(57)【要約】      （修正有）【課題】明視野像と暗視野像の両方により、高精度で同時に高いスループットでウェーハを検査する。【解決手段】ウェーハ表面の領域を照らすために、第一及び第二入射照明装置を有し、また照明領域の像を感知するために少なくとも一つの像感知装置を有し、第一入射照明装置と少なくとも一つの像感知装置が配され、それで照明領域の像が明視野配置で感知され、また第二入射照明装置と少なくとも一つの像感知装置が配され、それで照明領域の像が暗視野配置で感知され、第一及び第二入射照明装置と少なくとも一つの像感知装置とを制御するための制御装置がさらに設けられ、明視野配置における像と暗視野配置における像が互いに時間的にずれて得られ、又はカラーにより互いに分離されることによって得られる。【選択図】図６
2005214978.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェーハ（６）の表面（３２）を検査するための装置にして、
第一及び第二入射照明光ビーム（９、９’）をそれぞれに放出し、かつ上記表面（３２）の領域（８）を照らすために、第一及び第二入射照明装置（２、２’）を有し、
照明領域（８）の像（２０、２１）を感知するために少なくとも一つの像感知装置（４）を有しており、
第一入射照明装置（２）と上記少なくとも一つの像感知装置（４）が配され、それで上記照明領域（８）の像が明視野配置で感知され、
第二入射照明装置（２’）と上記少なくとも一つの像感知装置（４）が配され、それで上記照明領域（８）の像が暗視野配置で感知される装置において、
上記第一及び第二入射照明装置（２、２’）と上記少なくとも一つの像感知装置（４）とを制御するための制御装置（１４）により、上記明視野配置における多数の像（２０）と上記暗視野配置における多数の像（２１）が、互いに時間的にずれて得られ、又はカラーにより分離されることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
上記ウェーハ（６）と上記第一及び第二入射照明光ビーム（９、９’）を互いに移動させるために移動装置（７）をさらに含み、
上記制御装置（１４）は、上記移動装置（７）及び／又は上記入射照明光ビーム（９、９’）のビーム経路に設けられた光学要素（５０）を制御しており、それで上記明視野配置における像（２０）と上記暗視野配置における像（２１）が互いに空間的にずれて得られることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の装置において、上記制御装置（１４）が、上記第一及び第二入射照明装置（２、２’）及び／又は上記像感知装置（４）を制御し、それで明視野配置で得られる二つの像（２０）の間で、少なくとも二つの像（２１）が暗視野配置で得られることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項１〜３に記載の装置において、上記制御装置（１４）が、上記第一及び第二入射照明装置（２、２’）及び／又は上記像感知装置（４）を制御し、それで上記明視野配置で得られた像（２０）が、互いに周期的にずれた領域の上記ウェーハ（６）の上記表面（３２）に配されることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置において、上記制御装置（１４）が、上記第一及び第二入射照明装置（２、２’）及び／又は上記像感知装置（４）を制御し、それで上記明視野配置で得られた像（２０）がダイス部分（１７）の小領域に一致することを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、
上記明視野及び暗視野配置における像（２０、２１）の同時の感知のために像感知装置（４）を有し、
上記像感知装置（４）は、カラー像データを読み取るために多数のカラーチャネルを有し、
上記像感知装置（４）の様々なカラーチャネル（３０）が暗視野配置における像と明視野配置における像とを感知するために読み取られるように、上記制御装置（１４）が設計されることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、
上記像感知装置（４）の一つのチャネル（３０）が暗視野配置における像を感知するために読み取られ、上記像感知装置（４）の残りのカラーチャネル（３０）が明視野配置における像を感知するために読み取られるように、上記制御装置（１４）が設計されることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置において、上記ウェーハ（６）がウェーハ受容装置（７）に定義可能な向きで配されることを特徴とする装置。
【請求項９】
請求項８に記載の装置において、少なくとも第一又は第二入射照明装置（２、２’）が配されており、それで、それぞれの入射照明光ビームによって定められたそれぞれの照明軸（９）の、上記ウェーハ（６）の上記表面に構成された上記特徴（３３）を有する上記ウェーハ（６）の上記表面（３２）への投射が、予め定められた角度、好ましくは４５°又は９０°の角度を囲むことを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、少なくとも上記第一又は第二入射照明装置（２、２’）が配されており、
