JP3346032B2 - パターン検査装置及び方法 - Google Patents
パターン検査装置及び方法Info
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- JP3346032B2 JP3346032B2 JP11620294A JP11620294A JP3346032B2 JP 3346032 B2 JP3346032 B2 JP 3346032B2 JP 11620294 A JP11620294 A JP 11620294A JP 11620294 A JP11620294 A JP 11620294A JP 3346032 B2 JP3346032 B2 JP 3346032B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ウェーハ等の上に形成
された回路パターンを高精度に検査し、回路パターン上
に発生した微細な欠陥を高感度に検出して検査するパタ
ーン検査方法及びその装置に関する。
された回路パターンを高精度に検査し、回路パターン上
に発生した微細な欠陥を高感度に検出して検査するパタ
ーン検査方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩ製造において、ウェーハ上に形成
された回路パターンは、高集積化のニーズに対応して微
細化し、結像光学系の解像限界に達している。このた
め、照明波長の短波長化や結像光学系の高ＮＡ化が進め
られている。
された回路パターンは、高集積化のニーズに対応して微
細化し、結像光学系の解像限界に達している。このた
め、照明波長の短波長化や結像光学系の高ＮＡ化が進め
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法では
例えば紫外線用の結像光学系を開発する必要があり、高
コストになってしまう。また、高ＮＡ化は高段差のパタ
ーンに対して対応できなくなるという課題がある。
例えば紫外線用の結像光学系を開発する必要があり、高
コストになってしまう。また、高ＮＡ化は高段差のパタ
ーンに対して対応できなくなるという課題がある。
【０００４】本発明は、上記課題を解決し、微細な回路
パターンを高い分解能で検出する方法及び装置を提供す
ることにある。
パターンを高い分解能で検出する方法及び装置を提供す
ることにある。
【０００５】本発明の他の目的は、微細な回路パターン
を高い分解能で検出し、検出した画像を用いて回路パタ
ーンを検査する方法及び装置を提供することにある。
を高い分解能で検出し、検出した画像を用いて回路パタ
ーンを検査する方法及び装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】多数の仮想の点光源から
形成された輪帯状の照明を、対物レンズを介して対象物
の検出視野においてほぼ一様に施す照明手段と、対象か
らの反射光を検出する手段を有し、検出した画像を基準
とする画像と比較する。
形成された輪帯状の照明を、対物レンズを介して対象物
の検出視野においてほぼ一様に施す照明手段と、対象か
らの反射光を検出する手段を有し、検出した画像を基準
とする画像と比較する。
【０００７】さらに、対物レンズの瞳位置或いはこれに
共役な位置に結像するレンズを介して瞳を検出する手段
と、これにより検出した画像を用いて０次回折光と±１
次回折光の分布状態により、上記輪帯状の照明を制御す
る。即ち、被検査パターンに応じて、０次回折光と±１
次回折光が光軸中心から等距離になるように上記輪帯状
の照明を制御する。
共役な位置に結像するレンズを介して瞳を検出する手段
と、これにより検出した画像を用いて０次回折光と±１
次回折光の分布状態により、上記輪帯状の照明を制御す
る。即ち、被検査パターンに応じて、０次回折光と±１
次回折光が光軸中心から等距離になるように上記輪帯状
の照明を制御する。
【０００８】或いは、検出した画像より回路パターンの
密度を検出し、この密度に応じて輪帯状の照明を制御す
る。
密度を検出し、この密度に応じて輪帯状の照明を制御す
る。
【０００９】より具体的には、Ｘｅランプなどの放電ラ
ンプを楕円鏡などにより集光した２次光源位置に複数の
形状を有するリング状の遮光板を配置し、この遮光板を
切り換えることにより輪帯状の照明を制御する。或いは
Ｘｅランプなどの放電ランプを楕円鏡などにより集光し
た２次光源位置にリング状の遮光板を配置した照明手段
を、光軸方向に移動することにより輪帯状の照明を制御
する。勿論２次光源を得る手段は上記以外でもよい。
ンプを楕円鏡などにより集光した２次光源位置に複数の
形状を有するリング状の遮光板を配置し、この遮光板を
切り換えることにより輪帯状の照明を制御する。或いは
Ｘｅランプなどの放電ランプを楕円鏡などにより集光し
た２次光源位置にリング状の遮光板を配置した照明手段
を、光軸方向に移動することにより輪帯状の照明を制御
する。勿論２次光源を得る手段は上記以外でもよい。
【００１０】
【作用】回路パターンが高い分解能で検出できない原因
は、対物レンズの開口（瞳）内に回折光を十分に取り込
