光学式検査装置、及び光学式検査装置のモデル予測によるスポット光の調整方法
【課題】従来は、熟練した作業者がスポット光の位置合わせを実施していた。人手での調整は時間がかかるため、調整の自動化が求められていた。自動化のためには装置構成をモデル化し、位置合わせを実施することになる。しかし、実際には、装置毎の機差や外乱によりモデル通りにスポット光は動かない。そのため、モデル単体では調整に時間がかかり、調整時のバラつきが生じる場合もある点については従来技術では配慮がなされていなかった。
【解決手段】第１の重み付けを行って光の傾きを調整し、第２の重み付けを行って光の前記基板上での位置を調整する。さらに、光の傾きのずれを測定し、ずれに応じて粗調整と、微調整とを切り替える。
【解決手段】第１の重み付けを行って光の傾きを調整し、第２の重み付けを行って光の前記基板上での位置を調整する。さらに、光の傾きのずれを測定し、ずれに応じて粗調整と、微調整とを切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に存在する異物，傷等の欠陥を検査する検査装置に関する。本発明は、例えば、ウエハ上の欠陥を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では歩留まりを管理するために、ウエハ上の欠陥を正しく検査する必要がある。
【０００３】
半導体製造工程において、回路パターンの形成されていないベアウエハ上の欠陥を検査するのが、表面検査装置である。
【０００４】
表面検査装置では、ウエハをステージに載置し、ウエハにスポット光を照射しながら、回転動作、及び直線動作を行う。この動作によってウエハ全面を走査することが可能となる。
【０００５】
そして、表面検査装置は、スポット光を照射した領域からの散乱光を光電子増倍管等の検出器で検出し、その検出結果に閾値処理を施すことで欠陥を検出する。
【０００６】
従来技術には以下のものがある。
【０００７】
特許文献１では、検査装置において検出する異物等の座標精度を向上させる方法，照明ビームスポット径を補正する方法について開示している。
【０００８】
特許文献２では、露光装置において、光学部材が着脱可能となっている点について開示している。
【０００９】
特許文献３では、ビームエキスパンダに入光される光量が基準値以下にならないようにレーザ光の照射が一定時間を越えたところで、光軸が変わらないよう平面鏡を回転，移動させられる構造にしたことを開示している。
【００１０】
特許文献４では、パターン検査装置において、各パターンの周辺部において、画像信号の重心を算出し、粗位置合わせ信号を送出し、粗位置合わせ後にパターンの画像信号の相関を演算して精密位置合わせ信号を送出することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２４０５１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７５２９号公報
【特許文献３】特開２００７−２７９０２１号公報
【特許文献４】特開昭６３−１３６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
表面検査装置はスポット光はウエハの所定の位置に存在すると認識した上で、検査を行う。そのため、実際にウエハ上に照射されているスポット光の位置が、表面検査装置が認識しているスポット光の位置とずれていると、表面検査装置では、正しく欠陥を認識できない。よって、ウエハに照射するスポット光の位置を正確に合わせる必要がある。
【００１３】
この必要性は検出する欠陥が微細化し、より高精度な欠陥位置検出精度が求められるようになった近年ではより顕著である。
【００１４】
従来は、熟練した作業者がスポット光の位置合わせを実施していた。人手での調整は時間がかかるため、調整の自動化が求められていた。自動化のためには装置構成をモデル化し、位置合わせを実施することになる。しかし、実際には、装置毎の機差や外乱によりモデル通りにスポット光は動かない。
【００１５】
そのため、モデル単体では調整に時間がかかり、調整時のバラつきが生じる場合もある点については従来技術では配慮がなされていなかった。
【００１６】
本発明は以下のことを目的とする。本発明は以下の目的を同時に達成する場合もあれば、それぞれ独立して達成する場合もある。
（１）基板に照射する光の位置合わせを短時間で行う。
（２）基板に照射する光の位置合わせを高精度に行う。
（３）基板に照射する光の位置合わせを広範囲で行う。
（４）基板に照射する光の位置合わせを実質的に自動化する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は以下の事項を特徴とする。なお、本発明は以下の特徴を独立して有する場合もあれば、複合して備える場合もある。
【００１８】
本発明は光軸のずれをモデル化し、予測することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、基板の欠陥を検査する光学式検査装置において、前記基板へ第１の光を照射する照射光学系と、前記基板からの第２の光を検出する検出光学系と、前記検出光学系の検出結果に基づいて前記欠陥を検出する検査処理部と、前記第１の光の傾きを変化させる第１の機構と、第１の重み付けを行って前記第１の機構の第１の変化量を計算する第１の処理部と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、前記第１の光の前記基板上での位置を変化させる第２の機構と、第２の重み付けを行って前記第２の機構の第２の変化量を計算する第２の処理部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、前記光の傾きのずれを測定する第３の処理部と、前記第１の変化量よりも小さい第３の変化量を計算する第４の処理部と、前記ずれ量に応じて前記第１の処理部と、前記第１の処理部と前記第４の処理部とを切り替える切り替え部と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明は、基板の欠陥を検査する光学式検査装置の前記基板へ照射される光の調整方法において、第１の重み付けを行って前記光の傾きを調整することを特徴する。
【００２３】
本発明は、第２の重み付けを行って前記光の前記基板上での位置を調整することを特徴とする。
【００２４】
本発明は、前記光の傾きのずれを測定し、前記ずれに応じて前記第１の重み付けを行うか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は以下の効果を奏する。なお、本発明は、以下の効果をそれぞれ独立して奏する場合もあれば、同時に奏する場合もある。
（１）基板に照射する光の位置合わせを短時間で行うことができる。
（２）基板に照射する光の位置合わせを高精度に行うことができる。
（３）基板に照射する光の位置合わせを広範囲で行うことができる。
（４）基板に照射する光の位置合わせを実質的に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】検査装置の構成。
【図２】表面検査装置の構成。
