(57)【要約】【課題】カラー情報と高い解像度構造情報を廉価に得ることができるウェハー検査のための装置と方法を開発する。【解決手段】ウェハーの表面を照射するための照射手段と、結像範囲を備えた少なくとも一台のカメラを有しウェハーの表面を光学的に像形成するための結像手段と、結像範囲とウェハー表面の間の相対移動のための移動手段と、ウェハーを評価するための評価手段とを備えて構成される、ウェハーを検査するための装置で、結像手段が同じ結像範囲に焦点合わせされた二台のカメラを備えて構成される。またそのような装置を用いて、ウェハー表面を照射し、第一カメラでウェハーの結像範囲を像形成し、異なる解像度を有する第二カメラでウェハーの同じ結像範囲を像形成し、結像範囲によってカバーされたウェハーの表面を変更し、カメラ像を評価する。【選択図】図１
2006332646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハーの表面を照射する照射手段と、結像範囲を備えた少なくとも一台のカメラでウェハーの表面を光学的に像形成するための結像手段と、結像範囲とウェハー表面の間の相対移動のための移動手段と、ウェハーを評価するための評価手段とを備えて構成される、ウェハーを検査するための装置において、結像手段が同じ結像範囲に焦点合わせされた二台のカメラを備えて構成されることを特徴とする装置。
【請求項２】
結像手段が、異なる解像度の複数のカメラを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
結像手段が、カラーカメラと単色カメラを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
結像手段が、低い解像度を有したカラーカメラと高い解像度を有した単色カメラを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
結像手段が、二台のカメラに結像範囲の像を割り当てる像割り当て光学素子を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
結像手段が、割り当て光学素子としてビーム分割ミラーを備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
結像手段が、結像範囲のスペクトル領域を単色カメラに割り当てる像割り当て光学素子を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
結像手段が、結像範囲の可変スペクトル領域を単色カメラに割り当てるスペクトル選択手段を有する像割り当て光学素子を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
結像手段が像割り当て光学素子を備え、当該像割り当て光学素子が移動手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
ウェハーを光学的に像形成する方法において、
−ウェハーの表面を照射するステップ、
−第一カメラでウェハーの結像範囲を像形成するステップ、
−異なる解像度を有する第二カメラでウェハーの同じ結像範囲を像形成するステップ、
−結像範囲によってカバーされたウェハーの表面を変更するステップ、
−カメラ像を評価するステップ
を特徴とする方法。
【請求項１１】
像形成が二台のカメラで同時に実行されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
結像範囲の変更が変位運動であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
結像範囲がステッパー照射範囲に対応することを特徴とする請求項１０又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
変位と上記方法の繰り返し実行によって、ウェハーが走査されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェハーの表面を検査するための装置と方法に関し、その際、ウェハーはウェハーの像を評価することによって評価される。
【背景技術】
【０００２】
上記タイプの装置は特許文献１から公知である。この装置において、ウェハー上で結像範囲が照射され、カメラによって結像される。
従来技術では、カラーカメラを使用する場合に画素解像度が限定されるという欠点がある。高い画素解像度を有したカラーカメラは不釣り合いに高価である。
【０００３】
【特許文献１】ＤＥ １０３３０００６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、カラー情報と高い解像度構造情報を廉価に得ることができるように冒頭に記載したタイプの装置と方法を開発することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１に規定された装置と請求項１０に規定された方法によって達成される。本発明の有利な実施の形態は夫々の従属請求項に規定されている。
