JP4919266B2 - Apparatus and computer program for analyzing particle position on wafer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体ウェーハ上に存在する粒子または欠陥(以下、これらを「粒子」と総称する)の位置を解析する装置とコンピュータプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus and a computer program for analyzing the positions of particles or defects (hereinafter collectively referred to as “particles”) present on a semiconductor wafer.
半導体ウェーハ上に存在する粒子の大きさ、構造および組成などを検査し評価するために、次のような方法が一般に行われる。まず、高速にウェーハ上の粒子を検出できる装置、例えばレーザ散乱式粒子検査装置(以下、「パーティクルカウンタ」という)を用いて、ウェーハ上の粒子の座標値を測定する。その後に、高倍率のイメージで粒子を検査できる装置、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)、光学式顕微鏡、イオンビーム顕微加工装置、マイクロオージェ電子顕微鏡または共焦点顕微鏡など(以下、「SEM等」という)を用いて、パーティクルカウンタで測定された粒子の座標値をたよりに粒子をウェーハ上から探し出し、発見された粒子を詳細に調べる。 In order to inspect and evaluate the size, structure, composition, and the like of particles present on a semiconductor wafer, the following method is generally performed. First, the coordinate value of the particles on the wafer is measured using an apparatus capable of detecting particles on the wafer at high speed, for example, a laser scattering type particle inspection apparatus (hereinafter referred to as “particle counter”). Subsequently, an apparatus capable of inspecting particles with a high-magnification image, such as a scanning electron microscope (SEM), an optical microscope, an ion beam micromachining apparatus, a micro-Auger electron microscope, or a confocal microscope (hereinafter referred to as “SEM etc.”) ), The particles are searched from the wafer based on the particle coordinate values measured by the particle counter, and the found particles are examined in detail.
上記方法において、パーティクルカウンタからの座標データをSEM等で利用できるようにするために、その座標データに対して、パーティクルカウンタの座標系からSEM等の座標系への座標変換(例えば、直交変換またはアフィン変換)が施される。そして、変換された各粒子の座標値をたよりに、SEM等により粒子の探し出しが行われる。しかし、変換された座標値に該当するウェーハ上の位置やその周辺を探しても、粒子が見つからないという事態がしばしば発生する。その原因の一つは、上記の座標変換で用いるパラメータ(例えば、直交変換の並進のパラメータと回転のパラメータなど)に誤差が存在するからである。 In the above method, in order to make the coordinate data from the particle counter usable in the SEM or the like, the coordinate data is converted from the coordinate system of the particle counter to the coordinate system such as the SEM (for example, orthogonal transformation or Affine transformation) is performed. Then, based on the coordinate value of each converted particle, the particle is searched for by SEM or the like. However, even when a position on the wafer corresponding to the converted coordinate value or its periphery is searched, a situation in which particles are not found often occurs. One of the reasons is that there is an error in the parameters used in the above coordinate transformation (for example, the orthogonal transformation parameter and the rotation parameter).
これに対し、本発明の発明者は、通常のウェーハ製品(粒子がどの位置にあるか予め判明してないウェーハ)を用いて、座標変換のパラメータを高精度に決定する方法を既に開示している(特許文献1)。この方法では、ウェーハ上の多数の粒子の位置をパーティクルカウンタで測定し、その後、それらの粒子中から少数、例えば2個、の粒子を選び、それら少数の粒子をSEM等で見つけ出して、その少数の粒子の座標値を測定する。そして、その少数の粒子のパーティクルカウンタで測定された座標値とSEM等で測定された座標値とに基づいて、最小二乗法により、座標変換(例えば、直交変換)のパラメータ値を計算する。その後、別の粒子を選んで、その粒子をSEM等で見つけ出し、その粒子のパーティクルカウンタによる座標値とSEM等による座標値とに基づいて、既に計算されている座標変換のパラメータ値を修正する。その後、更に別の粒子について同様の処理を逐次に繰り返していくことにより、座標変換のパラメータ値の精度を逐次に向上させる。しかし、この方法は、見つけ出した粒子が正しいペアであることが前提である。もし、間違って近接の間違った粒子をペアリングしてしまうと、その後の座標変換は間違ったものとなってしまう。 In contrast, the inventor of the present invention has already disclosed a method for accurately determining parameters for coordinate transformation using a normal wafer product (a wafer whose particle position is not known in advance). (Patent Document 1). In this method, the position of a large number of particles on a wafer is measured with a particle counter, and then a small number, for example, two particles are selected from the particles, and the small number of particles are found by SEM or the like. Measure the coordinate value of the particle. Then, based on the coordinate value measured by the particle counter of the small number of particles and the coordinate value measured by SEM or the like, a parameter value for coordinate transformation (for example, orthogonal transformation) is calculated by the least square method. After that, another particle is selected, the particle is found by SEM or the like, and the parameter value of the already calculated coordinate transformation is corrected based on the coordinate value of the particle by the particle counter and the coordinate value by SEM or the like. Then, the accuracy of the parameter values for coordinate transformation is sequentially improved by sequentially repeating the same processing for other particles. However, this method assumes that the found particles are the correct pair. If you accidentally pair the wrong particles in proximity, the subsequent coordinate transformation will be wrong.
粒子のペアリングの誤りをなくすために、正確に配置された人工的な粒子のパターンが予め形成されている標準ウェーハを用い、その標準ウェーハの粒子パターンの座標値をパーティクルカウンタで測定し、その測定結果に基づいて、パーティクルカウンタからの座標データに施されるべき座標変換のパラメータ値を計算する方法が知られている。
上述したように、特許文献1の方法によると、十分に精度の高い座標変換パラメータを得るためには、正しく粒子をペアリングすることが必要であり、そのために、パーティクルカウンタで検出された多数の粒子の各々に正しく対応する粒子をSEM等で試行錯誤的に逐次に探し出す作業が必要であるため、相当長い作業時間がかかるという問題がある。 As described above, according to the method of Patent Document 1, it is necessary to correctly pair particles in order to obtain sufficiently accurate coordinate conversion parameters. For this reason, a large number of particles detected by a particle counter are required. There is a problem that it takes a considerably long working time because it is necessary to sequentially find out the particles corresponding to each of the particles by SEM or the like by trial and error.
また、所定の粒子パターンが形成された標準ウェーハを用いる方法については、標準ウェーハは非常に高価であるという問題がある。加えて、標準ウェーハは繰り返し使われている間に次第に汚染されてくるが、汚染された標準ウェーハはもはや使用できないので、標準ウェーハの繰り返し使用は難しい。こうした事情から、標準ウェーハを使う方法はあまり実用的ではない。 In addition, the method using a standard wafer on which a predetermined particle pattern is formed has a problem that the standard wafer is very expensive. In addition, standard wafers become increasingly contaminated during repeated use, but repeated use of standard wafers is difficult because contaminated standard wafers can no longer be used. For these reasons, the standard wafer method is not very practical.
従って、本発明の一つの目的は、パーティクルカウンタのような第1の装置で測定されたウェーハ上の粒子の座標データに基づきSEM等のような第2の装置で当該粒子の探索を効果的に行うための、座標データの変換式または補正式を、より短時間に得られるようにすることにある。 Accordingly, one object of the present invention is to effectively search for the particles with a second device such as SEM based on the coordinate data of the particles on the wafer measured by the first device such as a particle counter. An object of the present invention is to obtain a conversion formula or correction formula for coordinate data in a shorter time.
別の目的は、より高精度な座標データ変換式または補正式を得られるようにすることにある。 Another object is to obtain a coordinate data conversion formula or correction formula with higher accuracy.
また別の目的は、標準ウェーハを用いずに、通常のウェーハ製品を用いて、上述した目的を達成できるようにすることある。 Another object is to enable the above-mentioned object to be achieved by using a normal wafer product without using a standard wafer.
