JP6344898B2 - 欠陥および特徴的形状を検出する装置 - Google Patents

Description

発明の詳細な説明
関連出願
本願は、２０１２年１０月１５日に出願された、特許出願番号第６１／７１４，１７０号の米国特許仮出願の利益および優先権を主張し、その全体が引用によりここに援用される。

背景
一般に、品質保証の際、製品は欠陥を検出するために検査される。たとえばディスク、ウェハ、または媒体といった製品は、検査される多くの製品の一部であり得る。年々製品は小さくなり、今後も小さくなり続けている。したがって、欠陥も小さくなり、検出するのがより困難となっている。

欠陥は、製品、たとえばディスク、ウェハ、媒体などの表面に取込まれる粒形異物から生じ得る。取込まれた粒子は、製品のスパッタリングされた膜を損ない得る。さらに、粒子は仕上げ面を汚して、傷を形成したり破片を発生させたりする。ディスクドライブ技術において、粒形異物といった欠陥は、媒体ヘッドスペースに悪影響を与え得る。

概要
一実施の形態に従い、製品の特徴的形状を検出するための装置が開示される。一実施の形態において、当該装置は光を含むよう構成され、さらに光源から物品の表面に光を伝送するよう構成されている複数のストランドを備え得る。装置はさらに、複数のストランドを介して、物品の表面から反射された光を受取るよう構成されている検出器をも備え、当該検出器は物品に伴う特徴的形状を検出するよう構成されている。

上記のおよびさまざまな他の特徴および利点は、以下の詳細な説明から明らかとなる。

一実施の形態に従い、物品の欠陥を検出するための装置を示す図である。 一実施の形態に従い、欠陥を有する物品の特徴的形状を検出するための装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品にある特徴的形状を検出するためのフィルタを有する装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品にある特徴的形状を検出するための偏光器を有する装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品にある特徴的形状を検出するためのフィルタおよび偏光器を有する装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品にある特徴的形状を検出するためのデジタルマイクロミラーデバイスを有する装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品にある特徴的形状を検出するためのデジタルマイクロミラーデバイスおよび複数の検出器を有する装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品にある特徴的形状を検出するためのデジタルマイクロミラーデバイスおよび偏光器を有する装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品の表面にある特徴的形状を検出するための装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品の表面にある特徴的形状を検出するための装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品の表面上にある特徴的形状と関係する高さを検出するための装置を示す図である。 一実施の形態に従い、物品の表面上にある特徴的形状と関係する高さを検出するための装置を示す図である。 別の一実施の形態に従い、物品の表面上にある特徴的形状と関係する高さを検出するための装置を示す図である。 さらに別の一実施の形態に従い、物品の表面上にある特徴的形状と関係する高さを検出するための装置を示す図である。

詳細な説明
いくつかの特定の実施の形態をより詳細に説明する前に、当業者なら特定の実施の形態はここに記載および／または図示される概念を限定しないことは理解できるであろう。なぜなら、これら実施の形態の要素は変わり得るからである。同様に、ここに記載および／または図示される特定の実施例の形態における要素は当該特定の実施の形態から容易に分離し、他のいくつかの実施の形態のいずれかと任意に組合せることができる、またはここに記載されている他のいくつかの実施の形態のいずれかにある要素と置換可能であることは理解されるであろう。

さらに、当業者ならここに用いられる用語は特定の実施形態を記載する目的のためにあり、その用語は限定を意図するものではないことは理解されるであろう。そうではないと示されない限り、序数（たとえば、第１、第２、第３など）は、エレメントもしくはステップのグループにある異なるエレメントもしくはステップを区別または特定するために用いられており、当該エレメントまたはステップに対して順序のあるまたは数値的制限を与えるものではない。たとえば、「第１」、「第２」、および「第３」のエレメントまたはステップは必ずしもその順序で現われる必要はなく、実施の形態は必ずしも３つのエレメントまたはステップに限定されるものではない。さらに、そうではないと示されない限り、「左」、「右」、「前」、「後ろ」、「頂」、「底」、「前方」、「逆」、「時計回り」、「反時計回り」、「上方」、「下方」または「上」、「下」、「後部」、「前部」、「縦」、「横」、「近位」、「遠位」などの同様の用語は便宜上用いられており、たとえば特定の固定した位置、配向、または方向を意味する意図はない。このような表示はたとえば相対的な位置、配向、または方向を反映するために用いられる。さらに、ａ、an、およびtheの単数形は、内容に照らしてそうではないと示されない限り、複数のものをも含むことは理解されるであろう。

