TWI733873B - 用於表面檢測之系統、方法及設備 - Google Patents

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TWI733873B TW106126378A TW106126378A TWI733873B TW I733873 B TWI733873 B TW I733873B TW 106126378 A TW106126378 A TW 106126378A TW 106126378 A TW106126378 A TW 106126378A TW I733873 B TWI733873 B TW I733873B
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Abstract

本文中呈現用於在掃描遍及大粒子時減小照明強度之方法及系統。一表面檢測系統使用一分開前導量測點判定一主量測點之檢測路徑中之一大粒子之存在。該檢測系統在該大粒子在該主量測點內時減小入射照明功率。藉由一共同成像收集物鏡使該主量測點及該前導量測點分開成像至一或多個偵測器上。基於成像之收集設計使該前導量測點之影像與該主量測點之影像在一或多個晶圓影像平面處空間上分離。分析自該前導量測點偵測之光以判定主照明光束及前導照明光束之光學功率減小之一減小功率時間間隔。

Description

用於表面檢測之系統、方法及設備
所描述實施例係關於用於表面檢測之系統，且更特定言之係關於半導體晶圓檢測模態。
通常藉由應用至一基板或晶圓之一處理步驟序列製造半導體裝置(諸如邏輯及記憶體裝置)。藉由此等處理步驟形成半導體裝置之各種特徵及多個結構層級。例如，微影術尤其係涉及在一半導體晶圓上產生一圖案之一個半導體製程。半導體製程之額外實例包含(但不限於)化學機械拋光、蝕刻、沈積及離子植入。多個半導體裝置可係在一單一半導體晶圓上製造且接著分離為個別半導體裝置。
在一半導體製程期間的各種步驟處使用檢測程序以偵測晶圓上之缺陷以促成較高良率。隨著設計規則及程序窗繼續在大小上縮小，需要檢測系統擷取晶圓表面上之一更廣泛範圍之實體缺陷同時維持高處理量。
一種此檢測系統係照明及檢測一未經圖案化之晶圓表面以尋找非所要粒子之一表面檢測系統。隨著半導體設計規則繼續演進，必須藉由一表面檢測系統偵測之最小粒子大小繼續在大小上縮小。
為偵測更小粒子，基於雷射散射之檢測工具必須增大照明光之雷射 功率密度。然而，在一些實例中，高照明功率密度導致大尺寸粒子歸因於高功率雷射加熱而爆炸。此在晶圓上產生數百個更小粒子且加重污染問題。在其他實例中，更高照明功率密度損壞沈積在晶圓上之薄膜或晶圓本身。
通常，藉由截止(dump)由照明源產生之照明光之一部分而降低整體入射光束功率以避免達到熱損壞臨限值。在一些實例中，截止由照明源產生之大量光束功率以避免損壞晶圓。在限制散粒雜訊之典型裸晶圓應用中，整體光束功率之損失導致缺陷偵測敏感度之一損失。
期望對掃描表面檢測系統之改良以依較大敏感度偵測一晶圓表面上之一照明點之檢測路徑中之缺陷，同時避免大粒子碎裂及對晶圓表面之熱損壞。
本文中呈現用於在掃描遍及大粒子時，減小照明強度之方法及系統。一表面檢測系統使用一分開前導量測點判定一主量測點之檢測路徑中之一大粒子之存在。該檢測系統在高功率照明到達該大粒子之前，減小入射照明功率。
在一項態樣中，藉由一共同成像收集物鏡使該主量測點及該前導量測點兩者分開成像至一或多個偵測器上。基於成像之收集設計使該前導量測點之影像與該主量測點之影像在一或多個晶圓影像平面處空間上分離。
在一進一步態樣中，由一成像物鏡收集之光穿過收集光束分裂器，該收集光束分裂器從被引導至該主成像偵測器之信號分裂出一主量測信號及一雷射功率量測信號之一小部分。該收集光束分裂器之光束分裂元件最小化來自主量測通道之信號損失，同時提供用於偵測該前導量測點之足夠 光。在一些實施例中，該光束分裂元件包含具有一反射率之一孔徑，該反射率取決於跨光束之位置而變化以增強該前導量測點之偵測。
在另一進一步態樣中，採用一霧化濾光片以抑制歸因於晶圓表面不規則性之背景信號且改良所偵測信號之信雜比。
在另一進一步態樣中，一遮蔽經定位在該雷射功率管理偵測器前方之該晶圓影像平面附近的光束路徑中以選擇性地阻擋該前導量測點或該主量測點之任一影像。
在另一態樣中，分析自該前導量測點偵測之光以在主照明光束及前導照明光束之光學功率減小時，判定一減小功率時間間隔以避免所檢測晶圓之損壞或進一步污染。
前文係發明內容且因此必要地含有細節之簡化、概括及省略；因此，熟習此項技術者將瞭解發明內容僅係闡釋性的且不以任何方式加以限制。將在本文中闡述之非限制性實施方式中變得明白本文中描述之裝置及/或程序之其他態樣、發明特徵及優點。
100:表面檢測系統
101:照明源
102:照明光束
103:照明功率控制元件
104:光束分裂元件
105:物鏡
106A:前導照明光束
106B:主照明光束
107:前導量測點
108:主量測點
109:晶圓卡盤
110:晶圓
111:成像收集物鏡
112:成像光之一部分
113:成像光之一部分
114:收集光束分裂器
115:入射點
116:霧化濾光片
117:光瞳平面
118:晶圓影像平面
119:遮蔽
120:成像偵測器
121:旋轉載台
122:平移載台
123:運動控制器
126:大粒子
127:檢測徑跡
125:晶圓定位系統
130:雷射功率管理(LPM)偵測器
131:輸出信號
132:電信號
133:命令信號/控制信號
134:角隅稜鏡
135:雷射功率管理(LPM)偵測器
136:輸出信號
137:衰減元件
138:信號
139:信號
140:運算系統/偵測器
141:處理器
142:電腦可讀記憶體
143:匯流排
144:記憶體
150:幾何中心
160:實施例(光束分裂元件)
161:入射光束
162:入射表面
163:背側表面
164:反射光
165:透射光束
166:光束
167:楔光學元件
170:實施例(光束分裂元件)
171:繞射光學元件(DOE)
172:光學器件
173:入射光束
174:鏡
175:光束
176:光束
177:光束
180:實施例(光束分裂元件)
181:入射光束
182:入射表面
183:背側表面