本発明の第1の観点に従う、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置は、ウェーハ上の多数の粒子の第1座標系に従う座標値を有する第1座標データを入力する手段と、前記ウェーハ上の前記多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データを入力する手段と、入力された第1座標データと第2座標データから、互いに最も近接する第1座標データ内の各座標値と第2座標データ内の各座標値とから各々構成される、多数の座標ペアを探索して抽出する手段と、抽出された多数の座標ペアを用いて、第1座標系と第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を決定する手段と、決定された座標変換式を出力する手段とを備える。 According to a first aspect of the present invention, an apparatus for analyzing the position of particles on a wafer includes means for inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer, Means for inputting second coordinate data having coordinate values according to the second coordinate system of the plurality of particles, and each of the first coordinate data closest to each other from the input first coordinate data and second coordinate data. Means for searching and extracting a large number of coordinate pairs each composed of a coordinate value and each coordinate value in the second coordinate data, and using the extracted large number of coordinate pairs, the first coordinate system and the second coordinate system Means for determining a coordinate conversion formula for correcting at least translational and rotational misalignment between the coordinate system and means for outputting the determined coordinate conversion formula.
この解析装置は、ウェーハ上の多数の粒子の第1座標系に従う第1座標データと第2座標系に従う第2座標データを入力する。好適な実施形態では、第1座標データとして、汎用パーティクルカウンタで測定された座標データが入力され、また、第2座標データとして、SEM等やそれに匹敵する程度に、汎用パーティクルカウンタより座標精度の高い基準機で測定された座標データが入力される。入力された座標データの中から、第1座標データ中の座標値と第2座標データ中の座標値との互いに最も近接するペアが抽出されると、確率的により正しいペア(つまり、同一の粒子に対応している確率の高いペア)が多数抽出される。抽出された多数の座標ペアを用いて、第1座標系と第2座標系との間の座標変換式が計算される。このようにできるだけ正しい座標ペアを多数抽出して一括処理するという方法を採ることにより、従来技術のように、パーティクルカウンタで検出された粒子の各々に正しく対応する粒子をSEM等で逐次に探していく必要はないので、より短時間に精度の高い座標変換式を算出することができる。また、この解析装置によれば、標準ウェーハを用いずに、通常のウェーハ製品を用いて、上記座標変換式を算出することができる。 This analyzing apparatus inputs first coordinate data according to the first coordinate system and second coordinate data according to the second coordinate system of a large number of particles on the wafer. In a preferred embodiment, coordinate data measured by a general-purpose particle counter is input as the first coordinate data, and coordinate accuracy is higher than that of the general-purpose particle counter to the extent equivalent to SEM or the like as the second coordinate data. Coordinate data measured by the reference machine is input. When the closest pair of the coordinate value in the first coordinate data and the coordinate value in the second coordinate data is extracted from the input coordinate data, a more correct pair (that is, the same particle) A large number of pairs with a high probability of corresponding to. A coordinate conversion formula between the first coordinate system and the second coordinate system is calculated using the extracted many coordinate pairs. In this way, by extracting a number of correct coordinate pairs as much as possible and processing them in a batch, as in the prior art, the particles corresponding to each of the particles detected by the particle counter are searched sequentially with SEM or the like. Therefore, it is possible to calculate a highly accurate coordinate conversion formula in a shorter time. Further, according to this analysis apparatus, the coordinate conversion formula can be calculated using a normal wafer product without using a standard wafer.
この解析装置は、上述した構成に加えて、第1座標データと第2座標データから上記座標ペアを探索する前に、第1座標データ内の座標値の数を第1の数以下に削減し、かつ、第2座標データ内の座標値の数を第2の数以下に削減する手段を更に備えてもよい。好適な実施形態では、第1座標データの座標値数も、第2座標データの座標値数も、それぞれ、オペレータにより設定される例えば数百以上の適当数に制限される。このように座標値数を削減することで、処理すべき座標値の数が多すぎて誤ったペアが構成される確率が増加し、結果的に処理に長い時間がかかる、という問題が回避され、短時間で精度の高い座標変換式を算出することが容易になる。 In addition to the above-described configuration, this analysis apparatus reduces the number of coordinate values in the first coordinate data to be equal to or less than the first number before searching for the coordinate pair from the first coordinate data and the second coordinate data. In addition, there may be further provided means for reducing the number of coordinate values in the second coordinate data to the second number or less. In a preferred embodiment, the number of coordinate values of the first coordinate data and the number of coordinate values of the second coordinate data are limited to appropriate numbers set by the operator, for example, several hundreds or more. By reducing the number of coordinate values in this way, the problem that the number of coordinate values to be processed is too large and an erroneous pair is formed is increased, resulting in a long processing time. It becomes easy to calculate a coordinate conversion formula with high accuracy in a short time.
この解析装置は、また、上記座標変換のパラメータ値を計算する前に、抽出された多数の座標ペア中から、座標ペア距離が所定の距離閾値以上または以下であるアウトライヤ座標ペアを除去する手段を更に備えてもよい。各座標ペアを構成する第1座標系の座標値と第2座標系の座標値とが共に同一の粒子に該当する場合、それらの座標値間の距離(座標ペア距離)は或る距離範囲に入る筈である。従って、他の座標ペアに比較して座標ペア距離が異常に大きいまたは小さい座標ペアが存在するならば、その座標ペアを構成する第1座標系の座標値と第2座標系の座標値とは、異なる粒子に該当するものである可能性が高い。そこで、抽出された座標ペア中から、座標ペア距離が所定の距離閾値以上または以下のアウトライヤ座標ペアを除去することにより、誤ったペアを排除することができる。その結果、精度の高い座標変換式を算出することが容易になる。 The analyzing apparatus further includes means for removing outlier coordinate pairs whose coordinate pair distance is greater than or less than a predetermined distance threshold value from among the extracted many coordinate pairs before calculating the parameter value of the coordinate transformation. Further, it may be provided. When the coordinate value of the first coordinate system and the coordinate value of the second coordinate system constituting each coordinate pair correspond to the same particle, the distance between the coordinate values (coordinate pair distance) is within a certain distance range. It is a trap to enter. Therefore, if there is a coordinate pair whose coordinate pair distance is abnormally large or small compared to other coordinate pairs, the coordinate value of the first coordinate system and the coordinate value of the second coordinate system constituting the coordinate pair are There is a high possibility that it falls under different particles. Therefore, an erroneous pair can be eliminated by removing outlier coordinate pairs whose coordinate pair distance is greater than or less than a predetermined distance threshold from the extracted coordinate pairs. As a result, it is easy to calculate a coordinate conversion formula with high accuracy.
この解析装置は、さらにまた、抽出された多数の座標ペアに含まれる第1座標系に従う多数の座標値に、決定された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標系に従う多数の座標値を算出する手段と、算出された変換第1座標系に従う多数の座標値と、前記多数の座標ペアに含まれる前記第2座標系に従う多数の座標値との間の差ベクトルに基づいて、前記変換第1座標系と前記第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式を決定する手段と、決定された面内分布式を出力する手段とを更に備えてもよい。第1座標系の座標に対する上記座標変換により、少なくとも第1座標系と第2座標系との間の並進と回転の位置ずれを修正することができる。しかし、並進と回転の補正だけでは除去しきれない面内の位置ずれが、依然として、第1座標系の座標値に残存している。この面内の位置ずれが、従来技術による座標変換だけでは、変換された座標値に該当する位置を探しても粒子が見つからないという問題のもう一つの主要な原因である。これに対し、上記の解析装置では、座標変換式が決定された後、その座標変換式の適用により得られた変換第1座標系の座標値と、第2座標系の座標値との間の差ベクトルに基づいて、変換第1座標系と第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式が決定される。その結果、その面内分布式を変換第1座標系の座標値に適用することが可能になり、この適用により、変換第1座標系の座標値から上記位置ずれが除去されて、第2座標系に適合した高精度の座標値を得ることができる。 Furthermore, the analyzing apparatus applies coordinate transformation according to the determined coordinate transformation formula to a large number of coordinate values according to the first coordinate system included in the extracted numerous coordinate pairs, and performs a large number according to the transformed first coordinate system. Based on a difference vector between a plurality of coordinate values according to the calculated first coordinate system and a plurality of coordinate values according to the second coordinate system included in the plurality of coordinate pairs. Means for determining an in-plane distribution formula for representing an in-plane distribution of positional deviation between the converted first coordinate system and the second coordinate system; and means for outputting the determined in-plane distribution formula; May be further provided. By the above coordinate conversion with respect to the coordinates of the first coordinate system, at least translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system can be corrected. However, an in-plane positional shift that cannot be removed only by translation and rotation correction still remains in the coordinate values of the first coordinate system. This in-plane positional shift is another main cause of the problem that particles cannot be found by searching for a position corresponding to the converted coordinate value only by coordinate conversion according to the prior art. On the other hand, in the above analysis apparatus, after the coordinate conversion formula is determined, the coordinate value between the coordinate value of the converted first coordinate system and the coordinate value of the second coordinate system obtained by applying the coordinate conversion formula is used. Based on the difference vector, an in-plane distribution formula for representing an in-plane distribution of positional deviation between the converted first coordinate system and the second coordinate system is determined. As a result, the in-plane distribution formula can be applied to the coordinate values of the converted first coordinate system, and by this application, the positional deviation is removed from the coordinate values of the converted first coordinate system, and the second coordinates High-precision coordinate values suitable for the system can be obtained.
