(57)【要約】  ウェハの検査用の方法及びシステムが提供される。一方法は、ウェハ内に侵入する第１の波長の光とウェハ内に実質的に侵入しない第２のウェハにおける光をウェハに照射することを含む。この方法は、さらに、照射工程から結果として生じるウェハからの光に応答して出力信号を発生することを含む。それに加えて、この方法は、出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出することを含む。この方法は、さらに、これらの出力信号を使用して欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することを含む。
2009511878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハを検査する方法であって、
前記ウェハ内に侵入する第１の波長の光と前記ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光を前記ウェハに照射することと、
前記照射することから結果として生じる前記ウェハからの光に応答して出力信号を発生することと、
前記出力信号を使用して前記ウェハ上の欠陥を検出することと、
前記出力信号を使用して前記欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することと
を含む方法。
【請求項２】
前記第１の波長は可視光線波長であり、前記第２の波長は紫外線波長である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１と第２の波長の前記光を前記ウェハに前記照射することが順次実行される請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１と第２の波長の前記光を前記ウェハに前記照射することが同時に実行される請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記照射することは、前記第１と第２の波長の光を、実質的に同じ入射角で前記ウェハに当てることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記照射することは、前記第１と第２の波長の光を、異なる入射角で前記ウェハに当てることを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ウェハからの前記光が散乱光を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記発生することは、複数の組の立体角で前記ウェハから前記光を集光することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
さらに、前記出力信号を使用して前記欠陥の横方向寸法を決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
さらに、前記出力信号を使用して前記欠陥の前記表面下欠陥の深さを決定することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記決定することは、前記ウェハ上の位置に応じて、前記第１の波長の前記光を前記ウェハに前記照射した結果として前記ウェハから返される前記光に応答する前記出力信号と前記第２の波長の前記光を前記ウェハに照射した結果として前記ウェハから返される前記光に応答する前記出力信号とを比較することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
ウェハを検査するように構成されたシステムであって、
前記ウェハ内に侵入する第１の波長の光と前記ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光を前記ウェハに照射するように構成された照射サブシステムと、
前記ウェハの照射から結果として生じる前記ウェハからの光に応答して出力信号を発生するように構成される検出サブシステムと、
前記出力信号を使用して前記ウェハ上の欠陥を検出し、前記出力信号を使用して前記欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定するように構成された処理サブシステムと
を備えるシステム。
【請求項１３】
前記照射サブシステムが単一光源を含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記照射サブシステムが複数の光源を備え、前記複数の光源のうちの１つは、前記第１の波長の前記光を発生するように構成され、前記複数の光源のうちのもう１つは、前記第２の波長の前記光を発生するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１の波長は可視光線波長であり、前記第２の波長は紫外線波長である請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記照射サブシステムは、さらに、前記第１と第２の波長の前記光を前記ウェハに順次照射するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記照射サブシステムは、さらに、前記第１と第２の波長の前記光を前記ウェハに同時に照射するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記照射サブシステムは、さらに、前記第１と第２の波長の前記光を、実質的に同じ入射角で前記ウェハに当てることにより前記ウェハを照射するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記照射サブシステムは、さらに、前記第１と第２の波長の前記光を、異なる入射角で前記ウェハに当てることにより前記ウェハを照射するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ウェハからの前記光が散乱光を含む請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記検出サブシステムは、さらに、複数の組の立体角で前記ウェハから前記光を集光するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記処理サブシステムは、さらに、前記出力信号を使用して前記欠陥の横方向寸法を決定するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
前記処理サブシステムは、さらに、前記出力信号を使用して前記ウェハ内の前記表面下欠陥の深さを決定するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記処理サブシステムは、さらに、前記ウェハ上の位置に応じて、前記第１の波長の前記光を前記ウェハに照射した結果として前記ウェハから返される前記光に応答する前記出力信号と前記第２の波長の前記光を前記ウェハに照射した結果として前記ウェハから返される前記光に応答する前記出力信号とを比較するように構成される請求項１２に記載のシステム。
【請求項２５】
ウェハ上の欠陥を検出する方法を実行するコンピュータ・システム上で実行可能なプログラム命令を収めたキャリア媒体であって、前記方法は、
前記ウェハ内に侵入する第１の波長の光を前記ウェハに照射した結果として生じる前記ウェハからの光に応答する第１の出力信号を使用して前記ウェハ上の第１の欠陥を検出することと、
前記ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光を前記ウェハに照射した結果として生じる前記ウェハからの光に応答する第２の出力信号を使用して前記ウェハ上の第２の欠陥を検出することと、
前記ウェハ上のほぼ同じ位置で発生する前記第１と第２の出力信号を組み合わせて使用して前記第１と第２の欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することとを含むキャリア媒体。
【請求項２６】
前記第１の波長は可視光線波長であり、前記第２の波長は紫外線波長である請求項２５に記載のキャリア媒体。
【請求項２７】
前記第１と第２の波長の前記光を前記ウェハに照射した結果として生じる前記ウェハからの前記光が散乱光を含む請求項２５に記載のキャリア媒体。
【請求項２８】
前記方法は、それぞれ前記第１又は第２の出力信号を使用して前記第１又は第２の欠陥の横方向寸法を決定することを含む請求項２５に記載のキャリア媒体。
【請求項２９】
前記方法は、さらに、前記出力信号を使用して前記ウェハ内の前記表面下欠陥の深さを決定することを含む請求項２５に記載のキャリア媒体。
【請求項３０】
前記決定することは、前記ウェハの位置に応じて、前記第１と第２の出力信号を比較することを含む請求項２５に記載のキャリア媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハを検査する方法及びシステムに関する。いくつかの実施態様は、異なる波長の光をウェハに照射することを含み、それらの波長のうちの少なくとも１つの波長の光がウェハ内に侵入し、それらの波長のうちの少なくとも１つの波長の光は実質的にウェハ内に侵入しない、ウェハを検査する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下の説明及び例は、この節に含まれていることにより従来技術であると認めるわけではない。
【０００３】
論理デバイスやメモリ・デバイスなどの半導体デバイスを製造することは、典型的には、多数の半導体製造プロセスを使用して半導体デバイスのさまざまなフューチャや複数のレベルを形成するために、半導体ウェハなどの試料を処理することを含む。例えば、リソグラフィは、パターンを半導体ウェハ上に配置されたレジストに転写することを典型的には伴う半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスの追加の例は、限定はしないが、化学機械研磨、エッチング、蒸着、イオン注入を含む。複数の半導体デバイスは、半導体ウェハ上にある配列で製造され、次いで、個別の半導体デバイスに分離される。
【０００４】
検査プロセスは、ウェハ上の欠陥を検出するために半導体製造プロセスにおけるさまざまな工程で使用され、これにより、製造プロセスの歩留まり向上と収益増大を促進する。検査は、これまでいつでも、集積回路などの半導体デバイスを製造する工程の重要な一部であった。しかし、半導体デバイスのサイズが小さくなるにつれ、小さな欠陥もデバイスを故障させる原因となるため、検査は、仕様にあった半導体デバイスの製造に成功する上でなおいっそう重要なものとなる。例えば、半導体デバイスのサイズが小さくなるにつれ、比較的小さな欠陥でも半導体デバイスの不要な逸脱の原因となりうるため、サイズの小さな欠陥を検出することが必要になってきた。
【０００５】
以前には、ウェハ上の表面欠陥と表面下欠陥とを非破壊的な方法で（例えば、光学検査システムを使用して）弁別することは極端に困難であった。欠陥が表面欠陥であるか、又は表面下欠陥であるかを判定するために使用されたいくつかのアプローチは、立体角及び/又は入射角のさまざまな組を通じて散乱される光を比較することにより、結晶由来粒子（ＣＯＰ）と粒子表面欠陥とを弁別していた。
【０００６】
