JP2013238501A - Inspection apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は基板上の欠陥を検査する検査装置に関する。特に、本発明は回路パターンの形成された半導体ウェハ上の欠陥を検査する検査装置に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus for inspecting defects on a substrate. In particular, the present invention relates to an inspection apparatus for inspecting a defect on a semiconductor wafer on which a circuit pattern is formed.
半導体製造工程では、ウェハ表面の異物、傷等の欠陥は、配線パターンの短絡等の不良原因になり、キャパシタの絶縁不良やゲート酸化膜などの破壊の原因にもなる。同様に、回路パターンの形成されたウェハ上の欠陥も半導体素子の電気特性に影響を与える。よって、半導体製造工程において欠陥を検出し、半導体製造工程へフィードバックすることは重要である。 In the semiconductor manufacturing process, defects such as foreign matters and scratches on the wafer surface cause defects such as a short circuit of a wiring pattern, and also cause defects in insulation of capacitors and breakdown of gate oxide films. Similarly, defects on the wafer on which the circuit pattern is formed also affect the electrical characteristics of the semiconductor element. Therefore, it is important to detect defects in the semiconductor manufacturing process and feed back to the semiconductor manufacturing process.
このような欠陥を検出するのが所謂検査装置である。検査装置の一例としては、光を基板へ照射し、その散乱光を検出することで基板上の欠陥を検出する光学式検査装置が挙げられる。この光学式検査装置は、鏡面ウェハを検査する表面検査装置と、回路パターンが形成されたウェハを検査するパターン付きウェハ検査装置とに大別される。パターン付きウェハ検査装置では、形成すべき回路パターンがウェハの端部と重複してしまい、形成されるべきパターンが一部欠けたパターンを有する領域が存在する場合もある（このような領域は不完全エリアと称される場合もある。）。光学式検査装置、及び不完全エリアを考慮した検査の従来技術としては、特許文献１乃至６が挙げられる。 It is a so-called inspection device that detects such defects. An example of the inspection apparatus is an optical inspection apparatus that detects a defect on the substrate by irradiating the substrate with light and detecting the scattered light. This optical inspection apparatus is roughly classified into a surface inspection apparatus that inspects a mirror surface wafer and a wafer inspection apparatus with a pattern that inspects a wafer on which a circuit pattern is formed. In a wafer inspection apparatus with a pattern, the circuit pattern to be formed overlaps with the edge of the wafer, and there may be a region having a pattern in which the pattern to be formed is partially missing (such a region is not Sometimes referred to as a complete area.) Patent Documents 1 to 6 are known as conventional techniques for optical inspection apparatuses and inspections that take into account imperfect areas.
パターン付きウェハ検査装置では、ウェハをある方向（走査方向と称する）、及び走査方向と直交する方向（送り方向と称する）に移動させることで、ウェハ全面の検査を行う場合がある。そして、検査はウェハ内のいわゆるダイ（Ｄｉｅ）と呼ばれる単位で画像（検査画像）を得て、検査画像と参照画像との差分を得て、差分に対して閾値処理を行うことで行われる。ここで、パターン付きウェハ検査装置では、検査できる領域は多ければ多いほど良い。検査できる領域が増えればより正確に半導体製造工程の歩留まりを管理できるからである。しかし、従来技術では、ダイ内の走査方向に沿って複数のパターンが形成されている場合に、不完全エリアの存在を考慮してより多くのダイの検査を行う点については配慮がなされていなかった。 In the wafer inspection apparatus with a pattern, there is a case where the entire wafer is inspected by moving the wafer in a certain direction (referred to as a scanning direction) and a direction orthogonal to the scanning direction (referred to as a feeding direction). The inspection is performed by obtaining an image (inspection image) in a unit called a die on the wafer, obtaining a difference between the inspection image and the reference image, and performing threshold processing on the difference. Here, in the wafer inspection apparatus with a pattern, the more regions that can be inspected, the better. This is because the yield of the semiconductor manufacturing process can be managed more accurately if the area that can be inspected increases. However, in the prior art, when a plurality of patterns are formed along the scanning direction in the die, no consideration is given to inspecting more dies in consideration of the presence of imperfect areas. It was.
本発明は、例えば、ダイ等ある領域内に複数の領域が形成されている場合において、検査を行うか否かを任意に設定することを特徴とする。 The present invention is characterized in that, for example, when a plurality of regions are formed in a certain region such as a die, whether or not to perform inspection is arbitrarily set.
本発明によれば、より多くの領域を検査することが可能となる。特に、本発明では、ダイ内の走査方向に沿って複数のパターンが形成されている場合でも、不完全エリアの存在を考慮してより多くのダイの検査を行うことが可能となる。 According to the present invention, more regions can be inspected. In particular, in the present invention, even when a plurality of patterns are formed along the scanning direction in the die, it is possible to inspect a larger number of dies in consideration of the presence of incomplete areas.
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本実施例の検査装置を説明する図である。本実施例の検査装置はパターン付きウェハ検査装置であり、被検査対象２００に対して斜方から照明光３０１を照明する。照明光３０１は照明系３００から照明される。照明系３００には、シリンドリカルレンズ、シリンドリカルミラー等が含まれ、照明光３０１によって被検査対象２００状に線状の照明領域が形成される場合もある。照明光３０１によって形成された照明領域からの散乱光は、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１によって検出、結像される。 FIG. 1 is a diagram illustrating an inspection apparatus according to the present embodiment. The inspection apparatus according to the present embodiment is a wafer inspection apparatus with a pattern, and illuminates illumination light 301 from an oblique direction on the inspection target 200. The illumination light 301 is illuminated from the illumination system 300. The illumination system 300 includes a cylindrical lens, a cylindrical mirror, and the like, and the illumination light 301 may form a linear illumination region in the shape of the inspection target 200. Scattered light from the illumination region formed by the illumination light 301 is detected and imaged by the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101.