めないことにある。特に、回路パターンが微細な場合、
回折光の回折角度が大きくなり、対物レンズの開口に光
が入らず、分解能を落してしまう。このため、波長を短
くして回折光の回折角度を小さくするか、対物レンズの
開口、即ちＮＡを大きくして回折光を多く取り込むこと
が考えられる。
は、対物レンズの開口（瞳）内に回折光を十分に取り込
めないことにある。特に、回路パターンが微細な場合、
回折光の回折角度が大きくなり、対物レンズの開口に光
が入らず、分解能を落してしまう。このため、波長を短
くして回折光の回折角度を小さくするか、対物レンズの
開口、即ちＮＡを大きくして回折光を多く取り込むこと
が考えられる。
【００１１】これに対し、本発明は輪帯状の照明により
０次光をウェーハに対し斜めに入射し、反射光である０
次回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折
光のいずれか）を対物レンズの開口内に取り込むことに
より、十分な分解能を得る。さらに、反射光である０次
回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折光
のいずれか）を光軸に対しバランスさせることにより、
種々の回路パターンに対応できる。また、これにより、
必要以上のＮＡを確保する必要もない。
０次光をウェーハに対し斜めに入射し、反射光である０
次回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折
光のいずれか）を対物レンズの開口内に取り込むことに
より、十分な分解能を得る。さらに、反射光である０次
回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折光
のいずれか）を光軸に対しバランスさせることにより、
種々の回路パターンに対応できる。また、これにより、
必要以上のＮＡを確保する必要もない。
【００１２】これらは、対物レンズの瞳をモニタする手
段により観察され、また制御される。そして、このフー
リエ変換面の画像により、反射光である０次回折光と１
次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折光のいずれ
か）を光軸に対しバランスできる。或いは、回路パター
ンの密度を検出し、この密度に応じて輪帯状の照明を制
御すれば、或いは、例えば４ＭｂＤＲＡＭメモリ素子で
はパターン密度がそれほど高くないため、予め設定した
条件の輪帯状の照明により低分解能で、１６ＭｂＤＲＡ
Ｍメモリ素子ではより予め設定した条件の、より高分解
能となる輪帯状の照明で検査することができる。或い
は、例えばメモリ素子のセル部ではパターン密度が高い
ため、予め設定した条件の輪帯状の照明により高分解能
で、セル部以外のラフな領域では検査感度を落とすた
め、通常の照明を用いることも可能になる。
段により観察され、また制御される。そして、このフー
リエ変換面の画像により、反射光である０次回折光と１
次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折光のいずれ
か）を光軸に対しバランスできる。或いは、回路パター
ンの密度を検出し、この密度に応じて輪帯状の照明を制
御すれば、或いは、例えば４ＭｂＤＲＡＭメモリ素子で
はパターン密度がそれほど高くないため、予め設定した
条件の輪帯状の照明により低分解能で、１６ＭｂＤＲＡ
Ｍメモリ素子ではより予め設定した条件の、より高分解
能となる輪帯状の照明で検査することができる。或い
は、例えばメモリ素子のセル部ではパターン密度が高い
ため、予め設定した条件の輪帯状の照明により高分解能
で、セル部以外のラフな領域では検査感度を落とすた
め、通常の照明を用いることも可能になる。
【００１３】
【実施例】以下、図を用いて実施例を説明する。
【００１４】図１は本発明の１実施例を示す図である。
図１において、ＸＹＺステージ２(θステージは図示せ
ず)上に置かれたＬＳＩウェーハ１を、Ｘｅランプ３及
び楕円鏡４、輪帯照明を形成するためのリング状マスク
５により構成された照明装置により、コリメータレンズ
６、コンデンサレンズ７、対物レンズ９を介して照明
し、反射光をハーフミラー８ａ，８ｂ、ズームレンズ１
３を介してイメージセンサ１４により検出する。照明
は、ケーラー照明である。図示していないが、ＬＳＩウ
ェーハ１は焦点合わせが行われている。Ｘステージを走
査しながらイメージセンサ１４でスキャンすることによ
り２次元画像を得る。イメージセンサ１４の出力をＡ／
Ｄ変換器１５ａによりＡ／Ｄ変換し、得られた画像信号
を遅延メモリ１６を介して比較回路１７により比較し、
不一致を欠陥１８として検出する。比較回路１７の詳細
は、本発明者らが既に発明した特願平２−３５８７号公
報或いは特願平３−１８１５４０号公報に十分な説明を
行っており、ここでは省略する。ただし、これ以外の比
較回路が使用可能なことは言うまでもない。
図１において、ＸＹＺステージ２(θステージは図示せ
ず)上に置かれたＬＳＩウェーハ１を、Ｘｅランプ３及
び楕円鏡４、輪帯照明を形成するためのリング状マスク
