JP2006266864A - 試料検査装置及び試料検査方法 - Google Patents
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Abstract
【構成】 レチクル101上のX座標位置を測定するX軸レーザ干渉計201とX軸レーザスケール202と、前記レチクル101上のY座標位置を測定するY軸レーザ干渉計211とY軸レーザスケール212と、前記レチクル101上の光学画像を取得する光学画像取得部となるレーザ光学装置103、及び透過光検出部105等と、前記レチクル101上の複数の所定の位置における設計上のXY座標と前記X軸レーザ干渉計201とX軸レーザスケール202と前記Y軸レーザ干渉計211とY軸レーザスケール212とにより測定される前記複数の所定の位置のXY座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置を補正する光学画像補正部140と、補正された位置で前記光学画像と所定の参照画像とを比較する画像比較部108と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
(1)まず、レーザスキャン光学装置では、レチクルを搭載したXYステージを検査ストライプの検査開始位置まで移動させる。そして、XYステージをX方向に移動させながらXYステージ上に置かれたレチクルにレーザ光線を照射する。
(2)そして、透過光検出部が、レチクルを透過したレーザ光線を受光し、A/D変換して、画像データを光学画像入力部に格納する。
(3)XYステージのX軸方向位置座標は、X軸レーザ干渉計とX軸レーザスケールにより計測され、その結果が偏差検出部に転送される。
(4)そして、光学画像入力部が、画像比較部に画像データに転送する。
(5)そして、データ変換部は、上位システムから転送されたCADデータを基に、偏差検出部からのX軸方向の偏差データを参照して、参照画像を作成し、画像比較部に転送する。
(6)画像比較部では、光学画像入力部からの画像とデータ変換部からの画像とを比較判定し、検査結果を上位システムに転送する。
被検査試料上のX座標位置を測定する第1と第2のX座標測定部と、
前記被検査試料上のY座標位置を測定する第1と第2のY座標測定部と、
前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置における設計上のXY座標と前記第1と第2のX座標測定部と前記第1と第2のY座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のXY座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置を補正する補正部と、
補正された位置で前記光学画像と所定の参照画像とを比較する比較部と、
を備えたことを特徴とする。
被検査試料上の複数の所定の位置のXY座標をそれぞれ複数の測定器にて測定する測定工程と、
前記複数の測定器のうち、前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のXY座標と測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のXY座標とに基づいてX座標が補正された測定器にて測定された位置にて前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得工程と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のXY座標とそれぞれ複数の測定器にて測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のXY座標とに基づいて、取得された光学画像の位置を前記複数の測定器のいずれかにて測定された場合のY座標位置から他の測定器にて測定される場合のY座標位置に補正する補正工程と、
補正された位置での光学画像と所定の参照画像とを比較する比較工程と、
を備えたことを特徴とする。
本実施の形態では、XYステージのX軸とY軸の双方に測定器としてレーザ干渉計とレーザスケールの両方を設置し、レーザスケールの出力をトリガとし、レーザ干渉計で計測したピッチで採取した光学画像を、光学画像補正部によりX方向及びY方向の2次元の補正が掛けられるようにしたレチクル検査装置について説明する。
図1において、マスクやウェハ等の基板を試料して、かかる試料の欠陥を検査する試料検査装置の一例として、レチクル検査装置100は、光学画像取得部と制御系回路を備えている。光学画像取得部は、XYステージ102、レーザ光学装置103、拡大光学系の一例である対物レンズ104、フォトダイオードアレイ等の透過光検出部105、光学画像入力部106、コレクタレンズ120、測定器の一例となるX軸レーザ干渉計201、X軸レーザスケール202、Y軸レーザ干渉計211、Y軸レーザスケール212を備えている。制御系回路では、例えば、コンピュータとなる全体制御部110が、図示していないバスを介して、位置データ入力部107、比較部の一例となる画像比較部108、参照画像生成部112、磁気ディスク装置109、補正部の一例となる光学画像補正部140に接続されている。また、XYステージ102は、図示していないX軸モータ、Y軸モータ、θ軸モータ等により駆動される。
図2において、光学画像補正部140は、変換係数演算部142、傾き量演算部144、X座標補正部146、Y座標補正部148を有している。画像比較部108は、切出し部215、位置合わせ部216、比較判定処理部218を有している。光学画像取得部150により取得された光学画像は、光学画像補正部140により諸所の演算の結果、補正され、画像比較部108において、比較判定処理される。
図3に示すように、実施の形態1におけるレチクル検査方法は、S302〜S330までの一連の工程を実施する。
図4に示すように、レチクル101には、パターンを取り囲むように、4つのアライメントマーク401,402,403,404が、アライメントポイントとして形成されている。ここでは、アライメントポイントが4点ある場合について説明するが、必ず4点が必要というわけではない。また、アライメントマークを用いずに、パターンの一部をアライメントポイントとして用いても構わない。
