JP6182016B2 - 検査装置および検査用画像データの生成方法 - Google Patents
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Description
補正技術には、検査精度の向上の余地が残っている。
るためのプログラム、当該プログラムをコンピュータが読み取り可能に記録された記憶媒体など、種々の形態で実現することができる。
図1および図2は、本発明の検査装置の一実施例としての半導体検査装置(以下、単に検査装置とも呼ぶ)5の概略構成を示す。図1は、検査装置5の概略立面図(図2のA−A矢視)であり、図2は、検査装置5の概略平面図(図1のB−B矢視)である。検査装置5は、検査対象の表面に形成されたパターンの欠陥、検査対象の表面上の異物の存在等を検査する装置である。検査対象としては、半導体ウエハ、露光用マスク、EUVマスク、ナノインプリント用マスク(およびテンプレート)、光学素子用基板、光回路用基板等を例示できる。異物としては、パーティクル、洗浄残物(有機物)、表面での反応生成物等を例示できる。かかる異物は、例えば、絶縁物、導電物、半導体材料、または、これらの複合体などからなる。以下では、検査装置5によって半導体ウエハ(以下、単にウエハWとも呼ぶ)を検査するものとして説明する。ウエハの検査は、半導体製造工程においてウエハの処理プロセスが行われた後、または、処理プロセスの途中で行われる。例えば、検査は、成膜工程、CMPまたはイオン注入を受けたウエハ、表面に配線パターンが形成されたウエハ、配線パターンが未だに形成されていないウエハなどを対象として行われる。
ように、カセットホルダ10は、カセットCを複数個(図2では2個)保持するようになっている。カセットCには、検査対象としての複数枚のウエハWが上下方向に平行に並べられた状態で収納される。本実施例では、カセットホルダ10は、昇降テーブル上の図2に鎖線で示された位置にカセットCを自動的にセットできるように構成されている。カセットホルダ10にセットされたカセットCは、図2に実線で示された位置、すなわち、後述するミニエンバイロメント装置20内の第1搬送ユニット61の回動軸線O−O(図1参照)を向いた位置まで自動的に回転される。
知される。位置検出部58は、干渉計の原理を使用したレーザ干渉測距装置であり、ホルダ55の載置面の基準位置を微細径レーザによって検知する。図1および図2において、位置検出部58の位置は、概略的に示している。位置検出部58は、例えば、Yテーブル52(またはホルダ55)に固定されたミラープレートに向けてレーザを照射し、レーザ干渉計によって、レーザの入射波と、ミラープレートからの反射波との位相差に基づいて、ウエハW、厳密には、Yテーブル52(またはホルダ55)の座標を検出する。レーザ干渉計は、主ハウジング30の内部に設けてもよいし、外部に設けてもよい。また、レーザ干渉計は、光ケーブルを介して、レーザの光路に設けられた光ピックアップに接続され、主ハウジング30から離れた位置に設けられていてもよい。
異物の付着状態など)に応じた二次荷電粒子が得られる。本明細書において、二次荷電粒子とは、二次放出電子、ミラー電子および光電子のいずれか、または、これらのうちの少なくとも2つが混在したものである。二次放出電子とは、二次電子、反射電子および後方散乱電子のいずれか、または、これらのうちの少なくとも2つが混在したものである。二次放出電子は、ウエハWの表面に電子線などの荷電粒子を照射したときに、ウエハWの表面に荷電粒子が衝突して発生する。ミラー電子は、ウエハWの表面に電子線などの荷電粒子を照射したときに、照射した荷電粒子がウエハWの表面に衝突せずに、当該表面近傍にて反射することによって発生する。光電子は、ウエハWの表面に電磁波を照射したときに、当該表面から発生する。
からである。つまり、異物が存在する領域は、異物が存在しない領域と比べて、輝度が高い領域として撮像される。
に示した従来の目標位置TP0に基づくEO補正が実施された場合を示し、図7は、図5に示した本実施例の目標位置TP1に基づくEO補正が実施された場合を示す。図6(a)は、TDIセンサ75に入力される転送クロックを示す。この転送クロックは、一定時間ごとに入力されている。図6(b)に示すように、従来のEO補正では、予め設定された目標位置TP0に基づいて、TDIセンサ75に入力される転送クロックの1周期に相当する期間T1では、投影画像が位置Y1から位置Y2まで連続的に移動する。同様に、期間T2では、投影画像は、位置Y2から位置Y3まで移動する。なお、EO補正による投影画像の位置制御は、実位置と目標位置との差分に基づくフィードバック制御であるため、実際には、僅かな時間遅れを伴うが、図6では、時間遅れがないものとして示している。
図10は、第2実施例における、ウエハWの実位置と、EO補正におけるウエハWの目標位置とを示す説明図であり、上述の図5に対応している。第2実施例では、転送クロックは、ウエハWがY方向に1画素に相当する距離だけ移動するごとにTDIセンサ75に入力される。第2実施例においても、EO補正の目標位置TP2は、図10に示すように階段状に設定される。具体的には、目標位置TP2は、転送クロックと同期して、1つの転送クロックの入力から次の転送クロックの入力までの期間と同一の時間だけ同一の位置に維持された後に、縦軸に平行に、TDIセンサ75の1画素に相当する距離だけ立ち上がる。図10から明らかなように、ウエハWの搬送速度に変動が生じると、すなわち、実位置APが曲線形状であると、ウエハWが1画素移動するのに要する時間(図中の期間T21〜T24)は、それぞれ異なる時間になる。なお、図10では、期間T21〜T24の違いを強調して図示している。