次に、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１について詳細に説明する。上方検出系８００は、被検査対象２００の法線２０４の方向に沿って配置される。上方検出系８００は対物レンズ８０５、結像レンズ８０９、センサ８０２（１次元ラインセンサ、２次元センサ等）を有する。斜方検出系１００、１０１は被検査対象２００に対して斜めに配置される。対物レンズ８０５、結像レンズ８０９、センサ８０２（１次元ラインセンサ、２次元センサ等）を有する点は上方検出系と同様である。なお、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１のうち少なくとも１つは被検査対象２００上に形成された回路パターンからの不所望な回折光を遮光するために、その空間周波数面（フーリエ面と呼ばれることもある）にいわゆる空間フィルタを有する場合もある。本実施例の検査装置では、１つの照明領域に対して、３つの暗視野像が得られることになる。 Next, the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 will be described in detail. The upper detection system 800 is arranged along the direction of the normal line 204 of the inspection target 200. The upper detection system 800 includes an objective lens 805, an imaging lens 809, and a sensor 802 (a one-dimensional line sensor, a two-dimensional sensor, etc.). The oblique detection systems 100 and 101 are arranged obliquely with respect to the inspection target 200. A point having an objective lens 805, an imaging lens 809, and a sensor 802 (a one-dimensional line sensor, a two-dimensional sensor, etc.) is the same as the upper detection system. It should be noted that at least one of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 has a spatial frequency plane (Fourier) for shielding undesired diffracted light from a circuit pattern formed on the inspection target 200. In some cases, a so-called spatial filter may be provided. In the inspection apparatus of the present embodiment, three dark field images are obtained for one illumination area.
上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１から得られた暗視野像は演算処理系７０１に送られる。演算処理系７０１では、検査画像と参照画像との差分を得て（差分処理と表現することもできる）、差分に対して閾値処理を行うことで、被検査対象２００上の欠陥を検出する。欠陥検出は、この比較結果をいわゆる特徴量を用いて統合処理することで行われることもある。また演算処理系７０１では、送られてきた上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１から得られた暗視野像同士を統合処理することもある。 The dark field images obtained from the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 are sent to the arithmetic processing system 701. The arithmetic processing system 701 detects a defect on the inspection target 200 by obtaining a difference between the inspection image and the reference image (which can also be expressed as difference processing) and performing threshold processing on the difference. The defect detection may be performed by integrating the comparison result using a so-called feature amount. In the arithmetic processing system 701, the dark field images obtained from the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 that have been sent may be integrated.
さらに別条件（例えば、別光学条件）で得られた暗視野像同士を統合処理することもある。 Furthermore, dark field images obtained under different conditions (for example, different optical conditions) may be integrated.
欠陥検出の結果は表示装置７０２に送られ、被検査対象の座標と対応付けてマップとして表示される。 The result of the defect detection is sent to the display device 702 and displayed as a map in association with the coordinates of the inspection target.
被検査対象２００はステージ４００上に搭載されている。ステージ４００は、制御装置７０３からの信号に基づいて、主にＸＹ方向に移動する。この移動がスキャン動作となり、被検査対象２００全面の欠陥検出が行われる。なお、本実施例ではＸ方向が走査方向であり、ｙ方向が送り方向であると表現することもできる。 The inspection target 200 is mounted on the stage 400. The stage 400 moves mainly in the XY directions based on a signal from the control device 703. This movement becomes a scanning operation, and defect detection is performed on the entire surface of the inspection target 200. In the present embodiment, it can also be expressed that the X direction is the scanning direction and the y direction is the feeding direction.
なお、欠陥検査装置では、いわゆるレビュー用の顕微鏡８０３（明視野光学系と称することもできる）、線状照明の形状を確認するための基準チップ２０５を有する場合もある。 Note that the defect inspection apparatus may include a so-called review microscope 803 (also referred to as a bright field optical system) and a reference chip 205 for confirming the shape of the linear illumination.
次に、本実施例の欠陥検出について説明する。図２は、顕微鏡８０３で得られた被検査対象２００の画像（設計データであっても良い）である。本実施例の被検査対象２００上には、ダイ２００１が形成されており、ダイ２００１のＸ走査方向（線状照明と交差する方向と表現することもできる）には、異なる種類のパターンＡ、Ｂ、Ｃが形成されているとする。 Next, defect detection according to this embodiment will be described. FIG. 2 is an image (may be design data) of the inspection target 200 obtained with the microscope 803. A die 2001 is formed on the inspected object 200 of the present embodiment, and different types of patterns A, in the X-scanning direction of the die 2001 (which can also be expressed as a direction intersecting the linear illumination). Assume that B and C are formed.
まず、作業者は、表示装置に表示された被検査対象２００の画像から検査しない領域、検査を行う領域を選択する。この選択の仕方は作業者によって任意に変更可能であるが、本実施例では、作業者は、ウェハの端部２００４（この端部２００４に、いわゆるベベル部分が含まれるか否かは作業者が任意に設定可能である）をまたいでしまい、その一部が欠けてパターンが完全に形成されていない領域（不完全領域、図２中の網掛け部分）を検査しない領域（非検査エリア）として設定し、パターンが完全に形成されている領域（有効エリア）を検査を行う領域（検査エリア）として設定する。 First, the operator selects a region not to be inspected and a region to be inspected from the image of the inspection target 200 displayed on the display device. The method of selection can be arbitrarily changed by the worker. In this embodiment, the worker can select the end portion 2004 of the wafer (whether the end portion 2004 includes a so-called bevel portion or not). As a region (non-inspection area) that does not inspect a region where a part of the pattern is missing and a pattern is not completely formed (incomplete region, shaded portion in FIG. 2). An area where the pattern is completely formed (effective area) is set as an area for inspection (inspection area).
