[发明专利]表面检查方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于检查半导体晶片或其它待检测体的表面的方法与装置。

背景技术

通过使用双波长激光束检查晶片内部缺陷的方法与装置是众所周知的。参见未经审查的日本专利公报No.11-354598、No.11-237226及Journal of Surface Science and Nanotechnology 2001年第22卷第5期323-331页上由Takeda Kazuo所写的论文“Measuring technologyof the size and the depth of surface defects on the entire wafer surfacecaused by two-wavelength beam scattering(OSDA：Optical ShallowDefect Analyzer)”。

例如，对晶片的内部测量与表面测量可以是通过两个波长之间的波长差(短波长与长波长之间的差)来进行的。

SOI校准不能由传统双波长方法的表面检查来执行。此外，不可能定量地测量SOI晶片的内部界面的信息。

尽管下一代薄膜SOI晶片的表面上的异物测量可以通过使用短波长(DUV)执行，但晶片基体材料的影响不能通过传统双波长方法的表面检查来定量地测量。例如，中间层与下层之间的界面就不能正确地被测量。特别地，晶片内部的小洞或异物不能正确地被测量。这对器件成品率造成了不利影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种表面检查方法与装置，其能够通过双波长方法正确地测量具有多层结构的待检测体(例如，晶片)的内部。

本发明的另一个目的是提供一种表面检查方法与装置，其能够高度精确地测量包括薄膜SOI或具有与SOI一致特征的多层结构在内的待检测体内部的缺陷或异物，从而有助于提高成品率并能够改进材料的质量。

根据作为改进的表面检查方法与装置的本发明，使具有两种类型波长的光束以预定入射角入射到作为表面检查对象的待检测体的待检测表面上，从而检测待检测的对象物，即，例如异物，其中两种类型的波长是短波长和长波长。

一方面，使具有短波长的光束入射到待检测体的表面，从而测量待检测体的表面上的异物。

另一方面(或者在利用短波长进行测量之后)，具有长波长的光束的强度调整成测量待检测体内部的异物(在这个例子中，异物包括狭义定义的异物、缺陷、洞、COP等)。

例如，在本发明的一种实施方式中，调整具有长波长的光束的强度，计算来自内部对象物的检测信号消失的点附近的消失水平(disappearance level)，将具有长波长的光束的第一强度设置成高于该消失水平的水平，且基于由具有第一光强度的长波长的光束所获得的第一强度的输出来测量待检测体内部的对象物。

在本发明的另一种实施方式中，将当具有长波长的光束的强度设置成“弱或低”时所测量的异物从当具有长波长的光束的强度设置成“强或高”时所测量的异物中减去。此外，剩余的异物被判定为待检测体内部的包括COP或缺陷的异物。

例如，根据本发明检查的待检测体具有从表面起按次序包括表面层、中间层和下层(每一层通常对应于第一层、第二层、第三层)的多层结构，且优选地例如异物的待检测对象物主要大量存在于每层之间的边界上。

在本发明的另一种实施方式中，将具有长波长的光束的第一强度设置成高于消失水平的水平。基于由具有第一光强度的长波长的光束所获得的第一强度的输出来测量属于待检测体内部的下层的待检测对象物。将具有长波长的光束的第二强度设置成低于消失水平的水平。此外，基于由具有第二强度的长波长的光束所获得的第一光强度的输出来测量属于待检测体内部的中间层的待检测对象物。

优选地，紫外光区中的光束作为短波长输出，而可见光区中的光束作为长波长输出。在这种情况下，待检测体的优选例子是薄膜SOI晶片。从薄膜SOI晶片的表面起依次形成Si、SiO和Si层成为多层结构。此外，深紫外(DUV：Deep Ultraviolet)光区中的光束也可以作为短波长输出。在这种情况下，待检测体是晶片，而且优选地晶片上待检测的对象物是晶片表面上的异物和晶片内部(特别是中间层与下层之间的边界)的包括COP或者缺陷在内的异物。

此外，同轴输出具有两种类型波长(即，短波长和长波长)的光束是优选的。