【図３】光軸調整機構３の詳細。
【図４】チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３。
【図５】垂直照射時のミラー４ａ，４ｂとビーム位置移動量の関係を表す模式図。
【図６】照射光学系調整の概要フローチャート。
【図７】照射光学系におけるチルト量調整のブロック線図。
【図８】照射光学系におけるシフト量調整のブロック線図。
【図９】自動照射光学系調整の概略フローチャート。
【図１０】チルト調整の詳細フローチャート。
【図１１】シフト調整の詳細フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１に検査装置の構成を示す。検査装置は、試料（ウエハ等の基板を含む）を載置し、操作方向に移動する搬送系１１１１と、光１０１を基板に照射する照射光学系１１１２と、試料からの光１０２（散乱光，反射光等）を検出する検出光学系１１１３と、検出結果から試料の検査を行う検査処理系１１１４と、様々な情報を表示し、入力する入出力系１１１５と、を有する。
【００２９】
より、具体的には、搬送系１１１１は試料を載置する載置部１１１６と、載置部を移動させる移動部１１１７とを含む。照射光学系１１１２は光を発生する光源１と、光を試料へ導く光学素子１１１８とを含む。検出光学系１１１３は、試料からの光を検出する光検出器１１１９を含むが、試料からの光を検出器へ導く光学素子を含んでも良い。検査処理系１１１４は、検出器の検出結果から試料の欠陥を検査する欠陥処理部１１２０を有する。入出力系１１１５は、検査結果や欠陥の情報を表示する表示部１１２１と、検査条件等を入力する入力部１１２２とを含む。
【００３０】
図２に、本発明の実施例である半導体ウエハの表面を検査する表面検査装置の構成を示す。
【００３１】
本実施例の表面検査装置は、搬送系１１１１の載置部１１１６として試料８を置く（載置する）検査テーブル１９を含み、走査部１１１７としてＸＹＺθステージ９を含む。なお、搬送系１１１１はスピンドル等のモータと、ステージとを有し、回転と直進とを行う構成でも良い。照射光学系１１１２は光源１を含み、調整機構として光量調整機構２，光軸調整機構３、およびズーム機構５を含み、光学素子１１１８としてミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，レンズ７ａ，７ｂとを含む。検出光学系１１１３は光検出器１１１９として光電子増倍管等の検出器１０を含む、その他、増幅器１１，Ａ／Ｄ変換機１２を含む。検査処理系１１１４は欠陥処理部１１２０として欠陥判定機構１３，検出欠陥分類機構１４を含む。入出力系１１１５は表示部１１１を含む。
【００３２】
光源１から照射された光１０１は、λ／２波長板と偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）とで構成されたアテネータ等の明るさを調整することができる光量調整機構２，光軸を調整する光軸調整機構３、およびビームエキスパンダ等のズーム機構５を通り、試料８に照射される。光軸調整機構３には撮像装置の一例であるＣＣＤカメラ４ａ（第１の撮像装置）が設置されている。ズーム機構５から照射された光は垂直斜方切替ミラー６ａで垂直光路または斜方光路に切替えられる。垂直に分岐された光はハーフミラー６ｄを通過し、集光レンズ７ａにて集光され試料８に照射される。試料８に照射された光は、反射し、集光レンズ７ａを通り、ハーフミラー６ｄで分岐され、ＣＣＤカメラ４ｂ（第２の撮像装置）に到達する。
【００３３】
また、垂直斜方切替ミラー６ａが光路から抜けている場合は、ビームは斜方光路を進みミラー６ｂ，６ｃで反射され集光レンズ７ｂにて試料面に照射される。試料８から反射した光は、垂直照射と同様に集光レンズ７ａを通りＣＣＤカメラ４ｂで撮像される。ＣＣＤカメラ４ａ、４ｂで撮像された画像は、画像解析、およびフィードバック制御を行う処理部１５に取り込まれ画像解析を行い、正しく調整された状態からのビームのずれに関する情報（例えば、光軸の水平方向のずれ量を示すシフト量，光軸の傾きのずれを示すチルト量，形状ずれ量、および明るさのずれ量）を算出し、光量調整機構２，光軸調整機構３、およびズーム機構５それぞれに調整量を指令する。
【００３４】
より具体的には、光量調整機構２では、調整量に基づいて、例えばλ／２波長板が回転することになる。また、光軸調整機構３では、調整量に基づいて、後述するチルト機構１０３およびシフト機構１０４の少なくとも１つが動作することとなる。
【００３５】
このように、ＣＣＤカメラ４ａ、および４ｂの撮像結果に基づいて調整量を算出し、光量調整機構２，光軸調整機構３、およびズーム機構５それぞれが調整量に基づいて光１０１のずれを調整することになるので、安定した装置状態を実現することができる。
【００３６】
図３に光軸調整機構３の詳細を示す。ミラー１７，１８にはミラー１７，１８を回転させるチルト（回転）機構１０３と、ミラー１７，１８を移動させるシフト機構１０４がそれぞれ設置されている。チルト機構としてはモータを、シフト機構としては一方向に移動するステージを用いることができる。ミラー１７，１８の後ろの光路に配置された固定反射ミラー１６を抜けた光はＣＣＤカメラ４ａで観察される機構となっている。また固定反射ミラー１６で向きを変えられた光はミラー６ａ，６ｂ等を経由して試料８へ照射される。
【００３７】
また、図４に光軸調整機構３に取り付けられたＣＣＤカメラ４ａの画像および試料８から反射した光を撮像するＣＣＤカメラ４ｂ画像を示す。
【００３８】
光軸調整機構のＣＣＤカメラ４ａでは、光軸の水平方向のずれを示すシフト量と光軸の傾きのずれを示すチルト量が確認できる。ＣＣＤカメラ４ｂでは、ビームのチルト量が確認できる。ビームがチルト方向にずれている場合、光軸調整機構３のチルトにてビームを調整する。ＣＣＤカメラ４ａでは、シフト量とチルト量が観察できるが、チルト量はＣＣＤカメラ４ｂで確認し、調整を行うため、シフト量として確認できる。
【００３９】
チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３について詳細に説明する。
【００４０】
チルト量確認画像１１２は、一方向のチルト量（第１のチルト量）を１軸１１４として、第１のチルト量に対して垂直なチルト量（第２のチルト量）を１軸１１５としてチルト量を表示する。
【００４１】
さらに、チルト量確認画像１１２は、画像を第１のチルト量の軸に対して平行な線（第１の線）１１６、および第２のチルト量の軸に対して平行な線（第２の線）１１７を用いて、画面を４分割表示する。目標ビーム位置１１８は、ＣＣＤカメラ４ｂにおける装置性能正常時のビーム位置である。ビーム位置が目標ビーム位置に近いほど、ずれの無い状態となる。
【００４２】
このように目標ビーム位置１１８付近にビーム位置が調整された画像を表示することで、作業者は容易にビームのチルト量が正しく調整されたことを知ることができる。
【００４３】
シフト量確認画像１１３についても同様のことが言える。シフト量確認画像１１３は、一方向のシフト量（第１のシフト量）を１軸１１９として、第１のシフト量に対して垂直なシフト量（第２のシフト量）を１軸１２０としてシフト量を表示する。
【００４４】
