JP4499279B2 - 改良形試料検査システム - Google Patents
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Description
本発明は一般的に試料検査システムに関し、さらに詳しく言えば、粒子および結晶発生粒子(crystal-originated-particles)(COP)用の感度が良好な改良形の検査システムに関する。COPとは、半導体ウェーハの表面が破損した欠陥であり、従来の検査システムでは実際の粒子と区別することが出来なかったため、粒子として分類されていたものである。
【0002】
パターン化されていないウェーハまたは露出したウェーハを検査するためのシステムがこれまで提案されてきている。例えば、1996年9月25日出願,「改良形表面検査用システム(Improved System for Surface Inspection)」と題するPCT特許出願第PCT/US96/15354号を参照されたい。上記に参照した出願に記載されたようなシステムは、露出されたまたはパターン化されていない半導体ウェーハの検査等、多くの応用に有益なものである。それでも、露出されたウェーハまたはパターン化されていないウェーハだけでなく、粗いフィルムを検査するために用いられる改良形試料検査器具を提供することが望まれている。ウェーハ検査の際に非常に重要となる別の問題は、COPの問題である。これらはウェーハにある表面が破損した欠陥である。ウェーハ検査の業界では、そのような欠陥によりこの欠陥をもったウェーハから作られた半導体チップの性能に損失を与える可能性があるとの見解もでている。したがって、COPを検出し、COPと粒子を区別することができる改良形検査システムを提供することが望まれる。
【0003】
本発明は、傾斜照明ビームを用いる異常検出はCOPよりも粒子に対する感度がかなり高いが、表面に垂直な照明ビームを用いる異常検出では、表面粒子とCOPに対する感度の違いがあまり明確に出ないという見解に基づいたものである。したがって、傾斜照明ビームと垂直照明ビームの両方を用いた異常検出により、粒子とCOPを区別する。
【0004】
本発明の1つの態様は、第1の経路に沿った第1の放射ビームを試料表面に向けるための第1の手段と、第2の経路に沿った第2の放射ビームを試料表面に向けるための第2の手段と、第1の検出器とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。このシステムはさらに第1のビームおよび第2のビームから発生し試料表面から散乱された放射を受け、散乱された放射を第1の検出器に集束させる鏡面を含む手段とからなる。
【0005】
本発明の別の態様は、第1の経路に沿った第1の放射ビームを試料表面に向けるための第1の手段と、第2の経路に沿った第2の放射ビームを試料表面に向けるための第2の手段であり、第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットをそれぞれ発生し、第1および第2の照明スポットはあるオフセットだけ離されている第2の手段とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。このシステムはさらに検出器と、第1および第2の照明スポットからの散乱放射を受け、散乱放射を前記検出器に集束させるための手段とからなる。
【0006】
本発明のさらなる別の態様は、第1および第2の波長で放射ビームを供給する供給源と、供給源により供給された放射ビームを、試料表面に向かう第1の経路に沿った第1の波長の第1のビームと第2の経路に沿った第2の波長の第2のビームとに変換するための手段とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。このシステムはさらに第1の波長で放射を検出する第1の検出器と、第2の波長で放射を検出する第2の検出器と、第1および第2のビームから発生し試料表面から散乱された放射を受け、散乱放射を前記検出器に集束させるための手段とからなる。
【0007】
本発明のさらなる別の態様は、放射ビームを供給する供給源と、供給源からの放射ビームが第1および第2の経路に沿って交互に試料表面の方向に伝送されるようにするスイッチと、検出器と、第1および第2の経路に沿ったビームから発生し試料表面から散乱された放射を受け、散乱放射を前記検出器に集束させるための手段とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。
【0008】
本発明の別の態様は、経路に沿って少なくとも1つの放射ビームを試料表面に向けるための手段と、第1の検出器と、少なくとも1つのビームから発生し試料表面から散乱された放射を受け、散乱放射を前記第1の検出器に集束させて異常を感知するための手段とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。このシステムはさらに、少なくとも1つのビームの正反射を検出することにより、スポットにおいて表面のあらゆる高さ変化を検出する第2の位置感知検出器と、スポットでの表面の高さの検出した変化に応じて少なくとも1つのビームの経路を変更さて、スポットでの表面の高さ変化によって生じたスポットの位置誤差を減少させる手段とからなる。
【0009】
本発明の別のさらなる態様は、ある経路に沿った少なくとも1つの放射ビームを試料表面上のスポットに向ける手段と、第1の検出器と、少なくとも1つのビームから発生し試料表面から散乱された放射を収集し、散乱放射を前記第1の検出器に伝達して異常を感知するための手段とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。このシステムはさらに、楔形状を有する少なくとも1つの領域を除いて検出器に向かう散乱放射を遮断する第1の検出器と収集伝達手段との間にある空間フィルタとからなる。
【0010】
本発明のさらなる態様は、第1の経路に沿って第1の放射ビームを試料表面に向けるステップと、第2の経路に沿って第2の放射ビームを試料表面に向けるステップと、第1および第2のビームから発生し試料表面から散乱された放射を受け、散乱放射を第1の検出器に集束させるための鏡面を用いるステップとからなる試料の異常を検出するための光学方法に関する。
【0011】
本発明のさらなる別の態様は、第1の経路に沿って第1の放射ビームを試料表面に向けるステップと、
第2の経路に沿って第2の放射ビームを試料表面に向け、前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットはあるオフセットだけ離されている方向付けステップとからなる試料の異常を検出するための光学方法に関する。この方法はさらに、第1および第2の照明スポットからの散乱放射を受け、散乱放射を検出器に集束させるステップとからなる。
【0012】
本発明の別の態様は、第1および第2の波長で放射ビームを供給するステップと、放射ビームを、第1の経路に沿った第1の波長の第1のビームと第2の経路に沿った第2の周波数の第2のビームに変換し、ここで前記2つのビームは試料表面に向かう放射ビーム変換ステップとからなる試料の異常を検出するための光学方法に関する。この方法はさらに、第1および第2のビームから発生し試料表面から散乱された放射を収集して、1以上の検出器に収集した散乱放射を集束させるステップと、検出器を用いて第1および第2の波長で放射を検出させるステップとからなる。
【0013】
