JP5672240B2 - ウェーハを検査するためのシステム及び方法 - Google Patents
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Description
(1)複数照明を備えた複像収集装置(MICD)
(2)複数照明を備えた単一画像収集装置(SICD)
例示的な基準画像作成プロセス900
(a)まとめられた画像の各々の各画素の強度の正規化加算平均
(b)まとめられた画像の各々の各画素の強度の標準偏差
(c)まとめられた画像の各々の各画素の最大および最小強度
(d)ステップ702で決定される所定の数の基準領域の各々の加算平均基準強度
例示的な二次元(2D)ウェーハ走査プロセス500
例示的な2D画像処理プロセス600
例示的な3Dウェーハ走査プロセス700
例示的な検査プロセス800
検査プロセス800の第1のモード800a
検査プロセス800の第2のモード800b
検査プロセス800の第3のモード800c
12 半導体ウェーハ
14 光検査ヘッド
16 ウェーハ搬送テーブルまたはウェーハチャック
18 ロボットウェーハハンドラ
20 ウェーハスタックモジュール
22 X−Y変位テーブル
24 振動絶縁装置
26 明視野照明器
28 低角度暗視野照明器
30 高角度暗視野照明器
32 第1の画像収集装置
34 第2の画像収集装置
36 第1のチューブレンズ
38 第2のチューブレンズ
40 対物レンズ
42 回転可能なマウント
44 コンデンサ
46 第1の反射表面
47 ミラーまたはプリズム
48 第1のビーム分割器
50 第2のビーム分割器
52 細線照明器
54 ミラー設定
56 3D形状カメラ
58 3D形状対物レンズ
60 チューブレンズ 検査画像収集装置 検査カメラ
62 検査画像収集装置 検査明視野照明器
64 検査暗視野照明器
66 第1の反射面
68 ビーム分割器
70 検査対物レンズ
72 検査チューブレンズ
80 反射器組立体
82 第1の対のミラーまたはプリズム
84 第2の対のミラーまたはプリズム
100 第1のレイパス
200 第2のレイパス、第3のレイパス
250 第3のレイパス
300 第4のレイパス
350 第5のレイパス
400 検査方法
500 2Dウェーハ走査プロセス
600 2D画像処理プロセス
700 3Dウェーハ走査プロセス
750 第2の3Dウェーハ走査プロセス
800 検査プロセス
900 基準画像作成プロセス
Claims (26)
- 検査領域におけるウェーハの複数の定義済みの領域のそれぞれを連続して配置している走査走行パスに沿ってウェーハが動く間に画像を収集するための一方法であって、
前記ウェーハが前記走査走行パスに沿って動くように、検査領域において前記ウェーハの複数の定義済みの領域の第1の領域を位置決めするステップと、
前記ウェーハの前記走査走行パスに沿った移動中に、前記ウェーハの前記第1の領域が前記検査領域にある間に、ウェーハ走査プロセスを実行するステップと、を含み、
前記ウェーハ走査プロセスは、
第1のコントラスト照明の下で、第1の画像収集装置を使用する検査領域内における第1の画像収集位置における前記ウェーハの前記第1の領域の第1の画像を収集するステップと、
前記ウェーハの前記第1の領域の前記第1の画像を収集するステップのすぐ後に、第2のコントラスト照明の下で、第2の画像収集装置を使用する検査領域内における第2の画像収集位置における前記ウェーハの前記第1の領域の第2の画像を収集するステップであって、前記ウェーハが前記第1の画像の前記収集と前記第2の画像の前記収集との間で所定の距離だけ空間的に変位されていることにより前記第1の画像は前記第2の画像からの画像オフセットを有している、ステップと、
前記第1の画像と前記第2の画像の前記画像オフセットを測定するステップによって、前記第1の画像および前記第2の画像を相関させるステップと、を含む、方法。 - 前記ウェーハの複数の定義済みの領域の各々が、少なくとも1つのダイまたはその一部を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の画像および前記第2の画像を相関させるステップの後に、欠陥の識別を生成するために前記第1の画像内の少なくとも1つの欠陥サイトを前記第2の画像内の少なくとも1つの欠陥サイトと比較するステップをさらに含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記第1のコントラスト照明が明視野照明であり、および前記第1の画像が明視野画像である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第2のコントラスト照明が暗視野照明であり、および前記第2の画像が暗視野画像である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1のコントラスト照明および前記第2のコントラスト照明の各々が、広帯域照明である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1のコントラスト照明および前記第2のコントラスト照明の各々が、明視野照明、暗視野照明、および、明視野照明と暗視野照明の組合せから選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記第1のコントラスト照明および前記第2のコントラスト照明の各々が、明視野照明、暗視野高角度照明、暗視野低角度照明、および、これらのいずれかの組合せから選択される、ことを特徴とする請求項7に記載の方法。
- 前記明視野照明、前記暗視野高角度照明、および前記暗視野低角度照明の各々が、実質的に同等の波長スペクトラムを有する広帯域照明である、ことを特徴とする請求項8に記載の方法。
- 前記明視野照明がフラッシュランプである、請求項7〜9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記明視野照明が白色光照明を放射する、請求項7〜10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記欠陥の前記識別が、前記第1の画像の前記欠陥サイトの1つが前記第2の画像の前記欠陥サイトの1つと一致する場合、正識別である、請求項3に記載の方法。
- 前記欠陥の前記識別が、前記第1および第2の画像の前記欠陥サイトのいずれもが対応しない場合、負識別である、請求項3に記載の方法。
