JP5519106B2 - 能力が向上した表面検査システム - Google Patents
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Description
前述したように、SP1TBI システムの在来の操作では、検出器出力強度と、そのような出力強度を提供するように散乱した輻射が検出器によりそれから検出されたところの場所とは、そのような場所が一般的にはそのような強度を一定のしきい値と比較することによって潜在的異常を含むと判定されなければ、記憶されない。パターンを有するまたはノイズの多いバックグラウンドを有する表面が検査されるときには、多数の場所に潜在的異常があると判定される可能性がある。SP1TBI システムの在来の操作により潜在的に異常があると判定された場所をさらに調べるためには、そのような場所の全てを高い解像度で良く調べる必要があるかもしれない。しかし、そのような操作には時間がかかるので、それらの場所を高い解像度で調べる前にそれらの場所をマイクロビュー・モードで簡単に調べることがおそらく望ましい。そのような調べは、普通は、潜在的異常があると識別された場所を囲む領域から散乱した輻射の強度についての知識を必要とする。SP1TBI システムの在来の操作の間はそのような情報は記録されないので、在来のマイクロビュー・モードの間、ユーザは、それらの場所から散乱した輻射だけではなくて周囲の領域から散乱した輻射も記録するためにそれらの場所と周囲の領域とを再走査しなければならない。これは煩わしくて時間を消費する。
SP1TBI システムはパターン化されていないウェーハの検査のために有利である。なぜならば、集光光学系(レンズ38およびミラー52)が垂直方向36に関して回転対称であるので、ウェーハ20の表面上の欠陥の方向に関しての図1のシステムの方向は重要でないからである。さらに、これらの集光器による散乱空間の角度範囲は、パターン化されていないウェーハの検査において関心の対象である異常を検出するのに必要なものとよく調和する。
システム100,150がメモリセルをその上に有するウェーハを検査するために使用される場合、メモリアレイにより散乱した輻射のフーリエ成分は、ウェーハが回転させられるとき、スピンする。これらの成分は回転し、図1,5Aおよび6Aの垂直方向36に関していろいろな方位角にある。これは、ウェーハが回転させられるときに、これらのフーリエ成分がいろいろなファイバ72,82によって伝えられることを意味する。メモリセルのアレイは、ウェーハが回転するとき、ウェーハのXおよびY方向にいろいろな寸法を有し得るので、フーリエ成分によって飽和させられる検出器の数は変化し得る。フーリエ回折成分の数を推定できるようにメモリセルのXおよびY寸法を知ることにより、これに対処することができる。或いは、始めの初期化プロセス中に、非常に強い、或いは飽和した出力を有する検出器の最大数に注目することにより、除去されなければならないフーリエ成分の最大数が判定される学習サイクルが実行される。初期化後の測定中に、この数の検出器出力を除去することができ、その除去される出力は、飽和した出力または最大値を有する出力である。例えば、各陽極が使用されて対応するファイバに結合される多陽極PMTの場合、最大出力を有する検出器に隣接する成分をも除去することによってクロストークを減少させることができる。例えば、ウェーハが1つの位置において3つのフーリエ成分を与え、また他の1つにおいて2つを与えるならば、その3つの直接成分は各々に隣接する2つの成分と共に除去されて合計9個の検出器出力が除去される。これは7個の使用可能な検出器出力を残す。この数が、ウェーハの正確な方位角に関わらず、維持される。これは、ユーザが粒子について寸法決定オプションを維持することを可能にする。
検査される表面から散乱した輻射の多重透視図(すなわち、マップの部分)を提供する前述した特徴は、前述したマイクロビュー能力と組み合わされ得る。例えば、表面20を走査するために図1,5Aおよび6Aのシステム10,100および150のいずれも使用され得、検出器出力の強度は、そのような強度が所定しきい値を超えても超えなくても、(コンピュータ62に関連付けられたメモリなどに)格納され得る。走査が完了すると、ユーザは、関心の対象である(図10Aの場所302のような)場所を含む領域またはパッチのいろいろな仰角および/または方位角でのマイクロビューを得ることができる。これは、例えば、図11に示されている。図11は、そのパッチにより32個の別々の方向に散乱した輻射の強度を検出することにより得られた、検査される表面の同じパッチまたは領域の32個の図(マイクロビュー)のコレクションである。