それで、上記暗視野配置で得られた像（２１）のために、それぞれの入射照明光ビーム（３７）の照明軸（９）の、上記ウェーハ（６）の上記表面に構成された上記特徴（３３）を有する上記ウェーハ（６）の上記表面（３２）への投射が、約４５°の角度を囲み、
また、上記暗視野配置で得られた別の像（２１）のために、それぞれの入射照明光ビーム（３７）の照明軸（９）の、上記ウェーハ（６）の上記表面に構成された上記特徴（３３）を有する上記ウェーハ（６）の上記表面（３２）への投射が、約９０°の角度を囲むことを特徴とする装置。
【請求項１１】
ウェーハ（６）の表面（３２）を検査する方法にして、
少なくとも第一及び第二入射照明装置（２、２’）と少なくとも一つの像感知装置（４）が設けられ、
上記第一入射照明装置（２）は明視野配置に設けられ、上記第二入射照明装置（２’）は暗視野配置に設けられた方法において、
−上記明視野配置における上記第一入射照明装置（２）を用いて領域（８）を照らすこと；
−上記暗視野配置における上記第二入射照明装置（２’）を用いて領域（８）を照らすこと；及び
−上記明視野配置における照明領域（８）の多数の像の取得及び上記暗視野配置における照明領域（８）の多数の像の取得が、互いに時間的にずれて上記像感知装置（４）と同時に行われるように、制御装置（１４）を用いて、上記第一及び第二入射照明装置（２、２’）と上記少なくとも一つの像感知装置（４）とを制御すること
の各ステップを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１及び１１のそれぞれのプレアンブル部分に従うウェーハを検査するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造において、ウェーハは製造工程の間に多数の加工ステップにおいて順次加工される。集積密度が増加するにつれ、ウェーハ上に設計される特徴の質に関する要求も増加している。この目的のために、個々の加工ステップ、例えばリソグラフィーステップの質が、製造工程の間に、かつ後の加工ステップの前に確かに評価されるならば有利である。従って、加工ステップが実行された後で、かつ製造工程が完了する前に、ウェーハ又はウェーハ上に設計された特徴に欠陥があるという決定がなされるならば、ウェーハは付加的な後の加工ステップを実行する必要なく即座に捨てられる。または、満足な質が実現されるまで、欠陥があると分かったウェーハは別個に再処理される。それにより、半導体製造における効率及び生産高が高められる。
【０００３】
特に光学装置はウェーハの表面を検査するのに適している。像認識により、ウェーハの表面の幅広い多様な特徴を認識できる光学装置が知られている。この種のウェーハ検査装置は、ウェーハの表面が照らされ、表面から反射した光がカメラで感知される明視野配置か、ウェーハの表面が照らされ、欠陥から散乱された光、粒子等がカメラで感知される暗視野配置において作動する。この種のウェーハ検査装置では、ウェーハの表面はストロボスコープによっても、すなわち短い光のフラッシュによっても照らされる。
【０００４】
明視野及び暗視野配置において得られる像は様々な情報を与える。ゆえに、最適のウェーハ検査のために、明視野及び暗視野配置の両方においてウェーハ検査装置を用いて像を感知することが望ましい。暗視野配置でのウェーハ表面の検出において高い精度を実現するために、高い強度の光フラッシュが表面を照らすのに用いられることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、明視野像と暗視野像の両方を高い精度で、比較的小さい明視野及び暗視野像の相互の影響で、また同時に高いスループットで得るために、ウェーハを検査するための種々の装置及び方法を発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、それぞれ請求項１及び１１の特徴を有するウェーハを検査するための装置及び方法によって実現される。別な有利な実施形態は、内部で言及する従属請求項のサブジェクトマターである。
【０００７】
本発明に従えば、ウェーハの表面を検査するための装置が利用できる。この装置は、第一及び第二の入射照明光ビームをそれぞれ放出し、かつ表面の領域を照らすために、少なくとも第一及び第二の入射照明装置を有し、また照明領域の像を感知するために、少なくとも一つの像感知装置を有する。第一の入射照明装置及び少なくとも一つの像感知装置が配され、それで照明領域の像は明視野配置で感知される。また、第二の入射照明装置及び少なくとも一つの像感知装置が配され、それで照明領域の像は暗視野配置において感知される。本発明によれば、ウェーハ検査装置は次の点に特徴がある。つまり、第一及び第二の入射照明装置と、少なくとも一つの像感知装置とを制御するための制御装置が設けられており、それで明視野配置における多数の像と暗視野配置における多数の像が互いに時間的にずれて得られ、カラー（色）で分けられる。
【０００８】