５により構成された照明装置により、コリメータレンズ
６、コンデンサレンズ７、対物レンズ９を介して照明
し、反射光をハーフミラー８ａ，８ｂ、ズームレンズ１
３を介してイメージセンサ１４により検出する。照明
は、ケーラー照明である。図示していないが、ＬＳＩウ
ェーハ１は焦点合わせが行われている。Ｘステージを走
査しながらイメージセンサ１４でスキャンすることによ
り２次元画像を得る。イメージセンサ１４の出力をＡ／
Ｄ変換器１５ａによりＡ／Ｄ変換し、得られた画像信号
を遅延メモリ１６を介して比較回路１７により比較し、
不一致を欠陥１８として検出する。比較回路１７の詳細
は、本発明者らが既に発明した特願平２−３５８７号公
報或いは特願平３−１８１５４０号公報に十分な説明を
行っており、ここでは省略する。ただし、これ以外の比
較回路が使用可能なことは言うまでもない。
【００１５】リング状マスク５には、図２に示すように
複数の形状、例えば５ａ，５ｂを形成し、これを移動機
構１９により、切り換えるものである。図示していない
が、勿論通常の円形開口を有するマスクを用意しておい
てもよい。
複数の形状、例えば５ａ，５ｂを形成し、これを移動機
構１９により、切り換えるものである。図示していない
が、勿論通常の円形開口を有するマスクを用意しておい
てもよい。
【００１６】ＴＶカメラ１２は、対物レンズ９の瞳面１
０（対物レンズの像側焦点面、開口絞りの位置、あるい
はフーリエスペクトル面と呼ぶこともある）をレンズ１
１を介して検出するもので、Ａ／Ｄ変換器１５ｂにより
Ａ／Ｄ変換し、ＣＰＵ２０(フーリエ変換画像解析，エ
ッジ密度判定，輪帯照明条件制御用）に画像を取り込
む。エッジ検出器２１は、イメージセンサ１４により検
出した画像のパターンエッジを検出するもので、検出し
たエッジ情報はＣＰＵ２０に取り込む。なお、ＴＶカメ
ラ１２は、対物レンズ９の瞳面１０と共役な位置に結像
するように配置しても構わない。
０（対物レンズの像側焦点面、開口絞りの位置、あるい
はフーリエスペクトル面と呼ぶこともある）をレンズ１
１を介して検出するもので、Ａ／Ｄ変換器１５ｂにより
Ａ／Ｄ変換し、ＣＰＵ２０(フーリエ変換画像解析，エ
ッジ密度判定，輪帯照明条件制御用）に画像を取り込
む。エッジ検出器２１は、イメージセンサ１４により検
出した画像のパターンエッジを検出するもので、検出し
たエッジ情報はＣＰＵ２０に取り込む。なお、ＴＶカメ
ラ１２は、対物レンズ９の瞳面１０と共役な位置に結像
するように配置しても構わない。
【００１７】上記構成において、輪帯状の照明により０
次光をＬＳＩウェーハ１に対し斜めに入射し、反射光で
ある０次回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１
次回折光のいずれか）を対物レンズ９の開口内に取り込
むことにより、十分な分解能を得る。何故ならば、光軸
に対する角度の小さい成分は、低い周波数の干渉縞を形
成し、分解能を下げる働きをするので、開口中央部分を
遮蔽して低い周波数の干渉縞を除去すれば、分解能が向
上する。これはアッベの回折理論によりさらに詳しく説
明できる。即ち、照明光の光軸に対する角度と結像され
る空間周波数の関係については、アッベの回折理論が適
用される。格子をもつ物体からの反射光の１次回折光が
結像系の瞳を通過できるか否かにより、物体上の格子が
結像できるかどうか判定される。回折光が結像系の瞳面
の一点に集光し、この集光点が瞳の内側にあれば、回折
光は結像系を通過し、０次回折光と結像面上で干渉し、
物体格子の像を再生する。物体の構造が細かくなると、
瞳面上での集光点と光軸中心の距離は大きくなってい
き、距離が瞳の半径より大きくなると、瞳を通過でき
ず、物体格子は結像されなくなる。上記構成おいては、
焦点深度も深くなるという利点がある。
次光をＬＳＩウェーハ１に対し斜めに入射し、反射光で
ある０次回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１
次回折光のいずれか）を対物レンズ９の開口内に取り込
むことにより、十分な分解能を得る。何故ならば、光軸
に対する角度の小さい成分は、低い周波数の干渉縞を形
成し、分解能を下げる働きをするので、開口中央部分を
遮蔽して低い周波数の干渉縞を除去すれば、分解能が向
上する。これはアッベの回折理論によりさらに詳しく説
明できる。即ち、照明光の光軸に対する角度と結像され
る空間周波数の関係については、アッベの回折理論が適
用される。格子をもつ物体からの反射光の１次回折光が
結像系の瞳を通過できるか否かにより、物体上の格子が
結像できるかどうか判定される。回折光が結像系の瞳面
の一点に集光し、この集光点が瞳の内側にあれば、回折
光は結像系を通過し、０次回折光と結像面上で干渉し、
物体格子の像を再生する。物体の構造が細かくなると、
瞳面上での集光点と光軸中心の距離は大きくなってい
き、距離が瞳の半径より大きくなると、瞳を通過でき
ず、物体格子は結像されなくなる。上記構成おいては、
焦点深度も深くなるという利点がある。
【００１８】上記説明では、斜め照明では光軸と光源を