本発明のさらなる別の態様は、放射ビームを供給するステップと、試料表面に向かう第1および第2の経路間の放射を交互に切り換えるステップと、第1および第2の経路に沿ったビームから発生し試料表面からの散乱放射を受け、散乱放射を検出器に集束させるステップとからなる試料の異常を検出するための光学方法に関する。
【0014】
本発明の別の態様は、ある経路に沿った少なくとも1つの放射ビームを試料表面上にあるスポットに向けるステップと、少なくとも1つのビームから発生し試料表面から散乱放射を受け、散乱放射を第1の検出器に集束させて異常を感知するステップとからなる試料の異常を検出するための光学方法に関する。この方法はさらに、少なくとも1つのビームの正反射を検出して、スポットでの表面のあらゆる高さ変化を検出するステップと、スポットでの表面の検出した高さ変化に応じて少なくとも1つのビームの経路を変更し、スポットでの表面の高さ変化により生じるスポットの位置誤差を減少させるステップとからなる。
【0015】
本発明のさらなる態様は、ある経路に沿って少なくとも1つの放射ビームを試料表面に向けるステップと、少なくとも1つのビームから発生し試料表面から散乱された放射を収集し、散乱放射を第1の検出器に伝達して異常を感知するステップと、楔形状を有する少なくとも1つの領域を除いて検出器へ向かう散乱放射を遮断するステップとからなる試料の異常を検出するための光学方法に関する。
【0016】
本発明のさらなる別の態様は、ある傾斜角度である経路に沿って放射ビームを試料表面に向ける手段と、検出器と、ビームから発生し試料表面から散乱された放射を受け、散乱放射を前記検出器に集束させる手段とからなる試料の異常を検出するための光学システムに関する。
【0017】
本発明のさらなる態様は、ある傾斜角度である経路に沿って放射ビームを試料表面に向けるステップと、湾曲鏡面を設けて、ビームから発生し試料表面から散乱された光を収集するステップと、鏡面からの散乱放射を検出器に集束して試料の異常を検出するステップとからなる試料の異常を検出するための光学的方法に関する。
【0018】
本発明の別の態様により表面上のCOPと粒子とが区別できる。表面が傾斜入射角でP偏光ビームにより照明されると、粒子により散乱された放射は表面に垂直な方向に近い方向と比較して表面の垂直方向から離れた方向により多くのエネルギーをもつ。傾斜入射のP偏光された光により散乱された放射は粒子と比較するとより均一のものである。したがって、表面に垂直な方向から離れた方向で散乱された放射を検出し、表面に垂直な方向に近い方向で散乱した放射と比較することによって、COPと粒子の区別が可能となる。
【0019】
【発明の実施の形態】
記載を簡潔にするために、本発明では同一の要素には同一の符号を付してある。図1Aは、表面および表面上の粒子24を照明するために、被検査試料の表面20および表面20に垂直な方向に向いた照明ビーム22の略図である。このように、照明ビーム22は表面20の領域またはスポット26を照明し、検出システム(図示せず)は粒子24や表面20の一部またはスポット26により散乱された光を検出する。粒子24から検出器が受けた光束とスポット26から受けた光束の割合は、粒子検出のシステムの感度を表す。
【0020】
この代わりに図1Bに示すように、斜角で表面20に向かう照明ビーム28を用いてスポット26' および粒子24を照明し、図1Aと図1Bを比較すると、粒子24からの光束と照明スポットからの光束の割合は、図1Aと比較して図1Bの傾斜照明の場合の方が大きくなることが明らかである。このように、スループットが同じでも(スポット26と26' の面積は同じ)、微粒子を検出する際の傾斜入射ビームの感度が優れ、微粒子検出の際に選択可能なものとなる。
【0021】
図1Cはピット32を有する表面30とその上にある粒子24' を照明する傾斜ビーム28' を示すものである。図1Cから分かるように、ピット32が粒子24に対して同等の大きさであるにもかかわらず、粒子24と比較すると傾斜ビーム28' からかなり少量の光束量を散乱する。一方で、ピット32および粒子24が表面30に垂直な方向に向いた参照番号22等のビームによって照明されれば、ピット32と粒子24は同等の量の光束を散乱する。COPや粒子の正確な形状や方位にほとんど関係なく、傾斜照明を用いる異常検出はCOPよりも粒子に対してかなり高い感度を有する。しかしながら、垂直照明を用いて異常検出をする場合、粒子とCOPとの間の区別はつけにくい。したがって、同時もしくは連続して垂直照明および傾斜照明にある特徴を比較することによって、特徴が粒子またはCOPであるか否かが明らかになる。
【0022】
上面から見たとき傾斜照明の方向に対する収集方向の角度として、方位角の収集角度が規定される。方位角の収集角度を慎重に選択して傾斜照明を用いることによって、以下に説明するように、図9A〜9F,10Aおよび10Bが図2A,2B,3,4,5Aおよび5Bに示すような実施形態のいずれか1つで用いられる場合等、粗いフィルムを良好な感度で検査することが可能となる。異常を検出するために垂直照明ビームを保持することによって、上記のPCT特許出願第PCT/US96/15354号に記載されたシステムが有するすべての利点が得られ、さらに、1997年3月5日出願、「試料の異常検出用単一レーザー明視野および暗視野システム(Single Laser Bright Field and Dark Field System for Detecting Anomalies of a Sample) 」と題するPCT特許出願第PCT/US97/04134号に記載されるスクラッチ感度の均一性や明視野チャンネルの追加可能性の利点も備えている。
【0023】
傾斜照明ビームおよび垂直照明ビームを用いて試料表面を走査する方法はいく通りもの方法で実行される。図2Aは、垂直照明ビームおよび傾斜照明ビームを用いて異常検出を実行するための一般的な組立を説明するもので、試料検査システムの略図である。広範囲の電磁スペクトル(紫外線,可視光,赤外線を含むがこれらに限定したものではない)で1以上の波長の放射を発生する放射源を用い、例えばレーザービーム54を発生するレーザー52等を用いる。レンズ56は空間フィルタ58を介してビーム54を集束させ、レンズ60はビームを平行にし偏光ビームスプリッタ62に伝達させる。ビームスプリッタ62は第1の偏光された要素を垂直照明チャンネルに、第2の偏光された要素を傾斜照明チャンネルに通過させ、ここで第1の要素および第2の要素は垂直関係である。垂直照明チャンネル70において、第1の偏光された要素は光学系72により集束され、ミラー74により半導体ウェーハ76の試料表面76aの方に反射される。表面76aにより散乱された放射は楕円面ミラー78により集束され光電子増倍管80に集束される。
【0024】
傾斜照明チャンネル90において、第2の偏光された要素はビームスプリッタ62によりこのビームを二分の一波長板84を介して反射させるミラー82に反射され、光学系86により表面76aに集束される。傾斜チャンネル90にある傾斜照明ビームから発生し表面76aにより散乱される放射が楕円面ミラーにより収集され、そして光電子増倍管80に集束される。光電子増倍管80はピンホール入口80aを有する。ピンホール80aおよび照明スポット(表面76a上の垂直照明チャンネルおよび傾斜正面チャンネルからのもの)は、楕円面ミラー78の焦点にあることが好ましい。
【0025】
ウェーハ76はモータ92によって回転され、このモータも変換器94により線形に移動され、これら両方の動きはコントローラ96によって制御されるため、チャンネル70と90の垂直照明ビームと傾斜照明ビームは螺旋状の走査に沿って表面76aを走査し、表面全体を覆う。
【0026】