本発明の別の観点に従う、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置は、ウェーハ上の多数の粒子の第1座標系に従う座標値を有する第1座標データを入力する手段と、ウェーハ上の多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データを入力する手段と、入力された第1座標データと第2座標データを用いて、第1座標系と第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を決定する手段と、第1座標データに、決定された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標系に従う変換第1座標データを算出する手段と、算出された変換第1座標データと、前記第2座標データとの間の差ベクトルに基づいて、前記変換第1座標系と前記第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式を決定する手段と、決定された座標変換式と面内分布式を出力する手段とを備える。 In accordance with another aspect of the present invention, an apparatus for analyzing the position of particles on a wafer includes means for inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer, and a number on the wafer. Means for inputting second coordinate data having coordinate values according to the second coordinate system of the particle, and between the first coordinate system and the second coordinate system using the input first coordinate data and second coordinate data Means for determining a coordinate conversion formula for correcting at least translational and rotational misalignment, and applying a coordinate conversion according to the determined coordinate conversion formula to the first coordinate data, thereby converting the first conversion data according to the converted first coordinate system. Based on a difference vector between the means for calculating one coordinate data, the calculated converted first coordinate data, and the second coordinate data, between the converted first coordinate system and the second coordinate system. In-plane to represent in-plane distribution of misalignment And means for determining the fabric type, and means for outputting the determined coordinate conversion formula and the in-plane distribution formula.
この解析装置によれば、第1座標系と第2座標系との間の並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式と、その座標変換式による並進と回転の補正だけでは除去しきれない位置ずれの面内分布を表す面内分布式とが得られる。このようにして得られた座標変換式と面内分布式のうち、まず、座標変換式を第1座標データに適用することで、並進と回転の位置ずれを修正することができる。その後、そのように修正された第1座標データにさらに面内分布式を適用することで、並進と回転だけでは除去できない位置ずれを除去することができる。結果として、第2座標系に適合した高精度の座標値を得ることができる。また、この解析装置によれば、標準ウェーハを用いずに、通常のウェーハ製品を用いて、上記座標変換式と面内分布式とを得ることができる。 According to this analysis apparatus, the coordinate conversion formula for correcting the translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system, and the translation and rotation correction based on the coordinate conversion formula can be removed. An in-plane distribution formula representing the in-plane distribution of misalignment that cannot be obtained is obtained. Of the coordinate conversion formula and the in-plane distribution formula obtained in this way, first, the coordinate conversion formula is applied to the first coordinate data, whereby the positional deviation between translation and rotation can be corrected. After that, by applying an in-plane distribution formula to the first coordinate data corrected in this way, it is possible to remove a positional shift that cannot be removed only by translation and rotation. As a result, highly accurate coordinate values suitable for the second coordinate system can be obtained. Moreover, according to this analysis apparatus, the coordinate conversion formula and the in-plane distribution formula can be obtained using a normal wafer product without using a standard wafer.
本発明のまた別の観点に従う、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置は、ウェーハ上の多数の粒子の第1座標系に従う座標値を有する第1座標データを入力する手段と、第1座標系と所定の第2座標系との間の少なくとも並進と回転の誤差を修正するための座標変換式を入力する手段と、第1座標系に上記座標変換式を適用することで得られる変換第1座標系と上記所定の第2座標系との間の差ベクトルの面内分布を表すための面内分布式を入力する手段と、入力された第1座標データに上記座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標系に従う変換第1座標データを算出する手段と、算出された変換第1座標データに上記面内分布式に従う差ベクトル補正を適用して、補正された第1座標データを算出する手段と、補正された第1座標データを出力する手段とを備える。 According to still another aspect of the present invention, an apparatus for analyzing the position of particles on a wafer includes means for inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on a wafer, Means for inputting a coordinate transformation equation for correcting at least translational and rotational errors between the system and the predetermined second coordinate system; and a transformation obtained by applying the coordinate transformation equation to the first coordinate system. Means for inputting an in-plane distribution expression for representing an in-plane distribution of a difference vector between one coordinate system and the predetermined second coordinate system; and coordinate conversion according to the coordinate conversion expression for the input first coordinate data , And applying the difference vector correction according to the in-plane distribution formula to the calculated converted first coordinate data, the corrected first coordinate data according to the converted first coordinate system is applied to the corrected first coordinate data. Means for calculating the coordinate data and the corrected second And means for outputting coordinate data.
この解析装置によれば、第1座標系と第2座標系との間の並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式と、その座標変換式による並進と回転の補正だけでは除去しきれない位置ずれの面内分布を表す面内分布式とを入力し、入力された座標変換式と面内分布式のうち、まず、座標変換式を第1座標データに適用することで、並進と回転の位置ずれを修正する。その後、そのように修正された第1座標データにさらに面内分布式を適用することで、並進と回転だけでは除去できない位置ずれを除去する。結果として、第2座標系に適合した高精度の座標値を得ることができる。 According to this analysis apparatus, the coordinate conversion formula for correcting the translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system, and the translation and rotation correction based on the coordinate conversion formula can be removed. By inputting an in-plane distribution expression that represents an in-plane distribution of misalignment, and by first applying the coordinate conversion expression to the first coordinate data out of the input coordinate conversion expression and in-plane distribution expression, translation is performed. And correct the misalignment of rotation. After that, by applying an in-plane distribution formula to the first coordinate data corrected in this way, a positional shift that cannot be removed only by translation and rotation is removed. As a result, highly accurate coordinate values suitable for the second coordinate system can be obtained.
本発明は、さらに、上述した本発明に従う装置と同様の原理に従う、ウェーハ上の粒子の位置を解析するためのコンピュータプログラムも提供する。 The present invention further provides a computer program for analyzing the position of particles on a wafer according to the same principle as the apparatus according to the present invention described above.
本発明の一つの側面に従えば、パーティクルカウンタのような第1の装置で測定されたウェーハ上の粒子の座標データに基づいてSEM等のような第2の装置で当該粒子の探索を効果的に行うための、座標データの変換・補正式を、より短時間に得ることができる。 According to one aspect of the present invention, the second device such as SEM effectively searches for the particle based on the coordinate data of the particle on the wafer measured by the first device such as a particle counter. Thus, a coordinate data conversion / correction formula for performing the above can be obtained in a shorter time.
本発明の別の側面に従えば、より高精度な座標データ変換・補正式を得ることができる。 According to another aspect of the present invention, a more accurate coordinate data conversion / correction formula can be obtained.