結ぶ面内で分解能が向上するが、他の面内では分解能は
向上しない。このため任意の方向で分解能を向上するに
は、上記したような輪帯状の照明を行うことが適してし
る。
結ぶ面内で分解能が向上するが、他の面内では分解能は
向上しない。このため任意の方向で分解能を向上するに
は、上記したような輪帯状の照明を行うことが適してし
る。
【００１９】なお、０次光が瞳面内に入らない場合は、
暗視野照明にあたる。勿論、開口内に０次回折光しか存
在しなければ、分解能は極めて低いものとなる。
暗視野照明にあたる。勿論、開口内に０次回折光しか存
在しなければ、分解能は極めて低いものとなる。
【００２０】図１において、さらに、対物レンズの瞳モ
ニタであるＴＶカメラ１２により、反射光である０次回
折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折光の
いずれか）を光軸に対しバランスさせる。具体的には、
フーリエ変換面の画像を用いて、リング状マスク５を５
ａ，５ｂ，…等切り換えることにより、反射光である０
次回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折
光のいずれか）を光軸に対しバランスさせる。バランス
させることが最も対物レンズのＮＡを有効に利用し、分
解能が最大となる。
ニタであるＴＶカメラ１２により、反射光である０次回
折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折光の
いずれか）を光軸に対しバランスさせる。具体的には、
フーリエ変換面の画像を用いて、リング状マスク５を５
ａ，５ｂ，…等切り換えることにより、反射光である０
次回折光と１次回折光（＋１次回折光或いは−１次回折
光のいずれか）を光軸に対しバランスさせる。バランス
させることが最も対物レンズのＮＡを有効に利用し、分
解能が最大となる。
【００２１】ただし、回折光に周期性が見られない場
合、即ちスペクトル成分が連続している場合は、孤立パ
ターンとみなせるので、過度な斜光入射はやめて、適度
なリング状マスクを選ぶ。或いは従来の円形光源の照明
を選ぶ。
合、即ちスペクトル成分が連続している場合は、孤立パ
ターンとみなせるので、過度な斜光入射はやめて、適度
なリング状マスクを選ぶ。或いは従来の円形光源の照明
を選ぶ。
【００２２】また、回路パターンの密度をエッジ検出器
２１により検出し、この密度に応じて輪帯状の照明を制
御する。例えば、パターン密度が高いときは０次光をよ
り斜めから入射させる。より具体的には、パターン密度
を設定値と比較し、密度に応じて輪帯状照明を制御、即
ち密度が高いほど斜め入射成分を多くするように、リン
グ状マスク５を選択する。エッジ検出器２１は、画像を
微分し、しきい値処理によってパターンエッジを抽出
し、パターンエッジ部の面積を算出するものである。
２１により検出し、この密度に応じて輪帯状の照明を制
御する。例えば、パターン密度が高いときは０次光をよ
り斜めから入射させる。より具体的には、パターン密度
を設定値と比較し、密度に応じて輪帯状照明を制御、即
ち密度が高いほど斜め入射成分を多くするように、リン
グ状マスク５を選択する。エッジ検出器２１は、画像を
微分し、しきい値処理によってパターンエッジを抽出
し、パターンエッジ部の面積を算出するものである。
【００２３】勿論、上記した輪帯状照明の制御は、前も
って定めた条件により行ってもよい。例えば４ＭｂＤＲ
ＡＭメモリ素子ではパターン密度がそれほど高くないた
め、予め設定した条件の輪帯状照明により低分解能で、
１６ＭｂＤＲＡＭメモリ素子ではより予め設定した条件
の、より高分解能となる輪帯状照明で検査することがで
きる。或いは、例えばメモリ素子のセル部ではパターン
密度が高いため、予め設定した条件の輪帯状の照明によ
り高分解能で、セル部以外のラフな領域では検査感度を
落とすため、通常の照明を用いることも可能になる。
って定めた条件により行ってもよい。例えば４ＭｂＤＲ
ＡＭメモリ素子ではパターン密度がそれほど高くないた
め、予め設定した条件の輪帯状照明により低分解能で、
１６ＭｂＤＲＡＭメモリ素子ではより予め設定した条件
の、より高分解能となる輪帯状照明で検査することがで
きる。或いは、例えばメモリ素子のセル部ではパターン
密度が高いため、予め設定した条件の輪帯状の照明によ
り高分解能で、セル部以外のラフな領域では検査感度を
落とすため、通常の照明を用いることも可能になる。
【００２４】これらにより、種々の回路パターンに対応
できる。また、焦点深度を犠牲にしないように、必要以
上のＮＡを確保する必要もない。
できる。また、焦点深度を犠牲にしないように、必要以
上のＮＡを確保する必要もない。
【００２５】図３にＬＳＩウェーハパターンの例を示
し、これを用いて０次回折光と１次回折光のバランス調
整の方法を説明する。
し、これを用いて０次回折光と１次回折光のバランス調
整の方法を説明する。
【００２６】図３はライン＆スペースのパターンを示
す。対物レンズの瞳モニタであるＴＶカメラ１２により
検出した画像上では、図４に示すように瞳１０内におい