楕円面ミラーを用いて表面76aによって散乱された光を収集する代わりに、図2Bのシステム10に示すように放物面ミラー78' 等のような別の湾曲したミラーを用いることも可能である。放物面ミラー78' は表面76aからの散乱された放射を平行化して、平行化ビーム102にし、次に平行化ビーム102を対物レンズ104により、検光子98を介して光電子増倍管80へと集束させる。このような違いを除けば、試料検査システム100は図2Aのシステム50と全く同じものである。楕円面形状または放物面形状以外の形状を有する湾曲した鏡面を用いる場合もあり、この場合、湾曲した鏡面のそれぞれが垂直照明経路の経路と実質的に同軸の対称軸をもち、散乱された光を受け入れるための入口穴を規定することが好ましい。このような変更は全て本発明の範囲内のものである。簡潔にするために、半導体ウェーハを移動させるためのモータ,変換器およびコントローラは図2Bおよび以下に記載する図4,5A,5Bから省略している。
【0027】
図2Aおよび2Bに示す一般的な配置は、異なる実施形態で実行可能なものである。したがって、「進行および回帰(GO and RETURN) 」オプションのような以下に参照するある配置では、二分の一波長板(図示せず)を図2および図2Bのレーザー52およびレンズ56の間に追加することで、ビームスプリッタ62に到達する光の偏光がPおよびS間で切り換えられる。したがって、進行サイクル中は、ビームスプリッタ62は垂直チャンネル70にのみ放射を通過させ、傾斜チャンネル90の方向には放射を向けない。逆に、回帰サイクル中は、ビームスプリッタ62は傾斜チャンネル90にのみ放射を通過させ、垂直チャンネル70を通るように放射を向けない。進行サイクル中、垂直照明ビーム70のみが動作しているため、検出機80で収集された光は垂直照明からのものとして記録される。これをモータ92,変換器94およびコントローラ96が動作している表面76a全体に実行して、垂直照明ビーム70は螺旋状の走査経路に沿って表面76a全体を走査する。
【0028】
表面76aが垂直照明を用いて走査された後、レーザー52およびレンズ56間の二分の一波長板によってレーザー52からの放射が傾斜チャンネル90に沿ってのみ向けられ、モータ92,変換器94およびコントローラ96を用いた走査シーケンスを逆にし、検出器80のデータが回帰サイクルで記録される。進行サイクルにおける前方走査および回帰サイクルにおける逆走査が正確に登録されている限り、進行サイクル中に収集されかつ回帰サイクル中に収集されたデータのセットを比較して、検出した欠陥の特性に関する情報を提供することができる。図2Aにあるような二分の一波長板および偏光ビームスプリッタを用いずに、上述した動作をこれらの要素をビームスプリッタ62の位置に配置した取り外し可能なミラーと置き換えることによって実行することも可能である。ミラーがない場合には、レーザー52からの放射ビームは垂直チャンネル70に沿って向けられる。ミラーがある場合は、ビームは傾斜チャンネル90に沿って向けられる。このようなミラーを正確に配置して、進行および回帰サイクル中の2つの走査を正確かつ確実に登録する。当然のことであるが、上述した進行および回帰オプションには回帰サイクルにかかる余分な時間が必要となる。
【0029】
垂直照明ビーム70は表面76a上のスポットを照明する。傾斜照明ビーム90はまた表面76a上にあるスポットを照明する。2つのサイクル中に収集されたデータを比較することが重要であるため、2つの照明されたスポットは同じ形状のものでなければならない。したがって、ビーム90が円形の断面をもつ場合、表面上に楕円形のスポットを照明する。ある実施形態では、集束光学系72が円柱レンズからなるため、ビーム70は楕円形の断面をもち、同じように表面76aに楕円形のスポットを照明する。
【0030】
表面76aを二度走査しないようにするために、図3に示すように、垂直照明ビームからの照明されたスポット70a(簡潔にするために以下「垂直照明スポット」と呼ぶ)および傾斜照明ビーム90からの照明されたスポット90a(簡潔にするために以下「傾斜照明スポット」と呼ぶ)との間にオフセットを僅かに設ける。図3は、垂直照明スポット70aおよび傾斜照明スポット90aとの間のオフセット120を説明するもので、表面76aおよび垂直照明ビーム70,傾斜照明ビーム90の拡大図である。図2A,2Bを参照すると、2つのスポット70a,90aから散乱された放射は異なる回数掲出され、区別される。
【0031】
図3に示された方法により、両方のスポットがあるため、システムの解像度が下がり背景散乱が増加する。言い換えれば、オフセットにより分離された両方のスポットから散乱された放射がピンホール80aを介して集束されるため、ピンホールはオフセットの方向に少し拡大される。その結果、検出器80はピンホール80aを拡大することによって増加した背景散乱を感知する。背景は両方のビームによるものであるが、粒子を散乱した放射は1つのスポットまたは他のスポットであるため、S/N比が下がる。好ましくは、オフセットは、垂直照明ビームまたは傾斜照明ビームのいずれかの点拡散関数の空間範囲の3倍以下の長さをもつものである。しかしながら、PCT出願第PCT/US96/15354号に記載されたものと、本発明の譲受人であるカリフォルニア州サンノゼのケーエルエー−テンカー コーポレイション(KLA-Tencor Corporation)のセンサANS(Censor ANS)シリーズの検査システムと比較すると、スループットが逆に影響されないので、図3に示した方法は利点となる。
【0032】
図4は、本発明の別の実施形態を説明するもので、第1の波長λ1 の放射からなる垂直照明ビームと、波長λ2 の放射の傾斜照明ビームの略図である。図2Aおよび図2Bのレーザー52は488nmアルゴン等のように1つの波長のみで放射を供給する。図4のレーザー52' は、1つの波長のみの放射を用いる代わりに、488nmおよび514nm等のように、ビーム54' に少なくとも2つの異なる波長で放射を供給する。このようなビームは、例えば、波長λ1 で放射を通過させ、波長λ2 で放射を反射させることによって、ダイクロイックビームスプリッタ162により第1の波長λ1 (488nm)の第1のビームと波長λ2 (514nm)の第2のビームに分裂させる。光学系72によって集束した後、波長λ1 のビーム70' は垂直照明ビームとしてミラー74により表面76aの方に反射される。さらにビームスプリッタ162で波長λ2 の反射された放射はミラー82によって反射され、傾斜照明ビーム90' として光学系86により集束され、表面を照明する。垂直照明経路および傾斜照明経路の両方の光学系は、垂直照明スポットおよび傾斜照明スポットが実質的にその間にあるオフセットと全く重複しないようなものである。表面76aにより散乱された放射は放射が発生するビームの波長特性を維持するため、垂直照明ビーム70' から発生する表面により散乱された放射は傾斜照明ビーム90' から発生する表面により散乱された放射と分離される。表面76aにより散乱された放射は再度収集され、空間フィルタ164のピンホール164aを介して楕円面ミラー78によりダイクロイックビームスプリッタ166に集束される。図4の実施形態において、ビームスプリッタ166は波長λ1 で散乱された放射をレンズ168を介して検出器80(1)に通過させる。ダイクロイックビームスプリッタ166は、波長λ2 で散乱された放射をレンズ170を介して光電子増倍管80(2)に反射させる。ここで再度言うが、簡潔にするために、螺旋状の経路に沿ってウェーハを回転させるメカニズムは図4では省略している。
【0033】
