JP4744215B2 - 暗視野検査照明装置 - Google Patents
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Description
本出願は2004年7月12日に出願された米国仮出願第60/587,206号の出願日の恩恵を享受することを要求し、その出願全体をここで参照として援用する。
(発明の要約)
本発明はコンパクトか、対象物の大きな照明領域を照明するか、ウェハの照明領域にわたり均一な照明と均一な角スペクトルを提供するか、狭い入射角とウェハの照明領域に対し広い周方向方位角を有するか、あるいは対象物の照明領域にわたり明るい暗視野照明システムを提供することが好ましい。本発明の各種実施形態は、1つ以上のこれらの利点をそれぞれ有する。
広範囲におよぶほぼ均一な発散光源と、
上記光源に光学的に結合された第1の面と縦方向に光パワーを有する第2の面を有する回転部材と、
横方向に第1の光パワーを出力し、縦方向に第2の光パワーを有すると共に、上記第1と第2の光パワーが等しくなく、上記回転部材の上記第2の面に光学的に結合されたアナモルフィック部材と
を具備する暗視野検査照明装置。
回転プリズムと、
上記回転プリズム面に装着された発散シリンドリカルレンズと
を具備し、
上記回転部材の第1の面が上記回転プリズムの入射面であり、上記回転部材の第2の面が上記シリンドリカルレンズの出射面である、請求項1に記載の照明装置。
(項目8)上記各々のアームが、横方向の前側焦点面、縦方向の後側焦点面、縦方向の前側焦点面、および縦方向の後側焦点面を有し、上記各々のアームに対して、
上記横方向の前側焦点面と上記縦方向の前側焦点面が一致しておらず、
上記光源が上記縦方向の上記焦点面にほぼ位置しており、上記縦方向の前側焦点面と上記横方向の後側焦点面がほぼ一致しており、
上記照明領域がほぼ上記縦方向の後側焦点面と横方向の後側焦点面に位置している中心を有するほぼ円形であり、
上記光源、回転部材、およびアナモルフィック部材が配置され、欠陥のない状態で、上記対象面からスペキュラ反射させるために、上記照明領域の法線に対し非ゼロ入射角で上記照明領域を照明する、請求項1に記載の照明装置。
ほぼ上記対象面にあるほぼ円形の照明領域の近くに配置された1つ以上の照明アームを備え、上記各々の照明アームが、
光源と、
上記光源に光学的に接続された入射面と、縦方向に負の円筒状光パワーを有する出射面を有する結合部と、
横方向の第1の光パワーと縦方向の第2の光パワーを出力し、上記第1と第2の光パワーが等しくなく、上記結合部の出射面に光学的に結合されたアナモルフィック部材とを具備し、
上記各々の照明アームが横方向の前側焦点面、横方向の後側焦点面、縦方向の前側焦点面、および縦方向の後側焦点面とを有し、
上記各々の照明アームに対して、
上記横方向の前側焦点面と上記縦方向の前側焦点面が一致しておらず、
上記光源がほぼ横方向の前側焦点面に位置しており、
上記縦方向の前側焦点面と上記横方向の前側焦点面がほぼ一致しており、
上記照明領域が上記縦方向の後側焦点面と上記横方向の後側焦点面に位置する中心を有し、
上記光源、回転部材、およびアナモルフィック部材が配置され、欠陥がない状態で、上記光源からのスペキュラ反射させるために、照明領域の法線に対し非ゼロ入射角で上記照明領域を照明する、暗視野検査照明装置。
複数の照明アームがほぼ対象面の照明領域の近くに配置され、上記各々の照明アームが、
広範囲におよぶほぼ均一な発散光源と、
上記発散光から上記照明領域に向かう照明ビームを生成し、上記照明ビームが法入射角、法入射角範囲、入射角範囲、および横方向の角度範囲を有し、
ここで上記法入射角と入射角範囲が上記照明領域にわたり基本的に不変であり、
上記照明領域にわたり上記横方向の角度範囲が基本的に不変であり、
上記照明領域の光強度が基本的に不変である暗視野検査照明装置。
横方向の後側焦点面を設定する手段と、
ほぼ一致している縦方向の後側焦点面、縦方向の後側焦点面、および横方向の後側焦点面を設定する手段と、
横方向の前側焦点面を設定する手段と、
上記横方向の前側焦点面から離れた縦方向の前側焦点面を設定する手段と、
ほぼ縦方向の後側焦点面と上記縦方向の後側焦点面に上記照明領域の中心位置を特定する手段と、
ほぼ縦方向の前側焦点面に広範囲におよぶほぼ均一な発散特性を有する光を入射する手段と、
上記縦方向の前側焦点面に入射した光からビームを形成し、欠陥のない状態で、上記対象面からスペキュラ反射させるために、上記ビームが上記照明領域の法線に対し非ゼロ入射角で上記照明領域に入射する手段と
を具備する暗視野検査照明装置。
