JP2014137278A - Inspection device - 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。従来技術としては、以下の特許文献が挙げられる。 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. The following patent documents are listed as conventional techniques.
光学式検査装置では、電力により様々な部位が駆動される。光学式検査装置は一度検査を始めると、連続して稼動することが考えられる。長時間の稼動は、電力により駆動する部位に望ましくない発熱の原因となる。この点について従来技術では十分な配慮がなされていなかった。 In the optical inspection apparatus, various parts are driven by electric power. It is conceivable that the optical inspection apparatus operates continuously once inspection is started. Long operation causes undesired heat generation in the part driven by electric power. In this regard, the prior art has not been sufficiently considered.
本発明は、検査装置内の部位の発熱を監視することを特徴とする。 The present invention is characterized by monitoring heat generation at a site in the inspection apparatus.
本発明によれば、検査に望ましくない現象を防止することができる。 According to the present invention, a phenomenon undesirable for inspection can be prevented.
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、図2を用いて上方検出系800の詳細について説明する。上方検出系800では、特にセンサ802が発熱しやすい。そこで本実施例では、センサの消費電力を計測する電力計802を設ける。また、センサ802、空間フィルタ2001を駆動するドライバユニット2003も発熱しやすい。よって、本実施例ではドライバユニット2003の消費電力を計測する電力計2004を設ける。電力計2002、2004は斜方検出系100、101に設けても良い。さらに、上方検出系800、斜方検出系100、101以外で発熱しやすい部位としては、ステージ400、演算処理系701、制御装置703、照明系300が挙げられる。よって、電力計2002、2004の少なくとも1つはステージ400、演算処理系701、制御装置703、照明系300の少なくとも1つに採用しても良い。 Next, details of the upper detection system 800 will be described with reference to FIG. In the upper detection system 800, the sensor 802 is particularly likely to generate heat. Therefore, in this embodiment, a wattmeter 802 for measuring the power consumption of the sensor is provided. Also, the sensor unit 802 and the driver unit 2003 that drives the spatial filter 2001 tend to generate heat. Therefore, in this embodiment, a power meter 2004 for measuring the power consumption of the driver unit 2003 is provided. The wattmeters 2002 and 2004 may be provided in the oblique detection systems 100 and 101. Furthermore, the stage 400, the arithmetic processing system 701, the control device 703, and the illumination system 300 are examples of parts that are likely to generate heat other than the upper detection system 800 and the oblique detection systems 100 and 101. Therefore, at least one of the wattmeters 2002 and 2004 may be employed in at least one of the stage 400, the arithmetic processing system 701, the control device 703, and the illumination system 300.
次に、図3を用いて本実施例での発熱を推定するフローチャートについて説明する。まず、作業者は所定の場所を特定する(ステップ3001)。ここで、所定の場所とは、例えばセンサ8002、ドライバユニット2003、ステージ400、制御装置703、照明系300の少なくとも1つである。なお、この所定の場所の特定は、制御装置703が所定のプログラムに従って行うようにしても良い。 Next, a flowchart for estimating heat generation in this embodiment will be described with reference to FIG. First, the worker specifies a predetermined place (step 3001). Here, the predetermined place is, for example, at least one of the sensor 8002, the driver unit 2003, the stage 400, the control device 703, and the illumination system 300. The predetermined location may be specified by the control device 703 according to a predetermined program.
次に、特定された所定部位毎に消費電力が計測される(ステップ3002)。発熱温度は、最も簡単には消費電力と時間との関数として表現できる。よって、消費電力が計測された後、所定部位毎に発熱関数f(t)が定義される(ステップ3003)。ステップ3002、及びステップ3003は検査前、検査開始時に行っても良い。 Next, power consumption is measured for each specified predetermined part (step 3002). The heat generation temperature can be expressed most simply as a function of power consumption and time. Therefore, after the power consumption is measured, a heat generation function f (t) is defined for each predetermined part (step 3003). Step 3002 and step 3003 may be performed before the inspection or at the start of the inspection.
