KR20230044651A - 웨이퍼 검사 광학계 - Google Patents

웨이퍼 검사 광학계 Download PDF

Info

Publication number
KR20230044651A
KR20230044651A KR1020210127024A KR20210127024A KR20230044651A KR 20230044651 A KR20230044651 A KR 20230044651A KR 1020210127024 A KR1020210127024 A KR 1020210127024A KR 20210127024 A KR20210127024 A KR 20210127024A KR 20230044651 A KR20230044651 A KR 20230044651A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflector
optical system
objective lens
wafer inspection
wafer
Prior art date
Application number
KR1020210127024A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102637333B1 (ko
Inventor
박태훈
권오형
장한오
양한모
Original Assignee
(주)넥스틴
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)넥스틴 filed Critical (주)넥스틴
Priority to KR1020210127024A priority Critical patent/KR102637333B1/ko
Publication of KR20230044651A publication Critical patent/KR20230044651A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102637333B1 publication Critical patent/KR102637333B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/08—Mirrors
    • G02B5/10—Mirrors with curved faces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/18—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors
    • G02B7/182—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for prisms; for mirrors for mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/063—Illuminating optical parts
    • G01N2201/0636—Reflectors
    • G01N2201/0637—Elliptic

Abstract

본 발명은 웨이퍼 검사 광학계에 관한 것으로, 보다 구체적으로 사 입사 조명에 의해 웨이퍼에서 발산하는 산란광 중 대물렌즈의 NA를 벗어난 넓은 영역의 산란광을 반사경을 이용하여 한곳에 수집함으로써 웨이퍼의 다양한 결함 신호를 받아들일 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼 검사의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 웨이퍼 검사 광학계에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 검사 광학계{Wafer inspection optics system}
본 발명은 웨이퍼 검사 광학계에 관한 것으로, 보다 구체적으로 사 입사 조명에 의해 웨이퍼에서 발산하는 산란광 중 대물렌즈의 NA를 벗어난 넓은 영역의 산란광을 반사경을 이용하여 한곳에 수집함으로써 웨이퍼의 다양한 결함 신호를 받아들일 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼 검사의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 웨이퍼 검사 광학계에 관한 것이다.
반도체 소자는, 실리콘 웨이퍼에 각종 처리를 실시함에 의해 제작된다. 반도체 제조 공정의 과정에 있어서, 실리콘 웨이퍼 상에 패턴을 형성하는 과정에서 정상부와는 다른 패턴 불량이나 결함이 의도치 않게 형성되어, 반도체 소자의 동작 불량으로 이어지는 경우가 있다. 따라서, 제조 도중의 웨이퍼 상의 패턴에, 정상부와는 다른패턴 불량이나 결함이 있으면 인라인에서 그것을 검출하고, 그 결과를 반도체 제조 공정에 피드백하는 것이, 수율 향상에 있어서 중요하다.
패턴 검사 장치(결함 검사 장치)는, 반도체 웨이퍼 상의 결함을 위치 정보로서 검출하는 장치이다. 검출된 결함의 좌표 정보는, 리뷰 SEM(주사 전자현미경) 등의 관찰 장치에 의해 결함의 확대 화상을 취득하기 위하여 이용된다. 리뷰 SEM의 취득 화상은 결함 종별의 특정에 사용되지만, 이 결과는 제조공정의 상태 관리 등에 사용된다. 예를 들면 결함 종별마다의 결함수의 빈도 분포의 모니터링 등의 방법에 의한다.
전반적인 검사 속도(시간당 웨이퍼 수)를 유지하면서 입자, 이형(anomaly) 및 다른 결함 유형에 대한 감도를 개선하는 것이 웨이퍼 검사 시스템에서 요구된다. 암시야(Dark-field illumination) 광학 검사 시스템은 웨이퍼를 특정 패턴, 즉 개별적인 점, 선 또는 영역으로 조명하기 위해 전형적으로 레이저 광을 이용하고, 대응하는 센서 집합에 산란된 광을 지향시키기 위해 수집 광학계(collection optics)를 이용한다.