横方向の後側焦点面を設定し、
ほぼ一致する縦方向の後側焦点面、縦方向の後側焦点面、および横方向の後側焦点面を設定し、
上記横方向の前側焦点面を設定し、
上記横方向の前記焦点面から離れた縦方向の前側焦点面を設定し、
ほぼ縦方向の後側焦点面と上記横方向の後側焦点面に中心を有するほぼ円形領域として上記照明領域を設定し、
ほぼ横方向の前側焦点面に広範囲におよぶほぼ均一な発散特性を有する光を入射し、
上記縦方向の前側焦点面に入射した光からビームを形成し、ビームが欠陥のない状態で、上記対象面からスペキュラ反射させるために、上記照明領域の法線に対し非ゼロ入射角で上記照明領域に該ビームが入射する暗視野検査方法。
分光的にフィルタし、空間的に均一で、広範囲におよぶ発散光源と、
上記光源に光学的に結合され、ほぼ円形の照明領域の近くに周方向に配置された複数の照明アームを備える光ファイバ暗視野照明装置と、
上記照明領域に対し法入射角または近法入射角で配置され、上記照明領域がカメラの視野内にあり、上記カメラが集光レンズに対する最大集光角を定義する開口数を有する集光レンズを備えるカメラとを具備し、
上記各々の照明アームが、
上記光源に光学的に結合された入射面と横方向に発散円筒形状光パワーを有する出射面を有する回転部材と、
横方向の第1の光パワーと縦方向の第2の光パワーを出力し、上記第1と第2の光パワーが等しくなく、上記回転プリズムの出射面に光学的に結合されたアナモルフィックミラーとを具備し、
上記各々の照明アームが横方向の前側焦点面、横方向の後側焦点面、縦方向の前側焦点面、および縦方向の後側焦点面とを有し、
上記各々の照明アームに対して、
上記横方向の前側焦点面と上記縦方向の前側焦点面が一致しておらず、
上記光源結合がほぼ縦方向の前側焦点面に位置しており、
上記縦方向の前側焦点面と上記横方向の前側焦点面がほぼ一致しておらず、
上記照明領域がほぼ上記縦方向の後側焦点面と上記横方向の後側焦点面に位置する中心を有し、
上記光源、回転部材、およびアナモルフィックミラーが配置され、上記最大集光角よりも大きい照明領域の法線に対し入射角で上記照明領域を照明するウェハ検査システム。
光源と、
上記光源に光学的に結合された第1の面と縦方向に光パワーを有する第2の面を有する結合部と、
横方向の第1の光パワーと縦方向の第2の光パワーを出力し、上記第1と第2の光パワーが等しくなく、上記回転部材の第2の面に光学的に結合されたアナモルフィック部材と
を具備する暗視野検査照明装置。
(概要)
単一の光源から光が幾つかの照明アーム間で分割され、その各々がマルチモードファイババンドルにより光源からウェハ位置まで光を導く。共通の照明領域の周囲に円周上にアームが配置されているので、幾つかの方向からアームが照明される。各々のアームに関して、ファイババンドルから出射する光は、回転プリズムに入射し、プリズムの底辺で反射し、プリズムの出射面上の発散円筒状面により1方向に発散される。そして、アナモルフィックミラーで光が反射して、ウェハの照明領域に伝播する。ビームは非対称フットプリントを有しているので、法入射角を見たとき、ほぼ円形のウェハ領域を照明する。縦方向の前側焦点面にファイババンドルがある。また、両方向の後側焦点面に照明領域がある。
本発明は暗視野照明検査システムに関し、特定の製造プロセス時にウェハを視覚的に検査して欠陥を見つけるシステムで通常使用される。ウェハ検査システムの一実施形態を図1に示す。
ここで、uは入射光角、yは表面での入射と出射光高さ、nとn’はそれぞれ入射と出射屈折率である。屈折率が無限であり、光線角が半径であり、光高さがmmであり、表面パワーがmm−1である。
ここで、yは前の面での光高さであり、uは前の面と現在の面間の光の角度(光軸に対して)。光度は半径であり、光高さと距離は両方ともmm単位である。
Φ1x=[1−(1/cosI]/[(FcosI/NA)−{(tglass/nglass)/cosI)}]
で与えられる。
Φ2x=[1−(tglass/nglass)(NA)/(FcosI)]/[(FcosI/NA)−{(tglass/nglass)/cosI}]
で与えられる。
t2=(FcosI/NA)−[(tglass/nglass)/cosI]
で与えられる。
Claims (7)
- 対象の表面の暗視野検査のための照明装置であって、照明領域のまわりに配置された1つ以上の照明アームを備え、該照明アームの各々が、
広範囲におよぶほぼ均一な発散光源と、
該光源に光学的に結合された第1の面と縦方向に光パワーを有する第2の面とを有する回転要素と、
