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技術 サンプル検査とレビューのためのシステム及び方法

出願人 ケーエルエー-テンカーコーポレイション
発明者 ルイスイザベラボブロフヤコブ
出願日 2013年4月8日 (7年8ヶ月経過) 出願番号 2015-505840
公開日 2015年4月30日 (5年7ヶ月経過) 公開番号 2015-513111
状態 特許登録済
技術分野 光学的手段による材料の調査の特殊な応用
主要キーワード 位相ラグ 作動組立体 往復機構 ステージ組立体 剛性力 両半分 単色カメラ 撮像構成要素
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2015年4月30日)のものです。
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図面 (9)

課題・解決手段

本開示は、サンプル検査レビューのためのシステム及び方法に関する。一部の実施形態では、画質を向上させるため、画像が収集され、及び/又は個別に指定可能な、赤色、緑色および青色(RGB)の照明光源を用いて、欠陥が特定される。一部の実施形態では、照明光源は、サンプルの可変動作の存在で実質的に一定な光度に対して、パルス幅変調である。一部の実施形態では、ステージ組立体は、サンプルの支持面へのアクセスを妨げることなく、サンプルを支持するよう構成され、さらに、サンプルの振動または搖動を低減するよう構成される。一部の実施形態では、照明システムには、全視野における画像焦点調整を可能にする撮像パス及び焦点調節パスが含まれる。

概要

背景

半導体素子の製造及び/又は試験における様々なステージにおいて、半導体ウェハなどのサンプルの裏面を分析することが有用である。ウェハ裏面高解像度画像を得るための1つの技術として、ウェハ物理的に裏返し、最新レビュー・システムを用いて、画像を収集する方法がある。しかし、これを行うと、ウェハの前面の機能が損なわれるおそれがある。このため、完成に近く、いまだ潜在的に歩留まりのあるダイであるウェハの場合、裏面のレビューが実現困難となる。

レビュー画像は、典型的にはバイヤーフィルタ収集スキームを用いて収集される。色付きの格子を生成するのに、赤色、緑色および青色のフィルタが、各ピクセル上に配置される。次に、各点に対して、赤色、緑色および青色の値を補間することにより、色画像再構成できる。バイヤー・カメラ高画質の画像を提供することで一般に認められている、もう1つの方法が、「3チップ・カメラ」である。このカメラは、カメラの入力部において、プリズムなどの色分解及び3つの個々の焦点面に対して、分かれている赤色、緑色および青色の照明のための手段を取り入れている。この先行する方法はいずれも、RGB画像を得るため、「白色」照明とともに機能する(例えば、広帯域ハロゲン電球または白色LED)。

バイヤー・フィルタ・カメラを設定すると、RGB色で完全な画像を埋めるのに必要な画像の補間によって、「格子状」のアーチファクトが生じる可能性がある。光学的分解能(またはエアリー・パターン)上のより多くのピクセルに対して設計することで、補間誤差を最小限に抑えることができるが、これを行うことで、カメラのピクセル数が増えるか、もしくは、視野が狭まる。3チップ・カメラは、サイズ、コストおよび色分離によって生じる光学収差の点で望ましくない。この収差には、分離プリズム内の空隙による1つ以上の非点収差プリズム内の空隙による1つ以上のTIR損失「縞模様パターン」、チップのZ位置の製造公差による相対焦点誤差、及び色によって異なる横方向の色パターンを生じさせるプリズム製造公差による歪みの変化が含まれていてもよい。

概要

本開示は、サンプル検査とレビューのためのシステム及び方法に関する。一部の実施形態では、画質を向上させるため、画像が収集され、及び/又は個別に指定可能な、赤色、緑色および青色(RGB)の照明光源を用いて、欠陥が特定される。一部の実施形態では、照明光源は、サンプルの可変動作の存在で実質的に一定な光度に対して、パルス幅変調である。一部の実施形態では、ステージ組立体は、サンプルの支持面へのアクセスを妨げることなく、サンプルを支持するよう構成され、さらに、サンプルの振動または搖動を低減するよう構成される。一部の実施形態では、照明システムには、全視野における画像焦点調整を可能にする撮像パス及び焦点調節パスが含まれる。

目的

それに応じて、検査モジュール200及び/又はレビュー・モジュール300には、サンプル101の前面に接触して損傷を与えることなく、裏面の実質的全体(例えば、80%超)へのアクセスを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

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請求項1

赤色、緑色及び青色の照明サンプルの表面を連続で照らすよう構成された1つ以上の照明光源と、前記1つ以上の照明光源による連続照明応答して、サンプルの表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の単色検出器とを含む検査モジュールと、前記サンプルの前記表面を照らすよう構成された1つ以上の照明光源と、前記1つ以上の照明光源による前記照明に応答して、前記サンプルの前記表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の検出器とを含むレビューモジュールと、前記検査モジュール及び前記レビュー・モジュールと通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムであって、前記検査モジュールの前記1つ以上の単色検出器によって受け取られた前記照明に関連付けられた情報を用いて、前記サンプルの欠陥の位置を決定するよう構成され、かつ、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器と前記欠陥の前記決定された位置を用いて、前記欠陥を含む前記サンプルの前記表面の一部の画像を収集するようさらに構成されたコンピューティング・システムとを含む、サンプルを分析するシステム。