また、本発明によれば、標準ウェーハを用いずに、通常のウェーハ製品を用いて、上述した変換式を得ることができる。 Further, according to the present invention, the above conversion formula can be obtained using a normal wafer product without using a standard wafer.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態にかかるウェーハ上の粒子の位置を解析する装置(以下、「解析装置」という)の全体的な構成を示す。 FIG. 1 shows an overall configuration of an apparatus (hereinafter referred to as “analysis apparatus”) for analyzing the position of particles on a wafer according to an embodiment of the present invention.
図1に示すように、この解析装置は、変換・補正式演算部10と座標変換・補正部12を備える。変換・補正式演算部10と座標変換・補正部12は、それぞれ、典型的には、それぞれの制御処理をコンピュータに指示するコンピュータプログラムがインストールされたコンピュータにより実現でき、変換・補正式演算部10と座標変換・補正部12が同じコンピュータにより実現されても、別のコンピュータにより実現されてもよい。
As shown in FIG. 1, the analysis apparatus includes a conversion / correction
変換・補正式演算部10は、或る1枚の半導体ウェーハ上に存在する多数の粒子の第1座標系に従う座標値を有する第1座標データ20と、同じウェーハ上の多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データ22とを入力する。そして、変換・補正式演算部10は、入力された第1座標データ20と第2座標データ22とを用いて、第1座標系に従う座標値を第2座標系に従う座標値に変換するための複数種類の変換・補正式(実際には、それらの式を定義する複数の係数値つまりパラメータ値)24を決定して出力する。
The conversion / correction
ここで、「第1座標データ20」には、例えば、汎用パーティクルカウンタを用いて測定された或る1枚のウェーハ上の多数の粒子の座標データが採用される。他方、「第2座標データ22」には、例えば、粒子を詳細に調べる装置(上記SEM等)に匹敵する、より高い精度で粒子の座標値が測定できる検査装置(以下、これらを「基準機」と総称する)を用いて測定された、同じウェーハ上の多数の粒子の座標データが採用される。従って、第1座標データ20が従う「第1座標系」は、汎用パーティクルカウンタの測定値の座標系に相当し、第2座標データ22が従う「第2座標系」は、基準機の測定値の座標系に相当することになる。上記「或る1枚のウェーハ」には、通常のウェーハ製品(つまり、粒子の座標値が事前に分かってないウェーハ)を使用することができ、標準ウェーハを使用する必要はない。変換・補正式演算部10から出力される変換・補正式24には、直交変換式(同式のパラメータ値)と面内分布式(同式のパラメータ値)の2種類の式が含まれる。直交変換式は、第1座標系と第2座標系との間の並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式であり、次のように表現される。
ここに、大文字で表記した座標値(X, Y)は基準機で測定された座標値であり、小文字で表記した座標値(x、y)はパーティクルカウンタで測定された座標値である。係数θ、α、βはこの直交座標変換式を定義するパラメータであり、パラメータθは回転のパラメータであり、パラメータαとβは並進のパラメータである。 Here, the coordinate values (X, Y) expressed in capital letters are coordinate values measured by the reference machine, and the coordinate values (x, y) expressed in small letters are coordinate values measured by the particle counter. The coefficients θ, α, and β are parameters that define this orthogonal coordinate transformation formula, the parameter θ is a rotation parameter, and the parameters α and β are translation parameters.
一方、面内分布式は、上記直交変換による並進と回転の補正だけでは除去できない、第1座標系と第2座標系との間の位置ずれの座標面上での分布(面内分布)を表現する式である。この回転と並進の補正では除去できない位置ずれの面内分布と面内分布式については、後に具体的に説明する。 On the other hand, the in-plane distribution formula expresses the distribution (in-plane distribution) on the coordinate plane of the positional deviation between the first coordinate system and the second coordinate system that cannot be removed only by correcting the translation and rotation by the orthogonal transformation. An expression to express. The in-plane distribution and the in-plane distribution formula of the positional deviation that cannot be removed by this rotation and translation correction will be specifically described later.
座標変換・補正部12は、変換・補正式演算部10により決定された変換・補正式24、すなわち、直交変換式(直交変換のパラメータ)と面内分布式(面内分布のパラメータ)とを入力する。また、座標変換・補正部12は、パーティクルカウンタにより測定された任意のウェーハの粒子の座標データ26を入力する。そして、座標変換・補正部12は、入力されたパーティクルカウンタによる座標データ26に、入力された直交変換式を用いた直交変換と、入力された面内分布式を用いた位置ずれ補正とを施す。その結果として、パーティクルカウンタによる座標データ26から、パーティクルカウンタの座標系(第1座標系)と基準機の座標系(第2座標系)との間の位置ずれが高精度に除去されて、基準機の座標系(第2座標系)に適合した高精度の座標データ28が得られる。座標変換・補正部12は、このようにして得られた、基準機の座標系(第2座標系)に適合した高精度の座標データ28を出力する。
The coordinate transformation /
以下では、上述した変換・補正式演算部10と座標変換・補正部12の動作について、詳細に説明する。先に、座標変換・補正部12の動作について説明し、その後に、変換・補正式演算部10の動作について説明する。
Hereinafter, the operations of the conversion / correction
図2は、座標変換・補正部12の動作の流れを示す。
FIG. 2 shows an operation flow of the coordinate conversion /
図2に示すように、座標変換・補正部12は、変換・補正式演算部10から予め出力された、或るパーティクルカウンタ用の直交変換式と面内分布式(実際には、それらの式のパラメータ値)24を読み込む(ステップS1)。また、座標変換・補正部12は、同じパーティクルカウンタを用いて測定された任意の半導体ウェーハ上の多数の粒子の座標値を表した座標データ26を読み込む(S2)。
As shown in FIG. 2, the coordinate transformation /
その後、座標変換・補正部12は、入力された座標データ26に、入力された直交変換式(同式のパラメータ値)を用いた直交変換を施す(S3)。この直交変換の適用により、パーティクルカウンタで測定された座標データ26に対して並進と回転の補正が加えられて、パーティクルカウンタの座標系(第1座標系)と基準機の座標系(第2座標系)との間の並進と回転の位置ずれが除去される。その結果、第1座標系に従う座標データ26が、座標原点と座標軸方向にて第2座標系とほぼ一致するような座標系に従った座標データに変換される。以下、入力座標データ26からこの直交変換により変換された座標データを「変換座標データ」といい、また、この変換座標データが従う座標系を「変換第1座標系」という。
Thereafter, the coordinate transformation /
その後、座標変換・補正部12は、入力された面内分布式を用いて、上記変換座標データから、上記並進と回転の補正では除去できなかった位置ずれを除去する(S4)。その方法は、後述する面内分布式の説明から容易に理解されることになるが、その概要は次の通りである。すなわち、入力された面内分布式に、上記変換座標データを構成する多数の座標値の各々が代入される。すると、代入された各座標値の位置における、変換第1座標系と第2座標系との間の位置ずれ(すなわち、同一位置に対応する変換第1座標系の座標値と第2座標系の座標値との間の差ベクトル)が算出される。次に、算出された差ベクトルが当該各座標値から減算される。その結果、当該各座標値から上記位置ずれが除去されて、第2座標系に精度良く適合した座標値が求まる。この処理が、変換座標データを構成する多数の座標値のそれぞれに対して行われる。
Thereafter, the coordinate conversion /
このようにしてステップS4では、面内分布式の適用により、上述した変換第1座標系に従う変換座標データが、第2座標系に精度良く適合した座標データに補正される。座標変換・補正部12は、こうして得られた第2座標系に精度良く適合した座標データ28を出力する(S5)。出力された座標データ28は基準機の座標系(第2座標系)、換言すれば、SEM等で使用される座標系に精度良く適合しているので、座標データ28を利用すれば、SEM等によりウェーハ上の粒子を容易に発見することができる。
In this way, in step S4, by applying the in-plane distribution formula, the converted coordinate data according to the above-described converted first coordinate system is corrected to coordinate data that is accurately adapted to the second coordinate system. The coordinate conversion /
次に、変換・補正式演算部10による、上述した直交変換式と面内分布式を決定する動作について説明する。以下の説明から直交変換式と面内分布式の意味するところが明確になり、それにより、上述した座標変換・補正部12の動作と利点が、より一層容易に理解される筈である。
Next, the operation of determining the above-described orthogonal transformation formula and in-plane distribution formula by the transformation / correction
図3は、変換・補正式演算部10の動作の流れを示す。
FIG. 3 shows a flow of operations of the conversion / correction