ピットと粒子とを区別するこのようなウェハ検査システムの一例は、本明細書において全体が説明されているかのように参照により組み込まれる、Ｆｏｓｓｅｙらの米国特許第６，５０９，９６５号において例示されている。Ｆｏｓｓｅｙらにより説明されている表面検査システムは、ワークピースの表面上をＰ偏光ビームでスキャンするように構成されたスキャナを備える。このシステムは、ワークピースから散乱された光の角分布の差を検出し、それらの差に基づいてピット欠陥から粒子欠陥を区別するように構成される。例えば、欠陥がピットである場合、システムの中心チャネル・コレクタにより散乱され、検出される光の量は、典型的には、システムのバック・チャネル・コレクタにより検出される光の量よりも多い。それとは別に、欠陥が粒子である場合、中心チャネル・コレクタにより検出される光の量は、典型的には、システムのバック・チャネル・コレクタ及び／又はフォワード・チャネル・コレクタにより検出される光の量よりも少ない。
【０００７】
基板を覆うフィルム内の穴とフィルム上の粒子とを弁別するためのシステムの他の例は、本明細書において全体が説明されているかのように参照により組み込まれる、Ｓｔｏｖｅｒらの米国特許第６，４８６，９４６号において例示されている。このシステムは、Ｐ偏光又は強いＰ偏光成分を有する光を２つ（又はそれ以上）の異なる入射角でフィルムにより覆われた基板上に当てるように構成され、その入射角の一方は表面法線から測定されたときに比較的大きく、他方は比較的小さい。基板表面の上の半球状空間の後方領域内に散乱される光が集められ、集光された光の強度が２つの入射角のそれぞれについて測定される。次いで、欠陥は、集光された光の相対的強度に基づいてフィルム内の穴又はフィルム上の粒子のいずれかとして分類できる。例えば、フィルム内に形成される穴について、比較的大きな入射（つまり、大きな斜め入射）の後方散乱光強度は、比較的小さな入射（つまり、法線又は法線に近い入射）の後方散乱光強度よりも実質的に小さい。しかし、粒子については、強度にそのような実質的減少はなく、また多くの場合、強度は、実際には、小さい入射から大きな入射へわずかに増大する。したがって、欠陥は、両方の入射角について後方散乱光強度を測定し、強度の実質的減少を探すことにより穴又は粒子のいずれかとして分類される。そのような減少がない場合、欠陥は、粒子である。他方、実質的減少がある場合、欠陥は、穴である。
【０００８】
しかし、粒子とピット欠陥とを区別するために現在利用可能な方法及びシステムには、多数の欠点がある。例えば、２つの異なるタイプのＣＯＰ、つまりウェハの表面を破断するものと、ウェハの表面の下に完全に沈められるものは、両方とも、現在利用可能なシステム及び方法によりＣＯＰとして分類される。もちろん、欠陥レビュー・ツール及び方法は、欠陥が表面欠陥であるか、表面下欠陥であるかを確実に判定するために使用できる。例えば、集束イオンビーム（ＦＩＢ）ツールなどの実質的に遅い方法は、ウェハの表面の下にある構造を露出させるために使用できる。それに加えて、欠陥がウェハの表面を破断するかどうかを判定するために走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）ツールを使用することができるが、これらのツールは、実質的に低速でもある。しかし、高精度でありながら、付加的な、及び／又は実質的に低速な欠陥レビュー・ツールを使用しない標準ウェハ検査の一環として、表面欠陥と表面下欠陥とを弁別するシステムが確かに必要であることが明確にされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、比較的高い精度で、比較的効率よく、表面欠陥と表面下欠陥とを区別するために使用できるウェハの検査を行うための方法及びシステムを開発すると都合がよいであろう。
【００１０】
方法、システム、キャリア媒体のさまざまな実施態様の以下の説明は、いかなる形であっても付属の請求項の主題を制限するものとして解釈されるべきではない。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一実施態様は、ウェハを検査する方法に関する。この方法は、ウェハ内に侵入する第１の波長の光と、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光をウェハに照射することを含む。この方法は、さらに、照射工程から結果として生じるウェハからの光に応答して出力信号を発生することを含む。それに加えて、この方法は、出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出することを含む。この方法は、さらに、これらの出力信号を使用して欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することを含む。
【００１２】
一実施態様では、第１の波長は可視光線波長であり、第２の波長は紫外線波長である。他の実施態様では、第１と第２の波長の光をウェハに照射することは、順次実行される。異なる実施態様では、第１と第２の波長の光をウェハに照射することは、同時に実行される。いくつかの実施態様では、ウェハを照射することは、第１と第２の波長の光を、実質的に同じ入射角でウェハに当てることを含む。他の実施態様では、ウェハを照射することは、第１と第２の波長の光を、異なる入射角でウェハに当てることを含む。
【００１３】
一実施態様では、ウェハから来る光は、散乱光を含む。他の実施態様では、出力信号を発生することは、複数の組の立体角でウェハから光を集光することを含む。
【００１４】
追加の一実施態様では、この方法は、出力信号を使用して欠陥の横方向寸法を決定することを含む。他の一実施態様では、この方法は、出力信号を使用してウェハ内の表面下欠陥の深さを決定することを含む。他の実施態様では、欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することは、ウェハ上の位置に応じて第１の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号と第２の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号とを比較することを含む。上述の方法の実施態様はそれぞれ、本明細書で説明されている追加の（複数の）工程を含むことができる。
【００１５】
他の実施態様は、ウェハを検査するように構成されたシステムに関する。このシステムは、ウェハ内に侵入する第１の波長の光とウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光をウェハに照射するように構成された照射サブシステムを備える。システムは、さらに、ウェハの照射から結果として生じるウェハからの光に応答して出力信号を発生するように構成される検出サブシステムを備える。それに加えて、システムは、出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出し、出力信号を使用して欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定するように構成された処理サブシステムを備える。
【００１６】
一実施態様では、照射サブシステムは単一の光源を備える。異なる一実施態様では、照射サブシステムは複数の光源を備える。複数の光源のうちの１つは、第１の波長の光を発生するように構成される。複数の光源のうちの他の１つは、第２の波長の光を発生するように構成される。他の実施態様では、第１の波長は可視光線波長であり、第２の波長は紫外線波長である。
【００１７】
いくつかの実施態様では、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光をウェハに順次照射するように構成される。他の実施態様では、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光をウェハに同時に照射するように構成される。他の実施態様では、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、実質的に同じ入射角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成される。異なる一実施態様では、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、異なる入射角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成される。
【００１８】
一実施態様では、ウェハから来る光は、散乱光を含む。いくつかの実施態様では、検出サブシステムは、複数の組の立体角でウェハから光を集光するように構成される。
【００１９】
他の実施態様では、処理サブシステムは、出力信号を使用して欠陥の横方向寸法を決定するように構成される。追加の実施態様では、処理サブシステムは、出力信号を使用してウェハ内の表面下欠陥の深さを決定するように構成される。いくつかの実施態様では、処理サブシステムは、ウェハ上の位置に応じて、第１の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号と第２の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号とを比較するように構成される。上述のシステムの実施態様は、それぞれ、本明細書で説明されているようにさらに構成される。
【００２０】
追加の実施態様は、ウェハ上の欠陥を検出する方法を実行するコンピュータ・システム上で実行可能なプログラム命令を収めたキャリア媒体に関する。この方法は、ウェハ内に侵入する第１の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハからの光に応答する第１の出力信号を使用してウェハ上の第１の欠陥を検出することを含む。この方法は、さらに、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハからの光に応答する第２の出力信号を使用してウェハ上の第２の欠陥を検出することを含む。それに加えて、この方法は、ウェハ上のほぼ同じ位置で発生する第１と第２の出力信号を使用して第１と第２の欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することを含む。
【００２１】
一実施態様では、第１の波長は可視光線波長であり、第２の波長は紫外線波長である。他の実施態様では、第１と第２の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハからの光は、散乱光を含む。
【００２２】
いくつかの実施態様では、この方法は、それぞれ第１又は第２の出力信号を使用して第１又は第２の欠陥の横方向寸法を決定することを含む。他の実施態様では、この方法は、第１の出力信号を使用してウェハ内の表面下欠陥の深さを決定することを含む。他の一実施態様では、第１と第２の欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することは、ウェハ上の位置に応じて、第１と第２の出力信号を比較することを含む。プログラム命令により実行されるウェハ上の欠陥を検出する方法は、本明細書で説明されている他の（複数の）工程を含むことができる。上述のキャリア媒体の実施態様は、それぞれ、本明細書で説明されているようにさらに構成される。
【００２３】