請求項2

前記レビュー・モジュールが、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器と収集光学系を支持するよう構成されたプラットフォームであって、前記収集光学系が、収集パスに沿って、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器に、前記サンプルの前記表面から受け取った照明を放つよう構成される、プラットフォームと、選択された位置に前記プラットフォームを作動させるよう構成された、前記プラットフォームに機械的に連結された少なくとも1つのアクチュエータとをさらに含む、請求項1に記載のシステム。

請求項3

前記少なくとも1つのアクチュエータが、第1の軸と少なくとも第2の軸に沿って、前記プラットフォームを平行移動させるよう構成される、請求項2に記載のシステム。

請求項4

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の照明光源が、赤色、緑色及び青色の照明で前記サンプルの前記表面を連続で照らすよう構成され、前記少なくとも1つのコンピューティング・システムが、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器を用いて収集された前記赤色の照明に関連付けられた第1の画像、前記緑色の照明に関連付けられた第2の画像、および前記青色の照明に関連付けられた第3の画像からの前記サンプルの前記表面の一部の色画像再構成するよう構成される、請求項1に記載のシステム。

請求項5

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器が、単色カメラを含む、請求項4に記載のシステム。

請求項6

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器が、それぞれ異なる焦点レベルにおいて、前記第1、第2及び第3画像を収集するよう構成される、請求項4に記載のシステム。

請求項7

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の照明光源が、選択された積分時間に応じて、照明を供給するよう構成される、請求項4に記載のシステム。

請求項8

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の照明光源が、1つ以上のパルス幅変調光放出ダイオードLED)を備える、請求項1に記載のシステム。

請求項9

前記1つ以上のLEDが、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器の収集時間に応じて、複数の照明パルスを供給するよう構成される、請求項8に記載のシステム。

請求項10

前記1つ以上のLEDが、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器の前記収集時間に関連付けられた積分線の選択された数上で前記複数の照明パルスを供給するよう構成される、請求項8に記載のシステム。

請求項11

前記1つ以上のLEDが、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器の前記収集時間に応じて、相互に対して連続で遅延される複数の第1の照明パルスと少なくとも複数の第2の照明パルスを供給するよう構成される、請求項8に記載のシステム。

請求項12

ウェハの裏面上の選択された数の点と前記ウェハの縁に沿った選択された数の点に接触することで前記ウェハを支持するよう構成されたステージ組立体であって、前記ウェハの前記裏面が、前記検査モジュール及び前記レビュー・モジュールの少なくとも1つに関連付けられた照明に対して実質的にアクセス可能である、ステージ組立体をさらに備える、請求項12に記載のシステム。

請求項13

前記ステージ組立体が、前記ウェハの前記縁に沿った前記選択された数の点に接触するよう構成された少なくとも1つのサイドアームを含む、請求項12に記載のシステム。

請求項14

前記少なくとも1つのサイドアームが、前記サンプルの動きを低減するよう構成された往復機構を含む、請求項13に記載のシステム。

請求項15

前記ウェハの前記裏面上の1つ以上の選択された位置において、前記選択された数の点に接触するよう、前記ステージ組立体を作動させるよう構成されたアクチュエータをさらに備える、請求項12に記載のシステム。

請求項16

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の照明光源が、前記サンプルの動きを補正するよう、照明をストロボさせるよう構成される、請求項1に記載のシステム。

請求項17

前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の照明光源が、前記サンプルの前記表面に、第1の照明パスに沿った照明を供給するよう構成された第1の照明光源と、前記サンプルの前記表面に、第2の照明パスに沿った照明を供給するよう構成され、グリッドマスクを含む第2の照明光源とを含み、前記少なくとも1つのコンピューティング・システムが、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器に、前記サンプルの前記表面から反射された前記第2の照明光源からの照明の一部に基づいて、焦点位置を決定するよう構成された、請求項1に記載のシステム。

請求項18

前記第1の照明パス及び前記第2の照明パスが、前記サンプルの前記表面につながる共通の照明パスに統合される、請求項17に記載のシステム。

請求項19

前記第1の照明パスが、撮像パスで、前記第2の照明パスが、画像ベースオートフォーカス・パスである、請求項17に記載のシステム。

請求項20

前記検査モジュールと、前記レビュー・モジュールと、前記少なくとも1つのコンピューティング・システムとを支持するよう構成されたフレームをさらに備える、請求項1に記載のシステム。

請求項21

赤色、緑色及び青色の照明で前記サンプルの表面を連続で照らすよう構成された1つ以上の照明光源と、前記1つ以上の照明光源による前記照明に応答して、前記サンプルの前記表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の検出器と、前記1つ以上の検出器と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムであって、前記レビュー・モジュールの前記1つ以上の検出器を用いて収集される、前記赤色の照明に関連付けられた第1の画像、前記緑色の照明に関連付けられた第2の画像、および前記青色の照明に関連付けられた第3の画像からの前記サンプルの前記表面の一部の色画像を再構成するよう構成されたコンピューティング・システムとを含む、サンプルを分析するシステム。