その32個の方向は、方位角、検査される表面からの仰角、またはその両方において互いに異なり得る。図11から分かるように、パッチの図の幾つか(312,314,316および318)のピクセル強度値は大強度の散乱した輻射を含む。これは、おそらく、図312〜318が表面20のパターンまたは他の周期的凹凸から散乱した輻射を含むことを示す。この理由の故に、この4つの図は、表面20上の異常の存在の判定においては無視されても良い。前述したように、いろいろなタイプの欠陥または異常がいろいろな選択的仰角または方位角で輻射を散乱させる。いろいろな集光角度(方位角および仰角の両方)から多数の図を供給することによって、表面20上に存在するかもしれない異常の存在およびタイプの両方を判定するために多量の情報が利用可能である。
ここで図7および8を参照して他のタイプの表面検査システムを説明する。このタイプのシステムについてのより詳細な説明が米国特許第6,215,551号(特許文献4)および第5,864,394号(特許文献5)において提示されている。これら特許は、その全体が本願明細書において参照により援用されている。図7に示されているように、システム220はレーザビーム224を供給するレーザ222を含む。ビーム224はビーム拡大器226によって拡大され、その拡大されたビーム228は音響光学偏向器 (acousto-optic deflector)(AOD)230によって偏向させられて偏向ビーム232とされる。この偏向ビーム232は、ポストAOD偏光選択光学系234を通され、その結果として生じたビームは、パターン化され或いはパターン化されていない半導体ウェーハ、フォトマスクまたはセラミック・タイルのそれのような検査されるべき表面240上のスポット210にテレセントリック走査レンズ236によって収束する。
図9Aおよび9Bを参照すると、2つの表面300および300’は実質的に同じパターンをその上に有する。2つの表面が半導体ウェーハの表面である場合には、そのような表面は、普通、フラット320および320’のような位置合せマークを有する。よって、表面300上のパターンは、フラット320に関して、表面300’上の類似パターンのフラット320’に関しての方位および位置と同じ相対的方位および位置にある。位置合せマークとしてフラットを用いる代わりに、ノッチ(図示せず)を使用しても良い。従って、表面300が図7および8に示されているものだけでなく図1〜6Bの光学システムによって検査されるとき、検査システムは、位置合せマーク320に関しての1つまたは複数の照明ビームおよび集光チャネルの相対的方位および位置をその、コンピュータ62のようなコンピュータに、格納する。表面300’が検査されるときにも、同様に、そのようなシステムは位置合せマーク320’に関しての1つまたは複数の照明ビームおよび集光チャネルの相対的方位および位置を記録する。このようにして、表面300および300’が同じ検査システムによって順次に検査されるならば、表面300’上の領域またはパッチ306’が表面300のパッチまたは領域306の照明と実質的に同様の仕方で(例えば、照明ビームに関しての方位)照明されることは割合に確かであり得る。また、領域またはパッチ306’から散乱した輻射が、前の走査での表面300上の領域またはパッチ306から散乱した輻射を集めるためのそれと実質的に同じ集光方向に沿って検出されることも割合に確かであり得る。従って、領域またはパッチ306および306’は2つの表面の対応するパッチである。
Claims (10)
- 表面上の異常を検出するための表面検査方法であって、
表面に向けて斜角で輻射のビームを送って、表面上のスポットを照明し、
輻射のビームと表面との間に相対運動を生じさせ、
ビームの鏡面反射方向とは離れた1つ以上の方向に、表面上のスポットから散乱した輻射を集め、その集められた輻射を1つ以上のチャネルに向け、前記集めることが、表面から異なる仰角または表面に垂直な線やそれに対応する方向の回りの異なる方位角で表面から散乱した輻射を集めることにより、表面からの相対的仰角位置または線の回りの集められた輻射の方位角位置に関連する情報が保存され、前記向けることが、表面により散乱した輻射を複数の異なるチャネルに向けることにより、前記チャネルのうちの少なくとも幾つかが異なる仰角または線に対して異なる方位角で散乱した輻射を導き、
前記チャネルのうちの少なくとも幾つかにより導かれた集められた輻射を各々の信号に変換し、
各々の信号から表面の中または上の潜在的異常の存在を判定し、