184:反射光
185:透射光束
186:光束
187:矩形光學元件
190:晶圓
191:反向散射光
192:正向散射光
193:孔徑
194:高反射區域
195:反射區域
196:孔徑
197:區域
198:高反射區域
200:檢測系統
300:檢測系統
310:陣列偵測器/雷射功率管理(LPM)偵測器
400:檢測系統
401:收集成像物鏡
500:方法
501:方塊
502:方塊
503:方塊
504:方塊
圖1係繪示一檢測系統之一項實施例之一簡化圖，該檢測系統經組態以監測大粒子污染且控制供應至一所檢測樣本之照明光之光束強度。
圖2係繪示藉由一前導照明波束及主照明光束照明之一晶圓110之一簡化圖。
圖3係在一個操作案例中自一檢測系統之一大粒子偵測器傳送之一信號之一時間標繪圖之一圖解。
圖4係在另一個操作案例中自一檢測系統之一大粒子偵測器傳送之一信號之一時間標繪圖之一圖解。
圖5A描繪一晶圓在一成像物鏡之一視野內之一影像。
圖5B描繪包含一高反射區域及另一部分反射區域之一孔徑，該高反射區域反射在一個區域內入射至一收集光束分裂器114之實際上所有光，該部分反射區域透射在另一區域內入射至收集光束分裂器之一些光。
圖6描繪包含一高反射區域198之一孔徑196，該高反射區域198阻擋圖5A中描繪之實際上所有正向散射光且透射圖5A中描繪之大部分反向散射光。
圖7描繪一楔鏡光束分裂器之一實施例。
圖8描繪基於一繞射光學元件之一光束分裂器之一實施例。
圖9描繪基於一平行板鏡光束分裂器之一光束分裂器之一實施例。
圖10係繪示一檢測系統之另一實施例之一簡化圖，該檢測系統經組態以監測大粒子污染且控制供應至一所檢測樣本之照明光之光束強度。
圖11係繪示一檢測系統之又另一實施例之一簡化圖，該檢測系統經組態以監測大粒子污染且控制供應至一所檢測樣本之照明光之光束強度。
圖12係繪示一檢測系統之又另一實施例之一簡化圖，該檢測系統經組態以監測大粒子污染且控制供應至一所檢測樣本之照明光之光束強度。
圖13繪示可用於監測大粒子且控制照明功率以在不引發對一晶圓表面之熱損壞之情況下改良缺陷敏感度之一例示性方法500之一流程圖。
現將詳細參考本發明之背景實例及一些實施例，其等之實例在隨附圖式中加以繪示。
本文中描述之發明概念係基於較大粒子(例如，直徑大於一微米之粒子)比較小粒子更可能被入射雷射光束損壞之觀察。例如，較大粒子具有 更大表面積，且因而，易於比具有較小表面積之較小粒子吸收明顯更多功率。較大粒子亦歸因於較大表面積及/或增大表面不規則性而易於比較小粒子散射明顯更多光。例如，自半徑R之一粒子散射之相對光量與被乘至六次冪之粒子半徑成比例。利用大粒子強烈散射光之傾向以減少表面檢測期間的熱損壞。
在一項態樣中，一表面檢測系統實施照明功率控制功能性，其使用一前導量測點判定一主量測點之檢測路徑中之一大粒子之存在且產生一控制信號以在照明之一相對高功率部分到達大粒子之前減小入射照明功率。以此方式，可避免熱損壞。藉由一共同成像收集物鏡使主量測點及前導量測點兩者分開成像至一或多個偵測器上。
藉由監測大粒子且動態地調整照明功率，避免大粒子爆炸及表面損壞同時維持嚴格的粒子敏感度要求。在一些實施例中，在接近一大粒子時將照明功率切換至一低位準且在經過大粒子之後切換回至一高功率位準。在一些實施例中，在掃描晶圓中心時或在結構部件(諸如一缺口、刻劃線標記或易於產生大量散射光之晶圓保持結構)之附近掃描時將照明功率維持在一較低位準。
圖1係可用於執行本文中描述之檢測方法之一表面檢測系統100之一項實施例之一簡化示意圖。出於簡化目的，已省略系統之一些光學組件。舉實例而言，亦可包含摺疊鏡、偏振器、光束成形光學器件、額外光源、額外收集器及額外偵測器。所有此等變動皆在本文中描述之本發明之範疇內。本文中描述之檢測系統可用於檢測經圖案化以及未經圖案化之晶圓。
如在圖1中繪示，一照明源101產生引導朝向晶圓110之一照明光束102。如在圖1中描繪，藉由照明子系統按一傾斜角將照明提供至晶圓110 之表面。然而，一般言之，照明子系統可經組態以按一法向入射角將光束引導至樣本。在一些實施例中，系統100可經組態以按不同入射角(諸如一傾斜角及一法向入射角)將多個光束引導至樣本。實質上可同時或循序地將多個光束引導至樣本。
舉實例而言，照明源101可包含一雷射、一二極體雷射、一氦氖雷射、一氬雷射、一固態雷射、一二極體激發固態(DPSS)雷射、一氙弧光燈、一氣體放電燈及LED陣列或一白熾燈。光源可經組態以發射近單色光或寬頻光。在一些實施例中，照明子系統經組態以將具有一相對窄波長帶之光(例如，近單色光或具有小於約20nm、小於約10nm、小於約5nm或甚至小於約2nm之一波長範圍之光)引導至樣本達一時間間隔。因此，若光源係一寬頻光源，則照明子系統亦可包含可限制引導至樣本之光之波長之一或多個光譜濾光片。一或多個光譜濾光片可為帶通濾光片及/或流線式濾光片及/或陷波濾光片。
照明光束102經引導至照明功率控制元件103。照明功率控制元件103經組態以根據自運算系統140接收之命令信號133控制照明光束102之光學功率。在一項實施例中，照明功率控制元件103經定位在照明源101與光束分裂元件104之間的照明光束路徑中以在一表面檢測掃描期間動態地調整照明功率。
在一較佳實施例中，照明功率控制元件103係一高效率低成本聲光調變器(AOM)。藉由提供快速切換能力但不具有昂貴的高壓驅動器之一射頻(RF)驅動器調變透射穿過AOM之光學功率。
一般言之，照明功率控制元件103可使用一選擇性透射光學元件來實施，該選擇性透射光學元件可經調適以基於入射光之一偏振而透射入射光 之一部分。在一些實施例中，照明功率控制元件103包含一波板(諸如四分之一波板)及一偏振光束分裂器。在此組態中，波板可用於改變傳入光之偏振，同時光束分裂器作用以透射一或多個選定偏振(例如，線性偏振光)且反射所有其他偏振(例如，隨機偏振光、圓偏振光或橢圓偏振光)。藉由反射光之部分，波板及光束分裂器作用以減小經透射光之強度或功率位準。然而，波板及類似光學組件(例如，中性密度濾光片)無法如一開關般開啟及關閉，且替代性地，必須移進及移出光束路徑以提供兩個相異功率位準。在一些情況中，此移動可不夠快而無法在一表面檢測掃描期間提供動態功率更改。
