JP2002310929A - 欠陥検査装置 - Google Patents
欠陥検査装置Info
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検査パターンと基準パターンとの間で、１
画素未満の大きさの位置ずれを補正し、擬似欠陥の発生
を防止した欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 被検査パターンと基準パターンとを比較
して被検査パターンの欠陥の有無を検査する欠陥検査装
置において、基板上にレーザ光を走査させてその反射光
を検知することにより被検査パターンのパターンエッジ
を検出するエッジ検出手段を含み、被検査パターンのパ
ターンエッジがＣＣＤの画素の一辺に略一致するように
基板と撮像手段の相対的な位置を調整した後に被検査パ
ターンを撮影する。
画素未満の大きさの位置ずれを補正し、擬似欠陥の発生
を防止した欠陥検査装置を提供する。 【解決手段】 被検査パターンと基準パターンとを比較
して被検査パターンの欠陥の有無を検査する欠陥検査装
置において、基板上にレーザ光を走査させてその反射光
を検知することにより被検査パターンのパターンエッジ
を検出するエッジ検出手段を含み、被検査パターンのパ
ターンエッジがＣＣＤの画素の一辺に略一致するように
基板と撮像手段の相対的な位置を調整した後に被検査パ
ターンを撮影する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、欠陥検査装置に関
し、特に、微細なパターンの欠陥を検出する欠陥検査装
置に関する。
し、特に、微細なパターンの欠陥を検出する欠陥検査装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体基板上の配線パターン等の欠陥を
検査する欠陥検査装置では、欠陥の存在しない基準パタ
ーンと、被検査パターンとを比較することにより、パタ
ーン形状が一致しない箇所を欠陥として検出している。
図７（ａ）（ｂ）は、特開平５−２８１１５４号公報に
記載された欠陥検査工程の一例である。図７（ａ）に、
被検査パターン又は基準パターン５０の上面図を示す。
中央の４×４の矩形領域が検査領域５１であり、その４
辺に沿った領域が位置合わせ領域５２である。
検査する欠陥検査装置では、欠陥の存在しない基準パタ
ーンと、被検査パターンとを比較することにより、パタ
ーン形状が一致しない箇所を欠陥として検出している。
図７（ａ）（ｂ）は、特開平５−２８１１５４号公報に
記載された欠陥検査工程の一例である。図７（ａ）に、
被検査パターン又は基準パターン５０の上面図を示す。
中央の４×４の矩形領域が検査領域５１であり、その４
辺に沿った領域が位置合わせ領域５２である。
【０００３】かかる検査工程では、まず、検査領域５１
に対して、図７（ｂ）に示すような、連続したＣＣＤの
４つの画素からなるエッジ検出フィルタ５３を適用す
る。例えば、検出すべきエッジが上下方向に延びている
場合を考える。検査領域５１の上方の位置合わせ領域５
２に対してエッジ検出フィルタ５３を重ねる。続いて、
エッジ検出フィルタ５３の４つの画素の階調度を検出す
る。かかるエッジ検出フィルタ５３では、図７（ｂ）に
示すように、（１）フィルタ出力が負の場合には、エッ
ジはｆｉ，ｊとｆｉ＋１，ｊの間にあり、（２）フィル
タ出力が０の場合には、エッジはｆｉ＋１，ｊとｆ
ｉ＋２，ｊとの間にあり、（３）フィルタ出力が正の場
合には、エッジはｆｉ＋２，ｊとｆｉ＋３，ｊとの間に
あると検出される。このように、被検査パターン及び基
準パターンの双方に対して、検査領域５１の外部の４辺
でエッジ検出を行う。次に、被検査パターンと基準パタ
ーンの、４辺でのエッジ位置の差をそれぞれ求める。そ
して、かかる差の絶対値和が最小となるように、被検査
パターンと基準パターンとの相対位置を補正する。最後
に、被検査パターンと基準パターンとを比較して、違い
がある場合には被検査パターンに欠陥があるものと認識
する。
に対して、図７（ｂ）に示すような、連続したＣＣＤの
４つの画素からなるエッジ検出フィルタ５３を適用す
る。例えば、検出すべきエッジが上下方向に延びている
場合を考える。検査領域５１の上方の位置合わせ領域５
２に対してエッジ検出フィルタ５３を重ねる。続いて、
エッジ検出フィルタ５３の４つの画素の階調度を検出す
る。かかるエッジ検出フィルタ５３では、図７（ｂ）に
示すように、（１）フィルタ出力が負の場合には、エッ
ジはｆｉ，ｊとｆｉ＋１，ｊの間にあり、（２）フィル
タ出力が０の場合には、エッジはｆｉ＋１，ｊとｆ
ｉ＋２，ｊとの間にあり、（３）フィルタ出力が正の場
合には、エッジはｆｉ＋２，ｊとｆｉ＋３，ｊとの間に
あると検出される。このように、被検査パターン及び基
準パターンの双方に対して、検査領域５１の外部の４辺
でエッジ検出を行う。次に、被検査パターンと基準パタ
ーンの、４辺でのエッジ位置の差をそれぞれ求める。そ
して、かかる差の絶対値和が最小となるように、被検査
パターンと基準パターンとの相対位置を補正する。最後
に、被検査パターンと基準パターンとを比較して、違い
がある場合には被検査パターンに欠陥があるものと認識
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】かかる欠陥検査工程で