도 1은 종래의 암시야 웨이퍼 검사 시스템(3)을 개략적으로 나타낸 것으로, 종래 시스템(3)은, 웨이퍼(4)의 표면을 향해 광원(5)이 광을 사 입사(oblique incident) 하고, 웨이퍼(4)의 표면에서 산란되는 산란광(scattering light)이 대물 렌즈(6)에 수집되어 결상되며, 컴퓨팅 서브 시스템(7)에 의해 이미징 처리가 이루어지는 구조로 이루어진다.
이때, 도시된 바와 같이 웨이퍼 표면에서 산란광은 넓은 영역으로 산란되는데, 이 중 대물렌즈로는 소정 각도 이내의 산란광만 입사하게 될 뿐이므로, 종래의 시스템에 의할 경우 검사 성능이 저하되는 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제2020-0128602호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 사 입사 조명에 의해 웨이퍼에서 발산하는 산란광 중 대물렌즈의 NA를 벗어난 넓은 영역의 산란광을 반사경을 이용하여 한곳에 수집함으로써 웨이퍼의 다양한 결함 신호를 받아들일 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼 검사의 성능을 크게 향상시킬 수 있는 웨이퍼 검사 광학계를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 일 예에 따른 웨이퍼 검사 광학계는, 웨이퍼의 타겟 표면을 향해 소정 각도로 빛을 조사하는 광원; 상기 웨이퍼의 타겟 표면에서 산란되는 산란광을 수광하기 위한 대물렌즈; 및 상기 웨이퍼의 타겟 표면에서 산란되는 산란광 중 적어도 일부를 반사시켜 상기 대물렌즈로 입사시키는 반사경;을 포함할 수 있다.
상기 반사경은 제1 초점과 제2 초점을 가지는 타원형 반사경일 수 있다.
상기 반사경은 상기 제2 초점이 상기 웨이퍼의 타겟 표면에 위치하도록 배치될 수 있다.
상기 제1 초점의 위치에는 핀홀이 구비될 수 있다.
상기 반사경으로부터 반사되는 반사광이 상기 핀홀로 입사되는 입사각은, 상기 대물렌즈의 개구수 이내일 수 있다.
상기 반사경은 다수개가 구비될 수 있다.
상기 다수개의 반사경은, 상기 광학계를 상부에서 바라보았을 때, 상기 광원과 대향하여 위치하는 제1 반사경과, 상기 제1 반사경의 원주방향을 따라 상기 제1 반사경과 소정 간격 이격되어 위치하는 제2 반사경을 포함할 수 있다.
상기 반사경은, 상기 광학계를 상부에서 바라보았을 때, 상기 타겟 표면을 중심으로 하는 원호 형태일 수 있다.
상기 반사경의 중앙은 상기 광원 및 상기 타겟 표면과 동일선상에 위치하고, 상기 반사경의 중심각은 180도 보다 작을 수 있다.
상기 반사경의 중앙은 상기 광원 및 상기 타겟 표면과 동일선상에 위치하고, 상기 반사경의 중심각은 180도 보다 클 수 있다.
상기 대물렌즈를 상하방향으로 이동시키는 대물렌즈 구동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 대물렌즈 구동부는 상기 대물렌즈와 상기 제1 초점 사이의 거리와, 상기 제1 초점과 상기 제2 초점 사이의 거리가 동일하도록, 상기 대물렌즈를 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 반사경의 위치와 각도 중 적어도 하나를 조정하는 반사경 구동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 반사경 구동부는, 상기 반사경을 상하로 이동시키고, 상기 반사경의 각도를 틸팅시키는 것이 가능할 수 있다.
상기 반사경은 평면 반사경일 수 있다.
