Patent JP-2012515332-A (JP)
Title: ウェーハを検査するためのシステム及び方法
IPC: G01N21/956
Filed: 2010-01-13
Abstract: 【課題】  ウェーハを検査するための方法。 【解決手段】  この方法は、基準画像を作り出すためのトレーニングプロセスを備える。トレーニングプロセスは、未知の品質の第１のウェーハの複数の画像を収集するステップを含み、第１のウェーハの複数の画像の各々が所定のコントラスト照明で収集され、および第１のウェーハの複数の画像の各々が複数の画素を備える。トレーニングプロセスはさらに、第１のウェーハの複数の画像の各々の複数の画素の各々に対する複数の基準強度を決定するステップと、第１のウェーハの複数の画像の各々の複数の画素の各々の複数の基準強度に対する複数の統計的パラメータを算出するステップと、算出された複数の統計的パラメータに基づいて第１のウェーハの複数の画像から複数の基準画像を選ぶステップとを含む。ウェーハを検査するためのこの方法は、第２のウェーハの画像を収集するステップであって、第２のウェーハが未知の品質であるステップと、複数の基準画像から第１の基準画像を選ぶステップと、第２のウェーハ上の欠陥の存在およびタイプの少なくとも１つをそれによって決定するために第１の基準画像と第２のウェーハの収集画像を比較するステップとを更に含む。   【選択図】  図１                                                                   【図訳】 【図２】 ビュー「Ａ」 ビュー「Ｂ」 ビュー「Ｃ」 ビュー「Ｄ」   【図３】 ビュー「Ａ」   【図４】 ビュー「Ｂ」   【図５】 ビュー「Ｃ」   【図６】 ビュー「Ｄ」   【図１０】 ステップ１０２：明視野照明器による明視野（ＢＦ）照明の供給 ステップ１０４：第１の反射面によるＢＦ照明の反射 ステップ１０６：第１のビーム分割器によるＢＦ照明の反射 ステップ１０８：検査位置でのＢＦ照明の焦点合せ ステップ１１０：ウェーハによるＢＦ照明の反射 ステップ１１２：対物レンズ中のＢＦ反射されたＢＦ照明の通過 ステップ１１４：第１のビーム分割器中のＢＦ照明の透過 ステップ１１６：第２のビーム分割器の上のＢＦ照明の当たり 第２のビーム分割器中の透過 ステップ１１８：第１のチューブレンズ中を透過されたＢＦ照明の通過 ステップ１２０：第１の画像収集装置へのＢＦ照明の入射 ステップ１２２：第２のチューブレンズ中を透過されたＢＦ照明の通過 ステップ１２４：第２の画像収集装置へのＢＦ照明の入射   【図１１】 ステップ２０２：高角度暗視野照明器からの暗視野高角度（ＤＨＡ）照明の供給 ステップ２０４：ウェーハによるＤＨＡ照明の反射 ステップ２０６：対物レンズ中のＤＨＡ照明の通過 ステップ２０８：第１のビーム分割器中のＤＨＡ照明の当たりおよび透過 ステップ２１０：第２のビーム分割器の上のＤＨＡ照明の当たり 第２のビーム分割器中の透過 ステップ２１２：第１のチューブレンズ中のＤＨＡ照明の通過 ステップ２１４：第１の画像収集装置へのＤＨＡ照明の入射 第２のビーム分割器による反射 ステップ２１６：第２のチューブレンズ中のＤＨＡ照明の通過 ステップ２１８：第２の画像収集装置へのＤＨＡ照明の入射   【図１２】 ステップ２５２：低角度暗視野照明器からの暗視野低角度（ＤＬＡ）照明の供給 ステップ２５４：ウェーハによるＤＬＡ照明の反射 ステップ２５６：対物レンズ中のＤＬＡ照明の通過 ステップ２５８：第１のビーム分割器中のＤＬＡ照明の当たりおよび透過 ステップ２６０：第２のビーム分割器の上のＤＬＡ照明の当たり 第２のビーム分割器中の透過 ステップ２６２：第１のチューブレンズ中のＤＬＡ照明の通過 ステップ２６４：第１の画像収集装置へのＤＬＡ照明の入射 ステップ２６６：第２のチューブレンズ中のＤＬＡ照明の通過 ステップ２６８：第２の画像収集装置へのＤＬＡ照明の入射   【図１５】 ステップ３０２：検査明視野照明器による明視野（ＢＦ）照明の供給 ステップ３０４：第１の反射面によるＢＦ照明の反射 ステップ３０６：検査位置に向けたビーム分割器によるＢＦ照明の反射 ステップ３０８：ウェーハによるＢＦ照明の反射 ステップ３１０：検査対物レンズ中のＢＦ照明の通過 ステップ３１２：ＢＦ照明の当たり、およびビーム分割器中のその透過 ステップ３１４：第４のチューブレンズ中のＢＦ照明の通過 