は、エッジ検出フィルタ５３の１画素（ＣＣＤの１画
素）単位で、被検査パターンと基準パターンとの相対位
置が補正されるため、１画素未満の位置のずれを補正す
ることができない。例えば、エッジ検出フィルタ５３が
有する１の画素に対して、配線層が６０％を占有してい
る場合には、その画素すべてを配線層が占有していると
判断されるため、かかる位置ずれは検出されないことと
なる。
は、エッジ検出フィルタ５３の１画素（ＣＣＤの１画
素）単位で、被検査パターンと基準パターンとの相対位
置が補正されるため、１画素未満の位置のずれを補正す
ることができない。例えば、エッジ検出フィルタ５３が
有する１の画素に対して、配線層が６０％を占有してい
る場合には、その画素すべてを配線層が占有していると
判断されるため、かかる位置ずれは検出されないことと
なる。
【０００５】しかし、近年、半導体デバイスの微細化に
伴い、配線層等のパターン幅がＣＣＤの１画素の幅程度
またはこれより小さくなり、欠陥検査装置で検出しなけ
ればならない欠陥の大きさも１画素未満の大きさとなっ
ている。このため、被検査パターンと基準パターンとの
間に１画素未満の位置ずれがある場合に、欠陥ではない
にもかかわらず被検査パターンの欠陥として認識される
疑似欠陥が発生し問題となっていた。
伴い、配線層等のパターン幅がＣＣＤの１画素の幅程度
またはこれより小さくなり、欠陥検査装置で検出しなけ
ればならない欠陥の大きさも１画素未満の大きさとなっ
ている。このため、被検査パターンと基準パターンとの
間に１画素未満の位置ずれがある場合に、欠陥ではない
にもかかわらず被検査パターンの欠陥として認識される
疑似欠陥が発生し問題となっていた。
【０００６】そこで、本発明は、被検査パターンと基準
パターンとの間で、１画素未満の大きさの位置ずれを補
正し、擬似欠陥の発生を防止した欠陥検査装置を提供す
ることを目的とする。
パターンとの間で、１画素未満の大きさの位置ずれを補
正し、擬似欠陥の発生を防止した欠陥検査装置を提供す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するために手段】本発明は、被検査パター
ンと基準パターンとを比較して、該被検査パターンの欠
陥の有無を検査する欠陥検査装置であって、被検査パタ
ーンが形成された基板を載置するステージと、該基板上
にレーザ光を走査させてその反射光を検知することによ
り、該被検査パターンのパターンエッジを検出するエッ
ジ検出手段と、該ステージの上方に配置され該被検査パ
ターンをＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素
子）で撮影する撮像手段と、該撮像手段で得られた該被
検査パターンのデータと、基準パターンのデータとを比
較して、該被検査パターンの欠陥の有無を検出する検出
手段と、該基板と該撮像手段との相対的な位置を調整す
る調整手段とを含み、該被検査パターンの該パターンエ
ッジが該ＣＣＤの画素の一辺に略一致するように、該調
整手段で該基板と該撮像手段の相対的な位置を調整した
後に、該撮像手段で該被検査パターンを撮影することを
特徴とする欠陥検査装置である。かかる欠陥検査装置で
は、レーザ光を用いてパターンエッジを検出して、パタ
ーンエッジと画素端部の位置合わせを行うため、パター
ンエッジと画素端部との位置ずれに起因する擬似欠陥の
発生を防止でき、精度良く被検査パターンの検査を行う
ことができる。特に、撮像カメラの１画素の幅より狭い
幅を有する被検査パターンであっても、高精度の欠陥検
査が可能となる。このため、微細化、集積化された半導
体装置の欠陥検査を容易にかつ高精度で行うことができ
る。
ンと基準パターンとを比較して、該被検査パターンの欠
陥の有無を検査する欠陥検査装置であって、被検査パタ
ーンが形成された基板を載置するステージと、該基板上
にレーザ光を走査させてその反射光を検知することによ
り、該被検査パターンのパターンエッジを検出するエッ
ジ検出手段と、該ステージの上方に配置され該被検査パ
ターンをＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素
子）で撮影する撮像手段と、該撮像手段で得られた該被
検査パターンのデータと、基準パターンのデータとを比
較して、該被検査パターンの欠陥の有無を検出する検出
手段と、該基板と該撮像手段との相対的な位置を調整す
る調整手段とを含み、該被検査パターンの該パターンエ
ッジが該ＣＣＤの画素の一辺に略一致するように、該調
整手段で該基板と該撮像手段の相対的な位置を調整した
後に、該撮像手段で該被検査パターンを撮影することを
特徴とする欠陥検査装置である。かかる欠陥検査装置で
は、レーザ光を用いてパターンエッジを検出して、パタ
ーンエッジと画素端部の位置合わせを行うため、パター
ンエッジと画素端部との位置ずれに起因する擬似欠陥の
発生を防止でき、精度良く被検査パターンの検査を行う
ことができる。特に、撮像カメラの１画素の幅より狭い
幅を有する被検査パターンであっても、高精度の欠陥検
査が可能となる。このため、微細化、集積化された半導
体装置の欠陥検査を容易にかつ高精度で行うことができ
る。
【０００８】上記エッジ検出手段は、上記レーザ光の光