請求項22

前記1つ以上の検出器が、単色カメラを含む、請求項21に記載のシステム。

請求項23

前記1つ以上の検出器が、それぞれ異なる焦点レベルにおいて、前記第1、第2及び第3画像を収集するよう構成される、請求項21に記載のシステム。

請求項24

前記1つ以上の照明光源が、選択された積分時間に応じて、照明を供給するよう構成される、請求項21に記載のシステム。

請求項25

前記1つ以上の照明光源が、1つ以上のパルス幅変調光放出ダイオード(LED)を備える、請求項1に記載のシステム。

請求項26

前記1つ以上のLEDが、前記1つ以上の検出器の収集時間に応じて、複数の照明パルスを供給するよう構成される、請求項25に記載のシステム。

請求項27

前記1つ以上のLEDが、前記1つ以上の検出器の前記収集時間に関連付けられた積分線の選択された数上で前記複数の照明パルスを供給するよう構成される、請求項25に記載のシステム。

請求項28

前記1つ以上のLEDが、前記1つ以上の検出器の前記収集時間に応じて、相互に対して連続で遅延される複数の第1の照明パルスと少なくとも複数の第2の照明パルスを供給するよう構成される、請求項25に記載のシステム。

請求項29

前記サンプルの表面上の選択された数の点と前記サンプルの縁に沿った選択された数の点に接触することで前記ウェハを支持するよう構成されたステージ組立体と、前記サンプルの前記表面を照らすよう構成された1つ以上の照明光源と、前記1つ以上の照明光源による前記照明に応答して、前記サンプルの前記表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の検出器と、前記1つ以上の検出器によって受け取られた前記照明に関連付けられた情報を用いて、前記サンプルの欠陥に関連付けられた情報を決定するよう構成された、前記1つ以上の検出器と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムとを含む、サンプルを分析するシステム。

請求項30

前記サンプルの前記表面が、ウェハの裏面を含み、前記ウェハの前記裏面が、前記1つ以上の照明光源からの照明に実質的にアクセス可能である、請求項29に記載のシステム。

請求項31

前記ステージ組立体が、前記サンプルの前記縁に沿った前記選択された数の点に接触するよう構成された少なくとも1つのサイドアームを含む、請求項29に記載のシステム。

請求項32

前記少なくとも1つのサイドアームが、前記サンプルの動きを低減するよう構成された往復機構を含む、請求項31に記載のシステム。

請求項33

前記少なくとも1つのサイドアームが、第1のサイドアームと第2のサイドアームとを含む、請求項31に記載のシステム。

請求項34

前記サンプルの前記表面での1つ以上の選択された位置において、前記選択された数の点に接触するよう、前記ステージ組立体を作動させるよう構成されたアクチュエータをさらに備える、請求項29に記載のシステム。

請求項35

前記1つ以上の照明光源が、前記サンプルの動きを補正するよう、照明をストロボさせるよう構成される、請求項29に記載のシステム。

請求項36

前記サンプルの表面に、第1の照明パスに沿った照明を供給するよう構成された第1の照明光源と、前記サンプルの前記表面に、第2の照明パスに沿った照明を供給するよう構成され、グリッド・マスクを含む第2の照明光源と、前記第1の照明光源と前記第2の照明光源の少なくとも1つにおける照明に応答して、前記サンプルの前記表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の検出器と、前記1つ以上の検出器と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムであって、前記1つ以上の検出器に対して前記サンプルの前記表面から反射された前記第2の照明光源からの照明の一部に基づき、焦点位置を決定するよう構成された、コンピューティング・システムとを備える、サンプルを分析するシステム。

請求項37

前記第1の照明パスおよび前記第2の照明パスが、前記サンプルの前記表面につながる共通の照明パスに統合される、請求項36に記載のシステム。

請求項38

前記第1の照明パスが、撮像パスで、前記第2の照明パスが、画像ベースのオートフォーカス・パスである、請求項36に記載のシステム。

技術分野

0001

関連案件相互参照
本出願は、2012年4月12日出願、及び「WAFERACKSIDE INSPECTION AND HIGHESOLUTION OPTICAL REVIEW」(Isabella Lewisら)という表題の、現在同時係属中であるか、もしくは、現在同時係属中の出願が出願日の利益を受ける出願である、米国特許仮出願第61/623,264号の優先権を主張する。

0002

本発明は、一般に半導体製造又は試験におけるサンプル検査及びレビューの分野に関する。

背景技術

0003

半導体素子の製造及び/又は試験における様々なステージにおいて、半導体ウェハなどのサンプルの裏面を分析することが有用である。ウェハ裏面高解像度画像を得るための1つの技術として、ウェハ物理的に裏返し、最新のレビュー・システムを用いて、画像を収集する方法がある。しかし、これを行うと、ウェハの前面の機能が損なわれるおそれがある。このため、完成に近く、いまだ潜在的に歩留まりのあるダイであるウェハの場合、裏面のレビューが実現困難となる。

0004

レビュー画像は、典型的にはバイヤーフィルタ収集スキームを用いて収集される。色付きの格子を生成するのに、赤色、緑色および青色のフィルタが、各ピクセル上に配置される。次に、各点に対して、赤色、緑色および青色の値を補間することにより、色画像再構成できる。バイヤー・カメラ高画質の画像を提供することで一般に認められている、もう1つの方法が、「3チップ・カメラ」である。このカメラは、カメラの入力部において、プリズムなどの色分解及び3つの個々の焦点面に対して、分かれている赤色、緑色および青色の照明のための手段を取り入れている。この先行する方法はいずれも、RGB画像を得るため、「白色」照明とともに機能する(例えば、広帯域ハロゲン電球または白色LED)。

