CN1776412A - 确定用于表面检测的照射参数 - Google Patents

Abstract

用于表面检测的装置，包括适于用照射光束照射所述表面的照射光学器件，所述照射光束具有可调偏振。该装置还包括至少一个检测器，每个检测器和各个分析器相连，所述分析器具有方向性，并且适于产生响应于通过分析器接收的表面上的被照射区的光的信号，至少一个检测器之一适于接收来自被照射区的散射光。该装置还包括一个控制器，其适于指导照射光学器件去照射被照射区，以及响应于由此在至少一个检测器中产生的校准信号，所述控制器适于设置可调偏振和每个检测器各个分析器的方向。

Description

确定用于表面检测的照射参数

技术领域

本发明通常涉及缺陷检测装置，并且尤其涉及使用偏振光的缺陷检测装置。

背景技术

检测在半导体工业中生产的晶片表面的缺陷是整个生产过程中的重要部分。有效的检测包括辨别表观缺陷和实际缺陷的能力，所述表观缺陷可能包括“妨害”的影响或错误的报警。妨害的影响可能包括具有不规则的边界和/或交叉部分的导体。实际的缺陷包括导体之间的短路和导体的断路。现有技术中已知的检测系统包括“亮区”(bright field)系统和“暗区”(dark field)系统，所述亮区系统利用晶片表面的镜面反射，所述暗区系统利用表面的散射。现有技术中许多已知的系统利用照射晶片表面的光束的特定偏振性，或者检测系统中的偏振成分。

在此结合作为参考的美国公开专利Nikoonahad等人的US 5,883,710、Leslie等人的US 6,081,325和Nikoonahad等人的US 6,215,551，都描述了表面检测系统，其中入射光以相对于所述晶片表面低的或平直的角度被引导。可以设置入射光具有s、p、左旋或右旋圆形偏振。

在此结合作为参考的美国公开专利Fairley等人的US 6,288,780描述了一种能够或者同时利用亮区与暗区映象的晶片检测系统，所述亮区由无偏振弧光灯产生。该系统包括具有两个激光照明光束并且具有可调整的入射余角、亮度和偏振性的暗区照明模块。

在此结合作为参考的美国公开专利Isozaki等人的US 2003-0184744描述了一种表面检测方法，其使用一或两个固定激光束照射区域，以使得其以两个不同角度照射所述区域。检测系统包括可以被旋转到最大化信噪比的偏振盘。

发明内容

在本发明实施例中，晶片上的区域被具有已知的、可调偏振的入射光照射，所述入射光典型地为垂直入射光。与每个具有可调方向的分析器相连的一个或多个检测器，被配置用于测量来自照射区的光，并且至少一个检测器测量来自照射区的散射光。典型地，所述检测器之一测量来自所述区域的镜面反射光。控制器设置入射光的偏振和分析器的方向。

所述区域典型地包括作为参考区使用的照射区，于是为所述晶片的其他区域提供了用于光束偏振和分析器方向的最优设置。所述最优设置被选择，从而使得由所述一个或多个检测器产生的信号(在这里，指校准信号)的信噪比(SNR)最大化。然后，在照射晶片的其他区域和/或其他被用于检测缺陷的晶片中使用该最优设置。具有最优偏振性的入射光和具有最优分析器方向的检测器的结合得到缺陷检测中具有低错误报警率的高检测效率。

因此，根据本发明的实施例，提供一种用于表面检测的装置，其包括：

照射光学器件，其适合用具有可调偏振性的照射光照射所述表面；

至少一个检测器，每个检测器和各个具有方向性的分析器相连，并且适合产生响应于通过分析器接收的来自所述表面上照射区的光的信号，至少一个检测器中的一个适于接收来自照射区的散射光；和

控制器，其适用于引导所述照射光学器件照射所述照射区，并且因此响应于由至少一个检测器产生的校准信号，所述控制器适于设置每一个检测器的各个分析器的可调偏振性和方向。

典型地，所述至少一个检测器包括亮区检测器，具有适合降低由亮区检测器产生的信号的水平的亮区分析器方向的亮区分析器在亮区检测器之前。

在一个实施例中，所述照射光学器件包括线性偏振器，半波片和四分之一波片，它们在控制器的指导下被定向以产生多个偏振，并且从线性偏振、圆形偏振和椭圆偏振之一中选择可调偏振。