て０次回折光２２と１次回折光２３が観察される。これ
らは点状ではなく、面積を持ったものとし観測される。
特に、図３の例では、０次回折光は円周上に生じ、１次
回折光は左右の位置２３等に回折光が生じる。０次回折
光と１次回折光のバランスがとれると２２，２３は等し
い半径の位置に生じる。等しい半径となるように、リン
グ状マスク５を最適なものに切り換える。もし、瞳内か
ら１次回折光２３が部分的にはずれる場合は、はずれる
量が等しくなるようにする。これらの分布状態の監視，
判断は、ＣＰＵ２０により行う。
す。対物レンズの瞳モニタであるＴＶカメラ１２により
検出した画像上では、図４に示すように瞳１０内におい
て０次回折光２２と１次回折光２３が観察される。これ
らは点状ではなく、面積を持ったものとし観測される。
特に、図３の例では、０次回折光は円周上に生じ、１次
回折光は左右の位置２３等に回折光が生じる。０次回折
光と１次回折光のバランスがとれると２２，２３は等し
い半径の位置に生じる。等しい半径となるように、リン
グ状マスク５を最適なものに切り換える。もし、瞳内か
ら１次回折光２３が部分的にはずれる場合は、はずれる
量が等しくなるようにする。これらの分布状態の監視，
判断は、ＣＰＵ２０により行う。
【００２７】また、図１に示したように、瞳上のフーリ
エ画像から比較回路のしきい値を制御して、欠陥検出感
度を可変にすることができる。例えば、フーリエ画像に
周期性があれば、メモリセルなどの繰返し性の高い領域
であると判断して欠陥検出感度を高くし、周期性がなけ
れば欠陥検出感度を低くする。また、孤立パターンなど
の欠陥は周期的なパターン上の欠陥よりも欠陥検出上容
易なので、周期成分に合わせて輪帯照明条件を選べば良
い。
エ画像から比較回路のしきい値を制御して、欠陥検出感
度を可変にすることができる。例えば、フーリエ画像に
周期性があれば、メモリセルなどの繰返し性の高い領域
であると判断して欠陥検出感度を高くし、周期性がなけ
れば欠陥検出感度を低くする。また、孤立パターンなど
の欠陥は周期的なパターン上の欠陥よりも欠陥検出上容
易なので、周期成分に合わせて輪帯照明条件を選べば良
い。
【００２８】図５，図６には、輪帯照明のリング形状を
変える他の例を示す。図５では、Ｘｅランプ３及び楕円
鏡４、輪帯照明を形成するためのリング状マスク５によ
り構成された照明装置全体を光軸方向に移動させること
により、リング形状を変えるものである。図６では、コ
リメータレンズを光軸方向に移動させることにより、リ
ング形状を変えるものである。いずれも図示していない
が、イメージセンサ１４による検出光量が変化しないよ
う、ＮＤフィルタ等による光量制御を同時に実施するも
のである。なお、図１，図５、及び図６においてＸｅラ
ンプが縦方向に配置されているが（この場合、光軸方向
に光束が少ない）、横に配置した構成をとることもでき
る。また、Ｘｅランプのみならず、Ｈｇランプ，ハロゲ
ンランプなども使用可能なことは言うまでもない。
変える他の例を示す。図５では、Ｘｅランプ３及び楕円
鏡４、輪帯照明を形成するためのリング状マスク５によ
り構成された照明装置全体を光軸方向に移動させること
により、リング形状を変えるものである。図６では、コ
リメータレンズを光軸方向に移動させることにより、リ
ング形状を変えるものである。いずれも図示していない
が、イメージセンサ１４による検出光量が変化しないよ
う、ＮＤフィルタ等による光量制御を同時に実施するも
のである。なお、図１，図５、及び図６においてＸｅラ
ンプが縦方向に配置されているが（この場合、光軸方向
に光束が少ない）、横に配置した構成をとることもでき
る。また、Ｘｅランプのみならず、Ｈｇランプ，ハロゲ
ンランプなども使用可能なことは言うまでもない。
【００２９】上記は輪帯照明により説明したが、いわゆ
る変形照明、即ち斜め照明においても同様の方法が適用
できる。また、位相シフト法と呼ばれる方法において、
即ち位相膜を用いた０次光のカットによる±１次回折光
の２光束干渉にも、同様の方法が適用できる。
る変形照明、即ち斜め照明においても同様の方法が適用
できる。また、位相シフト法と呼ばれる方法において、
即ち位相膜を用いた０次光のカットによる±１次回折光
の２光束干渉にも、同様の方法が適用できる。
【００３０】上記は、０次光と±１次回折光という枠組
みで論じたが、非回折光と回折光、或いは±１次回折光
と±２次回折光などという枠組みにも適用できることは
いうまでもない。
みで論じたが、非回折光と回折光、或いは±１次回折光
と±２次回折光などという枠組みにも適用できることは
いうまでもない。
【００３１】上記実施例において、パターン付きウェー
ハに最初から適用したが、照明自体の調整にはまず境面
ウェーハを用いて瞳の照度分布が一様になるようにＸｅ
ランプの位置や楕円鏡を調整し、その後パターン付きウ
ェーハに適用するのが望ましい。
ハに最初から適用したが、照明自体の調整にはまず境面
ウェーハを用いて瞳の照度分布が一様になるようにＸｅ
ランプの位置や楕円鏡を調整し、その後パターン付きウ
ェーハに適用するのが望ましい。
【００３２】上記実施例では、光源の寸法について明記
