JP6103171B2 - 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
ステップ810では、ステップ804から808の各々が、第2のウェーハに対して繰り返される。
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 (31)
- 一検査システムであって、
ウェーハが走査走行パスに沿って移動されている間に、ウェーハの一部が配置されている1つの検査位置に対して、第1の照明および第2の照明を連続して供給し、向かわせるように構成された照明設定であって、明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明との組合せの少なくとも1つを出力するように構成されている、照明設定と、
前記ウェーハが、前記走査走行パスに沿った検査位置の全域を移動された時に、前記ウェーハの一部に向かってきて、前記ウェーハの一部から反射される前記第1の照明および前記第2の照明のそれぞれを受け取るように構成され、前記照明設定によって出力された明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明の任意の組合せとして受け取った前記第1の照明および前記第2の照明を、それぞれ、第1の光パスおよび第2の光パスに沿って反射させるように構成され、前記第1の光パスは前記第2の光パスとは異なる、ビーム分割器と、
前記照明設定によって出力された明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明の任意の組合せである、記第1の光パスおよび前記第2の光パスに沿って前記ビーム分割器によって反射された前記第1の照明および前記第2の照明を、それぞれを受け取るように構成されている第1の画像収集装置および第2の画像収集装置であって、前記ウェーハが走査走行パスに沿った検査位置の全域を移動された時に、それぞれ前記ウェーハの第1の画像および第2の画像を収集するように構成されている第1の画像収集装置および第2の画像収集装置と、を備え、
前記ウェーハが、各検査位置における前記第1の画像と前記第2の画像の収集の間である、前記走査走行パスに沿った距離だけ空間的に変位される、ことを特徴とするシステム。 - 前記照明設定が、明視野広帯域照明器および暗視野広帯域照明器を含む複数の広帯域照明器を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の検査システム。
- 前記複数の広帯域照明器が、
明視野広帯域照明を放射するための第1の照明エミッタと、
暗視野高角度広帯域照明を放射するための第2の照明エミッタであって、前記第2の照明によって放射される前記暗視野高角度広帯域照明の角度が、所定および調整可能の少なくとも1つである、第2のエミッタと、
前記暗視野低角度広帯域照明を放射するための第3の照明エミッタであって、前記第3の照明器によって放射される前記暗視野低角度広帯域照明の角度が、所定および調整可能の少なくとも1つである第3のエミッタと、を備える、ことを特徴とする請求項2に記載の検査システム。 - 前記複数の広帯域照明器が、明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明との複数の組合せを出力するように構成されている、ことを特徴とする請求項2に記載の検査システム。
- 前記第1の照明エミッタ、前記第2の照明エミッタおよび前記第3の照明エミッタの各々が、プログラマブルコントローラに連結され、前記プログラマブルコントローラが、前記第1の照明エミッタ、前記第2の照明エミッタおよび前記第3の照明エミッタによって放射される照明の強度および持続時間の少なくとも1つを制御するためである、ことを特徴とする請求項3に記載の検査システム。
- 請求項1に記載の検査システムであって、さらに、
検査位置における前記ウェーハの表面によって反射される前記第1の照明および前記第2の照明を受け取るための対物レンズ組立体を備え、前記対物レンズ組立体によって受け取られる前記第1の照明および前記第2の照明の各々が、前記第1の画像収集装置および前記第2の画像収集装置の1つによる以降の受取りのためにその後に平行にされかつ透過される、システム。 - 前記対物レンズ組立体が、複数の対物レンズを備え、前記複数の対物レンズの各々が所定の拡大倍率係数を有し、前記第1の照明および前記第2の照明の各々が、前記第1の画像収集装置および前記第2の画像収集装置の1つによる以降の受取りのためにその後に平行にされかつ透過される前に前記複数の対物レンズの1つによって受け取られる、ことを特徴とする請求項6に記載の検査システム。