時間又はカラーによる明視野及び暗視野像の分離の結果、明視野及び暗視野像の相互の影響が避けられる。本発明によれば、大きめの信号−ノイズ比が特に暗視野像に対して実現し、それで欠陥が検出される精度が特に暗視野像において有利に高められる。
【０００９】
明視野及び暗視野配置での照明のために用いられる入射照明装置は、好ましくはストロボスコープにより操作される。すなわち、それら（装置）は、ウェーハの表面に映写される比較的短い照明光フラッシュを放出する。ゆえに、この好ましい実施形態では、明視野像及び暗視野像のための照明光フラッシュも互いに時間をずらされる。
【００１０】
好ましい実施形態によれば、少なくとも二つの入射照明装置と一つの像感知装置が、明視野及び暗視野像の両方を感知するために備えられる。一つの入射照明装置は明視野配置に配されており、それで光はウェーハの表面から関連する像感知装置へ直接反射されるのに対し、二つの入射照明装置の他方は暗視野配置に配されており、それで散乱光、又はウェーハの表面で回折された光だけが関連する像感知装置に映写される。この配置では、入射照明装置は、明視野像及び暗視野像のために交互に利用される照明光フラッシュを好ましくは交互に放出する。
【００１１】
さらに多くの入射照明装置及び／又は像感知装置ももちろん本発明により備えられ、それらは同じウェーハ検査装置を用いて、明視野像と暗視野像の両方の感知を実行するために選択可能に操作される。入射照明装置及び／又は像感知装置は、制御装置としての中央演算処理装置、例えばコンピュータによって必要に応じて起動させられるのが好ましい。
【００１２】
ウェーハと入射照明光ビームを互いに対して動かすために、移動装置、又は入射照明光ビームの適切な偏向のためにビーム経路に備えられた光学要素を含むビーム偏向装置が付加的に備えられるならば、本発明に従えば、ウェーハ検査装置のために有利に高いスループットが実現する。この状況では、制御装置が移動装置又はビーム偏向装置を起動させ、それで明視野配置の像と暗視野配置の像が時間的にずれて得られるだけでなく、互いに空間的にずらすことによっても得られる。
【００１３】
この実施形態では、照明光フラッシュは順次にウェーハの表面全体を走査する。これに必要な照明光フラッシュとウェーハの相対的なシフトは、好ましくは照明光フラッシュの連続（シーケンス）にわたって均一に分配される。この実施形態では、高めの周波数で像感知装置を操作する必要があるが、これは、適切な装備、例えば高い読取周波数を有するフレームグラッバカードにより、又は像感知装置から感知した像を交互に読むための二つのデータ読取装置を用いることによりすぐに実現される。
【００１４】
好ましい実施形態によれば、照明光フラッシュのイメージングは時間的に変更されず、ウェーハは第一及び第二の入射照明光ビームに対して動かされる。従って、制御装置は移動装置を制御し、それでウェーハは、第一及び第二の入射照明光ビームに対して連続的に又はタイミングを調節して少なくとも局所的に動かされる。この目的のために、ウェーハは連続的に又はタイミングを調節して回転させられるか、ウェーハはＸ−Ｙ移動ステージで受けられ、連続的に又はタイミングを調節して起動させられる。すなわち、例えばステッピングモーター等により駆動する。
【００１５】
本発明によれば、ウェーハと照明光ビームの相対的な移動は照明光フラッシュの連続と調和させられ、それでウェーハの表面で互いに周期的にずらされた領域の明視野像が得られる。互いに周期的にずらされたこれらの領域は、ウェーハの表面全体が順次に走査されるように定められる。特に、互いにずらされた領域は重なり合うか、互いにすぐ近くに来る。互いに周期的にずらされた領域は少なくとも一つのダイス部分、単一のダイス部分の表面全体、又はダイス部分の小領域に一致する。これは、ウェーハ検査装置の適切な調整（カリブレーション）により簡単に保障される。この状況では、明視野像は、ダイス部分の端を越えて又は全体として感知されるダイス部分の端を越えて、定義可能な数のピクセル又は像点（イメージポイント）を伸ばすことができる。従って、ウェーハ検査装置の公差を考慮しても、少なくとも一つのダイス部分の表面全体が一つの明視野像により感知されることが常に保障される。
【００１６】
別な実施形態によれば、制御装置は第一及び第二の入射照明装置及び／又は像感知装置を制御し、それで明視野配置において得られる二つの像の間で、少なくとも二つの像、特に好ましくは正に二つの像が暗視野配置において得られる。暗視野像は、ウェーハに関してそれぞれの入射照明装置の異なる方向で得られる。例えば、第一の暗視野像のために第一の光フラッシュに用いられる入射照明装置は整列され、それで入射照明装置により定められた照明軸の、ウェーハに構成された特徴を有するウェーハ表面への投射（投影）は第一の角度、例えば４５°の角度を囲む。第二の暗視野像のために第二の光フラッシュに用いられる入射照明装置は整列され、それで入射照明装置によって定められた照明軸の、ウェーハに構成された特徴を有するウェーハの表面への投射は、第一の角度と異なる第二の角度、例えば９０°の角度を囲む。それにより、ウェーハに存在する欠陥及び／又は粒子についての付加的な情報を簡単に得ることができる。