していないが、大きな光源（インコヒーレント結像）で
もよいし、点光源（コヒーレント結像）でもよい。ま
た、σ値を選ぶこともできる。
していないが、大きな光源（インコヒーレント結像）で
もよいし、点光源（コヒーレント結像）でもよい。ま
た、σ値を選ぶこともできる。
【００３３】上記実施例は、被検査パターン毎に行って
もよいし、工程毎に行ってもよいし、品種ごとに行って
もよい。勿論、ウェーハ内でダイナミックに制御しても
よい。
もよいし、工程毎に行ってもよいし、品種ごとに行って
もよい。勿論、ウェーハ内でダイナミックに制御しても
よい。
【００３４】本発明は、ウェーハ等の上に形成された回
路パターンを高精度に検査し、回路パターン上に発生し
た微細な欠陥を高感度に検出する装置や方法に適用でき
るが、パターンの寸法を高精度に測定する装置或いは方
法にも適用できる。
路パターンを高精度に検査し、回路パターン上に発生し
た微細な欠陥を高感度に検出する装置や方法に適用でき
るが、パターンの寸法を高精度に測定する装置或いは方
法にも適用できる。
【００３５】
【発明の効果】本発明により、対物レンズの瞳モニタに
より、反射光である０次回折光と１次回折光（＋１次回
折光或いは−１次回折光のいずれか）を認識し、これに
より輪帯照明を制御することにより、微細な回路パター
ンを常に最適な条件で、しかも高い分解能で、かつ深い
焦点深度で検出できる。さらに、検出した画像を用いて
回路パターンを高精度に検査できる。
より、反射光である０次回折光と１次回折光（＋１次回
折光或いは−１次回折光のいずれか）を認識し、これに
より輪帯照明を制御することにより、微細な回路パター
ンを常に最適な条件で、しかも高い分解能で、かつ深い
焦点深度で検出できる。さらに、検出した画像を用いて
回路パターンを高精度に検査できる。
【図１】本発明の１実施例を示す図である。
【図２】輪帯照明を形成するためのリング状マスクの例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】ＬＳＩウェーハパターンの例を示す図である。
【図４】０次回折光と１次回折光の説明図である。
【図５】輪帯照明のリング形状を変える例を示す図であ
る。
る。
【図６】輪帯照明のリング形状を変える他の例を示す図
である。
である。
２…ＸＹＺステージ、１…ＬＳＩウェーハ、３…Ｘｅラ
ンプ、４…楕円鏡、５…リング状マスク、６…コリメー
タレンズ、７…コンデンサレンズ、９…対物レンズ、８
ａ，８ｂ…ハーフミラー、１３…ズームレンズ、１４…
イメージセンサ、１５ａ，１５ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１６
…遅延メモリ、１７…比較回路、１８…欠陥、１９…移
動機構、１２…ＴＶカメラ、１０…対物レンズの瞳面、
２０…ＣＰＵ（フーリエ変換画像解析，エッジ密度判
定，輪帯照明条件制御用）、２１…エッジ検出器。
ンプ、４…楕円鏡、５…リング状マスク、６…コリメー
タレンズ、７…コンデンサレンズ、９…対物レンズ、８
ａ，８ｂ…ハーフミラー、１３…ズームレンズ、１４…
イメージセンサ、１５ａ，１５ｂ…Ａ／Ｄ変換器、１６
…遅延メモリ、１７…比較回路、１８…欠陥、１９…移
動機構、１２…ＴＶカメラ、１０…対物レンズの瞳面、
２０…ＣＰＵ（フーリエ変換画像解析，エッジ密度判
定，輪帯照明条件制御用）、２１…エッジ検出器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉武 康裕 東京都小平市上水本町五丁目20番１号株 式会社 日立製作所 半導体事業部内 (72)発明者 牧平 坦 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株 式会社 日立製作所 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平６−109443（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−6928（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209843（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/958 H01L 21/64 - 21/66
Claims (18)
- 【請求項１】光源と該光源から発射した光を輪帯状に成
形する成形部とを備えた光源手段と 、 該光源手段で輪帯
状に成形された照明光を対物レンズを介して表面にパタ
ーンが形成された試料の該表面に照射する照明光学系手
段と 、 該照明光学系手段で照明された前記表面にパター
ンが形成された試料の表面からの反射光のうち１次回折
光を含む回折光を前記対物レンズを介して受光して前記
パターンが形成された試料の表面の画像を検出する画像
検出手段と 、 該画像検出手段で検出した画像を用いて前
記試料表面のパターンの欠陥を検出する欠陥検出手段と
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。 - 【請求項２】前記照明光学系手段の対物レンズの瞳面を