在一些實施例中，照明功率控制元件103包含可在一「開啟」狀態與一「關閉」狀態之間切換之一電光材料。當「開啟」時，電光材料將傳入光之偏振改變為一預定偏振定向。此所謂「重新偏振光」可接著供應至一偏振光束分裂器，該偏振光束分裂器可取決於自電光開關輸出之特定偏振而僅透射重新偏振光之一部分。重新偏振光之其餘部分可經反射且被摒棄(例如，被一光束截止材料吸收)。在一些情況中，電光材料可在幾奈秒至幾微秒之一時間跨距內在「開啟」狀態與「關閉」狀態之間切換。
在一特定實施例中，照明功率控制元件103包含一高速電控光學快門，其稱為一勃克爾盒(Pockel Cell)。一勃克爾盒可經設定在一「開啟」狀態中以允許由照明源101產生之光自由穿過。當偵測到一大粒子之存在時，勃克爾盒可切換至一「關閉」狀態以將所產生光之偏振改變為一不同偏振，該不同偏振可被一偏振光束分裂器至少部分濾除。為在「開啟」狀態與「關閉」狀態之間切換，可將由一可變電源供應器提供之一電壓供應至勃克爾盒以改變穿過電光材料(通常，一電光晶體)之光之偏振。可藉由 自運算系統140傳送之控制信號133判定供應至勃克爾盒之電壓。
在一些實施例中，藉由照明源101產生一恆定功率雷射光束。藉由照明功率控制元件103將光束102控制在兩個相異功率位準下(例如，一「安全」功率位準及一「全」功率位準)。安全功率位準可實質上小於全功率位準以在掃描遍及大粒子時防止熱損壞。例如，安全功率位準可為全功率位準之一定百分比(例如，在約1%與約50%之間)。在一項實施例中，安全功率位準可為全功率位準之約1%。其他可能性存在且大體上可取決於入射雷射功率以及經掃描粒子之大小及材料組成。
在一些其他實施例中，照明功率控制元件103經組態以產生兩個以上相異功率位準。例如，一AOM可按任何合適頻率來驅動且因此調變一廣泛範圍內之照明功率。在另一實例中，一勃克爾盒可經驅動以產生實質上任何相移且因此可與一偏振光束分裂器組合以產生實質上任何輸出功率位準。在一些實施例中，照明功率控制元件103可包含電路及/或軟體以提供一連續功率位準調整(例如，呈一閉合回饋迴路之形式)。
一般言之，本發明可涵蓋用於動態地更改一照明源之功率位準之任何適當技術，前提係功率控制元件提供一相對快速回應(例如，幾奈秒至幾微秒之數量級)及至少兩個相異功率位準(例如，「安全」功率位準及「全」功率位準)。
在穿過照明功率控制元件103之後，照明光束經引導至一光束分裂元件104，該光束分裂元件104自由照明源101產生之照明光束102產生一前導照明光束106A及一主照明光束106B。前導照明光束106A及主照明光束106B經引導至晶圓表面。可以一或多個方式更改到達晶圓之表面之光，包含偏振、強度、大小及形狀等。在圖1中描繪之實施例中，光束分裂元 件104將前導照明光束106A及主照明光束106B引導至一物鏡105。物鏡105使前導照明光束106A及主照明光束106B分別聚焦至晶圓110上之前導量測點107及主量測點108處。
在一較佳實施例中，光束分裂元件104照明兩個空間上相異之量測點107及108。前導量測點107之照明係相對低功率的，且主量測點108之照明係相對高功率的。在一些實例中，前導量測點之總照明功率小於主量測點之總照明功率的百分之十。前導量測點之總功率經選擇為恰好足夠高以偵測大粒子，而主量測光束之總功率經維持為儘可能高以最大化缺陷敏感度。
在圖1中繪示之實施例中，晶圓定位系統125使晶圓110在前導照明光束106A及主照明光束106B下方移動。晶圓定位系統125包含一晶圓卡盤109、運動控制器123、一旋轉載台121及一平移載台122。晶圓110經支撐在晶圓卡盤109上。如圖2中繪示，晶圓110經定位為其幾何中心150大致對準旋轉載台121之旋轉軸。以此方式，旋轉載台121使晶圓110在一可接受容限內以一指定角速度ω圍繞其幾何中心自旋。另外，平移載台122使晶圓110以一指定速度VT在大致垂直於旋轉載台121之旋轉軸之一方向上平移。運動控制器123協調藉由旋轉載台121之晶圓110之自旋及藉由平移載台122之晶圓110之平移以在檢測系統100內達成晶圓110之所要掃描運動。
在一例示性操作案例中，檢測開始於定位在晶圓110之幾何中心150處之前導量測點107及主量測點108且接著使晶圓110旋轉及平移，直至前導量測點107及主量測點108到達晶圓110之外周邊(即，當R等於晶圓110之半徑時)。歸因於旋轉載台121及平移載台122之協調運動，由前導量測 點107及主量測點108照明之點軌跡循著晶圓110之表面上之一螺旋路徑。晶圓110之表面上之螺旋路徑稱為一檢測徑跡127(未完整展示)。一例示性檢測徑跡127之一部分在圖2中繪示為TRACKi。
如在圖2中繪示，前導量測點107及主量測點108經定位為與晶圓110之幾何中心相距一距離R。在一較佳實施例中，前導量測點107在大小及強度剖面上與主量測點108十分類似。另外，前導量測點107沿著晶圓平面處之掃描路徑定位在主量測點108前方之一特定距離D處。
圖7描繪一光束分裂元件之一實施例160，例如，其可經實施為圖1中描繪之光束分裂元件104。實施例160係包含一楔形光學元件167之一楔鏡光束分裂器。光學元件167之入射表面162包含一光學塗層，該光學塗層導致小百分比之入射光束161(例如，小於百分之十)自空氣-塗層界面處之入射表面反射。反射光164形成前導量測光束。入射光束161之其餘部分穿過光學元件167且自光學元件167之包含一鏡塗層之一背側表面163反射。在入射表面162處，大百分比之光束透射穿過楔-塗層界面。透射光束165形成在空間上自前導量測光束移位之主量測光束。入射光之一小部分保持截留在楔光學元件167內且再次內反射。此光之一部分穿過楔-塗層界面且形成光束166。此光被摒棄(例如，被檢測系統100之另一元件吸收)。
圖8描繪一光束分裂元件之一實施例170，例如，其可經實施為圖1中描繪之光束分裂元件104。實施例170係一基於繞射光學元件(DOE)之光束分裂器，其包含一DOE 171。藉由DOE 171將入射光束173分散為與不同方向對準之不同繞射階。藉由光學器件172大致校準分散光且藉由鏡174引導分散光朝向晶圓110。在一個實例中，-1階繞射光形成經採用為前導量測光束之光束175，+1階繞射光形成經採用為主量測光束之光束176， 且更高階繞射光形成被摒棄之光束177。
