JP6737598B2 - Inspection device and inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、検査対象の表面に形成されたパターンの欠陥等を検査する検査装置及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection device and an inspection method for inspecting a defect or the like of a pattern formed on a surface of an inspection target.
従来の半導体検査装置は、100nmデザインルールに対応した装置と技術であった。しかし、検査対象の試料は、ウエハ、露光用マスク、EUVマスク、NIL(ナノインプリントリソグラフィ)マスク及び基板と多様化しており、現在は試料が5〜30nmのデザインルールに対応した装置及び技術が求められている。すなわち、パターンにおけるL/S(ライン/スペース)又はhp(ハーフピッチ)のノードが5〜30nmの世代に対する対応が求められている。このような試料を検査装置で検査する場合、高分解能を得ることが必要になる。 The conventional semiconductor inspection device is a device and technology corresponding to the 100 nm design rule. However, the samples to be inspected are diversified such as wafers, exposure masks, EUV masks, NIL (nanoimprint lithography) masks and substrates, and at present, devices and technologies corresponding to design rules of 5 to 30 nm are required for samples. ing. That is, it is required to cope with generations in which the node of L/S (line/space) or hp (half pitch) in the pattern is 5 to 30 nm. When inspecting such a sample with an inspection apparatus, it is necessary to obtain high resolution.
ここで試料とは、露光用マスク、EUVマスク、ナノインプリント用マスク(及びテンプレート)、半導体ウエハ、光学素子用基板、光回路用基板等である。これらは、パターンを有するものとパターンがないものとがある。パターンが有るものは、凹凸のあるものとないものとが有る。凹凸のないパターンは、異なった材料によるパターン形成がなされている。パターンがないものには、酸化膜がコーティングされているものと、酸化膜がコーティングされていないものとが有る。 Here, the sample is an exposure mask, an EUV mask, a nanoimprint mask (and template), a semiconductor wafer, an optical element substrate, an optical circuit substrate, or the like. Some of these have a pattern and some do not. Some have a pattern, and some have a pattern. The patterns having no unevenness are formed by using different materials. Some of the patterns do not have an oxide film and some do not have an oxide film.
従来の半導体検査装置として、ステージの連続的な移動に伴う試料の移動と偏向手段による二次ビームの軌道の偏向とを同期させて制御することで、二次元CCDセンサ上で二次ビームの像を停止させ、その同期期間中に試料の同じ検出領域の像を二次元CCDセンサの同じ個所に投影させるようにした電子像追従式の電子光学装置を用いた電子線検査装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional semiconductor inspection device, by controlling the movement of the sample accompanying the continuous movement of the stage and the deflection of the trajectory of the secondary beam by the deflection means in synchronization with each other, the image of the secondary beam on the two-dimensional CCD sensor is controlled. There is known an electron beam inspection apparatus using an electron image tracking type electron optical device in which an image of the same detection region of a sample is projected on the same portion of a two-dimensional CCD sensor during the synchronization period. (For example, refer to Patent Document 1).
しかしながら、二次元CCDセンサは、電子を光に変換してから信号検出を行うため、センサ面上に光電変換等の手段を設ける必要がある。二次ビームの電子は光電変換やシンチレータにより光に変換され、光の像情報がCCDセンサ面に伝達されることで、電子が検出される。そのため、光電変換機構や光伝達機構での損失による分解能の劣化があり、小さい異物の検出が不安定である。 However, since the two-dimensional CCD sensor performs signal detection after converting electrons into light, it is necessary to provide means such as photoelectric conversion on the sensor surface. The electrons of the secondary beam are converted into light by photoelectric conversion or a scintillator, and the image information of the light is transmitted to the CCD sensor surface, whereby the electrons are detected. Therefore, the resolution is deteriorated due to the loss in the photoelectric conversion mechanism and the light transmission mechanism, and the detection of a small foreign matter is unstable.
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、検査試料に対して感度の高い電子像追従式の欠陥検査を行うことができる検査装置及び検査方法を提供することにある。 The present invention has been made to pay attention to the above problems and to solve them effectively. An object of the present invention is to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of performing a highly sensitive electron image following defect inspection on an inspection sample.
