JP2006516737A - パネル、基板、およびウエハーの表面特性の全領域光計測 - Google Patents
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Abstract
Description
S(x1+w1,x2) − S(x1,x2) = n1l ・・・式(1)
S(x1+w2,x2) − S(x1,x2) = n2l ・・・式(2)
ただし、n1およびn2は、縞次数を表し、縞次数では、n=0、1、2、3などにおいて建設的干渉が発生し、n−0.5、1.5、2.5などにおいて相殺的干渉が発生する。2つの計測された干渉図形の差は、次のように表される。
S(x1+w1,x2) − S(x1 + w2,x2) = (n1−n2)l ・・・式(3)
式(3)は次のように表される。
S(x1+(w1 - w2),x2) − S(x1,x2) = (n1−n2)l ・・・式(4)
式(4)は、2つのデータセットの組み合わせが個々のデータセットの2つのずれ距離の差によって表される有効ずれ距離を有するデータセットまたは新干渉図形を発生させるということを示唆している。この特徴を用いて、システムの空間周波数応答は、プローブのスポットサイズと同等の有効ずれ距離を選択することによって最適化することができる。
Claims (62)
- 実質上均一な波面を有する光プローブビームを用いて被計測表面を照射して、前記表面上の照射されている領域によって引き起こされるゆがみを帯びた反射波面を有する反射プローブビームを生じさせ、
前記反射プローブビームを光シェアリング干渉計デバイスの中に向け、前記反射波面と、ずれ距離によって空間的にシフトされている前記反射波面の別のレプリカとの間の光干渉模様を取得し、
前記反射波面と、前記反射波面の前記レプリカとの間の位相シフトを調整して、前記光シェアリング干渉計から、異なる位相シフトの、複数の位相シフトされた干渉模様を取得し、
前記干渉模様を処理して、前記被計測表面内の前記照射されている領域の全域における、表面傾斜に関する情報を取得する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記光シェアリング干渉計として、回折格子を有するコヒーレントグラディエントセンシング(CGS)システムを用いることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記光シェアリング干渉計として、ラジアルシェア干渉計を用いることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記光シェアリング干渉計として、ウエッジプレートを有するバイラテラルシェアリング干渉計を用いることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記光シェアリング干渉計内にてプリズムを用いて、前記反射波面と、前記反射波面の前記レプリカとの間の前記光干渉模様を出現させることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記位相シフトを調整して、0、90、180、270、および360度の位相シフトを生じさせることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、異なる位相シフトの前記干渉模様の処理にアルゴリズムを適用して前記位相情報を計算し、前記被計測表面上の前記照射されている場所内の表面傾斜に関する情報を抽出することを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
さらに、前記アルゴリズム内にミニマムディスコンティニティ(MDF)アルゴリズムを適用することを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
さらに、前記アルゴリズム内に前処理付き共役傾斜(PCG)アルゴリズムを適用することを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
さらに、前記アルゴリズム内にブランチカットミニマイゼーションアルゴリズムを適用することを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
さらに、前記アルゴリズム内にタイルドモジュレーションガイデドアルゴリズムを適用することを特徴とする方法。 - 請求項7に記載の方法において、
さらに、計測された表面傾斜に表面多項式を統計的に適合させることを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法において、
さらに、前記表面多項式としてゼルニケの多項式を用いることを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法において、
さらに、前記計測された表面傾斜の統計的な表面の適合に、積分および微分法を適用することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記表面傾斜を用いて、前記照射されている場所の湾曲情報を取得することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記表面傾斜を用いて、前記照射されている領域内のひずみに関する情報を取得することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、
さらに、前記干渉模様の処理に位相抽出アルゴリズムを適用することを特徴とする方法。 - 請求項17に記載の方法において、
前記位相抽出アルゴリズムは、バケットA、バケットB、およびバケットCアルゴリズムから選択された1つを含むことを特徴とする方法。 - 請求項12に記載の方法において、
さらに、前記表面多項式としてルジャンドルの多項式を用いることを特徴とする方法。 - 被計測表面上への平行プローブビームを発生させる平行照射線源と、
前記表面から反射した前記光プローブビームを受け、かつ、前記光プローブビームの反射波面と、ずれ距離によって空間的にシフトされている前記反射波面の別のレプリカとの間に光干渉を引き起こすことができるように配置され、前記反射波面と前記反射波面の前記レプリカとの間の位相シフトを調整して、異なる位相シフトの複数の位相シフトされた干渉模様を取得することができるように作動することを特徴とする光シェアリング干渉計デバイスと、
前記光シェアリング干渉計によって生成された前記干渉模様を取り込むことができる撮像デバイスと、
前記撮像デバイスによって取り込まれた前記干渉模様を処理し、前記被計測表面内の前記照射されている領域の全域で表面傾斜に関する情報を抽出することができる処理装置と、
