JP2007240323A - 周期性パターンの欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板上の周期性パターンに光源から固有波長の光を照射してその主要回折光ピークの回折角度を測定し、測定した回折角度から前記周期性パターンのピッチ寸法を算出するか、または、前記周期性パターンの図面情報から該周期性パターンのピッチ寸法を取得し、前記得られたピッチ寸法と、検査に用いる光源波長に対して予め定めた回折角度算出用波長とから、前記周期性パターンの正常部とムラ部の回折光光強度のコントラストが取れるように、光源から出射される光の周期性パターンに対する入射角度を算出し、該入射角度で前記光源から前記周期性パターンに光が入射するように前記光源と前記基板とを相対位置合わせし、前記光源波長の光を前記周期性パターンに照射して検査する。
【選択図】 図4
Description
本発明の欠陥検査装置において、波長変換手段は、前記光源から出射された光の固有波長を変更する光学フィルタを有することができる。また、制御手段は、前記撮像手段の検査視野内で観察される欠陥像の見えかたと周期性パターンのピッチと光の波長と入射角との関係について調べた相関データを保存し、周期性パターンを検査するごとに前記相関データを呼び出すことができる。例えば、周期性パターンの情報(ピッチなど)および光源の光学的条件(光の波長、光の強度分布、光の入射角度、投光の向き、投光照明エリアの面積、焦点深度など)をそれぞれ個別に設定する。具体的には、被検体の周期性パターンに対応して光源ごとに移動手段および姿勢変更手段をどのように動作させるかを実証試験等によって予め把握しておき、このデータをレシピとして保存しておく。そして、実際に検査を行う際に、被検体の周期性パターンに応じて最適のレシピを選択し、選択して呼び出した設定データに従って光源の光学的条件をそれぞれ個別に設定する。
m次の回折光が現れる入射角度θMとパターンに照射される光の波長λ、周期性パターンのピッチdには下式(2)の関係が成り立つ。
上式(2)を基に入射角度θ1、レーザー光波長λ1を用いて下式(3)より周期性パターンのピッチ寸法dを求める(工程S32)。
求めたピッチ寸法dと検査に用いる光源波長に対応する回折角算出用波長λ2を用いて下式(4)から測定に適した入射角度θtargetを求める(工程S33)。
求めた入射角度θtargetを、下式(5)を用いて本発明の装置仕様に準ずる角度Bに換算する。
上記のようにして求めた入射角度で光がマスク50に入射するように、マスク50に対して検査装置の光源11A〜11Dをそれぞれ位置合わせする(工程S34)。
例えば、図6に示すような被検体基板50から周期性パターンエリア52のみの二次元画像データを切り出し、図7に示すように切り出した二次元画像データに対して積算データ61を計算する。次いで、積算データ61から注目点を対象とする積算移動平均データ62を計算する。ここで、移動平均計算可能範囲64は変更可能となっている。しかし、この積算移動平均データ62は、注目点を中心とする移動平均を計算していることから、その両端部分63で計算することが不可能である。このため計算不可能な両端部分63については、移動平均計算可能範囲64の両端のデータに基づく最小二乗法により最端部の最小二乗法による移動平均計算可能範囲64を計算する。
(実施例1)
633nmのレーザー光で周期性パターンを照明してその主要回折光ピークの回折角度を測定し、測定した回折角度から当該周期性パターンのピッチ寸法dを算出するか、あるいは周期性パターンの図面情報(データ)から当該周期性パターンのピッチ寸法dを取得した。
633nmのレーザー光で実施例1と異なる周期性パターンを照明してその主要回折光ピークの回折角度を測定し、測定した回折角度から当該周期性パターンのピッチ寸法dを算出するか、あるいは周期性パターンの図面情報(データ)から当該周期性パターンのピッチ寸法dを取得した。
図11は正常部及びムラ欠陥部に関する青スペクトル中心のバンド幅の照明光(バンド光)の光強度分布を示す特性線図である。ムラ欠陥の観察に最適なバンド幅をもつフィルタを用いて青スペクトル中心のバンド幅の照明光を周期性パターンに照明した。図中にて特性線E3(実線)は正常部の光強度分布を示し、特性線F3(破線)はムラ欠陥部の光強度分布を示す。図から明らかなように、一次回折光ピークに対応する入射角度α3(=62°)のところでは画面全体は明るいが、特性線E3とF3との間の輝度差が小さいためにコントラストが不良になり、ムラ欠陥の画像が不鮮明になるか又は現われない。これに対して、一次回折光のピークから外れる入射角度β3(=54°)のところでは画面全体は暗くなるが、特性線E3とF3との間の輝度差が大きくなるために全体としてコントラストが良好になり、ムラ欠陥の画像を鮮明に捉えることができた。