さらに、シフト量確認画像１１３は、画面を第１のシフト量の軸に対して平行な線（第１の線）１２１、および第２のシフト量の軸に対して平行な線（第２の線）１１２を用いて、画面を４分割表示する。目標ビーム位置１２３は、ＣＣＤカメラ４ｂにおける装置性能正常時のビーム位置である。ビーム位置が目標ビーム位置に近いほど、ずれの無い状態となる。このように目標ビーム位置１２３付近にビーム位置が調整された画像を表示することで、作業者は容易にビームのシフト量が正しく調整されたことを知ることができ、併せてビームの状態を常時監視することができる。
【００４５】
なお、チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３は液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ等の表示部１１１でも確認できる。
【００４６】
また、チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３に対して現在のビーム位置およびビームサイズを記述することで、ビーム照射状態の確認もできる。
【００４７】
次に、垂直照射時のミラー４ａ，４ｂとビーム位置移動量の関係について説明する。
【００４８】
図５は垂直照射時のミラー４ａ，４ｂとビーム位置移動量の関係を表す模式図である。光１０１はミラー１７もしくはミラー１８がチルト機構１０３により角度θ回転すると、角度２θ光軸方向が変化する。その後光１０１は、ビームエキスパンダ等のズーム機構５によりＮ倍に拡大されると光軸方向は角度２θ／Ｎ変化する。集光レンズには角度２θ／Ｎ変化して入射することになる。この角度変化による試料８上でのビーム位置の変位ｄ２０３は、集光レンズの焦点距離ｆ２０２を用いて、
ｄ＝ｆ×tan（２θ／Ｎ） …（式２５０）
と表せる。
【００４９】
式２５０がミラーのチルト動作量およびビーム位置移動の関係を表すモデル式となる。斜方照射においても同様にモデル式を構築することができる。
【００５０】
変位ｄ２０３を補正するために必要なチルト動作角度θは式２５０から
θ＝１／（ｆ×tan（２θ／Ｎ））×ｄ …（式２６０）
により求めることができる。チルト機構にモータ等を使用しパルス量で制御する場合には角度θとパルス数の変換を行い必要な補正パルス数を出せばよい。
【００５１】
なお、シフト量については、ミラー１７，１８の移動距離がＣＣＤカメラ４ａ上での光の移動距離となる。
【００５２】
次にこの関係を利用した照射光学系の調整について説明する。
【００５３】
図６は照射光学系調整の概要フローチャートである。ステップ５０１０では、アルミウエハを格納容器から検査装置へ搬送する。アルミウエハは表面に凹凸が形成されているため適度に光が反射し、ビームの位置を把握することができる。ステップ５０１５ではＣＣＤカメラ４ａ，４ｂによりビーム照射位置の測定を行う。ステップ５０２０では現在のビーム位置と目標ビーム位置とのズレ判定を行う。ズレ量が許容値を超えている場合には、後述するステップ５０３０に進み、ズレ量が許容値内の場合には後述するステップ５０４０に進む。ステップ５０３０では、ビーム位置が目標ビーム位置になるよう光軸調整機構３により調整を実施する。ステップ５０４０ではアルミウエハを検査装置から格納容器に搬送する。ステップ５０５０では、評価用ウエハを格納容器から検査装置へ搬送する。ステップ５０６０では検査を実施し調整後の装置性能評価を行う。ステップ５０７０では評価用ウエハを検査装置から格納容器に搬送する。
【００５４】
次に照射光学系のチルト量，シフト量の自動調整について説明する。
【００５５】
まず、チルト量の自動調整について説明する。
【００５６】
図７は照射光学系におけるチルト量調整のブロック線図である。
【００５７】
チルト量はわずかな角度の変化が大きく影響する。
【００５８】
このため、本実施例では、補正量算出処理切替部６０１０は、ビーム位置のずれ量に応じて粗調整，微調整を行い、さらに粗調整，微調整のパルス算出方式を切替える。この切替えは閾値（微調整閾値）処理によって行われる。
【００５９】
静的重みベクトル乗算部６０１５は、理想値（例えば、あらかじめチルト量補正を実施した際のビーム位置移動量の予測値）と実測値（例えばＣＣＤカメラ４ｂから測定した値）から求めた静的重み（理想値／実測値）ベクトルＷkbと補正するずれ（実測値と目標値との差）との積を求める。
【００６０】
静的重みベクトルＷkbは、例えばチルト機構のミラー１７，１８それぞれに対する係数Ｗkb１７，Ｗkb１８を有する。
【００６１】
第１パルス算出部６０２０は、モデル式２６０を用いてチルト量を粗調整する際の補正パルス量を算出する。この補正パルスは、チルト機構のミラー１７用の補正パルス，チルト機構のミラー１８用の補正パルスを有する。ここで、補正パルスは静的重みベクトルＷkbを乗算したずれ量の関数となる。
【００６２】
第２パルス算出部６０３０は、ずれ量が微調整閾値よりも小さい場合の補正パルス算出を行う。
【００６３】
光軸補正機構３は、第１補正パルス算出部６０２０、もしくは第２補正パルス算出部６０３０により算出された補正パルス量に基づき、チルト機構１０４を駆動させるミラー１７，１８を動作させる。
【００６４】
ＣＣＤカメラ４ｂは光軸調整機構３直後および試料８におけるビーム位置を確認する。ずれ量判定部６０５０は、ずれ量に応じて、補正量算出処理切替部６０１０の切替を決定する。
【００６５】
そしてずれ量がある許容値に達するまで、上記の補正を繰り返す。ずれ量が許容値内になった場合、補正は終了する。
【００６６】
次にシフト量の自動調整について説明する。
【００６７】
図８は、照射光学系におけるシフト量調整のブロック線図である。
【００６８】
静的重みベクトル乗算部６５００は、静的重みベクトルＷkaと補正するずれ（実測値と目標値との差）との積を求める。
【００６９】
静的重みベクトルＷkaは、シフト量補正回数がチルト量補正回数と同程度になるために、１より小さい重み（例えば０.９）であり、例えばシフト機構のミラー１７，１８それぞれに対する係数Ｗka１７，Ｗka１８を有する。
【００７０】
シフト補正パルス算出部６５１０は、ミラー１７，１８の移動距離がＣＣＤカメラ４ａ上での光の移動距離となることを用いてシフト量を調整する際の補正パルス量を算出する。
【００７１】
この補正パルスは、シフト機構のミラー１７用の補正パルス，シフト機構のミラー１８用の補正パルスを有する。ここで、補正パルスは静的重みベクトルＷkaを乗算したずれ量の関数となる。
【００７２】
シフト機構のミラー１７，１８はこの補正パルスに基づいて動作する。これによって、シフト機構の自動調整が行われる。
【００７３】
そしてこの補正動作はＣＣＤカメラ４ａによって観察される。
【００７４】
そしてずれ量がある許容値に達するまで、上記の補正を繰り返す。ずれ量が許容値内になった場合、補正は終了する。
【００７５】
上述したチルト量の自動調整，シフト量の自動調整は、処理部１５において実質的に独立、並行して行われる。このようにすることで、従来よりも短時間で自動調整を行うことが可能となる。
【００７６】
また、静的重み算出部は、ずれ量に応じて可変となる動的重み算出部としても良い。動的重み算出部であればより精密な調整を行うことができる。