作業者によって、設定された非検査エリア、検査エリアの座標は、演算処理系７０１内のメモリに記憶される。なお、非検査エリア、検査エリアの座標は、被検査対象２００上の座標系（マトリックス座標系２００２と称呼することもできる）、ダイ内座標系２００３に大別される。ダイ２００１の被検査対象２００上での位置は、被検査対象２００上に座標を割り当てたマトリックス座標系２００２によって得ることができる。また、非検査エリア、検査エリアのダイ２００１での座標は、ダイ２００１上に座標を割り当てたダイ内座標系２００３によって得ることできる。被検査対象２００上での非検査エリア、検査エリアの位置は、マトリックス座標系２００２、ダイ内座標系２００３を使用すれば得られる。なお、ダイ２００１はＸ走査方向に複数の種類のダイを配置したショットである場合もある。 The coordinates of the non-inspection area and the inspection area set by the operator are stored in a memory in the arithmetic processing system 701. The coordinates of the non-inspection area and the inspection area are roughly classified into a coordinate system on the inspection target 200 (also referred to as a matrix coordinate system 2002) and an in-die coordinate system 2003. The position of the die 2001 on the inspection target 200 can be obtained by a matrix coordinate system 2002 in which coordinates are assigned on the inspection target 200. Further, the coordinates of the non-inspection area and the inspection area on the die 2001 can be obtained by the in-die coordinate system 2003 in which coordinates are assigned on the die 2001. The positions of the non-inspection area and the inspection area on the inspection target 200 can be obtained by using the matrix coordinate system 2002 and the in-die coordinate system 2003. Note that the die 2001 may be a shot in which a plurality of types of dies are arranged in the X scanning direction.
次に、作業者により設定された条件にしたがって行われる演算処理系７０１の動作について図３を用いて説明する。この動作は後述する２つの方法のうちいずれか１つを採用することができる。 Next, the operation of the arithmetic processing system 701 performed according to the conditions set by the operator will be described with reference to FIG. For this operation, any one of the two methods described later can be adopted.
１つ目は、図３の領域３００１で示すように、着目する検査エリアに応じて撮像するダイを変更する場合である。例えば、有効エリアＡを検査する場合は、検査装置はダイ２、ダイ３、ダイ４の画像（実線３００２で示す部分）を得て、隣接するダイ同士で差分処理、閾値処理を行う。この場合、隣接するダイの画像のうち片方が参照画像ということになる。有効エリアＢを検査する場合は、検査装置はダイ１、ダイ２、ダイ３、ダイ４の画像（実線３００３で示す部分）を得て、隣接するダイ同士で差分処理、閾値処理を行う。有効エリアＣを検査する場合は、検査装置は、ダイ２、ダイ３、ダイ４の画像（実線３００４で示す部分）を得て、隣接するダイ同士で差分処理、閾値処理を行う。 The first is a case where the die to be imaged is changed in accordance with the inspection area of interest as indicated by a region 3001 in FIG. For example, when inspecting the effective area A, the inspection apparatus obtains images of the dies 2, 3, and 4 (parts indicated by solid lines 3002), and performs difference processing and threshold processing between adjacent dies. In this case, one of the adjacent die images is a reference image. When inspecting the effective area B, the inspection apparatus obtains images of the die 1, die 2, die 3, and die 4 (portions indicated by the solid line 3003), and performs difference processing and threshold processing between adjacent dies. When inspecting the effective area C, the inspection apparatus obtains images of the die 2, die 3, and die 4 (portions indicated by the solid line 3004), and performs difference processing and threshold processing between adjacent dies.
なお、有効エリアＡ、Ｂ、Ｃ、すべてを検査したいのであれば、本実施例の検査装置は、ダイ１の画像、ダイ２の画像、ダイ３の画像、ダイ４の画像、すべてを取得する。そして、有効エリアＡの検査についてはダイ２、ダイ３、ダイ４の画像を使用し、有効エリアＢの検査についてはダイ１、ダイ２、ダイ３、ダイ４の画像を使用し、有効エリアＣの検査についてはダイ２、ダイ３、ダイ４の画像を使用する。 If it is desired to inspect all the effective areas A, B, and C, the inspection apparatus according to the present embodiment acquires the image of the die 1, the image of the die 2, the image of the die 3, and the image of the die 4. . For the inspection of the effective area A, the images of the die 2, die 3, and die 4 are used. For the inspection of the effective area B, the images of the die 1, die 2, die 3, and die 4 are used. For this inspection, images of the die 2, the die 3, and the die 4 are used.
２つ目の方法は、図３の領域３００５に示すように、着目した検査エリア単位で画像を得る方法である。例えば、有効エリアＡを検査したいのであれば、検査装置はダイ２の有効エリアＡ、ダイ３の有効エリアＡ、ダイ４の有効エリアＡの画像（実線３００６で示す部分）を得て、得た有効エリア同士で差分処理、閾値処理を行う。有効エリアＢを検査したいのであれば、検査装置はダイ１の有効エリアＢ、ダイ２の有効エリアＢ、ダイ３の有効エリアＢ、ダイ４の有効エリアＢの画像（実線３００７で示す部分）を得て、得た有効エリア同士で差分処理、閾値処理を行う。有効エリアＣを検査したいのであれば、検査装置はダイ１の有効エリアＣ、ダイ２の有効エリアＣ、ダイ３の有効エリアＣの画像（実線３００６で示す部分）を得て、得た有効エリア同士で差分処理、閾値処理を行う。上述した動作は、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１ごとに行われる。このような欠陥検出動作は、Ｘ走査方向に異なるパターンが形成されている場合に特に有効である。 The second method is a method in which an image is obtained for each inspection area as noted, as indicated by a region 3005 in FIG. For example, if it is desired to inspect the effective area A, the inspection apparatus obtains and obtains images of the effective area A of the die 2, the effective area A of the die 3, and the effective area A of the die 4 (part indicated by the solid line 3006). Difference processing and threshold processing are performed between effective areas. If it is desired to inspect the effective area B, the inspection apparatus displays images of the effective area B of the die 1, the effective area B of the die 2, the effective area B of the die 3, and the effective area B of the die 4 (part indicated by a solid line 3007). The difference process and the threshold value process are performed between the obtained effective areas. If it is desired to inspect the effective area C, the inspection apparatus obtains images of the effective area C of the die 1, the effective area C of the die 2, and the effective area C of the die 3 (part indicated by a solid line 3006), and the obtained effective area. Difference processing and threshold processing are performed between each other. The above-described operation is performed for each of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101. Such a defect detection operation is particularly effective when different patterns are formed in the X scanning direction.