図12は正常部及びムラ欠陥部に関する青スペクトル照明光(スペクトル光)の光強度分布を示す特性線図である。フィルタを用いて青スペクトルの照明光を周期性パターンに照明した。図中にて特性線E4(実線)は正常部の光強度分布を示し、特性線F4(破線)はムラ欠陥部の光強度分布を示す。CCDカメラ31に内蔵されたラインセンサの感度との兼ね合いもあるが、一次回折光ピークに対応する入射角度α4(=62°)のところであっても、一次回折光のピークから外れる入射角度β4(=60°)のところであっても、いずれの場合もコントラストが不良になり、ムラ欠陥の画像が不鮮明になり、ムラ欠陥の画像を見ることはできるが、観察し難いことが判明した。
図13は正常部及びムラ欠陥部に関する白色照明光の光強度分布を示す特性線図である。図中にて特性線E5(実線)は正常部の光強度分布を示し、特性線F5(破線)はムラ欠陥部の光強度分布を示す。CCDカメラ31に内蔵されたラインセンサの感度との兼ね合いもあるが、一次回折光ピークに対応する入射角度α5(=62°)のところであっても、一次回折光のピークから外れる入射角度β5(=40°)のところであっても、いずれの場合もコントラストが不良になり、ムラ欠陥の画像が現われなかった。
12…姿勢変更手段(傾動機構)、
13…移動手段(リニアスライダ)、14…案内路(リニアガイド)、
20…XYステージ部、22…X駆動機構、23…Y駆動機構、
30…撮像部、31…撮像側平行光学系(撮像手段、CCDカメラ)、32…カメラ光軸(中心線)、
40…処理部、41…パソコン(画像処理部)、42…LCD(情報表示部)、43…キイボード(対人操作部)、
50…マスク(被検体基板)、51…パターン、52…スジ状ムラ、53…周期的パターンエリア、56…撮像エリア(検査エリア)、58…中心線(カメラ光軸)、
61…積算データ、62…積算移動平均データ、63…最小2乗法による移動平均計算範囲、64…移動平均計算可能範囲、71…差分データ、72…移動平均計算可能範囲の閾値、73…最小2乗法による移動平均計算範囲の閾値。
Claims (2)
- 基板上の周期性パターンに光源から固有波長の光を照射してその主要回折光ピークの回折角度を測定し、測定した回折角度から前記周期性パターンのピッチ寸法を算出するか、または、前記周期性パターンの図面情報から該周期性パターンのピッチ寸法を取得し、
前記得られたピッチ寸法と、検査に用いる光源波長に対して予め定めた回折角度算出用波長とから、前記周期性パターンの正常部とムラ部の回折光光強度のコントラストが取れるように、光源から出射される光の周期性パターンに対する入射角度を算出し、
該入射角度で前記光源から前記周期性パターンに光が入射するように前記光源と前記基板とを相対位置合わせし、
前記光源波長の光を前記周期性パターンに照射して検査する、ことを特徴とする周期性パターンの欠陥検査方法。 - 基板上に形成された周期性パターンに発生するスジ状ムラ欠陥を検査するための周期性パターンの欠陥検査装置であって、
前記基板を実質的に水平に保持し、該基板を二次元平面視野内でX軸方向およびY軸方向にそれぞれ移動させる移動機構を備えたXYステージと、
前記XYステージ上の基板の周期性パターンに対して斜め透過光の照明を個別に行う4つの光源と、
前記XYステージを挟んで前記光源の反対側に配置され、前記光源によって斜め透過光照明された前記周期性パターンにおける回折光を撮像する撮像手段と、
前記XYステージ上の基板に対して前記光源の各々を二次元平面視野内で個別に移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記光源が移動されたときに、検査対象となる前記周期性パターンに対して前記光源から斜め透過光の照明があたるように、前記移動手段と連動して前記光源の向きを変えさせる姿勢変更手段と、
基板上の周期性パターンに前記光源から固有波長の光を照射してその主要回折光ピークの回折角度を測定し、測定した回折角度から前記周期性パターンのピッチ寸法を算出するか、または、前記周期性パターンの図面情報から該周期性パターンのピッチ寸法を取得する手段と、
前記光源から出射される光の固有波長を変更する波長変更手段と、
前記得られたピッチ寸法と、検査に用いる光源波長に対して予め定めた回折角度算出用波長から、前記周期性パターンの正常部とムラ部の回折光光強度のコントラストが取れるように、前記光源から出射される光の周期性パターンに対する入射角度を算出し、該入射角度で前記光源から前記周期性パターンに光が入射するように、前記移動手段および前記姿勢変更手段の動作をそれぞれ制御して前記光源と前記基板とを相対位置合わせする制御手段と、
を具備することを特徴とする周期性パターンの欠陥検査装置。
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