【００７７】
次に本実施例の自動照射光学系調整のフローチャートを説明する。
【００７８】
図９は自動照射光学系調整の概略図である。
【００７９】
まずステップ８１０でＣＣＤカメラ４ａ，４ｂを用いてビーム位置を測定する。
ステップ８２０では、チルト量，シフト量それぞれについてビーム位置のずれ量を算出する。
【００８０】
ステップ８３０では、ずれ量が許容値内にあるか否かを判定する。
【００８１】
許容値内であれば、補正は行われず終了となる。
【００８２】
なお、ステップ８４０，ステップ８５０に示すようにずれ量の判定は、ＣＣＤカメラ４ａ，４ｂつまりチルト量，シフト量それぞれについて独立、並行して行われる。
【００８３】
ステップ８４５では、チルト量の調整が行われる。
【００８４】
ステップ８５５では、シフト量の調整が行われる。
【００８５】
さらにこれらの調整はそれぞれのずれ量が許容値内となるまで繰り返される。
【００８６】
図１０はチルト量調整（図９のステップ８４５）の詳細を説明するフローチャートである。
【００８７】
図９にてチルト量調整が必要と判断された場合、まずステップ７０５０で、ＣＣＤカメラ４ｂの画像におけるずれ量の判定を行い、ずれ量が微調整閾値外の場合には後述する粗調整７０６０，閾値内の場合には後述する微調整７０７０に進む。
【００８８】
粗調整７０６０は、チルト補正量決定の際に、静的重みを用いて予測補正量と実測補正量とのずれを低減する調整を行う。
【００８９】
ステップ７０６１では、補正ずれ量に対して静的重みをかける。
【００９０】
ステップ７０６２では、ミラー１７，１８のチルト補正量を算出する。
【００９１】
微調整７０７０では、ミラー１７，１８のチルト動作１０４における駆動速度を粗調整動作より遅くし、駆動精度を向上させ、微小量ずつ動かすことで高精度なビーム位置の補正を行う。
【００９２】
ステップ７０７１では、ミラー１７，１８の駆動速度を粗調整動作より低速に設定する。ステップ７０７２では、ＣＣＤカメラ４ｂにおけるビーム位置のずれ量に応じて、ミラー１７，１８の微小チルト補正量を算出する。
【００９３】
ステップ７０８０では前述したステップ７０６０もしくは７０７０にて算出した補正量にてチルト機構１０４のミラー１７，１８を駆動させる。
【００９４】
次にシフト量調整の詳細について説明する。
【００９５】
図１１は、シフト量調整（図９のステップ８５５）の詳細を説明するフローチャートである。
【００９６】
図９にてシフト量調整が必要と判断された場合、ステップ８５５１でシフトずれ量に静的重みをかける。
【００９７】
ステップ８５５２ではミラー１７，１８のシフト補正量を算出する。
【００９８】
ステップ８５５３では、ステップ８５５２で算出したシフト補正量に基づいてシフト量の調整を行う。
【００９９】
上述した本実施例では、例えば以下の効果を奏する。
【０１００】
照射光学系の調整において、粗調整と微調整を組み合わせることで、効率的な調整により時間短縮が図れる。
【０１０１】
粗調整では、装置光学系をモデル化してシフト量・チルト量の補正を行う。これに対し静的重みを用いることで、モデルと実測で生じる違いを低減し、広範囲・短時間・高精度の合わせ込みができる。
【０１０２】
微調整は、最小補正量で補正を繰り返すことで、粗調整のモデルでは吸収しきれない実際との微小な差や外乱に対応することができる。
【０１０３】
さらに、補正が収束しないハンチング現象も防止できる。
【０１０４】
また、光軸調整機構の駆動速度を低速に設定することで高精度な駆動を実現し、粗調整では補正できない微小な補正を実現する。
【０１０５】
さらに、光軸調整機構の駆動速度を低速に設定することで駆動時に発生する振動を低減する効果も得られる。
【０１０６】
ビームのチルト量とシフト量を自動調整することで、安定した装置状態を実現することができる。さらに従来では照射光学系の調整に高い知識・技術・経験を必要とし、時間も多く必要としていたが、本実施例では、容易にかつ迅速に調整ができる。
【０１０７】
また、半導体の製造工場では製造ラインに本実施例のような表面検査装置等の検査装置を配置し、製造ラインの発塵状態等を監視している。照射光学系を搭載している装置ならば、安定的な感度を出すために、照射光学系の状態の安定性が不可欠である。調整時間を短時間にすることで、容易に調整を実施でき装置状態を安定に保て、装置稼働時間も向上させることができる。
【０１０８】
複数製造ラインがある場合には、各装置の照射光学系状態の差異が機差に繋がる。本実施例のように自動化することで、手動調整に比べ差異は低減でき、機差を低減できる。
【０１０９】
本発明は実施例に限定されない。チルト量の調整，シフト量の調整はそれぞれ別個に採用しても良い。
【０１１０】
なお、本発明は、ウエハ以外の、ハードディスク，液晶基板等の基板検査に適用できる。さらに、本発明は楕円球を用いて散乱光を集光する方式のウエハ検査装置にも適用できるし、パターンの形成されたウエハの欠陥を検査するパターン付きウエハ検査装置や、ハードディスクの欠陥を検査するハードディスク検査装置にも適用可能である。
【０１１１】
また、搬送系は、Ｘステージと、Ｙステージと、Ｚステージと、θステージとを有し、ＸＹ方向に走査する構成であっても良いし、照射光学系によって基板に照射されるレーザの形状は線状であっても良いし、検出光学系は、ミラー，レンズ等を用いた結像系であっても良いし、パターンからの回折光を除去する空間フィルタを備えていても良いし、検出器は、時間遅延積分型センサやＣＣＤセンサであっても良い。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 光源
２ 光量調節機構
３ 光軸調整機構
４ ＣＣＤカメラ
５ ズーム機構
６，１７，１８ ミラー
７ 集光レンズ
８ 試料
９ ＸＹＺθステージ
１０ 検出器
１１ 増幅器
１２ Ａ／Ｄ変換機
１３ 欠陥判定機構
１４ 検出欠陥分類機構
１５ 処理部
１０３ チルト機構
１０４ シフト機構
６０１５ 静的重み算出部
６０２０ 第１パルス算出部（粗調整）
６０３０ 第２パルス算出部（微調整）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に存在する異物，傷等の欠陥を検査する検査装置に関する。本発明は、例えば、ウエハ上の欠陥を検査する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程では歩留まりを管理するために、ウエハ上の欠陥を正しく検査する必要がある。
【０００３】
半導体製造工程において、回路パターンの形成されていないベアウエハ上の欠陥を検査するのが、表面検査装置である。
【０００４】
表面検査装置では、ウエハをステージに載置し、ウエハにスポット光を照射しながら、回転動作、及び直線動作を行う。この動作によってウエハ全面を走査することが可能となる。
【０００５】
そして、表面検査装置は、スポット光を照射した領域からの散乱光を光電子増倍管等の検出器で検出し、その検出結果に閾値処理を施すことで欠陥を検出する。
【０００６】
従来技術には以下のものがある。
【０００７】
特許文献１では、検査装置において検出する異物等の座標精度を向上させる方法，照明ビームスポット径を補正する方法について開示している。