検査中に制御部703は、特定された所定部位ごとに時間を監視しており、検査に望ましくない発熱温度に到達するであろう時間が経過すると(ステップ3004)、所定部位の冷却を開始する(ステップ3005)。冷却の仕方としては、以下の方法が考えられる。(1)ファンによって気流を発熱部位に供給する(2)発熱部位がモータ等の駆動部を含む場合は、電力を供給するモータの数を減らす(3)発熱部位が処理基板を含む場合は、使用されていない処理基板への電力供給を止める、又は下げる(4)熱伝導率の高い媒体(例えば、ガス)を発熱部位へ供給する。なお、(1)(4)の場合は発熱部位での望ましくない結露を防ぐため、気流やガスは発熱部位への供給前に除湿剤等により露点を制御されることが望ましく、所定部位周辺の雰囲気よりも低い温度に冷却されていることが望ましい。 During the inspection, the control unit 703 monitors the time for each specified predetermined part, and starts cooling the predetermined part when a time at which an exothermic temperature that is undesirable for the inspection elapses has elapsed (step 3004). (Step 3005). As a cooling method, the following methods can be considered. (1) Supplying airflow to a heat generating part by a fan (2) If the heat generating part includes a drive unit such as a motor, reduce the number of motors supplying power (3) If the heat generating part includes a processing substrate, (4) Supply a medium with high thermal conductivity (for example, gas) to the heat generating portion. In the case of (1) and (4), in order to prevent undesired dew condensation in the heat generating part, it is desirable that the dew point of the air current and gas is controlled by a dehumidifying agent before supplying to the heat generating part. It is desirable to be cooled to a temperature lower than the atmosphere.
図4は発熱関数f(t)を説明する図である。例えば、時刻t1が検査に望ましくない温度T1に到達する時刻として場合、時刻t1以降に冷却を開始しても、温度は急激には下がらず、発熱によるセンサ素子の破壊、熱膨張による位置ずれの増加等の検査に望ましくない現象が発生してしまう。よって、本実施例では、時刻t1よりも前の時刻t1から冷却を開始するようにしても良い。 FIG. 4 is a diagram for explaining the heat generation function f (t). For example, if the time t1 is the time when the temperature T1 that is not desirable for the inspection is reached, even if cooling is started after the time t1, the temperature does not drop rapidly, and the sensor element is destroyed due to heat generation, and the position shift due to thermal expansion Undesirable phenomena occur in inspection such as increase. Therefore, in this embodiment, cooling may be started from time t1 before time t1.
本実施例によれば、検査に望ましくない現象を防止することができる。なお、本実施例のように消費電力を電気的に得ておいて、発熱を推定する方法は、内部のスペースが非常に限られた検査装置には有効である。 According to this embodiment, it is possible to prevent a phenomenon that is not desirable for the inspection. Note that the method of estimating heat generation by electrically obtaining power consumption as in the present embodiment is effective for an inspection apparatus having a very limited internal space.
次に、実施例2について説明する。実施例1では、消費電力と時間との関係から発熱温度を推定した。本実施例は、発熱温度を直接計測するものである。以降の説明では、主に実施例1と異なる部分について説明する。図5は、本実施例を説明する図である。センサ802には温度計測部5001、ドライバユニット2003には温度計測部5002が接続されている。温度計測部5001、5002の例としては、熱電対や光学的に温度を計測する手段が考えられる。もちろん、温度計測部5001、5002の少なくとも1つはステージ400、制御装置703、照明系300の少なくとも1つに採用しても良い。 Next, Example 2 will be described. In Example 1, the heat generation temperature was estimated from the relationship between power consumption and time. In this embodiment, the heat generation temperature is directly measured. In the following description, parts different from the first embodiment will be mainly described. FIG. 5 is a diagram for explaining the present embodiment. A temperature measuring unit 5001 is connected to the sensor 802, and a temperature measuring unit 5002 is connected to the driver unit 2003. As an example of the temperature measuring units 5001 and 5002, a thermocouple or a means for measuring the temperature optically can be considered. Of course, at least one of the temperature measurement units 5001 and 5002 may be adopted as at least one of the stage 400, the control device 703, and the illumination system 300.