正規化後の積算検出量である。
IV1=K×IV0・・・(1)
K=T0/Tn・・・(2)
出量に乗算する処理を行ってもよい。かかる乗算処理は、撮像素子群ごとの受光感度のばらつきを補正するために行われる。乗算する増減比率は、TDIセンサ75の各素子に同一の光源を当てて撮像を予め行い、それによって得られた積算検出値のX方向のばらつきが緩和されるように設定されてもよい。また、正規化処理には、正規化係数Kを使用する代わりに、正規化係数Kと増減比率とを予め乗算した係数を使用してもよい。かかる構成によれば、撮像素子群ごとの受光感度のばらつきが補正されるので、当該画像データを用いた検査の精度を向上できる。
第3実施例では、上述した第2実施例と同一のEO補正が行われる。すなわち、EO補正における目標位置は、図10に目標位置TP2として示した通りに設定され、転送クロックは、ウエハWがY方向に1画素に相当する距離だけ移動するごとにTDIセンサ75に入力される。また、第4実施例としての検査装置は、第1実施例の電子光学装置70(図3参照)に代えて、電子光学装置370を備える。
位相差を検出し、座標検出部58dに入力する。座標検出部58dは、入力された位相差に基づいて、ウエハW、厳密には、Yテーブル52(またはホルダ55)の座標を検出する。
においても、第1の画素には、電荷Q1が蓄積される。なお、上述の例では、転送クロックの立ち上がりと、ブランキング信号の立ち上がりとは、同一であるものとして説明したが、転送クロックの立ち上がりから一定の期間遅れて、ブランキング信号が立ち上がってもよい。このように、本実施例では、ウエハWの移動速度にかかわらず、ウエハWに電子ビームを照射する時間が一定となる。
ンキング信号のパルス幅を好適な値に設定できる。あるいは、所定のタイミング、例えば、所定期間ごと、所定数のウエハWの撮像を行うごとに、それまでの監視部による監視結果に基づいて、ブランキング信号のパルス幅を設定し直してもよい。かかる構成とすれば、Yテーブル52の移動特性に変動が生じた場合にも、ブランキング信号のパルス幅を好適な値に設定できる。監視部や設定部は、制御装置84の一部として構成されていてもよい。
D−1.変形例1:
EO補正における目標位置は、上述の例に限らず、横軸を時間とし、縦軸を目標位置とする直交座標系で表す場合に、1つの転送クロックの入力から次の転送クロックの入力までの期間(以下、転送間隔期間とも呼ぶ)以下の所定の時間だけ目標位置が同一の位置に維持された後に所定距離だけ立ち上がる階段状に設定されるものであればよい。例えば、目標位置は、図5に示した従来の目標位置TP0に対して、転送間隔期間(例えば、図5の期間T2)よりも短い時間だけ、同一の位置に維持された後、縦軸に平行に立ち上がって目標位置TP0の線上に戻るように設定されてもよい。また、「階段状」とは、縦軸に平行に立ち上がる構成に限らず、縦軸に対して傾きを有していてもよい。これらの構成であっても、目標位置が目標位置TP0に設定される従来のEO補正と比べれば、ウエハWの投影画像が理想位置から離れていくのを抑制でき、検査精度を向上できる。
上述した検査装置は、検査対象に電磁波(光)を照射し、検査対象上で反射した二次電磁波、すなわち反射光をTDIセンサ75で撮像するものであってもよい。この場合、反射光をTDIセンサ75に導く二次光学系は、二次電磁波の焦点をずらす偏向部を備えていてもよい。この偏向部は、第1実施例の偏向部90に相当するものであり、例えば、移動式レンズと、アクチュエータとを備える。偏向部は、アクチュエータを駆動させて、二次電磁波の光軸と直交する方向に移動式レンズを移動させることによって、二次電磁波の焦点をずらす。かかる偏向部は、第1実施例のEO補正と同様の機能を実現し、偏向量は、第1実施例のEO補正回路94と同様の構成によって決定することができる。
10…カセットホルダ
20…ミニエンバイロメント装置
21…ミニエンバイロメント空間
22…ハウジング
23…気体循環装置
24…排出装置
25…プリアライナ
27…シャッタ装置
30…主ハウジング
40…ローダハウジング
41…ウエハラック
50…ステージ装置
51…固定テーブル
52…Yテーブル
53…Xテーブル
54…回転テーブル
55…ホルダ
56,57…サーボモータ
58…位置検出部
58a…レーザ発振器
58b…レーザ干渉計
58c…ミラープレート
58d…座標検出部
61…第1搬送ユニット
62…第2搬送ユニット
64…アライナ
70,170,370…電子光学装置
71,171…光源
72,172…一次光学系
72a,72d,72f,72h,72i…レンズ
72b,72c,72g…アパーチャ
72e…E×Bフィルタ
73,173…二次光学系
73a,73c…レンズ
73b…NAアパーチャ
73d…アライナ
74…TDIクロック生成器