なお、有効エリアＡ、Ｂ、Ｃ、すべてを検査したいのであれば、本実施例の検査装置は、ダイ１−４すべての有効エリアＡ、Ｂ、Ｃの画像を得る。そして、有効エリアＡの検査についてはダイ２の有効エリアＡ、ダイ３の有効エリアＡ、ダイ４の有効エリアＡの画像を使用し、有効エリアＢの検査についてはダイ１の有効エリアＢ、ダイ２の有効エリアＢ、ダイ３の有効エリアＢ、ダイ４の有効エリアＢの画像を使用し、有効エリアＣの検査についてはダイ１の有効エリアＣ、ダイ２の有効エリアＣ、ダイ３の有効エリアＣの画像を使用する。 If it is desired to inspect all of the effective areas A, B, and C, the inspection apparatus of the present embodiment obtains images of the effective areas A, B, and C of all the dies 1-4. For the inspection of the effective area A, the images of the effective area A of the die 2, the effective area A of the die 3, and the effective area A of the die 4 are used. 2 effective area B, effective area B of die 3 and effective area B of die 4 are used, and effective area C is inspected for effective area C of die 1, effective area C of die 2, and effective of die 3. The image of area C is used.
なお、この着目した検査エリア単位で画像を得る方法については、得た画像を、差分処理を行う際の画像同士の位置ずれの補正や閾値処理のための閾値の作成に使用しても良い。例えば、差分処理を行う際の画像同士の位置ずれの補正は図４のように表現される。今、有効エリアＡに着目して、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１の少なくとも１つは、ダイ２の有効エリアＡ、ダイ３の有効エリアＡ、ダイ４の有効エリアＡの画像を得たとする。ダイ３の有効エリアＡの画像は、ダイ２の有効エリアＡの画像に対してΔｘ１、Δｙ１だけずれて得られたとする。また、ダイ４の有効エリアＡの画像は、ダイ２の有効エリアＡの画像に対してΔｘ２、Δｙ２だけずれて得られたとする。この場合、本実施例では、ダイ３の有効エリアＡの画像を−Δｘ１、−Δｙ１分移動させる。また、ダイ４の有効エリアＡの画像を−Δｘ２、−Δｙ２分移動させる。このような位置ずれ補正後の、ダイ２の有効エリアの画像、ダイ３の有効エリアＡの画像、及びダイ４の有効エリアＡの画像はＸ方向、Ｙ方向について等間隔に配列されることになるので差分処理をより正確に行えることになる。閾値処理は、この位置ずれ補正の後に行われることになる。 In addition, about the method of acquiring an image for this examination area unit of interest, the acquired image may be used for correcting a positional deviation between images when performing difference processing or creating a threshold for threshold processing. For example, correction of misalignment between images when performing difference processing is expressed as shown in FIG. Now, paying attention to the effective area A, at least one of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 is an image of the effective area A of the die 2, the effective area A of the die 3, and the effective area A of the die 4. Suppose that Assume that the image of the effective area A of the die 3 is obtained by being shifted by Δx1 and Δy1 with respect to the image of the effective area A of the die 2. Further, it is assumed that the image of the effective area A of the die 4 is obtained by being shifted by Δx2 and Δy2 with respect to the image of the effective area A of the die 2. In this case, in this embodiment, the image of the effective area A of the die 3 is moved by −Δx1 and −Δy1. Further, the image of the effective area A of the die 4 is moved by −Δx2 and −Δy2. The image of the effective area of the die 2, the image of the effective area A of the die 3, and the image of the effective area A of the die 4 after such misalignment correction are arranged at equal intervals in the X direction and the Y direction. Therefore, the difference process can be performed more accurately. The threshold processing is performed after this positional deviation correction.
なお、この位置ずれ補正は、有効エリアＢを検査するのであれば、ダイ１の有効エリアＢ、ダイ２の有効エリアＢ、ダイ３の有効エリアＢ、ダイ４の有効エリアＢの画像について行われる。また、この位置ずれ補正は、有効エリアＣを検査するのであれば、ダイ１の有効エリアＣ、ダイ２の有効エリアＣ、ダイ３の有効エリアＣの画像について行われる。さらに、この位置ずれ補正は、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１毎に行われるし、その補正量は、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１毎に異なる場合もある。 If the effective area B is inspected, this misalignment correction is performed on the images of the effective area B of the die 1, the effective area B of the die 2, the effective area B of the die 3, and the effective area B of the die 4. . Further, if the effective area C is inspected, this positional deviation correction is performed on the images of the effective area C of the die 1, the effective area C of the die 2, and the effective area C of the die 3. Further, this positional deviation correction is performed for each of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101, and the amount of correction may be different for each of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101.