そうではないと示されない限り、ここで用いられる技術用語および科学用語すべては、当業者にとって一般に理解される意味と同じ意味を有する。

一部の実施の形態に従い、光源は光信号、たとえば光を、物品、たとえば半導体ウェハ、ディスク、媒体などの表面に出力する。光源からの光は、媒体ストランド、たとえば光ファイバ、ガラス光学系などを介して物品に送られる。物品の表面から反射した光は取込まれ、後で媒体ストランドを介して検出器に送られる。検出器は物品の特徴的形状、たとえば、欠陥、欠陥の高さなどを特定するために、反射光を解析し得る。したがって、対象の物品をテストし、物品の特定の特徴的形状を同定することができる。

図１Ａを参照すると、一実施の形態１００Ａに従う、物品にある欠陥を検出するための装置が示される。当該装置は、光源１１０、検出器１４０、および１つ以上の媒体ストランド１２０を含むことができ、媒体ストランドは光源１１０および検出器１４０を、一般にテスト面１３０と呼ばれる検査対象物品に結合する。検査物品は、半導体ウェハ、ディスク、媒体などであり得る。

一部の実施の形態に従い、光源１１０は光を物品の表面（テスト面１３０ともいう）に照射する。光は光源１１０から媒体ストランド１２０を介してテスト面１３０に送られる。テスト面１３０の表面から反射した光は媒体ストランド１２０によって取込まれ、つぎに媒体ストランド１２０を介して検出器１４０に送られる。検出器１４０は、テスト面１３０にある特徴的形状を特定するために、反射光を解析し得る。当該特徴的形状は、物品の性能を損なう表面および／または表面下の欠陥を含むが、これに限定されない。一実施の形態に従い、表面および／または表面下の欠陥は、粒子および汚れ、ならびに傷や空所を含む欠陥であり得る。本願で用いられる欠陥の検出は、物品の特徴的形状を特定する一例であり、ここに記載されている実施の形態の範囲を限定する意図はない。

一実施の形態において、光源１１０は光を照射するよう構成されている。光源１１０は広い光源であり得ることは理解される。さまざまな実施の形態において、光源１１０は特定の特徴、たとえばコヒーレント光、インコヒーレント光、偏光、非偏光、異なる波長などを有するよう構成され得る。光源１１０は、異なる特徴の組合せの光、たとえば異なる波長のコヒーレント光、ユーザ選択可能偏光による同時のコヒーレントおよびインコヒーレント光などを提供し得る。一部の実施の形態に従い、光特性の特徴はユーザによって選択可能である。

さまざまな光特性を用いて、物品にある異なる欠陥を特定することができる。一例では、インコヒーレント光は、第１の種類の欠陥を検出するために、被検査物品の平行照射を提供するのに適するのに対して、特定の波長のコヒーレント光は、第２の種類の欠陥を検出するために、被検査物品の平行な照射を提供するのに適し得る。

一部の実施の形態に従い、媒体ストランド１２０は、光を含み、その光をある場所から別の場所に伝送することができる媒体であり得る。たとえば、媒体ストランド１２０は光ファイバケーブル、ガラスファイバなどを含み得る。媒体ストランド１２０の直径は、テスト用途に依存して変動し得る。さらに、異なる直径の媒体ストランド１２０を同じ検査に用いることもできる。一部の実施の形態において、媒体ストランド１２０はミラー１１５、たとえばハーフミラーを含み得る。ミラー１１５は光学コートで被覆され、光源１１０からの光１１２を通しながら、テスト面１３０から反射される光については反射性を有するよう配向され得る。ミラー１１５は、反射光が解析のために検出器１４０に方向付けられるような態様で配向され得る。１つの媒体ストランド１２０しかミラー１１５を有して示されていないが、他の媒体ストランド１２０も同様にミラー１１５を含み得る。

一部の実施の形態において、光学コートは、金属コート、誘電性光学コート、またはその組合せを含み得る。一部の実施の形態において、金属コートはたとえばアルミニウムコートを含む。一部の実施の形態において、誘電性光学コートは、たとえばフッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、さまざまな金属酸化物、およびそのいずれかの組合せを含む。

