特許 6433522 独立的に調節可能な走査ピッチを有する表面走査検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6433522

(24)【登録日】2018年11月16日

(45)【発行日】2018年12月5日

(54)【発明の名称】独立的に調節可能な走査ピッチを有する表面走査検査システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/956 20060101AFI20181126BHJP

   G01B 11/30 20060101ALI20181126BHJP

   H01L 21/66 20060101ALI20181126BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/956 A

   G01B11/30 A

   H01L21/66 J

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-17431(P2017-17431)

(22)【出願日】2017年2月2日

(62)【分割の表示】特願2013-557834(P2013-557834)の分割

【原出願日】2012年3月7日

(65)【公開番号】特開2017-96981(P2017-96981A)

(43)【公開日】2017年6月1日

【審査請求日】2017年2月2日

(31)【優先権主張番号】61/451,592

(32)【優先日】2011年3月10日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】13/413,521

(32)【優先日】2012年3月6日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500049141

【氏名又は名称】ケーエルエー−テンカー コーポレイション

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウォルターズ クリスチャン

(72)【発明者】

【氏名】ライヒ ユルゲン

【審査官】 小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１８０６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２１０２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１１８００９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０２４３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３０９７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０２５６３２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４ − Ｇ０１Ｎ ２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００ − Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｈ０１Ｌ ２１／６４ − Ｈ０１Ｌ ２１／６６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

照射エリア上におけるウェーハの表面にある量の放射を供給するよう動作可能な照明源と、
走査ピッチにより特徴付けられる走査移動において前記ウェーハを移動させるためのウェーハ位置決めシステムであって、
前記照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節するよう動作可能な移動制御器
を含むウェーハ位置決めシステムと、
を含み、
前記照射エリアは、前記ウェーハの幾何学的中心と前記ウェーハの表面上の前記照射エリアの位置との間の距離によらずに一定であり、かつ、前記走査ピッチは、検査トラックの隣接部分間の距離であって、前記ウェーハの幾何学的中心と前記ウェーハの表面上の前記照射エリアの位置との間の距離に少なくとも部分的に基づいて調節され、
前記走査ピッチは、前記ウェーハの特定半径から前記ウェーハの幾何学的中心へと連続的に増大し、かつ、前記ウェーハの損傷限界内で虚偽欠陥を除く物理的欠陥についての欠陥検出感度が最大となるように調整される、
ウェーハ検査システム。

【請求項2】

前記走査移動は、同時に前記ウェーハの幾何学的中心の周りを前記ウェーハを回転させることと前記ウェーハの前記幾何学的中心を平行移動させることとを含み、前記ウェーハの回転速度に対する前記ウェーハの平行移動速度は前記走査ピッチを決定する、請求項１に記載のウェーハ検査システム。

【請求項3】

照射エリアにおいてウェーハの表面を照射することと、
前記照射エリアに対して走査ウェーハ検査システムの走査ピッチを独立的に調節することと、
を含み、
前記照射エリアは、前記ウェーハの幾何学的中心と前記ウェーハの表面上の前記照射エリアの位置との間の距離によらずに一定であり、かつ、前記走査ピッチは、検査トラックの隣接部分間の距離であって、前記ウェーハの幾何学的中心と前記ウェーハの表面上の前記照射エリアの位置との間の距離に少なくとも部分的に基づいて調節され、
前記走査ピッチは、前記ウェーハの特定半径から前記ウェーハの幾何学的中心へと連続的に増大し、かつ前記ウェーハの損傷限界内で虚偽欠陥を除く物理的欠陥についての欠陥検出感度が最大となるように調整される、
ウェーハ検査の方法。

【請求項4】

前記走査ウェーハ検査システムは、同時にウェーハの幾何学的中心の周りを前記ウェーハを回転させるよう且つ前記ウェーハの前記幾何学的中心を平行移動させるよう動作可能であり、前記走査ピッチの前記調節は前記ウェーハの回転速度に対する前記ウェーハの平行移動速度を変化させることを含む、請求項３に記載のウェーハ検査の方法。

【請求項5】

走査ウェーハ検査システムであって、
照射エリア上におけるウェーハの表面にある量の放射を供給するよう動作可能な照明源と、
前記照射エリアに対して前記走査ウェーハ検査システムの走査ピッチを独立的に調節することをコンピュータに実行させるコードを含む、非一時的なコンピュータ可読媒体と、
を含み、
前記照射エリアは、前記ウェーハの幾何学的中心と前記ウェーハの表面上の前記照射エリアの位置との間の距離によらずに一定であり、かつ、前記走査ピッチは、検査トラックの隣接部分間の距離であって、前記ウェーハの幾何学的中心と前記ウェーハの表面上の前記照射エリアの位置との間の距離に少なくとも部分的に基づいて調節され、前記走査ピッチは、前記ウェーハの特定半径から前記ウェーハの幾何学的中心へと連続的に増大し、かつ前記ウェーハの損傷限界内で虚偽欠陥を除く物理的欠陥についての欠陥検出感度が最大となるように調整される、走査ウェーハ検査システム。

