JP6515013B2 - 検査装置および検査方法 - Google Patents
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Description
前記テーブルの位置座標を測定する位置測定部と、
前記被検査対象を照明する光を出射する光源と、
前記光源からの光を前記被検査対象に透過照明する透過照明光学系と、
前記光源からの光を前記被検査対象に反射照明する反射照明光学系と、
前記透過照明光学系により前記被検査対象を透過照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第1のセンサと、
前記反射照明光学系により前記被検査対象を反射照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第2のセンサと、
前記被検査対象を透過照明して前記第1のセンサに入射する光と、前記被検査対象を反射照明して前記第2のセンサに入射する光とを透過する偏光ビームスプリッタと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方から出力された光学画像データを用いて、前記被検査対象に設けられたパターンの欠陥を検出する欠陥検出部と、
前記光学画像データから前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得し、前記光学画像データにおける明暗から前記透過率分布に応じた変化が打ち消されるように前記光学画像データの階調値を補正する階調値補正部と、
前記補正された光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得する寸法誤差取得部と、
前記テーブルの位置座標と前記寸法誤差から、前記被検査対象上の位置座標に前記寸法誤差を対応させたマップを作成するマップ作成部とを有することを特徴とする検査装置に関する。
前記テーブルの位置座標を測定する位置測定部と、
前記被検査対象を照明する光を出射する光源と、
前記光源からの光を前記被検査対象に透過照明する透過照明光学系と、
前記光源からの光を前記被検査対象に反射照明する反射照明光学系と、
前記透過照明光学系により前記被検査対象を透過照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第1のセンサと、
前記反射照明光学系により前記被検査対象を反射照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第2のセンサと、
前記被検査対象を透過照明して前記第1のセンサに入射する光と、前記被検査対象を反射照明して前記第2のセンサに入射する光とを透過する偏光ビームスプリッタと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方から出力された光学画像データを用いて、前記被検査対象に設けられたパターンの欠陥を検出する欠陥検出部と、
前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得する透過率分布取得部と、
前記光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得し、前記光源からの光の透過率と前記パターンの寸法との関係と、前記透過率分布とから、該寸法誤差を補正する寸法誤差取得部と、
前記テーブルの位置座標と前記補正された寸法誤差から、前記被検査対象上の位置座標に該補正された寸法誤差を対応させたマップを作成するマップ作成部とを有することを特徴とする検査装置に関する。
光源から出射した直線偏光を前記第2の4分の1波長板で円偏光に変えて前記被検査対象を反射照明し、前記被検査対象で反射した円偏光を前記第2の4分の1波長板で直線偏光に変えた後、前記偏光ビームスプリッタを透過した光を第2のセンサに入射させ、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換して光学画像データを取得する工程と、
前記被検査対象に設けられたパターンの設計データから参照画像データを作成する工程と、
前記第1の光学画像データ取得工程で取得された光学画像データを前記参照画像データと比較して、前記パターンの欠陥を検出する工程と、
前記光学画像データから前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得し、前記光学画像データにおける明暗から前記透過率分布に応じた変化が打ち消されるように前記光学画像データの階調値を補正する工程と、
前記補正された光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得する工程と、
前記寸法誤差を前記被検査対象上の位置座標と対応させたマップを作成する工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