一部の実施の形態に従い、金属のおよび誘電性の光学コートの組合せをも用いることができる。たとえば、アルミニウムコートのような金属コートをベースコートとして使用し、誘電性光学コートを付加的コートとして用いることができる。別の実施の形態において、光学コートはたとえば誘電性光学コートをベースコートとして、および１つ以上の付加的誘電体コートをその上に含むことができる。

光学コートの数（たとえば、１、２、３、４、５など）、各光学コートの組成（たとえば、アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、さまざまな金属酸化物など）、および各光学コートの厚さは、所望の反射率および／または透過率を提供するよう調整することができる。たとえば、ハーフミラー１１５は、検出器１４０に向かってテスト面１３０から反射される光の少なくとも４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、８０％、８５％、９０％、９５％、または９９％を反射するよう構成され得る。一部の実施の形態において、ハーフミラー１１５上の光学コートの反射率は、９９．９％、９５％、９０％、８５％、８０％、７５％、７０％、６５％、６０％、５５％、５０％、または４５％以下であり得る。上記の組合せを用いて、ハーフミラー上の光学コートの反射率を定めることができる。一部の実施の形態において、たとえばハーフミラー上の光学コートの反射率は４０％以上および９９．９％以下（すなわち、４０％から９９．９％の間）、たとえば５０％以上および９９．９％以下（すなわち、５０％から９９．９％の間）、６０％以上および９９．９％以下（すなわち、６０％から９９．９％の間）、または７５％以上および９９．９％以下（すなわち、７５％から９９．９％の間）であり得る。同様にミラー１１５は、特定の透過特性、たとえば少なくとも６０％、７０％、８０％、９０％、９５％、９９％などを有するように被膜で構成され得る。

さまざまな実施の形態において、媒体ストランド１２０はＴ字型の光ファイバであり、第１の終点で終端する第１の部分、第２の終点で終端する第２の部分、および第３の終点で終端する第３の部分を有する。Ｔ字型光ファイバの第１の終点は、光源１１０からの入射光１１２を送るよう、光源１１０に対して配向され得る。Ｔ字型光ファイバの第２の終点は、光源１１０からの光をテスト面１３０に送り、検査されているテスト面１３０から反射された光を取込むよう、検査されているテスト面１３０に向かって配向され得る。Ｔ字型光ファイバの第３の終点は、検査されているテスト面１３０から反射された光を検出器に伝送するよう、検出器１４０に対して配向され得る。

一実施の形態において、Ｔ字型光ファイバの第３の部分は、第３の終点と反対側の端部にハーフミラー１１５を含み、第３の終点と反対側の端部は、ハーフミラー１１５端である。第３の部分のハーフミラー１１５端の部分は、第１および第２の部分を含む光ファイバに結合して、もたらされるＴ字型光ファイバはここに記載されているように光および反射光を伝送するよう構成されている。複数の光ファイバは上記に従い結合することができ、ここに記載されている実施の形態に従いＴ字型光ファイバのアレイを提供するようまとめられ得る。このようなＴ字型光ファイバのアレイは、被検査物品の平行な照射を提供するのに適し得る。

一部の実施の形態に従い、検出器１４０は光信号、たとえばミラー１１５から反射される、テスト面１３０からの反射光を受取ることができる。検出器１４０はテスト面１３０に欠陥があるか否かを定めるために、受取った光または光信号を解析することができる。検出器１４０は、テスト面１３０からの光の平行な反射を検出するために動作可能であるコンピュータまたは等価の装置および／またはフォトン感知アレイを含み得る。このようなフォトン感知アレイは複数のチャネルを含み、フォトン感知アレイ（たとえばマルチチャネル検出器）の各チャネルは、光ファイバアレイのうちの１本の光ファイバに対応し、光ファイバアレイの各光ファイバは、テスト面１３０の特定の場所に対応し得る。一部の実施の形態において、十分な感度の１つ以上の電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）、または科学的相補型金属酸化膜半導体（ｓＣＭＯＳ）を用いて検出器が欠陥の場所を定めることができる。一部の実施の形態において、フォトマルチプライヤを用いて検出信号を増幅することができる。フォトマルチプライヤチャネルを各光ファイバに対して、およびそれ故フォトン感知アレイ（たとえばマルチチャネル検出器）の各チャネルに対して、用いることができる。たとえば、一部の実施の形態において、マルチチャネル検出器は高分解能ＣＭＯＳまたは電子倍増電荷結合素子（ＥＭＣＣＤ）またはカメラを含む。