本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な説明を読み、付属の図面を参照すると、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、さまざまな修正及び代替え形態により異なるが、特定の実施形態は、図面の例で示され、ここで詳細に説明される。しかし、図面及びその詳細説明は、本発明を開示されている特定の形態に限定することを意図していないが、それどころか、本発明は、付属の請求項により定められているような本発明の精神及び範囲から逸脱しないすべての修正形態、等価形態、及び代替え形態を対象とすることを理解されたい。
【００２５】
本明細書で使用されているように、「ウェハ」という用語は、一般的には半導体又は非半導体材料から形成される基板を指す。このような半導体又は非半導体材料の例は、限定はしないが、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム、リン化インジウムを含む。このような基板は、一般に、半導体製造設備において見られ、及び／又は処理されている。
【００２６】
ウェハは、基板上に形成された１つ又は複数の層を備える。例えば、このような層は、限定はしないが、レジスト、誘電体、導電体を含む。多くの異なるタイプのこのような層は、当業で知られており、本明細書で使用されているようなウェハという用語は、このような層のすべてのタイプを含むウェハを含むことが意図されている。
【００２７】
ウェハ上に形成される１つ又は複数の層は、パターン付き、又はパターン無しとすることができる。例えば、ウェハは、それぞれ繰り返し可能なパターンのフューチャを有する複数のダイを含む。このような材料層を形成し、処理することで、最終的に、完成デバイスが得られる。多くの異なるタイプのデバイスがウェハ上に形成され、本明細書で使用されているようなウェハという用語は、当業で知られているタイプのデバイスが形成されるウェハを含むことが意図されている。
【００２８】
方法及びシステムの実施形態は、本明細書ではウェハに関して説明されているが、本明細書で説明されている方法及びシステムは、検査に使用される波長の光を少なくとも部分的に透過する最上位層を含む試料の検査に使用できることは理解されるであろう。
【００２９】
本明細書で使用されているように、「表面欠陥」という用語は、ウェハの上面より完全に上にある欠陥（例えば、粒子）とウェハの上面よりも部分的に下にある欠陥（例えば、結晶由来粒子（ＣＯＰ）又はピットなどの「表面破断」欠陥）の両方を指す。対照的に、本明細書で使用されているような用語「表面下欠陥」は、ウェハの上面より完全に下にある欠陥を指す（例えば、ウェハ内に埋め込まれているＣＯＰ、又はウェハ上に形成されている層やウェハ上に形成された層内に埋め込まれている空隙）。
【００３０】
異なる波長の光が半導体材料内に侵入する深さに著しい差があるため、ウェハの表面、又はウェハ上に形成される多層スタックの上面の上の欠陥は、ウェハ基板に埋め込まれた、又は多層スタックの内部の欠陥と異なる形で光を散乱する。残念なことに、単一波長の光のみが検査に使用される場合、欠陥タイプ（例えば、異なるタイプの表面欠陥）同士を、また表面欠陥と表面下欠陥とを弁別することは難しいことがある。例えば、ベア・シリコン・ウェハが４８８ｎｍの光を照射される場合、広いが深い表面下欠陥と小さな表面欠陥は、類似の光散乱信号を発生させ、そのため、これらの欠陥タイプを弁別することが不可能でないとしても実質的に難しいものとなる。同じ欠陥に、例えば、４８８ｎｍと３５５ｎｍの両方の光が照射されるとすれば、異なる波長の光の異なる侵入深さ（例えば、この場合に約５０倍異なる）のせいで、非常に異なる出力信号が検出器により発生する。
【００３１】
本明細書で説明されているシステム及び方法は、異なる波長の光の侵入深さのこのような差を利用して、欠陥のより正確で、迅速な分類を行うことができる。欠陥の分類は、ウェハとウェハ上に形成された材料などの半導体材料に特に有用である。表面欠陥と表面下欠陥とを弁別することは、ベア・シリコン・ウェハ、シリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ）膜、歪みシリコン膜、誘電体膜に特に重要である。本明細書で説明されているシステム及び方法は、シリコンを含む、又はその上に形成される炭化ケイ素、炭素ドープ二酸化ケイ素、ＳＯＩ、歪みシリコン、シリコン含有誘電体膜などのシリコン含有層を有するウェハを検査するために使用できる。
【００３２】
次に図面を参照する際に、図はスケール通りでないことに留意されたい。特に、図の要素の一部のスケールは、要素の特性を強調するために大きく誇張されている。図は同じスケールで描かれていないことにも留意されたい。同じ参照番号を使用することで、同様の構成を取りうる複数の図に示されている要素が示されている。
【００３３】
図１〜７は、ウェハを検査するように構成されたシステムのさまざまな実施形態を例示している。ここでは、システムの構成のさまざまな実施形態を一般に例示するために、図１〜７が用意されていることに留意されたい。明らかに、本明細書で説明されているシステム構成に対し、商用の光学系を設計する際に通常行われるようなシステムの性能を最適化する変更を加えることができる。例えば、図７は、図１〜６に示されているシステムよりも優れた性能を備えうるウェハを検査するように構成されたシステムの一実施形態のより複雑な構成を例示している。しかし、図７に示されているシステムの構成は、さらに、例えば、システムの所望の光学的性能及びシステムにより検査されるべきウェハの１つ又は複数の特性に応じて、変更され、最適化される。それに加えて、本明細書で説明されているシステムは、既存の検査システムを修正することにより（例えば、１つ又は複数のレーザーを既存の光散乱検査システムに追加することにより）実装できる。このようないくつかのシステムに関して、本明細書で説明されている多波長検査と欠陥分類は、システムのオプションの機能として行うことができる（例えば、システムの他の機能に加えて）。それとは別に、本明細書で説明されているシステムは、多波長検査と欠陥分類を行うように「スクラッチから」設計することができる。
【００３４】
図１は、ウェハを検査するように構成されたシステムの一実施形態を例示している。システムは、第１の波長の光と第２の波長の光をウェハ１０に照射するように構成された照射サブシステムを備える。第１の波長の光はウェハ内に侵入し、第２の波長の光はウェハ内に実質的に侵入しない。この実施形態では、照射サブシステムは、単一の光源１２を備える。光源１２は、第１の波長と第２の波長の両方の光を発するように構成される。そのような一実施形態では、光源は、多波長レーザーであってよい。例えば、レーザーが、通常、複数の波長の光を発生するように構成されている場合に、同じレーザーにより多波長の光を発生することができる。多くの市販のレーザーは、このような構成をとる。このようなレーザーの一例は、ダイオード励起固体（ＤＰＳＳ）紫外線レーザーであり、これは、さらに、可視波長の光も発生する。しかし、光源１２は、アーク灯などの当業で知られている他の適切な光源を含むこともできる。照射サブシステムは、さらに、この照射サブシステムによりウェハに当てられる光の波長を選択及び／又は変化させるように構成された１つ又は複数の分光フィルタリング機能（図に示されていない）も備えている。
【００３５】
照射サブシステムは、さらに、光源１２から出た光をウェハに集束させるように構成される対物レンズ１４を備えている。対物レンズ１４は、図１では、単一の屈折光学素子として示されているが、対物レンズ１４は、１つ又は複数の屈折光学素子及び／又は１つ又は複数の反射光学素子を備えることができることは理解されるであろう。
【００３６】
図１に示されているように、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、実質的に同じ入射角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成される。それに加えて、図１に示されているように、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、実質的に法線方向の入射角でウェハに当てるように構成される。しかし、他の実施形態（図に示されていない）では、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、実質的に同じ斜め入射角でウェハに当てるように構成される。
【００３７】
図１に示されているシステムは、さらに、ウェハの照射から結果として生じるウェハからの光に応答して出力信号を発生するように構成される検出サブシステムを備える。ウェハから来る光は、ウェハから散乱された光を含むことができる。図１に示されている実施形態では、検出サブシステムは、光源１２と対物レンズ１４により照射が行われた結果としてウェハから散乱される光を集光するように構成された対物レンズ１６を備える。図１に示されているように、対物レンズ１６は、単一の屈折光学素子を含む。しかし、対物レンズ１６は、１つ又は複数の屈折光学素子及び／又は１つ又は複数の反射光学素子を含むことができる。この実施形態では、対物レンズ１６は、第１と第２の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから散乱された光を集光するように構成される。
【００３８】
図１に示されているように、検出サブシステムは、ビーム・スプリッタ１８を備える。ビーム・スプリッタ１８は、対物レンズ１６により集光された光を波長で分離し、それにより２本の異なる光ビームを発生するように構成される。例えば、ビーム・スプリッタ１８は、ウェハから散乱された第１の波長の光を透過し、ウェハから散乱された第２の波長の光を反射するように構成されている。このようにして、異なる波長でウェハから散乱された光を、異なる検出器に当てることができる。ビーム・スプリッタ１８は、当業で知られている適切なビーム・スプリッタであればどのようなものでもよい。
【００３９】
例えば、図１に示されているように、検出サブシステムは検出器２０、２２を備える。検出器２０は、ビーム・スプリッタ１８により伝達される光を検出するように構成され、検出器２２は、ビーム・スプリッタ１８により反射された光を検出するように構成される。それに加えて、検出サブシステムは、ビーム・スプリッタ１８と検出器２０、２２のそれぞれとの間の光路内に配置された集束レンズ又は結像レンズなどの１つ又は複数の光学コンポーネント（図に示されていない）を備えることができる。検出器２０、２２は、ウェハから散乱された光に応答して出力信号を発生するように構成される。検出器２０、２２は、２、３例を挙げるとすれば光電子増倍管（ＰＭＴ）、アバランシェ・フォトダイオード（ＡＰＤ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、時間遅延積分（ＴＤＩ）カメラなどの当業で知られている適切な検出器であればどのようなものでもよい。それに加えて、検出器２０、２２は、類似の構成のものでも、異なる構成のものでもよい。
【００４０】
図１に示されているシステムは、複数の波長で検査を実行するように構成されている（つまり、少なくとも第１と第２の波長）。図１に示されている照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を同時にウェハに照射するように構成することができ、また図１に示されている検出サブシステムは、ウェハから実質的に同時に散乱された両方の波長の光に応答して出力信号を発生するように構成させることができる。したがって、図１に示されているシステムは、両方の波長の光でウェハを同時にスキャンし、検査するように構成される。このようにして、複数の波長の光でウェハを検査することは、ウェハの単一スキャンで実行される。複数の波長の光が、上で説明されているように同時にウェハ上に入射する場合、（複数の）検出器で波長フィルタリングを実行し、それぞれの波長の光を別々に検出して、より正確な欠陥検出を行い、欠陥を弁別することができる。例えば、検出サブシステムは、ビーム・スプリッタ１８と検出器のそれぞれとの間に配置された１つ又は複数の分光フィルタリング・コンポーネントを備えることができる。