潜在的異常を有すると判定された表面の場所から散乱した輻射から変換された各々の信号中の情報と、潜在的異常を有すると判定されていない表面の部分から散乱した輻射から変換された各々の信号中の情報とを格納し、
輻射を集め、その集められた輻射を変換する前に領域の寸法を指定し、前記格納することは、表面上にあるとともに指定された寸法の1つ以上の領域の中にある異なるピクセルから散乱した輻射から変換された各々の信号中の情報を格納するとともに、表面上にあるが、指定された寸法の1つ以上の領域の中には潜在的な異常がない異なるピクセルから散乱した輻射から変換された各々の信号中の情報を格納し、前記1つ以上の領域の各々は、表面上の潜在的異常が存在すると判定された場所を含み、かつ
表面の1つ以上の部分から散乱した輻射から変換された各々の格納された情報の消去は、そのような部分が表面上の潜在的異常が存在すると判定された表面の位置を含む領域のいずれの範囲内にも含まれない限り、行われることにより、前記1つ以上の領域の中の異なるピクセルから散乱した輻射から変換された信号中の格納された情報は、表面を再走査することなく検索することができ、
表面は、その上にパターンを有し、
前記判定することは、対応するチャネルで導かれた集められた輻射に応答して出力信号を提供する検出器により判定を行い、所定しきい値より高い検出器の出力信号を用いずに潜在的異常の存在を判定する方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記指定することは、距離を設定することを含み、
前記格納することは、表面上にあり、表面上の潜在的異常が存在すると判定された場所から前記距離内にある異なるピクセルから散乱した輻射から変換された信号中の情報を少なくとも格納する方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記格納することは、潜在的に異常がないと判定された表面の部分の画像を少なくとも格納する方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記判定することは、各々の信号の強度を少なくとも1つのしきい値と比較することによって表面の中または上の潜在的異常の存在を識別し、
前記格納することは、各々の信号の強度が少なくとも1つのしきい値より大きくない各々の信号中の情報を格納する方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記生じさせることは、前記ビームが実質的に表面全体を走査するように輻射のビームと表面との間に互いに横断する2つの方向に沿う相対的並進運動を生じさせる方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記格納された情報を検索し、1つ以上の潜在的異常が存在すると判定された表面の部分におけるピクセルの複数のマップを設け、前記マップの各々は線の回りの1つの対応する方位角および/または表面からの仰角で表面の部分から散乱した集められた輻射に関連する情報を含む方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記判定することは、対応するチャネルで導かれた集められた輻射に応答して出力信号を提供する検出器により判定を行うとともに、表面の同じ場所から前記チャネルで導かれた集められた輻射に応答して提供された前記検出器の出力信号のうちの少なくとも幾つかのものの加重平均、中央値または最小値から表面の中または上の潜在的異常の存在を判定する方法。 - 請求項7記載の方法において、
前記格納することは、表面の潜在的異常を有すると判定された場所から散乱した前記チャネルで導かれた集められた輻射に応答して提供された前記検出器の出力信号の加重平均、中央値または最小値に関連する情報と、潜在的異常を有していないと判定され、かつ前記場所に隣接する表面の部分から散乱した前記チャネルで導かれた集められた輻射に応答して提供された前記検出器の出力信号の加重平均、中央値または最小値に関連する情報とを格納する方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記向けることは、集められた輻射を前記チャネルとして作用する光ファイバに少なくとも1つの対物レンズによって収束させることを含む方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記向けることは、集められた輻射の部分を異なる方位角で反射集光器から前記チャネルのほうに反射させることを含む方法。
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