光源から出射した直線偏光を前記第2の4分の1波長板で円偏光に変えて前記被検査対象を反射照明し、前記被検査対象で反射した円偏光を前記第2の4分の1波長板で直線偏光に変えた後、前記偏光ビームスプリッタを透過した光を第2のセンサに入射させ、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換して光学画像データを取得する工程と、
前記被検査対象に設けられたパターンの設計データから参照画像データを作成する工程と、
前記第1の光学画像データ取得工程で取得された光学画像データを前記参照画像データと比較して、前記パターンの欠陥を検出する工程と、
前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得する工程と、
前記光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得し、前記光源からの光の透過率と前記パターンの寸法との関係と、前記透過率分布とから、該寸法誤差を補正する工程と、
前記補正された寸法誤差を前記被検査対象上の位置座標と対応させたマップを作成する工程とを有することを特徴とする検査方法に関する。
図1は、本実施の形態における検査装置100の概略構成図である。検査装置100は、被検査対象の光学画像データを取得する。次いで、光学画像データと、この光学画像データに対応する参照画像データとを比較することで、被検査対象における欠陥を検出する。また、光学画像データから被検査対象の線幅(CD:Critical Dimension)を測定し、参照画像データにおけるパターンの線幅とのずれ量(線幅誤差ΔCD)を取得する。そして、被検査対象の面内における線幅誤差ΔCDの分布をマップ化して、線幅誤差マップ(ΔCDマップ)を作成する。
TDIセンサは、多数のセンサ素子が集合して構成されており、これらの間でセンサの特性にばらつきがあると誤動作の原因になることから、全てのセンサ素子が電気的に等しい特性(ゲインおよびオフセット特性)を有している必要がある。そこで、欠陥検出や線幅誤差取得のための光学画像を取得する前に、透過用TDIセンサ118と反射用TDIセンサ119のキャリブレーションを行う。キャリブレーションは、例えば、次のようにして行われる。
テーブル101上に載置されたマスクMaは、真空チャックなどの手段でテーブル101に固定される。ここで、マスクMaに形成されたパターンの欠陥を正確に検出し、また、欠陥の箇所を正確に把握するためには、マスクMaのパターンがテーブル101上で所定の位置に位置合わせされている必要がある。具体的には、マスクMaをテーブル101上に載置した状態で、測定パターンのX軸およびY軸と、XYテーブルの走行軸とを合わせることになる。そこで、例えば、マスクMaに位置合わせ用のアライメントマークを形成し、このアライメントマークを検査装置100で撮影して、テーブル101上でマスクMaのパターンを位置合わせする。あるいは、マスクアライメントマークを設けず、マスクMaのパターンのうちで、できるだけマスクMaの外周に近くてXY座標が同一であるコーナーの頂点やエッジパターンの辺を使って、位置合わせを行ってもよい。
図2の参照画像データ生成工程S3では、図1の参照画像データ生成部124において、マスクMaの設計パターンデータを基に参照画像データが生成される。参照画像データは、比較工程S4のダイ−トゥ−データベース比較方式による検査において、光学画像データの欠陥判定の基準となる。また、(後述する)線幅誤差(ΔCD)取得工程S7において、マスクMaのパターンの線幅誤差を取得する際に基準となる線幅の算出にも用いられる。
図2の比較工程S4では、光学画像データと参照画像データとが比較されて、マスクMaのパターンの欠陥検出が行われる。この工程は、図1の比較部133で行われる。
図1に示す光学系の構成では、マスクMaを透過した光の光路に偏光ビームスプリッタ107,112が配置され、偏光ビームスプリッタ107を透過した光でマスクMaが透過照明され、偏光ビームスプリッタ107で反射しさらに偏光ビームスプリッタ112で反射した光でマスクMaが反射照明される。したがって、この構成によれば、マスクMaの透過照明と反射照明を同時に行って、透過照明による光学像と、反射照明による光学像とを同時に撮像することができる。つまり、透過照明によるマスクMaの被検査パターンの光学像を透過用TDIセンサ118で撮像するのと同時に、同じ被検査パターンの反射照明による光学像を反射用TDIセンサ119で撮像することができる。
階調値補正部132は、さらに、透過率分布取得工程S5で得られた透過率分布を用いて、透過率を取得した光学画像データの階調値を補正する。具体的には、光学画像データにおける明暗から、透過率分布に応じた変化が打ち消されるように、光学画像データの階調値を補正する。
図1の検査装置100において、階調値補正部132で補正された光学画像データは、マスクMaの被検査パターンの線幅誤差(ΔCD)の取得に用いられる。この線幅誤差取得工程S7は、具体的には、以下のようにして行われる。