一部の実施の形態に従い、欠陥があるか否かを判断するために、光強度を用いることができる。たとえば、実施の形態１００Ａに示されるように、入射光１１２のほんの少ししか散乱されず、それによりテスト面１３０には欠陥がないと推論できる。なぜなら、検出器１４０が受取った光の強度は、入射光１１２の光強度の許容可能なしきい値内にあるからである。しかし、検出器１４０によって検出された光強度が入射光１１２の光強度の許容可能なしきい値内にはない、すなわち図１Ｂおよび実施の形態１００Ｂに示されるように、欠陥１３２から由来する光の散乱１１６からより低い光強度であるのなら、テスト面１３０は表面欠陥１３２を有すると推論できる。他の実施の形態において、光強度がより高ければ、光特性、たとえば、コヒーレント光、インコヒーレント光、偏光、非偏光、異なる波長などに依存して、欠陥があることを示し得る。

概略図には示されていないが、ここに記載される実施の形態はたとえばディスク、媒体、半導体ウェハなどの物品を取付けおよび取外すための手段を用いる。さらに、ここに記載されている実施の形態は、物品を移動または調整するための手段、光源を移動または調整するための手段、検出器を移動または調整するための手段、物品欠陥を検出するための手段、反射光が弾性または非弾性であるかに基づき物品欠陥が有機または無機であるかを判断するための手段、反射光の光強度、物品欠陥についてのデータを取得するための手段、物品欠陥についてのデータを分類するための手段、欠陥についてのデータを分析するための手段などを用いる。

コンピュータまたは等価の装置（すなわち算術演算および論理演算を行なうよう動作可能である処理エレメントおよびメモリを含む装置）を、ここに記載されている実施の形態の異なる局面で用いることができる。たとえば、一部の実施の形態において、コンピュータを用いて装置を動作させるが、これは検査のために物品を取付けおよび取外す、（必要または所望なら）物品を回転させる、光源を移動させる、フォトン感知アレイを移動または調整する、物品欠陥を検出する、反射光が弾性または非弾性であるかに基づき物品欠陥が有機または無機であるかを判断する、反射光の光強度、物品の欠陥についてのデータを取得する、物品の欠陥についてのデータを分類する、物品の欠陥についてのデータを分析するなどを含むが、これらに限定されない。

図１Ｃを参照すると、一実施の形態に従い、物品の特徴的形状を検出するためのフィルタを有する装置が示される。実施の形態１００Ｃは実質的に１００Ｂと同様である。本実施の形態において、フィルタ１５０を用いて所定の波長の光を分離および除去するために用いることができる。たとえば、所定の波長を有する青い光は、所定の波長を有する赤い光と分離することができる。フィルタの種類はユーザが選択できる。フィルタの種類、たとえばバンドパスフィルタ、波長フィルタ、圧電調整波長フィルタ、コヒーレンスフィルタ、位相フィルタ、波長板、偏光フィルタ、圧電調整偏光フィルタなどを、探している欠陥の種類に応じて選択することができ、さらに光源１１０のタイプに基づき選択することができる。一実施の形態に従い、フィルタ１５０をＴ字型光ファイバアレイの第３の終点とフォトン感知アレイとの間に配置して、被検査物品から反射された光の波長および／またはコヒーレンスを区別することができる。しかし、他の実施の形態では、他の場所に位置付けられる、たとえば光源１１０からの光ファイバのＴ字型アレイの第１の終端とミラー１１５との間に位置付けられるフィルタ１５０を含み得る。

一実施の形態に従い、ある種類のフィルタ、たとえばバンドパスフィルタ、波長フィルタ、圧電調整波長フィルタ、コヒーレンスフィルタ、位相フィルタ、波長板、偏光フィルタ、圧電調整偏光フィルタなどを用いて、被検査物品から反射された光、たとえばテスト面１３０からの光が弾性または非弾性であるかを判断できる。反射光が弾性または非弾性であるかの判断を用いて、検出された欠陥が有機または無機であるかを判断することができる。たとえば、有機欠陥があるところから散乱された光の波長を保つことができない。こうして、テスト面１３０から反射された非弾性光の検出は、有機欠陥があることの同定をもたらし得る。代替的に、無機欠陥があることによって散乱された光の波長を保つことができる。こうして、テスト面１３０から反射された弾性光の検出は、無機欠陥があることの同定をもたらし得る。