【請求項6】

前記走査ウェーハ検査システムは、同時に前記ウェーハの幾何学的中心の周りを前記ウェーハを回転させるよう且つ前記ウェーハの前記幾何学的中心を平行移動させるよう動作可能であり、前記走査ピッチは前記ウェーハの回転速度に対する前記ウェーハの平行移動速度を変化させることにより調節される、請求項５に記載の走査ウェーハ検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本特許出願は、２０１１年３月１０日に出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｕｓｉｎｇ Ｐｉｔｃｈ Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｉｎ ＳＳＩＳ ｆｏｒ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ Ｔ−ｐｕｔ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ」を発明の名称とする米国仮特許出願第６１／４５１，５９２号の優先権を米国特許法第１１９条の下で主張し、その主題を本願に引用して援用する。

【0002】

本明細書で説明される実施形態はウェーハ検査のためのシステムに関し、さらに詳細には、ウェーハ検査におけるスキャニングモダリティに関する。

【背景技術】

【0003】

ロジックデバイスおよびメモリデバイス等の半導体デバイスは、通常、基板またはウェーハに適用される一連の処理ステップにより製造される。半導体デバイスの様々な特徴および複数の構造レベルはこれらの処理ステップにより形成される。例えば、とりわけリソグラフィは、半導体ウェーハ上にパターンを生成することを含む１つの半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスの追加的な例は、化学機械研磨、エッチング、蒸着、イオン注入を含むが、これらに限定されない。複数の半導体デバイスは、単一の半導体ウェーハ上に製造され、次いで個々の半導体デバイスに分割され得る。

【0004】

検査プロセスは、半導体製造プロセスの間の様々なステップにおいてウェーハ上の欠陥を検出してより高い歩留まりを促進するために用いられる。設計ルールおよび処理ウィンドウが寸法において縮小し続けるため、検査システムは高い処理能力を保持しつつウェーハ表面上でより広範囲の物理的欠陥を捕捉することが要求される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００−２６０３７６号公報

【特許文献2】米国特許出願公開第２００９／０２２４１８０号

【特許文献3】米国特許出願公開第２００４／００７６３２２号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

１つの係る検査システムは、検査の間において固定比率でウェーハを平行移動および回転させるスピンウェーハ検査システムである。その固定比率は、検査を受けるウェーハ全体にわたって所望の欠陥検出感度が提供されるよう、選択される。スピンウェーハ検査システムに対する改善が、所望の欠陥検出感度を維持することおよび処理能力を向上させることの両方のために、望まれる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

独立的に調節可能な走査ピッチを有する走査ウェーハ検査システムと、関連する動作方法とが提供される。走査ピッチはウェーハの表面上の照射エリアに対して独立的に調節され得る。いくつかの実施例において、照射エリアは一定に保持されつつ走査ピッチが調整される。いくつかの実施形態において、欠陥検出感度は、追加的な光学的調節を実施することなくウェーハの回転速度に対してウェーハの平行移動速度を調節することにより、調節される。

【0008】

いくつかの実施例において、走査ピッチは、ウェーハ全体にわたり所望の欠陥検出感度が達成されるよう、調節される。走査ピッチを調節することにより、欠陥検出感度は、複雑な光学的作動で実施するのではなく、移動制御器内のパラメータ調節により制御され得る。

【0009】

他の実施例において、走査ピッチは、欠陥検出感度および処理能力が最適化されるよう、ウェーハ検査の間において調節される。ウェーハ走査の間において走査ピッチを調節することにより、欠陥検出感度は、ウェーハ上の全位置にわたってウェーハ表面のノイズシグニチャに合致し得、その結果、処理能力が改善されることとなる。

【0010】

さらに他の実施例において、走査ピッチは、検査を受けるウェーハの損傷限界内で欠陥検出感度が最大化されるよう、調節される。走査ピッチを調節することにより、比較的大きいビーム寸法を利用しつつ欠陥検出感度が増強され得る。ビーム寸法が大きいほどウェーハ表面上のパワー密度が小さくなり、その結果、熱的損傷または光化学的損傷の危険が小さくなる。