【００１７】
この状況では、制御装置は、第一及び第二入射照明装置及び／又は像感知装置をも起動させることができ、それで明視野像の間で得られた暗視野配置における像が同時に得られる。従って、ウェーハ検査装置のために高めのスループットまでもが得られる。
【００１８】
暗視野配置で得られた像は、好ましくはウェーハの表面に少なくとも二つの隣接するダイス部分の領域を含むので、それぞれの暗視野像が感知される時点でそれぞれのダイス部分の位置が分かるように構成することは役立つ。それぞれのダイス部分の位置は、原則として、ウェーハ検査装置の適切な調整により、また用いられる照明の順序及びウェーハのそれぞれの移動の順序からそれぞれの位置を計算することにより、計算される。
【００１９】
しかしながら、別な好ましい実施形態によれば、それぞれのダイス部分の位置は、暗視野像が感知される時点で自発的に決定される。その目的のために、制御装置は第一及び第二入射照明装置及び／又は像感知装置を制御でき、それで像は暗視野配置と明視野配置によって同時に得られる。明視野配置により得られる像は、低めの入射照明光ビーム強度を有する。別な明視野像のために用いられる光フラッシュの低めの強度のために、明視野像及び暗視野像の相互の影響もさらに最小化される。
【００２０】
本発明によれば、カラーによる暗視野及び明視野像の分離が、時間的な分離に代えて又はそれに加えて設けられる。幾つかのカラーのチャンネルを有する多色入射照明装置が、この目的のために便利に用いられる。制御装置は、低めの入射照明光ビームの強度で、暗視野配置において像を感知するためにそれぞれの多色入射照明装置の幾つかのカラーチャネルの所定のチャネルを起動させる。暗視野像の感知の間に、暗視野像の感知に用いられるそれぞれの像感知装置の他の全てのカラーチャネルにおいて、又は残りのカラーチャネルにおいて、明視野像の感知が所定のカラーチャネルで遂行される。従って、「ストリート」又はマーキングのようなウェーハ表面の特徴がすぐに推定される付加的に得られた明視野像に基づいて、暗視野像が感知される時点でウェーハの現在の位置決め（ポジショニング）を確認することが可能である。
【００２１】
例えば、低い強度の明視野像のために用いられるカラーチャネルが、関連する入射照明装置の赤色チャネル（Ｒ）又は青色チャネル（Ｂ）であるならば、暗視野像の感知は、像感知装置の残りのカラーチャネル、例えば、Ｒ、Ｇ及びＢのカラーチャネルを有する色感知式の像感知装置の緑（Ｇ）及び青（Ｂ）カラーチャネル又は赤（Ｒ）及び緑（Ｇ）カラーチャネルにおいて実行される。カラーによる付加的な分離は絶対に必要なわけではないが、その代わりに暗視野像の感知は、像感知装置の全てのカラーチャネルにおいても遂行される。
【００２２】
この実施形態では、低めの入射照明光ビームの強度の明視野配置で得られる明視野像に基づいて、ウェーハの表面の特徴及び／又はそれぞれのダイス部分、例えばウェーハ表面の「ストリート」又はマーキングを識別するために、像評価装置、例えばパターン認識ソフトウェアプログラムが好ましくは設けられる。ダイス部分の位置を知ることにより、暗視野像の像情報から、それぞれの暗視野像が得られる時点でウェーハ表面の欠陥及び／または粒子の正確な位置に関して結論を下すことが可能である。
【００２３】
別な見方によれば、本発明はウェーハを検査するための方法にも関する。この方法は、本願において記述される装置を操作するように設計され、またコンピュータ又は制御装置として作動するプロセッサーによって検索又は実行するために、コンピュータ読み取り可能又は機械読み取り可能な媒体、例えば磁気若しくは光学データ媒体又は半導体記憶素子に、制御プログラム又はソフトウェアプログラムの形式で記憶される。
【００２４】
本発明を以下に例示して、付属の図面に則して記述する。それらから、別な特徴、利点及び達成しようとする目的が明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図において、同一の参照番号は同一の又は実施的に同一に機能する要素若しくは要素のグループを表す。
【００２６】
本発明に従うウェーハ検査装置を図５及び６に則して以下に記述する。図６は、本発明に従うウェーハ検査装置を示す概略的な側面図である。図６によれば、全体を参照番号１でラベルされたウェーハ検査装置は、ウェーハ６の表面３２の領域８を照らすために、それぞれの入射照明光ビーム３７を放出する二つの入射照明装置２、２’を含む。図６によれば、さらにウェーハ検査装置１は、ウェーハ６の表面３２の照明領域８の像を感知するために、像感知装置として機能するカメラを含む。カメラ４は、単色画像又はカラー画像を感知するマトリクスカメラ又はリニアカメラであり、好ましくはＲ、Ｇ及びＢの色素を有する。図６において、参照番号３０は、例えば主なカラーＲＧＢでカラー画像データを読み取るのに適したカメラ４の全てのカラーチャネルを概略的に示す。図６によれば、カメラ４で定められた結像軸１０がウェーハ６の表面３２と垂直に延びる。カメラ４の前に配置された対物レンズ５が、照明領域８をカメラ４の結像面に映す。カメラ４により感知された画像データは、データライン１３を介して、データ読み取り装置として動作するコンピュータ１４で読み取られ、そこで一時的に記憶されるか、さらに処理される。最後に、画像データはモニター又はディスプレイ１５に表示される。本発明によれば、好ましくは一つだけカメラ４が備えられるが、原則として数個のカメラ４も備えられる。
