼此基本平行并且间隔开的第一条纹和第二条纹，所述方法包括：
提供所述基板；
提供检测模块，所述检测模块能够在至少一个方向上在所述基板的表面上方移动并通过，所述检测模块包括：
至少一个检测单元，用于从相应标记获取信息，所述检测单元被配置为能够对所述相应标记中的第一条纹和第二条纹分别进行重复的获取操作，其中每次获取操作从所述相应标记中的一个第一条纹或一个第二条纹获取信息；以及
至少一个定位单元，用于支撑并定位相应的检测单元；
操作所述定位单元以使得所述检测单元与相应标记在所述方向上对准；
驱动所述检测模块在所述方向上移动以检测所述标记。
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