【0011】

以上は概要であり、故に、必要上、簡略化、一般化、および詳細の省略が含まれる。そのため、当業者は上記の概要が例示のみを意図するものであり、いかなる点においても限定的でないことを理解するであろう。本明細書に記載される装置および／またはプロセスの他の態様、特徴、および利点は、本明細書に述べる非限定的で詳細な説明の中で明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】スピンウェーハ検査システム１００を示す図である。

【図2】検査を受けるウェーハ１０２と照射エリア１０２ａとを示す簡略図である。

【図3】カリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＳｕｒｆｓｃａｎ（登録商標）ＳＰ３ウェーハ検査システムに対してトラックピッチの関数として欠陥検出感度を示すプロット３１０を示す図である。

【図4】走査ピッチにおける変化の関数として正規化された虚偽カウント開始閾値のシミュレーションを示すプロット３２０を示す図である。

【図5】ウェーハレベルにおける異なるビーム寸法のビーム強度プロファイルを示すシミュレーション結果を強調するプロット３３０を示す図である。

【図6】固定ビーム寸法に対する走査ピッチ調節に基づくトラック縁部におけるビーム強度の変化を示すシミュレーション結果を強調するプロットを示す図である。

【図7】走査半径の関数として強度および走査ピッチを示すシミュレーション結果を強調するプロット３４０を示す図である。

【図8】いくつかの例示的シナリオに対して図７に示す方法でウェーハ半径の関数として走査ピッチを大きくすることに起因し得る処理能力改善を示すシミュレーション結果のプロット３５０を示す図である。

【図9】走査ウェーハ検査システムの照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節する方法４００を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の背景的な実施例およびいくつかの実施形態についてここで詳細に参照する。なお、これらの実施例は添付の図面において示される。

【0014】

図１は典型的なウェーハ検査システム１００の簡略化された概略図である。簡略化のために、照射ビームをウェーハに誘導する構成要素等の本システムのいくつかの光学構成要素は省略されている。ウェーハ１０２は１つまたは複数の照明源１０１により生成された垂直入射ビーム１０４および傾斜入射ビーム１０６のうちのいずれかにより照射される。ウェーハ１０２上で１つまたは両方のビーム１０４、１０６により照射されるエリアまたはスポット１０２ａはビーム（単数または複数）からの放射を散乱させる。ウェーハの表面に垂直な線１１６に近接する方向に沿ってエリア１０２ａにより散乱され且つエリア１０２ａを通過する放射は、レンズ集光器１１８により集光および合焦され、光電子増倍管（ＰＭＴ）１２０へと誘導される。散乱された放射を垂直方向に近接する方向に沿ってレンズ１１８が集光するため、係る集光チャネルは本明細書においてナローチャネルと呼称され、ＰＭＴ１２０は暗視野ナローＰＭＴと呼称される。所望により、１つまたは複数の偏光器１２２が、ナローチャネルにおいて集光された放射の経路に配置されてもよい。

【0015】

１つまたは両方のビーム１０４、１０６により照射され、垂直方向１１６から離脱する方向に沿ってウェーハ１０２のスポット１０２ａにより散乱された放射は、楕円集光器１２４により集光され、アパーチャ１２６および任意の偏光器１２８を通って暗視野ＰＭＴ１３０に合焦される。楕円集光器１２４は散乱された放射をレンズ１１８よりも垂直方向１１６からより広い角度に集光するため、係る集光チャネルはワイドチャネルと呼称される。検出器１２０、１３０の出力は、信号を処理し、異常の有無とそれら異常の特性とを判定するために、コンピュータ１３２に供給される。

【0016】

表面検査システムの様々な側面については、米国特許第６，２７１，９１６号および米国特許第６，２０１，６０１号に記載され、これらの特許の両方は参照することにより本明細書に援用される。代表的な表面検査システムは本願の譲受人であるカリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社から入手可能である。

【0017】

１つの実施形態において、ウェーハ位置決めシステム１２５は、ウェーハチャック１０８、移動制御器１１４、回転ステージ１１０、および平行移動ステージ１１２を含む。ウェーハ１０２はウェーハチャック１０８上に支持される。図２に示すように、ウェーハ１０２は、その幾何学的中心１５０が回転ステージ１１０の回転軸に略整列した状態で、設置される。このように、回転ステージ１１０はウェーハ１０２を許容誤差の範囲内で特定の角速度ωでその幾何学的中心の周りをスピンさせる。加えて、平行移動ステージ１１２は回転ステージ１１０の回転軸に略垂直な方向にウェーハ１０２を特定の速度Ｖ_Ｔで平行移動させる。移動制御器１１４は、回転ステージ１１０によるウェーハ１０２のスピンと平行移動ステージ１１２によるウェーハ１０２の平行移動とを連係させ、それによりウェーハ検査システム１００内におけるウェーハ１０２の所望の走査移動が達成される。