【０００８】
特許文献２では、露光装置において、光学部材が着脱可能となっている点について開示している。
【０００９】
特許文献３では、ビームエキスパンダに入光される光量が基準値以下にならないようにレーザ光の照射が一定時間を越えたところで、光軸が変わらないよう平面鏡を回転，移動させられる構造にしたことを開示している。
【００１０】
特許文献４では、パターン検査装置において、各パターンの周辺部において、画像信号の重心を算出し、粗位置合わせ信号を送出し、粗位置合わせ後にパターンの画像信号の相関を演算して精密位置合わせ信号を送出することを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−２４０５１２号公報
【特許文献２】特開２００４−３２７５２９号公報
【特許文献３】特開２００７−２７９０２１号公報
【特許文献４】特開昭６３−１３６５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
表面検査装置はスポット光はウエハの所定の位置に存在すると認識した上で、検査を行う。そのため、実際にウエハ上に照射されているスポット光の位置が、表面検査装置が認識しているスポット光の位置とずれていると、表面検査装置では、正しく欠陥を認識できない。よって、ウエハに照射するスポット光の位置を正確に合わせる必要がある。
【００１３】
この必要性は検出する欠陥が微細化し、より高精度な欠陥位置検出精度が求められるようになった近年ではより顕著である。
【００１４】
従来は、熟練した作業者がスポット光の位置合わせを実施していた。人手での調整は時間がかかるため、調整の自動化が求められていた。自動化のためには装置構成をモデル化し、位置合わせを実施することになる。しかし、実際には、装置毎の機差や外乱によりモデル通りにスポット光は動かない。
【００１５】
そのため、モデル単体では調整に時間がかかり、調整時のバラつきが生じる場合もある点については従来技術では配慮がなされていなかった。
【００１６】
本発明は以下のことを目的とする。本発明は以下の目的を同時に達成する場合もあれば、それぞれ独立して達成する場合もある。
（１）基板に照射する光の位置合わせを短時間で行う。
（２）基板に照射する光の位置合わせを高精度に行う。
（３）基板に照射する光の位置合わせを広範囲で行う。
（４）基板に照射する光の位置合わせを実質的に自動化する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は以下の事項を特徴とする。なお、本発明は以下の特徴を独立して有する場合もあれば、複合して備える場合もある。
【００１８】
本発明は光軸のずれをモデル化し、予測することを特徴とする。
【００１９】
本発明は、基板の欠陥を検査する光学式検査装置において、前記基板へ第１の光を照射する照射光学系と、前記基板からの第２の光を検出する検出光学系と、前記検出光学系の検出結果に基づいて前記欠陥を検出する検査処理部と、前記第１の光の傾きを変化させる第１の機構と、第１の重み付けを行って前記第１の機構の第１の変化量を計算する第１の処理部と、を有することを特徴とする。
【００２０】
本発明は、前記第１の光の前記基板上での位置を変化させる第２の機構と、第２の重み付けを行って前記第２の機構の第２の変化量を計算する第２の処理部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
本発明は、前記光の傾きのずれを測定する第３の処理部と、前記第１の変化量よりも小さい第３の変化量を計算する第４の処理部と、前記ずれ量に応じて前記第１の処理部と、前記第１の処理部と前記第４の処理部とを切り替える切り替え部と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本発明は、基板の欠陥を検査する光学式検査装置の前記基板へ照射される光の調整方法において、第１の重み付けを行って前記光の傾きを調整することを特徴する。
【００２３】
本発明は、第２の重み付けを行って前記光の前記基板上での位置を調整することを特徴とする。
【００２４】
本発明は、前記光の傾きのずれを測定し、前記ずれに応じて前記第１の重み付けを行うか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は以下の効果を奏する。なお、本発明は、以下の効果をそれぞれ独立して奏する場合もあれば、同時に奏する場合もある。
（１）基板に照射する光の位置合わせを短時間で行うことができる。
（２）基板に照射する光の位置合わせを高精度に行うことができる。
（３）基板に照射する光の位置合わせを広範囲で行うことができる。
（４）基板に照射する光の位置合わせを実質的に自動化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】検査装置の構成。
【図２】表面検査装置の構成。
【図３】光軸調整機構３の詳細。
【図４】チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３。
【図５】垂直照射時のミラー４ａ，４ｂとビーム位置移動量の関係を表す模式図。
【図６】照射光学系調整の概要フローチャート。
【図７】照射光学系におけるチルト量調整のブロック線図。
【図８】照射光学系におけるシフト量調整のブロック線図。
【図９】自動照射光学系調整の概略フローチャート。
【図１０】チルト調整の詳細フローチャート。
【図１１】シフト調整の詳細フローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２８】
図１に検査装置の構成を示す。検査装置は、試料（ウエハ等の基板を含む）を載置し、操作方向に移動する搬送系１１１１と、光１０１を基板に照射する照射光学系１１１２と、試料からの光１０２（散乱光，反射光等）を検出する検出光学系１１１３と、検出結果から試料の検査を行う検査処理系１１１４と、様々な情報を表示し、入力する入出力系１１１５と、を有する。
【００２９】
より、具体的には、搬送系１１１１は試料を載置する載置部１１１６と、載置部を移動させる移動部１１１７とを含む。照射光学系１１１２は光を発生する光源１と、光を試料へ導く光学素子１１１８とを含む。検出光学系１１１３は、試料からの光を検出する光検出器１１１９を含むが、試料からの光を検出器へ導く光学素子を含んでも良い。検査処理系１１１４は、検出器の検出結果から試料の欠陥を検査する欠陥処理部１１２０を有する。入出力系１１１５は、検査結果や欠陥の情報を表示する表示部１１２１と、検査条件等を入力する入力部１１２２とを含む。
【００３０】
図２に、本発明の実施例である半導体ウエハの表面を検査する表面検査装置の構成を示す。
【００３１】
本実施例の表面検査装置は、搬送系１１１１の載置部１１１６として試料８を置く（載置する）検査テーブル１９を含み、走査部１１１７としてＸＹＺθステージ９を含む。なお、搬送系１１１１はスピンドル等のモータと、ステージとを有し、回転と直進とを行う構成でも良い。照射光学系１１１２は光源１を含み、調整機構として光量調整機構２，光軸調整機構３、およびズーム機構５を含み、光学素子１１１８としてミラー６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，レンズ７ａ，７ｂとを含む。検出光学系１１１３は光検出器１１１９として光電子増倍管等の検出器１０を含む、その他、増幅器１１，Ａ／Ｄ変換機１２を含む。検査処理系１１１４は欠陥処理部１１２０として欠陥判定機構１３，検出欠陥分類機構１４を含む。入出力系１１１５は表示部１１１を含む。