0005

バイヤー・フィルタ・カメラを設定すると、RGB色で完全な画像を埋めるのに必要な画像の補間によって、「格子状」のアーチファクトが生じる可能性がある。光学的分解能(またはエアリー・パターン)上のより多くのピクセルに対して設計することで、補間誤差を最小限に抑えることができるが、これを行うことで、カメラのピクセル数が増えるか、もしくは、視野が狭まる。3チップ・カメラは、サイズ、コストおよび色分離によって生じる光学収差の点で望ましくない。この収差には、分離プリズム内の空隙による1つ以上の非点収差プリズム内の空隙による1つ以上のTIR損失「縞模様パターン」、チップのZ位置の製造公差による相対焦点誤差、及び色によって異なる横方向の色パターンを生じさせるプリズム製造公差による歪みの変化が含まれていてもよい。

先行技術

0006

米国特許出願公開第2010/0013899号

発明が解決しようとする課題

0007

本開示は、現在の最先端技術における欠陥修正する検査及び/又はレビュー・システムに関する。

課題を解決するための手段

0008

本開示の一実施形態には、赤色、緑色及び青色の照明でサンプルの表面を連続して照らすよう構成された1つ以上の照明光源を利用して、サンプルを分析するためのシステムが含まれる。該システムには、該1つ以上の照明光源による照明に応答して、サンプルの表面から反射された照明を受け取るように構成された1つ以上の検出器がさらに含まれる。該1つ以上の検出器と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムは、レビュー・モジュールの該1つ以上の検出器を用いて連続で収集される、赤色の照明に関連付けられた第1の画像、緑色の照明に関連付けられた第2の画像、および青色の照明に関連付けられた第3の画像からのサンプルの表面の一部の色画像を再構成するよう構成される。

0009

別の実施形態には、種々の環境的影響力により搖動または振動しうるサンプルを分析するためのシステムが含まれる。該システムには、サンプル上の選択された数の点に接触することによって、ウェハを支持するよう構成されたステージと、サンプルの縁に沿って、選択された数の点に接触するよう構成された少なくとも1つ以上のサイドアームとが含まれる。該システムには、サンプルの表面を照らすよう構成された1つ以上の照明光源がさらに含まれる。該システムには、該1つ以上の照明光源による照明に応答して、サンプルの表面から反射された照明を受け取るように構成された1つ以上の検出器がさらに含まれる。該1つ以上の検出器と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムは、該1つ以上の検出器によって受け取られた照明に関連付けられた情報を用いて、サンプルの欠陥に関連付けられた情報を判定するよう構成される。

0010

別の実施形態には、撮像パス及び焦点調節パスでサンプルを分析するためのシステムが含まれる。該システムには、サンプルの表面に第1の照明パスに沿って照明を提供するよう構成された第1の照明光源が含まれる。該システムには、サンプルの表面に第2の照明パスに沿って照明を提供するよう構成された第2の照明光源がさらに含まれ、該第2の照明パスには、該システムの1つ以上の検出器に焦点を合わせるのに用いられるグリッドマスクが含まれる。該1つ以上の検出器は、該第1の照明光源及び該第2の照明光源の少なくとも1つの照明に応答して、サンプルの表面から反射された照明を受け取るように構成される。該1つ以上の検出器と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムは、該1つ以上の検出器に対して、サンプルの表面から反射された第2の照明光源からの照明の一部に基づいて焦点の位置を決定するよう構成される。

0011

本開示のさらなる実施形態に達するために、一実施形態の少なくとも一部を別の実施形態の少なくとも一部と結合してもよい。例えば、本開示の別の実施形態には、サンプルの検査及びレビューのためのシステムが含まれる。該システムには、赤色、緑色および青色の照明でサンプルの表面を連続で照らすよう構成された1つ以上の照明光源と、該1つ以上の照明光源による連続照明に応答して、サンプルの表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の単色検出器とが含まれる、検査モジュールが含まれる。該システムにはさらに、サンプルの表面を照らすように構成された一つ以上の照明光源と、該1つ以上の照明光源による照明に応答して、サンプルの表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の検出器とが含まれる、レビュー・モジュールが含まれる。該検査モジュール及びレビュー・モジュールと通信する少なくとも1つのコンピューティング・システムは、該検査モジュールの該1つ以上の単色検出器によって受け取られた照明に関連付けられた情報を用いて、サンプルの欠陥の位置を決定するよう構成される。該コンピューティング・システムは、該レビュー・モジュールの該1つ以上の検出器と該欠陥の決定された位置を用いて、該欠陥を含む、サンプルの表面の一部の画像を収集するようさらに構成される。

0012

前述の概要及び以下の詳細な説明は、いずれも具体例であって、例示だけを目的としており、本開示を必ずしも限定するものではないことが理解されよう。本明細書の一部に援用され、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示の主題を例示する。併せて、説明及び図面は、本開示の原理を説明するのに役立つ。