図3に示すように、変換・補正式演算部10は、パーティクルカウンタで測定された或る1枚のウェーハ上の多数の粒子の(パーティクルカウンタの座標系、つまり第1座標系に従う)座標値を有した第1座標データ20と、基準機で測定された同じウェーハ上の多数の粒子の(基準機の座標系、つまり第2座標系に従う)座標値を有した第2座標データ22とを入力する(ステップS11とS12)。なお、入力された第1座標データ20と第2座標データ22には、ぞれぞれ、測定された座標値だけでなく、測定された粒子サイズの値も含まれている。
As shown in FIG. 3, the conversion / correction
その後、変換・補正式演算部10は、ステップS14とS15の処理、すなわち、入力された第1座標データ20と第2座標データ22にそれぞれ含まれる座標値数を、適当な数以下に削減する処理を行なう。すなわち、オペレータにより変換・補正式演算部10へ、第1座標値数32と第2座標値数34が入力される。すると、第1座標データ20に含まれる多数の座標値中から、粒子サイズの大きい順に第1座標値数32に相当する数の座標値だけが選択されて残されて、より粒子サイズの小さい他の座標値が除去される。同様に、第2座標データ22に含まれる多数の座標値中から、粒子サイズの大きい順に第2座標値数34に相当する数の座標値だけが選択されて残されて、より粒子サイズの小さい他の座標値が除去される。このように第1座標データ20と第2座標データ22の座標値を、粒子サイズの比較的大きい所定数の座標値に制限することで、第1座標データ20と第2座標データ22の双方が同じ粒子に対応する座標値を含む確率が向上し、それにより、算出される直交変換式と面内分布式の精度が向上する。加えて、直交変換式と面内分布式の精度向上に有益ではない無駄な多くの座標値を処理する負担が回避される。
Thereafter, the conversion / correction
ここで、第1座標値数32と第2座標値数34は、同じ数であってもよいし、異なる数であってもよいが、いずれも数百以上の数であることが、精度の高い直交変換式と面内分布式を得る目的から望ましい。因みに、この観点から、第1座標データ20と第2座標データ22の提供源となるウェーハとしては、表面上に数百以上の粒子が存在していて、かつ、それらの粒子がウェーハ表面のできるだけ全体領域にわたって分散していて、スクラッチやクラスタのような粒子の密集ができるだけ無いウェーハが好適である。
Here, the first coordinate
上述したステップS14とS15の座標数の削減の処理が終わると、その後に、ステップS16の処理、すなわち、第1座標データ20と第2座標データ22から、互いに最も近接する座標ペアを探索して抽出する処理が行われる。すなわち、まず、第1座標データ20に含まれる多数の座標値の中から、1つの座標値が選択される。その後、その選択された座標値に最も近接した(つまり、選択された座標値からの距離が最小である)1つの座標値が、第2座標データ22に含まれる多数の座標値の中から選択される。こうして第1座標データ20と第2座標データ22からそれぞれ選択された2つの座標値が、1つの座標ペアとして抽出される。結果として、互いに最も近接する第1座標データ20内の1つの座標値と第2座標データ22内の1つの座標値とから各々構成される、多数の座標ペアが抽出される。このようにして抽出された各座標ペアを構成する第1座標データ20内の座標値と第2座標データ22内の座標値とは、同一の粒子に対応するものである確率が高いことになる。
When the process of reducing the number of coordinates in steps S14 and S15 described above is completed, the process of step S16, that is, searching for the closest coordinate pair from the first coordinate
上述したステップS16の座標ペアの探索と抽出の処理が終わると、その後、ステップS17の処理、すなわち、座標ペア距離の異常に大きい座標ペアをアウトライヤとして除去する処理が行われる。ここで、座標ペア距離とは、各座標ペアを構成する2つの座標値間の距離を意味する。図4は、この座標ペア距離を具体的に説明している。図4において、小文字で示す座標値(x, y)は、第1座標データ20内の1つの座標値を指し、大文字で示す座標値(X, Y)は、第2座標データ22内の1つの座標値を指し、両座標値(x, y)と(X, Y)が一つの座標ペアを構成している。この座標ペアにおける座標ペア距離とは、座標値(x, y)と座標値(X, Y)との間の差ベクトルdrの長さつまり絶対値|dr|である。なお、図4において、角度θは、上記差ベクトルdrの始点(x, y)の所定の基準方向(例えば、x軸またはX軸)44に対する角度である。
When the coordinate pair search and extraction process in step S16 is completed, the process in step S17, that is, the process of removing a coordinate pair having an abnormally large coordinate pair distance as an outlier is performed. Here, the coordinate pair distance means a distance between two coordinate values constituting each coordinate pair. FIG. 4 specifically explains this coordinate pair distance. In FIG. 4, coordinate values (x, y) indicated by lowercase letters indicate one coordinate value in the first coordinate
さて、このステップS17のアウトライヤ除去処理では、まず、ステップS16で抽出された座標ペアのすべてについて、座標ペア間距離|dr|が計算される。そして、この解析装置(例えば、コンピュータ)のディスプレイスクリーンに、図5に例示するような、すべての座標ペアの座標ペア間距離|dr|を図4の角度θの関数として表した分布図が表示される。オペレータは、表示された分布図上に、図5に例示するような座標ペア距離閾値dr0(図3の参照番号36)を入力する。図5の例からかわるように、座標ペア距離閾値dr0は、通常、それ以下の範囲に大多数の座標ペア50が密集し、それ以上の範囲には少数の座標ペア52だけが分散するような座標ペア間距離|dr|の値に設定される。
In the outlier removal processing in step S17, first, the coordinate pair distance | dr | is calculated for all the coordinate pairs extracted in step S16. Then, on the display screen of this analysis device (for example, a computer), a distribution diagram is shown in which the distance between the coordinate pairs | dr | of all the coordinate pairs as a function of the angle θ in FIG. Is done. The operator inputs a coordinate pair distance threshold dr 0 (
座標ペア距離閾値dr0が設定されると、ステップS16で抽出された座標ペアの中からの、座標ペア距離閾値dr0を越える大きな座標ペア間距離|dr|を有する座標ペア52が、アウトライヤとして除去され、座標ペア距離閾値dr0以下の小さい座標ペア間距離|dr|を有する座標ペア50だけが、有効な座標ペアとして残される。なお、ここでは、座標ペア距離閾値dr0以上の座標ペア間距離|dr|を有する座標ペアをアウトライヤとして除去する場合を説明したが、これは一つの例示にすぎない。座標ペア間距離|dr|の分布によっては、上記とは逆に、或る閾値以下の座標ペア間距離|dr|を有する座標ペアをアウトライヤとして除去する場合もある。
When the coordinate pair distance threshold dr 0 is set, a coordinate
アウトライヤとして除去された座標ペア52の中には、異なる粒子に対応する座標値から構成される座標ペアが含まれている確率が高い。何故なら、同じ粒子に対応する座標値同士からなる座標ペアであれば、その座標ペア間距離|dr|が他の座標ペアに比較して顕著に異なる可能性が低いからである。従って、アウトライヤの除去により、同一の粒子に対応する座標値同士から構成される座標ペアだけが、有効な座標ペアとして残される確率が一層高くなる。
It is highly probable that the coordinate
再び図3を参照して、上述したステップS17のアウトライヤの除去処理が終わると、その後に、ステップS18の処理、すなわち、直交変換式(同式のパラメータ値)を決定する処理が行われる。すなわち、上述したステップS17で残された有効な多数の座標ペアの差ベクトルdrを用いて、最小二乗法により、パーティクルカウンタの座標系(第1座標系)に従う座標値を、基準機の座標系(第2座標系)に従う座標値に近づけるための、直交変換のパラメータ値(最適値)が計算される。前述した直交変換式に示されるように、直交変換のパラメータ値は、第1座標系を並進させるための並進パラメータ値α、βと、第1座標系を回転させるための回転パラメータ値θとから構成される。 Referring to FIG. 3 again, after the outlier removal process in step S17 described above is completed, the process in step S18, that is, the process of determining the orthogonal transform equation (parameter value of the equation) is performed. That is, by using the difference vector dr of many effective coordinate pairs left in step S17 described above, the coordinate value according to the coordinate system (first coordinate system) of the particle counter is obtained by the least square method, and the coordinate system of the reference machine. A parameter value (optimum value) for orthogonal transformation is calculated to approximate the coordinate value according to (second coordinate system). As shown in the orthogonal transformation equation described above, the parameter value of the orthogonal transformation is obtained from the translation parameter values α and β for translating the first coordinate system and the rotation parameter value θ for rotating the first coordinate system. Composed.