圖9描繪一光束分裂元件之一實施例180，例如，其可經實施為圖1中描繪之光束分裂元件104。實施例180係包含一矩形光學元件187之一平行板光束分裂器。光學元件187之入射表面182包含一光學塗層，該光學塗層導致小百分比之入射光束181(例如，小於百分之十)自空氣-塗層界面處之入射表面反射。反射光184形成前導量測光束。入射光束181之其餘部分穿過光學元件187且自光學元件187之包含一鏡塗層之一背側表面183反射。在入射表面182處，大百分比之光束透射穿過楔-塗層界面。透射光束185形成在空間上自前導量測光束移位之主量測光束。入射光之一小部分保持截留在楔光學元件187內且再次內反射。此光之一部分穿過楔-塗層界面且形成光束186。此光被摒棄(例如，被檢測系統100之另一元件吸收)。
在一項態樣中，檢測系統100包含一成像收集物鏡111，該成像收集物鏡111經採用以使前導量測點107及主量測點108兩者處在一收集角範圍內自晶圓110散射及/或反射之光成像至收集光學器件子系統之一或多個晶圓影像平面上。基於成像之收集設計使該前導量測點之影像與該主量測點之影像在一或多個晶圓影像平面處空間上分離。此允許獨立地偵測與主量測點及前導量測點相關聯之散射信號，即便主量測點與前導量測點之間的分離距離D十分小(例如，小於250微米)。在一項實施例中，分離距離D係大致150微米。基於成像之收集設計亦改良信號偵測之動態範圍，此係因為來自主量測點之散射光未與來自前導量測點之散射光混合。
儘管在圖1中繪示收集物鏡111之一特定標稱定向，但應理解，可取決於(例如)入射角及/或晶圓之形貌特性適當地配置收集物鏡相對於晶圓表面之定向。
如在圖1中描繪，成像物鏡111使自前導量測點107及主量測點108兩者散射及/或反射之光成像。成像光之一部分112與自主量測點108散射及/或反射之光相關聯，且成像光之一部分113與自前導量測點107散射及/或反射之光相關聯。如在圖1、圖10及圖11中描繪，收集光學器件經設計，使得雷射功率量測通道共用主量測通道之大部分光學元件。
在一項態樣中，藉由成像物鏡111收集之光穿過收集光束分裂器114，該收集光束分裂器114從被引導至主成像偵測器之信號分裂出主量測信號及雷射功率量測信號之一小部分。收集光束分裂器114之光束分裂元件經設計以最小化來自主量測通道之信號損失，同時提供用於前導光束偵測之足夠光。以此方式，主缺陷通道具有足夠信雜比以滿足所要晶圓處理量下之缺陷偵測要求。
如在圖1中描繪，相對大比例之成像光經引導至成像偵測器120。在一些實例中，藉由成像物鏡111收集之成像光之90%以上經引導至成像偵測器120。在一些實例中，藉由成像物鏡111收集之成像光之95%以上經引導至成像偵測器120。在一些實例中，藉由成像物鏡111收集之成像光之99%以上經引導至成像偵測器120。
在一些實施例中，收集光束分裂器114之光束分裂元件包含一塗層，該塗層使相對大百分比之入射光反射朝向成像偵測器120且使相對小百分比之入射光透射朝向雷射功率管理(LPM)偵測器130。在一些實施例中，塗層經不均勻地施加在光束分裂元件上，使得所反射之光之比例跨光束分裂元件在空間上不均勻。
然而，在一進一步態樣中，光束分裂元件包含一孔徑(例如，一塗層孔徑)，使得所反射之光之比例取決於跨光束分裂元件之位置而變動。圖 5A描繪晶圓190在成像物鏡111之視野內之一影像。如在圖5A中繪示，一大粒子126經定位在視野內。發明人已發現，自大粒子散射之光之大部分係沿著照明方向散射。圖5A描繪正向散射光192(即，在照明方向上投射)。另外，自大粒子126散射之光之大部分係反向散射光191(即，在與照明方向相反之方向上投射)。為增強前導量測點對大粒子存在之偵測敏感度，將一孔徑引入至收集光束分裂器114，其允許在正向及反向散射光之區域中比視野內之其他區域的朝向LPM偵測器130之一更高透射百分比。在圖5B中描繪之一個實例中，孔徑193包含一高反射區域194，該高反射區域194使在區域194內入射至收集光束分裂器114之實際上所有光反射朝向成像偵測器120。另外，孔徑193包含一反射區域195，該反射區域195之反射率低於高反射區域194。在區域195內入射至收集光束分裂器114之光部分反射朝向成像偵測器120且部分透射朝向LPM偵測器130。在一些實施例中，在區域195內入射至收集光束分裂器114的低於百分之二的光部分透射朝向LPM偵測器130。
成像偵測器120大體上作用以將所偵測光轉換為指示晶圓110在所偵測視野內之所偵測影像之電信號132。一般言之，成像偵測器120可包含此項技術中已知的實質上任何光電偵測器。然而，可基於偵測器之所要效能特性、待檢測樣本之類型及照明之組態來選擇一特定偵測器以用在本發明之一或多項實施例內。例如，若可用於檢測之光量相對低，則一效率增強偵測器(諸如一時間延遲積分(TDI)相機)可經採用以增大信雜比及系統之處理量。然而，取決於可用於檢測之光量及所執行檢測之類型，可使用其他偵測器(諸如電荷耦合裝置(CCD)相機、光電二極體陣列、光電管及光電倍增管(PMT))。
可在各種成像模式(諸如明視場、暗視場及共焦)中實施成像偵測器120。可藉由使用不同孔徑或傅立葉(Fourier)濾光片實施各種成像模式(諸如明視場、暗視場及相位對比)。美國專利第7,295,303號及第7,130,039號(其等以引用的方式併入本文中)進一步詳細描述此等成像模式。在另一實例(未展示)中，一偵測器藉由使按較大視場角收集之散射光成像而產生暗視場影像。在另一實例中，可將匹配入射點115之一針孔放置於一偵測器(例如，偵測器120)前方以產生一共焦影像。美國專利第6,208,411號(其以引用的方式併入本文中)進一步詳細描述此等成像模式。另外，在美國專利第6,271,916號及美國專利第6,201,601號(其兩者以引用的方式併入本文中)中描述表面檢測系統100之各種態樣。