図面の簡単な説明

0013

本開示の多くの利点は、以下の添付の図面を参照することによって、当業者により、より良好に理解されうるだろう。
本開示の一実施形態による、サンプルの検査およびレビューのためのシステムを示す図である。
本開示の一実施形態による、サンプルを検査するためのシステムを示す図である。
本開示の一実施形態による、サンプルを検査するためのシステムを示すブロック図である。
本開示の一実施形態による、サンプルの欠陥をレビューするためのシステムを示す図である。
本開示の一実施形態による、サンプルの欠陥をレビューするためのシステムを示すブロック図である。
本開示の一実施形態による、1つ以上のパルス幅変調照明光源を示すブロック図である。
本開示の一実施形態による、複数の選択された点により支持され、サイドアームを用いて安定化されたウェハを示す図である。
本開示の一実施形態による、該システムの1つ以上の検出器の焦点を調節するための第2のパスでサンプルを分析するためのシステムを示すブロック図である。

実施例

0014

ここでは、添付の図面に図示される、開示される主題が詳細に参照される。

0015

図1は、半導体ウェハなどのサンプル101を分析するためのシステム100を示す。一実施形態において、システム100には、1つ以上の欠陥を特定するため、サンプル101の表面を検査するための第1の(検査)モジュール200と、該1つ以上の特定された欠陥を含む、サンプル101の表面の少なくとも一部を撮像するための第2の(レビュー)モジュール300とが含まれていてもよい。システム100には、検査モジュール200及び/又はレビュー・モジュール300と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システム108がさらに含まれていてもよい。種々の実施形態によれば、コンピューティング・システム108には、本明細書に記載の1つ以上の工程または機能を実行するために、少なくとも1つの分散媒体によって記憶されるプログラム命令を実行するよう構成された1つ以上のプロセッサが含まれていてもよい。

0016

一部の実施形態においては、システム100には、検査モジュール200及びレビュー・モジュール300を支持するよう構成されたフレーム102がさらに含まれていてもよい。フレーム102は、コンピューティング・システム108とシステム100の種々の構成要素間で電力を供給または分配するための電源106とを支持するようさらに構成されてもよい。一部の実施形態においては、システム100には、コンピューティング・システム108によって駆動されるモーションコントローラ110が更に含まれていてもよい。モーション・コントローラ110は、コンピューティング・システム108から受信された電気信号または命令データに応答して、モーターまたはサーボなど、検査モジュール200及び/又はレビュー・モジュール300の1つ以上の作動手段を制御するよう構成されてもよい。一部の実施形態においては、システム100には、ファンベース排気システムなど、検査モジュール200及び/又はレビュー・モジュール300の空気をろ過するよう構成された、ろ過ユニット104がさらに含まれていてもよい。

0017

一部の実施形態においては、システム100は、前面のパターン(例えば、種々の半導体及び非半導体層または膜)を損傷することなく、サンプル101の裏面を検査およびレビューするよう構成される。それに応じて、検査モジュール200及び/又はレビュー・モジュール300には、サンプル101の前面に接触して損傷を与えることなく、裏面の実質的全体(例えば、80%超)へのアクセスを提供する方法で、サンプル101を支持するよう構成されたステージ組立体が含まれていてもよい。該ステージ組立体の構成を示す種々の実施形態が以下に詳細に示される。

0018

一部の実施形態においては、レビュー・モジュール300は、検査モジュール200の垂直薄片適合するよう構成されてもよい。一部の実施形態においては、小サイズのレビュー・モジュール300(例えば、<300mm)と組み合わされた単一スワスまたは複数スワス(例えば、10スワスまで)検査アーキテクチャは、完全な検査−レビュー・モジュール200及び300が550mmモジュール深さに適合するようにしてもよい。前述の実施形態は、例示目的のために含まれ、本開示を限定するものとして解釈されるべきではない。所定の明細書または出願要件に従って、種々の寸法および範囲が実施されることが考えられる。

0019

図2A及び2Bは、検査システム200(つまり、検査モジュール200)の種々の実施形態を示す。検査モジュール200には、サンプル101を支持するよう構成されたステージ201が含まれていてもよい。検査モジュール200には、サンプル101の表面を照らすよう構成された1つ以上の照明光源202がさらに含まれていてもよい。一部の実施形態においては、1つ以上の照明光源202は、サンプル101の裏面を照らすよう構成される。照明光源202には、赤色、緑色及び青色LEDなどの、個別に制御された赤色、緑色及び青色(RGB)源202A、202Bおよび202Cが含まれていてもよい。RGBソース202は、明視野(BF)色撮像のために、色分解を達成するよう、赤色、緑色及び青色照明でサンプル101の表面を連続して走査するよう構成されてもよい。一部の実施形態においては、BF検査に対して3回のRGB走査の後、4回目の走査で、暗視野DF)検査が完了する。