図2のΔCDマップ作成工程S8は、図1のマップ作成部123で行われる。具体的には、線幅誤差取得部122からマップ作成部123へ、線幅誤差(ΔCD)の値と、(位置情報部104から送られた)テーブル101の位置座標の測定値が送られる。マップ作成部123では、線幅誤差(ΔCD)を、マスクMa上の位置座標と対応させてプロットすることにより、ΔCDマップが作成される。
図10は、本実施の形態における検査装置200の概略構成図である。また、図11は、図10の検査装置200におけるデータの流れの一例である。尚、図10および図11において、図1と同じ符号を付した部分は同じものであるので、説明を省略する。
光学画像データ取得工程S12で取得された光学画像データを用いて、マスクMaの被検査パターンの線幅誤差(ΔCD)が取得される。この線幅誤差取得工程S15は、具体的には、以下のようにして行われる。
透過率分布取得工程S16では、光学画像データ取得工程S12で取得した光学画像データから、マスクMaを透過する光の透過率分布を取得する。
透過率分布取得部232で取得された透過率分布は、線幅誤差取得部222へ送られる。線幅誤差取得部222は、この透過率分布を用いて、線幅誤差取得工程S15で取得した線幅誤差を補正する。この補正は、例えば、次のようにして行われる。
図11のΔCDマップ作成工程S18は、図10のマップ作成部123で行われる。具体的には、線幅誤差取得部222からマップ作成部123へ、線幅誤差(ΔCD)の値と、(位置情報部104から送られた)テーブル101の位置座標の測定値が送られる。マップ作成部123では、線幅誤差(ΔCD)を、マスクMa上の位置座標と対応させてプロットすることにより、ΔCDマップが作成される。
101 テーブル
102 レーザ測長システム
103 テーブル制御部
104 位置情報部
105 光源
106,111 2分の1波長板
107,112 偏光ビームスプリッタ
108,113 4分の1波長板
109,110,115,116,117 ミラー
114 対物レンズ
118 透過用TDIセンサ
119 反射用TDIセンサ
120 センサ回路
121 光学画像取得部
122,222 線幅誤差取得部
123 マップ作成部
124 参照画像データ生成部
124a 展開回路
124b 参照回路
125 磁気ディスク装置
131 バス
132 階調値補正部
133 比較部
134 ガイド
135 台座
136 開口部
137 駆動部
140 全体制御部
232 透過率分布取得部
Ma マスク
Claims (7)
- 被検査対象が載置されるテーブルと、
前記テーブルの位置座標を測定する位置測定部と、
前記被検査対象を照明する光を出射する光源と、
前記光源からの光を前記被検査対象に透過照明する透過照明光学系と、
前記光源からの光を前記被検査対象に反射照明する反射照明光学系と、
前記透過照明光学系により前記被検査対象を透過照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第1のセンサと、
前記反射照明光学系により前記被検査対象を反射照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第2のセンサと、
前記被検査対象を透過照明して前記第1のセンサに入射する光と、前記被検査対象を反射照明して前記第2のセンサに入射する光とを透過する偏光ビームスプリッタと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方から出力された光学画像データを用いて、前記被検査対象に設けられたパターンの欠陥を検出する欠陥検出部と、
前記光学画像データから前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得し、前記光学画像データにおける明暗から前記透過率分布に応じた変化が打ち消されるように前記光学画像データの階調値を補正する階調値補正部と、
前記補正された光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得する寸法誤差取得部と、
前記テーブルの位置座標と前記寸法誤差から、前記被検査対象上の位置座標に前記寸法誤差を対応させたマップを作成するマップ作成部とを有することを特徴とする検査装置。 - 前記階調値補正部は、前記被検査対象においてエアリーディスクの直径以上の大きさで前記パターンが設けられていない部分の透過率と、前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の偏光特性とから前記透過率分布を取得することを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
- 被検査対象が載置されるテーブルと、
前記テーブルの位置座標を測定する位置測定部と、
前記被検査対象を照明する光を出射する光源と、
前記光源からの光を前記被検査対象に透過照明する透過照明光学系と、
前記光源からの光を前記被検査対象に反射照明する反射照明光学系と、
前記透過照明光学系により前記被検査対象を透過照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第1のセンサと、