75…TDIセンサ
80,280…画像処理装置
81…画像データ生成部
84…制御装置
90…偏向部
91…偏向電極
92…EO補正器
94…EO補正回路
95…比較器
96…加減算器
97…レジスタ
98…加算器
99…減算器
282…正規化部
285…正規化用クロック生成器
286…カウンタ
287…除算部
288…乗算部
356…リニアモータ
376…ブランキング電極
377…ブランキングアパーチャ
378…阻止部
385…ステージ制御部
386…座標差分値検出部
387…シリアル変換部
388…一定パルス発生部
389…アンプ
W…ウエハ
C…カセット
AP…実位置
TP0,TP1,TP2…目標位置
Claims (9)
- 検査装置であって、
荷電粒子または電磁波のいずれか1つをビームとして照射する一次光学系と、
検査対象を保持可能な移動部であって、前記検査対象を、前記一次光学系による前記ビームの照射位置上を所定の方向に移動させる移動部と、
前記移動部を前記所定の方向に移動させながら行われる前記ビームの前記検査対象への照射によって得られる二次荷電粒子または二次電磁波の量を、時間遅延積分方式によって前記所定の方向に沿って、転送クロックの入力タイミングで積算して、積算検出量として前記入力タイミングごとに順次転送するTDIセンサと、
前記検査対象を移動させる前記移動部の位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部によって検出された前記検査対象の実際の位置と、目標位置との差分に基づいて、前記TDIセンサに向かう前記二次電荷粒子または前記二次電磁波を、前記差分を相殺する方向に偏向させる偏向部と
を備え、
前記目標位置は、横軸を時間とし、縦軸を前記目標位置とする直交座標系で表す場合に、1つの前記転送クロックの入力から次の前記転送クロックの入力までの期間である転送間隔期間以下の所定の時間だけ前記目標位置が同一の位置に維持された後に所定距離だけ立ち上がる階段状に設定される
検査装置。 - 請求項1に記載の検査装置であって、
前記目標位置は、前記転送クロックと同期して前記転送間隔期間と同一の時間だけ前記同一の位置に維持された後に、前記TDIセンサの1画素に相当する距離だけ、前記縦軸に平行に立ち上がる階段状に設定される
検査装置。 - 請求項1または請求項2に記載の検査装置であって、
前記転送クロックは、一定時間ごとに入力される
検査装置。 - 請求項1または請求項2に記載の検査装置であって、
前記転送クロックは、前記位置検出部の検出結果に基づいて、前記TDIセンサの1画素に相当する距離だけ前記移動部が移動したことが検出される度に入力される
検査装置。 - 請求項4に記載の検査装置であって、
前記積算検出量に基づいて、画像データを生成する画像データ生成部と、
前記積算検出量または前記画像データを、前記移動部が前記積算中に所定距離だけ移動するのに要した時間に基づいて正規化する正規化部と
を備える検査装置。 - 請求項4に記載の検査装置であって、
前記転送間隔期間において、前記1つの転送から一定期間経過した後、前記次の転送までの間、前記ビームの前記検査対象側への到達、または、前記二次荷電粒子または前記二次電磁波の前記TDIセンサへの到達を阻止する阻止部を備える
検査装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の検査装置であって、
前記一次光学系は、前記荷電粒子を照射し、
前記偏向部は、前記TDIセンサに向かう前記二次電荷粒子を偏向させる電子レンズを備えた
検査装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載の検査装置であって、
前記一次光学系は、前記電磁波を照射し、
前記偏向部は、移動可能なレンズを備え、該レンズの位置が移動されることによって、前記TDIセンサに向かう前記二次電磁波の焦点をずらす
検査装置。 - 検査用画像データの生成方法であって、
検査対象を所定の方向に移動させながら、荷電粒子または電磁波のいずれか1つをビームとして照射する照射工程と、
前記ビームの前記検査対象への照射によって得られる二次荷電粒子または二次電磁波の量を、TDIセンサを使用して、時間遅延積分方式によって前記所定の方向に沿って、転送クロックの入力タイミングで積算して、積算検出量として前記入力タイミングごとに順次転送させる転送工程と、
前記検査対象を移動させる移動部の位置を検出する検出工程と、
前記検出工程によって検出された前記検査対象の実際の位置と、目標位置との差分に基づいて、前記TDIセンサに向かう前記二次電荷粒子または前記二次電磁波を、前記差分を相殺する方向に偏向させる偏向工程と、
前記積算検出量に基づいて、画像データを生成する工程と
を備え、
前記目標位置は、横軸を時間とし、縦軸を前記目標位置とする直交座標系で表す場合に、1つの前記転送クロックの入力から次の前記転送クロックの入力までの期間である転送間隔期間以下の所定の時間だけ前記目標位置が同一の位置に維持された後に所定距離だけ立ち上がる階段状に設定される
検査用画像データの生成方法。
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