源と、該レーザ光の反射光を受光する検知器とを含むこ
とが好ましい。かかるレーザ光を用いることにより、被
検査パターンのパターンエッジを正確に検出することが
できる。
源と、該レーザ光の反射光を受光する検知器とを含むこ
とが好ましい。かかるレーザ光を用いることにより、被
検査パターンのパターンエッジを正確に検出することが
できる。
【０００９】上記エッジ検出手段は、異なる２方向から
独立した２つのレーザ光を上記基板上に照射して、上記
パターンエッジを検出する手段であることが好ましい。
独立した２つのレーザ光を上記基板上に照射して、上記
パターンエッジを検出する手段であることが好ましい。
【００１０】上記２つのレーザ光の水平成分は、略直交
することが好ましい。
することが好ましい。
【００１１】上記エッジ検出手段は、上記反射光の散乱
強度が最大となる上記レーザ光の照射位置を、上記被検
査パターンのパターンエッジとして検出する手段である
ことが好ましい。なお、被検査パターンを形成した基板
へのレーザ光の入射角は４５°程度が好ましい。
強度が最大となる上記レーザ光の照射位置を、上記被検
査パターンのパターンエッジとして検出する手段である
ことが好ましい。なお、被検査パターンを形成した基板
へのレーザ光の入射角は４５°程度が好ましい。
【００１２】上記エッジ検出手段が、直接偏光子及び位
相子から選択される一の偏光子を含み、上記レーザ光を
偏光させて上記基板上に照射するものであっても良い。
このように、レーザ光を偏光させてパターンエッジの検
出に用いることにより、パターンエッジにおける散乱光
強度の変化の検出が容易となり、パターンエッジを正確
に検出することができる。
相子から選択される一の偏光子を含み、上記レーザ光を
偏光させて上記基板上に照射するものであっても良い。
このように、レーザ光を偏光させてパターンエッジの検
出に用いることにより、パターンエッジにおける散乱光
強度の変化の検出が容易となり、パターンエッジを正確
に検出することができる。
【００１３】上記調整手段は、上記ステージと上記撮像
手段の少なくとも一方を動かして、該ステージと該撮像
手段の相対的な位置を調整する手段であることが好まし
い。即ち、欠陥検査装置の形状や構成を考慮して、ステ
ージ及び／又は撮像手段を移動させて、ステージ上に載
置された被検査パターンのパターンエッジと、撮像手段
の画素の端部との位置合わせを行うことが好ましい。
手段の少なくとも一方を動かして、該ステージと該撮像
手段の相対的な位置を調整する手段であることが好まし
い。即ち、欠陥検査装置の形状や構成を考慮して、ステ
ージ及び／又は撮像手段を移動させて、ステージ上に載
置された被検査パターンのパターンエッジと、撮像手段
の画素の端部との位置合わせを行うことが好ましい。
【００１４】上記基準パターンのデータは、複数の上記
被検査パターンから選択された、欠陥の無い該被検査パ
ターンのデータであっても良い。かかる被検査パターン
の画像データを基準として、他の被検査パターンの欠陥
の有無を検査するものである。
被検査パターンから選択された、欠陥の無い該被検査パ
ターンのデータであっても良い。かかる被検査パターン
の画像データを基準として、他の被検査パターンの欠陥
の有無を検査するものである。
【００１５】上記基準パターンのデータは、上記被検査
パターンのＣＡＤデータであっても良い。かかるＣＡＤ
データを基準として、被検査パターンの欠陥の有無を検
査するものである。
パターンのＣＡＤデータであっても良い。かかるＣＡＤ
データを基準として、被検査パターンの欠陥の有無を検
査するものである。
【００１６】上記被検査パターンのパターン幅は、上記
画素の幅より小さいものでも良い。このように、本発明
にかかる欠陥検査装置では、撮像手段に含まれるＣＣＤ
の画素幅よりパターン幅の小さい被検査パターンであっ
ても、レーザ光を用いてパターンエッジを検出して、パ
ターンエッジと画素端部の位置合わせが可能となる。こ
のため、かかるパターン幅の小さい被検査パターンに対
しても、高精度な欠陥検査が可能となる。
画素の幅より小さいものでも良い。このように、本発明
にかかる欠陥検査装置では、撮像手段に含まれるＣＣＤ
の画素幅よりパターン幅の小さい被検査パターンであっ
ても、レーザ光を用いてパターンエッジを検出して、パ
ターンエッジと画素端部の位置合わせが可能となる。こ
のため、かかるパターン幅の小さい被検査パターンに対
しても、高精度な欠陥検査が可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、全体が１００で示され
る、本発明かかる欠陥検査装置の概略図である。欠陥検
査装置１００は、ステージ１を含む。ステージ１には基
準となる直交２軸（ｘ軸、ｙ軸）からなる基準軸が設定
されている。後述するレーザ光の照射位置や撮像カメラ
の位置は、かかる基準軸を基準として設定される。ま
た、ステージ１は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｘｙ平面内で
の回転方向θに移動できる。ステージ１上には、被検査
ウエハ２が載置される。
る、本発明かかる欠陥検査装置の概略図である。欠陥検
査装置１００は、ステージ１を含む。ステージ１には基
準となる直交２軸（ｘ軸、ｙ軸）からなる基準軸が設定