図１Ｄを参照すると、一実施の形態に従う物品の特徴的形状を検出するための偏光器を有する装置が示される。実施例１００Ｄは実施の形態１００Ｂと実質的に類似している。本実施の形態において、偏光器１６０、たとえば線形偏光器、円形偏光器、偏光フィルタ、圧電調整可能偏光フィルタなどを用いて、所定の偏光を有する光を通しながら他の偏光の光を阻止することができる。偏光器のタイプはユーザによって選択可能である。偏光器のタイプは、探している種類の欠陥に基づき選択することができ、これはさらに光源１１０の種類にも基づく。一実施の形態に従い、偏光器１６０を光ファイバのＴ字型アレイの第３の終点とフォトン感知アレイとの間に配置して、被検査物品から反射された光の偏光および／またはコヒーレンスを区別することができる。しかし、他の実施の形態では、他の場所に位置付けられる、たとえば光源１１０からの光ファイバのＴ字型アレイの第１の終端とミラー１１５との間に位置付けられる偏光器１６０を含み得る。

図１Ｅを参照すると、一実施の形態に従い、ある物品の特徴的形状を検出するためのフィルタおよび偏光器を有する装置が示される。実施の形態１００Ｅは実質的に１００Ｂと類似しているが、フィルタ１５０および偏光器１６０の両方を含む。偏光器１６０およびフィルタ１５０は上記の実施の形態１００Ｃおよび１００Ｄと実質的に類似して動作する。フィルタ１５０および偏光器１６０の順序は、その用途に依存して変わり得る。さらに、フィルタ１５０および偏光器１６０は、他の場所に位置付けられ得る、たとえば光源１１０からの光ファイバのＴ字型アレイの第１の終端とミラー１１５との間に位置付けられ得る。

図１Ｆを参照すると一実施の形態に従い、物品の特徴的形状を検出するためのデジタルマイクロミラーデバイスを有する装置が示される。実施例１００Ｆは実質的に１００Ｂと同様である。しかし、本実施の形態において、デジタルマイクロミラーデバイス１７０は検出器１４０に結合することができる。デジタルマイクロミラーデバイス１７０を用いてテスト面１３０からの反射光を変調することができる。信号変調を用いて、テスト面１３０からの反射光の信号対ノイズ比を向上させることができる。さらに、デジタルマイクロミラーデバイス１７０を用いて光信号を異なる方向に向けることができる。たとえば、青い光は一方の方向に向け、赤い光は異なる方向に向けることができる。デジタルマイクロミラーデバイス１７０は、他の場所に位置付けられ得る、たとえば光源１１０からの光ファイバのＴ字型アレイの第１の終端とミラー１１５との間に位置付けられ得る。

図１Ｇを参照すると、一実施の形態に従い、物品の特徴的形状を検出するためのデジタルマイクロミラーデバイスおよび複数の検出器を有する装置が示される。実施の形態１００Ｇは実質的に１００Ｆと同様である。本実施の形態において、デジタルマイクロミラーデバイス１７０を用いて、テスト面１３０から反射された光の異なる成分を異なる方向に方向付けおよび誘導できる。たとえば、デジタルマイクロミラーデバイス１７０を用いて第１の波長を有する光、たとえば青い光を検出器１４２に誘導させながら、第２の波長を有する光、たとえば赤い光は検出器１４４の方に誘導させることができる。検出器１４２および１４４は２つの異なる検出器、または１つの検出器の異なる部分であり得ることは理解される。

図１Ｈを参照すると、一実施の形態に従い、物品上の特徴的形状を検出するためのデジタルマイクロミラーデバイスおよび偏光器を有する装置が示される。実施の形態１００Ｈは実施の形態１００Ｇおよび１００Ｄの組合せであり、実質的にこれらの実施の形態と同様に動作する。