単一波長で放射を発生するレーザーを用いる代わりに、レーザー源52' は2つの明確な波長で放射を供給するものである。使用可能な商業的に入手可能な多線レーザー源は、カリフォルニア州サンノゼのユニフェーズ(Uniphase)で製造されている2214−65−MLである。所与の波長でのこのレーザーの振幅安定度は約3.5%である。このようなレーザーを用いると、図4のスキームは露出されたシリコン検査などの応用に有益であるが、粗いフィルムを走査するさいに用いられる場合、粒子検出の感度は低くなる。
【0034】
図2Aおよび図2Bに一般的に示された組み合わせを実行するためのさらなる別のオプションが、図5Aおよび図5Bに示されている。このようなオプションでは、放射ビームはデータ収集率よりも高い周波数で垂直照明チャンネルと傾斜照明チャンネルとで切り換えられるため、垂直照明ビームからの散乱により収集されたデータは、傾斜照明チャンネルによる散乱から収集されたデータとは区別される。したがって、図5Aに示されているように、電気光学変調器(例えば、ポッケルスセル)182をレーザー52とビームスプリッタ62との間に配置して、放射ビーム54を二分の一波長電圧で変調する。これによりコントローラ184で制御されて、変調器182の駆動周波数で偏光ビームスプリッタ62によりビームが送られるかまたは反射されることになる。
【0035】
電気光学変調器は、図5Bに示されているようにブラッグ変調器192と置き換え、これは制御下の高周波数でオンおよびオフに切り換わる。変調器192は周波数ωb でブロック193により駆動される。このブロックは周波数ωm deオンおよびオフに切り換わる。オフの状態では、0次ビーム194aはブラッグ変調器192を通過し、ミラー74により表面76aに反射された垂直照明ビームになる。オン状態では、セル192は偏向された1次ビーム194bを発生し、ミラー196,82により表面76aに偏向される。しかしながら、セル192からのほとんどのエネルギーは傾斜の1次ビームに向けられていても、弱い0次の垂直照明ビームは残っているため、図5Bの組み合わせは図5Aのものほど良いものではない。
【0036】
図5Aの電気光学変調器および図5Bのブラッグ変調器はデータ率よりも高い周波数で動作されるのが好ましく、光電子増倍管80のデータ率の少なくとも約3〜5倍の周波数のものが好ましい。図4に示されているように、図5A,5Bの垂直照明経路と傾斜照明経路の両方の光学系は、垂直照明スポットと傾斜照明スポットがその間にあるオフセットと実質的に全く重複しないようなものである。図2A,2B,4,5A,5Bの組み合わせは、同じ放射コレクタ78と検出器8が垂直照明ビームと傾斜照明ビームとから発生する散乱光を検出するために用いられる。さらに、垂直方向から表面76aに少なくとも25〜70°の範囲内で散乱される放射を収集する湾曲面を用い、収集した放射を検出器に集束させることによって、図2A,2B,4,5A,5Bの組み合わせの検出感度は最大になる。
【0037】
複数の検出器を傾斜照明ビームに対して異なる方位角の収集角度に配置する組み合わせに対して、図2A,2Bの組み合わせは、複数の検出器の組み合わせでは必要である異なる検出器のチャンネルを同期させたり平行化させる必要がないため、感度が良好でかつ組み合わせおよび動作がより簡単なものとなる。楕円面ミラー78は垂直方向から表面に向けて少なくとも25〜75°の範囲内で散乱された放射を収集し、これは傾斜照明ビームから表面76aにより散乱された放射のほとんどを占めるもので、かつ粒子およびCOP検出に有益な情報を含むものである。
【0038】
表面が表面に対してグレージング角またはその近くにP偏向照明ビームによって照明されるときの表面上の微粒子から散乱された放射の3次元強度分布は、トロイド状である。粒子が大きい場合、他の方向と比較すると前方方向でより高い散乱強度が検出される。このため、図2A,2B,4,5A,5Bの湾曲ミラーコレクタは、粒子が小さいものや大きいものから散乱された放射を収集し、その散乱放射を検出器に向ける点が特に利点である。しかしながら、垂直照明の場合、表面上にある微粒子から散乱された放射の強度分布は球面状となる。図2A,2B,4,5A,5Bのコレクタはまた、このような散乱放射を収集する利点がある。ビーム90の照明角度は試料表面に対して垂直から45〜85°の範囲内であることが好ましく、特に70〜75°であることが好ましく、これは488nmおよび514nmのシリコン主角に近いものであり、ビーム通路がコレクタの壁に妨害されないものである。このように浅い角度で動作することによって、粒子の光束は図1Aおよび図1Bに示されているように強化され、ピットに対する区別がはっきりする。
【0039】
ビームの位置補正
ある欠陥に対して2つの検出チャンエルが発生する信号を比較するための必要条件は、2つのスポットを同じ位置に配置するということである。一般的に、半導体ウェーハまたは他の試料表面は完全に平坦なものではなく、同じ厚みを持っているわけではない。ウェーハ表面は焦点深度内にある限り、垂直入射ビームを用いる異常検出ではこのような不完全性はほとんど考慮されない。しかしながら、傾斜照明ビームの場合、ウェーハの高さ変化によりビーム位置が生じてしまい、したがって照明されたスポットの位置は不正確なものとなる。図6において、θはビームおよびウェーハ表面に対して垂直な方向Nとの間の傾斜入射角である。したがって、図6に示されているように、ウェーハ表面の高さが点線位置76a' から高さhだけ点線位置よりも高い位置にある実線位置76aに移動すれば、ウェーハ表面上の照明スポットの位置はh.tanθで与えられるωの誤差だけ離れる。1つの考えられる解決法は、照明されたスポットでウェーハの高さ変化を検出してウェーハを移動させることにより、米国特許第5,530,550号に記載されるような照明されたスポットにおいて一定高さでウェーハを維持することができる。上述した実施形態において、ウェーハを回転させ並進させて螺旋状の走査経路に沿って移動させることにより、走査経路に沿って回転させている間ウェーハを移動させることによってウェーハの高さを補正することが困難となる。別の代替実施形態では、ウェーハの高さが変化する場合、光源と検出器を移動させて、一方では光源と検出器および他方では照明されたスポットのウェーハ表面との間に一定の高さを維持する場合もある。これは明らかに手が掛かる作用であり、非実用的なものである。本発明の別の態様は、ウェーハの高さの検出された変化に応答する照明ビームの方向を変化させることによって、ウェーハの高さ変化を補正し、それによって生じるビームの位置誤差を減少させることが可能であるということに基づいたものである。
【0040】
上述の態様を実行するための1つのスキームが図7に示されている。図7のシステム200に示されているように、照明ビームはミラー202によって反射され、3つのレンズL1 ,L2 ,L3 を介してウェーハ表面204aに集束される。傾斜照明ビーム70''を図7の点線で示すウェーハ表面204aに集束させるようにレンズの位置を設定する。次いで四分円セル(quad cell) (または他のタイプの位置高感度検出器)206を、表面204からのビーム70''の正反射70a''がセルの零位置206aでセルに到達するように配置する。位置204aから図7の実線で示す位置204bへとウェーハ表面が移動するとき、このようにウェーハの高さが変化することによって正反射が位置70b''へと移動してしまうため、零位置206aから外れたセルの位置にあるセル206に到達する。検出器206は米国特許第5,530,550号に記載されたものと同様の方法で構成される。2つの直交する方向の零位置からの偏差を表示する検出器206からの位置誤差信号出力をセル206によりコントローラ208へと送り、このコントローラはミラー202を回転させる変換器210に誤差信号を発生させるため、正反射70b''も零位置206aのセルに到達する。言い換えれば、照明ビームの方向は、正反射が零位置のセルに到達するまで偏向され、この点では、コントローラ208は変換器210に誤差信号を発生しない。