本発明による検査装置は、試料を載置して連続的に移動するステージ装置と、電子光学装置と、前記ステージ装置及び前記電子光学装置の動作を制御する制御装置と、を備える。前記電子光学装置は、前記ステージ上の前記試料に対して一次ビームを照射する1次光学系と、前記一次ビームを前記試料に照射することで前記試料から発生した二次ビームの像を生成する二次元センサを含む検出器と、前記二次ビームを前記二次元センサに導く2次光学系と、を有している。前記2次光学系は、前記ステージ装置の移動に同期して、前記ステージ装置の移動によって前記試料が移動している間に、前記試料の同じ部分から発生した二次ビームが前記二次元センサの同じ部分に入射するように、多極子によって重畳電界を発生させることで前記二次ビームを偏向する偏向器を含む。前記二次元センサは、前記二次ビームの電子を光に変換することなく直接検出して画像信号を出力するEB(Electron Bombardment)半導体センサである。 An inspection apparatus according to the present invention includes a stage device that mounts a sample and moves continuously, an electron optical device, and a control device that controls operations of the stage device and the electron optical device. The electro-optical device generates a primary optical system that irradiates the sample on the stage with a primary beam and an image of a secondary beam generated from the sample by irradiating the sample with the primary beam. It has a detector including a two-dimensional sensor and a secondary optical system that guides the secondary beam to the two-dimensional sensor. The secondary optical system synchronizes with the movement of the stage device, and while the sample is being moved by the movement of the stage device, a secondary beam generated from the same part of the sample is emitted from the two-dimensional sensor. A deflector for deflecting the secondary beam by generating a superposed electric field by a multipole so that the secondary beam is incident on the same portion is included. The two-dimensional sensor is an EB (Electron Bombardment) semiconductor sensor that directly detects the electrons of the secondary beam without converting it into light and outputs an image signal.
本発明の検査装置によれば、二次元センサが二次ビームの電子を光に変換することなく直接検出して画像信号を出力するため、光電変換機構や光伝達機構での損失による分解能の劣化が無く、高いMTF(Modulation Transfer Function)及びコントラストを得ることが可能となる。これにより、小さい異物の弱い信号のS/Nを上げることができ、より高い感度を得ることができる。 According to the inspection device of the present invention, since the two-dimensional sensor directly detects the electrons of the secondary beam without converting it into light and outputs the image signal, the deterioration of resolution due to the loss in the photoelectric conversion mechanism or the light transmission mechanism. It is possible to obtain a high MTF (Modulation Transfer Function) and a high contrast. As a result, the S/N of a weak signal of a small foreign matter can be increased, and higher sensitivity can be obtained.
具体的には、例えば、前記二次元センサは、EB−CMOS、EB−CCD及びEB−TDIのいずれかであってもよい。 Specifically, for example, the two-dimensional sensor may be any of EB-CMOS, EB-CCD, and EB-TDI.
本発明による検査装置において、前記電子光学装置は、前記二次元センサが出力した画像信号を画像処理して欠陥に関する情報を出力する画像処理部をさらに備え、前記制御装置は、前記ステージ装置及び前記電子光学装置を動作させて欠陥検査を行うとともに、前記画像処理部が出力する欠陥に関する情報に基づいて前記ステージ装置及び前記電子光学装置を動作させて欠陥のレビューを行ってもよい。このような態様によれば、欠陥検査時と同じステージ装置及び電子光学装置を使用して欠陥のレビューを行うため、試料の再アライメントが不要であり、高い座標位置精度を実現できる。また、2次元センサを使用して撮像を行うため、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用する場合と比べて高速でのレビューが可能である。 In the inspection apparatus according to the present invention, the electro-optical device further includes an image processing unit that performs image processing on the image signal output by the two-dimensional sensor and outputs information regarding a defect, and the control device includes the stage device and the stage device. The defect inspection may be performed by operating the electron optical device to perform the defect inspection, and operating the stage device and the electron optical device based on the information on the defect output from the image processing unit. According to such an aspect, since the defect is reviewed using the same stage device and electron optical device as in the defect inspection, realignment of the sample is not required, and high coordinate position accuracy can be realized. Further, since the two-dimensional sensor is used for imaging, the review can be performed at a higher speed than in the case of using a scanning electron microscope (SEM).
本発明による検査装置において、前記制御装置は、レビュー時には、前記2次光学系の倍率を欠陥検査時より高くして前記検出器による撮像を行ってもよい。このような態様によれば、欠陥箇所について、より高い解像度の撮像が可能である。 In the inspection device according to the present invention, the control device may perform imaging by the detector at the time of review with the magnification of the secondary optical system being higher than that at the time of defect inspection. According to such an aspect, it is possible to image a defective portion with higher resolution.
本発明による検査装置において、前記制御装置は、レビュー時には、欠陥箇所ごとに前記ステージ装置の移動を停止させて前記検出器による撮像を行ってもよい。このような態様によれば、二次ビームの偏向やステージ装置の振動により2次元センサ上で二次ビームの像がぶれてしまうことを低減できるため、欠陥箇所について、より鮮明な像を取得することが可能である。 In the inspection device according to the present invention, the control device may stop the movement of the stage device for each defective portion and perform imaging by the detector at the time of review. According to such an aspect, it is possible to reduce the blurring of the image of the secondary beam on the two-dimensional sensor due to the deflection of the secondary beam or the vibration of the stage device, so that a clearer image of the defective portion is obtained. It is possible.