【００４１】
しかし、他の実施形態では、図１に示されているシステムの照射サブシステムは、第１と第２の波長の光をウェハに順次に照射するように構成される。このようにして、複数の波長の光でウェハを検査することは、ウェハの異なる複数のスキャンで実行できる。特に、検査は、ウェハの複数の物理的スキャンで、波長毎に１回ずつ、順次実行される。このような一実施形態では、照射サブシステムは、１つ又は複数のフィルタ（図にされていない）を備えることができ、ウェハに当てられる光の波長は、照射サブシステムの光路内に位置するフィルタを変更することによりウェハのスキャンとスキャンとの間で変えられる。しかし、照射サブシステムは、当業で知られている他の好適な方法で、異なる波長の光をウェハに順次に照射するように構成さてもよい。このような実施形態では、図１に示されているシステムの検出サブシステムは、順次第１と第２の波長でウェハから散乱された光を検出するように構成される。このような一実施形態では、検出サブシステムは、順次異なる波長の散乱光を検出するために使用されるただ１つの検出器を備えることができる。このようにして、検出サブシステムは、ビーム・スプリッタ１８と検出器２２を備えなくてもよく、検出器２０は、順次異なる波長でウェハから散乱された光を検出するために使用できる。
【００４２】
検出器２０、２２は、図１に示されているように、処理サブシステム２４に結合される。処理サブシステム２４は、検出器により生成された出力信号を処理サブシステムが受信できるように検出器２０、２２に結合される。例えば、処理サブシステム２４は、伝送媒体（図に示されていない）又は検出器のそれぞれと処理サブシステムとの間に置かれた電子コンポーネント（図に示されていない）により検出器のそれぞれに結合される。伝送媒体と電子コンポーネントは、当業で知られているそのような好適な媒体とコンポーネントであればどのようなものでも備えることができる。
【００４３】
処理サブシステム２４は、出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出するように構成される。例えば、処理サブシステム２４を、出力信号としきい値とを比較することにより欠陥を検出するように構成することができる。出力信号がしきい値よりも高い値を有する場合、出力信号は、ウェハ上の欠陥の存在に対応する処理サブシステムにより識別できる。しかし、処理サブシステム２４を、出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出する方法及び／又はアルゴリズムを使用するように構成できる。それに加えて、処理サブシステムは、異なる波長でウェハから散乱される光に応答する出力信号を別々に分析することによりウェハ上の欠陥を検出するように構成されてもよい。このようにして、処理サブシステムは、第１の波長でウェハから散乱される光に応答する出力信号を使用してウェハ上の一組の欠陥、と第２の波長でウェハから散乱される光に応答する出力信号を使用してウェハ上のもう一組の欠陥を検出するように構成される。処理サブシステムを、類似の、又は異なる方法で（例えば、異なるしきい値を使用して）異なるいくつかの組の欠陥を検出するように構成することができる。
【００４４】
処理サブシステム２４は、さらに、これらの出力信号を使用して欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定するように構成される。処理サブシステムは、検出器２０、２２を組み合わせることで発生する出力信号を使用して、欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することことができる。特に、注目する材料に入る異なる波長の光の侵入深さの差がかなりあるため、実質的に異なる散乱信号がさまざまな波長で発生する（例えば、さまざまな検出器で）。このようにして、処理サブシステムを、ウェハ上の位置に応じて、第１と第２の波長の散乱光を検出することにより発生する出力信号を比較するように構成することができる。
【００４５】
異なる波長で発生する出力信号を分析することは、例えば、出力信号の大きさを比較することを含むことができる。例えば、一実施形態では、処理サブシステムは、第１の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号と第２の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号とを比較するように構成される。処理サブシステムを、ウェハ上の位置に応じて、異なる出力信号を比較するように構成することができる。言い換えると、任意の波長で検出された欠陥毎に、欠陥の位置で複数の波長について生成される異なる出力信号を比較して、欠陥を表面下欠陥又は表面欠陥として分類することができる。このようにして、波長の一方又は両方で検出される欠陥に対応するウェハ上の単一の位置における第１の波長と第２の波長で発生する出力信号を比較することができる。出力信号を比較する代わりに、出力信号を使用して、ポリスチレン・ラテックス（ＰＳＬ）球などの標準的な欠陥に関して較正する前又は較正した後に、出力信号の比、差、又はより複雑な何らかのアルゴリズム的な組み合わせなどの出力信号の関数の値を決定することができる。
【００４６】
このような一実施形態では、第１の波長の光はウェハ内に侵入し、第２の波長の光はウェハ内に実質的に侵入しないため、欠陥により散乱される異なる波長の光の大きさは、ウェハの上面に関する欠陥の位置に応じて変化する。言い換えると、異なる波長の欠陥により散乱される光の大きさは、異なる波長の光がウェハ内に侵入する深さに関して欠陥の位置に応じて変化する。このように、第１と第２の波長は、異なる波長における表面欠陥からの散乱と表面下欠陥からの散乱との差が明確になるように選択される。明らかに、第１の波長は、この波長の光がウェハ内に侵入するように選択され、第２の波長は、この波長の光がウェハ内に実質的に侵入しないように選択されるため、第１と第２の波長は、吸収特性や厚さなどの検査されるべき１つ又は複数の材料の１つ又は複数の特性に基づいて選択される。
【００４７】
このような一例では、シリコン・ウェハ又はウェハ上のシリコン含有層は、本明細書で説明されているシステムにより検査される。シリコンの吸収係数は可視スペクトルと紫外線スペクトル全体を通して大きく変化する。特に、光は、波長が長いほど、波長の短い光に比べてシリコンのかなり奥まで侵入する。このようにして、ウェハを検査するように構成されたシステムについて、一実施形態では、第１の波長は可視光線波長であり、第２の波長は紫外線波長である。このような一実施形態では、第１の波長は、約４８８ｎｍとし、第２の波長は、約３５５ｎｍとすることができる。４８８ｎｍの光の侵入深さ対３５５ｎｍの光の侵入深さの比は、５０：１である（例えば、約４８８ｎｍの光は、ウェハ内の約５００ｎｍのところまで侵入し、約３５５ｎｍの光は、ウェハ内の約１０ｎｍのところまで侵入する）。
【００４８】
表面欠陥は、異なる量であっても、両方の波長の光を散乱させる。しかし、表面下欠陥は、光をかなり異なる形で散乱させる。例えば、シリコン基板の約２００ｎｍの深さのところにある、直径約１００ｎｍの表面下欠陥については、波長４８８ｎｍの光は、シリコン基板に侵入して欠陥に到達し、その欠陥で散乱を生じる。散乱光の一部は、表面に戻り、本明細書で説明されているように、集光され、検出される。この散乱光に応答する信号は、サイズが等しい表面欠陥からの信号よりも弱いが、欠陥が十分に大きな直径を有する場合には検出可能である。しかし、３５５ｎｍの光の侵入深さは、欠陥に衝突し、欠陥から散乱される光が実質的にないくらい小さい（例えば、約１０ｎｍ）。したがって、表面下欠陥から散乱される３５５ｎｍの光に対応する出力信号は、事実上ゼロである。そのようなものとして、４８８ｎｍの散乱され、検出された光は欠陥を暴露するが、３５５ｎｍの散乱され、検出された光は、欠陥を暴露しない。異なる波長で検出された散乱光の出力信号のこの食い違いは、表面下欠陥を検出し、それらを表面欠陥から区別する一手段となる。
【００４９】
上述のように、異なる波長の散乱光に対する出力信号を、少なくとも１つの波長の散乱光が欠陥の存在を示していたウェハ上の位置で比較できる。他のいくつかの実施形態では、両方の波長で検出された欠陥の位置を比較できる。例えば、それぞれが１つの波長で検出された欠陥を示すウェハ・マップは、欠陥が１つ又は複数の波長により検出されたウェハ上の位置を例示するようにオーバーレイすることができる。このようにして、処理サブシステムは、欠陥の第１の組と欠陥の第２の組とを比較し、第１の組の欠陥と第２の組の欠陥がウェハ上のほぼ同じ位置にあるかどうかを判定するように構成できる。ただ１つの波長の光が欠陥の存在を示している場合、その欠陥に対し、欠陥が検出された波長に基づく分類を割り当てることができる。特に、侵入波長のみで検出された欠陥は、表面下欠陥として分類され、実質的に侵入しない波長のみで検出された欠陥は、表面欠陥として分類される。ウェハ上で第２の組の欠陥とほぼ位置にある第１の組の欠陥については、処理サブシステムは、さらに上で説明されているように、これらの欠陥に対応する出力信号を分析し、第１と第２の組の欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することができる。
【００５０】
一実施形態では、処理サブシステムは、出力信号を使用してウェハ内の表面下欠陥の深さを決定するように構成される。例えば、表面下欠陥は、第１と第２の波長で散乱される光に応答する出力信号の比較結果を使用してウェハ内の深さに応じて分類できる。それに加えて、ウェハ上に入射し、システムにより検出された光の信号強度と波長の数に応じて、表面下欠陥の深さを判定することが可能である。
【００５１】
例えば、他の実施形態では、システムを、２つよりも多い波長の光をウェハに照射するように構成することができるが、ただし、その波長の１つは、ウェハ内に実質的に侵入せず、２つ又はそれ以上の波長は、ウェハ内に侵入するが、異なる深さまで侵入する。それに加えて、システムを、２つよりも多い侵入波長の光のそれぞれにおいてウェハから散乱される光に応答して出力信号を発生するように構成することができる。この方法で、ウェハ内に侵入する２つ又はそれ以上の波長で散乱された光に対応する出力信号を組み合わせて使用し、欠陥がウェハ内に位置する深さを判定することができる。例えば、欠陥の位置がウェハ内に侵入する一方の波長の浅い侵入深さに近いほど、両方の侵入波長でほぼ同じ光量を散乱させることができる。しかし、欠陥の位置がウェハ内に侵入する他方の波長の深い侵入深さに近いほど、侵入度の低い波長ではほとんど光を散乱せず、侵入度の大きな波長で少なくとも一部の光を散乱させることができる。したがって、侵入波長のどれかで検出された欠陥の位置に対応するウェハ上のほぼ同じ位置で発生する侵入波長で散乱される光に対応する出力信号を、ウェハ内の欠陥の近似的深さを決定するために組み合わせて使用できる。
【００５２】
