扫描白光干涉技术在硅片检焦过程中的应用

摘要：

晶圆检测设备常采用机器视觉方法采集晶圆图像,但基于光谱共焦位移传感器的调焦系统测量精度低、鲁棒性差,基于三角测量原理的调焦系统虽精度足够高,但硅片表面图案与沟槽会影响探测光路从而导致系统无法工作.针对这些问题,提出一种基于扫描白光干涉技术的调焦系统,以实现对于不同工艺属性硅片焦面位置的快速精准测量.此检焦系统首先进行相机最佳焦面位置与PZT零光程差位置之间垂向距离的标定,使得在检焦测量时可将零光程差位置作为检出对象,极大地提高了检出速度,并且在零光程差位置定位时,根据干涉波形的形状自适应选择定位算法,提高了检焦系统的工艺适应性.实验结果表明,对于单峰波形和双峰且双峰半分离波形,重心法处理得到的焦面位置的平均绝对误差分别为20 nm和56.1 nm,而包络法则有38 nm和56.2 nm,并且重心法处理耗时在1ms之内,包络法则需25 ms左右,故选用重心法作为零光程差定位算法.对于双峰且双峰完全融合波形和双峰且双峰完全分离波形,重心法处理得到的焦面位置的平均绝对误差分别为20.3 nm和17.8 nm,而包络法则有13.2 nm和15.8 nm,故选用包络法作为零光程差定位算法.模板匹配法对于 4种波形的处理精度最高,在模板形状确定的情况下使用.文中所提系统的焦面测量结果最大平均绝对误差仅为57 nm,最小可达到8 nm,有较强的实际应用意义.

关键词：检焦、最佳焦面、清晰度、扫描白光干涉、零光程差、硅片、垂向距离补偿量、工艺适应性

所属期刊栏目：46

分类号：TN247-34(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家科技重大专项;国家自然科学基金;国家自然科学基金;广西自然科学基金项目;广西重点研发计划项目;上海市在线检测与控制技术重点实验室开放基金项目

在线出版日期：2023-08-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：140-146