ステップ３１６：検査画像収集装置へのＢＦ照明の入射 ステップ３１８：検査明視野画像の収集のための検査画像収集装置の画像収集平面の上のＢＦ照明の焦点合せ   【図１６】 ステップ３５２：検査暗視野照明器を用いた暗視野（ＤＦ）照明の供給 ステップ３５４：ウェーハによるＤＦ照明の反射 ステップ３５６：検査対物レンズ中のＤＦ照明の通過 ステップ３５８：ＤＦ照明の当たり、およびビーム分割器中のそれの透過 ステップ３６０：第４のチューブレンズ中のＤＦ照明の通過 ステップ３６２：検査画像収集装置へのＤＦ照明の入射 ステップ３６４：検査暗視野画像の収集のための検査画像収集装置の画像収集平面の上のＤＦ照明の焦点合せ   【図１７】 ステップ４０２：ウェーハテーブル上へウェーハをロードする ステップ４０４：ウェーハテーブル上へロードされるウェーハのウェーハマップを得る ステップ４０６：ウェーハマップ上の基準位置を決定してウェーハＸ−，Ｙ−並進およびθ回転オフセットの少なくとも１つを算出する ステップ４０８：ウェーハ走査パスおよび複数の画像収集位置を算出する ステップ４１０：適切なゴールデン基準の可用性を判定する はい いいえ ステップ４１２：例示的な基準作成経由で基準画像を作り出す ステップ４１４：例示的な２Ｄウェーハ走査プロセスを実行する ステップ４１６：例示的な２Ｄ画像処理プロセス６００を実行する   【図１７】 ステップ４１８：例示的な３Ｄ画像処理プロセス７００を実行する ステップ４２０：検査走査走行パスおよびそれに沿った欠陥画像収集位置を算出する ステップ４２２：例示的な検査プロセス８００を実行する ステップ４２４：結果をまとめてウェーハマップをアップデートする   【図１８】 ステップ９０２：ウェーハ上の所定の数の基準領域を備えるレシピをロードする ステップ９０４：第１の基準領域を選ぶ ステップ９０６：選択された基準領域内の第１の収集位置の所定の数（「ｎ」）の画像を収集する ステップ９０８：「ｎ」画像を位置合わせして前処理する ステップ９１０：「ｎ」画像の各々の基準強度を算出する ステップ９１２：「ｎ」画像の各々の各画素の複数の統計情報を算出する ステップ９１４：「ｎ」画像をウェーハ上のそれらの位置と共に保存する ステップ９１６：第１の基準領域のより多くの画像が必要とされるかどうか判定する いいえ はい ステップ９１８：ステップ９０４から９１６が次の基準領域に対して繰り返される必要があるかどうか判定する はい いいえ   【図１８】 ステップ９２０：ゴールデン基準画像（基準画像）を算出する／処理する ステップ９２２：定義済み限界より大きい基準強度または定義済み範囲より大きい基準強度の範囲を有する画素を識別する ステップ９２４：定義済み値より大きい標準偏差を備えた基準強度の画素を判定する ステップ９２６：ステップ９０４から９２４の繰返しのために基準画像の全てを再ロードする。統計的計算から、所定の値／範囲の外側の基準強度を備えた画素が識別される場合、画素を除外する ステップ９２８：基準画像およびそれらの対応する画像データを保存するかまたは記憶する   【図１９】 ステップ５０２：第１の画像収集装置を露光する ステップ５０４：第１の照明を供給する ステップ５０６：第１の画像収集装置によって収集される第１の画像を画像信号に変換しそれをプログラマブルコントローラに転送する ステップ５０８：第２の画像収集装置を露光する ステップ５１０：第２の照明を供給する ステップ５１２：第２の画像収集装置によって収集される第２の画像を画像信号に変換しそれをプログラマブルコントローラに転送する ステップ５１４：ＸＹエンコーダ値を読み出す ステップ５１６：第１の画像と第２の画像との間の画像オフセットを算出する   【図２０】 照明コンフィギュレータによって選択可能な照明構成のテーブル 構成 供給される第１の照明 供給される第２の照明 １ 明視野 高角度暗視野 ２ 明視野 低角度暗視野 ３ 明視野＋高角度暗視野 高角度暗視野 ４ 明視野＋高角度暗視野 低角度暗視野 ５ 明視野 高角度暗視野＋低角度暗視野 ６（同じ照明だが、様々な輝度レベルによる） 輝度レベル（例えば５０％）による明視野 輝度レベル（例えば２５％）による明視野 ７ 高角度暗視野 明視野 ８ 明視野＋高角度暗視野 明視野＋低角度暗視野 ９ 輝度レベル（例えば６０％）による高角度暗視野 輝度レベル（例えば５０％）による高角度暗視野   【図２１】 