前記反射照明光学系により前記被検査対象を反射照明した光が入射して、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換する第2のセンサと、
前記被検査対象を透過照明して前記第1のセンサに入射する光と、前記被検査対象を反射照明して前記第2のセンサに入射する光とを透過する偏光ビームスプリッタと、
前記第1のセンサおよび前記第2のセンサの少なくとも一方から出力された光学画像データを用いて、前記被検査対象に設けられたパターンの欠陥を検出する欠陥検出部と、
前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得する透過率分布取得部と、
前記光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得し、前記光源からの光の透過率と前記パターンの寸法との関係と、前記透過率分布とから、該寸法誤差を補正する寸法誤差取得部と、
前記テーブルの位置座標と前記補正された寸法誤差から、前記被検査対象上の位置座標に該補正された寸法誤差を対応させたマップを作成するマップ作成部とを有することを特徴とする検査装置。 - 前記透過率分布取得部は、前記被検査対象においてエアリーディスクの直径以上の大きさで前記パターンが設けられていない部分の透過率と、前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の偏光特性とから前記透過率分布を取得することを特徴とする請求項3に記載の検査装置。
- 光源から出射した直線偏光を第1の4分の1波長板で円偏光に変えて被検査対象を透過照明し、前記被検査対象を透過した円偏光を第2の4分の1波長板で直線偏光に変えた後、偏光ビームスプリッタを透過した光を第1のセンサに入射させ、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換して光学画像データを取得するとともに、
光源から出射した直線偏光を前記第2の4分の1波長板で円偏光に変えて前記被検査対象を反射照明し、前記被検査対象で反射した円偏光を前記第2の4分の1波長板で直線偏光に変えた後、前記偏光ビームスプリッタを透過した光を第2のセンサに入射させ、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換して光学画像データを取得する工程と、
前記被検査対象に設けられたパターンの設計データから参照画像データを作成する工程と、
前記第1の光学画像データ取得工程で取得された光学画像データを前記参照画像データと比較して、前記パターンの欠陥を検出する工程と、
前記光学画像データから前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得し、前記光学画像データにおける明暗から前記透過率分布に応じた変化が打ち消されるように前記光学画像データの階調値を補正する工程と、
前記補正された光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得する工程と、
前記寸法誤差を前記被検査対象上の位置座標と対応させたマップを作成する工程とを有することを特徴とする検査方法。 - 光源から出射した直線偏光を第1の4分の1波長板で円偏光に変えて被検査対象を透過照明し、前記被検査対象を透過した円偏光を第2の4分の1波長板で直線偏光に変えた後、偏光ビームスプリッタを透過した光を第1のセンサに入射させ、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換して光学画像データを取得するとともに、
光源から出射した直線偏光を前記第2の4分の1波長板で円偏光に変えて前記被検査対象を反射照明し、前記被検査対象で反射した円偏光を前記第2の4分の1波長板で直線偏光に変えた後、前記偏光ビームスプリッタを透過した光を第2のセンサに入射させ、前記被検査対象の光学像を電気信号に変換して光学画像データを取得する工程と、
前記被検査対象に設けられたパターンの設計データから参照画像データを作成する工程と、
前記第1の光学画像データ取得工程で取得された光学画像データを前記参照画像データと比較して、前記パターンの欠陥を検出する工程と、
前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の透過率分布を取得する工程と、
前記光学画像データから前記パターンの寸法を求めて、前記パターンの設計値との差である寸法誤差を取得し、前記光源からの光の透過率と前記パターンの寸法との関係と、前記透過率分布とから、前記寸法誤差を補正する工程と、
前記補正された寸法誤差を前記被検査対象上の位置座標と対応させたマップを作成する工程とを有することを特徴とする検査方法。 - 前記透過率分布は、前記被検査対象においてエアリーディスクの直径以上の大きさで前記パターンが設けられていない部分の透過率と、前記被検査対象の入射面における前記光源からの光の偏光特性とから取得されることを特徴とする請求項5または6に記載の検査方法。
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