次に、閾値処理のための閾値の作成について図５を用いて説明する。今、有効エリアＡに着目して、上方検出系８００（斜方検出系１００、１０１の少なくとも１つでも良い）は、ダイ２の有効エリアＡ、ダイ３の有効エリアＡ、ダイ４の有効エリアＡの画像を得たとする。演算処理系７０１はダイ２の有効エリアＡの画像内の画素の輝度、ダイ３の有効エリアＡの画像内の画素の輝度、ダイ４の有効エリアＡの画像内の画素の輝度についてΣを得て、さらに標準偏差を得る。この標準偏差が上方検出系８００で得られた有効エリアＡを検査するための閾値ＴＡとなる。この閾値の作成は、有効エリアＢを検査するのであれば、演算処理系７０１はダイ１の有効エリアＢ、ダイ２の有効エリアＢ、ダイ３の有効エリアＢ、ダイ４の有効エリアＢの画像内に画素の輝度について標準偏差を得て、有効エリアＢを検査するための閾値ＴＢを得る。また、この閾値の作成は、有効エリアＣを検査するのであれば、制御装置１は、ダイ１の有効エリアＣ、ダイ２の有効エリアＣ、ダイ３の有効エリアＣの画像内の画素の輝度について標準偏差を得て、有効エリアＣを検査するための閾値ＴＣを作成することになる。このように作成された閾値は同じ種類のパターンが形成された画像を用いて作成されるので、より欠陥検出に好適な閾値となる。 Next, creation of a threshold value for threshold processing will be described with reference to FIG. Now, focusing on the effective area A, the upper detection system 800 (which may be at least one of the oblique detection systems 100 and 101) is the effective area A of the die 2, the effective area A of the die 3, and the effective area of the die 4. Assume that an image A is obtained. The arithmetic processing system 701 obtains Σ for the luminance of the pixels in the effective area A image of the die 2, the luminance of the pixels in the effective area A image of the die 3, and the luminance of the pixels in the effective area A image of the die 4. To obtain the standard deviation. This standard deviation becomes a threshold value TA for inspecting the effective area A obtained by the upper detection system 800. If the effective area B is inspected, the arithmetic processing system 701 creates an image of the effective area B of the die 1, the effective area B of the die 2, the effective area B of the die 3, and the effective area B of the die 4. A standard deviation for the luminance of the pixel is obtained, and a threshold value TB for inspecting the effective area B is obtained. In addition, if the effective area C is inspected for the creation of the threshold value, the control device 1 determines the luminance of the pixels in the image of the effective area C of the die 1, the effective area C of the die 2, and the effective area C of the die 3. A standard deviation is obtained for, and a threshold value TC for inspecting the effective area C is created. Since the threshold value created in this way is created using images on which the same type of pattern is formed, the threshold value is more suitable for defect detection.
さらに、このような閾値の作成は斜方検出系１００、１０１で得られた画像について行われる場合もある。つまり、ダイやショットといったある領域内に形成されたパターンの種類の数をｐ個として、検出光学系の数をｑ個とするなら、得られる閾値の種類はｐとｑとの積ということになる。 Further, such threshold generation may be performed for images obtained by the oblique detection systems 100 and 101. In other words, if the number of types of patterns formed in a certain area such as a die or a shot is p and the number of detection optical systems is q, the type of threshold value obtained is the product of p and q. Become.
次に実施例２について説明する。実施例１では、異なる種類のパターン単位で、非検査エリア、検査エリアを設定したが、本実施例では、任意の部分を非検査エリア、検査エリアとして設定する実施例である。本実施例では、実施例１と異なる部分について説明する。 Next, Example 2 will be described. In the first embodiment, the non-inspection area and the inspection area are set in different types of pattern units. However, in this embodiment, any part is set as the non-inspection area and the inspection area. In the present embodiment, parts different from the first embodiment will be described.
作業者は、まず「被検査対象２００のエッジからある距離（図６の矢印４００５）までは非検査エリアである」と設定する。 The operator first sets that “the distance from the edge of the inspection target 200 to a certain distance (arrow 4005 in FIG. 6) is a non-inspection area”.
演算処理系７０１は、この設定に基づき図６のダイ４００１の画像とダイ４００２の画像とを重ね合わせる。そして、被検査対象２００の左側エッジ４００３と右エッジ４００４との交点が重ね合わせた画像との関係でどの位置にあるか認識する。 Based on this setting, the arithmetic processing system 701 superimposes the image of the die 4001 and the image of the die 4002 in FIG. Then, the position of the intersection of the left edge 4003 and the right edge 4004 of the inspection target 200 is recognized in relation to the superimposed image.
そして、交点が重ね合わせた画像の下にある場合、演算処理系７０１はこの設定に基づいて図６のダイ４００１についてエリアａ、及びダイ４００２についてエリアｃを設定する。さらに、ダイ４００１とダイ４００２とを重ね合わせた場合に、エリアａ以外の領域ｂ１とエリアｃ以外の領域ｂ２とが重複した部分をエリアｂとして認識する。つまり、エリアａが実施例１のＡとなり、ｂ１とｂ２とが重複した部分エリアｂが実施例１のＢとなり、エリアｃが実施例１のＣということになる。なお、図６のダイ４００１のエリアａとダイ４００２のエリアｃが非検査エリアとなる。 If the intersection is below the superimposed image, the arithmetic processing system 701 sets area a for the die 4001 and area c for the die 4002 in FIG. 6 based on this setting. Further, when the die 4001 and the die 4002 are overlapped, a portion where the region b1 other than the area a and the region b2 other than the area c overlap is recognized as the area b. That is, the area a is A in the first embodiment, the partial area b where b1 and b2 overlap is the B in the first embodiment, and the area c is the C in the first embodiment. Note that the area a of the die 4001 and the area c of the die 4002 in FIG. 6 are non-inspection areas.