在一个实施例中，所述至少一个检测器包括灰区检测器，其适合接收来自近法向区域的散射光，其中近法向区域包括一个多面角，其面对着相对于所述表面的法线来说大于近似2°和小于近似45°的角。可替代地或附加地，所述至少一个检测器包括暗区检测器，其适于接收来自远区的散射光，其中所述远区包括和所述表面形成的大于近似5°和小于近似37°的多面角。

典型地，控制器适于计算由每个检测器产生的信号的平均值和方差，并且适于为每个检测器计算响应于所述平均值和方差的信噪比(SNR)。在公开的实施例中，所述控制器适合接收由无偏振缺陷产生的参考信号值，并且适合计算响应于所述参考信号值的SNR。所述控制器可适于产生多个SNR值，其响应于在照射光束内生成的多个偏振，并且响应于每个分析器各个方向，并且典型地进一步适于确定所述多个SNR值的和。而且，控制器可适于确定所述和的最大值，并且响应于此典型地适于确定照射光束的最优照明偏振设置和每个各自分析器的各个最优检测器分析器设置。

在公开的实施例中，所述控制器适于检测表面缺陷，所述检测通过指导所述照射光学器件以可调偏振照射所述表面，以及通过设置每个检测器的各个分析器的方向来完成。

在一些实施例中，所述照射光束基本垂直地入射到所述表面。

根据本发明的实施例，还提供一种表面检测方法，其包括：

用具有可调偏振性的照射光束照射所述表面；

在至少一个检测器内接收来自于所述表面上的照射区的光，每个检测器分别和具有方向性的分析器相连，并且产生响应于通过分析器接收的来自照射区的光的信号，至少一个检测器之一适于接收来自照射区的散射光；和

照射所述表面的被照射区，以及响应由此在至少一个检测器产生的校准信号，设置每一个检测器的各个分析器的可调偏振性和方向。

典型地，所述至少一个检测器包括亮区检测器，亮区分析器在亮区检测器之前，并且该方法还包括设置亮区分析器的方向以降低由亮区检测器产生的信号的水平。

在一个实施例中，照射表面包括确定线性偏振器、半波片和四分之一波片的方向，以产生多种偏振，并且可以从线性偏振、圆形偏振和椭圆偏振之一中选择可调偏振。

在一个实施例中，所述至少一个检测器包括灰区检测器，其适合接收来自近法向区域的散射光，其中近法向区域包括一个多面角，其对着相对于所述表面的法线来说大于近似2°和小于近似45°的角。可替代地或附加地，所述至少一个检测器包括暗区检测器，其适于接收来自远区的散射光，其中所述远区包括与所述表面形成大于近似5°和小于近似37°的角度的多面角。

公开的实施例包括计算由每个检测器产生的信号的平均值和方差，和为每个检测器计算响应于所述平均值和方差的信噪比(SNR)，并且可以另外包括提供由无偏振缺陷产生的参考信号值，其中计算所述SNR包括计算响应于所述参考信号值的SNR。可选择地，所述公开实施例包括产生多个SNR值，其响应于在照射光束内生成的多个偏振和响应于每个分析器的各个方向，以及确定多个SNR值的和。所述公开实施例进一步包括确定所述和的最大值，并且响应于此用于确定照射光束的最优照明偏振设置，以及确定每个各自分析器的各个最优检测器分析器设置。

在一些实施例中，所述方法包括检测表面缺陷，所述检测通过指导所述照射光束以可调偏振照射所述表面，以及通过设置每个检测器的各个分析器的方向来完成。

在替代实施例中，所述照射光束基本上垂直地入射到所述表面。

根据本发明的实施例，还提供一种用于为表面确定照射参数的方法，包括：

设置照射系统来照射所述表面，该系统包括具有第一可调偏振器的照射源，可调偏振器位于所述照射源和所述表面之间，还包括至少一个检测器，其具有在所述至少一个检测器和所述表面之间的各个第二可调偏振器。