【0041】
3つのレンズを用いずに、図8に示されているように単一のレンズを用いることも可能であり、ここではウェーハ上の照明されたスポットの正確な配置が位置感度検出器からの位置感知信号において零に対応していないが、1/2だけ減じた検出器の出力に対応している。このアプローチは図8に示されている。したがって、コントローラ252は四分円セルの検出器254の出力で位置感知信号の振幅を2で除算し割当て信号(quotient signal) を発生させ、この割当て信号を変換器に加える。変換器210は割当て信号の振幅に比例した量だけミラーを回転させる。正反射の新しい位置はスポットの正確な位置に対応する。新しい誤差信号はここで新しい参照となる。
【0042】
図7および図8を参照して傾斜照明ビームのビーム位置誤差を削減する上述の特徴は、図2A,2B,3,4,5Aおよび図5Bの検査システムのいずれか1つと組み合わせて使用することもできるが、これらの図には四分円セル(206または254)のみが示されている。
【0043】
空間フィルタ
図2A,2B,4,5Aおよび図5Bの実施形態を参照すると、これらの実施形態における放射収集および検出スキームは、傾斜照明チャンネル90または90' に対する表面76aからの放射の散乱方向に関する情報を保持することに留意されたい。これは、例えば粗いフィルム等の応用に利用される。これは、楔形状を有する少なくとも1つの領域を除いて、検出器の方向に湾曲した鏡面により収集された散乱放射を遮断する空間フィルタを用いることによって行われる。垂直照明チャンネルについては、照明および散乱が表面の法線の周りで対称であるため、方向に関する情報がない。言い換えれば、垂直照明チャンネルが図2A,2B,4,5A,5Bの実施形態では省略されていれば、湾曲した鏡面コレクタ78または78' は粒子の散乱により生じるトロイド状の強度分布内で散乱したほとんどの放射を収集するという利点があり、これによって検査器具が高度の粒子感度を備えることになる。同時に、湾曲した鏡面コレクタを用いることにより方向に関する散乱の情報が得られ、このような情報は以下に記載する空間フィルタを用いて読み出される。
【0044】
図9A〜図9Fは、2つの翼をそれぞれが有するバタフライ状の空間フィルタの6つの異なる実施形態を示している。これらの図の暗い領域または陰影の領域(翼)は放射を通さずに散乱する領域を表しており、白い領域または陰影をつけていない領域は放射を伝送する領域を表している。放射伝達(白いまたは陰影をつけていない)領域の大きさは、図9A〜図9Fにおいて楔角度αとしている。したがって、図9Aでは楔角度は10°であり、図9Bでは楔角度は20°である。
【0045】
このように、図9Bのフィルタが図2A,2B,4,5Aまたは図5Bの位置300に配置され、ここで放射収集の20°の楔形領域の中心が傾斜照明方向に対して約90°および270°の方位角の収集角度である場合、これはそれぞれが20°の収集角度を有する2つの検出器から組み合わせた出力を発生させる効果をもち、1つの検出器は米国特許第4,898,471号にあるように80〜100°の方位角の間で放射を収集するように配置され、もう1つの検出器は260°〜280°の方位角の間で放射を収集する。米国特許第4,898,471号の検出スキームは、260〜280°の方位角の間の楔領域を遮断することによって同じようにすることも可能である。しかしながら、本発明の組み合わせは、湾曲ミラーコレクタ78,78' を用いて米国特許第4,898,471号よりも多くの散乱放射を収集するため、上記特許よりも感度が良好である利点を有している。さらに、方位角の収集角度を図2A,2B,4,5A,5Bの位置300のフィルタをプログラムすることによって動的に変化させるため、以下に記載するようにどの検出器も動かす必要がなくなる。
【0046】
角度αを変化させることによって検出器の収集立体角を拡大または減少させることが可能である。また、楔形領域の方位角を変更することも可能である。これらは、図9A〜図9Fに示されているような異なる楔角度をもつ複数の異なるフィルタや、他の楔形状の放射伝達領域を有するフィルタを手元に置いて、所望のフィルタおよびフィルタの所望の位置を選んで図2A,2B,4,5A,5Bの位置300で用いることによって達成される。図9A〜図9Eの空間フィルタは全て2つの翼を有するバタフライ状のものであり、ここでこれらの翼は放射を通さずに散乱し、翼の間にある空間で鏡面と検出器80の間の放射を通過させる。しかしながら、単一の放射の伝達を行う楔形状の領域を有する図9Fに示すような形状の空間フィルタを用いることが望ましい場合もある。種々の異なる角度の中心の周りに分散した放射を伝達するあらゆる楔状の領域を有する空間フィルタは本発明の範囲内のものである。
【0047】
異なる楔状の角度、異なる数の楔形をもち種々の構造をもったフィルタを多数準備する代わりに、プログラム可能な空間フィルタ用いることも可能であり、ここでは放射を通さない領域か散乱する領域および透明な領域か放射を通す領域とを変更できる。例えば、空間フィルタを波形材料を用いて構成し、波形材料を平らにして楔角度αを小さくすることもできる。もしくは、図9A〜図9Fにあるような2以上の空間フィルタを互いに重ね合わせることで、放射を通さない領域か散乱する領域および透明な領域か放射を通す領域とを変更できる。
【0048】
その代わりに、液晶空間フィルタを用いる場合もあり、その1つの実施例が図10Aおよび10Bに示されている。液晶材料は、層の両端に印加された電位を変化させることによって放射を伝達または散乱することができる。液晶層は円形電極352と中心356の周りに配置された円形のn個のセクタの形状をした電極アレイ354の間に配置され、ここでnは正の整数である。セクタは、図10Aのフィルタ350の1つの実施形態の平面図を示す図10Bに示されている。隣接した電極セクタ354(i)と354(i+1)は互いに電気的に絶縁されており、ここでiは1〜n−1である。
【0049】
したがって、電圧コントローラ360を用いて適切な電位を片側では1以上のセクタ電極354(i)全体にかけ(ここで(i)は1〜n)、反対側では電極352にかけることによって、楔角度αをセクタ電極354(1)から354(n)のそれぞれを楔角度βにインクリメントして変化させるようにプログラムすることが可能となる。また、電極352と適切なセクタ電極に電位をかけることによって、再度楔角度βに制限させてセンア356の周りの異なる構造に配置した楔状の領域に多種の放射を伝送させるフィルタを得ることも可能である。図を簡略化するために、図10Aおよび図10Bでは、電圧コントローラ360とセクタ電極のうちの1つの電極との間にしか電気的接続を図示していない。円形のセクタ形状の代わりに、電極354はまた三角形の形状をもつこともできる。電極354の形状が二等辺三角形の場合、中心356の周りに配置した電極354のアレイは多角形状である。アレイ354がさらなる別の形状をとることも可能である。
【0050】
非常に小さい楔角度βを選択した場合、短絡を防ぐために隣接するセクタ電極間を引き離すことができるように過剰量の空間を設けなければならない。非常に大きな楔角度βは、楔角度αをかなりインクリメントして変化させるだけでよい。βは少なくとも5°であることが好ましい。