図5では、第1アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値(xs1,ys1)とレーザ干渉計座標値(xk1,yk1)が、第2アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値(xs2,ys2)とレーザ干渉計座標値(xk2,yk2)が、第3アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値(xs3,ys3)とレーザ干渉計座標値(xk3,yk3)が、第4アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値(xs4,ys4)とレーザ干渉計座標値(xk4,yk4)が示されている。
図6には、設計上の所定の点(xR,yR)をレーザスケールにて測定した場合の座標値(xs,ys)へと変換する変換関数式を示している。変換係数演算部142は、かかる変換関数式の係数as0、bs0、as1、bs1、cs1、as2、bs2、cs2を第1アライメントポイントのレーザスケール座標値(xs1,ys1)と、第2アライメントポイントのレーザスケール座標値(xs2,ys2)と、第3アライメントポイントのレーザスケール座標値(xs3,ys3)と第4アライメントポイントの座標として、レーザスケール座標値(xs4,ys4)とを用いて、演算して求める。かかる係数を求めることで、設計上の所定の点(xR,yR)をレーザスケールにて測定した場合の座標値(xs,ys)へと変換することができる。
図7には、設計上の所定の点(xR,yR)をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値(xk,yk)へと変換する変換関数式を示している。変換係数演算部142は、かかる変換関数式の係数ak0、bk0、ak1、bk1、ck1、ak2、bk2、ck2を第1アライメントポイントのレーザ干渉計座標値(xk1,yk1)と、第2アライメントポイントのレーザ干渉計座標値(xk2,yk2)と、第3アライメントポイントのレーザ干渉計座標値(xk3,yk3)と、第4アライメントポイントのレーザ干渉計座標値(xk4,yk4)とを用いて、演算して求める。かかる係数を求めることで、設計上の所定の点(xR,yR)をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値(xk,yk)へと変換することができる。
被検査領域は、図8に示すように、Y方向に向かって、スキャン幅Wの短冊状の複数の検査ストライプに仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプが連続的に走査されるようにXYステージ102の動作が制御され、画像採取開始位置から画像採取終了位置に向かってX方向に移動しながら光学画像が取得される。よって、ここでは、XYステージ102を第n検査ストライプの画像採取開始位置へ移動させる。
上述したように、設計上の所定の点(xR,yR)をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値(xk,yk)へと変換する変換関数式を得ているため、第n検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置との設計上の座標値をレーザ干渉計にて測定した場合の座標値に変換することができる。その結果、第n検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とのレーザ干渉計にて測定した場合の座標値を得ることができる。同様に、設計上の所定の点(xR,yR)をレーザスケールにて測定した場合の座標値(xs,ys)へと変換する変換関数式を得ているため、第n検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置との設計上の座標値をレーザスケールにて測定した場合の座標値に変換することができる。その結果、第n検査ストライプの画像採取開始位置と画像採取終了位置とのレーザスケールにて測定した場合の座標値を得ることができる。
透過光検出部105は、図8に示されるようなスキャン幅Wの画像を連続的に入力する。そして、第1検査ストライプにおける画像を取得した後、第2検査ストライプにおける画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Wの画像を連続的に入力する。そして、第3検査ストライプにおける画像を取得する場合には、第2検査ストライプにおける画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第1検査ストライプにおける画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。このように、蛇行させて画像を取得していくことで、無駄な移動時間を短縮することができる。
XYステージ102をX方向に定速度で送りながら、X軸レーザ干渉計201で一定ピッチの移動を検出した毎に透過光検出部105は、スキャン幅Wの画像を入力する。かかるピッチは、X軸レーザ干渉計201から発するレーザ光の波長λを所定の分解能で分解した値を1パルスとして、設定した画素の大きさに合わせて必要パルス数だけ検出した場合に1ピッチとしている。例えば、632.5nmの波長をもつレーザ光を照射して、分解能として1/1024とすると、100パルスで1ピッチとした場合、1ピッチで62nm移動した毎に透過光検出部105が画像を入力することになる。
XYステージ102が移動している間に、X軸レーザ干渉計201、Y軸レーザ干渉計211、X軸レーザスケール202、Y軸レーザスケール212を用いて、レーザスケールの座標値とレーザ干渉計の座標値が等間隔で採取され、その際の画像データが透過光検出部105から光学画像入力部106に転送される。
第n検査ストライプの画像採取開始位置のX座標とその画像データのX座標との差分(偏差)をΔxkとすると、Y軸方向の補正量は、Δxk・tanθとなる。そして、Y座標補正部148は、その画像データの座標(xkn,ykn)のうち、yknについてΔxk・tanθだけ加減し、Y座標を補正する。