図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、一実施の形態に従う物品の表面上の特徴的形状を検出するための装置が示される。実施の形態２００Ａは１００Ａおよび１００Ｂと実質的に同様に動作する。こうして、同様のエレメントは既に説明しているので、その説明は繰返さない。しかし、本実施の形態において、ミラーを有さない媒体ストランド２２２が用いられる。本実施の形態において、入射光２１２は光源２１０から、ミラーを有さない、たとえばハーフミラーを有さない、１本の媒体ストランド２２２を介してテスト面２３０に送られる。テスト面２３０からの反射光２１４は取込まれ、ミラーを用いずに、たとえばハーフミラーを用いずに、テスト面２３０から検出器に送られる。実施の形態２００Ｂは実施の形態２００Ａと類似し、表面欠陥２３２およびそこからの散乱光２１６を示す。

記載されている実施の形態２００Ａおよび２００Ｂは、フィルタ、偏光器、デジタルマイクロミラーデバイス、またはそのいずれかの組合せ（図示されていない）を、異なる場所、たとえば検出器２４０に結合、光源２１０に結合、などを同様に含むことができる。さらに、一実施の形態に従い、当該システムは、媒体ストランド２２２およびハーフミラーを有する媒体ストランド１２０の組合せを含むことができる。

図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一実施の形態に従い、物品の表面上の特徴的形状と関係する高さを検出するための装置が示される。実施の形態３００Ａは１００Ｂと同様であるが、物品の表面にある欠陥と関係する高さを検出するために実施の形態２００Ｂを同様に用いることができる。本実施の形態において、光源３１０は、媒体ストランド３２０が特定の距離、たとえばテスト面３３０の表面からｄ₁の距離で位置付けられるよう、配置される。入射光３１２は、光源３１０から媒体ストランド３２０のハーフミラー３１５を透過して、テスト面３３０に送られる。テスト面３３０からの反射された光３１４は、ハーフミラー３１５の表面から検出器３４０の方に向かって反射される散乱光３１６を含むことができる。

一実施の形態において、媒体ストランド３２０との距離は変更され、たとえば、図３Ｂに示されるように、光源３１０の位置を変えることによって、テスト面３３０の表面からの距離ｄ₂となる。ここでも、光源３１０は入射光３１２をハーフミラー３１５を通ってテスト面３３０に伝送する。テスト面３３０から反射された光３１４はハーフミラー３１５から反射し、検出器３４０に方向付けられる。２つの異なる距離での反射光からの情報を有する検出器３４０は、表面欠陥３３２と関係する高さを判断することができる。検出器３４０は干渉計を用いて、表面欠陥３３２の高さを計算することができる。一実施の形態において、欠陥の高さを判断するために、光源３１０および／または媒体ストランド３２０とテスト面３３０との間の距離を変えることから由来して、建設的干渉および相殺的干渉を用いることができる。

図３Ｃを参照すると、別の実施の形態に従い、物品の表面上にある特徴と関係する高さを検出するための装置が示される。実施の形態３００Ｃにおいて、媒体ストランドは異なる長さを有し、そのためテスト面３３０から異なる距離にある。本実施の形態において、媒体ストランド３２０はテスト面３３０の表面からｄ₁の距離にあり、媒体ストランド３２２はテスト面３３０の表面からｄ₂の距離にある。こうして、光源３１０の位置を変える必要はない。なぜなら、媒体ストランドはテスト面３３０から異なる距離にあり、表面欠陥３３２の高さを判断するために、建設的干渉および相殺的干渉をもたらすからである。

図３Ｄを参照すると、さらに別の実施の形態に従い、物品の表面上の特徴的形状と関係する高さを検出するための装置が示される。実施の形態３００Ｄにおいて、媒体ストランド３２０はテスト面３３０の表面からｄ₃の距離にある。入射光３１２はミラー３１５を通って媒体ストランド環境から周囲の環境、たとえば空気を通って、テスト表面３３０に到達する。

入射光３１２の少しの部分は、媒体ストランド３１２と周りの環境、たとえば空気との界面で反射３１３され得る。媒体ストランド３２０と周りの環境との界面から反射された光３１３はつぎにミラー３１５から反射されて検出器３４０に方向付けられる。テスト面３３０から反射された光３１４は周りの環境を通って媒体ストランド３２０に取込まれ得る。反射光３１４はその後ミラー３１５から反射されて検出器３４０に方向付けられる。