在一進一步態樣中，透射穿過收集光束分裂器114之光之部分穿過大致定位在收集光學器件系統之光瞳平面處之一霧化濾光片116。晶圓110之表面並非完全平坦及拋光。因此，將藉由LPM偵測器130偵測一背景信號。霧化濾光片166抑制此背景信號，因此改良所偵測信號之信雜比。發明人已發現，晶圓霧化並非空間上均勻的，且實際上強烈取決於正向散射光。為增強前導量測點對大粒子存在之偵測敏感度，在光瞳平面117處引入一孔徑作為一霧化濾光片。孔徑經組態以阻擋正向散射光之大部分。在圖6中描繪之一個實例中，孔徑196包含一高反射區域198，該高反射區域198阻擋圖5A中描繪之實際上所有正向散射光且透過區域197透射圖5A中描繪之大部分反向散射光。
在另一進一步態樣中，一遮蔽(例如，邊緣遮罩)經定位在LPM偵測器前方之晶圓影像平面附近的光束路徑中以選擇性地阻擋前導量測點或主量測點之任一影像。此可經採用以用於校準目的、光束選擇或其他組態。 在一些實例中，晶圓影像平面處之光束阻擋遮罩改良偵測器之動態範圍。
如在圖1中描繪，檢測系統100包含一遮蔽119，該遮蔽119在晶圓影像平面118處或附近之與自主量測點108散射及/或反射之光相關聯之成像光之部分112之光束路徑中。以此方式，僅源自前導量測點107之散射光經投射至LPM偵測器130上。
一LPM偵測器大體上作用以將所偵測光轉換為指示自主量測點、前導量測點或兩者散射之光量之電信號。在一些實施例中，一LPM偵測器係一成像偵測器。然而，在一些其他實施例中，一LPM偵測器係一非成像偵測器，該非成像偵測器經組態以產生指示自主量測點、前導量測點或兩者散射之光量之一單一輸出信號。一單一輸出信號允許依高處理量高效率地偵測大粒子。
一般言之，一LPM偵測器可包含此項技術中已知的實質上任何光電偵測器。然而，可基於偵測器之所要效能特性、待檢測樣本之類型及照明之組態來選擇一特定偵測器以在本發明之一或多項實施例內使用。例如，若可用於檢測之光量相對低，則一效率增強偵測器(諸如一時間延遲積分(TDI)相機)可經採用以增大信雜比及系統之處理量。然而，取決於可用於檢測之光量及所執行檢測之類型，可使用其他偵測器(諸如電荷耦合裝置(CCD)相機、光電二極體陣列、光電管及光電倍增管(PMT))。
在圖1中描繪之本發明之至少一項實施例中，一單一偵測器(例如，一個別光電倍增管(PMT))經採用作為LPM偵測器130以僅偵測自前導量測點散射之光。LPM偵測器130之輸出信號131經傳送至一運算系統140用於處理以判定一大粒子之存在。
圖10描繪另一實施例中之一檢測系統200。檢測系統200與檢測系統 100共用相同編號的元件。在圖10中描繪之實施例中，採用兩個不同偵測器以分開偵測自前導量測點及主量測點散射之光以獲得不同功率位準下之信號資訊。如在圖10中描繪，LPM偵測器130僅偵測自前導量測點散射之光且將指示所偵測光之信號131傳送至運算系統140。另外，檢測系統200包含LPM偵測器135(例如，一單一PMT)，該LPM偵測器135經組態以僅偵測自主量測點散射之光。角隅稜鏡134將自主量測點108成像之光之一部分引導朝向偵測器135。LPM偵測器135之輸出信號136經傳送至運算系統140用於處理以判定一大粒子之存在。
圖11描繪另一實施例中之一檢測系統300。檢測系統300與檢測系統100共用相同編號元件。在圖11中描繪之實施例中，採用一陣列偵測器310以分開偵測自前導量測點及主量測點散射之光以獲得信號資訊。如在圖11中描繪，LPM偵測器310偵測自前導量測點散射之光且將指示所偵測光之信號139傳送至運算系統140。另外，LPM偵測器310偵測自主量測點散射之光且將指示所偵測光之信號138傳送至運算系統140。一衰減元件137經定位在自主量測點成像之光之光學路徑中以避免陣列偵測器310處之飽和。在一些實施例中，在一成像模式中採用一偵測元件陣列(例如，一32像素線性PMT陣列)以增大偵測器解析度且使入射在陣列偵測器310上之前導量測點及主量測點兩者成像。
圖12描繪另一實施例中之一檢測系統400。檢測系統400與檢測系統100共用相同編號元件。在圖12中描繪之實施例中，收集成像物鏡401經組態以在不使用一收集光束分裂器之情況下，使自前導量測點散射之光及自主量測點散射之光成像在影像平面118處之空間分離位置處。以此方式，與自主量測點108散射及/或反射之光相關聯之所有成像光及與自前導 量測點107散射及/或反射之光相關聯之所有成像光可用於在分開位置處偵測。在圖12中描繪之實施例中，成像偵測器120經定位在晶圓影像平面118附近且在與自主量測點108散射及/或反射之光相關聯之成像光之光束路徑中。類似地，LPM偵測器130經定位在晶圓影像平面118附近且在與自前導量測點107散射及/或反射之光相關聯之成像光之光束路徑中。一般言之，可包含額外光學元件(未展示)以引導影像平面118處之空間分離光束朝向各自偵測器。
在一進一步態樣中，運算系統140經組態以基於自前導量測點偵測之所偵測信號之改變來判定掃描路徑中之一大粒子之大小。基於粒子大小，將照明功率減小至避免粒子爆炸及晶圓表面上之污染的後續擴散之一位準。
如在圖2中描繪，大粒子126在接近前導量測點107之掃描路徑上。大粒子126將首先經過前導量測點107且在短時間之後，大粒子將在主量測點108下方經過。如在圖2中繪示，前導量測點107與主量測點108分離達一分離距離D。在此實例中，分離距離D係大致150微米。在大粒子126行進距離D所花費的之時間中，檢測系統100必須感測大粒子126之存在，估計其大小且當大粒子126在主量測點108之視野內時減小照明功率。
圖3描繪在一個操作案例中自偵測器130傳送至運算系統140之信號131之一時間標繪圖之一圖解。運算系統140自偵測器130接收信號131之連續例項，其等指示在各量測時間自前導量測點107接收之散射光量。運算系統140比較此信號之振幅與一預定臨限值VT H以判定散射光量是否超過臨限值。參考圖3，運算系統140判定信號131在時間TLP1處超過一預定臨限值VT H且保持高於VT H達一時間週期△TLP1。此時，運算系統140估計 應在何時減小照明功率且隨後應在何時恢復照明功率以避免向大粒子投予高能照明。在一個實例中，運算系統藉由將已知分離距離D除以所檢測晶圓表面之已知速度(例如，Vs=ω*R+VT)來估計前導量測點107與主量測點108之間的一延遲時間TD。照明功率應減小之最小時間長度係在前導量測點處感測到大粒子(假定前導量測點之大小大致相同於主量測點)之時間週期△TLP1。另外，運算系統140在時間週期△TLP1之兩端上加上一緩衝時間TB以達成具有△TLP1+2*TB之一持續時間之一減小功率間隔。運算系統140將一命令信號133傳送至照明功率控制元件103以在一時間TRPI START起始一減小功率間隔。TRPI START在時間上比TLP1提前達一量TD-TB。類似地，運算系統140將一命令信號133傳送至照明功率控制元件103以在一時間TRPI STOP終止減小功率間隔。將緩衝時間加至減小功率間隔以適應粒子之大小及其位置之估計中之任何誤差(例如，歸因於量化效應等)。如在圖3中繪示，在照明功率減小之減小功率間隔期間遮蔽指示自前導量測點107偵測之一光量之信號131。