交点が重ね合わせた画像内、または画像より上にある場合、演算処理系７０１は図７に示すようにダイ５００１についてａ１、ｂ１を、ダイ５００２についてｂ２、ｃ１を設定する。次に、演算処理系７０１は、ダイ５００１の画像と、ダイ５００２の画像とを重ね合わせる。そして、ａ１とｃ１とが重複した部分を認識する。この場合、ｂ２が実施例１のＡとなり、ａ１とｃ１とが重複した部分が実施例１のＢとなり、ｂ１が実施例１のＣということになる。なお、図７のダイ５００１のエリアａ、ｂとダイ５００２のエリアｂ、ｃが非検査エリアとなる。この後の差分処理、閾値処理については実施例１と同様である。本実施例では、Ｘ走査方向について任意の領域設定を可能とするものである。 When the intersection is in the superimposed image or above the image, the arithmetic processing system 701 sets a1 and b1 for the die 5001 and b2 and c1 for the die 5002, as shown in FIG. Next, the arithmetic processing system 701 superimposes the image of the die 5001 and the image of the die 5002. And the part which a1 and c1 overlapped is recognized. In this case, b2 is A in the first embodiment, a portion where a1 and c1 overlap is B in the first embodiment, and b1 is C in the first embodiment. Note that areas a and b of the die 5001 and areas b and c of the die 5002 in FIG. 7 are non-inspection areas. Subsequent difference processing and threshold processing are the same as those in the first embodiment. In this embodiment, an arbitrary area can be set in the X scanning direction.
次に実施例３について説明する。実施例２は、Ｘ走査方向について任意の領域設定を可能とするものであったが、本実施例ではＹ走査方向についても任意の領域設定を可能とするものである。なお、Ｙ走査方向は、センサ８０２中の画素が配列されている方向と一致しているので、本実施例は、例えば、画素が配列された方向について前記検査を行う領域、前記検査を行わない領域を認識すると表現することもできる。本実施例では、実施例１、及び２と異なる部分について説明する。 Next, Example 3 will be described. In the second embodiment, an arbitrary area can be set in the X scanning direction. In this embodiment, an arbitrary area can be set in the Y scanning direction. Since the Y scanning direction coincides with the direction in which the pixels in the sensor 802 are arranged, in this embodiment, for example, the region in which the inspection is performed in the direction in which the pixels are arranged, the inspection is not performed. It can also be expressed by recognizing a region. In the present embodiment, parts different from the first and second embodiments will be described.
図８は本実施例を説明する図である。被検査対象２００上Ｘ走査方向での検査領域の設定は、実施例１、２と同様である。本実施例では、被検査対象２００上のＹ走査方向について、例えば、図８に示すように、ダイ６００１、ダイ６００２についてａ１−ａ４、ｂ１−ｂ４、ｃ１−ｃ４のように複数の検査領域を設定する。Ｙ走査方向の検査領域の設定については、センサ８０２のいわゆるＴＡＰ（タップ）毎、画素毎に設定する場合が考えられる。さらに、図１の検査装置では、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１から得られる暗視野像は、それぞれ像が全く異なる場合もある、よって、Ｘ走査方向、Ｙ走査方向のうちいずれか１つの検査領域の設定は、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１毎に異なるようにしても良い。 FIG. 8 is a diagram for explaining this embodiment. The setting of the inspection area in the X scanning direction on the inspection target 200 is the same as in the first and second embodiments. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 8, a plurality of inspection regions such as a1-a4, b1-b4, and c1-c4 are provided for the die 6001 and the die 6002 in the Y scanning direction on the inspection target 200. Set. Regarding the setting of the inspection area in the Y-scanning direction, there may be a case where the inspection area is set for each so-called TAP (tap) of the sensor 802 and for each pixel. Further, in the inspection apparatus of FIG. 1, the dark field images obtained from the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 may be completely different from each other. Therefore, either the X scanning direction or the Y scanning direction is used. The setting of one inspection area may be different for each of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101.
欠陥検出については、実施例１に開示される着目する検査エリアに応じて撮像するダイを変更する方法、着目した検査エリア単位で画像を得る方法を任意に採用すれば良い。なお、本実施例であれば着目する検査エリアはＹ走査方向においても任意に選択可能となる。 For defect detection, a method of changing the die to be imaged according to the inspection area of interest disclosed in the first embodiment and a method of obtaining an image in units of the inspection area of interest may be arbitrarily adopted. In this embodiment, the inspection area of interest can be arbitrarily selected also in the Y scanning direction.
実施例３に開示される本実施例では、実質的に被検査対象２００の端部に沿ってより多くの領域を検査することが可能になる。 In the present embodiment disclosed in the third embodiment, it is possible to inspect more regions substantially along the end portion of the inspection target 200.
次に実施例４について説明する。不完全領域は被検査対象２００の端部に存在する。図９は被検査対象２００の端部の断面を詳細に説明する図である。被検査対象２００の端部は、より詳細には、平坦部７００１、平坦部７００１に対して傾斜しているベベル部７００２、最外周部であるアペックス部７００３によって構成される場合がある。検査を行うに当たり、特に照明光３０１によってベベル部７００２やアペックス部７００３に照明領域が形成されるとある特定の方向に強い指向性を持つ光が発生する場合もある。そこで、本実施例は、この強い指向性を持つ光を検出する検出光学系が得た画像を検査するための閾値を、他の検出光学系が得た画像を検査するための閾値よりも大きくする。これは、他の表現としては、照明領域の被検査対象２００上での位置に応じて、検査のための閾値を変更すると表現することもできる。 Next, Example 4 will be described. The incomplete area exists at the end of the inspection target 200. FIG. 9 is a diagram for explaining in detail the cross section of the end portion of the test object 200. More specifically, the end portion of the inspection target 200 may be configured by a flat portion 7001, a bevel portion 7002 that is inclined with respect to the flat portion 7001, and an apex portion 7003 that is the outermost peripheral portion. In performing the inspection, in particular, when an illumination area is formed in the bevel portion 7002 or the apex portion 7003 by the illumination light 301, light having strong directivity in a specific direction may be generated. Therefore, in this embodiment, the threshold for inspecting the image obtained by the detection optical system that detects the light having the strong directivity is larger than the threshold for inspecting the image obtained by the other detection optical system. To do. As another expression, it can also be expressed that the threshold for inspection is changed according to the position of the illumination area on the inspection target 200.