- 請求項6に記載の検査システムであって、さらに、
前記平行にされた第1の照明および前記平行にされた第2の照明の少なくとも1つを前記第1の画像収集装置の第1の画像収集平面上へ焦点を合わせるための第1のチューブレンズと、前記平行にされた第1の照明および前記平行にされた第2の照明の少なくとも1つを前記第2の画像収集装置の第2の画像収集平面上へ焦点を合わせるための第2のチューブレンズと、を備えるシステム。 - 前記対物レンズ組立体と前記第1のチューブレンズおよび前記第2のチューブレンズの各々との間の前記第1の照明および前記第2の照明の前記平行が、前記対物レンズ組立体と前記第1のチューブレンズおよび前記第2のチューブレンズの各々との間の光学部品の導入の容易さを増大する、および、前記第1の画像収集装置および前記第2の画像収集装置の各々のために用いられる前記光設定の空間再構成を容易にする、のうち少なくとも1つである、ことを特徴とする請求項8に記載の検査システム。
- 請求項8に記載の検査システムであって、さらに、
細線照明を放射するための細線照明エミッタと、
前記検査位置における三次元形状画像の収集をそれによって容易にするために、前記検査位置における前記ウェーハの表面から反射される細線照明を受け取るための第3の画像収集装置と、を備えるシステム。 - 前記ウェーハが動く間、前記検査位置における前記三次元形状画像の前記収集が実行される、ことを特徴とする請求項10に記載の検査システム。
- 請求項11に記載の検査システムであって、さらに、
第1の方向におよび少なくとも1つの第2の方向に前記検査位置における前記ウェーハの表面から反射される細線照明を受け取るために構成される反射器組立体を備え、
前記反射器組立体が、前記検査位置における前記ウェーハの表面から反射される前記受け取られた細線照明を、前記第3の画像収集装置による以降の受取りのために所定の進行パスに沿って、前記第1の方向におよび前記少なくとも1つの第2の方向に向けるために更に構成されている、システム。 - 前記第3の画像収集装置による以降の受取りのために前記所定の進行パスに沿って前記第1の方向におよび前記少なくとも1つの第2の方向に、前記検査位置における前記ウェーハの表面から反射される前記受け取られた細線照明の前記反射器組立体による前記方向付けが、前記検査位置にて前記第3の画像収集装置によって収集される前記ウェーハの前記三次元形状画像の前記品質を高める、ことを特徴とする請求項12に記載の検査システム。
- 前記所定の進行パスに沿って前記反射器組立体によって向けられる前記細線照明が、前記対物レンズ組立体中を透過され、かつそれによって平行にされ、前記平行にされた細線照明が、前記第3の画像収集装置による以降の受取りの前に第3のチューブレンズ中を透過される、ことを特徴とする請求項13に記載の検査システム。
- 請求項1に記載の検査システムであって、さらに、
前記第1の画像収集装置および前記第2の画像収集装置の各々に伝達される振動を低下させるための安定化メカニズムを備え、
前記第1の画像および前記第2の画像の収集中に前記第1の画像収集装置および前記第2の画像収集装置の各々に伝達される振動の低下が、前記収集された第1の画像および第2の画像の品質を高める、ことを特徴とするシステム。 - 前記ウェーハの前記空間変位が、ウェーハテーブルによって容易にされ、前記ウェーハテーブルが、それによって変位される前記ウェーハに伝達される振動をそれによって低下させるために低慣性モーメントを有し、前記ウェーハに伝達される前記振動の低下が、前記収集された第1の画像および第2の画像の品質を高めるためである、ことを特徴とする請求項15に記載の検査システム。
- 請求項1に記載の検査システムであって、さらに、
前記第1の画像収集装置および前記第2の画像収集装置の各々に連結されるプロセッサ、を備え、前記プロセッサが、前記第1の画像および前記第2の画像を前記ウェーハの前記空間変位と相関させ、前記第1の画像および前記第2の画像の一方で検出される欠陥サイトを前記第1の画像および前記第2の画像のもう一方の対応する位置と比較し、かつ識別およびそこからの欠陥の座標を生成するためである、システム。 - 請求項17に記載の検査システムであって、さらに、
前記プロセッサによって生成される前記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プロセッサに連結される出力モジュール、を備える、システム。 - 前記第1の画像および第2の画像の前記一方で検出される前記欠陥サイトが前記第1の画像および前記第2の画像の前記もう一方で検出される前記欠陥サイトと一致する時、前記識別が欠陥の正識別であり、およびさもなければ前記識別が欠陥の負の識別である、請求項18に記載の検査システム。