【０００６】
本発明によれば、上記目的は、ウェハーの表面を照射するための照射手段と、結像範囲を備えた少なくとも一台のカメラを有しウェハーの表面を光学的に像形成するための結像手段と、結像範囲とウェハーの表面の間の相対移動のための移動手段と、ウェハーを評価するための評価手段とを備えて構成される、ウェハーを検査するための装置では、結像手段が同じ結像範囲に焦点合わせされた二台のカメラを備えて構成されることによって、達成される。
実際の適用において、各々それ自体の使用範囲で専門に取り扱われる二台のカメラが多数の要求を得意とする一台のカメラよりも廉価であることが示された。
【０００７】
結像手段が異なる解像度の複数のカメラを備えているのが、好適である。
これは、一方のカメラで非常に高い解像度の像が得られる一方で、他の低い解像度のカメラを用いて他の特定要求が満たされ得る点で有利である。
【０００８】
結像手段がカラーカメラと単色カメラを備えているのが、適切である。
結像手段が低い解像度を有したカラーカメラと高い解像度を有した単色カメラを備えているのが、目的に適っている。
【０００９】
単色カメラは一般的な白黒カメラかスペクトル領域で特定されたカメラである。当該カメラはマトリックスカメラ又はリニア配列カメラであり、特にＣＣＤマトリックスカメラであり得る。
この配置における利点は、層厚の検出のためにカラー情報を通常必要とする点にある。このために、低い解像度においてカラー情報を有すれば十分である。粒子欠陥は通常カラー像から読まれない。これら粒子欠陥は通常、ドット形状の輝き変動として像において見て取ることができる。それ故、その検出のために単に単色像のみで足りる。しかしながら、この単色像は、検出されるべき欠陥のサイズに応じて特に高い解像度を有さなければならない。
【００１０】
層厚のほかに、カラー像を用いて次のエラーが主に検出され得る：ステッパー照射とホットスポットにおける焦点エラー、即ち、照射中でのウェハーのもとで粒子のためにウェハーの歪曲。
【００１１】
更に、高い解像度の検出タスクにとってカラー像は通常必要でない。像のカラーにおいて単に映し出された典型的なエラーは通常、大きな範囲で且つ低い解像度で検出可能である。高い解像度の白黒像において小さな欠陥が容易に検出され得る。処理されるべきデータの量をできるだけ少なくし、貯蔵空間と処理時間を節約するために、ウェハーから高い解像度の白黒像と低い解像度のカラー像を摂取するのが有利である。
【００１２】
単色像のために、ドット欠陥が暗い背景で輝く点として現れる暗視野照射が選択され得る。明視野照射は、特にカラー像のために選択され得、ホトレジスト層のような厚み変動を干渉像として示される。
【００１３】
ドット欠陥を検出するために組み合わされた明／暗視野照射も考えられ得る。
本発明の実施の形態によれば、結像手段は二台のカメラに結像範囲の像を割り当てる像割り当て光学素子を備える。
【００１４】
本発明の好適な実施の形態によれば、結像手段は割り当て光学素子としてビーム分割ミラーを備える。
ビーム分割ミラーは、結像範囲の像を二台のカメラの方へ向ける廉価なアプローチである。結像範囲のスペクトル領域を単色カメラに割り当てる像割り当て光学素子を結像手段が備えることを想定される。
【００１５】
これは、ＲＧＢスペクトルから正確に一部分Ｒ、Ｇ又はＢが単色カメラに割り当てられ得るという利点を有する。その結果、ＲＧＢスペクトルの二部分がカラーカメラの像に存する一方、残りの部分が単色カメラの像に存する。したがって、完全なカラー像が二つの像の組み合わせから計算され得る。
【００１６】
有利には、単色カメラのための照射が、結像範囲にわたって走査し且つそのスペクトル領域において単色カメラのスペクトル領域に適合した暗視野照射である。特に暗視野照射のスペクトル領域は、結像光学素子によって単色カメラに割り当てられたスペクトル領域に対応し得る。
【００１７】
実施の形態によれば、結像手段は結像範囲の可変スペクトル領域を単色カメラに割り当てるスペクトル選択手段を有する像割り当て光学素子を備えることが想定される。
結像手段が像割り当て光学素子を備え、当該像割り当て光学素子が移動手段を備えることが、目的に適って想定される。
【００１８】
移動手段の相対移動は、ウェハーの支持部に連関した配置によって、又は結像ビーム路を変更することによって、特に可動ミラーを用いることによって、さもなければ全体的な結像手段のための搬送手段を用いることによって実行される。
【００１９】
本発明によれば、始めに記載した目的は更に、ウェハーを光学的に像形成する方法において、ウェハーの表面を照射するステップ、第一カメラでウェハーの結像範囲を像形成するステップ、異なる解像度を有する第二カメラでウェハーの同じ結像範囲を像形成するステップ、結像範囲によってカバーされたウェハーの表面を変更するステップ、カメラ像を評価するステップによって達成される。
【００２０】
像形成が二台のカメラで同時に実行されることが、目的に適って想定される。
結像範囲の変更が変位運動であるのが好都合である。
好ましくは、結像範囲がステッパー照射範囲に対応することを想定する。
【００２１】