以偏振器的多个不同设置中的每一个操作所述系统，从而在至少一个检测器中响应来自所述表面的光而产生信号。

响应所述信号，计算指示多个设置的各个分数；和

响应所述各个分数，选择用于利用所述系统检测所述表面的所述设置之一。

在一个实施例中，第一可调偏振器包括可调半波片和可调四分之一波片。典型地，所述各个第二可调偏振器包括对过滤入射光起作用的分析器。

在实施例中，计算各个分数包括对至少一个检测器的信号计算多个信噪比(SNR)，并确定信噪比的和。所述实施例也可以包括确定所述和的最大值，其中选择设置之一包括选择响应于最大值的设置。

根据本发明的实施例，还提供用于确定表面照射参数的装置，其包括：

照射源，其具有位于所述照射源和所述表面之间的第一可调偏振器；

至少一个检测器，其具有位于所述至少一个检测器和所述表面之间的各个第二可调偏振器；以及

控制器，其适合：

在偏振器的多个不同设置中的每一个的情况下操作所述照射源和所述至少一个检测器，以在至少一个检测器中产生响应于来自所述表面光线的信号。

响应于所述信号，计算指示多个设置的各个分数，以及

响应于各个分数，选择用于表面检测的设置之一。

典型地，第一可调偏振器包括可调半波片和可调四分之一波片。并且，所述各个第二可调偏振器包括对过滤入射光起作用的分析器。

在实施例中，所述控制器适用于对至少一个检测器的信号计算多个信噪比(SNR)，并确定所述信噪比的和，在实施例中，所述控制器还可以适用于确定所述和的最大值，并适于选择响应于所述最大值的设置之一。

结合附图(其简要介绍在其后)，从下面它的最佳实施例的详细描述中，本发明将更加完整地被理解。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的光学检测装置的示意图；

图2是根据本发明的实施例，表示当表面区域被照射时确定将被使用的偏振设置中执行的步骤的程序流程图。和

图3是根据本发明的实施例，表示在晶片缺陷扫描中执行的步骤的程序流程图。

实施例详细描述

现在参考图1，其为根据本发明实施例的光学检测装置10的示意图。装置10包括下面详细描述的典型地为激光源的照射源12，其适合典型地使用自动聚焦系统，在晶片26的表面25上产生被聚焦于点13的光束。因此装置10作为照射系统来照射表面25。在实施例中，照射源12包括固态二极管激光器，其产生532nm的连续射线。否则除非这里所述，表面25被置于x-y平面内，其中x轴在纸面内，y轴在纸面外。因此，从光源12照射到点13的光通常平行于z轴，即典型地垂直入射到表面25上。装置10通过使点13在晶片表面来回移动，来检测表面25。在表面25上扫描点13的方法在现有技术中是已知的。典型地，方法和装置相结合，例如声-光调节器，其可以以可控的方式被结合以移动所述点、晶片或二者。扫描装置由控制器60控制，控制器60还控制装置10的运行。为了清楚，在整个表面25上扫描点13的装置，以及自动将所述点聚焦在所述表面上的装置，在图1中被省略。

Some的美国专利申请2004/012537，描述了用于扫描的方法，还有在扫描期间检测晶片内缺陷的方法。该专利已转让给本发明的受让人，并且在本发明被转变为现实之后公开。

为了产生点13，从发射源12发出的光通过线性偏振器14，线性偏振器14典型地具有好于200∶1的消光率和对于它产生的被传输的线性偏振光好于98％的传输率。偏振器14可以方便地由被相对玻璃设置为布鲁斯特(Brewster)角的玻璃盘来实现。偏振器14在x-y平面方向内输出线性偏振光，下文所述的偏振方向，除非另外强调，被假定平行于x轴。

来自偏振器14的线性偏振光通过非偏振光束分离器18，分离器18典型地将接近20％的入射光反射给光束收集器16，并且将接近80％的入射光作为线性偏振光传输给四分之一波片20。该发明人已经发现对于光束分离器18的80/20的传输/反射率在自动聚焦系统反射光需求和在晶片上最大能量的优先选择之间提供了满意的折中。然而应该知道，可以使用任何其他合适的传输/反射率。盘20被定位，以使得它的对称的垂直于盘平面的机械轴，为了避免散射干扰装置10的操作，典型地以大约5°的角度向z轴倾斜。所述盘被耦合到由控制器60控制的马达38上，因此马达能够以可控的方式将波片关于它的轴定向。