【００３２】
光源１から照射された光１０１は、λ／２波長板と偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）とで構成されたアテネータ等の明るさを調整することができる光量調整機構２，光軸を調整する光軸調整機構３、およびビームエキスパンダ等のズーム機構５を通り、試料８に照射される。光軸調整機構３には撮像装置の一例であるＣＣＤカメラ４ａ（第１の撮像装置）が設置されている。ズーム機構５から照射された光は垂直斜方切替ミラー６ａで垂直光路または斜方光路に切替えられる。垂直に分岐された光はハーフミラー６ｄを通過し、集光レンズ７ａにて集光され試料８に照射される。試料８に照射された光は、反射し、集光レンズ７ａを通り、ハーフミラー６ｄで分岐され、ＣＣＤカメラ４ｂ（第２の撮像装置）に到達する。
【００３３】
また、垂直斜方切替ミラー６ａが光路から抜けている場合は、ビームは斜方光路を進みミラー６ｂ，６ｃで反射され集光レンズ７ｂにて試料面に照射される。試料８から反射した光は、垂直照射と同様に集光レンズ７ａを通りＣＣＤカメラ４ｂで撮像される。ＣＣＤカメラ４ａ、４ｂで撮像された画像は、画像解析、およびフィードバック制御を行う処理部１５に取り込まれ画像解析を行い、正しく調整された状態からのビームのずれに関する情報（例えば、光軸の水平方向のずれ量を示すシフト量，光軸の傾きのずれを示すチルト量，形状ずれ量、および明るさのずれ量）を算出し、光量調整機構２，光軸調整機構３、およびズーム機構５それぞれに調整量を指令する。
【００３４】
より具体的には、光量調整機構２では、調整量に基づいて、例えばλ／２波長板が回転することになる。また、光軸調整機構３では、調整量に基づいて、後述するチルト機構１０３およびシフト機構１０４の少なくとも１つが動作することとなる。
【００３５】
このように、ＣＣＤカメラ４ａ、および４ｂの撮像結果に基づいて調整量を算出し、光量調整機構２，光軸調整機構３、およびズーム機構５それぞれが調整量に基づいて光１０１のずれを調整することになるので、安定した装置状態を実現することができる。
【００３６】
図３に光軸調整機構３の詳細を示す。ミラー１７，１８にはミラー１７，１８を回転させるチルト（回転）機構１０３と、ミラー１７，１８を移動させるシフト機構１０４がそれぞれ設置されている。チルト機構としてはモータを、シフト機構としては一方向に移動するステージを用いることができる。ミラー１７，１８の後ろの光路に配置された固定反射ミラー１６を抜けた光はＣＣＤカメラ４ａで観察される機構となっている。また固定反射ミラー１６で向きを変えられた光はミラー６ａ，６ｂ等を経由して試料８へ照射される。
【００３７】
また、図４に光軸調整機構３に取り付けられたＣＣＤカメラ４ａの画像および試料８から反射した光を撮像するＣＣＤカメラ４ｂ画像を示す。
【００３８】
光軸調整機構のＣＣＤカメラ４ａでは、光軸の水平方向のずれを示すシフト量と光軸の傾きのずれを示すチルト量が確認できる。ＣＣＤカメラ４ｂでは、ビームのチルト量が確認できる。ビームがチルト方向にずれている場合、光軸調整機構３のチルトにてビームを調整する。ＣＣＤカメラ４ａでは、シフト量とチルト量が観察できるが、チルト量はＣＣＤカメラ４ｂで確認し、調整を行うため、シフト量として確認できる。
【００３９】
チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３について詳細に説明する。
【００４０】
チルト量確認画像１１２は、一方向のチルト量（第１のチルト量）を１軸１１４として、第１のチルト量に対して垂直なチルト量（第２のチルト量）を１軸１１５としてチルト量を表示する。
【００４１】
さらに、チルト量確認画像１１２は、画像を第１のチルト量の軸に対して平行な線（第１の線）１１６、および第２のチルト量の軸に対して平行な線（第２の線）１１７を用いて、画面を４分割表示する。目標ビーム位置１１８は、ＣＣＤカメラ４ｂにおける装置性能正常時のビーム位置である。ビーム位置が目標ビーム位置に近いほど、ずれの無い状態となる。
【００４２】
このように目標ビーム位置１１８付近にビーム位置が調整された画像を表示することで、作業者は容易にビームのチルト量が正しく調整されたことを知ることができる。
【００４３】
シフト量確認画像１１３についても同様のことが言える。シフト量確認画像１１３は、一方向のシフト量（第１のシフト量）を１軸１１９として、第１のシフト量に対して垂直なシフト量（第２のシフト量）を１軸１２０としてシフト量を表示する。
【００４４】
さらに、シフト量確認画像１１３は、画面を第１のシフト量の軸に対して平行な線（第１の線）１２１、および第２のシフト量の軸に対して平行な線（第２の線）１１２を用いて、画面を４分割表示する。目標ビーム位置１２３は、ＣＣＤカメラ４ｂにおける装置性能正常時のビーム位置である。ビーム位置が目標ビーム位置に近いほど、ずれの無い状態となる。このように目標ビーム位置１２３付近にビーム位置が調整された画像を表示することで、作業者は容易にビームのシフト量が正しく調整されたことを知ることができ、併せてビームの状態を常時監視することができる。
【００４５】
なお、チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３は液晶ディスプレイやＣＲＴディスプレイ等の表示部１１１でも確認できる。
【００４６】
また、チルト量確認画像１１２，シフト量確認画像１１３に対して現在のビーム位置およびビームサイズを記述することで、ビーム照射状態の確認もできる。
【００４７】
次に、垂直照射時のミラー４ａ，４ｂとビーム位置移動量の関係について説明する。
【００４８】
図５は垂直照射時のミラー４ａ，４ｂとビーム位置移動量の関係を表す模式図である。光１０１はミラー１７もしくはミラー１８がチルト機構１０３により角度θ回転すると、角度２θ光軸方向が変化する。その後光１０１は、ビームエキスパンダ等のズーム機構５によりＮ倍に拡大されると光軸方向は角度２θ／Ｎ変化する。集光レンズには角度２θ／Ｎ変化して入射することになる。この角度変化による試料８上でのビーム位置の変位ｄ２０３は、集光レンズの焦点距離ｆ２０２を用いて、
ｄ＝ｆ×tan（２θ／Ｎ） …（式２５０）
と表せる。
【００４９】
式２５０がミラーのチルト動作量およびビーム位置移動の関係を表すモデル式となる。斜方照射においても同様にモデル式を構築することができる。
【００５０】
変位ｄ２０３を補正するために必要なチルト動作角度θは式２５０から
θ＝１／（ｆ×tan（２θ／Ｎ））×ｄ …（式２６０）
により求めることができる。チルト機構にモータ等を使用しパルス量で制御する場合には角度θとパルス数の変換を行い必要な補正パルス数を出せばよい。
【００５１】
なお、シフト量については、ミラー１７，１８の移動距離がＣＣＤカメラ４ａ上での光の移動距離となる。