本発明による検査方法は、試料をステージ装置に載置して連続的に移動させ、前記ステージ装置上の前記試料に対して一次ビームを照射し、前記一次ビームを前記試料に照射することで前記試料から発生した二次ビームを二次元センサに導いて二次ビーム像を生成する検査方法であって、前記ステージ装置の移動に同期して、前記ステージ装置の移動によって前記試料が移動している間に、前記試料の同じ部分から発生した二次ビームが前記二次元センサの同じ部分に入射するように、多極子によって重畳電界を発生させることで前記二次ビームを偏向し、前記二次元センサにおいて前記二次ビームの電子を光に変換することなく直接検出して画像信号を出力する。 In the inspection method according to the present invention, the sample is placed on a stage device and continuously moved, and the sample on the stage device is irradiated with a primary beam, and the sample is irradiated with the primary beam. An inspection method for guiding a secondary beam generated from a sample to a two-dimensional sensor to generate a secondary beam image, wherein the sample is moved by the movement of the stage device in synchronization with the movement of the stage device. Meanwhile, the secondary beam is deflected by generating a superposition electric field by a multipole so that the secondary beam generated from the same portion of the sample is incident on the same portion of the two-dimensional sensor, In step (2), the electrons of the secondary beam are directly detected without being converted into light and an image signal is output.
本発明の検査方法によれば、二次元センサが二次ビームの電子を光に変換することなく直接検出して画像信号を出力するため、光電変換機構や光伝達機構での損失による分解能の劣化が無く、高いMTF及びコントラストを得ることが可能となる。これにより、小さい異物の弱い信号のS/Nを上げることができ、より高い感度を得ることができる。 According to the inspection method of the present invention, since the two-dimensional sensor directly detects the electrons of the secondary beam without converting it into light and outputs the image signal, the deterioration of the resolution due to the loss in the photoelectric conversion mechanism or the light transmission mechanism. It becomes possible to obtain a high MTF and contrast without any problem. As a result, the S/N of a weak signal of a small foreign matter can be increased, and higher sensitivity can be obtained.
本発明によれば、検査試料に対して感度の高い電子像追従式の欠陥検査を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to perform highly sensitive electron image following type defect inspection on an inspection sample.
以下、本発明の実施の形態の検査装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。 Hereinafter, an inspection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the embodiments described below are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to the specific configurations described below. In practicing the present invention, a specific configuration according to the embodiment may be appropriately adopted.
図1及び図2において、本実施形態による検査装置1の主要構成要素が立面及び平面で示されている。 1 and 2, main components of the inspection device 1 according to the present embodiment are shown in an elevation and a plane.
本実施形態による検査装置1は、複数枚の試料を収納したカセットを保持するカセットホルダ10と、ミニエンバイロメント装置20と、ワーキングチャンバを画成する主ハウジング30と、ミニエンバイロメント装置20と主ハウジング30との間に配置されていて、二つのローディングチャンバを画成するローダハウジング40と、試料をカセットホルダ10から主ハウジング30内に配置されたステージ装置50上に装填するローダー60と、主ハウジング30に取り付けられた電子光学装置70と、光学顕微鏡3000と、走査型電子顕微鏡(SEM)3002と、を備え、それらは図1及び図2に示されるような位置関係で配置されている。検査装置1は、更に、真空の主ハウジング30内に配置されたプレチャージユニット81と、試料に電位を印加する電位印加機構と、電子ビームキャリブレーション機構と、ステージ装置50上での試料の位置決めを行うためのアライメント制御装置87を構成する光学顕微鏡871と、を備えている。 The inspection apparatus 1 according to the present embodiment includes a cassette holder 10 that holds a cassette that stores a plurality of samples, a mini-environment device 20, a main housing 30 that defines a working chamber, a mini-environment device 20, and a main environment device 20. A loader housing 40 arranged between the housing 30 and defining two loading chambers, a loader 60 for loading the sample from the cassette holder 10 onto a stage device 50 arranged in the main housing 30, An electron optical device 70 attached to the housing 30, an optical microscope 3000, and a scanning electron microscope (SEM) 3002 are provided, and they are arranged in a positional relationship as shown in FIGS. 1 and 2. The inspection apparatus 1 further includes a pre-charge unit 81 arranged in the vacuum main housing 30, a potential application mechanism for applying a potential to the sample, an electron beam calibration mechanism, and positioning of the sample on the stage device 50. And an optical microscope 871 that constitutes an alignment control device 87 for performing.