横方向に第1の光パワーを有し、縦方向に第2の光パワーを有するアナモルフィック要素であって、該第1の光パワーと該第2の光パワーが等しくなく、該アナモルフィック要素は、該回転要素の該第2の面に光学的に結合される、アナモルフィック要素と
を備え、該回転要素が、回転プリズムと、該回転プリズムの面に装着された発散シリンドリカルレンズとを備え、該回転要素の第1の面が該回転プリズムの入射面であり、該回転要素の第2の面が該シリンドリカルレンズの出射面である、照明装置。 - 前記アームの各々が、横方向の前側焦点面、横方向の後側焦点面、縦方向の前側焦点面、および縦方向の後側焦点面を有し、
該アームの各々に対して、
該横方向の前側焦点面と該縦方向の前側焦点面が一致しておらず、
前記光源が該縦方向の前側焦点面にほぼ位置しており、
該縦方向の後側焦点面と該横方向の後側焦点面がほぼ一致しており、
前記照明領域がほぼ該縦方向の後側焦点面と該横方向の後側焦点面に位置している中心を有するほぼ円形であり、
該光源、前記回転要素、およびアナモルフィック要素は、該照明領域の法線に対し非ゼロ入射角で該照明領域を照明して、欠陥のない状態での前記対象の表面からのスペキュラ反射を達成するように、配置される、請求項1に記載の照明装置。 - 前記照明領域が、開口数を有する集光レンズの視野内にあり、該開口数は、該集光レンズに対する最大集光角を定義し、入射角が該最大集光角よりも大きい、請求項2に記載に照明装置。
- 前記入射角が約53度よりも大きい、請求項2に記載の照明装置。
- 対象の表面の暗視野検査を行うために、各々の光学系を用いて複数の異なる方向から該対象の表面の照明領域を照明する方法であって、該光学系の各々に対して、
横方向の後側焦点面を設定することと、
縦方向の後側焦点面を設定することであって、該縦方向の後側焦点面および該横方向の後側焦点面はほぼ一致する、ことと、
横方向の前側焦点面を設定することと、
該横方向の前側焦点面から離れた縦方向の前側焦点面を設定することと、
ほぼ該縦方向の後側焦点面および該横方向の後側焦点面に中心を有するほぼ円形領域として該照明領域を設定することと、
ほぼ該縦方向の前側焦点面に広範囲におよぶほぼ均一な発散特性を有する光を導入することと、
回転要素を通過する該縦方向の前側焦点面に導入された光からビームを形成することであって、該回転要素が、回転プリズムと、該回転プリズムの面に装着された発散シリンドリカルレンズとを備え、該回転要素の第1の面が該回転プリズムの入射面であり、該回転要素の第2の面が該シリンドリカルレンズの出射面であり、該ビームは、該照明領域の法線に対し非ゼロ入射角で該照明領域に入射して、欠陥のない状態の該対象の表面からのスペキュラ反射を達成する、ことと
を包含する、方法。 - 前記ビームを形成するステップが、開口数を有する集光レンズの視野内に該ビームを形成することを包含し、該開口数は、該集光レンズに対する最大集光角を定義し、該入射角が該最大集光角よりも大きい、請求項5に記載の方法。
- ウェハ検査システムであって、
光ファイバ暗視野照明装置と、
カメラと
を備え、
該光ファイバ暗視野照明装置は、
分光的にフィルタし、空間的に均一で、広範囲におよぶ発散光源と、
該光源に光学的に結合され、ほぼ円形の照明領域のまわりに周方向に配置された複数の照明アームと
を備え、
該カメラは、該照明領域に対し法入射角または近法入射角で配置され、該照明領域が該カメラの視野内にあり、該カメラが、開口数を有する集光レンズを備え、該開口数は、該集光レンズに対する最大集光角を定義し、
該照明アームの各々が、
該光源に光学的に結合された入射面と縦方向に発散円筒形状光パワーを有する出射面とを有する回転要素と、
横方向の第1の光パワーと該縦方向の第2の光パワーとを有するアナモルフィックミラーであって、該第1の光パワーと該第2の光パワーが等しくなく、該アナモルフィックミラーは、回転プリズムの出射面に光学的に結合される、アナモルフィックミラーと
を備え、
該照明アームの各々が横方向の前側焦点面、横方向の後側焦点面、縦方向の前側焦点面、および縦方向の後側焦点面を有し、
該アームの各々に対して、
該横方向の前側焦点面と該縦方向の前側焦点面が一致しておらず、
該光源の結合がほぼ該縦方向の前側焦点面に位置しており、
該縦方向の後側焦点面と該横方向の後側焦点面がほぼ一致しており、
該照明領域が、ほぼ該縦方向の後側焦点面と該横方向の後側焦点面に位置する中心を有し、
該光源の結合、該回転要素、該アナモルフィックミラーは、該最大集光角よりも大きい照明領域の法線に対し入射角で該照明領域を照明するように、配置される、システム。
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