JP4981272B2 - 動的な焦点合わせ方法および装置 - Google Patents
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Description
ウェーハ検査システムは、一般に、検査中にシリコンウェーハを保持するために、真空チャックを使用する。この方法の利点は、ウェーハの表面が、真空チャックの機械加工仕上げされた表面と等しい平坦度を維持できることである。真空チャックまたは他の平坦な表面の上にウェーハが置かれるシステムは、特別にフレキシブルでなく、ウェーハが置かれる表面、および/または、ウェーハの画像を捉えるための画像システムを動かすための複雑かつ高価なステージ機構を必要とする。他のウェーハ検査システムは、シリコンウェーハを空気のクッションの上に浮かせる。この型のシステムは、しっかりと掴まれていないウェーハの位置に固有の変動があることから、位置決めの誤差に悩まされる。さらに重要なことに、ウェーハの縁と回転する位置決め機構との接触が、しばしば小さい破片および縁の他の欠陥の原因となり、これがウェーハ全体を汚染し、特に空気のクッションがウェーハの表面に汚染を広げる手段を提供することとなり得る。さらに、他のシステムは、ウェーハの裏面を調べるために、ウェーハを複数の直交する軸のまわりに回転する、ロボット的装置またはマニピュレータを使用する。しかしウェーハはこのような操作の結果として多少の変形をするので、ウェーハ自身および/またはその上に形成されているマイクロ電子部品構造を損傷する可能性がある。
可変の形状(variable geometry)を有する移動する目標(target)表面上に、画像機構の焦点合わせ(focusing)を動的に行う方法であって、
目標表面の形状のモデルを作成することと、
該目標表面の所定数の箇所の相対位置を測定することと、
該目標表面の該所定数の箇所を用いて、該モデルを該目標表面に適用(fitting)することと、
該モデルの該目標表面への適合によって得られたデータを用いて、該移動する目標表面上への該画像機構の焦点合わせをすることと
を包含する、方法。
上記目標表面上の上記所定数の箇所の上記相対位置は、センサーを使用して識別される、項目1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記目標表面は少なくともいくらかの弾性的性質を有する、またその周辺を強固に支持された、平板であるとする、項目1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記目標表面はその周辺上の2またはそれ以上の不連続な箇所で支持される、項目3に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記目標表面は上記画像機構に対して回転させられる、項目3に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記画像機構は上記目標表面の実質的に全体の画像を捉えるように適合されている、項目1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記画像機構は面走査カメラおよび線走査カメラのうちの1つをさらに含む、項目6に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記画像機構は複数画像を捉える、項目7に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記複数画像は少なくともその一部が相互に重なり合う、項目8に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記画像機構は、上記移動する表面の実質的に全体の画像を捉えるために、上記移動する表面に対して相対的に移動する、項目7に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記目標表面はシリコンウェーハである、項目1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせ動的に行う方法。
上記所定数の箇所はシリコンウェーハの裏面上にある、項目11に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記シリコンウェーハはその周辺上の所定数の箇所で確実につかまれる、項目11に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記シリコンウェーハは上記画像機構に対して相対的に回転させられる、項目13に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記画像機構は、上記目標表面の上記モデルから得られたデータに応答する焦点合わせ機構を備える、項目1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記焦点合わせ機構は、
プリズムであって、該プリズムの上面が上記移動する表面に隣り合うように位置し、該プリズムの該上面が上記移動する表面に対して実質的に直線的に移動するように移動装置(movement)と結合されており、該プリズムは上記移動する表面と上記画像機構のカメラとの間の光経路を規定する、プリズムを備える、項目15に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記移動装置は平行四辺形のリンク機構である、項目16に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記移動する表面に対して相対的に上記プリズムを移動することにより、上記画像機構の上記焦点合わせの目的を達成する、項目16に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記目標表面の形状のモデルを作成することは、
上記目標表面と実質的に同一であるサンプル表面上に、座標系の原点として選ばれたある箇所を識別することと、
上記サンプル表面上の所定数の位置の、上記原点位置に対する相対的位置を測定することと、
上記所定数の位置および上記原点との相対的位置から、上記サンプル表面の上記形状のモデルを作成することと
をさらに包含する、項目1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
実質的に同一の物理的性質および境界条件を有する複数の目標表面に対して、上記サンプル表面の上記形状の上記モデルを使用することを、さらに包含する、項目19に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
上記モデルは、自然近傍補間法、面パッチ法、二次表面法、多項式補間法、スプライン補間法、およびデローニー三角形分割法からなるグループの中から選ばれる数学的方法を使用して作成される、項目19に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