ここで試料とは、露光用マスク、EUVマスク、ナノインプリント用マスク(及びテンプレート)、半導体ウエハ、光学素子用基板、光回路用基板等である。これらは、パターンを有するものとパターンがないものとがある。パターンが有るものは、凹凸のあるものとないものとが有る。凹凸のないパターンは、異なった材料によるパターン形成がなされている。パターンがないものには、酸化膜がコーティングされているものと、酸化膜がコーティングされていないものとが有る。 Here, the sample is an exposure mask, an EUV mask, a nanoimprint mask (and template), a semiconductor wafer, an optical element substrate, an optical circuit substrate, or the like. Some of these have a pattern and some do not. Some have a pattern, and some have a pattern. The patterns having no unevenness are formed by using different materials. Some of the patterns do not have an oxide film and some do not have an oxide film.
<カセットホルダ>
カセットホルダ10は、複数枚(例えば25枚)の試料が上下方向に平行に並べられた状態で収納されたカセットc(例えば、アシスト社製のSMIF、FOUPのようなクローズドカセット)を複数個(この実施形態では2個)保持するようになっている。このカセットホルダとしては、カセットをロボット等により搬送してきて自動的にカセットホルダ10に装填する場合にはそれに適した構造のものを、また人手により装填する場合にはそれに適したオープンカセット構造のものをそれぞれ任意に選択して設置できるようになっている。カセットホルダ10は、この実施形態では、自動的にカセットcが装填される形式であり、例えば昇降テーブル11と、その昇降テーブル11を上下移動させる昇降機構12とを備え、カセットcは昇降テーブル上に図2で鎖線図示の状態で自動的にセット可能になっていて、セット後、図2で実線図示の状態に自動的に回転されてミニエンバイロメント装置20内の第1の搬送ユニット61の回動軸線に向けられる。また、昇降テーブル11は図1で鎖線図示の状態に降下される。このように、自動的に装填する場合に使用するカセットホルダ、或いは人手により装填する場合に使用するカセットホルダはいずれも公知の構造のものを適宜使用すればよいので、その構造及び機能の詳細な説明は省略する。
<Cassette holder>
The cassette holder 10 includes a plurality of cassettes (for example, closed cassettes such as SMIF and FOUP manufactured by Assist) that store a plurality of (for example, 25) samples arranged in parallel in the vertical direction ( In this embodiment, two pieces are held. The cassette holder has a structure suitable for automatically loading the cassette in the cassette holder 10 by a robot or the like, and an open cassette structure suitable for manually loading the cassette holder 10. Each can be arbitrarily selected and installed. In this embodiment, the cassette holder 10 is of a type in which the cassette c is automatically loaded. For example, the cassette holder 10 includes an elevating table 11 and an elevating mechanism 12 that moves the elevating table 11 up and down. 2 can be automatically set in the state shown by the chain line in FIG. 2, and after being set, it is automatically rotated to the state shown in the solid line in FIG. Oriented to the axis of rotation. Further, the lifting table 11 is lowered to the state shown by the chain line in FIG. As described above, the cassette holder used when automatically loading or the cassette holder used when manually loading may have a well-known structure as appropriate. The description is omitted.
なお、カセットc内に収納される試料は、検査を受ける試料であり、そのような検査は、半導体製造工程中で試料を処理するプロセスの後、若しくはプロセスの途中で行われる。具体的には、成膜工程、CMP、イオン注入等を受けた試料、表面にパターンが形成された試料、又はパターンが未だに形成されていない試料が、カセット内に収納される。カセットc内に収容される試料は多数枚上下方向に隔ててかつ平行に並べて配置されているため、任意の位置の試料を第1の搬送ユニット61で保持できるように、第1の搬送ユニット61のアーム612を上下移動できるようになっている。 The sample stored in the cassette c is a sample to be inspected, and such an inspection is performed after the process of processing the sample in the semiconductor manufacturing process or during the process. Specifically, a sample that has undergone a film forming process, CMP, ion implantation, a sample having a pattern formed on its surface, or a sample on which a pattern has not yet been formed is stored in a cassette. Since a large number of the samples contained in the cassette c are arranged in parallel in the vertical direction, the first transport unit 61 can hold the sample at any position by the first transport unit 61. The arm 612 can be moved up and down.
<ミニエンバイロメント装置>
図1及び図2において、ミニエンバイロメント装置20は、雰囲気制御されるようになっているミニエンバイロメント空間21を画成するハウジング22と、ミニエンバイロメント空間21内で清浄空気のような気体を循環して雰囲気制御するための気体循環装置23と、ミニエンバイロメント空間21内に供給された空気の一部を回収して排出する排出装置24と、ミニエンバイロメント空間21内に配設されていて検査対象としての試料を粗位置決めするプリアライナ25とを備えている。
<Mini-environment device>
1 and 2, a mini-environment device 20 includes a housing 22 that defines a mini-environment space 21 that is controlled in atmosphere, and a gas such as clean air in the mini-environment space 21. A gas circulation device 23 for circulating and controlling the atmosphere, an exhaust device 24 for collecting and exhausting a part of the air supplied into the mini-environment space 21, and a mini-environment space 21 are provided. And a pre-aligner 25 for roughly positioning the sample to be inspected.
