【手続補正書】
【提出日】平成17年9月30日(2005.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェハの特性を測定するための装置であって：
前記ウェハに指向させるための単色光を発生するための少なくとも一つの単色光源と、
前記単色光ビームをそれぞれ実質的に平行な光ビームとして前記ウェハに向かって指向させて、前記ウェハの平坦面上のそれぞれの場所に各々当てるために、光学的に単色光源に各々関連付けられた少なくとも第一および第二ビーム指向器であって、前記第一ビーム指向器が関連ビームを前記平坦面上に実質的に中心に指向させるように構成され、かつ前記第二ビーム指向器が関連ビームを前記中心から実質的に外方に指向させるように構成されて成る第一および第二ビーム指向器と、
各ビームの反射を受け取り、各反射を処理し、そこから前記ウェハの反りを示す前記反射間の光学的差異を得るように構成された光学処理装置と、
を備えた装置。
【請求項２】
前記反り測定と前記ウェハの別の特性の測定との間で切り替えるための測定モードスイッチをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ウェハの応力の指標であって、前記反りに基づく指標を出力するために、前記光学処理装置に作動的に関連付けられた出力をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ビーム指向器は、前記単色光源からの光を受け取り、前記光をビームとして前記ウェハに指向させるための光学ヘッドを備える請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記光学ヘッドは、さらに前記ウェハからの前記反射を受け取り、前記反射を前記光学処理装置に指向させるように作動可能である請求項４に記載の装置。
【請求項６】
少なくとも前記第一ビーム指向器は、光を前記平坦面に実質的に直角に当てるように指向させるように構成する請求項１に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも前記第二ビーム指向器は、光を前記平坦面に実質的に斜めに当てるように指向させるように構成する請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記光学処理装置は干渉計を備える請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記干渉計は、前記ビーム間の干渉パターンを生成するように作動可能であり、前記光学的差異は前記ビーム間の光路差である請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記干渉計はマイケルソン干渉計である請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学処理装置はビーム反射器および複数の導波管を含み、前記ビーム反射器は、偏向強度が反射角の関数として前記導波管の間で差別的に分布するように、前記平坦面からの反射を前記導波管に偏向させるように構成される請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記光学処理装置は各々の前記導波管の光強度を測定するための強度測定器をさらに含み、前記光学的差異は前記導波管全体にわたる強度の分布の差異である請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記光ビーム反射器は軸外れ放物面反射器である請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
前記単色光源はレーザを備える請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
装置は、
2005510699.tif 000001
式中、Ｅ＝ウェハのヤング率、
ν＝ウェハのポアソン比、
Ｄｓ＝ウェハの厚さ、
Ｒ＝反りから導出可能な正味曲率半径、
Ｄｆ＝ウェハに堆積された膜の厚さ、
の関係を使用して、前記反りから応力レベルを決定するように作動可能な応力決定装置をさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記別の特性は厚さであり、前記装置は白色光源をさらに備え、各前記ビーム指向器は前記白色光源と前記単色光源との間で選択するために第一光学スイッチを備える請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
第二光学処理装置および少なくとも一つの第二光学スイッチをさらに備え、前記第二光学スイッチは、前記反射を選択された光学処理装置に指向させるために、前記第一光学処理装置と前記第二光学処理装置との間で選択するように構成される請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第二光学処理装置は分光計を備える請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記第一および第二光学スイッチは、前記単色光源を前記第一光学処理装置と共に、前記白色光源を前記第二光学処理装置と共に選択するように、一緒に制御可能である請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記分光計の出力を周波数領域に変換し、それによって前記ウェハ上の少なくとも一つの堆積層の層厚の情報を得るために、前記分光計に接続されたフーリエ変換装置をさらに備える請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
層厚およびウェハの反りを測定するための統合測定装置であって：
単色光源と、
白色光源と、
前記白色光源と前記単色光源との間で切り替えるための第一スイッチと、
前記切り替えられた光源からの光を半導体ウェハに指向させるための複数のビーム指向器と、
前記ウェハからの反射光を分光処理するための第一光学処理装置と、
反射光を処理して前記ウェハの反りの程度を決定するための第二光学処理装置と、
前記ウェハからの反射光を前記第一光学処理装置と前記第二光学処理装置との間で切り替える第二光学スイッチと、
を備えた装置。
【請求項２２】
前記第一光学処理装置は分光計であり、前記第二光学処理装置は干渉計である請求項２１に記載の統合測定装置。
【請求項２３】
前記第一光学処理装置は分光計であり、前記第二光学処理装置は、
前記ウェハからの反射光を偏向させるための反射器と、
前記ウェハからの前記光の異なる反射角がそれぞれ最大光強度を与える異なる導波管によって指示されるような仕方で、前記偏向光を遮るように構成された一連の導波管と、