ステッパー範囲窓（ＳＡＷ）とも称されるステッパー照射範囲は、ウェハー上の一部分、一つ以上のダイズ、又は半導体要素を備える。
或るステッパー照射範囲から次のステッパー照射範囲へ結像範囲を変位することによって、ウェハーはよく知られたように蛇行（メアンダー）形状で走査される。
変位と上記方法の繰り返し実行によって、ウェハーが走査されるのが特に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に、本発明を例示的な実施の形態の概略的な描写に基づいて詳細に説明する。個々の図面において同じ要素は同じ参照番号によって示される。
【００２３】
図１は概略的に、移動手段２０、照射手段３０、結像手段（像形成手段）４０及び評価手段５０を有する本発明に係る装置を示す。
ウェハー１０は移動手段２０によって支持されており、当該移動手段はウェハーを移動方向２１に搬送する。結像範囲１２がウェハー表面１１上に示されている。この結像範囲１２は照射手段３０によって照射される。照射手段３０は、暗視野光源３１と明視野光源３３並びにビーム分割ミラー３５を備えて構成される。暗視野光源３１は、その照射ビーム３２で結像範囲１２を角度をつけて照射する。明視野光源３３の光ビーム３４はビーム分割ミラー３５によって結像ビーム路に対して平行に射出される。
【００２４】
結像手段４０は、カラーカメラ４１、白黒カメラ４２及び像割り当て光学素子４３を備えて構成される。結像光学素子４３は、第一ビーム分割ミラー４４と、当該第一ビーム分割ミラー４４の位置に対してスペクトル領域選択手段４５を介して矢印方向４７に変位可能な第二ビーム分割ミラー４６とで構成される。第一ビーム分割ミラー４４は、白黒カメラ４２の結像ビーム路を共直線的にカラーカメラ４１の結像ビーム路に結び付け、また当該結像ビーム路を画結像範囲１２上に鉛直に焦点を合わせる。ビーム分割ミラー４０は５０：５０ビーム分割ミラーであるか、又は所定のスペクトル領域を白黒カメラ４２に選択的に割り当てる二色性ビーム分割ミラーである。スペクトル領域選択手段４５は、ビーム分割ミラー４６によって第一ビーム分割ミラー４４を置き換え得る。ビーム分割ミラー４６は、白黒カメラ４２上に射出されるべきビーム分割ミラー４４と異なるスペクトル領域を選択する。カラーカメラ４１、白黒カメラ４２及び像割り当て光学素子４３がモジュール７１に組み合わされる。モジュール７１は、カラーカメラ４１と白黒カメラ４２が取り付けられる担体７２を備える。像割り当て光学素子４３は同様に担体７２上に取り付けられる。移動手段２０、照射手段３０、結像手段４０及び評価手段５０がウェハー検査装置７０において配置される。評価手段５０はデータライン５１を介してカラーカメラと接続され、データライン５２を介して白黒カメラと接続されている。
【００２５】
白黒カメラ４２として如何なる単色カメラも使用可能である。好ましくは、ビーム分割ミラー４４によって単色カメラ４２の方へ向けられたスペクトル領域は、ちょうど暗視野光源３１のスペクトル領域が単色カメラ４２のスペクトル領域に適合させられるように、単色カメラ４２に適合させられる。
【００２６】
暗視野光源３１は欠陥の検出に対応する。欠陥は高めの解像度を有した白黒カメラ４２によって検出されることを予定する。それ故、暗視野照射３１のスペクトル領域がビーム分割ミラー４４若しくは単色カメラ４２のスペクトル領域に適合させられる。明視野照射３３は層厚異常の検出に対応し、それらはカラーカメラ４１のカラー像において検出される。それ故、明視野光源３３は非常に広域帯スペクトル、即ち、白光を放射する。
【００２７】
図２はウェハー１０の平面を示す。ウェハーはその表面１１上に書き込まれた結像範囲１２を有する。結像範囲１２はステッパー照射範囲に対応し得る。これら照射範囲１２はよく知られたように蛇行状の順序（メアンダリングオーダー）で結像される。矢印２１は結像手段４０とウェハー１０の間の相対運動の移動方向を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る装置の配置の概略的な概観図である。
【図２】書き込まれた結像範囲の平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    ウェハー
１１    ウェハー表面
１２    結像範囲
２０    移動装置
２１    移動方向
３０    照射装置
３１    暗視野光源
３２    光ビーム
３３    明視野光源
３４    光ビーム
３５    ビーム分割ミラー
４０    結像手段
４１    カラーカメラ
４２    白黒カメラ
４３    像割り当て光学素子
４４    第１ビーム分割ミラー
４５    スペクトル領域選択手段
４６    第二ビーム分割ミラー
４７    移動方法
５０    評価手段
５１    カラーカメラのためのデータライン
５２    白黒カメラのためのデータライン
７０    ウェハー検査装置
７１    モジュール
７２    担体
【図１】
2006332646.tif 000003
【図２】
2006332646.tif 000004