ハウジング22は、頂壁221、底壁222及び四周を囲む周壁223を有し、ミニエンバイロメント空間21を外部から遮断する構造になっている。ミニエンバイロメント空間を雰囲気制御するために、気体循環装置23は、ミニエンバイロメント空間21内において、頂壁221に取り付けられていて、気体(この実施形態では空気)を清浄にして一つ又はそれ以上の気体吹き出し口(図示せず)を通して清浄空気を真下に向かって層流状に流す気体供給ユニット231と、ミニエンバイロメント空間21内において底壁222の上に配置されていて、底に向かって流れ下った空気を回収する回収ダクト232と、回収ダクト232と気体供給ユニット231とを接続して回収された空気を気体供給ユニット231に戻す導管233とを備えている。この実施形態では、気体供給ユニット231は供給する空気の約20%をハウジング22の外部から取り入れて清浄にするようになっているが、この外部から取り入れられる気体の割合は任意に選択可能である。気体供給ユニット231は、清浄空気をつくりだすための公知の構造のHEPA若しくはULPAフィルタを備えている。清浄空気の層流状の下方向の流れすなわちダウンフローは、主に、ミニエンバイロメント空間21内に配置された第1の搬送ユニット61による搬送面を通して流れるように供給され、搬送ユニットにより発生する虞のある塵埃が試料に付着するのを防止するようになっている。したがって、ダウンフローの噴出口は必ずしも図示のように頂壁に近い位置である必要はなく、搬送ユニットによる搬送面より上側にあればよい。また、ミニエンバイロメント空間全面に亘って流す必要もない。なお、場合によっては、清浄空気としてイオン風を使用することによって清浄度を確保することができる。また、ミニエンバイロメント空間内には清浄度を観察するためのセンサを設け、清浄度が悪化したときに装置をシャットダウンすることもできる。ハウジング22の周壁223のうちカセットホルダ10に隣接する部分には出入り口225が形成されている。出入り口225近傍には公知の構造のシャッタ装置を設けて出入り口225をミニエンバイロメント装置側から閉じるようにしてもよい。試料近傍でつくる層流のダウンフローは、例えば0.3ないし0.4m/secの流速でよい。気体供給ユニットはミニエンバイロメント空間21内でなくその外側に設けてもよい。 The housing 22 has a top wall 221, a bottom wall 222, and a peripheral wall 223 that surrounds the four circumferences, and has a structure that shields the mini-environment space 21 from the outside. In order to control the atmosphere in the mini-environment space, the gas circulation device 23 is attached to the top wall 221 in the mini-environment space 21, and cleans the gas (air in this embodiment) to one or more. The gas supply unit 231 that allows the clean air to flow in a laminar flow direction right below through the gas outlets (not shown) and the bottom wall 222 disposed in the mini-environment space 21 are provided toward the bottom. The recovery duct 232 collects the air that has flowed down, and the conduit 233 that connects the recovery duct 232 and the gas supply unit 231 to return the recovered air to the gas supply unit 231. In this embodiment, the gas supply unit 231 takes in about 20% of the supplied air from the outside of the housing 22 to clean it, but the proportion of the gas taken in from the outside can be arbitrarily selected. .. The gas supply unit 231 includes a HEPA or ULPA filter of known structure for producing clean air. The laminar downward flow of clean air, that is, the downflow is mainly supplied so as to flow through the transport surface of the first transport unit 61 arranged in the mini-environment space 21, and is generated by the transport unit. It is designed to prevent dust that may be attached to the sample. Therefore, the downflow ejection port does not necessarily have to be at a position close to the top wall as shown in the drawing, but may be located above the conveyance surface of the conveyance unit. Also, it is not necessary to flow over the entire mini-environment space. In some cases, the cleanliness can be secured by using ionic wind as the clean air. Further, a sensor for observing the cleanliness can be provided in the mini-environment space, and the device can be shut down when the cleanliness deteriorates. An entrance 225 is formed in a portion of the peripheral wall 223 of the housing 22 adjacent to the cassette holder 10. A shutter device having a known structure may be provided near the doorway 225 to close the doorway 225 from the mini-environment device side. The laminar downflow generated in the vicinity of the sample may have a flow rate of 0.3 to 0.4 m/sec, for example. The gas supply unit may be provided outside the mini-environment space 21 instead of inside the mini-environment space 21.