されている。後述するレーザ光の照射位置や撮像カメラ
の位置は、かかる基準軸を基準として設定される。ま
た、ステージ１は、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｘｙ平面内で
の回転方向θに移動できる。ステージ１上には、被検査
ウエハ２が載置される。
【００１８】欠陥検査装置１００は、また、ステージ１
の上方に光源３とハーフミラー４を含み、光源３から照
射された光５はハーフミラー４に反射されて被検査ウエ
ハ２に照射される。更に、ステージ１の上方には、ＣＣ
Ｄを備えた撮像カメラ６が設けられている。撮像カメラ
６は、ハーフミラー４を通して、被検査ウエハ２上のパ
ターンを撮影する。撮影された画像データは、画像処理
／画像比較部７に送られる。
の上方に光源３とハーフミラー４を含み、光源３から照
射された光５はハーフミラー４に反射されて被検査ウエ
ハ２に照射される。更に、ステージ１の上方には、ＣＣ
Ｄを備えた撮像カメラ６が設けられている。撮像カメラ
６は、ハーフミラー４を通して、被検査ウエハ２上のパ
ターンを撮影する。撮影された画像データは、画像処理
／画像比較部７に送られる。
【００１９】欠陥検査装置１００は、更に、レーザ部Ｘ
８とレーザ部Ｙ９とを含む。レーザ部Ｘ８から出射され
たレーザ光１８は、ステージ１のｘ軸方向に、斜め上方
から被検査ウエハ２の表面に入射する。被検査ウエハ２
の表面で反射されたレーザ光１８は受光部Ｘ１１に入射
し検知される。同様に、レーザ部Ｙ９から出射されたレ
ーザ光１９は、ステージ１のｙ軸方向に、斜め上方から
被検査ウエハ２の表面に入射する。被検査ウエハ２の表
面で反射されたレーザ光１９は受光部Ｙ１０に入射し検
知される。被検査ウエハ２の表面に対するレーザ光１
８、１９の入射角は、４５°程度が好ましい。受光部Ｘ
１１、受光部Ｙ１０で検知されたデータは、例えばコン
ピュータからなるパターン端部位置検出部１２に送られ
る。
８とレーザ部Ｙ９とを含む。レーザ部Ｘ８から出射され
たレーザ光１８は、ステージ１のｘ軸方向に、斜め上方
から被検査ウエハ２の表面に入射する。被検査ウエハ２
の表面で反射されたレーザ光１８は受光部Ｘ１１に入射
し検知される。同様に、レーザ部Ｙ９から出射されたレ
ーザ光１９は、ステージ１のｙ軸方向に、斜め上方から
被検査ウエハ２の表面に入射する。被検査ウエハ２の表
面で反射されたレーザ光１９は受光部Ｙ１０に入射し検
知される。被検査ウエハ２の表面に対するレーザ光１
８、１９の入射角は、４５°程度が好ましい。受光部Ｘ
１１、受光部Ｙ１０で検知されたデータは、例えばコン
ピュータからなるパターン端部位置検出部１２に送られ
る。
【００２０】パターン端部位置検出部１２では、受光部
Ｘ１１、受光部Ｙ１０で検知されたレーザ光１８、１９
の散乱強度から、散乱強度が最大となる位置を被検査ウ
エハ２上のパターンのパターンエッジとして検出する。
かかるパターンエッジの位置情報は、基準軸のｘｙ座標
として記憶される。
Ｘ１１、受光部Ｙ１０で検知されたレーザ光１８、１９
の散乱強度から、散乱強度が最大となる位置を被検査ウ
エハ２上のパターンのパターンエッジとして検出する。
かかるパターンエッジの位置情報は、基準軸のｘｙ座標
として記憶される。
【００２１】図２（ａ）（ｂ）は、パターンエッジの検
出工程の一部を示したものである。図２（ａ）は、被検
査ウエハ２の一部であり、基板２０上に、例えば金属の
パターン２１が形成されている。また、図２（ｂ）は、
図２（ａ）のＡＡ方向の断面図である。
出工程の一部を示したものである。図２（ａ）は、被検
査ウエハ２の一部であり、基板２０上に、例えば金属の
パターン２１が形成されている。また、図２（ｂ）は、
図２（ａ）のＡＡ方向の断面図である。
【００２２】図２（ｂ）に示すように、パターンエッジ
２２検出用のレーザ光２３が、約４５°の入射角で基板
２０の表面に入射し、表面で反射したレーザ光が検知器
（図示せず）で検知される。基板２０を載置したステー
ジ（図示せず）が移動することにより、レーザ光２３が
基板２０上で走査される。図２（ｂ）では、図の左から
右方向に走査される。走査されたレーザ光２３は、パタ
ーン２１の側壁にあたった場合に散乱され、検知器（図
示せず）で受光される反射光の強度が低下する。従っ
て、レーザ光２３の散乱強度が最も大きくなる位置を検
出することにより、パターンエッジ２２を検出すること
ができる。検知器で検出された反射光の強度分布は、パ
ターン端部位置検出部（図示せず）に送られ、基準軸上
の位置情報（座標データ）として記憶される。
２２検出用のレーザ光２３が、約４５°の入射角で基板
２０の表面に入射し、表面で反射したレーザ光が検知器
（図示せず）で検知される。基板２０を載置したステー
ジ（図示せず）が移動することにより、レーザ光２３が
基板２０上で走査される。図２（ｂ）では、図の左から
右方向に走査される。走査されたレーザ光２３は、パタ
ーン２１の側壁にあたった場合に散乱され、検知器（図
示せず）で受光される反射光の強度が低下する。従っ
て、レーザ光２３の散乱強度が最も大きくなる位置を検
出することにより、パターンエッジ２２を検出すること
ができる。検知器で検出された反射光の強度分布は、パ
ターン端部位置検出部（図示せず）に送られ、基準軸上
の位置情報（座標データ）として記憶される。