波片20的光轴15位于盘面内。依赖于由光轴15和入射光的偏振方向-x轴-形成的角度，并且假定该角度非零，马达38可以将从波片发出的光设置为左、右、圆形或椭圆偏振。如果由光轴15和偏振方向形成的角度是零，那么从波片20发出的光沿着x轴线性偏振。

从波片20发出的光传输到半波片22，用它的机械轴定向，垂直于盘面，典型的向z轴倾斜大约5°，以抵消散射的影响。盘22被耦合到由控制器60控制的马达40，并且马达40能够将盘22关于它的轴定向。波片22的光轴23位于盘面内。根据入射光的偏振类型，以及根据由入射光的偏振方向和光轴23形成的角度，半波片22对入射于盘上的光起作用。如果入射光是线性偏振，波片22将偏振方向旋转2θ，这里θ是波片光轴和入射光的偏振方向之间的角度。如果入射光是椭圆偏振，波片22将椭圆轴旋转2θ。

偏振的有效角度(θ)和波片20和22组合发出的射线的椭圆e由公式(1)给出：(1)

这里 和 分别是半波片和四分之一波片感光快性轴与入射偏振方向之间的角度。

应该知道，可旋转的四分之一波片20和可旋转的半波片22的组合在给定入射线性偏振光的情况下，对于从半波片传输的光的偏振类型给出完全控制。该组合在下文中作为偏振控制机构27被参考。也应该知道所述机构27作为照射源12和表面25之间的可调偏振器。还应该知道，当机构27的描述参考半波片和四分之一波片的旋转时，电光材料或其他电活性阻尼器可以用来代替盘20和22，以提供与机构27所提供的相同的连续变化的偏振。那些本领域技术人员知道，机构27和任何其他用于产生连续变化的偏振的系统，不得不符合特定系统的限制，例如抵挡由照射源产生的高辐射功率密度的能力。

从盘22发出的光由物镜24聚焦到点13，以照射表面25的区域35。应该理解照射区域35的光和由偏振控制机构27输出的光具有基本相同的偏振性。

装置10将来自区域35的光分成三个区。第一亮区29接收从区域35基本上镜面反射的光。基本镜面反射的光被物镜24校准，并且通过镜46上的孔47。镜46的功能在下面描述。然后所述光穿过盘22和盘20，到达光束分离器18。光束分离器18将大约20％入射在光束分离器上的光通过聚焦光学器件34反射到亮区分析器30，所述亮区分析器30的方向通过控制器60由马达32控制。如在现有技术中已知的，分析器30和这里提及的其他分析器，作为可调偏振器执行滤波以及使入射光线性偏振。如下面详细描述的，光线被聚焦到亮区检测器36上，并且检测器36的输出作为亮区通道信号被传输给控制器60用于分析。

应该理解，对第一次近似来说，来自区域35的到达分析器30的镜面反射光，是以依赖于四分之一波片20定向的方向线性偏振的。这样，分析器30可以被定向以滤波输出来自区域35的基本上全部的镜面反射光。

第二近法向区域31，这里也叫做灰区，接收从区域35以大于近似2°和小于近似45°之间的角度散射出来的光线，所述角度关于表面25的法线测量，并且限定所述区域31面对的多面角。灰区31中的光通过物镜24被校准并且然后从镜46反射。

从镜面46反射的光线通过第一灰区分析器43，到达近似50/50的无偏振光束分离器53。分析器43由马达65驱动。从光束分离器53发出的光被导向四个基本相似的灰区检测器48(为了清楚，在图1中只示出两个)，每个检测器48接收从区域31的大约四分之一发出的光。来自光束分离器53的反射光通过第二灰区分析器57被导向到第二灰区检测器59。分析器57由马达63驱动。为了清楚，在图1中没有示出镜46、检测器48和59之间的瞄准及聚焦光学部件。