システムを、好適な数の侵入波長と好適な数の実質的に侵入しない波長を使用してウェハを検査するように構成することができることに留意されたい。例えば、（複数の）光源をシステムに追加し、単一光源を異なる単一光源で置き換え、ビーム・スプリッタを照射経路に追加し、ビーム・スプリッタと検出器を検出サブシステムに追加するなどにより、追加の波長能力が得られる。また、システム構成は、波長の数が増えるほど複雑になる可能性があることに留意されたい。したがって、システムが出力信号を発生するように構成される波長の数は、ウェハ特性（例えば、吸収特性）に基づいて選択され、また注目する欠陥のタイプを正確に検出し、弁別するのに必要な情報だけを与えるように選択される。
【００５３】
他の実施形態では、処理サブシステムは、出力信号を使用して欠陥の横方向寸法（例えば、直径）を決定するように構成される。処理サブシステムを、表面下欠陥と表面欠陥の両方の横方向寸法を決定するように構成することができる。表面下欠陥の横方向寸法を決定するために使用される出力信号は、侵入波長で散乱される光に対応する出力信号のみを含むことができる。表面欠陥の横方向寸法を決定するために使用される出力信号は、実質的に侵入しない波長で散乱される光に対応する出力信号のみを含むことができる。このようにして、横方向寸法は、ウェハ内の欠陥の位置に最も近い位置にある侵入深さを有する光から決定され、これにより、欠陥の横方向寸法を決定できる精度を高めることができる。他の実施形態では、欠陥は、両方の波長で発生する出力信号の比較結果を使用してサイズ別に分類できる。
【００５４】
したがって、処理サブシステムにより実行される分析の出力は、欠陥がウェハの表面にあるのか、又はウェハ内に埋め込まれているのか、また適宜、欠陥のサイズ（例えば、何らかの較正標準に関する）、及び／又は欠陥が表面下欠陥である場合に、ウェハ内の欠陥の深さの判定を含むことができる。
【００５５】
処理サブシステム２４は、パーソナル・コンピュータ・システム、メインフレーム・コンピュータ・システム、ワークステーション、画像処理用コンピュータ、並列プロセッサ、又は当業で知られている他の何らかの好適なデバイスを含む、さまざまな形態を取りうる。一般に、「コンピュータ・システム」という用語は、メモリ媒体から命令を実行する１つ又は複数の処理サブシステムを有するデバイスを含むように広い意味で定義することができる。
【００５６】
図１に示されているシステムは、さらに、キャリア媒体２８も含むことができる。本明細書で説明されているような方法を実行するプログラム命令は、キャリア媒体を介して伝送されるか、又はキャリア媒体上に格納される。特に、キャリア媒体２８は、本明細書で説明されている方法の１つ又は複数の工程を実行する処理サブシステム２４上で実行可能なプログラム命令３０を含む。例えば、一実施形態では、キャリア媒体２８は、ウェハ１０上の欠陥を検出する方法を実行する処理サブシステム２４などのコンピュータ・システム上で実行可能なプログラム命令を含む。それに加えて、キャリア媒体は、本明細書で説明されているような、又は本明細書で説明されているように構成される他の検査システムのコンピュータ・システム上で実行可能なプログラム命令を含むことができる。
【００５７】
このプログラム命令により実行される方法は、ウェハ内に侵入する第１の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハ１０からの光に応答する第１の出力信号を使用してウェハ上の第１の欠陥を検出することを含む。第１の欠陥を検出することは、本明細書で説明されているように実行することができる。このような一実施形態では、第１の出力信号は、検出器２０又は２２により発生される。さらに上で説明されているように、第１の波長は可視光線波長であってよい。第１の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハからの光は、散乱光を含んでいてもよい。
【００５８】
この方法は、さらに、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハからの光に応答する第２の出力信号を使用してウェハ上の第２の欠陥を検出することを含む。ウェハ上の第２の欠陥を検出することは、本明細書で説明されているように実行することができる。一実施形態では、第１の出力信号が、検出器２０により発生する場合、第２の出力信号は、検出器２２により発生し、またその逆もいえる。第２の波長は紫外線波長であってよい。第２の波長の光をウェハに照射した結果として生じるウェハからの光は、散乱光を含んでいてもよい。
【００５９】
それに加えて、この方法は、ウェハ上のほぼ同じ位置で発生する第１と第２の出力信号を組み合わせて使用して第１と第２の欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することを含む。第１と第２の欠陥が、表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することは、本明細書でさらに説明されているように実行することができる。例えば、一実施形態では、第１と第２の欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することは、ウェハ上の位置に応じて、第１と第２の出力信号を比較することを含む。
【００６０】
プログラム命令により実行される方法は、本明細書で説明されている他の（複数の）工程を含むことができる。例えば、一実施形態では、この方法は、それぞれ第１又は第２の出力信号を使用して第１又は第２の欠陥の横方向寸法を決定することを含む。他の実施形態では、この方法は、第１の出力信号を使用してウェハ内の表面下欠陥の深さを決定することを含む。
【００６１】
キャリア媒体は、有線、ケーブル、又は無線伝送リンクなどの伝送媒体としてよい。キャリア媒体は、さらに、読み取り専用メモリ、ランダム・アクセス・メモリ、磁気ディスク、もしくは画像収集用ディスク、又は磁気テープなどの記憶媒体としてもよい。
【００６２】
プログラム命令は、とりわけプロシージャ・ベース技術、コンポーネント・ベース技術、及び／又はオブジェクト指向技術を含む、さまざまな方法のいずれかにより実装することができる。例えば、これらのプログラム命令は、Ｍａｔｌａｂ、Ｖｉｓｕａｌ  Ｂａｓｉｃ、ＡｃｔｉｖｅＸコントロール、Ｃ、Ｃ＋＋オブジェクト、Ｃ＃、Ｊａｖａ（登録商標）Ｂｅａｎｓ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｃｌａｓｓｅｓ（「ＭＦＣ」）、又は他の技術又は方法を、必要に応じて使用して実装できる。
【００６３】
システムは、さらに、検査時にウェハ１０を配置できるステージ２６を含むことができる。ステージ２６は、当業で知られている好適な機械的又はロボット・アセンブリとすることができる。ウェハ上の照射のスキャンは、ウェハが静止している間に照射サブシステムと検出サブシステムを一緒に移動するか、又は照射サブシステムと検出サブシステムが静止している間にウェハを移動するか（例えば、平行移動及び／又は回転）、又は照射サブシステムと検出サブシステムとウェハを同時に移動することにより実行できる。図１に示されているシステムは、さらに、本明細書で説明されているように（例えば、本明細書で説明されている他の実施形態により）構成できる。
【００６４】
上でさらに説明されているように、図１のシステムの照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、実質的に同じ入射角でウェハに当てるように構成される。他の実施形態では、照射サブシステムは、第１と第２の波長の光を、異なる入射角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成される。
【００６５】
このような照射サブシステムを含むシステムの一実施形態は、図２に例示されている。例えば、図２に示されているように、照射サブシステムは、上述のように構成される、単一光源１２を備える。照射サブシステムは、さらに、ビーム・スプリッタ３２も備える。照射サブシステムは、光源１２からの光が、ビーム・スプリッタ３２に当てられるように構成される。ビーム・スプリッタ３２は、光源１２からの光を波長により２つの異なる光ビームに分離するように構成される。例えば、ビーム・スプリッタ３２を、第１の波長の光を透過し、第２の波長の光を反射するように構成することができる。ビーム・スプリッタ３２は、当業で知られている好適な光学コンポーネントであればどのようなものでもよい。
【００６６】
ビーム・スプリッタ３２により透過された光は、照射サブシステムの反射光学コンポーネント３４に向けられる。反射光学コンポーネント３４は、ビーム・スプリッタ３２により透過された光を対物レンズ３６に当てて、その光をウェハ１０上に集束させるように構成される。図２に示されているように、反射光学コンポーネント３４と対物レンズ３６は、ビーム・スプリッタ３２により透過された光が、実質的に法線方向の入射角でウェハ１０に当たるように構成される。このようにして、ウェハ内に侵入する第１の波長の光は、実質的に法線方向の入射角でウェハに当てることができる。反射光学コンポーネント３４は、平面鏡などの当業で知られている適切な反射光学コンポーネントを含む。対物レンズ３６を、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。
【００６７】
ビーム・スプリッタ３２により反射された光は、照射サブシステムの反射光学コンポーネント３８に向けられる。反射光学コンポーネント３８は、ビーム・スプリッタ３２により反射された光を対物レンズ４０に当てて、その光をウェハ１０上に集束させるように構成される。図２に示されているように、反射光学コンポーネント３４と対物レンズ４０は、ビーム・スプリッタ３２により反射された光が、斜め入射角でウェハ１０に当たるように構成される。このようにして、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光は、斜め入射角でウェハに当てることができる。第２の波長の光がウェハに当てられる斜角は、当業で知られている好適な斜角を含むことができる。それに加えて、斜角は、変化し、例えば、第２の波長とウェハの１つ又は複数の特性に基づいて選択することができる。反射光学コンポーネント３８は、当業で知られている適切な反射光学コンポーネントを含むことができる。対物レンズ４０は、さらに、本明細書で説明されているように構成させることができる。
【００６８】
図２に示されているシステムを、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。例えば、図２に示されているシステムは、上述のように構成される検出サブシステムと処理サブシステム（図２には示されていない）を含む。それに加えて、図２に示されている照射サブシステムは、第１と第２の波長の光が、順次又は同時にウェハに当てられるように、さらに上で説明されているように構成される。さらに、図２に示されている検出サブシステムは、ウェハから散乱された第１と第２の波長の光が、順次又は同時に検出されるように、本明細書の説明に従って構成できる。
【００６９】
第１と第２の波長の光を異なる入射角でウェハに当てるように構成された照射サブシステムを含むシステムの他の実施形態が、図３に例示されている。図１、２に示されているシステムと同様に、図３に示されているシステムの照射サブシステムは、単一光源１２を備える。しかし、図２に示されている照射サブシステムとは異なり、この実施形態では、第１と第２の波長の光は、２つの異なる斜め入射角でウェハに当てられる。
【００７０】