【0018】

ビーム１０４および１０６のうちのいずれかが、ウェーハ１０２の幾何学的中心から距離Ｒに配置されたウェーハ１０２の照射エリア１０２ａを照射する。照射エリア１０２ａは、ウェーハ１０２の表面上へのビーム１０４および１０６のうちのいずれかの放射により画成される（すなわち形状および寸法が決められる）。照射エリア１０２ａはウェーハ検査システム１００のビームスポット寸法またはスポット寸法として交換可能に呼称され得る。

【0019】

例示的な動作シナリオにおいて、検査は、ウェーハ１０２の幾何学的中心１５０に位置する照射エリア１０２ａから開始され、次いで、ウェーハ１０２は、照射エリア１０２ａがウェーハ１０２の外周部に到達する（すなわちＲがウェーハ１０２の半径と等しくなる）まで、回転および平行移動される。回転ステージ１１０および平行移動ステージ１１２が連係して移動することにより、照射エリア１０２ａにより照射される点の軌跡はウェーハ１０２の表面上で螺旋経路をたどる。ウェーハ１０２の表面上における螺旋経路は検査トラック１０３（図示せず）と呼称される。例示的な検査トラック１０３の部分１０３ａ、１０３ｂ、および１０３ｃは、それぞれＴＲＡＣＫ_ｉ＋１、ＴＲＡＣＫ_ｉ、およびＴＲＡＣＫ_ｉ−１として図２に示される。検査トラックの隣接部分間の距離（例えば、ＴＲＡＣＫ_ｉ＋１とＴＲＡＣＫ_ｉとの間の距離）はウェーハ検査システム１００の走査ピッチと呼称される。

【0020】

通常、ウェーハ検査システムにおいては、動作の間において走査ピッチと照射エリアとの間には固定的関係が用いられる。したがって、通常のウェーハ検査システムにおいて、走査ピッチは照射エリアに対して独立的に調節されない。むしろ、通常のウェーハ検査システムにおいては、走査ピッチが調節されるとき、照射エリアは固定的関係にしたがって変倍される。例えば、通常のウェーハ検査システムはいくつかの動作モード（例えば高速・低解像度走査および低速・高解像度走査）を提供し得る。各モードは異なる走査ピッチを利用するが、各モードに対応する照射エリア（すなわちスポット寸法）も、スポット寸法と走査ピッチとの間の固定的関係が各モードに対して保持されるよう、調節される。カリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＳｕｒｆｓｃａｎ（登録商標）ＳＰ１ウェーハ検査システムは、照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節しないウェーハ検査システムの１例である。

【0021】

１つの態様において、ウェーハ検査システム１００の走査ピッチは照射エリアに対して独立的に調節される。１つの実施例において、走査ピッチは、ウェーハ１０２全体にわたって所望の欠陥検出感度が達成されるよう、調節される。他の実施例において、走査ピッチはウェーハ１０２の検査の間において調節される。１つの動作例において、検査を受けるウェーハの走査ピッチは照射エリア１０２ａとウェーハ１０２の幾何学的中心１５０との間の距離の関数として連続的に調節される。さらに他の実施例において、走査ピッチは、ウェーハ１０２の損傷限界内で欠陥検出感度が最大化されるよう、調節される。

【0022】

図１を参照すると、ウェーハ検査システム１００はプロセッサ１４１と、ある量のコンピュータ可読メモリ１４２と、を含む。図１に示すように、例として、移動制御器１１４がプロセッサ１４１およびメモリ１４２を含むが、プロセッサ１４１およびメモリ１４２はウェーハ検査システム１００の他の構成要素内に含まれてもよい。プロセッサ１４１およびメモリ１４２はバス１４３上で通信し得る。メモリ１４２はある量のメモリ１４４を含み、このメモリ１４４は、プロセッサ１４１により実行されると、平行移動ステージ１１２の平行移動速度と回転ステージ１１０の回転速度との比率（すなわち走査ピッチ）が調節されるよう、回転ステージ１１０および平行移動ステージ１１２の移動を連係させることをプロセッサ１４１に実行させるプログラムコードを格納する。１つの実施例において、平行移動ステージ１１２の平行移動速度と回転ステージ１１０の回転速度との間の比率は照射エリア１０２ａとウェーハ１０２の幾何学的中心１５０との間の走査半径Ｒの関数として調節される。