を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記光シェアリング干渉計が、回折格子を有するコヒーレントグラディエントセンシング(CGS)システムを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記光シェアリング干渉計が、ラジアルシェア干渉計を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記光シェアリング干渉計が、ウエッジプレートを有するバイラテラルシェアリング干渉計を含むことを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記光シェアリング干渉計が、前記反射波面と、前記反射波面の前記レプリカとの間に前記光干渉模様を出現させ得るように働くプリズムを含むことを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記光シェアリング干渉計は、前記位相シフトを調整し、0、90、180、270、および360度の位相シフトを生じさせることを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記処理装置は、異なる位相シフトの前記干渉模様内の前記位相情報を接続して、被計測表面上の前記照射されている場所内の表面傾斜に関する情報を抽出することができるようにプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項26に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記位相情報を接続することができるように、ミニマムディスコンティニティ(MDF)アルゴリズムを用いてプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項26に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記位相情報を接続することができるように、前処理付き共役傾斜(PCG)アルゴリズムを用いてプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項26に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記位相情報を接続することができるようにブランチカットミニマイゼーションアルゴリズムを用いてプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項26に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記位相情報を接続することができるようにタイルドモジュレーションガイデドアルゴリズムを用いてプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項26に記載のシステムであって、
前記処理装置は、計測された表面傾斜に表面多項式を統計的に適合させることができるように作動することを特徴とするシステム。 - 請求項31に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記統計的適合に対してゼルニケの多項式を適用することができるようにプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項31に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記計測された表面傾斜の統計的な表面の適合に、積分および微分法を適用することができるように作動することを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記表面傾斜を用いて、前記照射されている領域の湾曲情報を取得することができるように作動することを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記表面傾斜を用いて、前記照射されている領域内のひずみに関する情報を取得することができるように作動することを特徴とするシステム。 - 請求項31に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記統計的適合に対してルジャンドルの多項式を適用することができるようにプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項20に記載のシステムであって、
前記処理装置は、前記干渉模様の処理に位相抽出アルゴリズムを適用することができるようにプログラムされていることを特徴とするシステム。 - 請求項37に記載のシステムであって、
前記位相抽出アルゴリズムは、バケットA、バケットB、およびバケットCアルゴリズムから選択された1つを含むことを特徴とするシステム。 - 支持部材を用いてウエハーの裏側表面に接触させることで、前記裏側表面の反対側の表側表面上にパターンが形成された前記ウエハーを保持し、
前記裏側表面をプローブビームで照射して、前記裏側表面上の照射されている領域によって引き起こされるゆがみを帯びた反射波面を有する反射プローブビーム生じさせ、
前記反射プローブビームを用いて、前記裏側表面上の支持部材の存在のために不連続部を含む光干渉模様を出現させ、
前記光干渉模様の処理に補間アルゴリズムを適用して、前記不連続部を有する領域の全域で前記裏側表面によって引き起こされる干渉縞を補間し、前記裏側表面によってのみ引き起こされる前記照射されている領域内の干渉模様の特徴を取得し、
前記裏側表面からの前記補間された干渉模様を処理して、前記ウエハーの前記表側表面上の対応する位置の表面傾斜を取得する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、線形補間アルゴリズムを用いて、前記干渉縞を補間することを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、スプライン補間アルゴリズムを使い、前記干渉縞を補間する工程をさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、前記干渉模様内の別の縞の空間周波数成分および均一性に応じ、補間された縞を検査することを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、
前記支持部材を用いて、前記ウエハーの配向角度を少なくとも一度変更し、少なくとも1つの別の反射光プローブビームおよび別の光干渉模様を取得し、