図３に示されているように、光源１２からの光は、照射サブシステムのビーム・スプリッタ３２により２つの異なる波長を有する２つの異なる光ビームに分離される。ビーム・スプリッタ３２を、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。一実施形態では、第１の波長の光は、ビーム・スプリッタ３２により透過できる。照射サブシステムは、ビーム・スプリッタにより透過された光をウェハ１０上に集束させるように構成される対物レンズ４２を備えることができる。対物レンズ４２を、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。図３に示されているように、ビーム・スプリッタ３２及び対物レンズ４２は、第１の波長の光が斜め入射角でウェハに当てられるように構成される。
【００７１】
第２の波長の光は、ビーム・スプリッタ３２により反射されるようにできる。照射サブシステムは、さらに、第２の波長の光を斜め入射角でウェハに当てるように組み合わせて構成される反射光学コンポーネント４４と対物レンズ４６も備えることができる。反射光学コンポーネント４４と対物レンズ４６を、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。第１と第２の波長の光は異なる斜め入射角でウェハに当てられる。異なる斜め入射角を、変化し、第１と第２の波長の光とウェハの１つ又は複数の特性に基づいて選択することができる。
【００７２】
図３に示されているシステムを、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。例えば、図３に示されているシステムは、上述のように構成される検出サブシステムと処理サブシステム（図３には示されていない）を含む。それに加えて、図３に示されている照射サブシステムを、第１と第２の波長の光が、順次又は同時にウェハに当てられるように、さらに上で説明されているように構成できる。さらに、図３に示されている検出サブシステムを、ウェハから散乱された第１と第２の波長の光が、順次又は同時に検出されるように構成できる。
【００７３】
上でさらに説明されているように、本明細書で説明されているシステムの照射サブシステムは、実質的に同じ入射角又は異なる入射角でウェハに当てられる第１と第２の波長の光を発生する単一の光源を備えることができる。他の実施形態では、照射サブシステムは複数の光源を備える。複数の光源のうちの１つは、第１の波長の光を発生するように構成される。複数の光源のうちの他の１つは、第２の波長の光を発生するように構成される。
【００７４】
このような照射サブシステムを含むシステムの一実施形態が図４に示されている。この実施形態の照射サブシステムは、光源４８、５０を備える。光源４８、５０の一方は、第１の波長の光を発生するように構成され、光源４８、５０の他方は、第２の波長の光を発生するように構成される。光源４８、５０は、単一波長レーザー、発光ダイオードなどの当業で知られている好適な光源を含むことができる、それに加えて、これらの光源を、本明細書でさらに説明されるように選択される、第１と第２の波長に基づいて選択することができる。
【００７５】
図４に示されているように、光源４８、５０からの光は、光源４８からの光を透過し、光源５０からの光を反射するように構成されている、照射サブシステムのビーム・スプリッタ５２により単一照射経路に組み合わせられる。このようにして、第１と第２の波長の光は、実質的に同じ入射角でウェハ１０に当てられる。図４に示されているように、第１と第２の波長の光は、実質的に法線方向の入射角でウェハに当てられる。しかし、第１と第２の波長の光は、斜め入射角でウェハに当てられる。ビーム・スプリッタ５２により透過され、反射された光は、照射サブシステムの対物レンズ５４によりウェハ１０に集束させることができる。ビーム・スプリッタ５２と対物レンズ５４を、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。
【００７６】
図４に示されているシステムを、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。例えば、図４に示されているシステムは、上述のように構成される検出サブシステムと処理サブシステム（図４には示されていない）を含む。それに加えて、図４に示されている照射サブシステムを、第１と第２の波長の光が、順次又は同時にウェハに当てられるように、さらに上で説明されているように構成できる。さらに、図４に示されている検出サブシステムを、ウェハから散乱された第１と第２の波長の光が、順次又は同時に検出されるように構成できる。
【００７７】
上でさらに説明されているように、照射サブシステムを、複数の光源を備え、それらの光源のそれぞれからの光が実質的に同じ入射角でウェハに当てられるようにできる。代替えの実施形態では、照射サブシステムを、複数の光源を備え、それらの光源のうちの１つが第１の波長の光を発生するように構成され、他の１つが第２の波長の光を発生するように構成し、照射サブシステムを、第１と第２の波長の光を異なる入射角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成することができる。
【００７８】
このような照射サブシステムを含むシステムの一実施形態が図５に例示されている。この実施形態の照射サブシステムは、光源５６、５８を備える。光源５６、５８の一方は、第１の波長の光を発生するように構成され、光源５６、５８の他方は、第２の波長の光を発生するように構成される。光源５６、５８は、単一波長レーザーなどの当業で知られている好適な光源を含むことができる、それに加えて、これらの光源を、本明細書でさらに説明されるように選択される第１と第２の波長に基づいて選択することができる。
【００７９】
図５に示されているように、光源５６から光は、対物レンズ６０により実質的に法線方向の入射角でウェハ１０に集束される。このような一実施形態では、光源５６は、ウェハ１０内に侵入する第１の波長の光を発生するように構成される。光源５８からの光は、対物レンズ６２により斜め入射角でウェハ１０に集束される。このような一実施形態では、光源５８は、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光を発生するように構成される。斜め入射角を、本明細書で説明されているように選択できる。対物レンズ６０、６２を、本明細書で説明されているように構成することができる。
【００８０】
図５に示されているシステムを、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。例えば、図５に示されているシステムは、本明細書で説明されているように構成される検出サブシステムと処理サブシステム（図５には示されていない）を含む。それに加えて、図５に示されている照射サブシステムは、第１と第２の波長の光が、順次又は同時にウェハに当てられるように、さらに上で説明されているように構成できる。さらに、図５に示されている検出サブシステムは、ウェハから散乱された第１と第２の波長の光が、順次又は同時に検出されるように構成できる。
【００８１】
他の実施形態では、照射サブシステムは、本明細書で説明されているように構成することができる、複数の光源を備えることができる。しかし、図５に示されている照射サブシステムとは異なり、この照射サブシステムは、複数の光源からの光を異なる斜め入射角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成される。このようないくつかの実施形態では、照射サブシステムを、さらに、複数の光源からの光を、異なる方位角でウェハに当てることによりウェハを照射するように構成することもできる。このような実施形態を、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。
【００８２】
上述のように、システムの実施形態の検出サブシステムは、単一の組の入射角でウェハから来る光を集光するように構成される（例えば、対物レンズ１６の位置及び特性により定められているように）。しかし、他の実施形態では、検出サブシステムは、複数の組の立体角でウェハから光を集光するように構成される。このようにして、散乱光は、複数の組の立体角の中に集光され、それぞれの組において、光は、それぞれの波長で個別に検出される。
【００８３】
このような検出サブシステムを含むシステムの他の実施形態が図６に示されている。図６に示されているシステムは、上でさらに説明されている図５に示されているように構成される照射サブシステムを備える。しかし、図６に示されているシステムは、本明細書で説明されている照射サブシステムの実施形態のどれかを備えることができることは理解されるであろう。図６にさらに示されているように、このシステムは、対物レンズ１６、ビーム・スプリッタ１８、検出器２０、２２を備える検出サブシステムを備え、それぞれ本明細書で説明されているように構成される。検出器２０、２２は、複数の波長で、また対物レンズ１６により定められる一組の立体角で、ウェハから散乱される光を検出するように構成される。検出サブシステムは、さらに、対物レンズ６４、ビーム・スプリッタ６６、及び検出器６８、７０を備え、それぞれ本明細書で説明されているように構成される。図６に示されているように、対物レンズ６４は、対物レンズ１６がウェハにより散乱された光を集光する一組の立体角と異なる一組の立体角でウェハにより散乱される光を集光するように構成される。対物レンズ１６、６４を、さらに、集光空間内の極角及び／又は方位角については異なる別の組の立体角でウェハから散乱される光を集光するように構成することもできる。このようにして、図６に示されているシステムの検出サブシステムは、複数の組の立体角でウェハから散乱される光を集光し、検出するように構成される。ウェハにより散乱される第１と第２の波長の光を、両方の組の立体角で検出できる。
【００８４】
このような実施形態では、両方の組の立体角で検出サブシステムにより生成される出力信号を、ウェハ上の欠陥を検出し、その欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定するために、本明細書でさらに説明されているように処理することができる。例えば、異なる波長によるウェハの複数回のスキャンを、図６に示されているシステムにより同時に又は順次に実行できる。スキャンが完了した後、出力信号が処理され、どれかの波長で見つかったそれぞれの欠陥について、複数の波長に対し生成された信号と集められた複数の組の立体角との比較が行われ、欠陥が分類される。
【００８５】
図６に示されているシステムを、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。例えば、図６に示されているシステムは、上述のように構成される処理サブシステム（図６には示されていない）を備える。それに加えて、図６に示されている照射サブシステムを、第１と第２の波長の光が、順次又は同時にウェハに当てられるように、上の説明に従って構成できる。さらに、図６に示されている検出サブシステムは、ウェハから散乱された第１と第２の波長の光が、順次又は同時に検出されるように構成できる。
【００８６】
図６に示されているシステムの特定の一実施形態では、ウェハ内に侵入する第１の波長の光は、法線方向の入射角でウェハに当てることができる。第１の波長は、例えば、４８８ｎｍ又は５３２ｎｍの波長の可視光線である。このような一実施形態では、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光を、斜め入射角でウェハに当てる。第２の波長は、例えば、３５５ｎｍの波長の紫外線であってよい。斜め入射角は、例えば、法線から約７０度とすることができる。それに加えて、このような実施形態では、検出時に集光されるそれぞれの波長について２組の立体角の波長間隔を維持するように、本明細書でさらに説明されるように、検出サブシステムを構成することができる。