【0023】

加えて、ウェーハ検査システム１００は、オペレータからの入力を受け入れるにあたり有用である周辺装置（例えば、キーボード、マウス、タッチスクリーン等）および出力をオペレータに対して表示するにあたり有用である周辺装置（例えば、ディスプレイモニタ）を含み得る。オペレータからの入力コマンドは、回転ステージ１１０および平行移動ステージ１１２の連係移動プロファイルを生成するために、プロセッサ１４１により用いられ得る。結果として生成された連係移動プロファイルは、オペレータに対してディスプレイモニタ上でグラフィカルに表示され得る。

【0024】

所望の欠陥検出感度を達成することがウェーハ検査システムの主要な性能上の目的である。欠陥検出感度は、ウェーハ検査システムの虚偽カウント開始に関して測定され得る。１つの実施例において、虚偽カウント開始は、ウェーハ検査システムが、実際には欠陥が存在しないウェーハ上の特定位置において欠陥を報告するときに生じる（例えば係る欠陥はノイズアーチファクトである）。

【0025】

一般に、虚偽カウント開始を回避し欠陥検出感度を高めるために、ウェーハ検査システムは、高い信号対雑音比（ＳＮＲ）で動作するべきである。所与のレーザパワーＰに対して、ウェーハ回転速度ωと、走査スポットからウェーハの幾何学的中心まで計測した径方向走査距離Ｒと、照射エリア１０２ａにおける信号対雑音比（ＳＮＲ）とは、式１に示すように評価され得る。なお式中、Ｒ_Ｔは接線方向スポット寸法、Ｒ_Ｒは径方向スポット寸法である。

【数1】

【0026】

式１に示す関係は、照射エリア１０２ａにおけるＳＮＲの感度を、スポット寸法（すなわち、Ｒ_ＴおよびＲ_Ｒ）と、レーザパワーと、走査速度（すなわち、ωＲ）と、に対して関連させる。スポット寸法、ビーム強度、およびスピン速度の調節に基づいて照射エネルギを管理するための例示的な技術は、米国特許出願公開第２００６／０２５６３２５（Ａ１）号において出願者ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社による２００６年１１月１６日に公開された米国特許出願第１１／１２７，２８０号に記載され、これらの全体は参照することにより本明細書に援用される。

【0027】

しかし欠陥検出感度がウェーハ表面ノイズおよび他の検出ノイズにより制限される状況に対して、発明者らは、欠陥検出感度が走査ピッチに強く関連することを見出した。発明者らは、これらの状況下で虚偽カウント開始が特に検査トラックの縁部におけるＳＮＲに起因することを見出した。ウェーハ上におけるガウシアンビームのエネルギ分布により、走査ピッチにおける変化はトラック縁部におけるＳＮＲに対して顕著な影響を及ぼす。したがって、欠陥検出感度および処理能力は、ユーザ目的が満足されるよう、ウェーハ検査の間に照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節することに基づいてさらに最適化され得る。

【0028】

発明者らは、虚偽カウント開始がトラック縁部付近に位置するウェーハ１０２の部分において最初に生じることを見出した。これらの虚偽カウントの出現に基づいて、実際には欠陥がまったく存在しないにも関わらず欠陥が２つの隣接する走査トラック間の中間に存在するかのように見える。トラック縁部（すなわち隣接するトラック位置の間）において虚偽カウント開始が増強されるのは、トラック縁部に位置するウェーハ１０２の部分が典型的なガウシアン放射源のピーク部よりもむしろガウシアン放射源の漸減部により照射されることによるものである。この領域において、欠陥検出は、２つの隣接するトラック位置の欠陥信号が組み合わされることに起因する。このように組み合わされることより、２つの隣接するトラック位置の検出ノイズが複合される。その結果として、所与のノイズ背景に対して、２つの中程度のノイズ事象が組み合わされて虚偽カウントの開始が生じる可能性が高くなる。

【0029】

図３はカリフォルニア州サンノゼのＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製のＳｕｒｆｓｃａｎ（登録商標）ＳＰ３ウェーハ検査システムに対してトラックピッチの関数として欠陥検出感度を示すプロット３１０である。プロット３１０は虚偽カウント開始がトラック縁部における走査ピッチに関連することを示す。図３に示すように、ワイド検出チャネルおよびナロー検出チャネルの両方に対する欠陥寸法はトラックピッチの関数としてプロットされる。いずれの場合にも、ビーム寸法は一定に保たれた。基準走査ピッチ値の７０％から１１５％の範囲の走査ピッチ値の範囲がテストされ、その結果が図３にプロットされた。図示のように、ワイドチャネル上での欠陥検出感度における１０％の変化と、ナローチャネル上での欠陥検出感度における６％の変化とが、図示の範囲内で走査ピッチを調節することから生じ得る。図３は１つの非限定的な実施例における走査ピッチに対する虚偽カウント開始の感度を示すが、異なる感度を示す他の動作例も考えられ得る。