- 請求項19に記載の検査システムであって、さらに、
前記プロセッサに連結される検査画像収集装置を備え、前記検査画像収集装置が、それの所定の位置で前記ウェーハの画像を収集するためであり、前記所定の位置が、前記検出欠陥サイトに対応する、ことを特徴とするシステム。 - 前記検査画像収集装置が、前記ウェーハの画像を収集するために前記第1の照明および前記第2の照明の少なくとも1つを受け取る、ことを特徴とする請求項20に記載の検査システム。
- 前記第1の照明が第1の強度レベルを有し、前記第2の照明が第2の強度レベルを有する、請求項1に記載の検査システム。
- 前記第1の強度レベルと、前記第2の強度レベルが互いに異なる、請求項22に記載の検査システム。
- 一検査方法であって、
ウェーハが走査走行パスに沿って移動されている間に、前記ウェーハの一部が配置されている検査位置に対して、照明設定によって、第1の照明および第2の照明を連続して供給し、向かわせるステップであって、前記照明設定は、明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明との組合せの少なくとも1つを出力するように構成されている、ステップと、
前記検査位置に配置された前記ウェーハの一部から反射された前記第1の照明および前記第2の照明を、ビーム分割器において受け取るステップと、
明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明の組合せとして受け取った前記第1の照明および前記第2の照明を、それぞれ、第1の光パスおよび第2の光パスのそれぞれに沿って前記ビーム分割器によって反射させるステップであって、前記第1の光パスは前記第2の光パスとは異なる、ステップと、および、
前記ウェーハが走査走行パスに沿って移動されている時に、前記照明設定によって出力される明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明の組合せとして、前記第1の光パスに沿って向けられた前記第1の照明および前記第2の光パスに沿って向けられた前記第2の照明を受けることによって、複数の検査位置の各々において第1の画像および第2の画像を、それぞれ第1の画像収集装置および第2の画像収集装置で収集するステップと、を含み、
前記ウェーハが、前記第1の画像の収集と前記第2の画像の収集との間にある前記走査経路に沿った距離だけ空間的に変位される、ことを特徴とする方法。 - 前記照明設定は、前記第1の照明と前記第2の照明の少なくとも1つの組合せとして明視野広帯域照明と暗視野広帯域照明の複数の組合せを出力するように構成された明視野照明エミッタおよび暗視野照明エミッタを含む複数の広帯域照明エミッタを備えることを特徴とする請求項24に記載の検査方法。
- 請求項25に記載の検査方法であって、さらに、
前記ウェーハから反射される細線照明を受け取ることによって前記ウェーハの3次元画像を収集するステップ、を含み、前記ウェーハの前記3次元画像を収集する前記ステップが、前記ウェーハが動く間に生じる、方法。 - 請求項26に記載の検査方法であって、さらに、
第1の方向におよび少なくとも1つの第2の方向に前記ウェーハから反射される細線照明を受け取るために反射器組立体を構成するステップであって、前記反射器組立体が、受け取られた前記細線照明を、前記第3の画像収集装置による以降の受取りのために所定の進行パスに沿って、前記第1の方向におよび前記少なくとも1つの第2の方向に向けるために更に構成されている、ステップを含む方法。 - 前記第3の画像収集装置による以降の受取りのために前記所定の進行パスに沿って前記第1の方向におよび前記少なくとも1つの第2の方向に、前記ウェーハから反射される前記受け取られた細線照明の前記反射器組立体による前記方向付けが、前記第3の画像収集装置によって収集される前記三次元形状画像の前記品質を高める、ことを特徴とする請求項27に記載の検査方法。
- 前記第3の画像収集装置の露光によって、前記第3の画像収集装置が、前記第1の方向に反射される前記細線照明および前記少なくとも1つの第2の方向に反射される前記細線照明の少なくとも1つを受け取る、ことを特徴とする請求項28に記載の検査方法。
- 前記第1の照明の第1の強度レベルを選択すること、および、前記第2の照明の第2の強度レベルを選択することをさらに含む、請求項24に記載の検査方法。
- 前記第1の強度レベルと、前記第2の強度レベルが互いに異なる、請求項30に記載の検査方法。
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