【００８７】
明らかに、上述の構成は、本明細書で説明されている実施形態により包含される多くの異なる光学的構成のうちの１つにすぎず、また好適であれば他の光学的構成も、本明細書で説明されている実施形態において使用することができる。それに加えて、この例では、４８８ｎｍ、５３２ｎｍ、３５５ｎｍの波長は、第１と第２の波長の例として示されているが、本明細書で説明されているシステムではさまざまな波長も使用できることは明らかである。実際、異なる波長が、ある材料に対しては他の波長よりも好適である場合もある。したがって、上述のように、検査に使用される第１と第２の（及び他の）波長は、ウェハ上に形成される材料の吸収特性や厚さなどのウェハの１つ又は複数の特性に基づいて選択される。
【００８８】
ウェハを検査するように構成されるシステムの他の実施形態が図７に例示されている。図７に示されているシステムは、パターン無しウェハ検査用に構成され、カリフォルニア州サンノゼ所在のＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社から市販されているＳＰ１−ＴＢＩシステムに基づく。この検査システムは、本明細書に全体が説明されているかのように参照により組み込まれる、Ｖａｅｚ−Ｉｒａｖａｎｉらの米国特許第６，５３８，７３０号において詳細に説明されている。図７に示されているシステムは、さらに、本特許で説明されているように、パターン付き及びパターン無しウェハ検査用に構成させることができる。わかりやすくするため、システムのコンポーネントと詳細の一部は、図７及びここに示されている対応する説明から省かれている。それに加えて、米国特許第６，５３８，７３０号は、本明細書に全体が説明されているかのように参照により組み込まれる、Ｖａｅｚ−Ｉｒａｖａｎｉらの米国特許第６，２０１，６０１、及びＭａｒｘｅｒらの米国特許第６，２７１，９１６号にも関係する。図７に示されているシステムを、さらに、これらの特許で説明されているように構成することができる。
【００８９】
図７に示されているシステムは照射サブシステムを備える。照射サブシステムは、光７２を発生するように構成される。例えば、照射サブシステムは、光７２を発生するように構成されている、光源７４を備えることができる。光７２は、ウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光としてよい。照射サブシステムは、光７２を斜め入射角でウェハ１０に当てるように構成されている。照射サブシステムは、（複数の）折り畳み鏡、（複数の）ビーム・スプリッタ、（複数の）偏光コンポーネント、（複数の）フィルタ、レンズなどの光７２の経路内に配置される多数の光学コンポーネント（図に示されていない）を備えることができる。斜め入射角は、例えば、光の特性とウェハの特性に応じて、変化しうる。好適な入射角の１つは、ウェハの上面に対する法線から約７０度であってよい。
【００９０】
照射サブシステムは、さらに、光源７６も備える。光源７６は、照射サブシステムにより実質的に法線方向の入射角でウェハ１０に当てられる光７８を発生するように構成される。光７８は、ウェハ内に侵入する第１の波長の光としてよい。照射サブシステムは、光７８の経路内に配置された多数の光学コンポーネント（図に示されていない）を備えることができる。これらの光学コンポーネントは、上述のものを含むことができる。
【００９１】
光源７４、７６はレーザーなどの当業で知られている好適な光源を含むことができる。異なる実施形態では、システムは、上でさらに説明されているように、斜め及び法線方向の両方の照射について光を送るために使用される単一光源（図に示されていない）を備える。例えば、上でさらに説明されているように、多波長レーザーなどの単一光源を、ビーム・スプリッタ（図に示されていない）に結合することができる。ビーム・スプリッタは、レーザーからの光を異なる波長を有する別々のビームに分割するように構成され、ビームの１つは、法線方向の照射に使用され、もう１つは、斜めの照射に使用される。異なる波長は、本明細書で説明されている第１と第２の波長を含む。照射サブシステムは、当業で知られている単一光源及び（複数の）ビーム・マルチプライヤの他の好適な組み合わせを含むことができる。
【００９２】
ウェハ１０は、光７２、７８がらせん形経路で移動するウェハ上の領域又はスポットを照射するように回転、平行移動が可能なステージ８０上に支えられている。それとは別に、光７２、７８は、当業で知られている方法でウェハをスキャンし、ウェハ上のらせん形経路又は他のタイプのスキャン経路をトレースすることができる。
【００９３】
ウェハの照射により、ウェハから光が散乱する。それに加えて、斜め入射光と法線入射光は両方とも、ウェハから散乱させることができる。図７に示されているシステムは、ウェハから散乱された光を集光し、ウェハの照射から結果として生じるウェハからの光に応答して出力信号を発生するように構成される検出サブシステムを備える。出力信号は、本明細書でさらに説明されているように、ウェハ上の欠陥を検出するために使用できる。
【００９４】
検出サブシステムは、検出サブシステムの「狭い」チャネルを形成する、レンズ集光器８２、鏡８４、ビーム・スプリッタ８６、検出器８８、９０を備える。言い換えると、ウェハの表面の法線に比較的近い方向にそってウェハ上の照射領域から散乱された光は、レンズ集光器８２により集光され、集束されるということである。このようにして、レンズ集光器８２は、比較的「狭い」散乱角でウェハから散乱された光を集光する。レンズ集光器８２は、集光された光を鏡８４に送り、この鏡で光をビーム・スプリッタ８６に当てる。ビーム・スプリッタ８６は、光の一部を検出器８８に当て、光の他の部分を検出器９０に当てるように構成される。一方の検出器は、法線入射ビームによる照射のせいで比較的狭い角度で散乱される光を検出するために使用することができ、他方の検出器は、斜め入射ビームによる照射のせいで比較的狭い角度で散乱される光を検出するために使用することができる。検出器８８、９０は、当業で知られている好適な検出器であればどのようなものでもよい（例えば、ＰＭＴ）。それに加えて、検出器８８、９０は、類似の構成のものでも、異なる構成のものでもよい。検出サブシステムの狭いチャネル部分は、当業界で知られている他の光学コンポーネント（図に示されていない）を含むことができる。例えば、１つ又は複数の分光フィルタリング・コンポーネント（例えば、帯域通過フィルタ）は、ビーム・スプリッタ８６と検出器８８、９０のそれぞれの間の集光された光の経路内に置くことができる。それに加えて、空間フィルタを、検出サブシステムの狭いチャネル部分に入れることができ、これにより、法線入射ビームの正反射が検出器８８、９０に到達するのを妨げることができる。
【００９５】
検出サブシステムは、さらに、検出サブシステムの「広い」チャネルを形成する、楕円面鏡９２、ビーム・スプリッタ９４、検出器９６、９８を備える。言い換えると、ウェハの表面の法線から比較的遠い方向にそってウェハ上の照射領域から散乱された光は、楕円面鏡９２により集光され、集束されるということである。このようにして、楕円面鏡９２は、比較的「広い」散乱角でウェハから散乱された光を集光する。楕円面鏡９２は、集光された光をビーム・スプリッタ９４に当てる。ビーム・スプリッタ９４は、光の一部を検出器９６に当て、光の他の部分を検出器９８に当てるように構成される。一方の検出器は、法線入射ビームによる照射のせいで比較的広い角度で散乱される光を検出するために使用することができ、他方の検出器は、斜め入射ビームによる照射のせいで比較的広い角度で散乱される光を検出するために使用することができる。検出器９６、９８は、当業で知られている好適な検出器であればどのようなものでもよい（例えば、ＰＭＴ）。それに加えて、検出器９６、９８は、類似の構成のものでも、異なる構成のものでもよい。検出サブシステムの広いチャネル部分は、当業で知られている他の光学コンポーネント（図に示されていない）を含むことができる。例えば、１つ又は複数の分光フィルタリング・コンポーネント（例えば、帯域通過フィルタ）は、ビーム・スプリッタ９４と検出器９６、９８のそれぞれの間の集光された光の経路内に置くことができる。
【００９６】
検出器８８、９０、９６、９８は、散乱光に応答して出力信号を発生するように構成される。処理サブシステム１００は、図７の点線により示されているような伝送媒体により検出器８８、９０、９６、９８に結合される。伝送媒体は、当業で知られている好適な伝送媒体であればどのようなものでもよい。それに加えて、１つ又は複数の追加のコンポーネント（図に示されていない）は、検出器のそれぞれとアナログ・デジタル・コンバータなどの処理サブシステムとの間に配置することができる。このようにして、検出器により生成された出力信号を、処理サブシステムに送ることができる。処理サブシステムは、本明細書でさらに説明されているように出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出するように構成される。それに加えて、処理サブシステムは、本明細書でさらに説明されているように、これらの出力信号を使用して欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定するように構成される。図７に示されているシステムを、さらに、本明細書で説明されているように構成することができる。
【００９７】
本明細書で説明されているシステムの実施形態は、他の現在利用可能な検査システムに勝る多数の利点を有する。例えば、本明細書で説明されているシステムは、表面／表面下分類、深さ分類、検査のため単一波長を使用して判定可能なサイズよりも正確なサイズなどの欠陥の付加的特性に関するフィードバックを比較的素早くユーザーに返す。それに加えて、この付加的情報は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）又は原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）などの比較的低速の欠陥レビュー・ツールで欠陥を別々にレビューすることなく与えることができる。さらに、本明細書で説明されているシステムは、半導体製造でより一般的に使用されている、ＳＯＩと歪みシリコンなどの材料上の欠陥を検出し、分類するために使用できる。したがって、これらの材料に関する欠陥の分類も、重要なものとなる。
【００９８】
いくつかの実施形態では、本明細書で説明されているシステムは、「スタンドアロン・ツール」又はプロセス・ツールに物理的に結合されていないツールとして構成される。しかし、このようなシステムを、伝送媒体によりプロセス・ツール（図に示されていない）に結合することができ、これは、有線又は無線部分を含むことができる。プロセス・ツールは、リソグラフィ・ツール、エッチング・ツール、蒸着ツール、研磨ツール、メッキ・ツール、クリーニング・ツール、又はイオン注入ツールなどの当業で知られているプロセス・ツールを含むことができる。プロセス・ツールを、クラスタ・ツール、又は共通ハンドラにより結合された多数のプロセス・モジュールとして構成することができる。
【００９９】