【0051】
垂直照明ビームでは、まず初めにビームの偏光状態は検出に影響を及ぼさない。傾斜照明ビームでは、ビームの偏光状態は検出の感度にかなりの影響を及ぼす。したがって、粗いフィルムを検査するにはS偏光放射を用いることが好ましく、また平滑表面検査の場合にはSまたはP偏光放射が好ましい。2つのチャンネルからそれぞれ発生する試料表面からの散乱放射が検出された後、その結果を比較して粒子とCOPとを区別するための情報を得る。例えば、傾斜チャンネルから発生した散乱放射の強度(例えば、ppm)は垂直チャンネルから発生したものに対してプロットされ、そのプロットが分析される。もしくは、2つの強度間の比率を試料表面の1以上の位置のそれぞれに対して求める。このような動作を図2A,2B,4,5A,5Bのプロセッサ400により実行する。
【0052】
図1Cと関連させて上述したように、粒子24と同等のサイズのピット32は粒子24と比較すると傾斜ビーム28’から光束をより少量しか散乱しない。さらに、傾斜入射ビームがP偏光されていれば、粒子による散乱は、垂直方向に近い方向の散乱と比較すると表面に垂直な方向から離れた角度をもつ方向の方がかなり強くなる。これは、傾斜入射P偏光ビームが3次元空間ではより均一であるCOPの場合ではない。この特徴は図11に図示するようにして得られる。
【0053】
図2Aおよび図11を参照すると、図11の試料検査システム500は、追加の検出器502が対応するピンホールとともに用いられている点が図2Aのシステム50とは異なる。方向510はウェーハ76の表面76aに垂直な方向である。垂直方向510に近い方向に散乱した放射はピンホール504を介して光電子増倍管502の方へミラー512に反射されて検出される。垂直方向510から離れた方向にある表面76aにより散乱された放射はミラー78によって収集され、ピンホール80aおよび光電子増倍管80に集束される。したがって、検出器80は垂直方向510から離れた角度をもつ方向に表面76aにより散乱された放射を検出し、また検出器502は垂直方向510に近い方向に沿い表面により散乱された放射を検出する。
【0054】
粒子とCOPを区別するために、傾斜チャンネル90の傾斜照明ビームはP偏光されているものが好ましい。このような場合、傾斜照明ビームにより照明された表面76a上の粒子はトロイドに類似した3次元パターンの放射を散乱し、これは垂直方向510および垂直方向に近い方向のエネルギーは比較的ない状態のものである。一方で、COPは3次元空間でより均一にこのようなビームを散乱する。したがって、検出器502により検出された信号が検出器80によって検出されるものとはかなり異なる場合、表面76aの異常は粒子である傾向があり、また2つの検出器で検出される信号があまり異ならない場合、表面76aにある異常はCOPである傾向がある。
【0055】
図2Aを参照して上述したものと同様の方法で、チャンネル90においてP偏光された傾斜照明ビームはレーザー52によって供給される。偏光ビームスプリッタ62によりミラー82の方向に反射されたS偏光ビームは、二分の一波長板84によりP偏光ビームに変更される。システム500には垂直チャンネルの照明ビームが使用されていないので、簡単にブロック化している(図11には図示せず)。2つの検出器80、502の出力の比較はプロセッサ400によって行う。ミラー78の形状は楕円面、放物面(この場合、図2Bの対物レンズ104に類似した追加の対物レンズも用いられる)の場合もあり、また別の適切な形状の場合もある。
【0056】
本発明では垂直照明ビームおよび傾斜照明ビームに関して記載してきたが、垂直照明ビームは表面に正確に垂直でないものでも置き換え可能であり、また上述の本発明の利点のほとんどを得ることができる。したがって、このようなビームは垂直方向に対して近い角度をもったものであり、ここでの近い角度は、垂直方向に対して10°よりも小さい程度のものである。
【0057】
本発明を種々の実施形態を参照して上述してきたが、変化および変更は本発明の範囲から逸脱することなく可能であり、本発明の範囲は添付の請求の範囲およびそれと同等のものによりのみ規定されるべきものであることを理解されたい。例えば、2つの照明ビームまたは照明経路が図2A,2B,4,5A,5Bに示されているが、3以上の照明ビームまたは照明経路を用いることも可能で、それも本発明の範囲内であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1A】本発明を説明するために有益なもので、粒子を有する表面を照明する垂直照明ビームの略図である。
【図1B】本発明を説明するために有益なもので、粒子を有する表面を照明する傾斜照明ビームの略図である。
【図1C】本発明を説明するために有益なもので、粒子を有する表面を照明する傾斜照明ビームの略図である。
【図2A】本発明の1つの実施形態を説明するもので、楕円面ミラーを用いた試料検査システムの略図である。
【図2B】本発明の別の実施形態を説明するもので、放物面ミラーを用いた試料検査システムの略図である。
【図3】本発明の別の実施形態を説明するもので、図2Aまたは図2Bのシステムの一部の簡潔な分解図である。
【図4】本発明のさらなる別の実施形態を説明するもので、照明用に2つの異なる波長を用いる試料検査システムの略図である。
【図5A】本発明のさらなる別の態様を説明するもので、垂直照明経路と傾斜照明経路との間の放射ビームを切り換えるためのスイッチを用いた2つの異なる実施形態を説明する試料検査システムの略図である。
【図5B】本発明のさらなる別の態様を説明するもので、垂直照明経路と傾斜照明経路との間の放射ビームを切り換えるためのスイッチを用いた2つの異なる実施形態を説明する試料検査システムの略図である。
【図6】ビームにより照明されたスポット位置でウェーハの高さ変化の影響を説明するための半導体ウェーハ表面を照明するビームの略図である。
【図7】照明ビームの方向を変更してウェーハの高さ変化により生じる照明スポットの位置の誤差をなくすものである3つのレンズを用いた半導体ウェーハを検査する試料検査システムの一部の略図である。
【図8】ウェーハの高さ変化を補償するために1つのレンズのみを用いた試料検査システムの一部の略図である。
【図9A】試料の異常を検出するのに有益な空間フィルタの略図である。
【図9B】試料の異常を検出するのに有益な図9Aとは異なる空間フィルタの略図である。
【図9C】試料の異常を検出するのに有益な図9A,図9Bとは異なる空間フィルタの略図である。
【図9D】試料の異常を検出するのに有益な図9A〜図9Cとは異なる空間フィルタの略図である。
【図9E】試料の異常を検出するのに有益な図9A〜図9Dとは異なる空間フィルタの略図である。
【図9F】試料の異常を検出するのに有益な図9A〜図9Eとは異なる空間フィルタの略図である。
【図10A】円を複数のセクタに分けた形状をもつ電極および電極のアレイとの間に介在させた液晶材料の層を用いるプログラム可能な空間フィルタと、アレイの少なくとも1つのセクタおよび他の電極との間に電位を印加する手段とによって、少なくとも1つのセクタに隣接した液晶層の一部が放射透過性もしくは散乱するように制御される空間フィルタおよび電位印加手段の簡略化した部分的略図および部分的断面図である。
【図10B】図10Aの空間フィルタの平面図である。
【図11】本発明の別の態様を説明するためのもので、COPと粒子を区別するための斜面傾斜ビームと2つの検出器を用いた試料検査システムの略図である。
Claims (52)