典型地，在装置10的运行中，不是分析器57就是分析器43被如上所述定位。在装置10的第一种结构中，分析器43在适当的位置(因此分析器57不在适当的位置)，并且所有五个灰区检测器接收相同类型的偏振光。在装置10的第二种结构中，分析器57在适当的位置(因此分析器43不在适当的位置)，并且只有检测器59接收偏振光。检测器48的输出信号在这里叫做GF1、GF2、GF3和GF4，以及检测器59的输出信号在这里叫做GF_UNION。

在公开实施例中，控制器60接收GF1、GF2、GF3、GF4和GF_UNION作为五个灰区通道。

在第三远区33，这里也叫暗区，接收这里叫做暗区光的光线，所述光线以相对于表面25近似5°和近似37°之间的角度从区域35散射出来，所述角度定义区域33面对的多面角。暗区光线经聚焦光学器件56并且穿过一个或多个暗区分析器54传输，每个分析器具有在控制器60的控制下由各个马达52设置的方向。暗区光线聚焦于各个暗区检测器58。每个检测器58的输出传给控制器60。在这里，每个马达52，偏振器54，暗区光学器件56和检测器58共同地叫做暗区检测系统61。为了清楚，图1中仅表示出两个暗区检测系统61。典型地，装置10包括多于一个的系统61。

在如上所述的公开实施例中，有四个暗区检测系统61，所述系统的每一个被关于区域35对称地布置，典型地处于相当于所述四个灰区通道的方位角方向。这样，每个系统61从所述暗区的一部分接收散色光。检测器58的所述输出信号被称为DF1、DF2、DF3和DF4，并作为四个暗区通道被传输到控制器60。

控制器60作为装置10的中心处理单元，当装置10扫描表面25上的点13时提供设置马达32、38、40、63、65和52的信号，所述马达的设置将在下面得到更加详细地介绍。控制器60典型地包含一个或多个模数(A/D)转换器，其将由检测器36、48、59和58产生的模拟信号、和/或来自如上所述的检测器的和的模拟信号转换为数字值，数字值接下来存储到耦合到控制器的存储器62中。

如上所述，装置10可以用于扫描表面25，以便定位所述表面上的缺陷。缺陷典型地包括表面25上的外来微粒，所述表面上的污染物，所述表面上导体之间的短路和导体中的断路，但不限制于此。所述缺陷典型地导致从缺陷区照射的光的偏振特性与从没有缺陷出现时相同区域照射的光的偏振特性相比较而出现的差异。从这样的“无缺陷区”发出的光的偏振特性典型地是照射光的偏振特性和所述区域本身的函数。例如，如果所述区域包括由相当紧密间隔的平行导体组成的图案区域，所述平行导体影响从该区域发出的光的偏振特性。其他影响从该区域发出的光的偏振特性的因素将对那些本领域普通技术人员而言是显而易见的。

图2是表示根据本发明的实施例，当表面25的区域被照射时，在确定将被使用的偏振设置中执行的步骤的过程流程图100。表面25典型地包括大量基本一致的压模，在过程100中，典型地包括一个或多个压模的表面区域是被照射区，在下文中还指参考区，所述参考区用于为装置10确定最优设置，以扫描表面25的其余部分和/或其他类似于晶片26的晶片的表面。所述设置包括对盘20、盘22、分析器30、分析器43和57，以及分析器54的定向。

在下面的描述中，过程100结合上述描述的具有四个暗区检测系统61、并产生五个灰区信号的公开实施例得到描述。所述灰区分析器假定按照上述第一配置设置。那些本领域技术人员将能够将已作必要修正的过程100的描述修改为本发明的其它实施例和配置。

在第一个步骤102，操作者为盘20、盘22、分析器30、分析器43和分析器54输入不同的设置组合，所述组合被存储在存储器62中。用于盘20和盘22的设置典型地包括那些产生沿着x轴圆形偏振、线性偏振的入射光束、以及沿着y轴线性偏振的入射光的设置，并且在这里定义为照射偏振设置。至少对于分析器30的一些设置被完成，因此第一步，输入到检测器36的光线被最小化，于是来自检测器的信号水平被减小。这样，典型地，用于分析器30的设置包括那些使来自入射的圆形或线性偏振的光束的反射光最小化的设置。为分析器43设置的灰区分析器设置，典型地包括使来自上述入射光束的被检测射线最小化的设置值。因此灰区分析器设置典型地包括与入射光束的线性偏振正交的设置。对于分析器43的典型设置包括下列角度(关于来自虚x轴的偏振入射光束的反射光束测量)：0，30，60，90，-30，和-60。