상기 대물렌즈의 각도를 조정하는 대물렌즈 구동부;를 더 포함하고, 상기 대물렌즈 구동부는 상기 반사경으로부터 반사되는 반사광이 상기 대물렌즈를 향해 수직하게 입사되도록 상기 대물렌즈의 각도를 조정할 수 있다.
상기 반사경의 위치와 각도 중 적어도 하나를 조정하는 반사경 구동부;를 더 포함할 수 있다.
상기 반사경 구동부는, 상기 반사경을 상하로 이동시키고, 상기 반사경의 각도를 틸팅시키는 것이 가능할 수 있다.
본 발명에 의하면, 사 입사 조명에 의해 웨이퍼에서 발산하는 산란광 중 결상 광학계의 NA를 벗어난 넓은 영역의 산란 광을 반사경을 이용하여 한곳에 수집함으로써, 웨이퍼의 다양한 결함 신호를 받아들일 수 있게 되어 검사의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 암시야 웨이퍼 검사 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 웨이퍼 검사 광학계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 반사경을 측면에서 바라본 도면이다.
도 4는 반사경의 사시도이다.
도 5는 반사경의 크기와 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 광학계를 상부에서 바라본 도면이다.
도 7, 8, 9는 반사경의 다양한 실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 반사경의 크기와 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 2의 광학계를 다시 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 웨이퍼 검사 광학계를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 도 12의 광경로를 입체적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 웨이퍼 검사 광학계를 개략적으로 나타낸 것으로서, 본 광학계(10)는 웨이퍼 검사 시스템의 일부 컴퓨터 서브시스템(12)을 포함하여 웨이퍼(11)의 표면을 검사하도록 구성되는 웨이퍼 검사 시스템의 일부 광학 요소에 해당할 수 있다.
웨이퍼(11)는 스테이지(미도시) 상에 올려질 수 있으며, 스테이지는 척(chuck)을 포함할 수 있다. 척은 테두리 맞물림 척, 진공 척, 또는 공기 축받이 척(air bearing chuck)일 수 있으며, 하나의 척은 복수의 웨이퍼 직경(예를 들면, 300 mm 및 450 mm) 또는 단일 기판 직경을 지지할 수 있다. 스테이지는 x, y, z 방향으로 위치가 이동될 수 있고, 동시에 또는 선택적으로 θ 방향으로 전환될 수 있다.
컴퓨터 서브시스템(12)은 이미지 센서(미도시)의 출력을 사용하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 구성으로서, 컴퓨터 서브시스템은 공지된 임의의 적당한 컴퓨터 시스템일 수 있다.
본 광학계(10)는 웨이퍼의 표면에 대한 상을 수집하여 이미지 센서 등의 결상 광학계로 전달하기 위한 검출 광학계로서, 도시된 바와 같이 크게 광원(100), 대물렌즈(200), 및 반사경(300)을 포함할 수 있다.
광원(100)은 웨이퍼의 표면, 보다 구체적으로 웨이퍼의 타겟 표면(T)을 향해 소정 각도로 빛을 조사하는 것으로, 예를 들어 펄스 레이저일 수 있다. 타겟 표면(T)은 웨이퍼 표면 중 일부의 특정 영역 또는 웨이퍼 표면 전체를 의미할 수 있으며, 웨이퍼 표면 상 타겟 표면의 위치는 스테이지 구동에 의해 변경될 수 있다. 광원(100)에서 방출되는 빛은 웨이퍼의 표면을 향해 소정 각도를 가지도록 하여 웨이퍼의 표면에 대해 사 입사될 수 있으며, 이와 같은 사 입사 조명(101)은 검사체, 즉 웨이퍼의 표면에 충돌하여 산란될 수 있다.
대물렌즈(200)는 웨이퍼의 타겟 표면(T)에서 산란되는 산란광(102)을 수광하기 위한 구성으로서, 대물렌즈(200)는 웨이퍼의 표면에 대해 수직한 방향으로 웨이퍼 표면의 상부에 위치할 수 있다. 대물렌즈(200)의 수광 각도는 대물 렌즈의 개구수(NA)에 의해 결정될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 예에 따른 광학계에 대해 살펴보기로 한다.
