JP4178903B2 - 検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は検査装置に関し、特にＥＢステッパ等でシリコンウエハ上に露光された微小な重ね合わせパターンを検査する検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
【特許文献】
特開平１０−１２２８２０号公報
【０００４】
検査装置は、検査対象物であるシリコンウエハを顕微鏡光学系の光軸に直交する平面上を２次元的に移動可能なＸＹウエハステージと、ＸＹウエハステージの上方に配置されたＣＣＤカメラとを備えている。顕微鏡光学系とＣＣＤカメラとは光学ベンチ上に固定されている。
【０００５】
検査を行う場合、シリコンウエハをＸＹウエハステージ上に載置し、シリコンウエハ上に形成された重ね合わせパターンに対して照明光を照射し、このパターンからの反射光を顕微鏡光学系を介して所定面に結像させ、この像をＣＣＤカメラ等で撮像する。
【０００６】
このとき、ＸＹウエハステージを移動させて顕微鏡光学系の視野（以下イメージサークルという）内に重ね合わせパターンの像を位置決めする。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、回路パターンが微細化した場合、回路パターンの微細化に伴って重ね合わせパターンも微細化する。
【０００８】
この重ね合わせパターンの重ね合わせ精度を向上させるため、シリコンウエハ上には従来の重ね合わせパターンに比べて飛躍的に多数の重ね合わせパターンが形成される。
【０００９】
そのため、検査装置で検査すべき重ね合わせパターンが増大し、所定時間内で検査されるシリコンウエハの数が低下し、スループットが低下するという問題がある。
【００１０】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は検査対象物上に形成された多数の重ね合わせパターンを迅速に検査でき、スループットを向上できる検査装置を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、回路パターン及び重ね合わせパターンの形成されたウエハを載置し、顕微鏡光学系の光軸に直交する平面上を移動可能なウエハステージと、前記ウエハの重ね合わせパターンを撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された前記重ね合わせパターンのズレ量を演算するマイクロプロセッサユニットとを備える検査装置において、前記撮像手段が取り付けられ、前記光軸に直交する平面上を移動可能な移動手段と、前記移動手段の移動を制御し、前記移動手段上の前記撮像手段の位置を示すカメラ位置情報信号を出力する移動制御手段と、前記ウエハステージの移動を制御し、前記ウエハステージ上の前記ウエハの位置を示すウエハ位置情報信号を出力するウエハステージ制御部と、前記重ね合わせパターンの像を取得するとき、ウエハ絶対座標制御信号を前記ウエハステージ制御部へ供給し、予め定められた方向へ前記ウエハを移動する前記マイクロプロセッサユニットと、前記移動制御手段からの前記カメラ位置情報信号及び前記ウエハステージ制御部からの前記ウエハ位置情報信号に基づいて、前記撮像手段及び前記ウエハステージの相対的位置を監視し、前記重ね合わせパターンの像が前記顕微鏡光学系のイメージサークルに近づいたとき、前記移動制御手段へ前記移動手段を移動させるカメラ移動位置指令信号を出力し、前記重ね合わせパターンの像が前記撮像手段の撮像範囲内に入ったとき、前記移動手段を前記ウエハステージの移動速度で定まる同期速度で移動させる相対位置 / 速度制御部とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１はこの発明の一実施形態に係る検査装置のブロック図である。
【００１５】
この検査装置は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）１と、ＸＹウエハステージ（ウエハステージ）３と、ウエハステージ制御部２と、ＣＣＤカメラ（撮像手段）４と、カメラステージ（移動手段）５と、カメラステージ制御部（移動制御手段）６と、相対位置／速度制御部７と、ＣＣＤカメラ制御部８と、画像メモリ９と、顕微鏡光学系１１とを備える。
【００１６】
ＭＰＵ１は、相対位置／速度制御部７から微小マークセンタ位置完了信号７ｃが供給されたとき、相対位置／速度制御部７へ相対制御開始信号１ｂを供給するとともに、ＣＣＤカメラ制御部８へ画像取り込み開始信号１ｃを供給する。
【００１７】
ＭＰＵ１はＣＣＤカメラ制御部８から供給された計測画像８ｃに基いてシリコンウエハ（ウエハ）３０に形成された微小マークパターン（重ね合わせパターン）のズレ量を演算する。
【００１８】
ウエハステージ制御部２はＭＰＵ１から供給されるウエハ絶対座標制御信号１ａに基いてＸＹウエハステージ３へウエハステージ駆動信号２ａを供給し、ＸＹウエハステージ３の駆動を制御する。