【００５２】
次にこの関係を利用した照射光学系の調整について説明する。
【００５３】
図６は照射光学系調整の概要フローチャートである。ステップ５０１０では、アルミウエハを格納容器から検査装置へ搬送する。アルミウエハは表面に凹凸が形成されているため適度に光が反射し、ビームの位置を把握することができる。ステップ５０１５ではＣＣＤカメラ４ａ，４ｂによりビーム照射位置の測定を行う。ステップ５０２０では現在のビーム位置と目標ビーム位置とのズレ判定を行う。ズレ量が許容値を超えている場合には、後述するステップ５０３０に進み、ズレ量が許容値内の場合には後述するステップ５０４０に進む。ステップ５０３０では、ビーム位置が目標ビーム位置になるよう光軸調整機構３により調整を実施する。ステップ５０４０ではアルミウエハを検査装置から格納容器に搬送する。ステップ５０５０では、評価用ウエハを格納容器から検査装置へ搬送する。ステップ５０６０では検査を実施し調整後の装置性能評価を行う。ステップ５０７０では評価用ウエハを検査装置から格納容器に搬送する。
【００５４】
次に照射光学系のチルト量，シフト量の自動調整について説明する。
【００５５】
まず、チルト量の自動調整について説明する。
【００５６】
図７は照射光学系におけるチルト量調整のブロック線図である。
【００５７】
チルト量はわずかな角度の変化が大きく影響する。
【００５８】
このため、本実施例では、補正量算出処理切替部６０１０は、ビーム位置のずれ量に応じて粗調整，微調整を行い、さらに粗調整，微調整のパルス算出方式を切替える。この切替えは閾値（微調整閾値）処理によって行われる。
【００５９】
静的重みベクトル乗算部６０１５は、理想値（例えば、あらかじめチルト量補正を実施した際のビーム位置移動量の予測値）と実測値（例えばＣＣＤカメラ４ｂから測定した値）から求めた静的重み（理想値／実測値）ベクトルＷkbと補正するずれ（実測値と目標値との差）との積を求める。
【００６０】
静的重みベクトルＷkbは、例えばチルト機構のミラー１７，１８それぞれに対する係数Ｗkb１７，Ｗkb１８を有する。
【００６１】
第１パルス算出部６０２０は、モデル式２６０を用いてチルト量を粗調整する際の補正パルス量を算出する。この補正パルスは、チルト機構のミラー１７用の補正パルス，チルト機構のミラー１８用の補正パルスを有する。ここで、補正パルスは静的重みベクトルＷkbを乗算したずれ量の関数となる。
【００６２】
第２パルス算出部６０３０は、ずれ量が微調整閾値よりも小さい場合の補正パルス算出を行う。
【００６３】
光軸補正機構３は、第１補正パルス算出部６０２０、もしくは第２補正パルス算出部６０３０により算出された補正パルス量に基づき、チルト機構１０４を駆動させるミラー１７，１８を動作させる。
【００６４】
ＣＣＤカメラ４ｂは光軸調整機構３直後および試料８におけるビーム位置を確認する。ずれ量判定部６０５０は、ずれ量に応じて、補正量算出処理切替部６０１０の切替を決定する。
【００６５】
そしてずれ量がある許容値に達するまで、上記の補正を繰り返す。ずれ量が許容値内になった場合、補正は終了する。
【００６６】
次にシフト量の自動調整について説明する。
【００６７】
図８は、照射光学系におけるシフト量調整のブロック線図である。
【００６８】
静的重みベクトル乗算部６５００は、静的重みベクトルＷkaと補正するずれ（実測値と目標値との差）との積を求める。
【００６９】
静的重みベクトルＷkaは、シフト量補正回数がチルト量補正回数と同程度になるために、１より小さい重み（例えば０.９）であり、例えばシフト機構のミラー１７，１８それぞれに対する係数Ｗka１７，Ｗka１８を有する。
【００７０】
シフト補正パルス算出部６５１０は、ミラー１７，１８の移動距離がＣＣＤカメラ４ａ上での光の移動距離となることを用いてシフト量を調整する際の補正パルス量を算出する。
【００７１】
この補正パルスは、シフト機構のミラー１７用の補正パルス，シフト機構のミラー１８用の補正パルスを有する。ここで、補正パルスは静的重みベクトルＷkaを乗算したずれ量の関数となる。
【００７２】
シフト機構のミラー１７，１８はこの補正パルスに基づいて動作する。これによって、シフト機構の自動調整が行われる。
【００７３】
そしてこの補正動作はＣＣＤカメラ４ａによって観察される。
【００７４】
そしてずれ量がある許容値に達するまで、上記の補正を繰り返す。ずれ量が許容値内になった場合、補正は終了する。
【００７５】
上述したチルト量の自動調整，シフト量の自動調整は、処理部１５において実質的に独立、並行して行われる。このようにすることで、従来よりも短時間で自動調整を行うことが可能となる。
【００７６】
また、静的重み算出部は、ずれ量に応じて可変となる動的重み算出部としても良い。動的重み算出部であればより精密な調整を行うことができる。
【００７７】
次に本実施例の自動照射光学系調整のフローチャートを説明する。
【００７８】
図９は自動照射光学系調整の概略図である。
【００７９】
まずステップ８１０でＣＣＤカメラ４ａ，４ｂを用いてビーム位置を測定する。
ステップ８２０では、チルト量，シフト量それぞれについてビーム位置のずれ量を算出する。
【００８０】
ステップ８３０では、ずれ量が許容値内にあるか否かを判定する。
【００８１】
許容値内であれば、補正は行われず終了となる。
【００８２】
なお、ステップ８４０，ステップ８５０に示すようにずれ量の判定は、ＣＣＤカメラ４ａ，４ｂつまりチルト量，シフト量それぞれについて独立、並行して行われる。
【００８３】
ステップ８４５では、チルト量の調整が行われる。
【００８４】
ステップ８５５では、シフト量の調整が行われる。
【００８５】
さらにこれらの調整はそれぞれのずれ量が許容値内となるまで繰り返される。
【００８６】
図１０はチルト量調整（図９のステップ８４５）の詳細を説明するフローチャートである。
【００８７】
図９にてチルト量調整が必要と判断された場合、まずステップ７０５０で、ＣＣＤカメラ４ｂの画像におけるずれ量の判定を行い、ずれ量が微調整閾値外の場合には後述する粗調整７０６０，閾値内の場合には後述する微調整７０７０に進む。
【００８８】
粗調整７０６０は、チルト補正量決定の際に、静的重みを用いて予測補正量と実測補正量とのずれを低減する調整を行う。
【００８９】
ステップ７０６１では、補正ずれ量に対して静的重みをかける。
【００９０】
ステップ７０６２では、ミラー１７，１８のチルト補正量を算出する。
【００９１】
微調整７０７０では、ミラー１７，１８のチルト動作１０４における駆動速度を粗調整動作より遅くし、駆動精度を向上させ、微小量ずつ動かすことで高精度なビーム位置の補正を行う。
【００９２】
ステップ７０７１では、ミラー１７，１８の駆動速度を粗調整動作より低速に設定する。ステップ７０７２では、ＣＣＤカメラ４ｂにおけるビーム位置のずれ量に応じて、ミラー１７，１８の微小チルト補正量を算出する。
【００９３】
ステップ７０８０では前述したステップ７０６０もしくは７０７０にて算出した補正量にてチルト機構１０４のミラー１７，１８を駆動させる。
【００９４】
次にシフト量調整の詳細について説明する。
【００９５】