도 2 내지 10은 본 발명의 일 예에 따른 반사경에 대한 도면으로서,도시된 바와 같이 본 예의 광학계에서는 반사경(300)이 타원형 반사경(Ellipse mirror)으로 구성될 수 있다.
도 3은 반사경을 측면에서 바라본 도면이고, 도 4는 반사경의 사시도로서, 도시된 바와 같이 반사경은 제1 초점(f1)과 제2 초점(f2)를 가질 수 있으며, 제1 초점(f1)과 제2 초점(f2)을 두 정점(c, -c)으로 하는 타원(ellipse)의 일부에 해당하는 형태로 이루어질 수 있다.
이때, 반사경(300)은 제2 초점(f2)이 웨이퍼의 타겟 표면(T)에 위치하도록 배치될 수 있고, 이에 대응하여 제1 초점(f1)의 위치에는 대물렌즈(200)가 위치하도록 반사경(300)이 배치될 수 있다. 이와 같이 반사경이 배치됨으로써, 타겟 표면에서 산란되는 산란광들 중 반사경에 입사되는 산란광은 반사경에 의해 반사되어 대물렌즈에 집광될 수 있게 되며, 이에 따라 대물렌즈는 빛을 일 점으로 집광하는 포인트 콜렉터의 기능을 수행할 수 있게 된다.
이와 같이 타원형 반사경(300)은 타원 방정식의 두 초점을 이용하여 일 초점에서 나오는 빛이 다른 초점에 모이게 되는 것을 이용하는 것으로, 타원형 반사경의 곡률은 대물렌즈의 초점거리(2c) 또는 여유공간(2c)에 따라 적용될 수 있다. 예를 들어, 여유공간(2c)이 30mm일 경우, 반사경은 900 = b2 - a2을 만족하는 a, b의 타원함수가 되며, 이에 기초하여 반사경의 곡률이 결정될 수 있다.
또한, 웨이퍼의 표면으로부터 산란되는 산란광(102)은 웨이퍼 패턴의 주파수에 따라 서로 다른 차수(order)로 발산하므로, 타원 반사경(301)의 크기와 형태는 얻고자 하는 차수의 각도 또는 초점으로 모인 빛의 대물렌즈의 NA에 따라 결정될 수 있다. 도 5는 반사경의 크기와 형태를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 반사경(300)은 대물렌즈의 NA에 따라, 도면상 좌측의 반사경과 같이 낮은 각도와 차수를 가지거나, 도면상 우측의 반사경과 같이 높은 각도와 차수를 가지도록 구성될 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 본 광학계(10)는 제1 초점(f1)의 위치에 핀홀(400)이 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 핀홀(400)은 플레이트 상의 일 영역이 관통된 구조로 형성될 수 있으며, 대물렌즈(200)의 하부에 배치될 수 있다. 핀홀(400)이 구비됨에 따라, 웨이퍼의 표면에서 산란되는 산란광(102) 중 일부가 대물렌즈(200)에 직접 입사되는 것을 차단할 수 있고, 나아가 반사경(300)에 의해 반사되어 제1 초점(f1)으로 집광된 반사광(103)이 대물렌즈의 NA 이내로 입사하는 것에 도움이 될 수 있다.
한편, 도 10을 참조하여 후술하는 바와 같이, 본 광학계(10)에서는 대물렌즈(200)를 상하 방향으로 이동시키는 대물렌즈 구동부(200A)가 더 구비될 수 있으며, 구동부(200A)에 의해 대물렌즈(200)가 제1 초점(f1)의 위치에서 상부로 이동될 시 제1 초점(f1)의 위치에는 핀홀(400)만 위치하게 될 수 있고, 이때 본 광학계(10)는 반사경(300)으로부터 반사되어 핀홀(400)로 입사되는 반사광(103)의 입사각이 대물렌즈의 NA보다 작게 형성되도록 구성될 수 있다.