【００２３】更に、基準軸のｘ軸に沿ってステージを往
復させながら、ｙ軸方向に一定の間隔で移動させること
により、被検査ウエハ２の表面全体に対してレーザ光２
３を走査させることができる。
復させながら、ｙ軸方向に一定の間隔で移動させること
により、被検査ウエハ２の表面全体に対してレーザ光２
３を走査させることができる。
【００２４】図３は、このようにして検出されたパター
ンエッジ４１を有するパターン４０の一例を示すもので
ある。図３からわかるように、パターン４０のパターン
エッジ４１が基準軸のｘ軸、ｙ軸から角度θだけ傾いて
いる。かかる場合は、図１のパターン端部位置検出部１
２から、ステージ制御回路１３に信号が出され、ステー
ジ１を角度θだけ回転させて、パターンエッジ４１がｘ
軸、ｙ軸と同一方向となるように補正する。補正を行っ
て、パターンエッジ４１をｘ軸又はｙ軸に平行にした後
に、再度、レーザ光２３の走査を行ってパターンエッジ
４１の位置情報を得る。
ンエッジ４１を有するパターン４０の一例を示すもので
ある。図３からわかるように、パターン４０のパターン
エッジ４１が基準軸のｘ軸、ｙ軸から角度θだけ傾いて
いる。かかる場合は、図１のパターン端部位置検出部１
２から、ステージ制御回路１３に信号が出され、ステー
ジ１を角度θだけ回転させて、パターンエッジ４１がｘ
軸、ｙ軸と同一方向となるように補正する。補正を行っ
て、パターンエッジ４１をｘ軸又はｙ軸に平行にした後
に、再度、レーザ光２３の走査を行ってパターンエッジ
４１の位置情報を得る。
【００２５】一方、撮像カメラ６のＣＣＤの画素の端部
の位置情報（座標）は、予め、ステージ制御回路１３に
記憶されている。これにより、画素の端部とパターンエ
ッジ４１との距離が略０となるように、ステージ１を移
動させる。
の位置情報（座標）は、予め、ステージ制御回路１３に
記憶されている。これにより、画素の端部とパターンエ
ッジ４１との距離が略０となるように、ステージ１を移
動させる。
【００２６】図４（Ａ）〜（Ｄ）に、パターンエッジと
ＣＣＤの画素の端部とを一致させる場合の具体例を示
す。図中、３０は基板であり、その上にＣＣＤの画素３
１が重ねて表示されている。また、３２は基板３０上に
形成されたパターンであり、３３がそのパターンエッジ
である。図４（Ａ）〜（Ｄ）では、すでにθ方向のずれ
は補正されているものとする。
ＣＣＤの画素の端部とを一致させる場合の具体例を示
す。図中、３０は基板であり、その上にＣＣＤの画素３
１が重ねて表示されている。また、３２は基板３０上に
形成されたパターンであり、３３がそのパターンエッジ
である。図４（Ａ）〜（Ｄ）では、すでにθ方向のずれ
は補正されているものとする。
【００２７】（Ａ）ではパターン３２の左側のパターン
エッジ３３が画素の端部と重ねられている。また、
（Ｂ）では、パターン３２の上側のパターンエッジ３３
が画素の端部と重ねられている。更に、（Ｃ）ではパタ
ーン３２の左側、上側双方のパターンエッジ３３が画素
の端部と重ねられている。（Ａ）〜（Ｃ）が、パターン
３２の幅が１画素の幅より小さなパターンの場合である
のに対し、（Ｄ）はパターン幅が、１画素の幅より大き
なパターンの場合であり。（Ｄ）の場合も同じくパター
ン３２の左側、上側双方のパターンエッジ３３が画素の
端部と重ねられている。
エッジ３３が画素の端部と重ねられている。また、
（Ｂ）では、パターン３２の上側のパターンエッジ３３
が画素の端部と重ねられている。更に、（Ｃ）ではパタ
ーン３２の左側、上側双方のパターンエッジ３３が画素
の端部と重ねられている。（Ａ）〜（Ｃ）が、パターン
３２の幅が１画素の幅より小さなパターンの場合である
のに対し、（Ｄ）はパターン幅が、１画素の幅より大き
なパターンの場合であり。（Ｄ）の場合も同じくパター
ン３２の左側、上側双方のパターンエッジ３３が画素の
端部と重ねられている。
【００２８】このような、パターンエッジと画素の端部
との位置合わせが行なわれた後に、撮像カメラ６により
被検査パターンの撮影が行なわれ、画像データが得られ
る。得られた画像データは、コンピュータ等からなる画
像処理／画像比較部７に記憶される。画像処理／画像比
較部７には、予め欠陥の無い基準パターンの画像データ
が入力されている。かかる基準パターンの画像データ
は、被検査パターンのＣＡＤデータでも良く、予め欠陥
の無い被検査パターンを撮影して得られたデータでも良
い。そして、画像処理／画像比較部７において、被検査
パターンと基準パターンとの画像比較検査が行なわれ、
両パターン間で異なっている部分が欠陥として検出され
る。
との位置合わせが行なわれた後に、撮像カメラ６により
被検査パターンの撮影が行なわれ、画像データが得られ
る。得られた画像データは、コンピュータ等からなる画
像処理／画像比較部７に記憶される。画像処理／画像比
較部７には、予め欠陥の無い基準パターンの画像データ
が入力されている。かかる基準パターンの画像データ
は、被検査パターンのＣＡＤデータでも良く、予め欠陥
の無い被検査パターンを撮影して得られたデータでも良
い。そして、画像処理／画像比較部７において、被検査
パターンと基準パターンとの画像比較検査が行なわれ、
両パターン間で異なっている部分が欠陥として検出され
る。
【００２９】かかる画像比較検査には、２種類の検査方