より具体的に、本実施例を説明する。図１０は本実施例を説明する図である。図１０（ａ）は本実施例の検査装置を説明する図である。図１０（ａ）での各構成の動作については実施例１と同様である。本実施例の検査装置では、上方検出系８００が得た画像を検査するための閾値をＴ１とし、斜方検出系１００が得た画像を検査するための閾値をＴ２とし、斜方検出系１０１が得た画像を検査するための閾値をＴ３とする。図１０（ｂ）はステージ４００上に搭載された被検査対象２００を説明する図である。被検査対象２００は、ステージ４００が動くＸ方向に対して被検査物の中心９９９とノッチ１０００とを結ぶ線１００６が直交するよう配置されている。被検査対象２００上には照明光３０１によって実質的に線状の照明領域１００１が形成される。ステージ４００が被検査対象２００を照明領域１００１に対して移動させることにより、照明領域は相対的に被検査対象２００上を矢印１００２、１００３、１００４、１００５の順に移動することになる。この際、本実施例では、線１００６よりも右側ではＴ２をＴ１、Ｔ３よりも高くする。また、線１００６の左側ではＴ３をＴ１、Ｔ２よりも高くする。このように設定することで、ある特定の方向に強い指向性を持つ光が発生した場合でも、より正確な欠陥検出を行うことが可能となる。なお、どの方向に上述した強い指向性を持つ光が発生するか、どの検出光学系がその光を検出するかは、ベベル部７００２、アペックス部７００３の状態、照明光３０１の入射角、方位角、検出光学系の位置によって変わってくる。よって、いずれの閾値をどのように変更するかは上述した説明に限定されるものではなく、上述した被検査対象２００側の状態、照明条件、検出光学系の位置等に応じて閾値を変更すれば良い。 This embodiment will be described more specifically. FIG. 10 is a diagram for explaining this embodiment. FIG. 10A is a diagram for explaining the inspection apparatus of this embodiment. The operation of each component in FIG. 10A is the same as that in the first embodiment. In the inspection apparatus of this embodiment, the threshold for inspecting the image obtained by the upper detection system 800 is T1, the threshold for inspecting the image obtained by the oblique detection system 100 is T2, and the oblique detection system 101 is used. Let T3 be a threshold value for inspecting the image obtained. FIG. 10B is a diagram for explaining the inspection target 200 mounted on the stage 400. The inspection target 200 is arranged such that a line 1006 connecting the center 999 of the inspection object and the notch 1000 is orthogonal to the X direction in which the stage 400 moves. A substantially linear illumination region 1001 is formed on the inspection target 200 by the illumination light 301. When the stage 400 moves the inspection target 200 with respect to the illumination area 1001, the illumination area relatively moves on the inspection target 200 in the order of arrows 1002, 1003, 1004, and 1005. At this time, in this embodiment, T2 is set higher than T1 and T3 on the right side of the line 1006. On the left side of the line 1006, T3 is set higher than T1 and T2. By setting in this way, even when light having a strong directivity is generated in a specific direction, it becomes possible to perform more accurate defect detection. Note that in which direction the light having the above-mentioned strong directivity is generated and which detection optical system detects the light are the states of the bevel portion 7002 and the apex portion 7003, the incident angle and the azimuth angle of the illumination light 301. Depending on the position of the detection optical system. Therefore, how to change which threshold value is not limited to the above description, and the threshold value may be changed according to the above-described state on the inspection target 200 side, illumination conditions, position of the detection optical system, and the like. It ’s fine.
なお、ある特定の方向に強い指向性を持つ光の影響を低減するアプローチとしては、他のアプローチもある。実施例１の検査装置では、回路パターンからの不所望な回折光を遮光するために、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１それぞれの空間周波数面（フーリエ面と呼ばれることもある）にいわゆる空間フィルタを備える場合もある。本実施例では、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１それぞれに追加の空間フィルタを配置し、この追加の空間フィルタの遮光パターンをこの強い指向性を持つ光の空間周波数面でのパターンに一致させる。このようなアプローチでも、ある特定の方向に強い指向性を持つ光の影響を低減することが可能となる。 There are other approaches for reducing the influence of light having strong directivity in a specific direction. In the inspection apparatus of the first embodiment, in order to shield undesired diffracted light from the circuit pattern, the spatial frequency planes (sometimes called Fourier planes) of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101 are used. A so-called spatial filter may be provided. In this embodiment, an additional spatial filter is disposed in each of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101, and the light shielding pattern of the additional spatial filter is a pattern on the spatial frequency plane of the light having the strong directivity. To match. Even with such an approach, it is possible to reduce the influence of light having a strong directivity in a specific direction.
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は実施例に限定されない。上述した実施例は、暗視野像を得る検査装置について説明したが、本発明は明視野像を得る検査装置に適用しても良い。 As mentioned above, although the Example of this invention was described, this invention is not limited to an Example. In the above-described embodiments, the inspection apparatus for obtaining a dark field image has been described. However, the present invention may be applied to an inspection apparatus for obtaining a bright field image.