圖4描繪在另一操作案例中自偵測器130傳送至運算系統140之信號131之一時間標繪圖之一圖解。在此操作案例中，連續偵測兩個大粒子。參考圖4，運算系統140判定信號131在時間TLP1超過一預定臨限值VT H且保持高於VT H達一時間週期△TLP1。此時，運算系統140估計應在何時減小照明功率且隨後應在何時恢復照明功率以避免向第一大粒子投予高能照明。如參考圖3描述，運算系統估計前導量測點107與主量測點108之間的一延遲時間TD且判定具有△TLP1+2*TB之一持續時間之一減小功率間隔。運算系統140將一命令信號133傳送至照明功率控制元件103以在一時間TRPI1 START起始一減小功率間隔且在一時間TRPI1 STOP終止減小功率間隔。 TRPI1 START在時間上比TLP1提前達一量TD-TB。在減小功率間隔期間，遮蔽信號131。然而，存在足夠信號位準來繼續監測後續大粒子。此藉由在減小功率間隔期間引入一減小預定臨限值VT L來達成。如在圖4中描繪，運算系統140判定信號131在時間TLP2超過減小預定臨限值VT L且保持高於VT L達一時間週期△TLP2。此時，運算系統140估計應在何時減小照明功率且隨後應在何時恢復照明功率以避免向第二大粒子投予高能照明。運算系統估計前導量測點107與主量測點108之間的一延遲時間TD且判定具有△TLP2+2*TB之一持續時間之一減小功率間隔。運算系統140將一命令信號133傳送至照明功率控制元件103以在一時間TRPI2 START起始一減小功率間隔且在一時間TRPI2 STOP終止減小功率間隔。TRPI2 START在時間上比TLP2提前一量TD-TB。在終止第二減小功率間隔之後，照明功率返回至正常位準以及使用預定臨限值VT H。
檢測系統100、200、300及400亦包含處理由偵測器偵測之散射信號所需之各種電子組件(未展示)。例如，系統100、200、300及400可包含用以自偵測器接收信號且將信號放大達一預定量之放大器電路。在一些實施例中，包含一類比轉數位轉換器(ADC)(未展示)以將放大信號轉換為適合於用在運算系統140內之一數位格式。在一項實施例中，處理器141可藉由一傳輸媒體直接耦合至一ADC。替代性地，處理器141可自耦合至ADC之其他電子組件接收信號。以此方式，處理器可藉由一傳輸媒體及任何中介電子組件間接耦合至ADC。
一般言之，運算系統140經組態以使用自各偵測器獲得之電信號偵測晶圓之特徵、缺陷或光散射性質。運算系統140可包含此項技術中已知的(若干)任何適當處理器。另外，運算系統140可經組態以使用此項技術中 已知的任何適當缺陷偵測演算法或方法。例如，運算系統140可使用一晶粒對資料庫比較或一臨限演算法來偵測樣本上之缺陷。
另外，檢測系統100、200、300及400可包含可用於接受來自一操作者之輸入之周邊裝置(例如，鍵盤、滑鼠、觸控螢幕等)及向操作者顯示輸出之周邊裝置(例如，顯示監測器)。來自一操作者之輸入命令可由運算系統140用於調整用於控制照明功率之臨限值。可在一顯示監測器上以圖形方式向一操作者呈現所得功率位準。
檢測系統100、200、300及400包含一處理器141及一定量之電腦可讀記憶體142。處理器141及記憶體142可經由匯流排143通信。記憶體142包含一定量之記憶體144，該記憶體144儲存一程式碼，該程式碼當由處理器141執行時，導致處理器141執行本文中描述之功率控制及缺陷偵測功能性。
儘管前文已參考一前導量測點及一主量測點描述照明功率控制，然本文中描述之方法及系統亦可類似地應用於一多點表面檢測系統。在一多點檢測系統中，同時採用數個前導照明點及主照明點。照明光係自一或多個照明源供應至此等照明點。通常，前導量測點組與主量測點組經組態為具有介於點組之間的相當大間距，使得檢測結果可在一檢測徑跡之連續部分間交錯且偵測器處之串擾被最小化。美國專利公開案第2009/0225399號(其以引用的方式併入本文中)進一步詳細描述多點掃描技術。
圖13繪示可用於監測大粒子且控制照明功率以在不引發對一晶圓表面之熱損壞之情況下改良缺陷敏感度之一例示性方法500之一流程圖。在一些非限制性實例中，分別參考圖1、圖10及圖11描述之檢測系統100、200、300及400經組態以實施方法500。然而，一般言之，方法500之實施 方案不受本文中描述之特定實施例限制。
在方塊501中，在一主量測點處使用一主照明光束且在一前導量測點處使用一前導照明光束照明一樣本之一表面。
在方塊502中，使自前導量測點散射之一光量及自主量測點散射之一光量成像至一成像物鏡之一晶圓影像平面處之分開位置。
在方塊503中，在引導朝向一成像偵測器之一主要量測通道與引導朝向一或多個雷射功率管理(LPM)偵測器之一LPM通道之間分裂自前導量測點散射之成像光量及自主量測點散射之成像光量。
在方塊504中，基於藉由一或多個LPM偵測器之一LPM偵測器偵測之自前導量測點散射之一光量來調整主照明光束及前導照明光束之一光學功率。
在本文中針對可用於檢測一樣本之一檢測系統或工具描述各種實施例。術語「樣本」在本文中用於指此項技術中已知的一晶圓、一倍縮光罩(reticle)或可經檢測以尋找缺陷、特徵或其他資訊(例如，一霧化量及薄膜性質)之任何其他樣品。
如本文中使用，術語「晶圓」大體上係指由一半導體或非半導體材料形成之基板。實例包含但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。通常可在半導體製造設施中找到及/或處理此等基板。在一些情況中，一晶圓可僅包含基板(即，裸晶圓)。替代性地，一晶圓可包含形成於一基板上之一或多個不同材料層。形成於一晶圓上之一或多個層可「經圖案化」或「未經圖案化」。例如，一晶圓可包含具有可重複圖案特徵之複數個晶粒。