排出装置24は、第1の搬送ユニット61の試料搬送面より下側の位置で第1の搬送ユニット61の下部に配置された吸入ダクト241と、ハウジング22の外側に配置されたブロワー(図示せず)と、吸入ダクト241とブロワーとを接続する導管(図示せず)と、を備えている。この排出装置24は、第1の搬送ユニット61の周囲を流れ下り、第1の搬送ユニット61により発生する可能性のある塵埃を含んだ気体を、吸入ダクト241により吸引し、導管及びブロワーを介してハウジング22の外側に排出する。この場合、ハウジング22の近くに引かれた排気管(図示せず)内に排出してもよい。 The discharge device 24 includes a suction duct 241 disposed below the first transport unit 61 at a position below the sample transport surface of the first transport unit 61, and a blower (not shown) disposed outside the housing 22. And a conduit (not shown) connecting the suction duct 241 and the blower. The discharge device 24 flows down around the first transport unit 61, sucks a gas containing dust that may be generated by the first transport unit 61 by the suction duct 241, and passes through the conduit and the blower. And discharge it to the outside of the housing 22. In this case, the gas may be discharged into an exhaust pipe (not shown) drawn near the housing 22.
ミニエンバイロメント空間21内に配置されたプリアライナ25は、試料に形成されたオリエンテーションフラット(円形の試料の外周に形成された平坦部分を言い、以下においてオリフラと呼ぶ)や、試料の外周縁に形成された一つ又はそれ以上のV型の切欠きすなわちノッチを光学的に或いは機械的に検出して試料の軸線O−Oの周りの回転方向の位置を約±1度の精度で予め位置決めしておくようになっている。プリアライナ25は検査対象の座標を決める機構の一部を構成し、検査対象の粗位置決めを担当する。このプリアライナ25自体は公知の構造のものでよいので、その構造、動作の説明は省略する。 The pre-aligner 25 arranged in the mini-environment space 21 is formed on an orientation flat formed on the sample (a flat portion formed on the outer periphery of a circular sample, which will be referred to as an orientation flat hereinafter) or on the outer peripheral edge of the sample. The one or more V-shaped notches or notches thus formed are optically or mechanically detected to preposition the rotational position of the sample about the axis OO with an accuracy of about ±1 degree. I am supposed to keep it. The pre-liner 25 constitutes a part of a mechanism that determines the coordinates of the inspection target, and is responsible for rough positioning of the inspection target. Since this pre-aligner 25 itself may have a known structure, description of its structure and operation will be omitted.
なお、図示しないが、プリアライナ25の下部にも排出装置用の回収ダクトを設けて、プリアライナ25から排出された塵埃を含んだ空気を外部に排出するようにしてもよい。 Although not shown, a recovery duct for the discharging device may be provided below the pre-aligner 25 to discharge the dust-containing air discharged from the pre-aligner 25 to the outside.
<主ハウジング>
図1及び図2において、ワーキングチャンバ31を画成する主ハウジング30は、ハウジング本体32を備え、そのハウジング本体32は、台フレーム36上に配置された振動遮断装置すなわち防振装置37の上に載せられたハウジング支持装置33によって支持されている。ハウジング支持装置33は矩形に組まれたフレーム構造体331を備えている。ハウジング本体32はフレーム構造体331上に配設固定されていて、フレーム構造体上に載せられた底壁321と、頂壁322と、底壁321及び頂壁322に接続されて四周を囲む周壁323とを備えていてワーキングチャンバ31を外部から隔離している。底壁321は、この実施形態では、上に載置されるステージ装置50等の機器による加重で歪みの発生しないように比較的肉厚の厚い鋼板で構成されているが、その他の構造にしてもよい。この実施形態において、ハウジング本体32及びハウジング支持装置33は、剛構造に組み立てられていて、台フレーム36が設置されている床からの振動がこの剛構造に伝達されるのを防振装置37で阻止するようになっている。ハウジング本体32の周壁323のうち後述するローダハウジングに隣接する周壁には試料出し入れ用の出入り口325が形成されている。
<Main housing>
In FIGS. 1 and 2, a main housing 30 defining a working chamber 31 includes a housing body 32, which is mounted on a vibration isolator or vibration isolator 37 disposed on a base frame 36. It is supported by a mounted housing support device 33. The housing support device 33 includes a frame structure 331 assembled in a rectangular shape. The housing main body 32 is disposed and fixed on the frame structure 331, and has a bottom wall 321 mounted on the frame structure, a top wall 322, and a peripheral wall connected to the bottom wall 321 and the top wall 322 and surrounding four circumferences. 323 to isolate the working chamber 31 from the outside. In this embodiment, the bottom wall 321 is made of a steel plate having a relatively thick wall so that distortion is not generated due to the load of equipment such as the stage device 50 placed on the bottom wall 321. Good. In this embodiment, the housing body 32 and the housing support device 33 are assembled into a rigid structure, and the vibration isolation device 37 prevents vibrations from the floor on which the base frame 36 is installed from being transmitted to this rigid structure. It is supposed to block. An inlet/outlet 325 for sample loading/unloading is formed in a peripheral wall 323 of the housing main body 32 adjacent to a loader housing, which will be described later.