为分析器54设置的暗区分析器设置，典型地包括下列角度：0，30，45，60，90，-30和-60。如下文描述的，除此之外过程100还为暗区分析器设置确定最佳值。

在步骤102，操作者还输入参考的非偏振缺陷信号值，SIG(DOI)，在下面将更详细地描述。

在第二步骤104，装置10典型地使用光栅扫描来扫描参考区域，尽管可以使用任何其他类型的基本扫描所有参考区的扫描。所述扫描在由控制器60选择的设置的特定组合的情况下来执行。为了扫描，控制器60通过设置它们各个马达来设置盘20、盘22、分析器30、分析器43和分析器54的定向。

在第三步骤106，控制器60为参考区域的每个特定被照射区确定通道信号的值，所述通道信号的值是由亮区检测器36、四个灰区检测器48、全部灰区检测器59和四个暗区检测器58测量的。所述控制器在存储器62中存储十个接收的通道值，其包括一个镜面反射通道和九个散射光通道。

在决定步骤108，控制器60检查以了解是否在步骤102中存储的设置的所有组合已被用于扫描中。如果没有，在步骤110，控制器60应用未被使用的组合，并且过程100返回步骤104。如果在决定步骤108所有的组合已被使用，过程100继续进行。

在第一个分析步骤112，控制器60为每个检测器，以及为每个被执行的不同的扫描计算在步骤106中确定的值的平均值(μ)和的方差(σ)。控制器60从而计算成组的(μ，σ)/检测器/设置组合。使用暗区检测器通道DF1、DF2、DF3和DF4之间的对称因素，以及灰区检测器通道GF1、GF2、GF3和GF4之间的对称因素，控制器可以减少所计算的组的数目。

在第二分析步骤114，对于每一组(μ，σ)的值(对应于一个检测器通道和一个设置的组合)，控制器60根据等式(2)确定信噪比(SNR)：

$\mathrm{SNR}=\frac{\mathrm{SIG}\left(\mathrm{DOI}\right)-\mathrm{\μ}}{\mathrm{\σ}}---\left(2\right)$

这里SIG(DOI)是来自利益(关键)(interest)缺陷(DOI)的平均信号。

SIG(DOI)的值典型地在执行过程100之前使用在表面25上的无偏振缺陷被确定，所述无偏振缺陷典型地从聚苯乙烯橡胶(PSL)球中被实现。为每个检测器和每个控制器60使用的设置的组合确定SIG(DOI)的值。

在第三分析步骤115，控制器60为每个使用的照射偏振设置，确定包括全部检测器的SNR的和。所述和的值(SCORE)使用下面的公式(3)确定：

$\mathrm{SCORE}=\underset{\det }{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\ω}}_{\det }\·{\left[\mathrm{SNR}\right]}^{\mathrm{\α}}---\left(3\right)$

这里[SNR]是SNR的标准函数，ω_det是每一个检测器的加权系数，以及α是对放大大于1的SNR值起作用的指数。典型地，ω_det在从0到1的范围，并且α在从1到近于10的范围内。

在结束步骤116，控制器60确定分数的最大值，并且产生最大值的照射偏振设置这里叫做最优照射偏振设置。然后控制器60为最优照射偏振设确定在此被叫做最优检测器设置的检测器分析器设置。所述最优设置被存储在存储器62中。步骤116执行完后，过程100结束。

应该认识到，过程100能够使控制器60为所有的检测器和/或检测器的子集确定最优检测器设置。典型地，为全部灰区分析器，或者为全部暗区分析器，或者为灰区分析器和暗区分析器二者确定最优检测器设置。

控制器60在检查晶片的其他区域，和/或检查其他具有类似于表面25的表面层的晶片中，使用最优照射偏振设置和最优检测器设置。这样的检查的例子在下面参考附图3来描述。

图3是根据本发明的实施例，表示在扫描晶片缺陷中执行的步骤的过程200的流程图。过程200在过程100已为参考区域确定各个最优设置之后被执行。典型地，过程200对晶片的所有其他区域重复进行，并且也被应用于其他类似的晶片。下文中被扫描的晶片被叫做“测试”晶片。在下面的描述中，结合上面描述的公开实施例来描述过程200。