一「倍縮光罩」可為在一倍縮光罩製程之任何階段之一倍縮光罩，或可能被釋放或可能未被釋放以在一半導體製造設施中使用之一成品倍縮 光罩。一倍縮光罩或一「遮罩」大體上被定義為其上形成有實質上不透明區域且組態為一圖案之一實質上透明基板。基板可包含(例如)一玻璃材料，諸如石英。在一微影術程序之一曝光步驟期間，一倍縮光罩可安置於一覆蓋光阻劑之晶圓上方，使得倍縮光罩上之圖案可轉印至光阻劑。
在一或多項例示性實施例中，所描述功能可實施為硬體、軟體、韌體或其任何組合。若實施為軟體，則功能可作為一或多個指令或程式碼儲存在電腦可讀媒體上或在電腦可讀媒體上傳輸。電腦可讀媒體包含電腦儲存媒體及通信媒體兩者，該等通信媒體包含促成一電腦程式自一個位置轉移至另一位置之任何媒體。一儲存媒體可為可藉由一通用或專用電腦存取之任何可用媒體。舉實例而言且非限制性，此等電腦可讀媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存器、磁碟儲存器或其他磁性儲存裝置或可用於攜載或儲存呈指令或資料結構之形式之所要程式碼構件且可藉由一通用或專用電腦或一通用或專用處理器存取之任何其他媒體。而且，任何連接可被適當地稱為一電腦可讀媒體。例如，若使用一同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術自一網站、伺服器或其他遠端源傳輸軟體，則同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或諸如紅外線、無線電及微波之無線技術包含於媒體之定義中。如本文中使用，磁碟及光碟包含光碟(CD)、雷射光碟、光學光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常磁性地重現資料，而光碟使用雷射光學地重現資料。上文之組合亦應包含於電腦可讀媒體之範疇內。
儘管為教學目的在上文描述某些特定實施例，然本專利文件之教示具有一般適用性且不限於上文描述之特定實施例。在一個實例中，偵測器 140可被一光纖陣列取代。在一個實例中，檢測系統100可包含一個以上光源(未展示)。光源可不同地或相同地組態。例如，光源可經組態以產生具有不同特性之光，該光可在相同或不同時間依相同或不同入射角在相同或不同照明區處引導至一晶圓。光源可根據本文中描述之實施例之任一者組態。另外，光源之一者可根據本文中描述之實施例之任一者組態且另一光源可為此項技術中已知的任何其他光源。在一些實施例中，一檢測系統可同時在一個以上照明區內照明晶圓。多個照明區可在空間上重疊。多個照明區可在空間上相異。在一些實施例中，一檢測系統可在不同時間在一個以上照明區內照明晶圓。不同照明區可在時間上重疊(即，在一定時間週期內同時被照明)。不同照明區可在時間上相異。一般言之，照明區之數目可為任意的且各照明區可為相等或不同大小、定向及入射角。在又另一實例中，檢測系統100可為具有獨立於晶圓110之任何運動進行掃描之一或多個照明區之一掃描點系統。在一些實施例中，使一照明區沿著一掃描線按一重複圖案掃描。掃描線可與晶圓110之掃描運動對準或可不與晶圓110之掃描運動對準。儘管如本文中呈現，晶圓定位系統125藉由協調旋轉及平移移動而產生晶圓110之運動，然在又另一實例中，晶圓定位系統125可藉由協調兩個平移移動而產生晶圓110之運動。例如，運動晶圓定位系統125可沿著兩個正交線性軸產生運動(例如，X-Y運動)。在此等實施例中，掃描間距可定義為沿著任一運動軸之相鄰平移掃描之間的一距離。在此等實施例中，一檢測系統包含一照明源及一晶圓定位系統。照明源在一照明區內將一輻射量供應至一晶圓之一表面。晶圓定位系統使晶圓在藉由一掃描間距特性化之一掃描運動中移動(例如，在一方向上往復掃描且在正交方向上步進達等於掃描間距之一量)。
因此，在不脫離如在發明申請專利範圍中闡述之本發明之範疇的情況下可實踐所描述實施例之各種特徵之各種修改、調適及組合。
100:表面檢測系統
101:照明源
102:照明光束
103:照明功率控制元件
104:光束分裂元件
105:物鏡
106A:前導照明光束
106B:主照明光束
107:前導量測點
108:主量測點
109:晶圓卡盤
110:晶圓
111:成像收集物鏡
112:成像光之一部分
113:成像光之一部分
114:收集光束分裂器
116:霧化濾光片
117:光瞳平面
118:晶圓影像平面
119:遮蔽
120:成像偵測器
121:旋轉載台
122:平移載台
123:運動控制器
125:晶圓定位系統
130:雷射功率管理(LPM)偵測器
131:輸出信號
132:電信號
133:命令信號/控制信號
140:運算系統/偵測器
141:處理器
142:電腦可讀記憶體
143:匯流排
144:記憶體

Claims (20)

  1. 一種表面檢測系統，其包括：一照明源，其經組態以產生一照明光束；一光束分裂元件，其經組態以將該照明光束分裂為一前導照明光束及一主照明光束；一照明物鏡，其經組態以在一前導量測點及一主量測點處將該前導照明光束及該主照明光束分別投射至一晶圓之一表面上；一成像物鏡，其經組態以使自該前導量測點散射之一光量及自該主量測點散射之一光量成像至該成像物鏡之一晶圓影像平面處之分開位置；一收集光束分裂器，其經組態以在引導朝向一成像偵測器之一主要量測通道與引導朝向一或多個雷射功率管理(LPM)偵測器之一LPM通道之間分裂自該前導量測點散射之該成像光量及自該主量測點散射之該成像光量，其中該收集光束分裂器包含一孔徑，該孔徑將該收集光束分裂器之一視野細分為與一照明方向對準之至少一區域，其中相較於該視野內之任何其他區域，該孔徑引導該至少一區域中一較高百分比之光朝向該一或多個LPM偵測器，該一或多個LPM偵測器經組態以產生指示自該前導量測點散射之該光量之一輸出信號；及一運算系統，其經組態以：接收指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號；及將一命令信號傳送至一照明功率控制元件，其導致該照明功率控制元件基於該輸出信號而調整該照明光束之一光學功率。