- 前記第1の画像と前記第2の画像との間の前記画像オフセットを測定するステップは、
前記第1の画像と前記第2の画像とにそれぞれ対応する第1のウェーハの位置および第2のウェーハの位置を表すXYエンコーダ値を読み出すステップ、および、
前記XYエンコーダ値に基づいて、前記第1の画像と前記第2の画像との間の粗オフセットを算出するステップを含む、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第1の画像と前記第2の画像との間の前記画像オフセットを測定するステップは、さらに、
前記第1の画像と前記第2の画像の下位画素画像位置合わせによって、記第1の画像と前記第2の画像との間の微細オフセットを算出するステップを含む、請求項14に記載の方法。 - 前記ウェーハが前記走査走行パスに沿って動くように、前記検査領域において前記ウェーハの複数の定義済みの領域の第2の領域を位置決めするステップと、
前記ウェーハの前記走査走行パスに沿った移動中に、前記ウェーハの前記第2の領域が前記検査領域にある間に、前記第2の領域に対して前記ウェーハ走査プロセスを繰り返すステップと、をさらに含み、
前記ウェーハ走査プロセスは、
第1のコントラスト照明の下で、第1の画像収集装置を使用する検査領域内における第1の画像収集位置における前記ウェーハの前記第2の領域の第1の画像を収集するステップと、
第2のコントラスト照明の下で、第2の画像収集装置を使用する検査領域内における第2の画像収集位置における前記ウェーハの前記第2の領域の第2の画像を収集するステップとを含み、
前記ウェーハの前記第1の領域の前記第1の画像を収集するための検査領域における前記ウェーハの前記第1の領域の位置決めを行うステップ(a)と、前記ウェーハの前記第2の領域の前記第1の画像を収集するための検査領域における前記ウェーハの前記第2の領域の位置決めを行うステップ(b)との時差は、前記第1の画像収集装置を露光し、前記ウェーハの前記第1の領域の前記第1の画像を収集するために必要な時間(i)と、前記ウェーハの前記第1の領域の前記第1の画像を第1の画像信号に変換し、前記第1の画像信号をデータベースまたは記憶メモリへと伝送するために必要な時間(ii)との合計と等しいことを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載の方法。 - 検査領域におけるウェーハの複数の定義済みの領域のそれぞれを連続して配置している走査走行パスに沿ってウェーハが動く間に画像を収集するための一システムであって、
前記ウェーハの前記走査走行パスに沿った移動中に、前記ウェーハの第1の領域が前記検査領域にある間に、第1のコントラスト照明の下で前記ウェーハの第1の領域の第1の画像を収集するための第1の画像収集モジュールと、
前記ウェーハの前記第1の領域の前記第1の画像を収集後すぐに、前記ウェーハの前記走査走行パスに沿った移動中に、前記ウェーハの第1の領域が前記検査領域にある間に、第2のコントラスト照明の下で前記ウェーハの第1の領域の第2の画像を収集するための第2の画像収集モジュールであって、前記ウェーハが前記第1の画像の前記収集と前記第2の画像の前記収集との間で所定の距離だけ空間的に変位されていることにより前記第1の画像は前記第2の画像からの画像オフセットを有している、第2の画像収集モジュールと、
前記第1および第2の画像収集モジュールに連結される欠陥サイト比較モジュールであって、前記画像オフセットを測定するステップによって前記ウェーハの前記空間変位と前記第1および第2の画像を相関させて、前記第1の画像内に検出される欠陥サイトを前記第2の画像内に検出される別の欠陥サイトと比較してかつそこからの欠陥の識別を生成するための、欠陥サイト比較モジュールと、を備えるシステム。 - 前記ウェーハの複数の定義済みの領域の各々が、少なくとも1つのダイまたはその一部を含む、請求項17に記載のシステム。
- 前記第1のコントラスト照明および前記第2のコントラスト照明の各々が、広帯域照明である、請求項17または18に記載のシステム。
- 前記第1のコントラスト照明および前記第2のコントラスト照明の各々として、明視野照明、暗視野照明、および、明視野照明と暗視野照明の組合せから選択的に制御するための照明コンフィギュレータをさらに含む、請求項17〜19のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記照明コンフィギュレータは、前記第1のコントラスト照明および前記第2のコントラスト照明の各々として、明視野照明、暗視野高角度照明、暗視野低角度照明、および、これらのいずれかの組合せから選択的に制御する、請求項20に記載のシステム。
- 前記欠陥サイト比較モジュールからの欠陥の識別に基づいて前記ウェーハを分類するための、前記欠陥サイト比較モジュールに連結される出力モジュール、を更に備える請求項17〜21のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1の画像内に検出される前記欠陥サイトが前記第2の画像内に検出される前記欠陥サイトと一致する時、前記識別が正識別であり、およびさもなければ前記識別が負識別である、請求項22に記載のシステム。
- 前記出力モジュールが、第1の出力ノードおよび第2の出力ノードを備え、前記識別が正識別である時、前記ウェーハが前記第1の出力ノードに分類され、および前記識別が負識別である時、前記ウェーハが前記第2のノードに分類される、請求項23に記載のシステム。
- 前記欠陥サイト比較モジュールは、
前記第1の画像と前記第2の画像とにそれぞれ対応する第1のウェーハの位置および第2のウェーハの位置を表すXYエンコーダ値を読み出すステップ、および、
前記XYエンコーダ値に基づいて、前記第1の画像と前記第2の画像との間の粗オフセットを算出するステップによって、
前記ウェーハの前記空間変位と前記第1および第2の画像を相関させて、前記画像オフセットを測定するように構成されている、請求項17〜24のいずれか1項に記載のシステム。 - 前記欠陥サイト比較モジュールはさらに、
前記第1の画像と前記第2の画像の下位画素画像位置合わせによって、記第1の画像と前記第2の画像との間の微細オフセットを算出するステップにより、前記ウェーハの前記空間変位と前記第1および第2の画像を相関させて、前記画像オフセットを測定するように構成されている、請求項25に記載のシステム。
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