なお、防振装置37は、空気バネ、磁気軸受け等を有するアクティブ式のものでも、或いはこれらを有するパッシブ式のもよい。いずれも公知の構造のものでよいので、それ自体の構造及び機能の説明は省略する。ワーキングチャンバ31は公知の構造の真空装置(図示せず)により真空雰囲気に保たれるようになっている。台フレーム36の下には装置全体の動作を制御する制御装置2が配置されている。 The anti-vibration device 37 may be an active type having an air spring, a magnetic bearing, or the like, or a passive type having these. Since any of them may have a known structure, description of the structure and function of itself will be omitted. The working chamber 31 is kept in a vacuum atmosphere by a vacuum device (not shown) having a known structure. Below the base frame 36, the control device 2 for controlling the operation of the entire device is arranged.
<ローダハウジング>
図1及び図2において、ローダハウジング40は、第1のローディングチャンバ41と第2のローディングチャンバ42とを画成するハウジング本体43を備えている。ハウジング本体43は底壁431と、頂壁432と、四周を囲む周壁433と、第1のローディングチャンバ41と第2のローディングチャンバ42とを仕切る仕切壁434とを有していて、両ローディングチャンバを外部から隔離できるようになっている。仕切壁434には両ローディングチャンバ間で試料のやり取りを行うための開口すなわち出入り口435が形成されている。また、周壁433のミニエンバイロメント装置及び主ハウジングに隣接した部分には出入り口436及び437が形成されている。このローダハウジング40のハウジング本体43は、ハウジング支持装置33のフレーム構造体331上に載置されてそれによって支持されている。したがって、このローダハウジング40にも床の振動が伝達されないようになっている。ローダハウジング40の出入り口436とミニエンバイロメント装置20のハウジング22の出入り口226とは整合されていて、そこにはミニエンバイロメント空間21と第1のローディングチャンバ41との連通を選択的に阻止するシャッタ装置27が設けられている。シャッタ装置27は、出入り口226及び436の周囲を囲んで周壁433と密に接触して固定されたシール材271、シール材271と協働して出入り口を介しての空気の流通を阻止する扉272と、その扉を動かす駆動装置273とを有している。また、ローダハウジング40の出入り口437とハウジング本体32の出入り口325とは整合されていて、そこには第2のローディングチャンバ42とワーキンググチャンバ31との連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置45が設けられている。シャッタ装置45は、出入り口437及び325の周囲を囲んで周壁433及び323と密に接触してそれらに固定されたシール材451、シール材451と協働して出入り口を介しての空気の流通を阻止する扉452と、その扉を動かす駆動装置453とを有している。更に、仕切壁434に形成された開口には、扉461によりそれを閉じて第1及び第2のローディングチャンバ間の連通を選択的に密封阻止するシャッタ装置46が設けられている。これらのシャッタ装置27、45及び46は、閉じ状態にあるとき各チャンバを気密シールできるようになっている。これらのシャッタ装置は公知のものでよいので、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。なお、ミニエンバイロメント装置20のハウジング22の支持方法とローダハウジングの支持方法が異なり、ミニエンバイロメント装置20を介して床からの振動がローダハウジング40、主ハウジング30に伝達されるのを防止するために、ハウジング22とローダハウジング40との間には出入り口の周囲を気密に囲むように防振用のクッション材を配置しておけばよい。
<Loader housing>
1 and 2, the loader housing 40 includes a housing body 43 that defines a first loading chamber 41 and a second loading chamber 42. The housing body 43 has a bottom wall 431, a top wall 432, a peripheral wall 433 surrounding the four circumferences, and a partition wall 434 for partitioning the first loading chamber 41 and the second loading chamber 42. Can be isolated from the outside. The partition wall 434 is formed with an opening, that is, an entrance/exit 435 for exchanging a sample between both loading chambers. Further, entrances and exits 436 and 437 are formed in a portion of the peripheral wall 433 adjacent to the mini-environment device and the main housing. The housing body 43 of the loader housing 40 is mounted on and supported by the frame structure 331 of the housing support device 33. Therefore, floor vibration is not transmitted to the loader housing 40. The doorway 436 of the loader housing 40 and the doorway 226 of the housing 22 of the mini-environment device 20 are aligned with each other, and there is a shutter for selectively blocking communication between the mini-environment space 21 and the first loading chamber 41. A device 27 is provided. The shutter device 27 includes a sealing member 271 that surrounds the entrances and exits 226 and 436 and is in close contact with and fixed to the peripheral wall 433, and a door 272 that cooperates with the sealing member 271 to prevent air from flowing through the entrance and exit. And a drive device 273 for moving the door. Further, the inlet/outlet port 437 of the loader housing 40 and the inlet/outlet port 325 of the housing body 32 are aligned with each other, and there is a shutter device 45 for selectively blocking the communication between the second loading chamber 42 and the working chamber 31. It is provided. The shutter device 45 surrounds the entrances and exits 437 and 325, is in close contact with the peripheral walls 433 and 323, and is fixed to the sealing materials 451, and the sealing material 451 cooperates with the circulation of air through the entrances and exits. It has a door 452 for blocking and a drive device 453 for moving the door. Further, the opening formed in the partition wall 434 is provided with a shutter device 46 that closes it by a door 461 to selectively block the communication between the first and second loading chambers. These shutter devices 27, 45 and 46 are capable of hermetically sealing each chamber when in the closed state. Since these shutter devices may be publicly known devices, detailed description of the structure and operation thereof will be omitted. The method of supporting the housing 22 of the mini-environment device 20 and the method of supporting the loader housing are different from each other, and vibration from the floor is prevented from being transmitted to the loader housing 40 and the main housing 30 via the mini-environment device 20. Therefore, a cushioning material for vibration isolation may be arranged between the housing 22 and the loader housing 40 so as to airtightly surround the entrance and exit.