  2. 如請求項1之表面檢測系統，其進一步包括：一晶圓定位系統，其可操作以在一掃描運動中使該晶圓移動，使得該前導量測點及該主量測點沿著一檢測路徑跨該晶圓之該表面移動。
  3. 如請求項2之表面檢測系統，其中該前導量測點經定位在該檢測路徑中之該主量測點前方且與該主量測點分離達一預定分離距離。
  4. 如請求項1之表面檢測系統，其中指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號係一單值信號。
  5. 如請求項1之表面檢測系統，其中指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號指示自該前導量測點散射之該光之一影像。
  6. 如請求項1之表面檢測系統，其中該照明功率控制元件係一聲光調變器。
  7. 如請求項1之表面檢測系統，其進一步包括：一霧化濾光片，其經定位在該成像物鏡之一光瞳平面處或附近之該成像物鏡與該一或多個LPM偵測器之間的一光學路徑中。
  8. 如請求項1之表面檢測系統，其中該收集光束分裂器包含一孔徑，與自該前導量測點散射之其他光相比，該孔徑將更大比例之反向散射光及正向散射光引導至該LPM通道中。
  9. 如請求項1之表面檢測系統，其進一步包括：一遮蔽元件，其經定位在該LPM通道之一光學路徑中，該遮蔽元件經組態以在該一或多個LPM偵測器之一LPM偵測器前方之一晶圓影像平面處或附近之該LPM通道中選擇性地阻擋自該主量測點散射之該成像光量或自該前導量測點散射之該成像光量。
  10. 如請求項1之表面檢測系統，其中該一或多個LPM偵測器之一第一LPM偵測器產生指示自該前導量測點散射之該光量之一輸出信號，且該一或多個LPM偵測器之一第二LPM偵測器產生指示自該主量測點散射之該光量之一輸出信號。
  11. 如請求項1之表面檢測系統，其中該一或多個LPM偵測器之一陣列偵測器產生指示自該前導量測點散射之該光量之一第一輸出信號及指示自該主量測點散射之該光量之一第二輸出信號。
  12. 如請求項1之表面檢測系統，其中至該照明功率控制元件之該命令信號導致該照明功率控制元件減小該照明光束之該光學功率達在指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號超過一預定臨限值之後之一減小功率時間間隔。
  13. 如請求項12之表面檢測系統，其中該減小功率時間間隔包含在指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號超過該預定臨限值之後之一時 間量。
  14. 如請求項12之表面檢測系統，其中在指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號超過一預定臨限值之後的一固定時間起始該減小功率時間間隔，其中該固定時間係依據該前導量測點與該主量測點之間的一分離距離。
  15. 一種用於表面檢測之方法，其包括：在一主量測點處使用一主照明光束及在一前導量測點處使用一前導照明光束照明一樣本之一表面；使自該前導量測點散射之一光量及自該主量測點散射之一光量成像至一成像物鏡之一晶圓影像平面處之分開位置；在引導朝向一成像偵測器之一主要量測通道與引導朝向一或多個雷射功率管理(LPM)偵測器之一LPM通道之間分裂自該前導量測點散射之該成像光量及自該主量測點散射之該成像光量，其中該分裂涉及將一收集視野細分為與一照明方向對準之至少一區域，且相較於該視野內之任何其他區域，引導該至少一區域中一較高百分比之光朝向該一或多個LPM偵測器；及基於藉由該一或多個LPM偵測器之一LPM偵測器偵測之自該前導量測點散射之一光量來調整該主照明光束及該前導照明光束之一光學功率。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包括：在一掃描運動中使該樣本移動，使得該前導量測點及該主量測點沿 著一檢測路徑跨該樣本之該表面移動，其中該前導量測點經定位在該檢測路徑中之該主量測點前方且與該主量測點分離達一預定分離距離。
  17. 如請求項15之方法，其進一步包括：在該一或多個LPM偵測器之一LPM偵測器前方之一晶圓影像平面處或附近之該LPM通道中選擇性地阻擋自該主量測點散射之該成像光量或自該前導量測點散射之該成像光量。
  18. 如請求項15之方法，其中減小該主照明光束之該光學功率及該前導照明光束之該光學功率達在指示自該前導量測點散射之該光量之輸出信號超過一預定臨限值之後起始之一減小功率時間間隔。
  19. 一種表面檢測設備，其包括：一照明子系統，其經組態以在一前導量測點及一主量測點處將一前導照明光束及一主照明光束分別投射至一晶圓之一表面上；一成像物鏡，其經組態以使自該前導量測點散射之一光量及自該主量測點散射之一光量成像至該成像物鏡之一晶圓影像平面處之分開位置；一收集光束分裂器，其經組態以在引導朝向一成像偵測器之一主要量測通道與引導朝向一或多個雷射功率管理(LPM)偵測器之一LPM通道之間分裂自該前導量測點散射之該成像光量及自該主量測點散射之該成像光量，其中該收集光束分裂器包含一孔徑，該孔徑將該收集光束分裂器之一視野細分為與一照明方向對準之至少一區域，其中相較於該視野內之任何其他區域，該孔徑引導該至少一區域中一較高百分比之光朝向該一或多個 LPM偵測器，該一或多個LPM偵測器經組態以產生指示自該前導量測點散射之該光量之一輸出信號；及一運算系統，其包括：一或多個處理器；及一非暫時性電腦可讀媒體，其儲存指令，該等指令當由該一或多個處理器執行時，導致該設備：接收指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號；及將一命令信號傳送至一照明功率控制元件，其導致該照明功率控制元件基於該輸出信號而調整該照明光束之一光學功率。
  20. 如請求項19之表面檢測設備，其中減小該主照明光束之該光學功率及該前導照明光束之該光學功率達在指示自該前導量測點散射之該光量之該輸出信號超過一預定臨限值之後之一減小功率時間間隔。
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