【００２７】
図６によれば、入射照明装置２は光源１１と結合している。光源の光は、光ガイド又は光ガイドの束１２、例えばガラスファイバーの照明領域又はガラスファイバーの直線配列を介して入射照明装置２に供給される。対物レンズ又はレンズ３は入射照明光ビーム３７をウェーハ６の表面３２に写すが、必ずしも備えられる必要はない。図６によれば、入射照明装置２は、ウェーハの表面３２と垂直な線及び像軸１０に対して角度αだけ傾いた照明軸９を定める。
【００２８】
図６によれば、入射照明装置２’は光源１１’と結合している。光源の光は、光ガイド又は光ガイドの束１２’を介して入射照明装置２’に接続される。入射照明装置２’から放出された光ビームは、ビームスプリッタミラー５０の前面からウェーハ６の表面３２に反射され、それで入射照明装置２’の照明軸はカメラ４の像軸１０と一致する。
【００２９】
図６によれば、入射照明装置２’は明視野配置に配置されており、それでウェーハ６の表面３２の照明領域８から反射した光がビームスプリッタミラー５０を通り、カメラ４に写される。図６によれば、入射照明装置２は暗視野配置に配置されており、それで入射照明光ビーム３７はウェーハ６の表面３２から直接カメラ４には反射されない。代わりに、入射照明光ビーム３７のカメラ４に写されるものは、例えば照明領域８における欠陥又は粒子に起因する散乱光か、回折光である。
【００３０】
図６によれば、ウェーハ６はウェーハ受容装置７、例えば真空クランプ装置（真空チャック）又は静電クランプ装置（静電チャック）に保持される。ウェーハ６はウェーハ受容装置７において可動に保持され、それで、例えば入射点３５を通るウェーハ６の表面３２に垂直な線の回りのウェーハ６の回転によって、又はウェーハ６の面において二つの相互に直交する空間の方向にウェーハ６が並進移動することによって、ウェーハ６は入射照明光ビームに対して連続的に又はタイミングを調節して動くことができる。
【００３１】
図５は、図６に従うウェーハ検査装置の平面図である。図５によれば、二つの入射照明装置２、２’は、丸く囲まれた数字１及び２でラベルされた二つの位置で互いに正しい角度で配されている。図５によれば、ウェーハ６は所定の向きでウェーハ受容装置７に保持されている。ウェーハ６の表面のノッチ３４、フラット（図示せず）又はマーキングは、ウェーハ６の位置合わせ（アラインメント）のために役立つ。ウェーハアライナーがウェーハ６の位置合わせのために設けられるか、すでに定められた様式で位置合わせされたウェーハ６は、グリッパアームなどによって、所定の位置合わせのウェーハ受容装置に移動させられる。
【００３２】
図５に示すように、多数のダイス部分１７がウェーハ６に構成される。また、好ましくは正しい角度で互いに交差するいわゆる「ストリート」のような線形特徴３３が、ウェーハ６の表面に構成される。図５によれば、ウェーハ６の表面への照明軸９、９’の投射が、ウェーハ６の表面の線形特徴３３と平行に又はそれに対して正しい角度で延びる。
【００３３】
点線で図５に示されるように、別な入射照明装置がウェーハ６の付近に沿って、特に４５°又は９０°の整数倍に一致する入射照明装置２に対する角度の間隔で配される。これらの可能な位置は、図５において丸で囲まれた数３〜８によりラベルされている。もちろん、これらの別な入射照明装置は必ずしも必要でない。しかし、それらがある場合、それらは中央制御装置により選択的に任意に起動させられる。
【００３４】
図５によれば、カメラ４は、数１〜８によりラベルされた入射照明装置の一つによる照明に起因するウェーハ６の表面から散乱された光を検出するために、ウェーハ６の表面と垂直に中央に配される。
【００３５】
図５によれば、別な入射照明装置は数９によりラベルされた位置に配され、ウェーハ６の表面に実質的に平行な光ビームを放出する。図６に示されるように、この光ビームはビームスプリッタミラー５０の前面でウェーハ６の表面と垂直に反射される。図５によれば、数１〜８でラベルされた位置に設けられた入射照明装置２は暗視野配置に配される一方、数９でラベルされた位置に設けられた入射照明装置２は明視野配置に配される。
【００３６】
ウェーハ検査装置の操作のために、例えば約１５μｓのフラッシュ期間を有する短い光フラッシュをウェーハ６の表面に放出すべく、入射照明装置がストロボスコープにより操作される。照明光フラッシュの正確な順序は図１〜４に則して以下により詳細に記述される。光フラッシュの間では、ウェーハは連続的にシフトされ、又は代わりの実施形態によれば定期に像感知と同期してシフトされる。それで、ウェーハ表面で互いに周期的にずらされた領域の像が感知され、最終的にウェーハ表面全体が順番に走査される。次いで、新しい露光サイクルが始まる。カメラ４で感知されたウェーハ６の表面３２における照明領域８の像は照明光フラッシュと同期して、例えばフレームグラッバカードにより読み取られ、コンピュータに伝えられる。ここで、これら像データが一時的に記憶されるか、例えばモニター１５での像表示及び図による像評価のためにさらに処理される。