以上の処理により、高精度の直交変換式(直交変換パラメータ)が短時間に得られることになる。 Through the above processing, a highly accurate orthogonal transform equation (orthogonal transform parameter) can be obtained in a short time.
上述したステップS18の直交変換式の決定処理が終わると、その後に、ステップS19の直交変換の処理が行われる。すなわち、上述したステップS17で残された有効な多数の座標ペア(図5における座標ペア50)を構成する第1座標データ20側の第1座標系に従う座標値(図4における座標値(x, y))に対して、上述したステップS18で算出された直交変換式(直交変換パラメータ)を用いた直交変換が施される。それにより、それら第1座標系に従う座標値は、直交変換による並進と回転の補正を加えられ、その結果、座標原点と座標軸方向において第2座標系にほぼ一致した座標系(以下、「変換第1座標系」という)に従った座標値(以下、「変換座標値」という)に変換される。
When the above-described orthogonal transformation equation determination processing in step S18 is completed, the orthogonal transformation processing in step S19 is performed thereafter. That is, the coordinate values (coordinate values (x, x, x in FIG. 4) according to the first coordinate system on the first coordinate
しかしながら、この直交変換によって得られた変換第1座標系に従う変換座標値と、上記有効な座標ペアを構成する第2座標データ22側の第2座標系に従う座標値(図4における座標値(X, Y))とを比較すると、両者間には、無視できない大きさの位置ずれが依然として存在する。この位置ずれは、第1座標系に内在する、並進と回転の補正だけでは除去することができない位置ずれである。この位置ずれのウェーハの表面領域での分布(面内分布)は、不均一または複雑なものであり、それ故に、この位置ずれは、並進と回転の補正では除去できないのである。因みに、この位置ずれは、それがもつ不均一または複雑な面内分布ゆえに、並進と回転だけでなく他の補正成分を含む従来技術に従う他の座標変換、例えばアフィン変換、などによっても、効果的に除去できないことが多い。
However, the transformed coordinate value according to the transformed first coordinate system obtained by this orthogonal transformation and the coordinate value according to the second coordinate system on the second coordinate
図6は、この複雑な面内分布をもつ位置ずれの実例を示している。すなわち、図6は、上記有効な座標ペアを構成する変換第1座標系に従う変換座標値と第2座標系に従う座標値との間の差ベクトルの分布を示している。図6において、円60はウェーハを指しており、ウェーハ60内に示された渦を描くように並んだ多数の線分62は、上記差ベクトルを表している。図6において、差ベクトル62の長さ(絶対値)は、ウェーハ60の寸法に比較して、非常に大きい倍率で拡大されている。すなわち、図6中、ウェーハ60の左下外側に示された横線分の長さが、差ベクトル62の35μmの長さに相当する。
FIG. 6 shows an example of a positional shift having this complicated in-plane distribution. That is, FIG. 6 shows the distribution of the difference vector between the converted coordinate value according to the converted first coordinate system and the coordinate value according to the second coordinate system constituting the effective coordinate pair. In FIG. 6, a
また、図7は、上記差ベクトルを説明したものである。図7において、座標値(x*, y*)が、直交変換で得られた変換第1座標系に従う変換座標値であり、座標値(X, Y)が、第2座標系に従う座標値であり、両者は有効な一つの座標ペアを構成している。そして、ベクトルdr*が、この座標ペア(X, Y)と(x*, y*)間の差ベクトルである。 FIG. 7 illustrates the difference vector. In FIG. 7, coordinate values (x *, y *) are converted coordinate values according to the converted first coordinate system obtained by orthogonal transformation, and coordinate values (X, Y) are coordinate values according to the second coordinate system. Yes, both constitute a valid coordinate pair. The vector dr * is a difference vector between the coordinate pair (X, Y) and (x *, y *).
図6に示された実例を見れば、変換第1座標系に従う変換座標値と第2座標系に従う座標値との間の差ベクトル(位置ずれ)の面内分布は複雑であり、直行変換やアフィン変換のような従来技術に従う座標変換だけでは除去することができないことが容易に理解される筈である。因みに、図6に例示された差ベクトルの長さ(つまり、位置ずれの大きさ)の平均値は、20μm程度であった。 If the example shown in FIG. 6 is seen, the in-plane distribution of the difference vector (position shift | offset | difference) between the coordinate value according to the conversion 1st coordinate system and the coordinate value according to the 2nd coordinate system will be complicated, and direct conversion and It should be easily understood that it cannot be removed only by coordinate transformation according to the prior art such as affine transformation. Incidentally, the average value of the lengths of the difference vectors illustrated in FIG. 6 (that is, the size of the positional deviation) was about 20 μm.
再び図3を参照する。上述したステップS19の直交変換の処理が終わると、その後に、ステップS20の処理、すなわち、上述した直交変換後も残存する位置ずれの面内分布を表す面内分布式を決定する処理が行われる。すなわち、上述した多数の有効な座標ペアのそれぞれについて、図7に示されたような差ベクトルdr*が計算される。ここで、本実施形態では、差ベクトルdr*が、第1座標系に従う座標値(x*, y*)を極座標で表示した場合の半径rと角度ψの方向成分、つまり、半径方向成分dr*rと角度方向成分dr*ψとに分解されて、それぞれの方向成分dr*rとdr*ψが算出される。そして、多数の位置(r, ψ)における座標ペアの差ベクトルdr*の値dr*rとdr*ψを用いて、最小二乗法により、面内分布式、すなわち、差ベクトルの値dr*rとdr*ψを、第1座標系に従う座標値(x*, y*)の極座標値(r, ψ)の関数として表現した場合の係数値が決定される。この面内分布式は、次のように表現される。
ここに、関数f(r,
ψ)とg(r, ψ)は、いずれも、半径rの3次程度迄の多項式と、角度ψの三角関数sinψとcosψの3次程度迄の多項式と、それらの項同士の積とを適宜に組み合わせてなり、各項の係数を最小二乗法で定められる未知数とする、所定の多項式として表現することができる。
Where f (r,
ψ) and g (r, ψ) are both the polynomial up to the third order of the radius r, the polynomial up to the third order of the trigonometric functions sinψ and cosψ of the angle ψ, and the product of these terms. It can be expressed as a predetermined polynomial that is appropriately combined and the coefficient of each term is an unknown number determined by the least square method.