モニタするモニタ手段を更に備えたことを特徴とする請
求項１記載のパターン検査装置。 - 【請求項３】前記光源手段の光源から発射した光を輪帯
状に成形する成形部は、リング状のマスクにより構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載のパターン検査
装置。 - 【請求項４】前記光源手段の光源から発射した光を輪帯
状に成形する成形部は、該光源手段の２次光源部に設置
されていることを特徴とする請求項１記載のパターン検
査装置。 - 【請求項５】前記光源手段の光源から発射した光を輪帯
状に成形する成形部は、前記照明光学系手段で照明され
た前記表面からの０次回折光と１次回折光とが前記照明
光の光軸に対してバランスするように形成されているこ
とを特徴とする請求項１記載のパターン検査装置。 - 【請求項６】前記光源手段は 、 前記成形部で成形する輪
帯状の光の形状を変更可能に構成されていることを特徴
とする請求項１記載のパターン検査装置。 - 【請求項７】光源から発射した光を輪帯状に成形し 、 該
輪帯状に成形した光を対物レンズを介して表面にパター
ンが形成された試料の該表面に照射し 、 該照明された前
記パターンが形成された試料の表面からの反射光のうち
１次回折光を含む回折光を前記対物レンズを介して受光
して前記パターンが形成された試料の表面の画像を検出
し 、 検出した画像を用いて前記試料表面のパターンの欠
陥を検出することを特徴とするパターン検査方法。 - 【請求項８】前記対物レンズに入射する１次回折光を含
む回折光の状態を前記対物レンズの瞳面においてモニタ
することを特徴とする請求項７記載のパターン検査方
法。 - 【請求項９】前記光源から発射した光を輪帯状に成形す
ることを、リング状のマスクを用いて行うことを特徴と
する請求項７記載のパターン検査方法。 - 【請求項１０】前記光源から発射した光を輪帯状に成形
することを、２次光源部で行うことを特徴とする請求項
７記載のパターン検査方法。 - 【請求項１１】前記輪帯状に成形した光は、前記試料の
表面からの反射光のうち０次回折光と１次回折光とが前
記照明光の光軸に対してバランスするように形成されて
いることを特徴とする請求項７記載のパターン検査方
法。 - 【請求項１２】前記輪帯状の光の形状を、前記試料の表
面に形成されたパターンの密度に応じて変えることを特
徴とする請求項７記載のパターン検査方法。 - 【請求項１３】表面にパターンが形成された試料を輪帯
状に成形した光で対物レンズを介して照明し、該照明さ
れた試料を前記対物レンズを介して撮像して得た画像を
用いて前記パターンの欠陥を検出する方法であって 、 前
記照明による前記試料からの反射光のうち回折光と非回
折光とが共に前記対物レンズに入射するように前記成形
する輪帯状の形状を調整して前記試料を照明することを
特徴とするパターン検査方法。 - 【請求項１４】前記回折光と非回折光とが共に前記対物
レンズに入射するように前記輪帯状に成形した光を調整
することを、前記回折光と非回折光とによる前記対物レ
ンズのフーリエ変換面の画像を用いて行うことを特徴と
する請求項１３記載のパターン検査方法。 - 【請求項１５】表面にパターンが形成された試料を輪帯
状に成形した光で対物レンズを介して照明し、該照明さ
れた試料を前記対物レンズを介して撮像して得た画像を
用いて前記パターンの欠陥を検出する方法であって 、 前
記試料の表面に形成されたパターンの密度に応じて前記
成形する輪帯状の形状を変えることを特徴とするパター
ン検査方法。 - 【請求項１６】前記成形する輪帯状の形状を変えて、前
記対物レンズの瞳上で前記試料表面からの反射光のうち
の０次回折光と１次回折光とのバランスを調整すること
を特徴とする請求項１５記載のパターン検査方法。 - 【請求項１７】表面にパターンが形成された半導体デバ
イスに照明光を対物レンズを介して照射し、該照明光が
照射された半導体デバイスを前記対物レンズを介して撮
像して得た画像を用いて前記半導体デバイスのパターン
の欠陥を検出する方法であって 、 前記半導体デバイスの
パターンのうち密度が高い部分に対しては前記照明光と
して輪帯状に成形した光を用い 、 前記半導体デバイスの
パターンのうち密度が低い部分に対しては前記照明光と
して通常の照明光を用いることを特徴とするパターン検
査方法。 - 【請求項１８】前記半導体デバイスのパターンのうち密
度が高い部分はメモリ素子のセル部であり 、 前記半導体
デバイスのパターンのうち密度が低い部分は前記セル部
以外の部分であることを特徴とする請求項１７記載のパ