在第一步骤204，控制器60参考存储器62为照射光束设置最优照射偏振设置，以及为分析器设置最优检测器设置，就如同过程100中的确定步骤116。

在照射步骤206，控制器60用光束照射所述测试晶片区域，所述光束具有由在步骤204中设置的最优照射偏振设置而设置的偏振特性。

在结果步骤208，控制器60记录九个散射光通道和由光束照射区域产生的亮区通道的值。

在比较步骤210，控制器60检查在步骤208中记录的值，典型地使用(die-to-die)比较来确定差值。如果任何一个差值大于各个预设的差值，那么被照射的区域可以被认为表示缺陷。如果没有一个差值大于各个预设的差值，被照射的区域可以假定没有缺陷。

典型地，过程200用于生成测试晶片的缺陷图。

应该认识到上面描述的实施例是通过举例被引用的，并且本发明不限制于所明显显示的和上述表述的。更合适的，本发明的范围包括上述多个特征的组合和子组合，还有本领域技术人员通过理解上面的描述对其作出的和没有在在先技术中公开的它的变化和修改。

Claims (34)

1.用于表面检测的装置，包括：

照射光学器件，其适合使用具有可调偏振的照射光束照射所述表面。

至少一个检测器，每个检测器与具有方向性的各个分析器相连，并且适于响应于通过所述分析器接收的来自所述表面上被照射区的光而产生信号，至少一个检测器之一适于接收来自被照射区的散射光；和

控制器，其适于指导照射光学器件去照射被照射区，以及适于响应于由此在至少一个检测器中产生的校准信号、来设置可调偏振和每个检测器各个分析器的方向。

2.根据权利要求1的装置，其中至少一个检测器包括亮区检测器，亮区分析器在亮区检测器之前，所述亮区分析器具有适于降低由亮区检测器产生的信号的水平的亮区分析器方向。

3.根据权利要求1的装置，其中照射光学器件包括线性偏振器、半波片和四分之一波片，它们在控制器的指导下被定向以产生多种偏振。

4.根据权利要求1的装置，其中可调偏振从线性偏振、圆形偏振和椭圆偏振之一中选择。

5.根据权利要求1的装置，其中至少一个检测器包括灰区检测器，其适合接收来自近法向区域的散射光，其中近法向区域包括多面角，其面对相对于所述表面的法线的大于近似2°和小于近似45°的角。

6.根据权利要求1的装置，其中所述至少一个检测器包括暗区检测器，其适于接收来自远区的散射光，其中所述远区包括和所述表面形成的大于近似5°和小于近似37°的角度的多面角。

7.根据权利要求1的装置，其中所述控制器适于计算由每个检测器产生的信号的平均值和方差，并且适于响应于所述平均值和所述方差为每个检测器计算信噪比(SNR)。

8.根据权利要求7的装置，其中控制器适于接收由无偏振缺陷产生的参考信号值，并且适于响应于所述参考信号值计算所述信噪比SNR。

9.根据权利要求7的装置，其中所述控制器适于产生多个SNR值，所述产生是响应于在照射光束内生成的多个偏振，并且响应于每个分析器各个方向，并且其中所述控制器还适于确定多个SNR值的和。

10.根据权利要求9的装置，其中所述控制器适于确定所述和的最大值，并且适于响应于此而确定照射光束的最优照射偏振设置，以及适于为每个各自分析器确定各个最优检测器分析器设置。

11.根据权利要求1的装置，其中所述控制器适于通过指导所述照射光学器件以可调偏振照射所述表面，以及通过设置每个检测器的各个分析器的方向，来检测所述表面上的缺陷。

12.根据权利要求1的装置，其中照射光束基本法向入射到所述表面。

13.一种表面检查的方法，包括：

使用具有可调偏振的照射光束照射所述表面。

在至少一个检测器中接收来自所述表面上被照射区的光，每个检测器和各个分析器相连，所述分析器具有方向性，并且响应于通过分析器接收的来自被照射区的光而产生信号，至少一个检测器之一适于接收来自被照射区的散射光；和