図6は、本実施例を説明するフローチャートである。本実施例では、検査中に選択された所定部位の温度を計測する(ステップ6001)。選択された所定部位について所定の温度以上となれば(ステップ6002)、実施例1と同様の方法で発熱部位に対して冷却が行われる。 FIG. 6 is a flowchart for explaining the present embodiment. In the present embodiment, the temperature of a predetermined part selected during the examination is measured (step 6001). If the selected predetermined part is equal to or higher than the predetermined temperature (step 6002), the heat generating part is cooled in the same manner as in the first embodiment.
本実施例でも、検査に望ましくない現象を防止することができる。 Even in this embodiment, it is possible to prevent a phenomenon undesirable for the inspection.
以降、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。例えば、被検査対象200の交換時に発熱部位を冷却しても良い。また、発熱関数f(t)は発熱部位の単位時間当たりの放熱量を加味しても良い。 Hereinafter, although the embodiments of the present invention have been described, the present invention is not limited to the embodiments. For example, the heat generating portion may be cooled when the inspection target 200 is replaced. In addition, the heat generation function f (t) may be taken into account the amount of heat released per unit time of the heat generation site.
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
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
Claims (8)
選択された部位の消費電力を得て、
前記選択された部位について時間を計測し、
所定時間経過したか否か判断し、
所定時間経過した場合は、冷却部によって前記選択された部位を冷却することを特徴とする検査装置。 It is possible to select a predetermined part,
Get the power consumption of the selected part,
Measuring time for the selected site;
Determine whether a certain amount of time has passed,
The inspection apparatus, wherein the selected portion is cooled by a cooling unit when a predetermined time has elapsed.
前記冷却部は、前記選択された部位が検査に望ましくない発熱を生じる前に冷却を開始することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 1,
The said cooling part starts cooling, before the said selected site | part produces the heat_generation | fever undesirable for a test | inspection, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
被検査対象からの光を検出するセンサと、
前記センサを駆動するドライバユニットと、を有し、
前記所定の部位には、前記センサ、及び前記ドライバユニットのうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 2,
A sensor for detecting light from the object to be inspected;
A driver unit for driving the sensor,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the predetermined portion includes at least one of the sensor and the driver unit.
前記所定の部位には、前記センサ、及び前記ドライバユニットが含まれることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 3, wherein
The inspection apparatus, wherein the predetermined part includes the sensor and the driver unit.
前記所定の部位には、前記被検査対象を搭載するステージ、前記センサの信号から前記被検査対象上の欠陥を検出する処理部、及び前記被検査対象へ光を供給する照明系のうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 4,
At least one of a stage on which the inspection target is mounted, a processing unit that detects a defect on the inspection target from a signal of the sensor, and an illumination system that supplies light to the inspection target at the predetermined portion. Inspection apparatus characterized by including two.
前記冷却部は、前記選択された部位に対して媒体を供給することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 5, wherein
The said cooling part supplies a medium with respect to the said selected site | part, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
前記媒体の温度は、前記選択された部位周辺の雰囲気の温度より低いことを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 6, wherein
The inspection apparatus characterized in that the temperature of the medium is lower than the temperature of the atmosphere around the selected part.
前記冷却部は、前記媒体の露点を制御するための除湿部を有することを特徴とする検査装置。 The inspection apparatus according to claim 7,
The said cooling part has a dehumidification part for controlling the dew point of the said medium, The inspection apparatus characterized by the above-mentioned.
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