可変の形状の移動する表面上にカメラの焦点合わせを行う方法であって、
該移動する表面と実質的に同一のサンプル表面上に、原点として1つの場所を識別することと、
該サンプル表面上の所定数の点の、該原点に対する相対的位置を測定することと、
該点および該原点の位置を使用して、該サンプル表面の形状のモデルを作成することと、
該移動する表面上の所定数の点の位置を測定することと、
該移動する表面上の該所定数の点の該位置を使用して、該サンプル表面の該形状の該モデルを該移動する表面に適合することにより、該移動する表面のカメラに向いている部分の所定の時間における距離が、該カメラの焦点深度以内にある距離のレンジ内にあることを、知ることと、
該移動する表面に適合された該モデルからのデータを使用して、該移動する表面をその焦点深度内に動的に維持するために、カメラを駆動することと
を包含する方法。
上記カメラは、上記移動する表面に適合された上記モデルからのデータを使用して調整される、焦点合わせ機構を備える、項目22に記載の可変の形状の移動する表面上にカメラの焦点合わせを行う方法。
上記焦点合わせ機構は、上記移動する表面に対して実質的に直線的運動をするように適合されたプリズムを備える、項目22に記載の可変の形状の移動する表面上にカメラの焦点合わせを行う方法。
上記移動する表面に対して相対的に上記カメラを移動させることを包含する、項目22に記載の可変の形状の移動する表面上にカメラの焦点合わせを行う方法。
上記移動する表面の複数の画像を捉えることを包含する、項目22に記載の可変の形状の移動する表面上にカメラの焦点合わせを行う方法。
可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構であって、
画像を捉えるためのカメラと、
該移動する表面と該カメラとの間の光経路を規定する焦点合わせアセンブリであって、該焦点合わせアセンブリは上記移動する表面に近づくときも離れるときも実質的に平行運動を行うように適合されたプリズムを備え、該プリズムと該移動する表面との間の距離が該焦点合わせアセンブリの焦点深度と関連付けられる、アセンブリと、
該移動する表面を照明するための照明装置と
を備えた、画像機構。
上記カメラは面走査カメラおよび線走査カメラのうちの1つである、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記画像機構が、上記移動する表面に対して相対的に移動可能なステージの上に取り付けられる、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記焦点合わせ機構は、ベースおよび複数のアームを有する平行リンク機構をさらに備え、該ベースは移動可能なステージと結合され、該アームは該ベースと接合点で相対的回転可能に結合され、上記焦点調整機構の上記プリズムは上記移動する表面に近づくおよび離れる運動ができるように該並行リンク機構の該アームと結合され、上記プリズムは上記移動する表面によって定義される平面と実質的に平行を保つ、項目29に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記プリズムを上記移動する表面に近づけるおよび離す運動を行うために、上記並行リンク機構のベースと上記プリズムとの間に結合されたアクチュエータを備える、項目30に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
アクチュエータは電磁式および圧電式装置からなるグループから選択される、項目31に記載の、可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記移動する表面は上記画像機構に対して回転する、項目29に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記移動可能なズテージは、上記移動する表面の実質的に全部にアドレスすることができるように、上記画像機構を上記移動する表面に対して半径方向に動かす、項目33に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記画像機構は、上記移動する表面の複数のセクターの複数の画像を捉えるように制御される、項目34に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記画像機構は線走査カメラをさらに備え、また上記移動可能なステージは該線走査カメラを上記移動する表面の複数の環状領域にアドレスするように適合されている、項目33に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
(項目37)
上記画像機構は上記移動する表面の半径よりも大きい幅を有する線走査カメラを備える、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記移動する表面はシリコンウェーハである、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記移動する表面はシリコンウェーハの底面である、項目38に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記移動する表面は上記画像機構に対して回転する、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記照明装置は明視野照明装置および暗視野照明装置のうちの1つである、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記照明装置は光源および該光源から離れた場所にある光照射器(emitter)を備え、該光源および該光照射器は光ガイドアセンブリによって結合される、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記照明装置は上記画像機構に対する上記移動する表面の相対速度に基づく速度でストロボ発光する、項目27に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記焦点合わせ機構は、ベースおよび複数のアームを有する平行リンク機構をさらに備え、該アームは該ベースと接合点で相対的回転可能に結合され、上記焦点調整機構の上記プリズムは上記移動する表面に近づくおよび離れる運動ができるように該並行リンク機構の該アームと結合され、上記プリズムは上記移動する表面によって定義される平面と実質的に平行を保つ、項目27に記載の、可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
上記プリズムを上記移動する表面に近づけるおよび離す運動を行うために、上記並行リンク機構の上記ベースと上記プリズムとの間に結合されたクチュエータをさらに備える、項目44に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
