説明

検査装置

【課題】従来技術では装置内の構成(例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているZステージ,Θステージ,ウェハチャック、及び検出光学系等)の振動が座標値に正しくフィードバックされない。
【解決手段】本発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動する移動部と、前記基板に光を照射する照射部と、前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、前記基板保持部と前記移動部との相対的な位置の変化を計測する計測部と、処理部とを有し、前記電荷蓄積型検出部は、前記計測部の計測結果に基づいて得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、前記処理部は、前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする検査装置。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板を検査する検査装置、及び検査方法に関する。
【0002】
例えば、半導体の製造工程で使用される半導体検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【0003】
半導体デバイスの製造は、フロントエンド工程とバックエンド工程に分けられる。フロントエンド工程は、アイソレーション形成,ウェル形成,ゲート形成,ソース/ドレイン形成,層間絶縁膜形成、及び平坦化などから成る。バックエンド工程は、コンタクトプラグ形成,層間絶縁膜形成,平坦化,メタル配線形成を繰り返し、最後にパッシベーション膜形成を行う。上記の製造工程の途中では、ウェハを抜き取り、欠陥検査が行われる。ここで欠陥とは、ウェハ表面の異物やスクラッチ、及びパターン欠陥(ショート,オープン,ビア非開口など)等である。
【0004】
欠陥検査の目的は、第一に製造装置の状態を管理すること、第二に不良発生工程とその原因を特定することにある。そのため、半導体デバイスの微細化に伴い、欠陥検査装置には高い検出感度が要求されている。欠陥検査装置では、隣接あるいは近接するチップ間の画像を比較する方法が用いられることが多い。これは、1枚のウェハ上に、同一構造のパターンを有する数百個の半導体デバイス(チップまたはダイと呼ぶ)が作製されることを利用した方法である。この方法は、特に、暗視野画像を比較する欠陥検査装置でのインライン検査に広く使用されている。
【0005】
特許文献1では、ウェハの比較検査を高速,高感度で行うための、検査ステージと位置補正制御技術を開示している。
【0006】
特許文献2では、ステージの間の相対位置変化を検出し、この相対位置情報に基づいて取得された画像情報に画素位置補正、表示画像の切り出しを行う方法が開示されている。
【0007】
特許文献3では、被検査物を撮影した撮像画像の位置補正や被検査物を撮影するイメージセンサの向きを調整補正する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開昭62−89336号公報
【特許文献2】特開2006−252800号公報
【特許文献3】特開2009−10325号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
欠陥検査装置では、微細化する欠陥を高速で検出するために、検査画像上に投影される検査ステージの位置ズレ量を極力小さくする必要があり、より高速で、より高精度な検査ステージが必要とされている。従来技術では、画素位置補正、及び切り出し位置補正を行っているが、イメージセンサの1走査ごとに取得された画像情報を1つの補正単位として行っていた。しかし、このような従来技術では、例えば以下の課題があることを本発明では見出した。
【0010】
(1)イメージセンサの1走査以下の位置ズレを、各走査における撮像画像に反映できない。
【0011】
(2)検査ステージの移動量を、高さ方向において距離の離れたステージ用リニアスケールで測定していたため、ステージ用リニアスケールから算出した座標値を使用する場合、装置内の構成(例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているZステージ,Θステージ,ウェハチャック、及び検出光学系等)の振動が検査画像に正しくフィードバックされない。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明は以下の特徴を有する。
【0013】
本発明は以下の特徴をそれぞれ独立して備える場合もあれば、複合して備える場合もある。
【0014】
(1)本発明は、基板を検査する検査装置において、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動する移動部と、前記基板に光を照射する照射部と、前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、前記基板保持部と前記移動部との相対的な位置の変化を計測する計測部と、処理部と、を有し前記電荷蓄積型検出部は、前記計測部の計測結果に基づいて得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、前記処理部は、前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする。