도 6은 본 광학계를 상부에서 바라본 도면으로서, 도시된 바와 같이 반사경(300)은 상부에서 바라보았을 때 타겟 표면(T)을 중심으로 하는 원호 형태로 이루어질 수 있다. 반사경은 1개 구비될 수 있고, 하나의 반사경은 광원에 대향하도록 위치할 수 있으며, 반사경의 중앙은 광원 및 타겟 표면과 동일선상에 위치할 수 있다.
산란광(102)은 타겟 표면(T)을 중심으로 하여 전 방향으로 산란될 수 있는데, 이때 산란광(102)은 사입사 조명(101)에 의한 암시야 조명에 해당하므로, 광원(100)과 대향하는 영역, 즉 사입사 조명(101)의 진행방향과 수평한 영역에서 산란광(102)의 세기가 가장 크게 형성되고, 사입사 조명(101)의 진행방향과 이루는 각도가 커질수록 산란광(102)의 세기가 점차 작게 형성될 수 있다.
여기서, 본 발명은 반사경(300)을 광원(100)과 대향하도록 설치함으로써 가장 밝은 산란광을 획득할 수 있으며, 반사경(300)의 중앙이 광원(100) 및 타겟 표면(T)과 동일선상에 위치하도록 함으로써 타겟 표면(T)에 대한 대칭적인 정보를 획득할 수 있다.
나아가, 본 발명은 광원(100)과 대향하는 영역, 즉 사입사 조명(101)의 진행방향과 수평한 영역의 암시야 조명뿐만 아니라, 사입사 조명(101)의 진행방향과 소정 각도를 이루는 영역의 암시야 조명(dark dark-field)을 더 이용할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 7은 다수의 반사경을 이용한 광학계를 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 반사경(300)이 다수개 구비될 수 있으며, 다수의 반사경(300)은 광원에 대향하도록 위치하는 제1 반사경(301)과, 사입사 조명(101)의 진행방향과 소정 각도를 이루록 배치되는 제2 반사경(302)를 포함하여 이루어질 수 있다. 제2 반사경(302)은 제1 반사경(301)의 원주방향을 따라 제1 반사경(301)과 소정 간격 이격되어 위치될 수 있으며, 제2 반사경(302)은 적어도 하나 이상 구비될 수 있다. 또한, 제1 반사경(301), 제2 반사경(302) 각각은 그 크기 및 형태가 동일하게 형성될 수 있다. 이와 같이, 제1 반사경(301) 뿐 아니라 제2 반사경(302)이 더 구비됨에 따라, 웨이퍼의 타겟 표면(T)에 대한 더욱 다양한 정보, 특히 dark dark-field 영역에서의 정보를 획득할 수 있다.
제1 반사경(301) 이외에 제2 반사경(302)을 더 구비하는 것과 달리, 본 발명은 하나의 반사경(300)을 원주방향으로 연장하여 이와 동일한 효과를 가지도록 구성될 수 있다. 도 8, 9는 원주방향으로 연장된 반사경을 나타내는 도면으로서, 도 8과 같이 반사경(300)의 중심각(θ)이 180도보다 작게 형성되거나, 도 9와 같이 반사경(300)의 중심각(θ)이 180도보다 크게 형성될 수 있다. 한편, 도시하지는 않았으나, 반사경을 원주방향으로 완전히 연장하여 완전한 원 형태로 형성하고, 일정 부분에 빛이 지나갈 수 있는 관통 구조를 설치하는 형태로 설계 변경될 수 있음은 물론이다.
도 8, 9의 예는 도 7의 예에 비해 구성 및 설치가 간편하다는 이점이 있고, 도 7의 예는 도 8, 9의 예에 비해 반사경 각각에 대해 미세한 조정이 가능한 이점이 있다.
도 10은 도 2의 광학계를 다시 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 광학계(10)는 대물렌즈(200)를 상하방향으로 이동시키는 대물렌즈 구동부(200A)를 더 포함할 수 있다.