また、検出光学系の数も実施例に限定されない。例えば、上方検出系８００、斜方検出系１００、１０１のうち少なくとも１つを採用することも本明細書の範囲内である。 Further, the number of detection optical systems is not limited to the embodiment. For example, it is within the scope of this specification to employ at least one of the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101.
また、検出光学系の数は本実施例に開示される数よりさらに増やしても良い。 Further, the number of detection optical systems may be further increased from the number disclosed in the present embodiment.
１００、１０１ 斜方検出系
２００ 被検査対象
３００ 照明系
３０１ 照明光
４００ ステージ
７０１ 演算処理系
７０２ 表示装置
７０３ 制御装置
８０２ センサ
８０５ 対物レンズ
８０９ 結像レンズ
２００１ ダイ
２００２ マトリックス座標系
２００３ ダイ内座標系
２００４ 端部
７００１ 平坦部
７００２ ベベル部
７００３ アペックス部
100, 101 Oblique detection system 200 Inspected object 300 Illumination system 301 Illumination light 400 Stage 701 Arithmetic processing system 702 Display device 703 Control device 802 Sensor 805 Objective lens 809 Imaging lens 2001 Die 2002 Matrix coordinate system 2003 In-die coordinate system 2004 End 7001 Flat 7002 Bevel 7003 Apex
Claims (9)
前記基板上に線状の照明領域を形成する照明光学系を有し、前記基板上には所定の領域内に前記照明領域と交差する方向に沿って複数の種類のパターンが形成されており、かつ前記照明領域と交差する方向に前記所定の領域が連続的に形成されており、
さらに、前記連続的に形成された所定の領域の画像毎に検査を行う領域、及び検査を行わない領域を認識し、前記基板の検査を行う処理部を有することを特徴とする検査装置。 In an inspection apparatus for inspecting a substrate on which a pattern is formed,
It has an illumination optical system that forms a linear illumination area on the substrate, and a plurality of types of patterns are formed on the substrate along a direction intersecting the illumination area in a predetermined area, And the predetermined region is continuously formed in a direction intersecting with the illumination region,
The inspection apparatus further comprises a processing unit for recognizing a region to be inspected for each image of the continuously formed predetermined region and a region not to be inspected and inspecting the substrate.
前記基板からの光を検出する結像光学系を有し、前記結像光学系は、複数の画素が配列されたセンサを有し、
前記処理部は、前記画素が配列された方向について前記検査を行う領域、及び前記検査を行わない領域を認識することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
An imaging optical system for detecting light from the substrate, the imaging optical system having a sensor in which a plurality of pixels are arranged;
The processing unit recognizes a region where the inspection is performed in a direction in which the pixels are arranged and a region where the inspection is not performed.
前記処理部は、前記画素が配列された方向については、タップ毎に前記検査を行う領域、及び前記検査を行わない領域を認識することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 2,
The said processing part recognizes the area | region which performs the said test | inspection for every tap, and the area | region which does not perform the said test | inspection about the direction where the said pixel was arranged.
前記処理部は、前記画素が配列された方向については、前記画素毎に検査を行う領域、及び前記検査を行わない領域を認識することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 2,
The processing unit recognizes a region in which inspection is performed for each pixel and a region in which the inspection is not performed in the direction in which the pixels are arranged.
前記所定の領域とはダイであり、
前記検査を行う領域は前記パターンが完全に形成されている領域であり、
前記検査を行わない領域は前記パターンの一部が欠けて形成された領域であり、
前記処理部は、検査を行うパターンの種類に応じて、検査に使用する画像を変更することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
The predetermined region is a die,
The region to be inspected is a region where the pattern is completely formed,
The region where the inspection is not performed is a region formed by missing a part of the pattern,
The said processing part changes the image used for a test | inspection according to the kind of pattern to test | inspect, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記処理部は、前記検査に使用する画像と前記検査に使用する画像と隣接する画像との差分を得て、前記差分に対して閾値処理を行うことを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 5, wherein
The processing unit obtains a difference between an image used for the inspection and an image adjacent to the image used for the inspection, and performs threshold processing on the difference.
前記検査に使用する画像は、異なるダイに形成された同じ種類のパターンの画像であり、
前記処理部は、前記同じ種類のパターンの画像同士の位置合わせを行い、前記差分を得ることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 6, wherein
The images used for the inspection are images of the same type of pattern formed on different dies,
The said processing part aligns the images of the said same kind of pattern, and obtains the said difference, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記検査に使用する画像は、異なるダイに形成された同じ種類のパターンの画像であり、
前記処理部は、前記同じ種類のパターンの画像の標準偏差を得て、
前記標準偏差を前記閾値処理のための閾値として使用することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 6, wherein
The images used for the inspection are images of the same type of pattern formed on different dies,
The processing unit obtains a standard deviation of the image of the same type of pattern,
An inspection apparatus using the standard deviation as a threshold for the threshold processing.
前記基板からの光を検出する第１の結像光学系と、
前記第１の結像光学系とは異なる位置に配置された第２の結像光学系と、を有し、
前記処理部は、
前記第１の結像光学系で得られた画像に対して第１の閾値を使用した第１の閾値処理を行い、前記第２の結像光学系で得られた画像に対して第２の閾値を使用した第２の閾値処理を行い、
さらに、前記照明領域の前記基板上での位置に応じて、前記第１の閾値、及び前記第２の閾値の少なくとも１つを変更することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 6, wherein
A first imaging optical system for detecting light from the substrate;
A second imaging optical system disposed at a position different from the first imaging optical system,
The processor is
First threshold processing using a first threshold is performed on an image obtained by the first imaging optical system, and second processing is performed on an image obtained by the second imaging optical system. Perform a second threshold process using the threshold,
Furthermore, at least one of the first threshold value and the second threshold value is changed according to the position of the illumination area on the substrate.
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