【００３７】
図１は、ウェーハの概略的な平面図において、図５及び６に示された本発明に従うウェーハ検査装置により感知される像の連続を示す。図１の左部分では、その連続が、例によって選び出されたそれぞれのダイス部分１７＿１のために例によって描かれる。図１の右部分では、その連続が、ウェーハの表面における隣接したダイス部分１７＿１、１７＿２、…１７＿ｎの実質的に矩形の連続のために描かれる。図１によれば、それぞれのダイス部分はウェーハの表面における線形特徴３３、例えば「ストリート」によって範囲を定められる。
【００３８】
図１の左部分によれば、例えば図５における数９でラベルされた入射照明装置とウェーハ６の上に配されたカメラ４によって得られる明視野配置で感知される像に関連して、像領域２０は単一のダイス部分１７＿１を含む。ダイス部分１７＿１全体の像が確かに感知されることを保障すべく、像領域２０はダイス部分１７＿１の領域よりも数ピクセル大きい。像領域２０におけるダイス部分１７＿１の中央揃え（センタリング）は、ウェーハ検査装置の適切な調整によって実現される。
【００３９】
図１によれば、暗視野配置における像感知のために用いられる入射照明装置はストロボスコープにより操作され、ウェーハは二つの照明光フラッシュに間で一つのダイス部分だけシフトされる。
【００４０】
暗視野配置における対応する像取得のための像領域２１が図１の下部に描かれる。明視野及び暗視野取得像は明確にするために図１において別個に描かれている。図１の下部から推論されるように、暗視野像が感知される時点で、ウェーハ２１［ｓｉｃ］は図１の上部に描かれた明視野配置に対して半分のダイス部分の幅だけシフトされる。従って、暗視野配置では、カメラは、様々な点線パターンで示された像領域によって図１に描かれた二つの隣接するダイス部分１７＿１及び１７＿２、１７＿３及び１７＿４、…の領域を感知する。
【００４１】
図５及び６から明らかなように、明視野配置で得られた像及び暗視野配置で得られた像のために、同じカメラが、例えば図５に示されたウェーハの上に垂直に配されたカメラが用いられる。図５において数９でラベルされた位置にある入射照明装置は、明視野配置で得られる像のために用いられる。図５において数１〜８でラベルされた入射照明装置はどれも、図１の下部に従う暗視野配置で得られる像のために用いられる。
【００４２】
図１から明らかなように、明視野及び暗視野像は非同期にタイミングを調節されたフラッシュによって別個に得られる。それで、明視野及び暗視野取得像は互いに影響を及ぼさない。本発明によれば、ウェーハが連続的に移動し、それで明視野及び暗視野像も空間的に離れて自動的に得られるという事実により、ウェーハ検査装置のために高いスループットが実現される。
【００４３】
図２は、図１に従う像の連続のために照明光フラッシュを制御するためのタイミングダイアグラムを示す。明視野（ＢＦ）配置で像を感知するための照明光フラッシュが図２の上部に描かれる一方、暗視野（ＤＦ）配置で像を得るために用いられる光フラッシュは図２の下部に描かれる。明視野配置で像を得るための照明光フラッシュは、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３などで放出される一方、暗視野配置で像を感知するための照明光フラッシュは時間ｔ１’、ｔ２’、ｔ３’などで放出される。図２から明らかなように、暗視野配置で像を感知するために用いられる光フラッシュが放出されるとき、明視野配置で像を感知するために用いられる光フラッシュの強度はすでに減衰している。従って、暗視野配置で得られた像は、明視野配置で得られた像のために用いられる光フラッシュによって影響を及ぼされず、逆に明視野配置で得られた像は、暗視野配置で像を得るために用いられる光フラッシュによって影響を及ぼされない。それによって、感知された像、特に暗視野像の信号−ノイズ比が改善される。
【００４４】
ウェーハが連続的に動かされると、ウェーハ検査装置のための高いスループットが有利に得られる。明視野配置で像を感知するために用いられる光フラッシュは、ウェーハの移動速度と一致して同期される。それで、図１において明視野配置で示されるように像領域２０は完全なダイス部分を含む。図２によれば、暗視野配置における像取得のために用いられる光フラッシュが同期される。それで、図１において暗視野配置で示されるように像領域２１は二つの隣接するダイス部分の部分を含む。ウェーハの移動速度を認識し、暗視野配置における像感知のために用いられる光フラッシュを同期することにより、暗視野配置で感知された二つの隣接するダイス部分の間の境界線の位置が計算される。
【００４５】
もちろん、ウェーハの表面における照明領域も幾つかのダイス部分又は一つのダイス部分の小領域を含む。
【００４６】
本発明によれば、幾つかの像も、明視野配置で像を感知するために用いられる二つの光フラッシュの間で暗視野配置において感知される。これは、図３に関連する例によって記述される。
【００４７】