ステップS20により、面内分布式としての関数f(r,
ψ)とg(r, ψ)を構成する多数の項の係数値(面内分布パラメータ値)は、最小二乗法により決定される。この面内分布式に、第1変換座標系に従う任意の座標値(r, ψ)を代入すれば、その座標値(r, ψ)と、それに実際のウェーハ上の位置において一致する第2座標系に従う座標値との間の差ベクトルが得られることになる。
In step S20, the function f (r,
The coefficient values (in-plane distribution parameter values) of a number of terms constituting ψ) and g (r, ψ) are determined by the least square method. If an arbitrary coordinate value (r, ψ) according to the first transformation coordinate system is substituted into this in-plane distribution formula, the coordinate value (r, ψ) and the second coordinate that coincides with the actual position on the wafer. A difference vector between coordinate values according to the system will be obtained.
図8は、図6に示された実際の差ベクトルに対して、上記の最小二乗法で定められた係数を用いて得られた最適化された差ベクトルの分布を、図6と同じスケールで示したものである。図8と図6とを対比すると、図8に示された面内分布式に基づく差ベクトルの分布が、図6に示された実際の差ベクトルの分布を良く再現したものであることが理解される筈である。 FIG. 8 shows the distribution of the optimized difference vector obtained by using the coefficient defined by the least square method with respect to the actual difference vector shown in FIG. It is shown. Comparing FIG. 8 with FIG. 6, it is understood that the distribution of the difference vector based on the in-plane distribution equation shown in FIG. 8 is a good reproduction of the distribution of the actual difference vector shown in FIG. It should be done.
算出された面内分布式が具体的にどの程度に精度の良いものであるかを検証するために、発明者は、図6に示された実際の差ベクトルから、図8に示された面内分布式に基づく差ベクトルを減算してみた。因みに、この検証で行われた減算の処理とは、図2に示された座標変換・補正部12が行うプロセス中のステップS4の面内分布の補正を、図6に示された差ベクトルの基となっている変換第1座標系の座標値に対して適用したことに該当する。
In order to verify how accurate the calculated in-plane distribution formula is, the inventor has obtained the surface shown in FIG. 8 from the actual difference vector shown in FIG. I subtracted the difference vector based on the internal distribution formula. Incidentally, the subtraction processing performed in this verification is the correction of the in-plane distribution in step S4 in the process performed by the coordinate transformation /
図9は、この検証の結果として得られた、図6の差ベクトルと図8の最適化差ベクトルとの間の差ベクトル(つまり、面内分布補正でも除去できなかった残存差ベクトル)の面内分布を示す。 FIG. 9 shows the surface of the difference vector (that is, the residual difference vector that could not be removed by the in-plane distribution correction) between the difference vector of FIG. 6 and the optimized difference vector of FIG. 8 obtained as a result of this verification. The internal distribution is shown.
図9中、ウェーハ60の左下外側の線分の長さが、残存差ベクトル66の8.3μmの長さ(絶対値)に相当する。図9から分かるように、残存差ベクトル66は非常に小さいものであり、実際、残存差ベクトル66の絶対値の平均値は約4μmであった。このことと、図6に示された直交変換直後の差ベクトル62の絶対値の平均値が約20μmであったこととを対比すれば、面内分布式による補正を加えることで、パーティクルカウンタにより測定された第1座標データ20が、基準機で測定された第2座標データ22に精度良く一致するように修正されることが分かる。
In FIG. 9, the length of the lower left outer line segment of the
再び図3を参照する。上記ステップS20の面内分布式の算出が終わると、その後に、ステップS21で、算出された直交変換式と面内分布式(実際には、それらの式を定義する直交変換パラメータと面内分布パラメータ)24が、出力される。こうして出力された直交変換式と面内分布式(直交変換パラメータ値と面内分布パラメータ値)24は、既に図2を参照して説明したように、座標変換・補正部12に入力されることになる。図9を参照して既に説明したことから分かるように、座標変換・補正部12において、パーティクルカウンタからの座標データ26を、入力された直交変換式に基づいて座標変換し、さらに、入力された面内分布式に基づいて補正することにより、基準機の座標系、換言すれば、SEM等の座標系に精度良く適合した座標データが得られることになる。その座標データを用いれば、SEM等で粒子を探し出すことが一層容易になる。
Refer to FIG. 3 again. When the calculation of the in-plane distribution formula in step S20 is completed, then in step S21, the calculated orthogonal transformation formula and in-plane distribution formula (actually, the orthogonal transformation parameters and the in-plane distribution that define these formulas are used. Parameter) 24 is output. The orthogonal transformation equation and in-plane distribution equation (orthogonal transformation parameter value and in-plane distribution parameter value) 24 output in this way are input to the coordinate transformation /
以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は本発明の説明のための例示にすぎず、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱することなく、その他の様々な態様でも実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this embodiment is only the illustration for description of this invention, and is not the meaning which limits the scope of the present invention only to this embodiment. The present invention can be implemented in various other modes without departing from the gist thereof.
また、上記実施形態にかかる解析装置の変換・補正式演算部10により算出される座標の変換と補正の式(例えば、直交変換式と面内分布式)は、パーティクルカウンタのようなウェーハ粒子検査装置の固体ごとに特有の個性を表すものである。そのため、この解析装置の変換・補正式演算部10は、ウェーハ上の粒子を検査し評価する目的にだけでなく、ウェーハ粒子検査装置の個性を定量的に明らかにして評価したり分類したりする目的にも活用することができる。
In addition, the coordinate conversion and correction formulas (for example, the orthogonal transformation formula and the in-plane distribution formula) calculated by the conversion / correction
10 変換・補正式演算部
12 座標変換・補正部
20 パーティクルカウンタで測定された或るウェーハ上の粒子の第1座標データ
22 基準機で測定された或るウェーハ上の粒子の第2座標データ
24 変換・補正式(直交変換式と面内補正式(直交変換パラメータと面内補正パラメータ))
26 パーティクルカウンタで測定された任意のウェーハ上の粒子の座標データ
28 変換され補正された座標データ
50 有効な座標ペア
52 アウトライヤとして除去される座標ペア
60 ウェーハ
62 直交変換直後に残存する差ベクトル(位置ずれ)
64 面内分布式から得られる差ベクトル(位置ずれ)
66 面内分布補正の後に残損する差ベクトル(位置ずれ)
dr 或る座標ペアにおける第1座標系の座標値(x, y)と第2座標系の座標値(X, Y)との間の差ベクトル
dr* 或る座標ペアにおける変換第1座標系の座標値(x*, y*)と第2座標系の座標値(X, Y)との間の差ベクトル
DESCRIPTION OF
26 Coordinate data of particles on an arbitrary wafer measured by a
64 Difference vector (positional deviation) obtained from in-plane distribution formula
66 Difference vector (positional deviation) that is lost after in-plane distribution correction
dr The difference vector between the coordinate value (x, y) of the first coordinate system and the coordinate value (X, Y) of the second coordinate system in a certain coordinate pair
dr * Difference vector between the coordinate value (x *, y *) of the transformed first coordinate system and the coordinate value (X, Y) of the second coordinate system in a certain coordinate pair
Claims (8)
前記ウェーハ上の前記多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データを入力する手段と、
前記入力された第1座標データと第2座標データから、互いに最も近接する前記第1座標データ内の各座標値と前記第2座標データ内の各座標値とから各々構成される、多数の座標ペアを探索して抽出する手段と、
前記抽出された多数の座標ペアを用いて、前記第1座標系と前記第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を決定する手段と、
前記決定された座標変換式を出力する手段と
を備えた、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置において、
前記多数の座標ペアに含まれる前記第1座標系に従う多数の座標値に、前記決定された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標系に従う多数の座標値を算出する手段と、
前記算出された変換第1座標系に従う多数の座標値と、前記多数の座標ペアに含まれる前記第2座標系に従う多数の座標値とに基づいて、前記変換第1座標系と前記第2座標系との間の差の面内分布を表すための面内分布式を決定する手段と、
前記決定された面内分布式を出力する手段と
を更に備えた、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置。 Means for inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer;
Means for inputting second coordinate data having coordinate values according to a second coordinate system of the multiple particles on the wafer;
A plurality of coordinates each composed of the coordinate values in the first coordinate data and the coordinate values in the second coordinate data that are closest to each other from the input first coordinate data and second coordinate data Means for searching and extracting pairs;
Means for determining a coordinate conversion equation for correcting at least translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system using the extracted multiple coordinate pairs;
Means for outputting the determined coordinate transformation formula;
An apparatus for analyzing the position of particles on a wafer , comprising:
Means for applying a coordinate transformation according to the determined coordinate transformation formula to a number of coordinate values according to the first coordinate system included in the number of coordinate pairs to calculate a number of coordinate values according to the transformed first coordinate system; ,
Based on the calculated multiple coordinate values according to the converted first coordinate system and the multiple coordinate values according to the second coordinate system included in the multiple coordinate pairs, the converted first coordinate system and the second coordinate Means for determining an in-plane distribution formula for representing an in-plane distribution of differences between the system;
An apparatus for analyzing the position of particles on a wafer, further comprising means for outputting the determined in-plane distribution formula.