図８は、ウェハ上の異なるタイプの欠陥の一例、及び異なる波長の光の侵入深さに関する異なるタイプの欠陥の位置を例示している。図８に示されているように、異なる波長の光は、ウェハ１０２内の異なる深さに侵入する。特に、図８に示されているように、ウェハ１０２の上面１０４の下の３５５ｎｍの紫外線の侵入深さ（例えば、約１０ｎｍ）は、ウェハ１０２の上面１０４の下の４８８ｎｍの可視光線の侵入深さ（例えば、約５００ｎｍ）よりもかなり小さい。
【０１００】
図８に示されているように、異なるタイプの欠陥は、ウェハの上面１０４に関して異なる空間的関係を有する。特に、欠陥１０６は、上面１０４の下に位置していない。したがって、欠陥１０６は表面欠陥である。欠陥１０８は、ウェハの上面１０４の部分的に下に位置する。こうして、欠陥１０８は表面欠陥でもある。それに加えて、欠陥１１０は、ウェハの上面の完全に下に位置する。そのようなものとして、欠陥１１０は表面下欠陥（例えば、表面下ＣＯＰ）である。互いに関する、また図８に示されているようにウェハの上面に関する欠陥の位置は、異なるタイプの欠陥と異なる波長の光との異なる相互作用を単に例示しているだけであることに留意されたい。検査対象のウェハは、ウェハの上面に関するさまざまな位置、及び互いに関するさまざまな位置に欠陥を有する。
【０１０１】
図８からわかるように、紫外線波長の光は、欠陥１１０から散乱されない（か、又は実質的に散乱されない）が、それは紫外線がウェハ１０２内に侵入する深さが、ウェハ内のそれらの欠陥の位置よりも浅いからであり、そのため、紫外線が欠陥１１０に当たるのを実質的に妨げる。しかし、可視光線波長の光は可視光がウェハ１０２内に侵入する深さがこれらの欠陥の上面よりも下にあるため欠陥１１０から散乱され、これにより可視光線が欠陥１１０に当たり、散乱される。
【０１０２】
以下の例は、いかなる形でも、本発明の限定する実施形態として解釈すべきではなく、例えば、本明細書で説明されているシステム及び方法の実施形態の能力を一般的に示すことのみを目的として本明細書に記載されている。
【０１０３】
例：表面欠陥と表面下欠陥との弁別
表面欠陥と表面下欠陥の両方を含んでいるウェハ（ＣＯＰリッチと呼ばれるウェハ）を検査ツールにより異なる波長の光で検査した。他のやり方では比較的類似の光学的構成をとる。例えば、ウェハは、第１のツールにより４８８ｎｍの波長で検査された。ウェハは、さらに、第２のツールにより３５５ｎｍの波長で検査された。両方の波長における検査は、斜め入射角で実行された。
【０１０４】
検査の後、検出された欠陥のいくつかは、ＳＥＭによりレビューされた。これらの実験で使用されるＳＥＭは、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒから市販されているｅｖ３００システムであった。当業で知られているように、ＳＥＭは、光学検査により検出された、ウェハの上面より下に位置する欠陥を再検出することはできない。したがって、ＳＥＭは、欠陥が表面欠陥であるか、又は表面下欠陥であるかを検証するために使用された。言い換えると、ＳＥＭにより再検出された欠陥は、表面欠陥として分類し、ＳＥＭにより再検出されていない欠陥は、表面下欠陥として分類することができる。
【０１０５】
検査及び欠陥レビューの結果は、表１に例示されている。
【０１０６】
【表１】
2009511878.tif 000003
【０１０７】
表１に示されているように、第１と第２のツールに対し共通のＣＯＰ欠陥（つまり、第１のツールと第２のツールの両方により検出されたＣＯＰ欠陥）は、ＳＥＭによって実行された欠陥レビューにより再検出された、又は「見つかった」５０、及びＳＥＭにより実行された欠陥レビューにより見つけられなかった２を含んでいた。欠陥レビューにより見つけられなかった２つの欠陥は、比較的浅い表面下（「埋め込まれた」）ＣＯＰ（つまり、ウェハの表面の完全に下にあるが、ウェハの表面に比較的近い位置にあるＣＯＰ）である可能性がある。したがって、ウェハ内に侵入する可視光線波長を使用した検査、及びウェハ内に侵入しない紫外線波長を使用した検査により見つかった欠陥のうち、ほとんどすべてが、欠陥レビューにより表面欠陥であると確認された。
【０１０８】
表１にさらに示されているように、第２のツールでしか検出されない６６の欠陥（第２のツールに特有）は、ＳＥＭによりレビューされ、５のみがＳＥＭで再検出できなかった。これらの特有の欠陥は、小さすぎるか、又は比較的浅い埋め込みＣＯＰ欠陥であったため再検出されていない可能性がある。したがって、欠陥レビュー結果から、ウェハ内に実質的に侵入しない紫外線波長でのみ検出された欠陥の大半は、表面欠陥であったことがわかる。表１にさらに示されているように、第１のツールでしか検出されない１００の欠陥（第１のツールに特有）は、ＳＥＭによりレビューされ、１のみがＳＥＭで再検出できたが、これは、レビューされた１００の欠陥の９９が、完全に表面下のＣＯＰの欠陥であることを示している。したがって、欠陥レビュー結果から、ウェハ内に侵入する可視光線波長でのみ検出された欠陥の大半は、表面下欠陥であったことがわかる。
【０１０９】
したがって、上述の結果から、表面欠陥と表面下欠陥とを弁別するために紫外線と可視光線を使用できることが確認される。特に、４８８ｎｍの波長で第１のツールにより実行される検査でのみ見られるＣＯＰ欠陥の９９％は、ＳＥＭ欠陥レビューでは見つからなかったが、そのため、これらの欠陥は表面下欠陥であることを示している。したがって、侵入波長で検出され、実質的に侵入しない波長で検出されない欠陥は、本明細書で説明されているシステム及び方法の実施形態により表面下欠陥として識別される。対照的に、第１と第２のツールにより実行される検査に共通であるが、３５５ｎｍの波長で第２のツールにより実行される検査でのみ見つかるＣＯＰ欠陥は、ＳＥＭ欠陥レビューのときに容易に見つかり、これにより、それらの欠陥が表面欠陥又は「表面破断」欠陥であることが確認される。
【０１１０】
他の実施形態は、ウェハを検査する方法に関する。この方法は、ウェハ内に侵入する第１の波長の光とウェハ内に実質的に侵入しない第２の波長の光をウェハに照射することを含む。この方法は、さらに、照射工程から結果として生じるウェハからの光に応答して出力信号を発生することを含む。それに加えて、この方法は、出力信号を使用してウェハ上の欠陥を検出することを含む。この方法は、さらに、これらの出力信号を使用して欠陥が表面下欠陥であるか、又は表面欠陥であるかを判定することを含む。これらの工程は、本明細書で説明されているシステムの実施形態のいずれかを使用して実行される。
【０１１１】
一実施形態では、第１の波長は可視光線波長であり、第２の波長は紫外線波長である。本明細書でさらに説明されているように、第１と第２の波長は、検査される材料の１つ又は複数の特性に基づいて選択できる。いくつかの実施形態では、第１と第２の波長の光をウェハに照射することが順次実行される。他の実施形態では、第１と第２の波長の光をウェハに照射することは、同時に実行される。複数の波長の光をウェハに順次又は同時に照射することは、本明細書で説明されているシステムの実施形態のいずれかにより実行される。他の実施形態では、照射工程は、第１と第２の波長の光を、実質的に同じ入射角でウェハに当てることを含む。このような照射は、図１、４に示されているシステムにより行うことができる。異なる実施形態では、照射工程は、第１と第２の波長の光を、異なる入射角でウェハに当てることを含む。このような照射は、図２〜３及び５〜７に示されているシステムにより行うことができる。
【０１１２】
一実施形態では、ウェハから来る光は散乱光を含む。他の実施形態では、発生する工程は、複数の組の立体角でウェハから光を集光することを含む。複数の組の立体角でウェハから光を集光することは、図６、７に示されているシステムを使用して実行できる。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、この方法は、出力信号を使用して欠陥の横方向寸法を決定することを含む。欠陥の横方向寸法を決定することは、本明細書で説明されているように実行される。他の実施形態では、この方法は、出力信号を使用してウェハ内の表面下欠陥の深さを決定することを含む。ウェハ内の表面下欠陥の深さを決定することを、本明細書でさらに説明されているように実行することができる。他の実施形態では、決定する工程は、ウェハ上の位置に応じて第１の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号と第２の波長の光をウェハに照射した結果としてウェハから返される光に応答する出力信号とを比較することを含む。出力信号を比較することを、本明細書でさらに説明されているように実行することができる。上述の方法の実施形態はそれぞれ、本明細書で説明されている他の（複数の）工程を含むことができる。それに加えて、上述の方法の実施形態はそれぞれ、上述のシステムの利点すべてを有する。
【０１１４】
本明細書で説明されている方法及びシステムにより実行される検査の結果は、フィードバック制御技術、フィードフォワード制御技術、及び／又はその場制御技術を使用してプロセス又はプロセス・ツールのパラメータを変更するために使用できる。プロセス又はプロセス・ツールのパラメータは、手動で、又は自動的に変更することができる。
【０１１５】
本発明のさまざまな態様の他の修正形態及び代替え形態は、本明細書を参照することで当業者には明白である。例えば、ウェハの検査用の方法及びシステムが実現される。したがって、この説明は、例示的であると解釈すべきであり、本発明を実施する一般的な方法を当業者に教示することを目的としている。図に示され、本明細書で説明されている本発明の形態は、現在好ましい実施形態として解釈すべきであると理解されるであろう。要素及び材料は、例示され、本明細書で説明されているものの代わりに使用することができ、パーツ及びプロセスは、逆にすることができ、本発明のいくつかのフューチャは、独立して利用することができ、すべて本発明のこの説明を利用した後で当業者にとって明白なものになるであろう。請求項で説明されているように、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、変更を加えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図２】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図３】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図４】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図５】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図６】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図７】ウェハを検査するように構成されたシステムの実施形態を例示する図。
【図８】ウェハ上の異なるタイプの欠陥の一例の断面及び異なる波長の光の侵入深さに関する異なるタイプの欠陥の位置を例示する概略図。
【図１】
2009511878.tif 000004
【図２】
2009511878.tif 000005
【図３】
2009511878.tif 000006
【図４】
2009511878.tif 000007
【図５】
2009511878.tif 000008
【図６】
2009511878.tif 000009
【図７】
2009511878.tif 000010
【図８】
2009511878.tif 000011
【国際調査報告】
2009511878.tif 000012