前記別の光干渉模様の処理に前記補間アルゴリズムを適用して、前記不連続部を有する領域の全域で前記裏側表面によって引き起こされる干渉縞を補間し、前記裏側表面によってのみ引き起こされる前記照射されている場所内の干渉模様の特徴を取得し、
前記裏側表面からの前記補間された前記別の干渉模様を処理し、前記ウエハーの前記表側表面上の対応する位置の表面傾斜を取得し、
異なる配向角度で取得された前記干渉模様間の干渉情報を比較し、欠落データを発見し、
1つの干渉模様内の場所の欠落データを、異なる配向角度で取得された別の干渉模様内の前記場所のデータを使うことによって埋める工程と、
をさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、前記支持部材を非対称な方法で配置し、前記ウエハーの前記裏側表面を支持することを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、シェアリング干渉計を用いて、前記反射プローブビームを処理し、前記光干渉模様を出現させることを特徴とする方法。 - 請求項39に記載の方法において、
さらに、非シェアリング干渉計を用いて前記反射プローブビームを処理し、前記光干渉模様を出現させる工程をさらに含むことを特徴とする方法。 - 請求項46に記載の方法において、
さらに、
第2のプローブビームを前記パターン付き表側表面へ向け、前記パターン付き表側表面における光反射によって第2の反射プローブビームを生じさせ、
シェアリング干渉計を用いて、前記第2の反射プローブビームを処理し、第2の光干渉模様を出現させ、
前記パターン付き表側表面表面上の表面情報を前記光干渉模様および前記第2の光干渉模様から抽出する、
ことを特徴とする方法。 - 支持部材を用いてウエハーの裏側表面に接触させることで、前記裏側表面の反対側の表側表面上にパターンが形成された前記ウエハーを保持し、
前記裏側表面をプローブビームで照射して、前記裏側表面上の照射されている領域によって引き起こされるゆがみを帯びた反射波面を有する反射プローブビームを生じさせ、
前記反射プローブビームを用いて、前記裏側表面上の支持部材の存在のために不連続部を含む光干渉模様を出現させ、
前記裏側表面からの前記干渉模様を処理して、前記ウエハーの前記表側表面上の対応する位置の表面傾斜を取得し、
前記支持部材上の前記ウエハーの配向角度を少なくとも一度変更して、前記同じ光プローブビームから少なくとも1つの別の反射光プローブビームを取得し、これによって、別の光干渉模様を取得し、
前記裏側表面からの前記別の干渉模様を処理して、前記ウエハーの前記表側表面上の対応する位置の表面傾斜を取得し、
前記ウエハーの異なる配向角度における異なる干渉模様から取得された表面傾斜を比較し、
1つの干渉模様内の場所で発見された欠落データを、異なる配向角度で取得された別の干渉模様内の前記場所にあるデータによって埋める、
ことを特徴とする方法。 - 請求項48に記載の方法において、
さらに、前記支持部材を非対称な方法で配置し、前記ウエハーの前記裏側表面を支持することを特徴とする方法。 - プローブ波長の光に透過的な材料で作られた支持部材を用いて、ウエハーの裏側表面に接触させ、前記裏側表面の反対側の表側表面上にパターンが形成された前記ウエハーを保持し、
プローブビームを用いてプローブ波長で前記裏側表面を照射し、前記裏面上の照射されている領域によって引き起こされるゆがみを帯びた反射波面を有する反射プローブビームを生成させ、
前記反射プローブビームを用いて光干渉模様を出現させ、
前記裏側表面からの前記干渉模様を処理して、前記ウエハーの前記表側表面上の対応する位置の表面傾斜を取得する、
ことを特徴とする方法。 - 実質上均一な波面を有する光プローブビームを被計測表面の上へ照射し、て前記表面によって引き起こされるゆがんだ波面を有する新しい光ビームを生成させ、
前記新しい光ビームを光シェアリング干渉計の中に向けて、前記ゆがんだ波面と、ずれ距離によって空間的にシフトされている前記ゆがんだ波面の別のレプリカとの間の光干渉模様を取得し、
前記ずれ距離を調整して、別のずれ距離で光干渉模様を取得し、
別のずれ距離で前記干渉模様を処理して、前記被計測表面に関する情報を抽出する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項51に記載の方法において、
さらに、前記表面の光反射を用いて、前記新しい光ビームを生成させることを特徴とする方法。 - 請求項51に記載の方法において、
さらに、前記表面の光の透過を用いて、前記新しい光ビームを生成させることを特徴とする方法。 - 請求項51に記載の方法において、
さらに、前記光干渉計としてコヒーレントグラディエントセンシングシステム(CGS)干渉計を用いることを特徴とする方法。 - 請求項51に記載の方法において、
さらに、2つの異なるずれ距離を有する2つの干渉模様を引き算し、前記2つの異なるずれ距離の間の差に等しい新しいずれ距離に対応する識別干渉模様を出現させることを特徴とする方法。 - 請求項55に記載の方法において、
さらに、前記新しいずれ距離を選択して、前記光プローブビームのビームサイズにすることを特徴とする方法。 - ウエハーのウエハー表面上に化学的機械研磨(CMP)を実施し、
前記CMP中に、実質上均一な波面を有する光プローブビームを前記ウエハー表面の上に照射し、前記ウエハー表面によって引き起こされるゆがんだ波面を有する新しい光ビームを生成させ、
前記新しい光ビームを光シェアリング干渉計の中に向けて、前記ゆがんだ波面と、ずれ距離によって空間的にシフトされている前記ゆがんだ波面の別のレプリカとの間の光干渉模様を取得し、
前記ずれ距離を調整して、別のずれ距離で光干渉模様を取得し、
別のずれ距離で前記干渉模様を処理して、前記ウエハー表面上の表面微細構造の情報を抽出し、
前記抽出された情報を用いて、前記CMP内の操作パラメータを制御する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項57に記載の方法において、
さらに、前記抽出された情報に応じて前記CMPのスラリー流速を変更することを特徴とする方法。 - 請求項57に記載の方法において、
さらに、前記抽出された情報に応じて前記CMPの研磨パッド圧力を変更することを特徴とする方法。 - 請求項57に記載の方法において、
さらに、前記抽出された情報に応じて前記CMPの研磨パッド速度を変更することを特徴とする方法。 - 請求項57に記載の方法において、
さらに、前記抽出された情報に応じて前記CMPのスラリー配合組成を変更することを特徴とする方法。 - 請求項57に記載の方法において、
さらに、前記抽出された情報に応じて研磨パッド剛性を変更することを特徴とする方法。
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