대물렌즈 구동부(200A)는, 대물렌즈(200)와 제1 초점(f1) 사이의 거리와, 제1 초점(f1)과 제2 초점(f2) 사이의 거리가 동일하도록, 대물렌즈(200)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 본 광학계는 대물렌즈 구동부에 의해, 핀홀에서 대물렌즈 까지의 거리(S)가 반사경의 두 초점간 거리(2c)에 해당되도록 배치가 변경될 수 있다(T=2c).
나아가, 도 5를 다시 참조하면, 본 광학계(10)는 반사경(300)의 위치와 각도 중 적어도 하나를 조정하는 반사경 구동부(300A)를 더 포함할 수 있으며, 이때 반사경 구동부(300A)는 반사경(300)을 상하로 이동시키고, 반사경(300)의 각도를 틸팅시킬 수 있다. 즉, 구동부(300A)는 반사경(300)을 상하로 이동시켜 반사경(300)의 위치를 상하로 조정할 수 있고, 이와 개별적으로 또는 동시에 반사경(300)을 틸트시켜 반사경(300)의 대향 각도를 조정할 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼의 타겟 표면, 광원, 대물렌즈 등의 사양이 변경되는 경우에도 이에 최적화되도록 반사경의 배치를 변경시킬 수 있다.
이하에서는 본 발명의 다른 예에 따른 광학계에 대해 살펴보기로 한다.
도 11은 본 발명의 다른 예에 따른 웨이퍼 검사 광학계를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 12는 도 11의 광경로를 입체적으로 나타낸 도면으로서, 도시된 바와 같이 본 예의 광학계(10)에서는 반사경(300)이 평면 반사경으로 구성될 수 있다.
평면 반사경(300)은 사각형 또는 원형으로 이루어질 수 있으며, 평면 반사경의 크기는 상술한 타원 반사경과 마찬가지로 입사시키고자 하는 차수와 대물렌즈의 NA에 따라 결정될 수 있다.
한편, 본 예의 광학계 역시 대물렌즈 구동부(200A)를 더 포함할 수 있으며, 다만 앞의 예의 대물렌즈 구동부(200A)가 대물렌즈(200)를 상하방향으로 이동시키는것과 달리, 본 예의 대물렌즈 구동부(200A)는 대물렌즈(200)의 각도를 조정하여, 반사경(300)으로부터 반사되는 반사광(103)이 대물렌즈(200)를 향해 수직하게 입사되도록 대물렌즈(200)의 대향 각도를 조정할 수 있다.
또한, 대물렌즈 구동부(200A)와 함께, 앞의 예에서 설명한 반사경 구동부(300A)가 더 구비될 수 있으며, 반사경 구동부(300A)는 반사경(300)을 상하로 이동시키고, 이와 동시에 또는 선택적으로 반사경(300)의 각도를 틸팅시킬 수 있다. 본 예의 광학계(10)에 의하면, 대물렌즈 구동부(200A)와 반사경 구동부(300A)를 적절히 조절하여 다양한 조건에서 최적화가 가능해질 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 웨이퍼 검사 시스템에서 웨이퍼의 결함에 조사된 빛의 scattering profile은 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 수집된 빛의 각도와 위치에 따라 서로 다른 에너지 밀도를 가지기 때문에 Detector의 Sensitivity가 매우 달라질 수 있는데, 본 발명에 의하면 반사경을 이용해 대물렌즈의 NA를 벗어난 넓은 영역의 산란광을 한곳에 수집할 수 있으며, 이를 활용하여 다양한 결함 신호를 받아들일 수 있게 되어 검사의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
10: 웨이퍼 검사 광학계
100: 광원
101: 사 입사 조명
102: 산란광
103: 반사광
200: 대물렌즈
200A: 대물렌즈 구동부
300: 반사경
300A: 반사경 구동부
400: 핀홀
11: 웨이퍼
T: 타겟 표면
12: 컴퓨터 시스템

Claims (18)

  1. 웨이퍼의 타겟 표면을 향해 소정 각도로 빛을 조사하는 광원;
    상기 웨이퍼의 타겟 표면에서 산란되는 산란광을 수광하기 위한 대물렌즈; 및
