[发明专利]晶圆检测系统及检测方法

说明书

本发明提供一种晶圆检测系统及检测方法，通过晶圆检测系统中的具有至少两个光源的晶圆检测设备，以提供不同波长的光束，获得针对相同的晶圆表面且与每个光源相对应的干涉图像，并通过对干涉图像的数据分析，以对晶圆表面进行检测；进一步的，晶圆检测系统通过两个晶圆检测设备，还可实现同时分别对晶圆的正面及背面进行检测，以提高晶圆检测系统的工作效率。本发明通过具有不同波长的至少两个光源，可对相同的晶圆表面进行检测，获得互补的干涉图像，从而可提高对晶圆表面检测的准确性。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，涉及一种晶圆检测系统及检测方法。

背景技术

在半导体晶圆的制造过程中，如在3D NAND芯片生产中，晶圆翘曲度(Bow)及晶圆表面的形貌是影响制程工艺稳定性及产品良率的关键参数，对晶圆的良率(Yield)有着关键的影响。晶圆在经过刻蚀或薄膜沉积等不同工艺后，晶圆会发生不同程度的翘曲或使晶圆表面凹凸不平。在当前主流的半导体工艺制程中，通常需要对晶圆表面进行检测，并在后续特定的工艺站点对晶圆表面进行调整，以使晶圆表面能够保持平整，提高晶圆的质量。

斐索干涉仪具有物参共路的光学结构，可以克服传统干涉仪对环境振动敏感的缺点，在斐索干涉仪中，将平整度较高的平面平晶和样品表面平行放置，光源提供的光线，在两者表面反射回来，分别被用作参考光束和检测光束，参考光束和检测光束发生等厚干涉，以形成干涉图样，干涉图样反映了被测样品表面的三维形貌。

其中，斐索干涉仪具有以下优点：

1、测量精度高，因为大部分光学元件都放置在干涉单元(平面平晶和被测样品)之外，不会带来附加相位畸变。

2、对环境振动不敏感，因为参考光束和检测光束经历完全相同的光路元件，环境的扰动不影响两者之间的光程差。

3、可以测量较大面积的样品。

因此，目前在半导体晶圆的制造过程中，通常采用斐索干涉仪对晶圆表面进行检测。然而目前该装置仅可提供具有固定波长的单一激光源，即仅可提供具有单一波长的光束，当参考光束与检测光束在遇到晶圆表面的检测状况为干涉光相消时，则不能得到晶圆表面在该处的信息，因此可能导致检测失败或者计算错误，从而影响对晶圆表面的判断。

因此，提供一种新型的晶圆检测系统及检测方法，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种晶圆检测系统及检测方法，用于解决现有技术中，由于目前的晶圆表面检测设备仅具有不可调节的单一激光源，在进行晶圆表面检测产生干涉光相消状况时，所造成的检测失败或者计算错误，从而影响对晶圆表面的判断的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种晶圆检测系统，所述晶圆检测系统包括至少一个晶圆检测设备，所述晶圆检测设备包括：

至少两个光源，所述光源提供光束，且不同的所述光源分别提供不同波长的所述光束；

分束器，所述分束器对所述光束进行透射及反射；

准直物镜，所述光束经所述准直物镜形成准直光束；

平面平晶，所述平面平晶包括标准平面，所述准直光束经所述标准平面反射形成参考光束，透过所述平面平晶的所述准直光束经所述晶圆表面反射形成检测光束；

成像器，所述成像器分别采集每个所述光源提供的所述参考光束及检测光束，并获得针对相同的所述晶圆表面且与每个所述光源相对应的干涉图像。

可选地，所述晶圆检测系统包括图像比对分析模块，通过所述图像比对分析模块对所述干涉图像进行数据分析，基于所述数据分析的结果获得所述晶圆表面的检测结果。

可选地，所述光源包括可见光源、固体激光源及半导体激光源中的一种或组合。