响应于从在至少一个检测器中接收的光产生的校准信号，设置可调偏振和每个检测器各个分析器的方向。

14.根据权利要求13的方法，其中至少一个检测器包括亮区检测器，亮区分析器在亮区检测器之前，所述方法还包括设置亮区分析器方向以降低由亮区检测器产生的信号的水平。

15.根据权利要求13的方法，其中照射表面包括为线性偏振器、半波片和四分之一波片定向以产生多种偏振。

16.根据权利要求13的方法，其中可调偏振从线性偏振、圆形偏振和椭圆偏振之一中选择。

17.根据权利要求13的方法，其中至少一个检测器包括灰区检测器，其适合接收来自近法向区域的散射光，其中近法向区域包括面对着相对于所述表面的法线的大于近似2°和小于近似45°的角的多面角。

18.根据权利要求13的方法，其中所述至少一个检测器包括暗区检测器，其适于接收来自远区的散射光，其中所述远区包括和所述表面形成的大于近似5°和小于近似37°的角的多面角。

19.根据权利要求13的方法，包括计算由每个检测器产生的信号的平均值和方差，并且为每个检测器计算响应于平均值和方差的信噪比(SNR)。

20.根据权利要求19的方法，包括提供由无偏振缺陷产生的参考信号，并且其中计算所述SNR包括响应于所述参考信号值而计算SNR。

21.根据权利要求19的方法，包括产生多个SNR值，所述产生是响应于在照射光束内生成的多个偏振，并且响应于每个分析器各个方向，并且该方法还包括确定多个SNR值的和。

22.根据权利要求21的方法，包括确定所述和的最大值，并且响应于此为照射光束确定最优照射偏振的设置，以及为每个各自分析器确定各个最优检测器分析器设置。

23.根据权利要求13的方法，包括通过指导所述照射光束以可调偏振照射所述表面，以及通过设置每个检测器的各个分析器的方向，来检测表面缺陷。

24.根据权利要求13的方法，其中所述照射光束基本法向入射到所述表面。

25.一种用于为表面确定照射参数的方法，包括：

安排照射系统照射所述表面，所述系统包括具有第一可调偏振器的照射源，可调偏振器位于所述照射源和所述表面之间，所述系统还包括至少一个检测器，其具有位于所述至少一个检测器和所述表面之间的各个第二可调偏振器；其

以偏振器的多个不同设置中的每一个操作所述系统，使得在至少一个检测器中响应来自表面的光而产生信号。

响应所述信号，计算指示多个设置的各个分数；和

响应各个分数，选择用于利用所述系统检测所述表面的所述设置之一。

26.根据权利要求25的方法，其中第一可调偏振器包括可调的半波片和可调的四分之一波片。

27.根据权利要求25的方法，其中各个第二可调偏振器包括用于对入射光滤波的分析器。

28.根据权利要求25的方法，其中计算各个分数包括为在至少一个检测器中的信号计算多个信噪比(SNRs)，以及确定所述信噪比的和。

29.根据权利要求28的方法，包括确定所述和的最大值，其中选择所述设置之一包括响应于最大值而选择设置。

30.一种用于为表面确定照射参数的装置，包括：

具有第一可调偏振器的照射源，可调偏振器位于所述照射源和所述表面之间；

至少一个检测器，其具有位于所述至少一个检测器和所述表面之间的各个第二可调偏振器；和

控制器，其适于：

以偏振器的多个不同设置中的每一个操作照射源和至少一个检测器，使得在至少一个检测器中响应来自表面的光而产生信号。

响应所述信号，计算指示多个设置的各个分数；和

响应各个分数，选择用于检测所述表面的所述设置之一。

31.根据权利要求30的装置，其中第一可调偏振器包括可调的半波片和可调的四分之一波片。

32.根据权利要求30的装置，其中各个第二可调偏振器包括用于对入射光滤波的分析器。

33.根据权利要求30的装置，其中控制器适于为至少一个检测器中的信号计算多个信噪比，以及确定信噪比的和。

34.根据权利要求33的装置，其中所述控制器适于确定所述和的最大值，以及适于响应于最大值而选择所述设置之一。

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