図１１は、シフト量調整（図９のステップ８５５）の詳細を説明するフローチャートである。
【００９６】
図９にてシフト量調整が必要と判断された場合、ステップ８５５１でシフトずれ量に静的重みをかける。
【００９７】
ステップ８５５２ではミラー１７，１８のシフト補正量を算出する。
【００９８】
ステップ８５５３では、ステップ８５５２で算出したシフト補正量に基づいてシフト量の調整を行う。
【００９９】
上述した本実施例では、例えば以下の効果を奏する。
【０１００】
照射光学系の調整において、粗調整と微調整を組み合わせることで、効率的な調整により時間短縮が図れる。
【０１０１】
粗調整では、装置光学系をモデル化してシフト量・チルト量の補正を行う。これに対し静的重みを用いることで、モデルと実測で生じる違いを低減し、広範囲・短時間・高精度の合わせ込みができる。
【０１０２】
微調整は、最小補正量で補正を繰り返すことで、粗調整のモデルでは吸収しきれない実際との微小な差や外乱に対応することができる。
【０１０３】
さらに、補正が収束しないハンチング現象も防止できる。
【０１０４】
また、光軸調整機構の駆動速度を低速に設定することで高精度な駆動を実現し、粗調整では補正できない微小な補正を実現する。
【０１０５】
さらに、光軸調整機構の駆動速度を低速に設定することで駆動時に発生する振動を低減する効果も得られる。
【０１０６】
ビームのチルト量とシフト量を自動調整することで、安定した装置状態を実現することができる。さらに従来では照射光学系の調整に高い知識・技術・経験を必要とし、時間も多く必要としていたが、本実施例では、容易にかつ迅速に調整ができる。
【０１０７】
また、半導体の製造工場では製造ラインに本実施例のような表面検査装置等の検査装置を配置し、製造ラインの発塵状態等を監視している。照射光学系を搭載している装置ならば、安定的な感度を出すために、照射光学系の状態の安定性が不可欠である。調整時間を短時間にすることで、容易に調整を実施でき装置状態を安定に保て、装置稼働時間も向上させることができる。
【０１０８】
複数製造ラインがある場合には、各装置の照射光学系状態の差異が機差に繋がる。本実施例のように自動化することで、手動調整に比べ差異は低減でき、機差を低減できる。
【０１０９】
本発明は実施例に限定されない。チルト量の調整，シフト量の調整はそれぞれ別個に採用しても良い。
【０１１０】
なお、本発明は、ウエハ以外の、ハードディスク，液晶基板等の基板検査に適用できる。さらに、本発明は楕円球を用いて散乱光を集光する方式のウエハ検査装置にも適用できるし、パターンの形成されたウエハの欠陥を検査するパターン付きウエハ検査装置や、ハードディスクの欠陥を検査するハードディスク検査装置にも適用可能である。
【０１１１】
また、搬送系は、Ｘステージと、Ｙステージと、Ｚステージと、θステージとを有し、ＸＹ方向に走査する構成であっても良いし、照射光学系によって基板に照射されるレーザの形状は線状であっても良いし、検出光学系は、ミラー，レンズ等を用いた結像系であっても良いし、パターンからの回折光を除去する空間フィルタを備えていても良いし、検出器は、時間遅延積分型センサやＣＣＤセンサであっても良い。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 光源
２ 光量調節機構
３ 光軸調整機構
４ ＣＣＤカメラ
５ ズーム機構
６，１７，１８ ミラー
７ 集光レンズ
８ 試料
９ ＸＹＺθステージ
１０ 検出器
１１ 増幅器
１２ Ａ／Ｄ変換機
１３ 欠陥判定機構
１４ 検出欠陥分類機構
１５ 処理部
１０３ チルト機構
１０４ シフト機構
６０１５ 静的重み算出部
６０２０ 第１パルス算出部（粗調整）
６０３０ 第２パルス算出部（微調整）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の欠陥を検査する光学式検査装置において、
前記基板へ第１の光を照射する照射光学系と、
前記基板からの第２の光を検出する検出光学系と、
前記検出光学系の検出結果に基づいて前記欠陥を検出する検査処理部と、
前記第１の光の傾きを変化させる第１の機構と、
前記第１の光の前記基板上での位置を変化させる第２の機構と、
第１の重み付けを行って前記第１の機構の第１の変化量を計算する第１の処理部と、
第２の重み付けを行って前記第２の機構の第２の変化量を計算する第２の処理部と、を有することを特徴とする光学式検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記光の傾きのずれを測定する第３の処理部と、
前記第１の変化量よりも小さい第３の変化量を計算する第４の処理部と、
前記ずれ量に応じて前記第１の処理部と、前記第１の処理部と、前記第４の処理部とを切り替える切り替え部と、を有することを特徴とする光学式検査装置。
【請求項３】
基板の欠陥を検査する光学式検査装置の前記基板へ照射される光の調整方法において、
第１の重み付けを行って前記光の傾きを調整し、
第２の重み付けを行って前記光の前記基板上での位置を調整することを特徴とする調整方法。
【請求項４】
請求項３に記載の調整方法において、
前記光の傾きのずれを測定し、
前記ずれに応じて前記第１の重み付けを行うか否かを判断することを特徴とする調整方法。
【請求項１】
基板の欠陥を検査する光学式検査装置において、
前記基板へ第１の光を照射する照射光学系と、
前記基板からの第２の光を検出する検出光学系と、
前記検出光学系の検出結果に基づいて前記欠陥を検出する検査処理部と、
前記第１の光の傾きを変化させる第１の機構と、
前記第１の光の前記基板上での位置を変化させる第２の機構と、
第１の重み付けを行って前記第１の機構の第１の変化量を計算する第１の処理部と、
第２の重み付けを行って前記第２の機構の第２の変化量を計算する第２の処理部と、を有することを特徴とする光学式検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記光の傾きのずれを測定する第３の処理部と、
前記第１の変化量よりも小さい第３の変化量を計算する第４の処理部と、
前記ずれ量に応じて前記第１の処理部と、前記第１の処理部と、前記第４の処理部とを切り替える切り替え部と、を有することを特徴とする光学式検査装置。
【請求項３】
基板の欠陥を検査する光学式検査装置の前記基板へ照射される光の調整方法において、
第１の重み付けを行って前記光の傾きを調整し、
第２の重み付けを行って前記光の前記基板上での位置を調整することを特徴とする調整方法。
【請求項４】
請求項３に記載の調整方法において、
前記光の傾きのずれを測定し、
前記ずれに応じて前記第１の重み付けを行うか否かを判断することを特徴とする調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２５２８７１（Ｐ２０１１−２５２８７１Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８４１２（Ｐ２０１０−１２８４１２）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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