ターン検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620294A JP3346032B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | パターン検査装置及び方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11620294A JP3346032B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | パターン検査装置及び方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318326A JPH07318326A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3346032B2 true JP3346032B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=14681370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11620294A Expired - Fee Related JP3346032B2 (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | パターン検査装置及び方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3346032B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100624088B1 (ko) | 2005-06-28 | 2006-09-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 기판 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 반도체 기판검사 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000208448A (ja) | 1999-01-11 | 2000-07-28 | Hitachi Ltd | 回路基板製造方法および回路基板製造装置 |
| US6621571B1 (en) | 1999-10-29 | 2003-09-16 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for inspecting defects in a patterned specimen |
| JP3858571B2 (ja) | 2000-07-27 | 2006-12-13 | 株式会社日立製作所 | パターン欠陥検査方法及びその装置 |
| JP2003021787A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Nikon Corp | 観察装置 |
| US6927847B2 (en) | 2001-09-13 | 2005-08-09 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting pattern defects |
| US6900888B2 (en) | 2001-09-13 | 2005-05-31 | Hitachi High-Technologies Corporation | Method and apparatus for inspecting a pattern formed on a substrate |
| JP2003130808A (ja) | 2001-10-29 | 2003-05-08 | Hitachi Ltd | 欠陥検査方法及びその装置 |
| JP4260587B2 (ja) | 2003-09-18 | 2009-04-30 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | パターン欠陥検査装置 |
| JP2005156516A (ja) | 2003-11-05 | 2005-06-16 | Hitachi Ltd | パターン欠陥検査方法及びその装置 |
| JP2006029881A (ja) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Hitachi High-Technologies Corp | パターン欠陥検査方法および装置 |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP11620294A patent/JP3346032B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100624088B1 (ko) | 2005-06-28 | 2006-09-15 | 삼성전자주식회사 | 반도체 기판 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 반도체 기판검사 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07318326A (ja) | 1995-12-08 |
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