法がある。一の検査は、被検査ウエハ２上に形成された
複数のダイに対して、それぞれのダイ全体の被検査パタ
ーンを基準パターンと比較するダイ間比較検査である。
他の検査は、被検査ウエハ２上に形成された複数のダイ
のうち、それぞれのダイ内に設けられたセルの被検査パ
ターンと基準パターンとを比較するセル間比較検査であ
る。即ち、１のダイ内に繰り返し形成されたセルアレイ
（例えば、図５のＡ、Ｂ）の被検査パターンを、基準パ
ターンと比較する場合である。
法がある。一の検査は、被検査ウエハ２上に形成された
複数のダイに対して、それぞれのダイ全体の被検査パタ
ーンを基準パターンと比較するダイ間比較検査である。
他の検査は、被検査ウエハ２上に形成された複数のダイ
のうち、それぞれのダイ内に設けられたセルの被検査パ
ターンと基準パターンとを比較するセル間比較検査であ
る。即ち、１のダイ内に繰り返し形成されたセルアレイ
（例えば、図５のＡ、Ｂ）の被検査パターンを、基準パ
ターンと比較する場合である。
【００３０】このように、本発明を用いることにより、
ダイ間比較検査を行う場合、被検査パターンのパターン
エッジと画素の端部との合わせ方がダイ間で異なること
がなくなる。このため、パターンエッジと画素の端部と
の間の１画素以下の位置ずれに起因する擬似欠陥の発生
を防止できる。また、セル間比較検査では、それぞれの
セルのパターンと画素の端部との位置関係が全てのセル
に対して等しくなり、ウエハ全面において最も高い欠陥
検出感度での検査が可能となる。
ダイ間比較検査を行う場合、被検査パターンのパターン
エッジと画素の端部との合わせ方がダイ間で異なること
がなくなる。このため、パターンエッジと画素の端部と
の間の１画素以下の位置ずれに起因する擬似欠陥の発生
を防止できる。また、セル間比較検査では、それぞれの
セルのパターンと画素の端部との位置関係が全てのセル
に対して等しくなり、ウエハ全面において最も高い欠陥
検出感度での検査が可能となる。
【００３１】欠陥検査装置１００では、レーザ光１８と
レーザ光１９の水平成分とが、略直交するようにレーザ
部Ｘ８、レーザ部Ｙ９が設けられているが、このように
略直交とならなくても構わない。即ち、図２（ｂ）に示
すように、被検査ウエハ２上のパターンのパターンエッ
ジが検出できれば、レーザ光１８とレーザ光１９との間
の角度は９０°でなくてもよい。なお、パターンによっ
ては、レーザ光１８又はレーザ光１９の一方のみを用い
てパターンエッジを検出してもかまわない。
レーザ光１９の水平成分とが、略直交するようにレーザ
部Ｘ８、レーザ部Ｙ９が設けられているが、このように
略直交とならなくても構わない。即ち、図２（ｂ）に示
すように、被検査ウエハ２上のパターンのパターンエッ
ジが検出できれば、レーザ光１８とレーザ光１９との間
の角度は９０°でなくてもよい。なお、パターンによっ
ては、レーザ光１８又はレーザ光１９の一方のみを用い
てパターンエッジを検出してもかまわない。
【００３２】また、欠陥検査装置１００で使用されるレ
ーザ光１８、１９を、直線偏光子（図示せず）を用いて
偏光させてもかまわない。かかる偏光子を用いた場合、
パターンエッジの検出に必要な散乱光強度の変化を効率
的に検出することが可能となる。また、位相子（図示せ
ず）を用いてレーザ光１８、１９を楕円偏光又は円偏光
させても構わない。これにより、パターンエッジの検出
に必要な散乱光強度の変化を効率的に検出することが可
能となる。
ーザ光１８、１９を、直線偏光子（図示せず）を用いて
偏光させてもかまわない。かかる偏光子を用いた場合、
パターンエッジの検出に必要な散乱光強度の変化を効率
的に検出することが可能となる。また、位相子（図示せ
ず）を用いてレーザ光１８、１９を楕円偏光又は円偏光
させても構わない。これにより、パターンエッジの検出
に必要な散乱光強度の変化を効率的に検出することが可
能となる。
【００３３】図６は、全体が２００で示される、本実施
の形態にかかる他の欠陥検査装置の概略図である。図
中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。欠陥
検査装置２００では、撮像カメラ６がカメラ保持用ステ
ージ１４の搭載されている。カメラ保持用ステージ１４
は、パターン端部位置検出部１２からの信号により、ス
テージの位置が制御される。図１に示した欠陥検査装置
１００では、被検査ウエハ２が載置されたステージ１を
移動させてパターンエッジと画素の端部との位置合わせ
を行った。これに対して、図６に示す欠陥検査装置２０
０では、ステージ１とカメラ保持用ステージ１４と一
方、又は双方を移動させて、位置合わせを行っている。
の形態にかかる他の欠陥検査装置の概略図である。図
中、図１と同一符号は、同一又は相当箇所を示す。欠陥
検査装置２００では、撮像カメラ６がカメラ保持用ステ
ージ１４の搭載されている。カメラ保持用ステージ１４
は、パターン端部位置検出部１２からの信号により、ス
テージの位置が制御される。図１に示した欠陥検査装置
１００では、被検査ウエハ２が載置されたステージ１を
移動させてパターンエッジと画素の端部との位置合わせ
を行った。これに対して、図６に示す欠陥検査装置２０
０では、ステージ１とカメラ保持用ステージ１４と一
方、又は双方を移動させて、位置合わせを行っている。