【0030】

図４は、走査ピッチにおける変化の関数として正規化された虚偽カウント開始閾値のシミュレーションを示すプロット３２０である。２つのケースが図示される。一方のケースでは、走査ピッチおよびビーム寸法の両方が固定的関係でともに調節される。他方のケースでは、走査ピッチは照射エリアに対して独立的に調節される。さらに詳細には、走査ピッチのみが調節され照射エリアは一定に保たれる。図４に示すように、基準走査ピッチの−１０％から２０％の範囲内では、走査ピッチおよびビーム寸法の両方を変化させることと比較して照射に対して走査ピッチを独立的に変化させることに基づく虚偽カウント開始性能は実際的に同一である。換言すると、照射エリアを調節することに関する費用および複雑性は、走査ピッチの調節のみにより欠陥検出感度が制御される間に、回避され得る。

【0031】

同様に、特定状況において、処理能力は、欠陥検出感度における容認できない損失を生じさせることなく、走査ピッチを大きくすることにより改善され得る。達成された検査欠陥検出感度が所望の欠陥検出感度より大きい検査シナリオに対して、処理能力を改善するために走査ピッチを大きくしてもよい。いくつかの実施形態において、所望の欠陥検出感度を保持しつつ照射エリアを変化させることなく（図４に示すように）走査ピッチを大きくすることができる。このように、ただ単に、固定された照射エリアにてより大きい走査ピッチで走査することにより、欠陥検出感度を犠牲にすることなく、処理能力を高めることができる。図４は基準走査ピッチの−１０％から２０％の範囲の走査ピッチ調節範囲を示すが、他の動作範囲も考えられ得る。例えば、欠陥検出感度は、基準走査ピッチの−２５％から２５％の範囲内で、照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節することにより、調整され得る。他の実施例において、欠陥検出感度は、基準走査ピッチの−５０％から５０％の範囲内で、照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節することにより、調整され得る。さらに他の実施例において、欠陥検出感度は、基準走査ピッチの−１００％から１００％の範囲内で、照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節することにより、調整され得る。

【0032】

図５はウェーハレベルにおける異なるビーム寸法のビーム強度プロファイルを示すシミュレーション結果を強調するプロット３３０を示す。各ビームは全体で同一の照射パワーを有し、照射エリアのみが異なる。例えば、ビーム強度プロファイル１５１は基準ビーム寸法を表し、その一方で、ビーム強度プロファイル１５２および１５３は、それぞれ基準ビーム寸法より３０％小さいビーム寸法、および３０％大きいビーム寸法を表す。各ビーム強度プロファイルはトラック中心からの距離の関数としてプロットされる。正規化されたトラック位置はトラック縁部を表す位置に等しい。図示のように、ビーム寸法における顕著な変化は、トラック縁部付近において（例えば、１に等しい正規化されたトラック位置において）ビーム強度における比較的小さい変化を生じさせる。ガウシアン形状のビームの漸減部におけるビーム強度はビーム寸法に対しては比較的依存しないため、全体的照射パワーを変化させることなくビーム寸法を変化させることは、トラック縁部における虚偽カウント開始に対して限定的な影響を及ぼすことが理解され得る。さらにビーム寸法の正確な制御は、トラック縁部においては虚偽カウント開始に顕著な改善をもたらさない。図６は、図５に示すビーム強度プロファイル１５１を示す。図示のように、走査ピッチにおける小さい変化（例えば１０％）により、結果として生じたトラック縁部付近においてビーム強度における顕著な変化が生じる。さらに、走査ピッチの正確な制御は、トラック縁部において虚偽カウント開始に顕著な改善をもたらし得る。したがって、照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節するウェーハ検査システム１００は、トラック縁部における虚偽カウント開始に関して欠陥検出感度を正確に制御することが可能である。

【0033】

ウェーハ検査システム１００のコストは、本明細書に説明される走査ピッチを調節することに関するコストがビーム形成に必要となる正確な光学的サブシステムに関するコストよりも小さいため、削減され得る。特に、ウェーハ検査システム１００は、限定的な個数の動作モード（例えば３つのモード）と、モードを変化させるときビーム形状のみを調節するビーム形成調節機構と、を含み得る。その他の場合においては、特定モードで動作するとき、欠陥検出感度のすべての微調整は、ビーム形状を一定に保ちつつ走査ピッチを調節することにより達成される。