【００１９】
また、ウエハステージ制御部２は相対位置／速度制御部７からのウエハステージ補正信号７ａに基いてＸＹウエハステージ３へウエハステージ駆動信号２ａを供給し、ＸＹウエハステージ３の駆動を制御する。
【００２０】
更に、ウエハステージ制御部２はＸＹウエハステージ３から供給されるウエハステージエンコーダ信号３ｓに基いて相対位置／速度制御部７へウエハ位置情報信号２ｂを供給する。
【００２１】
シリコンウエハ３０を載置したＸＹウエハステージ３は顕微鏡光学系１１の光軸に直交する平面上を２次元的に移動する。
【００２２】
ＣＣＤカメラ４はＸＹウエハステージ３の上方に設けられ、顕微鏡ベンチ（図示せず）に固定された顕微鏡光学系１１を介して微小マークパターンの像を取得する。
【００２３】
ＣＣＤカメラ４は画像取得信号８ｓに基いて微小マークパターンの像を取得し、画像信号４ｓをＣＣＤカメラ制御部８へ供給する。
【００２４】
ＣＣＤカメラ４を取り付けたカメラステージ５は顕微鏡光学系１１の光軸に直交する平面上を２次元的に移動する。
【００２５】
カメラステージ５の駆動を制御するカメラステージ制御部６はカメラステージ５から供給されたＣＣＤカメラ４の位置を示すカメラステージエンコーダ信号５ｓに基いてカメラ位置情報信号６ｂを相対位置／速度制御部７へ供給する。
【００２６】
また、カメラステージ制御部６は相対位置／速度制御部７からのカメラ移動位置指令信号７ｂに基いてＣＣＤカメラ４を移動させるカメラステージ駆動信号６ａをカメラステージ５へ供給する。
【００２７】
相対位置／速度制御部７は顕微鏡光学系１１のイメージサークル内に微小マークパターンが入るようにカメラ位置情報信号６ｂに基いて得られたカメラ移動位置指令信号７ｂをカメラステージ制御部６へ供給する。
【００２８】
また、相対位置／速度制御部７は、カメラステージ５の移動によってＣＣＤカメラ４の撮像範囲の中央に微小マークパターンが位置するようになったとき、微小マークパターンがＣＣＤカメラ４の撮像範囲の中央に位置することを示す微小マークセンター位置完了信号７ｃをＭＰＵ１へ供給する。
【００２９】
相対位置／速度制御部７は、ウエハ位置情報信号２ｂとカメラ位置情報信号６ｂとに基づいてＣＣＤカメラ４とＸＹウエハステージ３との相対的な位置を監視し、ＸＹウエハステージ３に対するカメラステージ５のＸＹ方向の相対速度が０となるようにウエハステージ制御部２へウエハステージ補正信号７ａを供給するとともに、カメラステージ制御部６へカメラ移動位置指令信号７ｂを供給し、ＣＣＤカメラ４とＸＹウエハステージ３との位置及び速度を制御する。
【００３０】
ＣＣＤカメラ制御部８は画像取り込み開始信号１ｃに基いてＣＣＤカメラ４へ画像取得信号８ｓを供給し、ＣＣＤカメラ４から画像信号４ｓを受ける。
【００３１】
ＣＣＤカメラ制御部８は画像信号４ｓを積算して画像メモリ９に記憶させ、積算された画像信号４ｓを微小マークパターン３３の像である計測信号８ｃとしてＭＰＵ１へ供給する。
【００３２】
図２（Ａ）はシリコンウエハの平面図、図２（Ｂ）はチップ領域の拡大図、図２（Ｃ）は微小マークパターンの拡大図である。
【００３３】
シリコンウエハ２０にはほぼ正方形の複数のチップ領域２１が形成されている（図２（Ａ）参照）。
【００３４】
チップ領域２１には複数の重ね合わせパターンである微小マークパターン２２が形成されている（図２（Ｂ）参照）。
【００３５】
微小マークパターン２２はほぼ正方形の下層パターン２３と下層パターン２３より小さいほぼ正方形の上層パターン２４とで構成されている。
【００３６】
図３は他のシリコンウエハの部分拡大図である。
【００３７】
シリコンウエハ３０にはほぼ正方形の複数のチップ領域３１が形成されている（図３では４つのチップ領域３１だけが図示されている）。
【００３８】
チップ領域３１の縁及びチップ領域３１同士の境界部分３２には複数の微小マークパターン３３が形成されている。なお、図３において境界部分３２を含むチップ領域３１の一辺の長さは２５０μｍである。
【００３９】
次に、図１及び図３を用いて検査装置の動作を説明する。
【００４０】
シリコンウエハ３０に形成された微小マークパターン３３の像を取得するとき、ＭＰＵ１からウエハステージ制御部２へウエハ絶対座標制御信号１ａが供給され、ＸＹウエハステージ３が予め決められた方向へ移動する。
【００４１】
微小マークパターン３３の像が顕微鏡光学系１１のイメージサークルに近付いたとき、相対位置／速度制御部７からカメラ移動位置指令信号７ｂがカメラステージ制御部６へ供給され、カメラステージ５が移動する。
【００４２】
カメラステージ５の移動によって微小マークパターン３３の像がＣＣＤカメラ４の撮像範囲の中央に位置するようになったとき、ＸＹウエハステージ３の移動速度で定まる同期速度でカメラステージ５が移動する。すなわち、ＸＹウエハステージ３に対するカメラステージ５のＸＹ方向の相対速度が０になる。
【００４３】
ＭＰＵ１からＣＣＤカメラ制御部８へ画像取り込み開始信号１ｃが供給され、ＣＣＤカメラ制御部８からの計測信号８ｃに基いて微小マークパターン３３のズレ量が演算される。