0020

検査モジュール200には、1つ以上の光学要素204によって描写される少なくとも1つの収集パスを通じて、サンプル101の表面から反射された照明を受け取るよう構成された1つ以上の検出器206が含まれていてもよい。一部の実施形態においては、1つ以上の検出器206には、時間遅延積分(TDI)カメラまたはアレイが含まれる。一部の実施形態においては、RGB色分解により、単色TDIカメラまたはアレイでの視野平坦化画像が可能になる。コンピューティング・システム108は、検査モジュール200の1つ以上の検出器206によって収集される照明に関連付けられた情報(例えば、画像フレーム)を受け取るよう構成されてもよい。コンピューティング・システム108は、1つ以上の検出器206から受け取った情報に基づいて、1つ以上の欠陥の位置を決定するよう、さらに構成されてもよい。

0021

一部の実施形態においては、レビュー・モジュール300は、検査モジュール200を介して、またはサンプル101の1つ以上の欠陥の位置に関連付けられた記憶されたデータ・ファイルから収集された情報を用いて、検査走査後に1つ以上の特定された欠陥を含む、サンプル101の表面の1つ以上の部分を撮像するよう構成されてもよい。一部の実施形態においては、レビュー画像は、0.2umピクセル、回折制限可視化BF0.7NA実装を用いて収集される。一部の実施形態においては、検査モジュール200及びレビュー・モジュール300はそれぞれ、ウェハの座標確立するよう構成される。一部の実施形態においては、レビュー・モジュール300は、エッジファインダなどのレーザービームを用いて、ウェハの座標を確立するよう構成され、検査モジュール200は、画像情報を用いて、ウェハの座標を確立するよう構成される。

0022

図3Aから3Cは、レビュー・システム300(つまり、レビュー・モジュール300)の種々の実施形態を示す。レビュー・モジュール300には、サンプル101を支持するよう構成されたステージ301が含まれていてもよい。一部の実施形態においては、レビュー・モジュール300は、サンプル101の裏面レビューを行うよう、さらに構成されてもよい。一部の実施形態においては、検査モジュール200には、レビュー・モジュール300が含まれるが、検査−レビュー・モジュール200/300には、検査およびレビューのためにサンプル101を支持するよう構成された1つのステージ201/301が含まれていてもよい。レビュー・モジュール300の種々の撮像構成要素図3Bに図示)は、選択された位置に対して、プラットフォーム302を作動させる機械的結合を駆動する1つ以上のモーターまたはサーボなど、作動手段304に連結されるプラットフォーム302上で支持されてもよい。一部の実施形態においては、作動手段304には、プラットフォーム302を少なくとも第1の軸及び第2の軸に沿って平行移動させるよう構成された積層2次元作動組立体が含まれる。一部の実施形態においては、作動手段304には、焦点調節のために、サンプル101の表面に、またはサンプル101の表面からプラットフォーム302を作動させるよう構成されたZ軸アクチュエータがさらに含まれる。

0023

図3Bに図示するように、レビュー・モジュール300には、サンプル101の表面の少なくとも一部を照らすよう構成された少なくとも1つの照明光源306が含まれていてもよい。少なくとも1つの検出器316(例えば、単色または多色TDIカメラ)は、サンプル101の表面の選択された(撮像された)一部から反射された照明を受けて、一以上のサンプル欠陥のレビュー画像を収集するよう構成されてもよい。一部の実施形態においては、該照明は、光学要素によって描画された照明/収集パスに従う。例えば、照明光源306から発せられた照明は、鏡筒、ビーム・スプリッタ312、及び対物レンズ308を通って、サンプル101の表面に達してもよい。次に、サンプル101の表面から反射された照明は、第2の(ウェハから離れた)ビーム・スプリッタ310を通って、鏡筒314を通って、検出器316に達してもよい。一部の実施形態においては、レビュー・モジュール300には、ウェハ座標を確立するよう構成された、レーザー・エッジ検出器などの、焦点センサー318がさらに含まれる。

0024

図3Cに図示するように、レビュー・モジュール300の照明光源306には、個別に制御可能な赤色、緑色及び青色LED、306A、306B、及び306Cを備えた3色LEDチップが含まれていてもよい。コンピューティング・システム108は、検出器316を用いて、少なくとも3つの個別の画像を収集するための赤色、緑色及び青色照明でサンプル101の表面の撮像された部分を連続して照らすよう、RGBソース306を直接または間接的に(例えば、専用のソース・コントローラを介して)制御するよう構成されてもよい。検出器316と通信する少なくとも1つのコンピューティング・システム108は、赤色、緑色及び青色照明を用いて個別に収集された3つの単色画像を用いて、色画像を再構成するよう構成されてもよい。

0025

一部の実施形態においては、コンピューティング・システム108は、デジタル・フィルタを用いて横方向色補正するよう、さらに構成される。一部の実施形態においては、検出器316は、長手方向色の補正のために、画像取得間において、焦点を移動させるよう構成される。長手方向及び横方向色補正は、複数の画像セットで、同様に、バイヤーおよび3チップカメラスキームで有効化されてもよい。例えば、検出器316は、3つの色画像を収集するよう構成されてもよく、コンピューティング・システム108は、焦点の選択されたレベル(例えば、最良な焦点)を有する色画像を構成するため、画像1からの赤色と、画像2からの緑色と、画像3からの青色を結合するよう構成されてもよい。さらに、コンピューティング・システム108は、デジタル・フィルタを用いて、色レビュー画像内の水平方向の色を補正するよう構成されてもよい。そのため、改良された光学的品質の利点は、単色カメラ補正スキームに限定されない。レビュー・モジュール300には、十分な画質を維持しつつ、焦点を再調節し、水平方向の色を補正し、それによって、低コスト光学系を実現するため、画像収集スキームを用いる任意のカメラ・セットアップ(例えば、バイヤー、3チップ、多色または単色システム)が含まれていてもよい。