【0034】

図９は、本明細書に提示される実施形態に係る走査ウェーハ検査システムの走査ピッチを調節する方法４００を示す。ブロック４０１において、ウェーハ表面は照射エリア上で照射される。ブロック４０２において、走査ウェーハ検査システムの走査ピッチは照射エリアに対して独立的に調節される。多数の動作シナリオが、照射エリアに対して独立的に調節される走査ピッチを有する走査ウェーハ検査システムに基づいて考えられ得る。

【0035】

第１の実施例においては、走査ピッチは、特定のユーザ要件（例えば所望の欠陥検出感度）を満たすよう、照射エリアに対して独立的に調節され得る。このようにして、ウェーハ検査システム１００の欠陥検出感度はウェーハ走査全体に対して調節され得る。この方法は、光学的調節を実施することなく、システム感度をユーザ要件に適合させるために用いられ得る。走査ピッチは、本明細書に説明するように移動制御器１１４の動作により変化され得る。さらに、多数の実施例において、光学的な調節（例えば、ズームまたはパワー変化）は、所望の欠陥検出感度を達成するためには不要である。

【0036】

第２の実施例においては、走査ピッチは、感度が保持され処理能力が増大されるよう、ウェーハ検査の間において調節され得る。図７に示すように、ウェーハの中心における基本的感度は縁部における感度よりも高い。これは、接線方向走査速度が走査半径（すなわち、照射エリア１０２ａとウェーハ１０２の幾何学的中心１５０との間の距離）および回転ステージ１１０の達成可能な角速度により限定され得るために生じるものである。この動作状態内において、感度は、低下された接線方向走査速度（式１参照）と、サンプル平均化の実施の可能性が増加することと、により増加される。典型的な実施例において、接線方向走査速度の限界は、適切な感度が維持されるよう到達され、この接線方向走査速度はウェーハ１０２の外辺部に維持される。例えば、この限界は、通常、ウェーハ半径のおよそ半分である走査半径において到達される。

【0037】

他の態様において、ウェーハ検査システム１００の走査ピッチは、接線方向走査速度がウェーハ１０２の中心に向かって小さくなるにつれて、大きくなる。過去において、ウェーハの中心付近における感度上の利点が利用されることはなかった。しかし、感度プロファイルとともに変倍するウェーハ１０２の中心部分付近における走査ピッチの増加は、ウェーハ全域において同様の感度を維持する傾向を有するであろう。これにより、製造感度を損失することなく処理能力が増加する。図７に示すように、走査ピッチは、接線方向走査速度が小さくなり始める走査半径（例えばウェーハ半径の１／２）からウェーハ１０２の幾何学的中心へと一定の傾向で２０％大きくなる。したがって、一般的に、ウェーハ検査システム１００の走査ピッチは、所望の欠陥検出感度を維持しつつ処理能力が高められるよう、ウェーハの幾何学的中心と照射エリアとの間の距離に少なくとも部分的に基づいて照射エリアに対して独立的に調節される。

【0038】

図８は、いくつかの例示的シナリオに対して図７に示す方法でウェーハ半径の関数として走査ピッチを大きくすることに起因し得る処理能力改善を示すシミュレーション結果を示す。図示のように、２０％の走査ピッチ調節に対して、処理能力は２〜３％増加され得る。図８に示す結果は非限定的な具体例として提供される。異なるレベルの処理能力改善をもたらす他の動作シナリオも考えられ得る。

【0039】

例示される実施例においては接線方向走査速度の限界は特定の走査半径（例えばウェーハ半径の１／２）において到達されるが、この実施例は限定的であることを意図するものではない。システムパラメータに応じて、接線方向走査速度の限界は任意の走査半径において到達され得る。いくつかの実施例において、接線方向走査速度の限界にはまったく到達されない場合もある。これらの実施例において、接線方向走査速度および走査ピッチはウェーハの全体にわたり走査半径の関数として連続的に変倍し得る。

【0040】

第３の実施例において、走査ピッチは、ウェーハの損傷限界内で感度が最大化されるよう、調節され得る。式１に示すように、ビーム寸法および接線方向走査速度が小さくなると、ウェーハ検査システム１００の感度は大きくなる。しかし、所与量の入射照射エネルギに対して、感度における追加的増加は、ビーム寸法または接線方向走査速度をさらに減少させることによって得られない。１つの理由は、ウェーハ表面がウェーハの損傷限界を超える入射放射エネルギにより損傷され得ることである。例えば、材料および検査条件に応じて、１ミリワット／μｍ^２〜１０ミリワット／μｍ^２の範囲の入射パワー密度によりウェーハ表面は損傷限界付近に達し得る。しかし、走査ピッチをより小さい値へと調節することは、ウェーハ損傷の危険なしに感度を改善し得、それにより、入射エネルギがウェーハ上でより均等に効果的に分配され得ることとなる。このようにして、欠陥検出感度は、走査ピッチを小さくすることにより、さらに改善される。