一実施の形態に従い、検出器３４０は干渉計３４２を含み得る。しかし、検出器３４０との干渉計３４２の統合は例示的目的のためにあり、実施の形態の範囲を制限する意図はない。干渉計３４２は反射光３１３および３１４を受ける。２つの反射光３１３および３１４は一実施の形態において増幅され得る。反射光３１３および３１４は建設的干渉または相殺的干渉を形成し得る。こうして、建設的または相殺的干渉を伴う距離ｄ₃を用いて、表面欠陥３３２と関係する高さを判断することができる。一実施の形態において、反射光３１３および３１４に伴う位相シフトおよび媒体ストランド３２０とテスト面３３０との間の既知の距離ｄ₃を用いて、表面欠陥３３２と関係する高さを判断することができる。

一実施の形態に従い、装置は表面欠陥３３２と関係する高さを判断する前に、較正される。たとえば、媒体ストランド３２０はテスト面３３０からある距離離れて制御された態様で位置付けられ得る。入射光およびその反射は制御された距離で用いて、所望の距離、たとえばｄ₃であって、テスト面３３０に対して媒体ストランド３２０が位置付けられるべき距離を定める。

用途に基づき、および対象の欠陥に基づき、フィルタ、偏光器、デジタルマイクロミラーデバイス、またはそのいずれかの組合せを、実施の形態３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃおよび３００Ｄで用いることができる。さらに、上記の実施の形態３００Ａ、３００Ｂおよび３００Ｃは、実施の形態２００Ａおよび２００Ｂで記載したように、媒体ストランドがハーフミラーを含まない実施の形態に等価に適用可能である。さらに、一部の実施の形態において、ハーフミラーを有する媒体とハーフミラーを有しない媒体ストランドとの組合せを用いて、欠陥の高さを判断することができる。

こうして、半導体ウェハやディスクといった物品用に記載されている装置およびシステムは、被検査物品の広い領域を網羅するために複数の検出器を同時に使用可能とする柔軟な光学的設計を可能にし、効率および分解能を向上させる、所与のツールフットプリントの最適な使用のためのさまざまな光学コンポーネントおよび検出器の垂直統合を可能にする、光ファイバアレイを用いることにより損失および収差がほとんどない光学経路を用いる、および光学的設計の簡潔性を向上させるために、適切なビームスプリッタ／ハーフミラーと併せて、入射および反射光の両方に同じ光学経路の使用を許可する。ここに記載されている装置およびシステムは、薄膜を物品にスパッタリングするためのスパッタリング装置とインラインで用いることができ、それにより物品はリアルタイムで検査することができる。インライン構成において、一つのまたは複数の光ファイバの第２の終点をスパッタリング装置に位置付けて、欠陥について物品を検査することができる。ここに記載されている装置およびシステムは薄膜を物品にスパッタリングするためのスパッタリング装置とアットラインで用いることができ、それにより物品はリアルタイムで検査することができる。アットライン構成において、一つのまたは複数の光ファイバの第２の終点はスパッタリング装置によって生成されてしまう欠陥について物品を検査するスパッタリング装置に隣接するが外部にあるハウジング内に位置付けることができる。さらに、ここに記載されている装置およびシステムは、ウェハレベルの検査を与える機能を提供することにより、電子およびプローブ顕微鏡検査技術を補う。

特定の実施の形態について詳細な言及がなされ、その例は添付の図面に示される。実施の形態は図面に関連して記載されているが、限定の意図はない。実施の形態は代替物、変形、および均等物を網羅することが意図される。さらに、詳細な説明において、十分な理解を提供するために、いくつかの具体的な詳細が記載されている。しかし、当業者ならびにこれら概念は特定の詳細がなくても実施できることは認識するであろう。他の例では、より広い局面を曖昧にしないよう、既知の方法、プロシージャ、コンポーネントおよび回路は詳細には記載されていない。記載は説明のために、特定の実施の形態を参照して記載されている。しかし、上記は限定の意図がなく、また開示されているそのものの形に概念を限定するものではない。上記の教示に照らして多くの変形および変更が可能である。上記のおよび他の実施は添付の特許請求の範囲内にある。

Claims (20)

1. 装置であって、
   光を物品の表面に照射するよう構成されている光源を備え、前記光源は、ユーザにより選択可能な偏光を有するコヒーレント光とインコヒーレント光とを同時に提供するように構成され、さらに、
   光を含むよう構成され、さらに光を伝送するよう構成されている媒体ストランドを備え、前記媒体ストランドはハーフミラーを含み、前記ハーフミラーは光源からの光を物品に通すよう構成され、前記ハーフミラーは物品の欠陥から反射された光を反射するよう構成され、さらに
   前記ハーフミラーから反射された光を受け取るよう構成されている検出器を備え、前記検出器は物品の欠陥を検出するようさらに構成される、装置。
2. 所定の波長の光を除去するよう構成されているフィルタをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 所定の偏光の光を通すよう構成されている偏光器をさらに備える、請求項１に記載の装置。
4. 物品から反射された光を変調するよう構成されているデジタルマイクロミラーデバイスをさらに備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記デジタルマイクロミラーデバイスは、異なる波長の光を分離するよう構成され、前記デジタルマイクロミラーデバイスは分離された光を検出器の異なる部分に伝送するようさらに構成されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記媒体ストランドは、第１の終点、第２の終点、および第３の終点を有するＴ字型光ファイバである、請求項１に記載の装置。
7. 前記物品から反射された光が弾性または非弾性であるかに基づき、前記欠陥が有機または無機欠陥であるかを判断するよう構成されている、請求項１に記載の装置。
8. 前記媒体ストランドと前記物品との間の距離は、前記欠陥と関係する高さを判断するために変えられ、前記判断は干渉計を用いて行なわれる、請求項１に記載の装置。
9. 前記欠陥の検出は、前記ハーフミラーから反射された光の光強度に基づく、請求項１に記載の装置。
10. 装置であって、
    光を物品の表面に照らすよう構成されている光源を備え、前記光源は、ユーザにより選択可能な偏光を有するコヒーレント光とインコヒーレント光とを同時に提供するように構成され、さらに、
    光を含むよう構成され、さらに前記光源からの光を前記物品に伝送するよう構成されている第１の媒体ストランドと、
    前記物品から反射された光を取込むよう構成されている第２の媒体ストランドと、
    前記第２の媒体ストランドを介して前記物品から反射された光を受け取るよう構成されている検出器とを備え、前記検出器は前記物品の欠陥を検出するようさらに構成されている、装置。
11. 所定の波長の光を除去するよう構成されているフィルタをさらに備える、請求項１０に記載の装置。
12. 所定の偏光の光を通すよう構成されている偏光器をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
13. 物品から反射されかつ第２の媒体ストランドを介して受け取った光を変調するよう構成されているデジタルマイクロミラーデバイスをさらに備える、請求項１０に記載の装置。
14. 前記デジタルマイクロミラーデバイスは、異なる波長の光を分離するよう構成され、前記デジタルマイクロミラーデバイスは分離された光を検出器の異なる部分に伝送するようさらに構成されている、請求項１３に記載の装置。
15. 前記欠陥の検出は、前記物品から反射された光の光強度に基づく、請求項１０に記載の装置。
16. 前記物品から反射された光が弾性または非弾性であるかに基づき、前記欠陥が有機または無機欠陥であるかを判断するよう構成されている、請求項１０に記載の装置。
17. 前記媒体ストランドと前記物品との間の距離、および前記第２の媒体ストランドと前記物品との間の距離は、前記欠陥と関係する高さを判断するために変えられ、前記判断は干渉計を用いて行なわれる、請求項１０に記載の装置。
18. 装置であって、
    光を物品の表面に照らすよう構成されている光源を備え、前記光源は、ユーザにより選択可能な偏光を有するコヒーレント光とインコヒーレント光とを同時に提供するように構成され、さらに、
    光を含むよう構成され、さらに前記光源からの光を前記物品の前記表面に伝送するようさらに構成されている複数のストランドと、
    前記複数のストランドを介して、前記物品の表面から反射された光を受入れるよう構成されている検出器とを備え、前記検出器は前記物品と関係する特徴的形状を検出するようさらに構成されている、装置。
19. 前記複数のストランドのうちの１本のストランドは、光学コートで被覆されるハーフミラーを含み、前記ハーフミラーは前記光源からの光を前記物品に通すよう構成され、
    前記ハーフミラーは前記物品から反射された光を前記検出器に反射するよう構成されている、請求項１８に記載の装置。
20. 前記複数のストランドのうちの１本のストランドは、前記光源からの光を前記物品に伝送するよう構成され、前記複数のストランドのうちの別のストランドは、前記物品から反射された光を取込み、前記物品から反射された光を前記検出器に伝送するよう構成されている、請求項１８に記載の装置。