【００３４】なお、欠陥検査装置１００、２００では、
撮像カメラ６で撮影された被検査ウエハ２の画像は、２
５６階調のグレーイメージ像として撮影される。また、
画像処理／画像比較部７での比較処理は８ビットのデー
タ処理で行われる。ここで、バックグラウンドノイズ
（正常なパターンのパターンエッジ以外の箇所において
発生するノイズ）の大きさは、一般に１０程度である。
従って、パターンエッジと画素の端部との位置合わせ後
における、両者間の微小な位置ずれ（位置合わせ誤差）
に起因するパターンエッジのノイズが、パックグラウン
ドノイズと同程度の１０以下であれば、かかる誤差は擬
似欠陥として認識されることはない。
撮像カメラ６で撮影された被検査ウエハ２の画像は、２
５６階調のグレーイメージ像として撮影される。また、
画像処理／画像比較部７での比較処理は８ビットのデー
タ処理で行われる。ここで、バックグラウンドノイズ
（正常なパターンのパターンエッジ以外の箇所において
発生するノイズ）の大きさは、一般に１０程度である。
従って、パターンエッジと画素の端部との位置合わせ後
における、両者間の微小な位置ずれ（位置合わせ誤差）
に起因するパターンエッジのノイズが、パックグラウン
ドノイズと同程度の１０以下であれば、かかる誤差は擬
似欠陥として認識されることはない。
【００３５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
にかかる欠陥検査装置を用いることにより、パターンエ
ッジと画素端部との位置ずれを擬似欠陥として検出する
ことを防止できる。
にかかる欠陥検査装置を用いることにより、パターンエ
ッジと画素端部との位置ずれを擬似欠陥として検出する
ことを防止できる。
【００３６】このため、撮像カメラの１画素の幅より狭
い幅のパターンであっても、高精度の欠陥検査が可能と
なる。
い幅のパターンであっても、高精度の欠陥検査が可能と
なる。
【図１】 本発明の実施の形態にかかる欠陥検査装置の
概略図である。
概略図である。
【図２】 パターンエッジの検出工程の一例である。
【図３】 検出されたパターンの一例である。
【図４】 パターンエッジとＣＣＤの画素の端部とを一
致させる工程の一例である。
致させる工程の一例である。
【図５】 １のダイ内に繰り返し形成されたセルアレイ
である。
である。
【図６】 本発明の実施の形態にかかる他の欠陥検査装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図７】 従来のパターンエッジの検出工程の一例であ
る。
る。
１ ステージ、２ 被検査ウエハ、３ 光源、４ ハー
フミラー、５ 光、６撮像カメラ、７ 画像処理／画像
比較部、８ レーザ部Ｘ、９ レーザ部Ｙ、１０ 受光
部Ｙ、１１ 受光部Ｘ、１２ パターン端部位置検出
部、１３ ステージ制御回路、１８、１９ レーザ光、
１００ 欠陥検査装置。
フミラー、５ 光、６撮像カメラ、７ 画像処理／画像
比較部、８ レーザ部Ｘ、９ レーザ部Ｙ、１０ 受光
部Ｙ、１１ 受光部Ｘ、１２ パターン端部位置検出
部、１３ ステージ制御回路、１８、１９ レーザ光、
１００ 欠陥検査装置。
フロントページの続き (72)発明者 櫻井 光一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA14 AA49 CC19 DD03 FF04 FF44 GG04 JJ05 JJ26 LL33 PP12 QQ24 QQ39 RR08 TT02 UU04 UU05 2G051 AA51 AA56 AB02 BA01 BA10 BA11 BB01 BB11 BB20 CA03 CA07 CB01 CB05 CD07 DA08 DA09 EA11 EA12 EB01 4M106 AA01 BA05 CA39 DB04 DB08 DB14 DB19 DB21 DJ07
Claims (10)
- 【請求項１】 被検査パターンと基準パターンとを比較
して、該被検査パターンの欠陥の有無を検査する欠陥検
査装置であって、 被検査パターンが形成された基板を載置するステージ
と、 該基板上にレーザ光を走査させてその反射光を検知する
ことにより、該被検査パターンのパターンエッジを検出
するエッジ検出手段と、 該ステージの上方に配置され該被検査パターンをＣＣＤ
で撮影する撮像手段と、 該撮像手段で得られた該被検査パターンのデータと、基
準パターンのデータとを比較して、該被検査パターンの
欠陥の有無を検出する検出手段と、 該基板と該撮像手段との相対的な位置を調整する調整手
段とを含み、 該被検査パターンの該パターンエッジが該ＣＣＤの画素
の一辺に略一致するように、該調整手段で該基板と該撮
像手段の相対的な位置を調整した後に、該撮像手段で該
被検査パターンを撮影することを特徴とする欠陥検査装
置。 - 【請求項２】 上記エッジ検出手段が、上記レーザ光の
光源と、該レーザ光の反射光を受光する検知器とを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。 - 【請求項３】 上記エッジ検出手段が、異なる２方向か
ら独立した２つのレーザ光を上記基板上に照射して、上
記パターンエッジを検出する手段であることを特徴とす
る請求項１に記載の欠陥検査装置。 - 【請求項４】 上記２つのレーザ光の水平成分が、略直