前記ウェーハ上の多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データを入力する手段と、
前記入力された第1座標データと第2座標データを用いて、前記第1座標系と前記第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を決定する手段と、
前記第1座標データに、前記決定された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標系に従う変換第1座標データを算出する手段と、
前記算出された変換第1座標データと、前記第2座標データとの間の差ベクトルに基づいて、前記変換第1座標系と前記第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式を決定する手段と
前記決定された座標変換式と面内分布式を出力する手段と
を備えた、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置。 Means for inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer;
Means for inputting second coordinate data having coordinate values according to a second coordinate system of a number of particles on the wafer;
Using the input first coordinate data and second coordinate data, a coordinate conversion formula for correcting at least translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system is determined. Means,
Means for applying a coordinate transformation according to the determined coordinate transformation formula to the first coordinate data to calculate transformed first coordinate data according to a transformed first coordinate system;
Based on a difference vector between the calculated converted first coordinate data and the second coordinate data, an in-plane distribution of positional deviation between the converted first coordinate system and the second coordinate system is represented. An apparatus for analyzing the position of a particle on a wafer, comprising: means for determining an in-plane distribution formula for the output; and means for outputting the determined coordinate conversion formula and in-plane distribution formula.
前記第1座標系と所定の第2座標系との間の少なくとも並進と回転の誤差を修正するための座標変換式を入力する手段と、
前記第1座標系に前記入力された座標変換式を適用することで得られる変換第1座標系と前記所定の第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式を入力する手段と、
前記入力された前記第1座標データに、前記入力された座標変換式に従う座標変換を適用して、前記変換第1座標系に従う変換第1座標データを算出する手段と、
前記変換第1座標データに、前記入力された面内分布式に従う位置ずれ補正を適用して、補正された第1座標データを算出する手段と、
前記補正された第1座標データを出力する手段と
を備えた、ウェーハ上の粒子の位置を解析する装置。 Means for inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer;
Means for inputting a coordinate conversion formula for correcting at least translational and rotational errors between the first coordinate system and the predetermined second coordinate system;
In-plane distribution for representing an in-plane distribution of positional deviation between the converted first coordinate system and the predetermined second coordinate system obtained by applying the input coordinate conversion formula to the first coordinate system. Means for entering an expression;
Means for applying the coordinate transformation according to the inputted coordinate transformation formula to the inputted first coordinate data, and calculating transformed first coordinate data according to the transformed first coordinate system;
Means for calculating a corrected first coordinate data by applying a displacement correction according to the input in-plane distribution formula to the converted first coordinate data;
An apparatus for analyzing the position of particles on a wafer, comprising means for outputting the corrected first coordinate data.
前記ウェーハ上の前記多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データを入力するステップと、
前記入力された第1座標データと第2座標データから、互いに最も近接する前記第1座標データ内の各座標値と前記第2座標データ内の各座標値とから各々構成される、多数の座標ペアを探索して抽出するステップと、
前記抽出された多数の座標ペアを用いて、前記第1座標系と前記第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を決定するステップと、
前記決定された座標変換式を出力するステップと
前記多数の座標ペアに含まれる前記第1座標系に従う多数の座標値に、前記決定された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標系に従う多数の座標値を算出するステップと、
前記算出された変換第1座標系に従う多数の座標値と、前記多数の座標ペアに含まれる前記第2座標系に従う多数の座標値とに基づいて、前記変換第1座標系と前記第2座標系との間の差の面内分布を表すための面内分布式を決定するステップと、
前記決定された面内分布式を出力するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 Inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer;
Inputting second coordinate data having coordinate values according to a second coordinate system of the multiple particles on the wafer;
A plurality of coordinates each composed of the coordinate values in the first coordinate data and the coordinate values in the second coordinate data that are closest to each other from the input first coordinate data and second coordinate data Searching for and extracting pairs;
Determining a coordinate transformation equation for correcting at least translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system using the extracted multiple coordinate pairs;
Outputting the determined coordinate transformation formula;
Applying a coordinate transformation according to the determined coordinate transformation formula to a number of coordinate values according to the first coordinate system included in the number of coordinate pairs to calculate a number of coordinate values according to the transformed first coordinate system; ,
Based on the calculated multiple coordinate values according to the converted first coordinate system and the multiple coordinate values according to the second coordinate system included in the multiple coordinate pairs, the converted first coordinate system and the second coordinate Determining an in-plane distribution equation to represent the in-plane distribution of differences between the systems;
A computer program for causing a computer to execute the step of outputting the determined in-plane distribution formula .
前記ウェーハ上の前記多数の粒子の第2座標系に従う座標値を有する第2座標データを入力するステップと、
前記入力された第1座標データと第2座標データを用いて、前記第1座標系と前記第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を決定するステップと、
前記第1座標データに、前記決定された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標に従う変換第1座標データを算出するステップと、
前記算出された変換第1座標データと、前記第2座標データとの間の差ベクトルに基づいて、前記変換第1座標系と前記第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式を決定するステップと
前記決定された座標変換式と面内分布式を出力するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 Inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer;
Inputting second coordinate data having coordinate values according to a second coordinate system of the multiple particles on the wafer;
Using the input first coordinate data and second coordinate data, a coordinate conversion formula for correcting at least translational and rotational misalignment between the first coordinate system and the second coordinate system is determined. Steps,
Applying a coordinate transformation according to the determined coordinate transformation formula to the first coordinate data to calculate transformed first coordinate data according to the transformed first coordinate;
Based on a difference vector between the calculated converted first coordinate data and the second coordinate data, an in-plane distribution of positional deviation between the converted first coordinate system and the second coordinate system is represented. A computer program for causing a computer to execute a step of determining an in-plane distribution formula for outputting and a step of outputting the determined coordinate conversion formula and the in-plane distribution formula.
前記第1座標系と所定の第2座標系との間の少なくとも並進と回転の位置ずれを修正するための座標変換式を入力するステップと、
前記第1座標系に前記入力された座標変換式を適用することで得られる変換第1座標系と前記所定の第2座標系との間の位置ずれの面内分布を表すための面内分布式を入力するステップと、
前記入力された前記第1座標データに、前記入力された座標変換式に従う座標変換を適用して、変換第1座標データを算出するステップと、
前記算出された変換第1座標データに、前記入力された面内分布式に従う位置ずれ補正を適用して、補正された第1座標データを算出するステップと
をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラム。 Inputting first coordinate data having coordinate values according to a first coordinate system of a number of particles on the wafer;
Inputting a coordinate conversion formula for correcting at least translational and rotational misalignment between the first coordinate system and a predetermined second coordinate system;
In-plane distribution for representing an in-plane distribution of positional deviation between the converted first coordinate system and the predetermined second coordinate system obtained by applying the input coordinate conversion formula to the first coordinate system. Entering an expression;
Applying the coordinate transformation according to the inputted coordinate transformation formula to the inputted first coordinate data to calculate transformed first coordinate data;
A computer program for causing a computer to execute a step of calculating corrected first coordinate data by applying positional deviation correction according to the input in-plane distribution formula to the calculated converted first coordinate data.
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