    상기 웨이퍼의 타겟 표면에서 산란되는 산란광 중 적어도 일부를 반사시켜 상기 대물렌즈로 입사시키는 반사경;을 포함하는, 웨이퍼 검사 광학계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사경은 제1 초점과 제2 초점을 가지는 타원형 반사경인, 웨이퍼 검사 광학계.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사경은 상기 제2 초점이 상기 웨이퍼의 타겟 표면에 위치하도록 배치되는, 웨이퍼 검사 광학계.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 초점의 위치에는 핀홀이 구비되는, 웨이퍼 검사 광학계.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반사경으로부터 반사되는 반사광이 상기 핀홀로 입사되는 입사각은, 상기 대물렌즈의 개구수 이내인, 웨이퍼 검사 광학계.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 반사경은 다수개가 구비되는, 웨이퍼 검사 광학계.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 다수개의 반사경은,
    상기 광학계를 상부에서 바라보았을 때,
    상기 광원과 대향하여 위치하는 제1 반사경과,
    상기 제1 반사경의 원주방향을 따라 상기 제1 반사경과 소정 간격 이격되어 위치하는 제2 반사경을 포함하는, 웨이퍼 검사 광학계.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 반사경은,
    상기 광학계를 상부에서 바라보았을 때,
    상기 타겟 표면을 중심으로 하는 원호 형태인, 웨이퍼 검사 광학계.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 반사경의 중앙은 상기 광원 및 상기 타겟 표면과 동일선상에 위치하고,
    상기 반사경의 중심각은 180도 보다 작은, 웨이퍼 검사 광학계.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 반사경의 중앙은 상기 광원 및 상기 타겟 표면과 동일선상에 위치하고,
    상기 반사경의 중심각은 180도 보다 큰, 웨이퍼 검사 광학계.
  11. 제2항에 있어서,
    상기 대물렌즈를 상하방향으로 이동시키는 대물렌즈 구동부;를 더 포함하는, 웨이퍼 검사 광학계.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 대물렌즈 구동부는
    상기 대물렌즈와 상기 제1 초점 사이의 거리와, 상기 제1 초점과 상기 제2 초점 사이의 거리가 동일하도록, 상기 대물렌즈를 상하방향으로 이동시키는, 웨이퍼 검사 광학계.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 반사경의 위치와 각도 중 적어도 하나를 조정하는 반사경 구동부;를 더 포함하는, 웨이퍼 검사 광학계.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 반사경 구동부는,
    상기 반사경을 상하로 이동시키고, 상기 반사경의 각도를 틸팅시키는 것이 가능한, 웨이퍼 검사 광학계.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 반사경은 평면 반사경인, 웨이퍼 검사 광학계.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대물렌즈의 각도를 조정하는 대물렌즈 구동부;를 더 포함하고,
    상기 대물렌즈 구동부는
    상기 반사경으로부터 반사되는 반사광이 상기 대물렌즈를 향해 수직하게 입사되도록 상기 대물렌즈의 각도를 조정하는, 웨이퍼 검사 광학계.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 반사경의 위치와 각도 중 적어도 하나를 조정하는 반사경 구동부;를 더 포함하는, 웨이퍼 검사 광학계.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 반사경 구동부는,
    상기 반사경을 상하로 이동시키고, 상기 반사경의 각도를 틸팅시키는 것이 가능한, 웨이퍼 검사 광학계.