交することを特徴とする請求項３に記載の欠陥検査装
置。 - 【請求項５】 上記エッジ検出手段が、上記反射光の散
乱強度が最大となる上記レーザ光の照射位置を、上記被
検査パターンのパターンエッジとして検出する手段であ
ることを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。 - 【請求項６】 上記エッジ検出手段が、直接偏光子及び
位相子から選択される一の偏光子を含み、上記レーザ光
を偏光させて上記基板上に照射することを特徴とする請
求項１に記載の欠陥検査装置。 - 【請求項７】 上記調整手段が、上記ステージと上記撮
像手段の少なくとも一方を動かして、該ステージと該撮
像手段の相対的な位置を調整する手段であることを特徴
とする請求項１に記載の欠陥検査装置。 - 【請求項８】 上記基準パターンのデータが、複数の上
記被検査パターンから選択された、欠陥の無い該被検査
パターンのデータであることを特徴とする請求項１に記
載の欠陥検査装置。 - 【請求項９】 上記基準パターンのデータが、上記被検
査パターンのＣＡＤデータであることを特徴とする請求
項１に記載の欠陥検査装置。 - 【請求項１０】 上記被検査パターンのパターン幅が、
上記画素の幅より小さいことを特徴とする請求項１に記
載の欠陥検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001115288A JP2002310929A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 欠陥検査装置 |
| US10/061,235 US6829047B2 (en) | 2001-04-13 | 2002-02-04 | Defect detection system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001115288A JP2002310929A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 欠陥検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002310929A true JP2002310929A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18966213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001115288A Pending JP2002310929A (ja) | 2001-04-13 | 2001-04-13 | 欠陥検査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6829047B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002310929A (ja) |
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| JP2006133025A (ja) * | 2004-11-04 | 2006-05-25 | Hitachi High-Technologies Corp | チップ検査装置及びチップ検査方法 |
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| US7130036B1 (en) | 2003-09-16 | 2006-10-31 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for inspection of an entire wafer surface using multiple detection channels |
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| TWI663394B (zh) * | 2014-12-05 | 2019-06-21 | 美商克萊譚克公司 | 在工作件中用於缺陷偵測的裝置，方法及電腦程式產品 |
| KR101812210B1 (ko) * | 2016-02-15 | 2017-12-26 | 주식회사 이오테크닉스 | 마킹 위치 보정장치 및 방법 |
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| TWI723548B (zh) * | 2019-09-19 | 2021-04-01 | 友達晶材股份有限公司 | 邊緣檢查裝置 |
| CN116754577A (zh) * | 2023-08-16 | 2023-09-15 | 苏州高视半导体技术有限公司 | 晶圆边缘成像系统、其控制方法、电子设备及存储介质 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6829047B2 (en) | 2004-12-07 |
| US20020149765A1 (en) | 2002-10-17 |
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