【0041】

１つまたは複数の代表的な実施形態において、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組合せで実装され得る。ソフトウェアで実装された場合、これらの機能は、１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に格納され、または１つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上で伝送され得る。コンピュータ可読媒体は、コンピュータプログラムを１つの場所から他の場所に転送することを容易にする任意の媒体を含むコンピュータ記憶媒体および通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータまたは特殊用途コンピュータによるアクセスが可能な任意の入手可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、係るコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、もしくは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置もしくは他の磁気記憶装置、または命令もしくはデータ構造の形の所望のプログラムコード手段を担持または格納するために使用可能であり、且つ汎用コンピュータもしくは特定用途コンピュータまたは汎用プロセッサもしくは特定用途プロセッサによるアクセスが可能な任意の他の媒体を含み得る。また、任意の接続もコンピュータ可読媒体として適切に呼称され得る。例えば、ソフトウェアが、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、または赤外線、無線、およびマイクロ波等のワイヤレス技術を用いてウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波等のワイヤレス技術は媒体の定義に含まれる。本明細書で用いられる円板（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびブルーレイディスクを含む。なお、円板は、通常、磁気によりデータを再生する一方、ディスクはレーザを用いて光学的にデータを再生するものである。上記の組合せもコンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。特定の実施形態が教示目的のために上記で説明されてきたが、本発明の教示は一般的な適用範囲を有し、上記で説明した特定の実施形態に限定されない。１つの実施例において、ウェーハ検査システム１００は１つまたは複数の光源（図示せず）を含み得る。これら光源は異なる構成または同一の構成を有し得る。例えば、これらの光源は、同一のまたは異なる時間に、同一のまたは異なる入射角で、同一のまたは異なる照射エリアにウェーハに誘導され得る、異なる特性を有する光を生成するよう構成され得る。これら光源は、本明細書に説明した実施形態のうちのいずれかにしたがって構成され得る。加えて、これら光源のうちの１つは本明細書に説明した実施形態のうちのいずれかにしたがって構成され、他の光源は当該技術分野において周知の他の任意の光源であり得る。他の実施例において、ウェーハ検査システム１００はマルチスポットシステムであり得る。いくつかの実施形態において、マルチスポットシステムは、２つ以上の照射エリア上でウェーハを照射し得る。複数の照射エリアは空間的に重なり得る。複数の照射エリアは空間的に異なり得る。いくつかの実施形態において、マルチスポットシステムは、異なる時間において２つ以上の照射エリア上でウェーハを照射し得る。異なる照射エリアは一時的に重なり得る（すなわち、いくつかの期間にわたり同時に照射される）。異なる照射エリアは一時的に異なり得る。一般に、照射エリアの個数は任意であり、各照射エリアは、寸法、方向、および入射角が等しいかまたは異なり得る。さらに他の実施例において、ウェーハ検査システム１００は、ウェーハ１０２の任意の移動に対して独立的に走査する１つまたは複数の照射エリアを有する走査スポットシステムであり得る。いくつかの実施形態において、照射エリアは、走査線に沿って反復されたパターンで走査するために、作られる。走査線は、ウェーハ１０２の走査移動に対して整列する場合もあり、整列しない場合もある。本明細書に提示されるように、ウェーハ位置決めシステム１２５は回転運動および平行移動運動を連係させることによりウェーハ１０２の移動を生成するが、さらに他の実施例においては、ウェーハ位置決めシステム１００は、２つの平行移動運動を連係させることによりウェーハ１０２の移動を生成し得る。例えば、移動ウェーハ位置決めシステム１２５は、２つの直交する直線軸に沿った移動（例えばＸ−Ｙ移動）を生成し得る。係る実施形態において、走査ピッチは、各移動軸に沿った、隣接する平行移動走査間の距離として規定され得る。係る実施形態において、ウェーハ検査システムは照明源およびウェーハ位置決めシステムを含む。照明源はある量の放射を照射エリア上のウェーハの表面に提供する。ウェーハ位置決めシステムは走査ピッチにより特徴付けられる走査移動でウェーハを移動させる（例えば１つの方向において前後に走査し、垂直方向において走査ピッチに等しい量だけ進む）。ウェーハ位置決めシステムは、照射エリアに対して走査ピッチを独立的に調節する移動制御器を含む。したがって、説明した実施形態の様々な特徴の様々な修正例、適用例、および組合せが、請求項に説明される本発明の範囲から逸脱することなく実施され得る。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】