KR1020210127024A 2021-09-27 2021-09-27 웨이퍼 검사 광학계 KR102637333B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210127024A KR102637333B1 (ko) 2021-09-27 2021-09-27 웨이퍼 검사 광학계

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210127024A KR102637333B1 (ko) 2021-09-27 2021-09-27 웨이퍼 검사 광학계

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20230044651A true KR20230044651A (ko) 2023-04-04
KR102637333B1 KR102637333B1 (ko) 2024-02-20

Family

ID=85928980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210127024A KR102637333B1 (ko) 2021-09-27 2021-09-27 웨이퍼 검사 광학계

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102637333B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970000709A (ko) * 1995-06-26 1997-01-21 한승준 자동차 후문의 힌지보강판 취부구조
JP2001289793A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 Nikon Corp 表面検査装置
JP2004105708A (ja) * 1991-04-29 2004-04-08 Massachusetts Inst Of Technology 光学的イメージを形成するシステム、方法および装置
JP2005172602A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Nikon Corp 欠陥検査装置
US7656519B2 (en) * 2007-08-30 2010-02-02 Kla-Tencor Corporation Wafer edge inspection
JP2013195088A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Nikon Corp 検査装置、検査方法、およびデバイス製造方法
KR20200128602A (ko) 2011-07-12 2020-11-13 케이엘에이 코포레이션 웨이퍼 검사

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004105708A (ja) * 1991-04-29 2004-04-08 Massachusetts Inst Of Technology 光学的イメージを形成するシステム、方法および装置
KR970000709A (ko) * 1995-06-26 1997-01-21 한승준 자동차 후문의 힌지보강판 취부구조
JP2001289793A (ja) * 2000-04-04 2001-10-19 Nikon Corp 表面検査装置
JP2005172602A (ja) * 2003-12-10 2005-06-30 Nikon Corp 欠陥検査装置
US7656519B2 (en) * 2007-08-30 2010-02-02 Kla-Tencor Corporation Wafer edge inspection
KR20200128602A (ko) 2011-07-12 2020-11-13 케이엘에이 코포레이션 웨이퍼 검사
JP2013195088A (ja) * 2012-03-15 2013-09-30 Nikon Corp 検査装置、検査方法、およびデバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102637333B1 (ko) 2024-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100322326B1 (ko) 인렌즈오프엑시스조사기를갖는검사시스템
JP4023558B2 (ja) 明視野照明及び暗視野照明を有する自動検査システム
JP4616472B2 (ja) 表面の異常および／または特徴を検出するためのシステム
EP0526982B1 (en) Fine structure evaluation apparatus and method
KR100669845B1 (ko) 표면 상의 이상을 검사하기 위한 스캐닝 방법 및 시스템
US6731384B2 (en) Apparatus for detecting foreign particle and defect and the same method
JP3385442B2 (ja) 検査用光学系および検査装置
US8160352B2 (en) Surface inspection method and surface inspection apparatus
US6366352B1 (en) Optical inspection method and apparatus utilizing a variable angle design
CN102971823B (zh) 具有可见光和红外成像的带电粒子束处理系统
JP2009244035A (ja) 欠陥検査装置及び欠陥検査装置
JP2006250739A (ja) 異物欠陥検査方法及びその装置
CN110073203B (zh) 检查透明基材上的缺陷的方法和设备
US20110141267A1 (en) Optical inspection system using multi-facet imaging
US9746430B2 (en) Optical inspecting apparatus
JP5111721B2 (ja) 複数検出器顕微鏡検査システム
CN113325006B (zh) 一种超微缺陷检测装置及其检测方法
KR20190077490A (ko) 투명 기판 상의 결함 검사 방법 및 장치, 및 입사광 조사 방법
JP2005517217A6 (ja) 複数検出器顕微鏡検査システム
IL257762A (en) Single-corner dark-field imaging
KR102554867B1 (ko) 기판 검사 장치
US20110199764A1 (en) Device and method for controlling an angular coverage of a light beam
KR102637333B1 (ko) 웨이퍼 검사 광학계
CN111246963A (zh) 加工装置及移动体的制造方法
CN104169713A (zh) 暗场半导体晶圆检查装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant