JP2012073073A - Method and apparatus for inspecting defect of pattern shape - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上に形成された線幅100nm以下のパターンの断面形状を検査する方法に関し、特に次世代のハードディスクメディアであるパターンドメディアや半導体デバイスのパターン断面形状を検査するパターン形状欠陥検査方法及びその装置に関する。 The present invention relates to a method for inspecting a cross-sectional shape of a pattern having a line width of 100 nm or less formed on a substrate, and more particularly to a pattern shape defect inspection for inspecting a pattern cross-sectional shape of a patterned media or a semiconductor device as a next-generation hard disk medium. The present invention relates to a method and an apparatus thereof.
ハードディスクドライブの記録容量は、近年益々大容量化の傾向にある。しかし、従来のディスク基板上に磁性膜を成膜しただけのいわゆる連続媒体では、記録密度が1Tbit/in2程度が限界であり、それ以上の記録密度を実現する技術としてパターンドメディアの導入が計画されている。
パターンドメディアとは、図1に示す様にディスク101面上に、記録トラック102を同心円状に形成するディスクリートトラックメディアと、記録単位(ビット)を独立させた島状のパターン103として形成するビットパターンドメディアの2方式が検討されている。いずれの場合も、従来の連続媒体とは異なり、ディスクメディア上に数十nmピッチのパターンを形成するという特徴がある。
The recording capacity of hard disk drives has been increasing in recent years. However, with a so-called continuous medium in which a magnetic film is simply formed on a conventional disk substrate, the recording density is limited to about 1 Tbit / in2, and the introduction of patterned media is planned as a technology to achieve higher recording density. Has been.
As shown in FIG. 1, a patterned medium is a discrete track medium that forms
そのため、従来の製造プロセスとは異なり、新たにパターン形成のためのプロセスが加わることとなり、同プロセスに起因する不良が発生することが懸念されている。例えば、図2はパターンの断面を模式的に示した図であるが、正常なパターン201と比較してパターン断面形状が変形202してしまうことや、パターンそのものが抜けてしまうこと203等が欠陥として考えられる。
Therefore, unlike a conventional manufacturing process, a process for forming a pattern is newly added, and there is a concern that a defect due to the process occurs. For example, FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of a pattern, but the defect is that the pattern cross-sectional shape is deformed 202 or the pattern itself is missing 203 compared to the
これらのようなパターンの欠陥を検査する手段としては、原子間力顕微鏡(以下、AFM(atomic force microscope)と略す)や走査型電子顕微鏡(以下、SEM(scanning electron microscope)と略す)等の手段の他に、いわゆるスキャットロメトリと呼ばれる光学式の検査方法がある。AFM及びSEMは当該技術分野において既知の技術である。 As means for inspecting defects of such patterns, means such as an atomic force microscope (hereinafter abbreviated as AFM) and a scanning electron microscope (hereinafter abbreviated as SEM) are used. In addition, there is an optical inspection method called so-called scatterometry. AFM and SEM are techniques known in the art.
スキャットロメトリとは一般的には、図3に示すように分光検出光学系301で検査対象302表面の分光反射率303を検出し、検出した分光反射率303に基づいて検査対象302表面上に一様に形成された繰り返しパターン304の断面形状を検出する手法を指す。一様に形成された繰り返しパターンの断面形状が異なると、その表面の分光反射率も異なることを利用し、検査対称表面の分光反射率から検査対象表面に一様に形成された繰り返しパターンの形状を検出することができる。検査対象の構造や材質を用いて算出した理論値(モデル)を高さや幅等の形状をパラメータとして、実際に検出した分光反射率と一致するようにパラメータを最適化することにより形状を求める。パラメータの最適化には、モデルフィッティングやライブラリマッチング等の手法が用いられる。
In general, the scatterometry is performed by detecting the
光学式の手法であるスキャットロメトリは、AFMやSEMと比較して高速で検査が可能であるという特徴がある。スキャトロメトリを用いてパターンの正確な形状が計測でき、且つスループットの大きな検査方法が、下記特許文献1に開示されている。
Scatterometry, which is an optical method, has a feature that inspection can be performed at a higher speed than AFM and SEM.
パターンドメディアは、サブストレート(基板)に磁性体等の成膜,ナノインプリント,エッチング等により表面に線幅が数100nm以下のパターンを形成して製造する。この時、各工程にかかる時間は数秒/枚程度である。例えば全数を検査することを考えた場合、同様に数秒/枚以内で検査することが要求される。 Patterned media is manufactured by forming a pattern with a line width of several hundreds of nanometers or less on the surface of a substrate (substrate) by deposition of a magnetic material or the like, nanoimprinting, etching or the like. At this time, the time required for each process is about several seconds / sheet. For example, when the total number is to be inspected, it is similarly required to inspect within several seconds / sheet.
上述の通り、AFM,SEM又はスキャトロメトリを用いることにより、基板上に形成された線幅が数100nm以下のパターンの断面形状を、検査することができる。しかし、現状の上記手法を用いた場合、上記時間内ではディスク面上の大きさ数十μm程度の領域1箇所程度しか検査できない。 As described above, by using AFM, SEM, or scatterometry, the cross-sectional shape of a pattern having a line width of several hundred nm or less formed on the substrate can be inspected. However, when the present method is used, only about one area having a size of about several tens of μm on the disk surface can be inspected within the time.
スキャトロメトリはSEMやAFMと比較して高速で検査可能であると前述したが、この手法でも一点(数十μm程度の領域)の測定に数秒程度必要である。この理由は、形状の検出に前述したモデルフィッティングやライブラリマッチング等の演算量の大きい手法を用いているためで、比較的演算量の小さいライブラリマッチングにおいてもこれ以上演算時間を短縮することは困難である。そのため、検査できる領域を限れば全数検査することはできなくはないが、ディスク全面を上記した所定の時間内で検査することは不可能であった。 As described above, scatterometry can be inspected at a higher speed than SEM and AFM, but this method requires several seconds to measure one point (an area of about several tens of μm). This is because the method of detecting the shape uses a method with a large calculation amount such as model fitting or library matching described above, and it is difficult to further reduce the calculation time even in library matching with a relatively small calculation amount. is there. For this reason, it is not impossible to inspect the entire area as long as the area that can be inspected is limited, but it is impossible to inspect the entire disk within the predetermined time.
本発明の目的は、数秒/枚程度で生産されるパターンドメディアを全面を全数に亘って検査することを可能にするパターンドメディアのパターン形状欠陥検査方法及びその装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pattern shape defect inspection method and its apparatus for patterned media, which makes it possible to inspect the entire surface of the patterned media produced at several seconds / sheet.
上記目的を達成するために、本発明では、基板に形成された寸法が100nm以下の繰り返しパターンを検査する方法において、基板に複数の波長成分を含む光を照射し、この光を照射した基板からの反射光を分光して検出し、この分光して検出して得た信号を処理して分光反射率を求め、この求めた分光反射率から評価値を算出し、予め求めておいた評価値とパターン断面形状との関係に基づいて分光反射率から算出した評価値からパターンの形状欠陥を判定するようにした。 In order to achieve the above object, in the present invention, in a method for inspecting a repetitive pattern having a dimension of 100 nm or less formed on a substrate, the substrate is irradiated with light containing a plurality of wavelength components, and the substrate irradiated with this light is irradiated. Spectral detection of the reflected light, and processing the signal obtained by the spectral detection to obtain the spectral reflectance, calculate the evaluation value from the obtained spectral reflectance, the evaluation value obtained in advance The pattern shape defect is determined from the evaluation value calculated from the spectral reflectance based on the relationship between the pattern cross-sectional shape and the pattern sectional shape.
又、上記目的を達成するために、本発明では、基板に形成された寸法が100nm以下の繰り返しパターンを検出するパターン形状欠陥検査装置を、基板を載置してこの基板を回転させるθステージと基板を一方向に移動させるXステージとを備えたステージ手段と、基板に複数の波長成分を含む光を照射する光照射部とこの光照射部により光が照射された基板からの反射光を分光して検出する検出部とを備えた分光検出光学系と、この分光検出光学系で分光して検出して得た信号を処理して基板に形成されたパターンの形状欠陥を検出するデータ処理部をと備え、このデータ処理部は、分光検出光学系で分光して検出して得た信号を処理して分光反射率を求める分光反射率算出処理部と、分光反射率算出処理部で求めた分光反射率から評価値を算出するとともに、予め求めておいた評価値とパターン断面形状との関係に基づいて前記分光反射率から算出した評価値から形状パラメータを算出する形状パラメータ算出処理部と、予め記憶しておいた判定しきい値を用いて形状パラメータ算出処理部で算出した形状パラメータから基板に形成されたパターンの形状欠陥を検出する形状欠陥判定処理部とを備えて構成した。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a pattern shape defect inspection apparatus for detecting a repetitive pattern with a dimension of 100 nm or less formed on a substrate includes a θ stage for mounting the substrate and rotating the substrate. A stage unit including an X stage for moving the substrate in one direction, a light irradiation unit for irradiating the substrate with light including a plurality of wavelength components, and spectroscopic light reflected from the substrate irradiated with light by the light irradiation unit And a data processing unit that detects a shape defect of a pattern formed on the substrate by processing a signal obtained by spectral detection using the spectral detection optical system. The data processing unit is obtained by a spectral reflectance calculation processing unit that obtains a spectral reflectance by processing a signal obtained by spectral detection with a spectral detection optical system, and a spectral reflectance calculation processing unit. Evaluation value from spectral reflectance A shape parameter calculation processing unit that calculates a shape parameter from an evaluation value calculated from the spectral reflectance based on a relationship between an evaluation value obtained in advance and a pattern cross-sectional shape, and a determination stored in advance And a shape defect determination processing unit that detects a shape defect of a pattern formed on the substrate from the shape parameter calculated by the shape parameter calculation processing unit using the threshold value.
本発明により、パターンの形状算出演算量がスキャトロメトリと比較して非常に小さくなり、ほとんど分光反射率の検出と同時にパターンの形状を算出することができる。その結果、数秒/枚程度で生産されるパターンドメディアを全面を全数に亘って検査することが可能になった。 According to the present invention, the calculation amount of the pattern shape calculation is very small compared to the scatterometry, and the pattern shape can be calculated almost simultaneously with the detection of the spectral reflectance. As a result, it has become possible to inspect the entire surface of the patterned media produced at several seconds / sheet.
本発明では、スキャトロメトリ技術を応用し、予めサンプル表面の分光反射率と、パターンの幅や高さ等の形状との相関を評価しておき、実際に検出した分光反射率の値から、比較的単純な演算によってパターン幅や高さ等の形状を算出する。 In the present invention, by applying a scatterometry technique, the correlation between the spectral reflectance of the sample surface and the shape such as the width and height of the pattern is evaluated in advance, and from the value of the spectral reflectance actually detected, Shapes such as pattern width and height are calculated by a relatively simple calculation.
本発明の実施例として、HDDパターンドメディアの検査に適用した場合について説明する。 As an embodiment of the present invention, a case where the present invention is applied to inspection of HDD patterned media will be described.
パターンドメディアとは、前述したように従来メディアとは異なり、ディスク表面に磁性体のパターンを形成する(図1参照)。図4はパターン形成工程を模式的に示した図である。まず、磁性体層403上にレジスト402を塗布する(a)。塗布したレジスト402に対して表面に微細なパターン4011が形成された型(モールド)401押し当てる(b)。この状態で露光し微細パターン4011の形状をレジスト402に転写する(c)。転写したレジストのパターンの凸部4021をマスクとして凹部4022の下層の磁性体403をエッチングして、磁性体403のパターンをディスク上に形成する(e)。最後にレジストを除去する(f)。この様なパターン形成方法をナノインプリント技術と言う。尚、図4においては、説明を簡単にするために磁性体403を単層の構造で説明したが、実際には多層で形成される。
Unlike the conventional media as described above, the patterned media forms a magnetic pattern on the disk surface (see FIG. 1). FIG. 4 is a diagram schematically showing the pattern forming process. First, a
ハードディスクメディアは、基板上に形成された磁性体を磁化することにより、情報を記録する。そのため、ディスク基板上の磁性体の量は、記録媒体としての性能を左右する一因となる。 A hard disk medium records information by magnetizing a magnetic material formed on a substrate. Therefore, the amount of the magnetic material on the disk substrate is one factor that affects the performance as a recording medium.
従来メディアを例として考える。磁性体層の膜厚が一定値よりも小さい場合には、磁化による記録自体はできるが、磁性体からの漏れ磁界が小さくなるために記録した情報を読み込むことができなくなる場合がある。 Consider traditional media as an example. When the film thickness of the magnetic layer is smaller than a certain value, recording by magnetization can be performed, but the recorded information cannot be read because the leakage magnetic field from the magnetic body becomes small.
パターンドメディアに関しても同様である。図5は磁性体パターンを模式的示した図である。同図(a)のパターン501は幅W1適正な正常なパターンであり、パターン501は表面保護膜層5011、磁性膜層5012、第1下地層5013、第2下地層5014などの複数の層で構成されている。同図(b)に示すようにパターン502の幅W2が小さければ磁性膜層5012の量が小さいため、上記のように書き込みはできるが読み込みができず不良となる可能性があり、同図(c)のようにパターン503の幅W3が大きすぎると、隣接するトラックの信号をノイズとして検出してしまうため、この場合も不良となりうる。この様に、パターン形成後の磁性体パターンの形状が、記録媒体としての性能を決定する要因となる。
The same applies to patterned media. FIG. 5 is a diagram schematically showing a magnetic pattern. A
パターン形状検査が必要と考えられる工程は、インプリント後のレジストパターン,エッチング後や埋め込み平坦化後の磁性体パターンであるが、磁性体パターンの形状は、主としてレジストパターンの形状によって決まるため(図4参照)、レジストパターンの形状を検査するのが最も効率的である。 Processes that require pattern shape inspection are the resist pattern after imprinting and the magnetic pattern after etching and embedding and planarization, but the shape of the magnetic pattern is mainly determined by the shape of the resist pattern (Fig. 4), it is most efficient to inspect the shape of the resist pattern.
図6はレジストパターンを模式的に示した図であり、磁性体層601上にレジストパターン602が形成されている。このとき、レジストパターン602は磁性体層601上に直接形成されているのではなく、磁性体層601とレジストパターン602との間にレジストの層606が形成されている。レジストパターン602の検出すべき形状は、主としてパターンの幅603,高さ604及び下地膜厚605である。以下では、レジストパターン602を対象とし、主としてこれらの3つのパラメータを検出する方法について説明する。
FIG. 6 is a view schematically showing a resist pattern, in which a resist
本手法では、表面の反射率に基づいて形状の各パラメータを検出する。その意味でスキャトロメトリの一手法であるといえる。ただし、本手法では前述したモデルフィッティング等で形状を検出するのではなく、分光反射率の値を用いて直接パターン形状を算出する。具体的には、予め分光反射率と高さや幅等の形状パラメータとの相関を、多変量解析手法等を用いて評価し、数1に示すような式を作製しておき、この式に反射率の値を入力することによって、各形状パラメータの値を算出する。以下に本手法の原理を説明する。
In this method, each parameter of the shape is detected based on the reflectance of the surface. In that sense, it is a scatterometry technique. However, in this method, the pattern shape is directly calculated using the value of the spectral reflectance instead of detecting the shape by the above-described model fitting or the like. Specifically, the correlation between the spectral reflectance and the shape parameters such as height and width is evaluated in advance using a multivariate analysis method or the like, and an equation as shown in
ここで、ある波長での反射率の変化に着目する。図9はパターン幅をパラメータとして、ある波長の反射率の変化を示した図である。同図に示すように、反射率の値と形状パラメータとがほぼ比例関係(線形)であることがわかる。 Here, attention is paid to a change in reflectance at a certain wavelength. FIG. 9 is a diagram showing a change in reflectance at a certain wavelength using the pattern width as a parameter. As shown in the figure, it can be seen that the reflectance value and the shape parameter are substantially proportional (linear).
この現象は、パターンの高さや幅等の各形状パラメータそれぞれで確認することができ、各形状パラメータが±10nm程度の範囲においては、反射率と形状パラメータとは比例関係(線形)であることがわかる。この様に線形である場合には、分光反射率と各形状パラメータとの関係を上記数1で表すことができる。 This phenomenon can be confirmed by each shape parameter such as the height and width of the pattern, and in the range where each shape parameter is about ± 10 nm, the reflectance and the shape parameter are in a proportional relationship (linear). Recognize. In the case of being linear in this way, the relationship between the spectral reflectance and each shape parameter can be expressed by the above equation (1).
分光反射率と各形状パラメータとの関係を表す数1を作り出す方法としては、回帰分析を用いる方法が考えられる。例えば、多変量解析手法の一つであるPLS(Partial least square)法を用いることが考えられる。PLS法は既知の手法であるのでここでは説明を割愛する。
A method using regression analysis is conceivable as a method for generating
PCR(Principal component regression)等別の多変量解析手法を用いることも考えられる。要は数1を作り出すことができればよく、その手段はいずれの方法でも良い。
Another multivariate analysis method such as PCR (Principal component regression) may be used. In short, it is sufficient that
また、数1の様な線形一次式ではなく、多次元の式やその他数学的な式で表す方法も有効である。 In addition, a method expressed by a multidimensional expression or other mathematical expression is also effective instead of the linear linear expression as shown in equation (1).
測定対象によっては、分光反射率と形状パラメータとの間に強い相関関係(相関係数が1に近い)が得られない場合がある。相関関係が弱い場合、数1から算出される形状パラメータの値も誤差が大きくなることになる。そこで、形状パラメータとの相関をより強く検出するために、多変量解析の前に適切な処理(前処理)をし、処理後の値(評価値)を用いることが有効である。
Depending on the measurement target, a strong correlation (correlation coefficient close to 1) may not be obtained between the spectral reflectance and the shape parameter. When the correlation is weak, the error of the shape parameter value calculated from
前処理の一例として、予め基準となる分光反射率を基準反射率として設定し、各波長で基準反射率との差分値を算出し、分光反射率の差分値を用いることが考えられる(数2)。差分値とすることにより、パラメータの変化に対してより強い相関関係を求めることができる。 As an example of pre-processing, it is conceivable to set a reference spectral reflectance as a reference reflectance in advance, calculate a difference value from the reference reflectance at each wavelength, and use the difference value of the spectral reflectance (Equation 2 ). By setting the difference value, it is possible to obtain a stronger correlation with respect to the change of the parameter.
次に、上記検出方法を用いたハードディスク検査装置について説明する。図10は本発明の検出方法を用いたハードディスク検査装置の構成を示したものである。本発明による検査装置は、検査対象である検査対象ディスク(ハードディスクメディア)1005に検出光を照射し検査対象ディスク1005からの反射光を分光検出する分光検出光学系1001と、検査対象である検査対象ディスク1005を保持しディスク上の任意の位置で分光検出できるように光学系との位置を相対的に移動できるステージ部1002、分光検出光学系1001やステージ部1002の動作を制御する制御部1003及び光検出光学系1001で検出した分光検出データに基づいて検査対象である検査対象ディスク1005の表面に形成されたパターンの形状または形状異常を検出するデータ処理部1004で構成される。
Next, a hard disk inspection apparatus using the above detection method will be described. FIG. 10 shows the configuration of a hard disk inspection apparatus using the detection method of the present invention. The inspection apparatus according to the present invention includes a spectroscopic detection
図11はステージ部1002の構成の一例を示した概要図で、同図に示すとおりステージ部1002は検査対象ディスク1005と平行に移動するXステージ1101と、検査対象ディスク1005に垂直な方向に移動するZステージ1102および検査対象ディスク1005を回転させるθステージ1103を備えている。
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example of the configuration of the
Zステージ1102は、分光検出光学系1001のフォーカス位置に検査対象ディスクである検査対象ディスク1005を移動させるためのものであり、Xステージ1101とθステージ1103とは検査対象ディスクである検査対象ディスク1005の表面の任意の位置に分光検出光学系1001を移動させるためのものである。検査対象ディスク1005を移動させる方法としては、XYステージを用いる方法も考えられるが、検査対象の形状が円盤状であり検査対象となるパターンも同心円状に形成されていることからXθステージの方が適している。例えば検査対象ディスク1005の表面全面を高速に検査することを目的とした場合には、Xθステージを同時に動かし、ディスク表面をらせん状に分光検出すれば効率的である。
The
図12Aは本発明による分光検出光学系1001の構成の一例を示した図である。同図Aに示しように検出光学系1001は、光源1201、レンズ1202、ハーフミラー1203、偏光素子1204、対物レンズ1205、結像レンズ1206および分光器1207を備えている。光源1201から出た光はレンズ1202を通ってハーフミラー1203で光量の半分が反射されてその向きを変え、偏光素子1204および対物レンズ1205を介して検査対象である検査対象ディスク1005に照射される。光源1201から発射された光が照射された検査対象ディスク1005からの反射光は再び対物レンズ1205および偏光素子1204を通り、反射光の光量の半分がハーフミラー1203を透過して結像レンズ1206により分光検出器1207に導かれる。
FIG. 12A is a diagram showing an example of the configuration of the spectral detection
このとき、図12Bに示すように分光検出器1207の入射口12071の位置に視野絞り1208を配置して結像レンズ1206により視野絞り1208と検査対象ディスク1005の表面とが結像関係にあるように設定し、凹面回折格子12072を介して視野絞り1208と共役な位置に検出器12073を配置することにより、視野絞り1208の形状よって分光検出器1207で分光検出する領域を制限することができる。例えば、入射口の大きさをφ600μmとし、結像面での倍率を20倍とすると、分光検出領域の大きさは検査対象ディスク上でφ30μmとなる。
At this time, as shown in FIG. 12B, the
上記したように200nm付近の波長を利用しようとする場合、適用できる光学素子等は限られたものとなる。光源には、波長200nm付近以上の光を射出するキセノンランプや重水素ランプ等を用いることができる。ただし、検査対象によっては波長400nm程度以上でも十分性能を発揮できる場合もあり、その場合はハロゲンランプ等の可視光から赤外光の光を射出する光源を用いてもよい。 As described above, when trying to use a wavelength near 200 nm, the applicable optical elements are limited. As the light source, a xenon lamp, a deuterium lamp, or the like that emits light having a wavelength of about 200 nm or more can be used. However, depending on the inspection target, sufficient performance may be exhibited even at a wavelength of about 400 nm or more. In that case, a light source that emits infrared light from visible light such as a halogen lamp may be used.
本実施例の光学系では対物レンズ1205に図12Cに示すような凹面ミラー12051と凸面ミラー12052とを組合わせた反射型対物レンズ12050を用いている。一般的に用いられる透過型のレンズで構成された屈折型の対物レンズでは200nm付近から可視光までをブロードに適用できるものはほとんど無い。反射型対物レンズ12050はミ凹面ラー12051と凸面ミラー12052とで構成されており、波長200nm付近から使用することができる。
In the optical system of the present embodiment, the
分光器1207は、通常市販されているもので、検出のサンプリングレートが最大で数100kHz程度のものが一般的に入手可能である。さらにサンプリングレートを高くするためには、検出器12073としてホトマルを用いたものを適用すれば可能である。
The
上記分光検出光学系1001は、ブロードな波長帯域を分光する場合を示しているが、複数の離散的な波長の光を検出する方法も考えられる。例えば図13の様に、互いに波長が異なるレーザを発射する複数のレーザ光源1301−1、1301−2及び1301−3から出射された光を、ダイクロイックミラー1302−1及び1302−2を用いて同一光軸上に重ね合わせて検出光としてハーフミラー1306で光路を切替えて偏光素子1304及び反射対物レンズ1305を介して試料1005に照射し、試料1005からの反射光を結像レンズ1306を介して、同様にダイクロイックミラー1308−1と1308−2とを用いて波長ごとに分離して複数の検出器1307−1、1307−2及び1307−3で検出する方法がある。同図では3つのレーザを用いた場合を示しているが、離散的な波長の数を3つに限定するものではなく、2つでも良く、または4つ以上であってもよい。
The spectroscopic detection
次に、分光検出器1207または検出器1307−1〜1307−3で検出した分光波形信号を用いて、算出した形状に基づいて欠陥判定処理を実行する。一例としては、予め良品と判定する範囲を形状パラメータ毎に決めておき、検出した形状がこの範囲内に入っている場合は良品とし、範囲外である場合は不良と判定する方法がある。判定は、各形状パラメータを独立に実施しても良いし、組み合わせて判定を実施してもよい。例えば、高さと幅の乗算値で判定する方法も考えられる。
Next, defect determination processing is executed based on the calculated shape using the spectral waveform signals detected by the
次に本発明の検査装置の動作について図14を用いて説明する。まず、検査対象ディスク1005をロード(ステージ部1002に設置)し(S1401)、必要に応じて予め中心と方向とを検出する(ディスクアライメント) (S1402)。次にZステージ1102を駆動させて、検査対象ディスク1005を検出光学系1001のフォーカス位置に移動する(S1403)。続いてXステージ1101とθステージ1103とを駆動させて、検査対象ディスク1005の検査位置が検出光学系1001の直下となるように検査対象ディスク1005を移動する(S1404)。検査は、Xステージ1101とθステージ1103とを設定条件で連続的に駆動させ(S1405)、駆動させている状態で、分光検出光学系1001で検査対象ディスク1005の表面の分光反射強度を検出し(S1406)、この検出した分光反射強度信号をデータ処理部1004で処理してパターン形状を検出し欠陥を検出する(データ処理) (S1407)。これを検査対象ディスクの全面に亘って検査が終了するまで実行し(S1408)、検査が終了したらXステージ1101とθステージ1103とを停止させて(S1409)検査対象ディスクを取り出す(検査対象ディスクのアンロード)(S1410)。なお、検査対象ディスク1005のアライメント,ステージへの設置および取り出しに関する説明は割愛する。
Next, the operation of the inspection apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. First, the
制御部1003で制御して、Xステージ1101およびθステージ1103をそれぞれ連続的に動作させて検査を実行した場合には、検査対象ディスク1005上の螺旋状の領域を検査することができる。例えば、θステージ1103が一回転する間にXステージ1101が検出スポットサイズ分だけ移動するような動作を検査対象ディスク1005の半径方向に渡って実行させた場合、ディスク全面を検査することができる。
S1407においてデータ処理部1004で実行するデータ処理の詳細を図15に示す。データ処理は、大きく分けて次の3つある。第1は反射率の算出処理S1510、第2は形状パラメータの算出処理S1520及び第3は欠陥判定処理S1530である。
When the control is performed by the
Details of the data processing executed by the
先ず、反射率の算出処理S1510においては、分光検出器1207からの検出信号を受けて検査対象ディスク1005の表面の分光反射強度Isを検出する(S1511)。一方、予め鏡面Siの分光強度Irを検出しておく(S1512)。次に、鏡面Siの分光強度Irに対する検査対象ディスク1005の表面の分光反射強度Isの比(相対反射率R)をもとめるが、相対反射率を求める際、検出器によっては分光強度データにバックグラウンドノイズInが重畳している場合があり、これも予め検出しておき相対反射率Rを算出の際には差し引いた値の比として次の式で求める。
R=(Is−In)/(Ir−In)
次に、形状パラメータの算出処理S1520において、S1510で算出した相対分光反射率Rに対して、前述した数2乃至数5を用いた方法で前処理を実施する(S1521)。一方、予め既知の形状のサンプルで分光反射率を検出して形状パラメータと組合わせたデータのセット(複数)を準備し(S1522)、この検出した既知の形状のサンプルの分光反射率のデータに対してS1521の場合と同様に前処理を行い(S1523)、この前処理を行ったデータに対して多変量解析(PLS解析)を実施して数1のような評価値と形状パラメータとの相関式を求めておく(S1524)。この予め求めておいた評価値と形状パラメータとの相関式とS1521で前処理をした相対分光反射率Rとを用いて各形状パラメータの算出を行う(S1525)。
First, in the reflectance calculation process S1510, the detection signal from the
R = (Is-In) / (Ir-In)
Next, in the shape parameter calculation processing S1520, pre-processing is performed on the relative spectral reflectance R calculated in S1510 by the
最後に、欠陥判定処理S1530において、予め判定しきい値を設定しておき(S1531)、S1525で算出した各形状パラメータに基づいて、形状欠陥であるかどうかを予め設定したしきい値により判定する(S1532)。 Finally, in the defect determination process S1530, a determination threshold value is set in advance (S1531), and based on each shape parameter calculated in S1525, it is determined based on the preset threshold value whether or not it is a shape defect. (S1532).
図16Aに判定結果をデータ処理部1004の表示画面1600に表示した例を示す。表示画面1600には、検査対象ディスク1005上の欠陥マップ1601を表示する欠陥マップ表示領域1602、型(モールド)の情報を表示する領域1603、欠陥マップ1601に表示した欠陥の種類を表示する領域1604、判定結果を表示する領域1605を有している。図16Aの例では欠陥マップ1601上に欠陥を点で表示しているが、図16Bに示すように形状欠陥の種類(図16Bの例では、パターン太り16011,パターン細り16012)ごとの分布を領域で表示しても良い。同様にパターンの幅や高さ等のパターン形状を表すパラメータを表示してもよい。例ではディスク形状と同様に、検査結果をディスク状に示しているが、表示方法はこの限りではない。
FIG. 16A shows an example in which the determination result is displayed on the
以上に説明したように、本発明の検査装置により例えばパターンドメディアのパターン形状・欠陥の分布を検出することが可能となる。 As described above, for example, the pattern shape / defect distribution of the patterned medium can be detected by the inspection apparatus of the present invention.
1001・・・分光検出光学系 1002・・・ステージ部 1003・・・制御部 1004・・・データ処理部 1005・・・検査対象ディスク
1101・・・Xステージ 1102・・・Zステージ 1103・・・θステージ 1201・・・光源 1202・・・レンズ 1203・・・ハーフミラー 1204・・・偏向素子 1205・・・対物レンズ 12050・・・反射対物レンズ 1206・・・結像レンズ 1207・・・分光器 1600・・・表示画面。
DESCRIPTION OF
1101 ...
Claims (10)
前記基板に複数の波長成分を含む光を照射し、
該光を照射した前記基板からの反射光を分光して検出し、
該分光して検出して得た信号を処理して分光反射率を求め、
該求めた分光反射率から評価値を算出し、
予め求めておいた評価値とパターン断面形状との関係に基づいて前記分光反射率から算出した評価値からパターンの形状欠陥を判定する
ことを特徴とするパターン形状欠陥検査方法。 A method for inspecting a repetitive pattern having a dimension of 100 nm or less formed on a substrate,
Irradiating the substrate with light containing a plurality of wavelength components,
Spectrally detect the reflected light from the substrate irradiated with the light,
The spectral reflectance is obtained by processing the signal obtained by the spectroscopic detection,
An evaluation value is calculated from the obtained spectral reflectance,
A pattern shape defect inspection method comprising: determining a pattern shape defect from an evaluation value calculated from the spectral reflectance based on a relationship between an evaluation value obtained in advance and a pattern cross-sectional shape.
前記基板を載置して該基板を回転させるθステージと該基板を一方向に移動させるXステージとを備えたステージ手段と、
前記基板に複数の波長成分を含む光を照射する光照射部と該光照射部により光が照射された前記基板からの反射光を分光して検出する検出部とを備えた分光検出光学系と、
該分光検出光学系で分光して検出して得た信号を処理して前記基板に形成されたパターンの形状欠陥を検出するデータ処理部をと備え、
該データ処理部は、
分光検出光学系で分光して検出して得た信号を処理して分光反射率を求める分光反射率算出処理部と、
該分光反射率算出処理部で求めた分光反射率から評価値を算出するとともに、予め求めておいた評価値とパターン断面形状との関係に基づいて前記分光反射率から算出した評価値から形状パラメータを算出する形状パラメータ算出処理部と、
予め記憶しておいた判定しきい値を用いて前記形状パラメータ算出処理部で算出した形状パラメータから前記基板に形成されたパターンの形状欠陥を検出する形状欠陥判定処理部と
を備えたことを特徴とするパターン形状欠陥検査装置。 An apparatus for inspecting a repetitive pattern having a dimension of 100 nm or less formed on a substrate,
Stage means comprising a θ stage for placing the substrate and rotating the substrate; and an X stage for moving the substrate in one direction;
A spectroscopic detection optical system comprising: a light irradiation unit configured to irradiate the substrate with light including a plurality of wavelength components; and a detection unit configured to spectrally detect and detect reflected light from the substrate irradiated with light by the light irradiation unit. ,
A data processing unit that detects a shape defect of a pattern formed on the substrate by processing a signal obtained by spectral detection with the spectral detection optical system;
The data processing unit
A spectral reflectance calculation processing unit for processing a signal obtained by spectral detection with a spectral detection optical system to obtain a spectral reflectance;
The shape parameter is calculated from the evaluation value calculated from the spectral reflectance based on the relationship between the evaluation value obtained in advance and the pattern cross-sectional shape while calculating the evaluation value from the spectral reflectance obtained by the spectral reflectance calculation processing unit. A shape parameter calculation processing unit for calculating
A shape defect determination processing unit for detecting a shape defect of a pattern formed on the substrate from the shape parameter calculated by the shape parameter calculation processing unit using a determination threshold stored in advance; Pattern shape defect inspection device.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014228396A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Diffraction grating cross-sectional shape measurement instrument and cross-sectional shape measurement method |
WO2015053712A1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | Emage Vision Pte. Ltd. | System and method for inspection of wet ophthalmic lens |
KR20150137676A (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-09 | 주식회사 영우디에스피 | Apparatus for inspecting curved display panel |
CN107454936A (en) * | 2015-01-26 | 2017-12-08 | H2奥普特斯公司 | For analyzing the hyperspectral analysis device of different types of sample |
US10788393B2 (en) | 2014-05-15 | 2020-09-29 | Emage Vision Pte. Ltd | System and method for inspecting opthalmic lenses |
-
2010
- 2010-09-28 JP JP2010217076A patent/JP2012073073A/en active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014228396A (en) * | 2013-05-22 | 2014-12-08 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Diffraction grating cross-sectional shape measurement instrument and cross-sectional shape measurement method |
WO2015053712A1 (en) * | 2013-10-08 | 2015-04-16 | Emage Vision Pte. Ltd. | System and method for inspection of wet ophthalmic lens |
JP2016540994A (en) * | 2013-10-08 | 2016-12-28 | イーメージ ヴィジョン ピーティーイー. エルティーディー.Emage Vision Pte. Ltd. | Wet ophthalmic lens inspection system and inspection method |
US10489901B2 (en) | 2013-10-08 | 2019-11-26 | Emage Vision Pte. Ltd. | System and method for inspection of wet ophthalmic lens |
US10788393B2 (en) | 2014-05-15 | 2020-09-29 | Emage Vision Pte. Ltd | System and method for inspecting opthalmic lenses |
KR20150137676A (en) * | 2014-05-30 | 2015-12-09 | 주식회사 영우디에스피 | Apparatus for inspecting curved display panel |
KR101668085B1 (en) * | 2014-05-30 | 2016-10-24 | 주식회사 영우디에스피 | Apparatus for inspecting curved display panel |
CN107454936A (en) * | 2015-01-26 | 2017-12-08 | H2奥普特斯公司 | For analyzing the hyperspectral analysis device of different types of sample |
JP2018503843A (en) * | 2015-01-26 | 2018-02-08 | エイチ2オプティクス・インコーポレイテッドH2Optx Inc. | Hyperspectral analyzer for analyzing different types of samples |
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