0026

一部の実施形態においては、RGB色指定可能ソース306は、ホワイトバランスを行うよう構成される。検出器316(例えば、カラー・カメラ)は、2つの調光色内のゲイン・アップを調節することによって、「ホワイト・バランス」されてもよい。これにより、これらの色に多くのノイズが生じる。独立した色制御により、実質的に良好なフィリングを得て、ホワイト・バランス調整(青色および赤色)チャネル内のノイズ指数を減らすために、検出器316の積分時間が調整されてもよい。さらに、LEDソースの使用は、タイミングの柔軟性を向上させ、それによって、選択された積分時間において、ストロボまたは準連続照明を可能とする。

0027

一部の実施形態においては、検査システム200及び/又はレビュー・システム300の1つ以上の照明光源202または306は、ステージ速度誤差の存在において、実質上一定の光度を維持するため、パルス幅変調(PWM)である。積分時間(例えば、ライン速度上で1)×TDIラインの数は、検出器206または316の照明収集時間を決定する。検出器206/316によって収集される照明の量を制御するために、照明光源202/306は、各TDIライン・トリガーの後の固定持続時間の間、PWMモードで動作するよう構成されてもよい。固定パルス数法は、ステージ速度の変動からの不一致緩和させることができる。例えば、検出器206/316は、100mm/秒の局所速度及び105mm/秒の局所速度で、ほぼ等しい照明量を受けるよう構成されてもよい。それに応じて、低コストのステージ201/301は、その結果得られる画像における光度リップルが生じる可能性を減らすことと併せて実現されてもよい。さらに、ステージ201/301は、照明強度が安定化する前に、一定の速度を達成する必要はなくてもよい。前述の利点は、本明細書に記載の検査システム200及びレビュー・システム300などのシステムにおいて非常に重要であるが、ステージの移動距離の制限は許容される。

0028

一部の実施形態においては、コンピューティング・システム108は、各TDIライン同期受信(例えば、ステージ・エンコーダ位置に基づいて)発生時に、照明パルスのトリガー・ストリームを送信するために、1つ以上の照明光源202/306を直接または間接的に(例えば、LEDコントローラを介して)駆動させるよう構成される。それに応じて、照明光源202/306は、精度を高め、全体的に達成可能な画像の光レベル下げるため、各Nライン同期に渡って、選択された(つまり、調整可能な)バースト長を提供するよう構成されてもよい。一部の実施形態においては、照明光源202/306は、システム間でのバースト長の変化に対する撮像により、「TDIぶれ」における変化を回避するために、各ライン同期で、照明パルスのバーストを連続して遅延させるよう構成される。これを行うことにより、TDI時間遅延スミアにおけるすべてのありうる位置において照明が効果的に追加される。

0029

一部の実施形態においては、検査システム200及び/又はレビュー・システム300には、サンプルの動き(例えば、搖動、振動、速度の変化)による撮像誤差を緩和するための機構が含まれていてもよい。図4は、サンプル101の第2の面(例えば、前面)との接触時に損傷を生じさせることなく、サンプル101の第1の面(例えば、裏面)を分析するためのステージ組立体400を示す。一部の実施形態においては、ステージ201または301には、本明細書に記載のステージ組立体400が含まれる。

0030

ステージ組立体400には、サンプル101を支持するよう構成された、選択された数(例えば、少なくとも3)のチャック402が含まれていてもよい。一部の実施形態においては、チャック402は、支持された表面(例えば、ウェハの裏面)が、照明に実質上アクセスできるよう、サンプル101の縁近くの点で、サンプル101に接触するよう構成される。一部の実施形態においては、チャック402は、サンプル101の表面の撮像された部分に近接する1つ以上の接点に対して支持チャック402を作動させるよう構成されたアクチュエータに連結された少なくとも1つの機械的結合によって支持される。それに応じて、不要な動きをそらすよう、サンプル101の撮像部分周辺に効果的な剛性力印加されてもよい。

0031

ステージ組立体400にはさらに、サンプルの動きを減らすよう、サンプル101の縁に接触するよう構成された複数の垂直接触摩擦点406を備える少なくとも1つのサイドアーム404が含まれる。一部の実施形態においては、摩擦を通じてサンプルの縁を支持する(例えば、約1ニュートンのばね接触力で)ことで、有意係数(例えば、縁の接触点の数に応じて、5〜10の係数)の分、縁における搖動が減る。一部の実施形態においては、ステージ組立体400には、サンプル101の両半分に渡って点に接触する2つのサイドアーム404が含まれる。一部の実施形態においては、1つ以上のサイドアーム404には、サンプルの動きを抑制するよう構成された往復機構(例えば、ばね)がさらに含まれる。