第１および第２の画像収集装置からの２Ｄ画像取得のタイミング図 第１の画像収集装置３２ 露光 データ転送 露光 データ転送 時間（ミリ秒） 第１の照明 時間（ミリ秒） 第２の画像収集装置３４ 露光 データ転送 露光 データ転送 時間（ミリ秒） 第２の照明 時間（ミリ秒）   【図２２ａ】 第１の画像   【図２２ｂ】 第２の画像   【図２２ｃ】 ウェーハが動く間、画像収集に起因する画像オフセットを実証する第１の画像および第２の画像の組み合わせ Ｘオフセット Ｙオフセット   【図２３】 ステップ６０２：第１の加工画像を選ぶ ステップ６０４：第１の加工画像の下位画素位置合わせを実行する ステップ６０６：ウェーハ走査走行パスに沿ったウェーハの各画像に対する基準強度を算出する ステップ６０８：第１の基準画像を選ぶ ステップ６１０：第１の加工画像の各画素に対する定量的データ値を算出する ステップ６１２：所定の閾値と第１の加工画像の各画素に対する算出された定量的データ値を参照する ステップ６１４：第１の加工画像をステップ６０８で選ばれた第１の基準画像と照合する ステップ６１６：欠陥（複数欠陥）の存在を判定する ステップ６１８：ウェーハ上の欠陥のある関心領域（ＤＲＯＩ）を算出する ステップ６２０：第２の加工画像のＤＲＯＩ検査 ステップ６２２：検出欠陥同じくそれの位置および分類を保存する ステップ６２４：複数の欠陥同じくそれの対応する位置および分類を保存する   【図２４】 ステップ７０２：細線照明器によって細線照明を供給する ステップ７０４：ミラー設定によって検査位置で細線照明に向ける ステップ７０６：ウェーハによって細線照明を反射する ステップ７０８：３Ｄ形状対物レンズ中の細線照明の透過 ステップ７１０：第３のチューブレンズ中の平行にされた細線照明の通過 ステップ７１２：３Ｄ形状カメラへの細線照明の入射 ステップ７１４：ウェーハの第１の３Ｄ画像の収集 ステップ７１６：ＣＰＵへの転送のために第１の３Ｄ画像を画像信号に変換する ステップ７１８：ＣＰＵによる第１の３Ｄ画像の処理   【図２６】 ステップ７５２：細線照明器によって細線照明を供給する ステップ７５４：２ミラーまたはプリズム設定によって検査位置に細線照明を向ける ステップ７５６：ウェーハによって細線照明を反射する ステップ７５８：２つの異なる光パス経由で反射された細線照明の透過 ステップ７６０：対物レンズ中の２つの異なる光パスの各々からの２つの反射された細線照明の透過 ステップ７６２：２つの平行にされた細線照明をチューブレンズ中を通す ステップ７６４：３Ｄ形状カメラへの２つの細線照明の入射 ステップ７６６：ウェーハの第１の３Ｄ画像の２つのビューの収集 ステップ７６８：ウェーハ１２の複数ビュー３Ｄ形状画像を画像信号に変換する ステップ７７０：ＣＰＵによって複数ビュー３Ｄ形状画像を処理する   【図２７】 ステップ８０２：検査モードを選ぶ ８００ａ 第１のモード ステップ８０４：２Ｄ画像処理プロセス６００中に検出される全ての欠陥の第１の画像および第２の画像をまとめて保存する ステップ８０６：サーバーの外部記憶装置に保存された画像をアップロードする ステップ８０８：ウェーハテーブルからウェーハをアンロードして第２のウェーハをロードする ステップ８１０：複数のウェーハの第１の画像および第２の画像をまとめて保存するためにステップ８０４から８０８を繰り返す 第２のモード ８００ｂ ステップ８２０：ステップ４２０で算出される各欠陥画像収集位置で検査画像を収集する ステップ８２２：検査画像をまとめて保存する ステップ８２４：外部記憶装置またはサーバーに検査画像をアップロードする ステップ８２６：ウェーハテーブルからウェーハをアンロードして第２のウェーハをロードする ステップ８２８：複数のウェーハの複数の検査画像をまとめて保存するためにステップ８２０から８２６を繰り返す 第３のモード ８００ｃ ステップ８４０：第１の欠陥画像収集位置で第１の検査明視野画像および第１の検査暗視野画像の収集を開始する ステップ８４２：第１の検査明視野画像および第１の検査暗視野画像の手動の検査 ステップ８４４：第１の欠陥画像収集位置に対応する欠陥を受け入れる、不合格にする、再分類する、のうち１つ ステップ８４６：正欠陥およびそれらの分類をまとめて保存するためのステップ８４０から８４４の繰り返し ステップ８４８：ウェーハテーブルからウェーハをアンロードして第２のウェーハをロードする