【００４４】
以下、ＸＹウエハステージ３（シリコンウエハ３０）の移動状態を維持したまま、微小マークパターン３３が顕微鏡光学系１１のイメージサークルに近づく度に上記の動作が繰り返される。
【００４５】
この実施形態によれば、シリコンウエハ３０の移動状態を維持したまま微小マークパターン３３の検査を行うことができるので、シリコンウエハ３０上に形成された多数の微小マークパターン３３を迅速に検査でき、スループットを向上できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上に説明したようにこの発明の検査装置によれば、検査対象物上に形成された多数の重ね合わせパターンを迅速に検査でき、スループットを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の一実施形態に係る検査装置のブロック図である。
【図２】 図２（Ａ）はシリコンウエハの平面図、図２（Ｂ）はチップの拡大図、図２（Ｃ）は微小マークパターンの拡大図である。
【図３】 図３は他のシリコンウエハの部分拡大図である。
【符号の説明】
１ ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）
３ ＸＹウエハステージ（ウエハステージ）
４ ＣＣＤカメラ（撮像手段）
５ カメラステージ（移動手段）
６ カメラステージ制御部（移動制御手段）
７ 相対位置／速度制御部
１１ 顕微鏡光学系
２０，３０ シリコンウエハ（ウエハ）
Claims (1)
- 回路パターン及び重ね合わせパターンの形成されたウエハを載置し、顕微鏡光学系の光軸に直交する平面上を移動可能なウエハステージと、
前記ウエハの重ね合わせパターンを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された前記重ね合わせパターンのズレ量を演算するマイクロプロセッサユニットと
を備える検査装置において、
前記撮像手段が取り付けられ、前記光軸に直交する平面上を移動可能な移動手段と、
前記移動手段の移動を制御し、前記移動手段上の前記撮像手段の位置を示すカメラ位置情報信号を出力する移動制御手段と、
前記ウエハステージの移動を制御し、前記ウエハステージ上の前記ウエハの位置を示すウエハ位置情報信号を出力するウエハステージ制御部と、
前記重ね合わせパターンの像を取得するとき、ウエハ絶対座標制御信号を前記ウエハステージ制御部へ供給し、予め定められた方向へ前記ウエハを移動する前記マイクロプロセッサユニットと、
前記移動制御手段からの前記カメラ位置情報信号及び前記ウエハステージ制御部からの前記ウエハ位置情報信号に基づいて、前記撮像手段及び前記ウエハステージの相対的位置を監視し、前記重ね合わせパターンの像が前記顕微鏡光学系のイメージサークルに近づいたとき、前記移動制御手段へ前記移動手段を移動させるカメラ移動位置指令信号を出力し、前記重ね合わせパターンの像が前記撮像手段の撮像範囲内に入ったとき、前記移動手段を前記ウエハステージの移動速度で定まる同期速度で移動させる相対位置 / 速度制御部と
を備えていることを特徴とする検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002299860A JP4178903B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002299860A JP4178903B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004132918A JP2004132918A (ja) | 2004-04-30 |
| JP4178903B2 true JP4178903B2 (ja) | 2008-11-12 |
Family
ID=32288876
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002299860A Expired - Lifetime JP4178903B2 (ja) | 2002-10-15 | 2002-10-15 | 検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP4178903B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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-
2002
- 2002-10-15 JP JP2002299860A patent/JP4178903B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP2004132918A (ja) | 2004-04-30 |
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