図３によれば、暗視野配置ＤＦ１及びＤＦ２のそれぞれで像を得るための二つの光フラッシュが、明視野配置で像を得るために用いられる二つの光フラッシュＢＦの間で放出される。ぞれぞれの像取得の間に、ウェーハは上で述べたようにさらに移動する。それで、二つの隣接するダイス部分の異なる部分が暗視野配置ＤＦ１及びＤＦ２のそれぞれで感知される。
【００４８】
先に述べた図２及び３に従う像取得に関連して、図１の下部において参照番号２１でラベルされた暗視野配置で感知された像領域が互いに重なるか、少なくとも互いにすぐ近くに来るように常に気をつけなければならない。それで、ウェーハの表面全体が最終的には得られた像の連続によって走査され、ウェーハの表面全体の欠陥又は粒子を感知することができる。
【００４９】
原則として、ウェーハ検査装置が調整され、ウェーハの移動の連続が分かるならば、暗視野配置における像取得の時点でそれぞれのダイス部分の位置を決定するのに十分である。この情報から、像がそれぞれの暗視野配置で得られる時点のダイス部分の位置が簡単に計算される。しかしながら、本発明は暗視野配置におけるダイス部分の位置の計算に限られない。ダイス部分のそれぞれの位置は、図４に関連して下でより詳しく述べるように、暗視野配置における像取得にも関連して自発的に決定される。
【００５０】
図４は、図２に従う照明光フラッシュの連続、すなわち明視野配置における照明光フラッシュ（ＩＢＦ）と暗視野配置における照明光フラッシュ（ＩＤＦ）の前提に基づく。「ストリート」若しくは図５において参照番号３３でラベルされた線形特徴、又はウェーハの表面における他の適切なマーキングが、ウェーハの表面のそれぞれのダイス部分の位置を決定するのに特に適している。これらの特徴は場合によっては暗視野配置で解像するのにコストがかかることが知られている。
【００５１】
これらの特徴を解像するための本発明に従う手順は、図４に関連して以下に記述される。図４に従えば、暗視野配置で像を感知するのに用いられる照明光フラッシュ（ＩＤＦ）と同時に、好ましくは弱めの強度を有する明視野配置における別な照明光フラッシュ（ＩＢＦ’）が放出される。一つの共有カメラが明視野配置における像と暗視野配置における像の両方を感知する。明視野及び暗視野配置における像が相互に影響することを防ぐために、明視野及び暗視野取得像のカラーによる分離がさらに以下のように行われる：
【００５２】
例を用いて以下が仮定される。明視野照明及び暗視野照明のために用いられる入射照明装置の光源が多色であり、それぞれの入射照明装置によって放出されるスペクトルを制御するために幾つかのカラーチャネル（図示せず）を有する。しかしながら、明視野照明のために、関連する入射照明装置のただ一つのカラーチャネルが起動される。それで、カラーの光フラッシュ、例えば赤い光フラッシュが別な明視野像取得のために照明として放出される。カメラの赤いチャネルが明視野像取得のために読み取られる一方、暗視野像取得のために、残りのカラーチャネル、すなわち、例えばＲＧＢカメラの緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のカラーチャネル、又はＲＧＢカメラの全てのカラーチャネル（図６における参照番号３０）が読み取られる。明視野及び暗視野取得像のカラーによる分離はこのように引き起こされる。もう一つの選択肢として、様々なカラーの単色光フラッシュが明視野照明及び暗視野照明のために用いられる。例を用いて次のように仮定される。つまり、青い光フラッシュが明視野照明のために用いられ、多色光フラッシュ、又は青以外の色を有する光フラッシュが暗視野照明のために用いられる。次いで、ＲＧＢカメラの青いカラーチャネルが明視野像取得のために読み取られ、そしてＲＧＢカメラの残りのチャネル、すなわち緑及び赤のカラーチャネルが暗視野像取得のために読み取られるか、ＲＧＢカメラの全てのカラーチャネルが暗視野像取得のために読み取られる。
【００５３】
いわゆる当業者にはすぐに明らかなように、明視野配置における像取得及び暗視野配置における像取得のために様々な色を有する単色照明光フラッシュもカラーによる分離のために用いられる。
【００５４】
明視野配置で得られた別な像から、それぞれのダイス部分の端の位置に関して結論が下される。既存の技術でよく知られているように、適切なパターン認識を有する像評価システムがこの目的のために用いられる。これらの端に基づいて、暗視野配置で得られた像のピクセルが二つの隣接するダイス部分に明確に割り当てられ、ウェーハの表面の欠陥の位置について結論が下される。
【００５５】
本発明の別な実施形態によれば、明視野配置及び暗視野配置で感知された取得像はカラーによって分離される。この手順によれば、明視野配置及び暗視野配置のために用いられる入射照明装置は多色光フラッシュを放出する。しかしながら、この手順によれば、入射照明装置が起動され、それで明視野配置における像取得と暗視野配置における像取得のために用いられる光フラッシュは、実質的に互いに重ならない様々なカラースペクトルを示す。例えば、明視野配置における像取得のために用いられる光フラッシュは赤（Ｒ）のスペクトル領域で放出され、暗視野配置における像取得のために用いられる光フラッシュは緑（Ｇ）及び／又は青（Ｂ）のスペクトル領域で放出される。この場合、カメラの像データが読み取られる。それで赤の像データが明視野取得像のために読み取られ、緑及び／又は青の像データが暗視野取得像のために読み取られる。カラーによる分離はこのようにして行われる。この実施形態により、明視野及び暗視野配置における像が同時に得られ、ウェーハの同一の表面領域を描くことができる。