0032

ファン・フィルタ・ユニット104における3点支持の典型的な音響駆動振動では、40〜60Hzの周波数範囲において、約5umの振幅振動が見られる。振動による撮像誤差を低減する1つの方法は、LED光源202/306をストロボすることである。リアルタイムでの位置と比較して、「リアルタイム」の焦点位置モニターにおける位相ラグを回避するため、アルゴリズムは、リードラグ、速度方向、及び電流ピークの情報を組み込んでもよい。このストロボ方法は焦点画像を収集できるが、対象焦点振動の振幅を減らすことが望ましい。所定の焦点ボケ範囲の場合、位置検出における振動の振幅と誤差が大きくなり、焦点センサーの待ち時間が増えるため、ストロボ間隔が短くなる。それに応じて、サンプル101の振動を減らすため、ストロボ済みソース202/306とステージ組立体400を併用してもよい。

0033

図5は、検査システム200及び/又は照明システム300の検出器206/316などの、1つ以上の検出器の焦点を調節するためのシステム500を示す。システム500には、第1の(撮像)パスに沿って照明を供給するよう構成された第1の照明光源502と、第2のパス(焦点調節パス)に沿って照明を供給するよう構成された第2の照明光源504とが含まれる。一部の実施形態においては、第1の照明光源502と第2の照明光源504には、同等の仕様を有するLEDが含まれる。第1の照明光源502と第2の照明光源504は、サンプル101の選択された部分の画像を収集するか、焦点の処理にグリッド・マスク506を投影するかのいずれかのために、個別に操作されてもよい。一部の実施形態においては、撮像パスまたは焦点調節パスは、焦点調節パスのグリッド・マスク506の後に設けられたビーム・スプリッタ508によって共通の搬送パス統合される。2つの個別のパスを設けることによって、システム500は、撮像面の実質的に全面に渡って、全画面焦点調節を行うように構成されてもよい。

0034

一部の実施形態においては、システム500は、単一フレーム投影グリッドマスク画像ベース・オートフォーカス(IBFA)に対して、第2の照明光源504を用いて、焦点を決定するよう構成される。一部の実施形態においては、システム500は、第1の照明光源502を用いて、サンプル101の表面の正規化反射を決定するよう構成され、次に、第2の照明光源504を用いて、投影グリッド・マスク506の第2の画像を収集するよう構成される。システム500は、正規化によりグリッド・マスク画像を補正するか、もしくは高周波対物領域近くの区域を「処理せず」、かつ焦点を決定するため、投影グリッド・マスク補正画像を処理し続けるようさらに構成されてもよい。一部の実施形態においては、該焦点は、サンプル画像の集取前に、Zステージ上で対物レンズを移動させることによって、補正されてもよい。

0035

前述の実施形態は、検査システム200及び/又はレビュー・システム300を参照して、説明されているが、本明細書に記載の種々のシステムおよび方法が、半導体計測学または当技術分野で周知のその他の形態のサンプル分析など、別の出願にまで拡張されてもよいことが企図される。

0036

開示全体に記載される種々の工程及び機能が、単一のコンピューティング・システムまたは複数のコンピューティング・システムによって実行されてもよいことが理解されよう。該1つ以上のコンピューティング・システムには、パーソナル・コンピューティング・システム、メインフレーム・コンピューティング・システム、ワークステーション画像コンピュータ並列プロセッサ、または当技術分野で周知のその他の装置が含まれるが、これに限定されない。一般に、「コンピューティング・システム」という用語は、少なくとも1つの分散媒体からの命令を実行する1つ以上のプロセッサを有する任意の装置を包含するものとして広義に定義されてもよい。

0037

当業者は、プロセス及び/又はシステムおよび/または本明細書に記載のその他の技術(例えば、ハードウェアソフトウェア、および/またはファームウェア)で達成しうる種々の媒体があり、好適な媒体は、プロセス及び/又はシステム及び/又はその他の技術が配備される状況によって変わることを理解するであろう。本明細書に記載のものなど、プログラム命令実行方法は、分散媒体上で伝送または分散媒体に記憶されてもよい。分散媒体には、ワイヤーケーブル、または無線伝送リンクなどの伝送媒体が含まれてもよい。該分散媒体にはまた、読み取り専用メモリー、ランダム・アクセス・メモリー磁気または光学ディスク、または磁気テープなどの記憶媒体が含まれていてもよい。

0038

本明細書に記載の方法にはすべて、記憶媒体における方法の実施形態の1つ以上の工程の結果を記憶する工程が含まれていてもよい。該結果には、本明細書に記載のいずれの結果が含まれていてもよく、該結果は、当技術分野で周知のいずれの方法でも記録されてよい。該結果が記憶された後、記憶媒体内で該結果にアクセスし、本明細書に記載の方法またはシステムの実施形態のいずれで用いられ、ユーザーへの表示のために書式設定され、別のソフトウェア・モジュール、方法またはシステムなどで用いられてもよい。さらに、該結果は、「永久的に」、「半永久的に」、「一時的に」、または一定の期間記憶されてもよい。例えば、該記憶媒体は、ランダム・アクセス・メモリー(RAM)であってもよく、かつ、該結果は、必ずしも該記憶媒体内に無期限に記憶されていなくてもよい。

0039

本発明の特定の実施形態を示してきたが、本発明の種々の修正及び実施形態は、前述の開示の範囲及び精神から逸脱することなく、当業者によってなされてもよいことが明らかである。それに応じて、本発明の範囲は、本発明に添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるべきである。

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