各導波管に関連付けられて各導波管の光強度を検出し、それによってどの導波管が最大強度を持つかを決定し、そこから前記ウェハからの反射角を導出する光強度検出器と、
を備える請求項２１に記載の統合測定装置。
【請求項２４】
前記ウェハの応力の指標であって、前記反りに基づく指標を算出するための前記第二光学処理装置に作動的に関連付けられた応力計算器をさらに備える請求項２１に記載の統合測定装置。
【請求項２５】
前記光指向器は、前記ウェハからの前記反射を受け取り、前記反射を前記第二光学スイッチに指向させるように動作可能な光学ヘッドを備える請求項２１に記載の統合測定装置。
【請求項２６】
前記干渉計はマイケルソン干渉計である請求項２２に記載の統合測定装置。
【請求項２７】
前記光ビーム反射器は放物面反射器である請求項２３に記載の統合測定装置。
【請求項２８】
前記単色光源はレーザを備える請求項２１に記載の統合測定装置。
【請求項２９】
2005510699.tif 000002
式中、Ｅ＝ウェハのヤング率、
ν＝ウェハのポアソン比、
Ｄｓ＝ウェハの厚さ、
Ｒ＝反りから導出可能な正味曲率半径、
Ｄｆ＝ウェハに堆積された膜の厚さ、
の関係を使用して、前記反りから応力レベルを決定するように作動可能な応力決定装置をさらに備える請求項２１に記載の統合測定装置。
【請求項３０】
前記分光計の出力を周波数領域に変換し、それによって前記ウェハ上の少なくとも一つの堆積層の層厚の情報を得るために、前記分光計に接続されたフーリエ変換装置をさらに備える請求項２２に記載の統合測定装置。
【請求項３１】
前記分光計の出力を周波数領域に変換し、それによって前記ウェハ上の少なくとも一つの堆積層の層厚の情報を得るために、前記分光計に接続されたフーリエ変換装置をさらに備える請求項２３に記載の統合測定装置。
【請求項３２】
統合測定装置を使用して、シリコンウェハの応力を測定する方法であって：
単色光源を切り替えて少なくとも二つの単色光ビームを発生させることと、
前記ウェハの中心領域からの第一ビームおよび前記ウェハの周辺領域からの第二ビームの少なくとも二本の光ビームをウェハの表面から反射させることと、
前記反射させるビームの特性を決定することと、
前記反射させる光ビームの前記決定された特性を比較し、それにより前記ウェハの反りの程度を決定することと、
前記反りの程度から前記ウェハの応力レベルを算出することと、
を含む方法。
【請求項３３】
前記特性は反射させるビームの路長である請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記決定および比較は、
前記反射間の干渉パターンを設定すること、および
前記干渉パターンを解析すること、
を含む請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記決定および比較は、前記ビームのそれぞれの反射角を測定して比較することを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
2005510699.tif 000003
式中、Ｅ＝ウェハのヤング率、
ν＝ウェハのポアソン比、
Ｄ＝ウェハの厚さ、
Ｒ＝反りから導出可能な正味曲率半径、
ｔ＝ウェハに堆積された膜の厚さ、
の関係を使用して、前記反りの程度から前記応力レベルを決定することを含む請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
前記光ビームはレーザ光ビームである請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
前記単色光源はレーザ光源である請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
マイケルソン干渉計を使用して前記決定および比較を実行することを含む請求項３４に記載の方法。
【請求項４０】
半導体ウェハの応力および厚さの統合測定の方法であって：
白色光源と単色光源との間で選択することと、
（ｉ）  白色光源の場合：
半導体の単点に照射することと、
前記単点からの反射光を受け取ることと、
変換を使用して前記反射光をスペクトル解析することと、
前記解析から層厚を導出することと、
（ｉｉ）単色光源の場合：
前記ウェハの中心領域からの第一ビームおよび前記ウェハの周辺領域からの第二ビームの少なくとも二本の光ビームをウェハの表面から反射させることと、
前記反射させるビームの特性を決定することと、
前記反射させる光ビームの前記決定された特性を比較し、それにより前記ウェハの反りの程度を決定することと、
前記反りの程度から前記ウェハの応力レベルを算出することと、
を含む方法。
【請求項４１】
前記特性は前記反射ビームの路長である請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記決定および比較は、
前記反射間の干渉パターンを設定すること、および
前記干渉パターンを解析すること、
を含む請求項４１に記載の方法。
【請求項４３】
前記決定および比較は、前記ビームのそれぞれの反射角を測定して比較することを含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
2005510699.tif 000004
式中、Ｅ＝ウェハのヤング率、
ν＝ウェハのポアソン比、
Ｄ＝ウェハの厚さ、
Ｒ＝反りから導出可能な正味曲率半径、
ｔ＝ウェハに堆積された膜の厚さ、
の関係を使用して、前記反りの程度から前記応力レベルを決定することを含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】
レーザ光源から前記単色光ビームを得ることをさらに含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４６】
マイケルソン干渉計を使用して前記決定および比較を実行することを含む請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記白色光源と前記単色光源との間で光学的に切り替えることをさらに含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４８】
分光計と干渉計との間で光学的に切り替えることを含む請求項４０に記載の方法。
【請求項４９】
前記白色光源では前記分光計が選択され、前記単色光源では前記干渉計が選択されるように、前記光学的切替えを制御することをさらに含む請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
いずれかの光源からの光を、前記ウェハに照射するための一体化ビームフォーマ構成に切り替えることを含む請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記一体化ビームフォーマ構成は、前記ウェハからの反射を受け取るためにも利用可能な複数の光学ヘッドを備える請求項５０に記載の方法。