【００５６】
この手順は図７に概略的に要約されている。これは、本発明に従う第四実施形態のウェーハ検査装置の照明光フラッシュを制御するためのタイミングダイアグラムを描いている。図７の上部は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のスペクトル構成要素に分離された明視野（ＢＦ）配置の照明のために用いられる光フラッシュを描く。図７の下部はそれに対応して、暗視野（ＤＦ）配置の照明のために用いられる光フラッシュを描く。赤及び緑のスペクトル構成要素を有する光フラッシュが明視野配置の照明のために用いられる一方、もっぱら青のスペクトル構成要素を有する光フラッシュは暗視野配置の照明のために用いられる。これらの光フラッシュは同期して、等時間隔で放出される。
【００５７】
図７によれば、カメラの赤及び緑のカラーチャネルが明視野配置における像感知のために読み取られる。図７によれば、カメラの青のカラーチャネルだけが暗視野配置における像感知のために読み取られる。
【００５８】
別な実施形態によれば、明視野像取得のために用いられる入射照明装置と、暗視野像取得のためのこれらは単色の光源であり、光フラッシュは、明視野及び暗視野配置における像取得のために用いられている様々なスペクトル構成要素を有する。例えば、明視野配置で得られる像は赤い照明光フラッシュを用いて得られ、暗視野配置で得られる像は緑及び／又は青の照明光フラッシュを用いて得られる。次いで、カラーによる分離のために、カメラのカラーチャネルが別個に読み取られ、上で述べたようにして得られた像に割り当てられる。
【００５９】
上の記述の試験の際当業者にはすぐに明らかなように、本発明によれば、照明光ビームに対するウェーハの移動の代わりに、ウェーハはウェーハ受容装置に固定して保持され、またその代わりにウェーハの表面全体を順に走査するために、例えば、傾斜ミラー、ミクロ電子機械ミラー又はミクロシステムテクノロジーで作られたミラー、又はそれに匹敵する光学要素を用いて、それぞれの照明光ビームがそれぞれの像取得の間で偏向される。それぞれの入射照明装置、それぞれの像感知装置及び照明光ビームに対してウェーハを移動させるための移動装置を制御するために、中央演算処理装置、例えば図６に示されたコンピュータ１４が設けられる。
【００６０】
本発明によれば、明視野配置及び暗視野配置で得られた像は相互に影響を及ぼされない。これは、上で述べた本発明の第一実施形態によれば、明視野及び暗視野像領域の非同期にタイミングを調節された露光によって、また上で述べた本発明の第二実施形態によれば、カラーによる分離によって実現する。このように、明視野配置において欠陥を検出する利点と暗視野配置において欠陥を検出する利点の両方が、単一のウェーハ検査装置において、ウェーハ検査装置の高いスループットと同時に実現する。
【００６１】
上の記述の試験の際当業者にすぐに明らかであるように、本発明の別な見方が、ウェーハの表面における欠陥及び／又は粒子を検出するために対応する方法に向けられている。つまりその方法は、コンピュータ可読媒体に記憶された制御プログラムを用いて上で述べたように制御されるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に従うウェーハ検査装置により感知される一連の像領域を示すウェーハの概略的な平面図である。
【図２】本発明に従う第一の実施形態のウェーハ検査装置の照明光フラッシュを制御するためのタイミングダイアグラムである。
【図３】本発明に従う第二の実施形態のウェーハ検査装置の照明光フラッシュを制御するためのタイミングダイアグラムである。
【図４】本発明に従う第三の実施形態のウェーハ検査装置の照明光フラッシュを制御するためのタイミングダイアグラムである。
【図５】図２〜４に従うウェーハ検査装置を示す概略的な平面図である。
【図６】本発明の別な実施形態に従うウェーハ検査装置を示す概略的な側面図である。
【図７】本発明に従う第四の実施形態のウェーハ検査装置の照明光フラッシュを制御するためのタイミングダイアグラムである。
【符号の説明】
【００６３】
２、２’  第一及び第二入射照明装置
４  像感知装置
６  ウェーハ
８  領域
９、９’  第一及び第二入射照明光ビーム
１４  制御装置
２０、２１  像
３２  表面
【図１】
2005214978.tif 000003
【図２】
2005214978.tif 000004
【図３】
2005214978.tif 000005
【図４】
2005214978.tif 000006
【図５】
2005214978.tif 000007
【図６】
2005214978.tif 000008
【図７】
2005214978.tif 000009