【0015】
(2)本発明は、前記計測部は、前記基板保持部の位置の変化を計測する第1の計測部を含むことを特徴とする。
【0016】
(3)本発明は、前記第1の計測部は、第1の干渉光学系であり、前記第1の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする。
【0017】
(4)本発明は、前記第1の干渉光学系は、前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする。
【0018】
(5)本発明は、前記第1の干渉光学系は、前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする。
【0019】
(6)本発明は、前記基板からの光を前記電荷蓄積型検出部へ結像させる結像部を有し、前記計測部は、前記結像部の位置の変化を計測する第2の計測部を含むことを特徴とする。
【0020】
(7)本発明は、前記第2の計測部は、第2の干渉光学系であり、前記第2の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする。
【0021】
(8)本発明は、前記第2の干渉光学系は、前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする。
【0022】
(9)本発明は、前記第2の干渉光学系は、前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする。
【0023】
(10)本発明は、前記処理部は、前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする。
【0024】
(11)本発明は、補正前の電荷転送信号を決定するためのパルスを出力するパルス源と、前記パルス源よりも高い周波数を有する高周波パルス源と、を有し、前記処理部は、前記補正前の電荷転送信号を、前記高周波パルス源からのパルスに基づいて補正し、補正後の電荷転送信号は、前記高周波パルス源から出力されることを特徴とする。
【0025】
(12)本発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動する移動部と、前記基板に光を照射する照射部と、前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、処理部と、を有し前記処理部は、少なくとも2枚の画像から前記基板の位置ずれを得て、前記位置ずれから前記電荷蓄積型検出部が電荷を蓄積するための電荷転送信号を決定し、前記電荷蓄積型検出部は、前記位置ズレから得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、前記処理部は、前記電荷転送信号基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする。
【0026】
(13)本発明は、前記処理部は、前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0027】
本発明は、例えば、以下の効果を奏する。
【0028】
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、複合して奏する場合もある。
(1)イメージセンサの1走査以下の位置ズレを、各走査における撮像画像に反映することができる。
(2)検査ステージの移動量を、高さ方向において距離の離れたステージ用リニアスケールで測定していても、装置内の構成(例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているZステージ,Θステージ,ウェハチャック、及び検出光学系等)の振動を検査画像に正しく反映することができる。
(3)高速な検査を実現できる。
(4)欠陥の位置を正しく検出することができる。
(5)安価な構成で高精度な搬送系を構成することができる。
(6)劣悪な環境下でも装置性能を維持できる。
(7)搬送系に異常が発生した場合でも正しい検査を行うことができる。
【0029】
本発明の上記特徴及びその他の特徴は、以下の記載により、更に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】実施例1の装置構成を示す図。
【図2】計測部110を用いない場合説明する図。
【図3】実施例1の詳細を説明する図。
【図4】実施例1のフローチャート。
【図5】実施例2の装置構成を示す図。
【図6】実施例3の装置構成を示す図。
【図7】実施例3の詳細を説明する図。
【図8】実施例4を説明する図。
【図9】実施例5の装置構成。
【図10】実施例5において画像処理部114で行われる画像処理を示した図。
【図11】実施例5の詳細を説明するフローチャート。
【図12】実施例6を説明する図。
【図13】実施例7の装置構成。
【図14】実施例7を説明する図。
【図15】実施例8を説明するフローチャート。
【図16】実施例8において表示されるプロット結果。
【図17】実施例9を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【0031】
本発明は、例えば、基板とステージとの相対的な位置の変化を計測する計測部(後述する計測部110)の計測結果に基づいて、電荷蓄積型検出器の蓄積時間を決定するための信号(後述する電荷転送信号)を出力すると表現することができる。
【0032】
他の表現では、本発明は、例えば、基板の真の位置情報を得て、その真の位置情報に基づいて、電荷蓄積型検出器の蓄積時間を決定するための信号(後述する電荷転送信号)を出力すると表現することができる。
【0033】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、以下に開示される複数の実施例は互いに組み合わせることもできる。
【実施例1】
【0034】
図1は実施例1の装置構成を示す図である。
【0035】
実施例1の欠陥検査装置の主要な構成要素は、搬送系(ウェハ101を保持・搭載するウェハチャック102,ウェハをΘ回転するΘステージ103,ウェハを上下移動するZステージ104,ウェハをY移動するYステージ105,ウェハをX移動するXステージ106,Yステージの移動量を計測するYステージ用リニアスケール107,Xステージの移動量を計測するXステージ用リニアスケール108等),各ステージの制御を行うステージコントローラ109,ウェハチャックの移動量を計測する計測部110,計測部110を支えるフレーム130,レンズ等で構成される検出光学系111(例えば結像系),検出器112,センサ制御部113,画像処理部114,全体制御部115,入出力操作部116,照明光学系117である。
【0036】
ウェハ101を欠陥検査装置に装填する時、オペレータは製造工程や注目欠陥などの情報を入出力操作部116に入力する。
【0037】
全体制御部115はこの情報を用いて、シミュレーションや実験などにより事前に蓄積したデータベースを参照して、後述のように最適な波長帯域を選定する他、各部を制御する。
【0038】
照明光学系117は、ウェハ101に、斜方から光を照明する。ウェハ101からの正反射光は検出光学系111の開口外に出射するので、本実施例1の検出光学系111では暗視野像が得られる。検出光学系111を通過した光は、検出器112に結像する。検出器112は画像センサとA/D変換器によって構成される。
【0039】
検出器112は複数の画素を有するイメージセンサであり、例えば時間遅延積分型(TDI:Time Delay Integration)センサである。検出器112は例えば、一定時間電荷を蓄積していく電荷蓄積型検出器であり、電荷蓄積時間は、後述する電荷転送信号Sによって決定される。検出器112の、電荷の積分方向,Xステージ106の走査方向、及び視野の短辺方向とは一致している。
【0040】
Xステージ用リニアスケール108で計測されたステージの移動量は、ステージコントローラ109からセンサ制御部113へ転送され、検出器112の電荷を転送するための同期信号(電荷転送信号S)がセンサ制御部113内のパルス源にて生成される。この信号を検出器112へ供給し、検査画像を取得する。この時、計測部110で計測したウェハチャック102の移動量は、センサ制御部113に転送される。そして、センサ制御部113は、その移動量に応じてステージの移動量を補正し、補正された移動量から補正後電荷転送信号S1を生成する。
【0041】
これによって、Xステージ106の上に搭載されているウェハチャック102の真の移動量を得ることができ、Θステージ103,Zステージ104,Yステージ105の振動をフィードバックした検査画像を得ることができる。
【0042】
このように、本実施例の方式は、センサ制御部113は、計測部110の計測結果に基づいて、検出器112の電荷転送信号を決定すると表現することができる。その他の表現としては、例えば、ウェハチャック、言い換えるならウェハの移動量に基づいて検出器112の電荷転送信号が決定されると表現することができる。
【0043】
次に計測部110について詳細に説明する。
【0044】
計測部110は参照光と検査光との位相差を利用するような干渉光学系であり、例えばレーザ干渉計である。もちろん、ウェハの移動量を計測できるものであれば、レーザ干渉計でなくても良い。
【0045】
本実施例1では、計測部110は、L字型のフレーム130に固定されており、フレーム130はXステージ106に固定されている。
【0046】
計測部110の光は、ウェハチャック102に当たるように構成されている。より具体的は、本実施例1では計測部110はXステージの移動方向に対応した方向にフレーム130を介して配置されている。その他の表現としては、Xステージの移動方向と、計測部1100の参照光、及び検査光とが、平行と表現することができる。
【0047】
この場合は、以下の効果を奏することができる。
(1)計測部110はウェハ位置の変位量のみを計測することができる。
(2)計測部110をウェハに近づけることができ、計測部110を安価に構成することができる。
【0048】
このように、装置の振動がフィードバックされた検査画像は、デジタル信号に変換され、画像処理部114の各処理回路へ転送される。
【0049】
画像処理部114には、検査チップと隣接または近接し、同一回路パターンを有するチップで取得した参照画像が記録されている。画像処理部114は、検査画像と参照画像に対して、位置合わせなどの処理を行った後、両者の差画像を出力する。画像処理部114は、この差画像の明るさを予め設定したしきい値と比較し、欠陥の有無を判定する。
【0050】
欠陥の判定結果は、全体制御部115に送信され、所定の検査終了後に、入出力操作部116に表示される。
【0051】
次に図2,図3を用いて実施例1についてさらに詳細に説明する。
【0052】
実施例1を説明するに当たり、まず計測部110を用いない場合について説明する。
【0053】
図2は計測部110を用いない場合を説明する図である。検出器112の短手方向301がXステージの走査方向(X方向)、長手方向320がYステージ送り方向(Y方向)である。本実施例1の欠陥検査装置では、まず、X方向に移動し、次にY方向に折返して移動するような走査を繰り返す。
【0054】
検出器112は電荷転送信号の1周期S(本実施例1ではステージ移動パルス4パルス分)の間電荷を蓄積し、転送処理する。よってステージがウェハ上の画素サイズW分移動するごとに電荷転送信号Sを出力すれば、画素サイズW分の撮像画像が得られる。
【0055】
図2では、Xステージ用リニアスケール108が1[μm]移動するごとに、ステージ移動パルスが1パルス出力される。そして、そのパルスに対応して、電荷転送信号の始点となるパルスも出力され、ステージ移動パルスが4パルス出力された時点で電荷転送信号の終点となるパルスが出力される。このステージ移動パルス4パルス分が電荷転送信号Sとなり、実際に取得される画素サイズWは電荷転送信号Sに対応したものとなる。
【0056】
しかしこの方式では、Xステージの上に搭載されているウェハチャック102,Θステージ103,Zステージ104,Yステージ105等が振動している場合、この振動によるウェハチャック102、言い換えるならウェハ101の移動分はリニアスケールで計測されないため、ウェハ101の真の移動量とリニアスケールの移動量で差が発生する。
【0057】
この差は感度低下や検出欠陥のレビューに座標ズレを起こす原因となる。
【0058】
次に計測部110を用いた場合を図3について説明する。電荷転送信号Sを出力するまでは図2と同様である。
【0059】
本実施例1では、ステージ移動パルスに同期して計測部110はウェハチャック102の変位量Bを計測していく(図3中の3010)。次に、ウェハチャック102の実移動量A+Bを算出する(図3中の3020)。そして、ウェハチャック102の実移動量A+Bに基づいて補正後電荷信号Snを算出する。
【0060】
例えば、図3中の3030に示す通り、Xステージ用リニアスケール108が計測したXステージの移動量Aが4[μm]、Aに対応して(電荷転送信号Sを生成するステージ移動パルス数内の時間とも言える)計測部110が計測したウェハチャックの実移動量Bが3.8[μm]である場合、補正後電荷転送信号Snは以下のように表せる。
【0061】
Sn=S1=S*{(3.8−0.0)/4.0}
また、S1後の補正後電荷転送信号S2は、Aが8[μm]、A+Bが8.4[μm]である場合、以下のように表せる。
【0062】
Sn=S2=S*{(8.4−3.8)/4.0}
そして、補正後の画素サイズ420はそれぞれ、S1に対応したW1,S2に対応したW2となる。
【0063】
実施例1をまとめると図4のようなフローチャートで表現することができる。
【0064】
ステップ401では、Xステージ106を一定のピッチで移動する。
【0065】
ステップ402では、Xステージの移動量Aを計測する。
【0066】
ステップ403では、Aに基づいて電荷転送信号Sを出力する。
【0067】
ステップ404では、S2,S3と並行して、ウェハチャック102、言い換えるならウェハ101の変位量Bを計測する。
【0068】
ステップ405では補正後移動量A+Bを算出する。
【0069】
ステップ406では補正後移動量A+Bに基づいて補正後電荷信号Snが算出される。
【0070】
ステップ407では、Snに基づき検査画像が取得される。
【0071】
ステップ408では、検査画像を欠陥判定アルゴリズムにより欠陥判定し、異物,欠陥を抽出する。
【0072】
ステップ409では、検査結果を表示する。
【0073】
ステップ410では、検査終了となる。
【0074】
本実施例においては以下の効果を奏することができる。
(1)イメージセンサの1走査以下の位置ズレを、各走査における撮像画像に反映することができる。
(2)検査ステージの移動量を、高さ方向において距離の離れたステージ用リニアスケールで測定していても、装置内の構成(例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているZステージ,Θステージ,ウェハチャック、及び検出光学系等)の振動を検査画像に正しく反映することができる。
(3)高速な検査を実現できる。
(4)欠陥の位置を正しく検出することができる。
(5)安価な構成で高精度な搬送系を構成することができる。
(6)劣悪な環境下でも装置性能を維持できる。
(7)搬送系に異常が発生した場合でも正しい検査を行うことができる。
【実施例2】
【0075】
次に実施例2について説明する。
【0076】
図5は実施例2の装置構成である。実施例2が実施例1と異なるところは、計測部110が振動等による検出光学系111の位置の変化を計測することである。補正後電荷転送信号の作成方法は、実施例1と同様である。
【0077】
実施例2では、検出光学系の位置の変化を検査画像に反映することができる。
【実施例3】
【0078】
次に実施例3について説明する。
【0079】
図6は実施例3の装置構成である。
【0080】
前述した実施例1,2との違いは、計測部110を、実施例1,2のようにXステージ106に固定されたフレーム130に配置するのではなく、Xステージ106のような搬送系とは離間された場所(例えば、装置筺体の一部、以下、装置架台118という。)に設置する点にある。
【0081】
これによって、実施例3では、ウェハチャックの実移動量A+Bを直接計測することができる。また、搬送系の構成をより簡単な構成にすることもできる。
【0082】
図7は実施例3の詳細を説明する図である。電荷転送信号Sを作成するまでは、実施例1と同様である。
【0083】
実施例3では、実施例1のように変位量Bのみの計測は行わない。計測部110の計測した結果がそのままウェハチャック102の移動量となる(図7中の701)。
【実施例4】
【0084】
次に実施例4について説明する。
【0085】
図8は実施例4の装置構成である。前述した実施例3との違いは、ウェハチャック102を計測するのではなく、計測部110を、装置架台118に設置して、検出光学系111の位置の変化を計測する点にある。
【0086】
これによって、実施例4では、振動等による検出光学系の位置の変化を直接計測することができる。また、搬送系の構成をより簡単な構成にすることもできる。
【実施例5】
【0087】
次に実施例5について説明する。
【0088】
図9は実施例5の装置構成である。前述した実施例1乃至4と異なる点は、少なくとも2枚の画像を取得し、前記2枚の画像に基づいて前記基板の位置ずれを算出する処理部を有し、前記位置ずれに基づいて、電荷転送信号を変える点にある。
【0089】
より具体的には、計測部110を用いずに、新たに位置ずれ情報記憶部119を設けて、画像処理部114の処理結果に基づいて、センサ制御部113において、補正後電荷転送信号が作成される点にある。
【0090】
図10は、実施例5において画像処理部114で行われる画像処理を示した図である。
【0091】
実施例5では、検査に先立ち、Xステージ移動前後での少なくとも2枚の画像A,Bを取得する。ここで、画像A,Bは同一パターンの形成された画像(例えば、同一の回路パターンや同一のアライメントマーク)である方が望ましい。
【0092】
画像処理部114ではこの画像A,BのX方向,Y方向それぞれの位置ずれΔX,ΔYをそれぞれ算出する。画像A,Bは同一パターンの形成された画像である場合は、このパターンのズレから、ΔX,ΔYを算出できる。ΔX,ΔYは画像A,Bの差画像から作業者が目視で確認できるようにしても良い。
【0093】
この位置ずれΔX,ΔYは位置ずれ情報記憶部119に記憶される。そしてこの位置ずれΔX,ΔYに基づいてセンサ制御部113では補正後電荷転送信号S9を作成する。
【0094】
図11は、実施例5の詳細を説明するフローチャートである。
【0095】
ステップ1101では、画像An,Bnを取得する。
【0096】
ステップ1102では、画像An,Bnに基づいて位置ずれΔXn,ΔYnを算出する。
【0097】
ステップ1103では、ステップ1101,1102の処理をN回繰り返したか否かを判定する。
【0098】
ステップ1104では、位置ずれΔXn,ΔYnに基づいて定数Qを算出する。定数Qは搬送系の動作によってウェハチャック等にどの程度位置ずれが生じるかを表す値であり、以下のように表すことができる。
【0099】
Q=平均Δ=Σ(ΔX,ΔY)/N
ステップ1109では、算出したQに基づいて補正後電荷転送信号S9を作成し、検査を行う。ここで、S9は以下のように表すことができる。
【0100】
S9=S*(A−Q)/A
(S:補正前の電荷転送信号、A:Xステージ用スケールが計測した移動量)
実施例5は、位置ずれが一定である場合には特に有効であり、計測部110を用いないシンプルな装置構成で、前述した実施例と同様の効果を奏することができる。
【実施例6】
【0101】
次に実施例6について説明する。
【0102】
実施例6は、電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする。
【0103】
前述した実施例1乃至5のように電荷転送信号を可変すると、同じ画像を取っても可変量に応じて蓄積電荷量が変化することが考えられる。すなわち、画像の明るさ(輝度データ)が変ることとなる。
【0104】
実施例1乃至5は、輝度データが変った場合でも、従来技術に対しては十分優れた効果を奏することができる。しかし、例えば、補正後の電荷転送信号が補正前の電荷転送信号に比べて極端に短くなった(又は長くなった)場合、得られる画像データは極端に暗くなってしまう(又は明るくなってしまう)ことも考えられる。よって、輝度データは電荷転送信号を変える前と同様であることが望ましい。
【0105】
そこで、実施例6ではこの電荷転送信号を可変にしたことによる輝度データが変化する点を解決する。すなわち、実施例6では、実施例1乃至5の画像処理部114が電荷転送信号の変化に基づいて輝度データを補正する。
【0106】
図12は、実施例6を説明する図である。
【0107】
まず画素と輝度データとの関係について説明する。まず、本実施例において得られる画像の1画素のサイズは、1210に示す通りX画素サイズX0と、Y画素サイズY0との積で表現することができる。ここで、X画素サイズX0はXステージの動作に対応しているため、電荷転送信号Sに対応している。Y画素サイズは、照明光学系117によってウェハ101上に形成されるスポット光の大きさに対応している。そして1画素内の輝度が輝度データKとなる。
【0108】
次に電荷転送信号が変化した場合を説明する。前述した実施例1乃至5によって、電荷転送信号Sが補正後電荷転送信号S1に補正されたとする。ここでS1はSより小さくなったものとする。ここで、X画素サイズが電荷転送信号に対応していることから、SがS1となると、X画素サイズもX0からX1へ変化する。なお、Y画素サイズは電荷転送信号に依存していないためY0で変らない。SがS1に変化した場合、輝度データK0はKより小さくなり、1220において黒点で表現するように、電荷転送信号が補正される前の画像より暗くなる。そこで、実施例6では、1230に示すように、電荷転送信号の変化に基づいて輝度データを補正する。
【0109】
具体的には、電荷転送信号の変化はX画素サイズの変化に対応しているため、11240に示す補正後輝度データK1は以下の式で表すことができる。
【0110】
K1=K*(X0/X1)
そして実施例6では、補正後輝度データK1を有する画素によって構成される画像を用いて検査を行っていく。
【0111】
実施例6によって、電荷転送信号を可変にしたことによる輝度データが変化する点を解決することが可能となる。実施例6は、電荷転送信号が極端に変化した場合に特に有効である。
【実施例7】
【0112】
実施例1乃至6では、電荷転送信号を可変とする例を説明した。
【0113】
ここで、電荷転送信号のパルス源が比較的低周波数(パルス間の幅が大きい)であり、電荷転送信号の変化が比較的微小である場合、補正後の電荷転送信号を算出はできても、出力はできない場合が考えられる。
【0114】
それは、補正後の電荷転送信号の分解能が、この電荷転送信号を生成するパルス源の周波数に依存しているからである。
【0115】
本実施例は上記の点を解決する。具体的には、補正前の電荷転送信号を決定するためのパルスを出力するパルス源と、前記パルス源よりも高い周波数を有する高周波パルス源と、を有し、前記第1の制御部は、前記補正前の電荷転送信号を、前記高周波パルス源からのパルスに基づいて補正し、補正後の電荷転送信号は、前記高周波パルス源から出力されると表現することができる。
【0116】
なお、この第3のパルス源の周波数は第2のパルス源の周波数よりも十分高いことが望ましく、具体的には数10[MHz]であることが望ましい。
【0117】
図13は実施例7の装置構成を示す図であり、実施例1に実施例7を適用した装置構成である。なお、実施例7は実施例2乃至6にも適用することができる。実施例7では、ステージコントローラ109はステージ移動パルスを出力する第1のパルス源1310を備える。
【0118】
センサ制御部113は、補正前の電荷転送信号を決定するための第2のパルスを出力する第2のパルス源1340、第2のパルス源1340よりも高い周波数を有する第3のパルス源1320と、第2のパルス源1340と第3のパルス源1320との同期をとる同期回路1330とを有する。
【0119】
その他の部分については実施例1と同様である。
【0120】
実施例7では、第3のパルス源のパルスに基づいて補正後電荷転送信号が出力される。
【0121】
図14は実施例7の詳細を説明する図である。
【0122】
第1のパルス源1310によって、ステージ移動パルスが出力される。(図14中1430)
【0123】
実施例7ではステージ移動パルス4パルス分に対応(例えば立下りに同期)して第2のパルス源1340から補正前の電荷転送信号Sを決定するためのパルスが生成される。(図14中1440)
【0124】
第3のパルス源1320からのパルスは同期回路1330によって、第2のパルスの立ち上がりと同期が取られている。
【0125】
そして、図3に示す方法(他の実施例の方法でも良い)で補正後電荷転送信号S1,S2が算出され、補正後の電荷転送信号S1の始点を意味するパルス1410は第3のパルス源から出力され、S1の終点を意味するパルス1420も第3のパルス源から出力される(図14中1450)。実施例7では、この補正後の電荷転送信号に基づき画像を取得し、検査を行っていく。
【0126】
実施例7では、十分小さい第3のパルスのパルス幅を単位に、補正後の電荷転送信号を出力することが可能となる。よって、実施例7は、電荷転送信号の変化、言い換えるならウェハ101の位置の変化が微小な場合に特に有効である。
【実施例8】
【0127】
次に実施例8について説明する。
【0128】
実施例1乃至7ではウェハチャックの実移動量を観察することが可能となる。
よって、このウェハチャックの実移動量と検査回数(時間変化やステージの移動ピッチであっても良い)との関係を得ることにより、搬送系の経年変化を知ることができる。
【0129】
図15は実施例8の詳細を説明する全体制御部115が行うフローチャートである。 実施例8の思想は実施例1乃至7に適用可能であるが、図15では、実施例1に実施例8の思想を適用した場合について説明する。
【0130】
ステップ1501乃至1506までは図4とほぼ同様である。
【0131】
ステップ1501では、Xステージ106を一定のピッチで移動する。
【0132】
ステップ1502では、Xステージの移動量Amを計測する。
【0133】
ステップ1503では、Aに基づいて電荷転送信号Smを出力する。
【0134】
ステップ1504では、1502,1503と並行して、ウェハチャック102、言い換えるならウェハ101の変位量Bmを計測する。
【0135】
ステップ1505では補正後移動量Am+Bmを算出する。
【0136】
ステップ1506では、Am+Bmとmとの関係を記憶し、プロットしていく。
【0137】
この時、Amとmとの関係、及びBmとmとの関係を並行して記憶し、プロットしても良い。
【0138】
そうすれば、Xステージ106固有の異常、ウェハチャック102固有の異常を知ることができる。
【0139】
ステップ1507では、Am+Bmが閾値以上か否かを判定する。閾値以上である場合ステップ1508に進む。閾値未満である場合、後述するステップS1520に進む。なお、閾値の値はユーザを任意に設定することができる。
【0140】
ステップ1508では、閾値を超えた場合は、搬送系に異常があることを意味しているので、アラームを出力する(この出力はユーザの任意としても良い)。
【0141】
ステップ1509では、検査を継続するか否かユーザが選択する(もちろん全体制御部115で自動的に選択されるようにしても良い)。
【0142】
実施例8では、搬送系に異常があった場合でもその異常を電荷転送信号に反映して補正することができるので、検査を続行することが可能となる。
【0143】
この効果は、比較的劣悪な装置環境下では特に顕著である。
【0144】
ステップ1509で、「検査を継続する」を選択した場合は、後述するステップ1510に進む。
【0145】
ステップ1509で、「検査を継続しない」を選択した場合は、後述するステップ1511に進む。
【0146】
ステップ1510では、検査が規定の回数mに達したか否かを確認する。
【0147】
mに達していない場合は、S1501に戻る。
【0148】
mに達した場合は、後述するステップS1511に進む。
【0149】
ステップ1511では、プロット結果を表示し、終了となる。
【0150】
図16に、実施例8において表示されるプロット結果を示す。
【0151】
検査回数10回目までは、Am+Bmは直線であり、その変化は一定である。これは、搬送系が異常なく(又は異常があったとしても検査をする上では問題なく)一定のピッチで移動できていることを示している。
【0152】
一方、検査回数11回目では、Am+Bmが極端に高い数値を示している。これは搬送系に実用上無視できない何らかの異常があったことを示している。
【0153】
実施例8では、検査回数11回目でのデータを取得した時点でアラームを出力する。
【0154】
このように、表示することでユーザは搬送系に異常があったことを迅速に確認することができる。
【0155】
なお、前述したように、実施例8では、異常が確認された後、つまり検査回数11回目以降も、その異常を電荷転送信号に反映して補正することができるので、検査を続行することが可能となる。
【実施例9】
【0156】
次に実施例9について説明する。
【0157】
実施例9は装置の光学的な設計により、検出器と検出器に結像される像との結像関係のずれの影響を低減するものである。実施例9は実施例1乃至8に適用可能であるが、ここでは、実施例1に実施例9の思想を適用した場合について言及する。
【0158】
図17は実施例9を説明する図である。
【0159】
図1の照明光学系117からの光は、ウェハ101上に、楕円を細線化した形状の照明スポット(細線照明1701)として照明される。そして図1のウェハ101からの散乱光は検出光学系111を介して、検出器112上に像1702として結像される。
【0160】
ここで、像1702は、Xステージ移動方向については、1画素の幅より相対的に十分小さく、Yステージ移動方向については検出器112よりも相対的に十分大きく、結像されることが望ましい。このような光学的な設計によって、検出器112と検出器に結像される像との結像関係のずれの影響を低減することが可能となる。
【0161】
上記の実施例1乃至9でも主にXステージが比較的長距離の走査を行い、搬送系の位置ずれが起こりやすいと考えられることから、Xステージの移動方向について言及したが、実施例1乃至9に開示される内容は、Yステージの移動方向について適用しても良い。
【0162】
なお、実施例1乃至9では、半導体ウェハの暗視野欠陥検査装置について説明したが、これに限定されるものではなく、明視野視欠陥検査装置や、半導体以外の液晶装置やマスク装置など、高速で高精度を要求する検査装置にも適用可能である。
【0163】
実施例1乃至9に開示される内容は、電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積する検出器を用いた検査装置には特に好適である。
【符号の説明】
【0164】
101 ウェハ
102 ウェハチャック
103 Θステージ
104 Zステージ
105 Yステージ
106 Xステージ
107 Yステージ用リニアスケール
108 Xステージ用リニアスケール
109 ステージコントローラ
110 計測部
111 検出光学系
112 検出器
113 センサ制御部
114 画像処理部
115 全体制御部
116 入出力操作部
117 照明光学系
118 装置架台
119 位置ずれ情報記憶部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板を検査する検査装置において、
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を移動する移動部と、
前記基板に光を照射する照射部と、
前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、
前記基板保持部と前記移動部との相対的な位置の変化を計測する計測部と、
処理部と、を有し
前記電荷蓄積型検出部は、
前記計測部の計測結果に基づいて得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、
前記処理部は、
前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項2】
請求項1に記載の検査装置において、
前記計測部は、
前記基板保持部の位置の変化を計測する第1の計測部を含むことを特徴とする検査装置。
【請求項3】
請求項2に記載の検査装置において、
前記第1の計測部は、
第1の干渉光学系であり、
前記第1の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする検査装置。
【請求項4】
請求項3に記載の検査装置において、
前記第1の干渉光学系は、
前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項5】
請求項3に記載の検査装置において、
前記第1の干渉光学系は、
前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項6】
請求項1に記載の検査装置において、
前記基板からの光を前記電荷蓄積型検出部へ結像させる結像部を有し、
前記計測部は、
前記結像部の位置の変化を計測する第2の計測部を含むことを特徴とする検査装置。
【請求項7】
請求項6に記載の検査装置において、
前記第2の計測部は、第2の干渉光学系であり、
前記第2の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする検査装置。
【請求項8】
請求項7に記載の検査装置において、
前記第2の干渉光学系は、
前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項9】
請求項7に記載の検査装置において、
前記第2の干渉光学系は、
前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項10】
請求項1に記載の検査装置において、
前記処理部は、
前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする検査装置。
【請求項11】
請求項1に記載の検査装置において、
補正前の電荷転送信号を決定するためのパルスを出力するパルス源と、
前記パルス源よりも高い周波数を有する高周波パルス源と、を有し、
前記処理部は、
前記補正前の電荷転送信号を、前記高周波パルス源からのパルスに基づいて補正し、
補正後の電荷転送信号は、前記高周波パルス源から出力されることを特徴とする検査装置。
【請求項12】
基板を検査する検査装置において、
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を移動する移動部と、
前記基板に光を照射する照射部と、
前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、
処理部と、を有し
前記処理部は、
少なくとも2枚の画像から前記基板の位置ずれを得て、前記位置ずれから前記電荷蓄積型検出部が電荷を蓄積するための電荷転送信号を決定し、
前記電荷蓄積型検出部は、
前記位置ズレから得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、
前記処理部は、
前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項13】
請求項12に記載の検査装置において、
前記処理部は、
前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする検査装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2012−68179(P2012−68179A)
【公開日】平成24年4月5日(2012.4.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−214662(P2010−214662)
【出願日】平成22年9月27日(2010.9.27)
【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)】