电路集成度的提高和关键尺寸的减小对半导体制造技术提出了新的挑战,晶圆表面洁净度的要求越来越高,曾经允许的缺陷在更高的要求下成为了杀手级缺陷。对无图形晶圆表面进行缺陷检测,有利于减小半导体制造的关键尺寸和提升生产良率。暗场散射技术通过检测缺陷在光源照射下产生的散射光,可检测远小于系统分辨率和光斑尺寸的缺陷,具有非接触、非破坏、灵敏度高和检测速度快等优点,因而广泛应用于无图形晶圆表面缺陷的在线检测。针对以上问题,本文首先详细阐述了用于缺陷检测的不同技术的优缺点以及国内外研究现状,进一步分析了研制一套基于暗场散射的无图形晶圆表面缺陷检测系统的必要性,最后完成了该系统的研制与测试。本文的主要研究内容和创新点如下:（1）使用时域有限差分法建立了无图形晶圆表面缺陷的散射场模型。通过仿真分析,得到了光源入射角、偏振态和缺陷直径等因素对散射场分布的影响。由散射场分布特性和实际光学设计限制,选择了正入射和70°斜入射的两束p偏振光,光学系统收集散射角7～40°的散射光。（2）在散射场分布的仿真结果的指导下,研制了一套基于暗场散射的无图形晶圆表面缺陷检测系统。研制过程包括系统方案和光路设计、元器件选型、机械结构设计和控制系统的搭建等。（3）通过检测晶圆表面直径125-1100 nm的五个标准PSL（Polystyrene Latex）颗粒缺陷来评估该系统的检测能力,进一步对直径200 nm的标准PSL颗粒进行重复检测来评估该系统的重复性检测精度。检测结果表明,该系统的检测极限为155 nm,重复检测的标准差小于5%,表明该系统具有较强的检测能力。本文通过建模仿真了晶圆表面缺陷在不同条件下的散射场分布,在此基础上完成了基于暗场散射的无图形晶圆表面缺陷检测系统的研制。本文研制的缺陷检测系统可以实现无图形晶圆表面缺陷的快速、非破坏、高精度检测。