図12(a)に示すように、2次元の画像補正をしない場合、画像は歪んでしまう。本実施の形態における2次元の補正を行なうことにより、図12(b)に示すように、画像の歪みを解消することができる。
(1)光学画像取得部150は、前記被検査試料を透過する透過光を用いてレチクル101上の光学画像を取得し、参照画像には、レチクル101の設計データに基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
或いは、(2)光学画像取得部150は、レチクル101を反射する反射光を用いて前記レチクル101上の光学画像を取得し、参照画像には、前記レチクル101の設計データに基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
或いは、(3)光学画像取得部150は、前記レチクル101を透過する透過光を用いて前記レチクル101上の光学画像を取得し、参照画像には、前記レチクル101の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
或いは(4)光学画像取得部150は、レチクル101を反射する反射光を用いてレチクル101上の光学画像を取得し、参照画像には、レチクル101の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いる場合でもよい。
101 レチクル
102 XYステージ
103 レーザ光学装置
104 対物レンズ
105 透過光検出部
106 光学画像入力部
107 位置データ入力部
108 画像比較部
109 磁気ディスク装置
110 全体制御部
112 参照画像生成部
140 光学画像補正部
201 X軸レーザ干渉計
202 X軸レーザスケール
211 Y軸レーザ干渉計
212 Y軸レーザスケール
215 切出し部
216 位置合わせ部
218 比較判定処理部
Claims (7)
- 被検査試料上のX座標位置を測定する第1と第2のX座標測定部と、
前記被検査試料上のY座標位置を測定する第1と第2のY座標測定部と、
前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得部と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置における設計上のXY座標と前記第1と第2のX座標測定部と前記第1と第2のY座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のXY座標とに基づいて、前記光学画像取得部により取得された前記光学画像の位置を補正する補正部と、
補正された位置で前記光学画像と所定の参照画像とを比較する比較部と、
を備えたことを特徴とする試料検査装置。 - 前記補正部は、
設計上の前記複数の所定の位置のXY座標と前記第1と第2のX座標測定部と前記第1と第2のY座標測定部とにより測定される前記複数の所定の位置のXY座標とに基づいて、前記第1のX座標測定部と前記第1のY座標測定部とにより測定される場合の前記被検査試料上の測定開始位置と測定終了位置とを結ぶ仮想線と、前記第2のX座標測定部と前記第2のY座標測定部とにより測定される場合の前記被検査試料上の測定開始位置と測定終了位置とを結ぶ仮想線との傾きを演算する第1の演算部と、
前記第1のX座標測定部により測定される場合の前記被検査試料上の測定開始位置のX座標と前記第1のX座標測定部により測定された前記光学画像におけるX座標との偏差と、前記傾きとの積値を前記第1のY座標測定部により測定される場合の前記光学画像におけるY座標値に加減する第2の演算部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の試料検査装置。 - 前記光学画像取得部は、前記被検査試料を透過する透過光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の設計データに基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項1記載の試料検査装置。 - 前記光学画像取得部は、前記被検査試料を反射する反射光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の設計データに基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項1記載の試料検査装置。 - 前記光学画像取得部は、前記被検査試料を透過する透過光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項1記載の試料検査装置。 - 前記光学画像取得部は、前記被検査試料を反射する反射光を用いて前記被検査試料上の光学画像を取得し、
前記所定の参照画像には、前記被検査試料の別の光学画像に基づいて作成された画像を用いることを特徴とする請求項1記載の試料検査装置。 - 被検査試料上の複数の所定の位置のXY座標をそれぞれ複数の測定器にて測定する測定工程と、
前記複数の測定器のうち、前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のXY座標と測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のXY座標とに基づいてX座標が補正された測定器にて測定された位置にて前記被検査試料上の光学画像を取得する光学画像取得工程と、
前記被検査試料上の複数の所定の位置の設計上のXY座標とそれぞれ複数の測定器にて測定された前記被検査試料上の複数の所定の位置のXY座標とに基づいて、取得された光学画像の位置を前記複数の測定器のいずれかにて測定された場合のY座標位置から他の測定器にて測定される場合のY座標位置に補正する補正工程と、
補正された位置での光学画像と所定の参照画像とを比較する比較工程と、
を備えたことを特徴とする試料検査方法。
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