アクチュエータは電磁式および圧電式装置からなるグループから選択される、項目45に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構であって、
画像を捉えるためのカメラと、
該移動する表面と該カメラとの間の光経路を規定する焦点合わせアセンブリであって、該焦点合わせアセンブリは上記移動する表面に近づくときも離れるときも実質的に平行運動を行うように適合されたプリズムを備え、該プリズムと該移動する表面との間の距離が該焦点合わせアセンブリの焦点深度と関連付けられる、アセンブリと、
該移動する表面を照明するための照明装置と、
該移動する表面と該焦点合わせアセンブリとの間の距離を決定するためのセンサーであって、該センサーによって得られる距離データが、該移動する表面をその焦点深度内に維持するように該焦点合わせアセンブリを駆動するために使用される、センサーと
を備える、画像機構。
移動する表面上に画像機構の焦点合わせを行う方法であって、
該移動する表面と焦点合わせ機構との間の距離を即座に測定することと、
該測定された距離データを使用して、該移動する表面をその焦点深度内に維持するように、該焦点合わせ機構を駆動することと
を包含する、方法。
可変の形状を有し移動する目標表面上に、画像機構の焦点合わせを動的に行う方法および装置が、ここに開示されている。画像機構の焦点合わせのための装置は、対物レンズ、プリズム、または画像機構の光学機器列の部分を形成するその他の光学部品、目標表面までの距離を測定するセンサー、および対物レンズ、プリズム、または他の光学部品の、焦点深度を変更するための機構を含み得る。センサーからのデータは、目標表面の予測モデルを作成するために使用され得る。センサーからのデータはまた、作成されたモデルを代表的な目標に適合または関連付けるために使用される。関連付けられたモデルからのデータは、代表的な目標の表面を焦点内に維持するために、対物レンズ、プリズム、または他の光学部品の焦点深度を変更するための機構を駆動するために使用される。
これまで様々な例について述べてきたが、本発明は例示された特定のものに限定されるものではない。本発明は、他のものの中で、構造のモデルを1つまたはそれ以上の構造の実際の例と関連付ける方法、およびモデルと実際の構造との間の相違を修正する方法、とを実施形態とする。また本発明は構造のモデルを構造の実際の例と関連付けるデータを提供するメカニズムを提供し、またモデルのデータと代表例との間の相互関係を用いて代表例の表面を光学機器列の焦点深度の中に維持する、動的な焦点合わせのメカニズムの実施形態を提供する。
Claims (15)
- 可変の形状を有する移動する目標表面上に、画像機構の焦点合わせを動的に行う方法であって、
目標表面の形状のモデルを作成することと、
該目標表面の所定数の箇所の相対位置を測定することと、
該目標表面の該所定数の箇所を用いて、該モデルを該目標表面に適用することと、
該モデルの該目標表面への適合によって得られたデータを用いて、該目標表面の表面から該画像機構に戻される光の焦点が実質的に合うように、該移動する目標表面の上方の位置に該画像機構のプリズムを移動させることと
を包含する、方法。 - 前記目標表面上の前記所定数の箇所の前記相対位置は、センサーを使用して識別される、請求項1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
- 前記目標表面は前記画像機構に対して回転させられる、請求項1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
- 前記画像機構は前記目標表面の実質的に全体の画像を捉えるように適合されている、請求項1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
- 前記画像機構は面走査カメラおよび線走査カメラのうちの1つをさらに含む、請求項4に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
- 前記画像機構は複数の画像を捉える、請求項5に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
- 前記複数の画像の少なくとも一部が相互に重なり合う、請求項6に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。
- 前記目標表面はシリコンウェーハである、請求項1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせ動的に行う方法。
- 前記目標表面の形状のモデルを作成することは、
該目標表面と実質的に同一であるサンプル表面上に、座標系の原点として選ばれたある箇所を識別することと、
該原点の位置に対する該サンプル表面上の所定数の点の位置を測定することと、
該所定数の点および該原点の相対的位置から該サンプル表面の該形状のモデルを作成することと
をさらに包含する、請求項1に記載の可変の形状を有する移動する表面上に画像機構の焦点合わせを動的に行う方法。 - 可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構であって、
画像を捉えるためのカメラと、
該移動する表面と該カメラとの間の光経路を規定する焦点合わせアセンブリであって、該焦点合わせアセンブリは該移動する表面に近づくときも離れるときも実質的に平行運動を行うように適合されたプリズムを備え、該プリズムと該移動する表面との間の距離が該焦点合わせアセンブリの焦点深度と関連する、焦点合わせアセンブリと、
該移動する表面を照明するための照明装置と
を備えた、画像機構。 - 前記カメラは面走査カメラおよび線走査カメラのうちの1つである、請求項10に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
- 前記画像機構が、前記移動する表面に対して相対的に移動するための可動ステージの上に取り付けられる、請求項10に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
- 前記照明装置は明視野照明装置および暗視野照明装置のうちの1つである、請求項10に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
- 前記照明装置は前記画像機構に対する前記移動する表面の速度に基づくレートでストロボ発光する、請求項10に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
- 焦点合わせ機構は、ベースおよび複数のアームを有する平行リンク機構をさらに備え、該アームは、該ベースに対する回転のために該ベースに結合され、該焦点合わせ機構の前記プリズムは、前記移動する表面に近づくおよび離れる運動ができるように該平行リンク機構の該アームと結合され、該プリズムは該移動する表面によって規定される平面と実質的に平行を保つ、請求項10に記載の可変の形状を有する移動する表面の画像を捉えるための画像機構。
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