- 試料の異常を検出するための光学システムであって、
第1の経路に沿った第1の放射ビームを試料表面上の第1のスポットに向けるための第1の手段と、
第2の経路に沿った第2の放射ビームを試料表面上の第2のスポットに向けるための第2の手段であって、前記第1および第2の経路は前記試料表面に対して異なる入射角のものである第2の手段と、
第1の検出器と、
第1または第2のビームから発生し試料表面上の第1または第2のスポットから散乱放射を受け、散乱放射を前記第1の検出器に集束させる湾曲鏡面を含む手段であって、前記第1の検出器は前記湾曲鏡面により第1の検出器に集束される放射に応じて1つの出力値を提供する手段と、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する手段と、
からなるシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記鏡面は湾曲表面であり、第1の経路と実質的に同軸な対称軸を有するものであり、試料表面に最も近い位置に配置された入口穴を規定してそこを通る試料表面からの散乱放射を受けるシステム。 - 請求項2記載のシステムにおいて、
前記鏡面は放物面の鏡面であり、鏡面は入口穴を通る放射を反射し、前記受入れおよび集束手段はさらに鏡面により第1の検出器に反射された放射を集束するための手段を含むシステム。 - 請求項2記載のシステムにおいて、
前記鏡面は楕円面の鏡面であり、鏡面は入口穴を通る放射を反射し集束させるシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記第1の経路は、試料表面に対して垂直な方向から約10°以下のものであるシステム。 - 請求項5記載のシステムにおいて、
前記第1の経路は、試料表面に対して実質的に垂直であるシステム。 - 請求項5記載のシステムにおいて、
前記第2の経路は、試料表面に対して垂直な方向に約45〜85°の範囲内の角度のものであるシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットは実質的に一致するものであるシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットはあるオフセットだけ離れているものであるシステム。 - 請求項9記載のシステムにおいて、
前記第1または第2のビームは空間的広がりを有する点拡散関数を有し、前記オフセットは少なくとも前記空間的広がりのものであるが、空間的広がりの3倍を超えるものではないシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記第1および第2の手段は、
放射ビームを供給する供給源と、
供給源により供給された放射ビームを前記第1および第2のビームに変換するための手段と、
からなるシステム。 - 請求項11記載のシステムにおいて、
前記供給源は少なくとも第1および第2の波長の放射を供給し、前記第1の検出器は第1の波長の放射を検出し、前記システムはさらに第2の波長の放射を検出するための第2の波長からなるシステム。 - 請求項11記載のシステムにおいて、
前記変換手段は、供給源からの放射ビームが試料表面に向かう2つの経路に沿って交互に伝送されるようにするスイッチを含むシステム。 - 請求項13記載のシステムにおいて、
前記システムはさらにあるデータ率で検出器からのデータを獲得するための手段からなり、前記スイッチはデータ率の少なくとも約3倍の周波数で動作するシステム。 - 請求項13記載のシステムにおいて、
前記システムはさらにあるデータ率で検出器からのデータを獲得するための手段からなり、前記スイッチはデータ率の少なくとも約5倍の周波数で動作するシステム。 - 請求項13記載のシステムにおいて、
前記スイッチは、電気光学変調器またはブラッグ変調器を含むシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
試料は平滑面を有し、ここで第2の経路は試料表面に対して傾斜角のものであり、第2のビームは試料表面に対してPまたはS偏光されているシステム。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
試料は粗い面を有し、ここで第2の経路は試料表面に対して傾斜角のものであり、第2のビームは試料表面に対してS偏光されているシステム。 - 試料の異常を検出するための光学システムであって、
第1の経路に沿った第1の放射ビームを試料表面に向けるための第1の手段と、
第2の経路に沿った第2の放射ビームを試料表面に向けるための第2の手段であって、前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットはあるオフセットだけ離れているものである第2の手段と、
検出器と、
第1および第2の照明されたスポットから散乱放射を受け、散乱放射を前記検出器に集束させる湾曲鏡面を含む手段と、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する手段と、
からなるシステム。 - 請求項19記載のシステムにおいて、
前記第1または第2のビームは空間的広がりを有する点拡散関数を有し、前記オフセットは少なくとも前記空間的広がりのものであるが、空間的広がりの3倍を越えるものではないシステム。 - 試料の異常を検出するための光学システムであって、
少なくとも第1および第2の波長で放射ビームを供給する供給源と、
供給源により供給された放射ビームを、試料表面上のスポットに向かう第1の経路に沿った第1の波長の第1のビームと第2の経路に沿った第2の波長の第2のビームとに変換するための手段と、
第1の波長で放射を検出する第1の検出器および第2の波長で放射を検出する第2の検出器と、
第1および第2のビームから発生し試料表面から散乱放射を受け、散乱放射を前記検出器に集束させる湾曲鏡面を含む手段と、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する手段と、
からなるシステム。 - 試料の異常を検出するための光学システムであって、
放射ビームを供給する供給源と、
供給源からの放射ビームが試料表面上のスポットに向かう第1および第2の経路に沿って交互に試料表面の方向に伝送されるようにするスイッチであって、前記第1および第2の経路は前記試料表面に対して異なる入射角のものであるスイッチと、
検出器と、
第1および第2の経路に沿ったビームから発生し試料表面上のスポットから散乱放射を受けるための手段であって、前記受入れ手段は散乱放射を前記検出器に集束させる湾曲鏡面を含み、前記検出器は前記湾曲鏡面により検出器に集束される放射に応じて1つの出力値を提供する手段と、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する手段と、
からなるシステム。 - 請求項22記載のシステムにおいて、
前記システムはさらにあるデータ率で検出器からのデータを獲得するための手段からなり、前記スイッチはデータ率の少なくとも約3倍の周波数で動作するシステム。 - 請求項22記載のシステムにおいて、
前記スイッチは、電気光学変調器またはブラッグ変調器を含むシステム。 - 試料の異常を検出するための光学方法であって、
第1の経路に沿った第1の放射ビームを試料表面上の第1のスポットに向ける方向付けステップと、
第2の経路に沿った第2の放射ビームを試料表面上の第2のスポットに向ける方向付けステップであって、前記第1および第2の経路は前記試料表面に対して異なる入射角のものである方向付けステップと、
第1または第2のビームから発生し試料表面上の第1または第2のスポットから散乱放射を受け、散乱放射を第1の検出器に集束させる湾曲鏡面を用いるステップと、
前記湾曲鏡面により前記第1の検出器に集束される放射に応じて1つの出力値を提供するようにさせるステップと、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する比較するステップと、
からなる方法。 - 請求項25記載の方法において、
前記第1の経路は、試料表面に対して垂直な方向から約10°以下のものである方法。 - 請求項25記載の方法において、
前記第1の経路は、試料表面に対して実質的に垂直である方法。 - 請求項25記載の方法において、
前記第2の経路は、試料表面に対して垂直な方向に約45〜85°の範囲内の角度のものである方法。 - 請求項25記載の方法において、
前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットは実質的に一致するものである方法。 - 請求項25記載の方法において、
前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットはあるオフセットだけ離れているものである方法。 - 請求項30記載の方法において、
前記第1または第2のビームは空間的広がりを有する点拡散関数を有し、前記オフセットは少なくとも前記空間的広がりのものであるが、空間的広がりの3倍を越えるものではない方法。 - 請求項25記載の方法において、
前記第1および第2のビームの方向付けステップは、
放射ビームを供給する供給源を提供するステップと、
供給源により供給された放射ビームを前記第1および第2のビームに変換するステップと、
からなる方法。 - 請求項32記載の方法において、
前記供給源は少なくとも第1および第2の波長の放射を供給し、前記第1の検出器は第2の波長の放射を検出し、前記方法はさらに第2の検出器を用いて第2の波長の放射を検出するステップからなる方法。 - 請求項32記載の方法において、
前記変換するステップは、試料表面に向かう2つの経路間で供給源からの放射を交互に切り換えるステップを含む方法。 - 請求項34記載の方法において、
前記方法はさらにあるデータ率で第1の検出器からのデータを獲得するステップからなり、前記切り換えるステップはデータ率の少なくとも約3倍の周波数のものである方法。 - 請求項34記載の方法において、
前記方法はさらにあるデータ率で第1の検出器からのデータを獲得するステップからなり、前記切り換えるステップはデータ率の少なくとも約5倍の周波数のものである方法。 - 請求項25記載の方法において、
試料は平滑面を有し、ここで第2の経路は試料表面に対して傾斜角のものであり、前記方向付けステップは試料表面に対してSまたはP偏光されている第2のビームを向ける方法。 - 請求項25記載の方法において、
試料は粗い表面を有し、ここで第2の経路は試料表面に対して傾斜角のものであり、前記方向付けステップは試料表面に対してS偏光されている第2のビームを向ける方法。 - 請求項25記載の方法において、
試料表面の同じ部分の全体にわたって第1および第2のビームで連続走査するステップとからさらになり、ここで第2のビーム以外の第1のビームをあるサイクルで走査しながら前記表面に向け、第1のビーム以外の第2のビームを次のサイクルで走査しながら前記表面に向ける方法。 - 試料の異常を検出するための光学方法であって、
第1の経路に沿って第1の放射ビームを試料表面に向ける方向付けステップと、
第2の経路に沿って第2の放射ビームを試料表面に向ける方向付けステップであって、前記第1および第2のビームは試料表面上に第1および第2の照明されたスポットを発生し、前記第1および第2の照明されたスポットはあるオフセットだけ離れているものである方向付けステップと、
第1および第2の照明されたスポットから散乱放射を受け、散乱放射を湾曲鏡面により検出器に集束させるステップと、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する比較するステップと、
からなる方法。 - 請求項40記載の方法において、
前記第1または第2のビームは空間的広がりを有する点拡散関数を有し、前記オフセットは少なくとも前記空間的広がりのものであるが、空間的広がりの3倍を越えるものではない方法。 - 試料の異常を検出するための光学方法であって、
少なくとも第1および第2の波長で放射ビームを供給するステップと、
放射ビームを第1の経路に沿った第1の波長の第1のビームと第2の経路に沿った第2の波長の第2のビームとに変換するステップであって、前記2つのビームは試料表面に向かう変換するステップと、
1つ以上の検出器を用いて第1および第2の波長で放射を検出するステップと、
第1および第2のビームから発生し試料表面から散乱放射を受け、散乱放射を前記検出器に湾曲鏡面により集束させるステップと、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する比較するステップと、
からなる方法。 - 試料の異常を検出するための光学方法であって、
放射ビームを供給するステップと、
試料表面上のスポットに向かう第1および第2の経路間で放射ビームを交互に切り換えるステップと、
第1および第2の経路に沿ったビームから発生し試料表面上のスポットから散乱放射を受け、散乱放射を検出器に湾曲鏡面を用いて集束させるステップと、
前記湾曲鏡面により前記検出器に集束される放射に応じて1つの出力値を提供するようにさせるステップと、
第1のビームから発生する検出された散乱放射と第2のビームから発生する検出された散乱放射とを比較して粒子とCOPとを区別する比較するステップと、
からなる方法。 - 請求項43記載の方法において、
前記方法はさらにあるデータ率で検出器からのデータを獲得するステップからなり、前記切り換えるステップはデータ率の少なくとも約3倍の周波数のものである方法。 - 請求項1記載のシステムにおいて、
前記湾曲鏡面は、散乱放射を第1の検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項19記載のシステムにおいて、
前記受入れおよび集束手段は、散乱放射を検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項21記載のシステムにおいて、
前記受入れおよび集束手段は、散乱放射を検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項22記載のシステムにおいて、
前記湾曲鏡面は、散乱放射を検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項25記載のシステムにおいて、
前記集束させるステップは、散乱放射を第1の検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項40記載のシステムにおいて、
前記集束させるステップは、散乱放射を検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項42記載のシステムにおいて、
前記集束させるステップは、散乱放射を検出器のある点に実質的に集束させるシステム。 - 請求項43記載のシステムにおいて、
前記集束させるステップは、散乱放射を検出器のある点に実質的に集束させるシステム。
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