第1のローディングチャンバ41内には、複数(本実施形態では2枚)の試料を上下に隔てて水平の状態で支持するサンプルラック47が配設されている。サンプルラック47は、矩形の基板471の四隅に互いに隔てて直立状態で固定された支柱を備え、各支柱472にはそれぞれ2段の支持部が形成され、その支持部の上に試料Wの周縁を載せて保持するようになっている。そして後述する第1及び第2の搬送ユニットのアームの先端を隣接する支柱間から試料に接近させてアームにより試料を把持するようになっている。 In the first loading chamber 41, a sample rack 47 that supports a plurality of (two in the present embodiment) samples in a horizontal state by vertically separating them is arranged. The sample rack 47 is provided with columns that are fixed to each other at four corners of a rectangular substrate 471 in an upright state, and each column 472 is formed with a two-stage support portion, and the periphery of the sample W is provided on the support portion. It is designed to be mounted and held. Then, the tips of the arms of the first and second transport units, which will be described later, are brought close to the sample from between adjacent columns, and the sample is gripped by the arm.
ローディングチャンバ41及び42は、図示しない真空ポンプを含む公知の構造の真空排気装置(図示せず)によって高真空状態(真空度としては10-5〜10-6Pa)に雰囲気制御され得るようになっている。この場合、第1のローディングチャンバ41を低真空チャンバとして低真空雰囲気に保ち、第2のローディングチャンバ42を高真空チャンバとして高真空雰囲気に保ち、試料の汚染防止を効果的に行うこともできる。このような構造を採用することによってローディングチャンバ41及び42内に収容されていて次に欠陥検査される試料をワーキングチャンバ31内に遅滞なく搬送することができる。このようなローディングチャンバ41及び42を採用することによって、欠陥検査のスループットを向上させ、更に保管状態が高真空状態であることを要求されるレーザ光源周辺の真空度を可能な限り高真空度状態にすることができる。 The atmosphere of the loading chambers 41 and 42 can be controlled to a high vacuum state (degree of vacuum is 10 −5 to 10 −6 Pa) by a vacuum exhaust device (not shown) having a known structure including a vacuum pump (not shown). Has become. In this case, the first loading chamber 41 can be kept in a low vacuum atmosphere as a low vacuum chamber, and the second loading chamber 42 can be kept in a high vacuum atmosphere as a high vacuum chamber to effectively prevent contamination of the sample. By adopting such a structure, the sample contained in the loading chambers 41 and 42 and subjected to the next defect inspection can be transferred into the working chamber 31 without delay. By adopting such loading chambers 41 and 42, the throughput of defect inspection is improved, and the degree of vacuum around the laser light source required to be stored in a high vacuum state is as high as possible. Can be
第1及び第2のローディングチャンバ41及び42には、それぞれ真空排気配管と不活性ガス(例えば乾燥純窒素)用のベント配管(それぞれ図示せず)が接続されている。これによって、各ローディングチャンバ内の大気圧状態は不活性ガスベント(不活性ガスを注入して不活性ガス以外の酸素ガス等が表面に付着するのを防止する)によって達成される。このような不活性ガスベントを行う装置自体は公知の構造のものでよいので、その詳細な説明は省略する。 A vacuum exhaust pipe and a vent pipe (not shown) for an inert gas (for example, dry pure nitrogen) are connected to the first and second loading chambers 41 and 42, respectively. Thereby, the atmospheric pressure condition in each loading chamber is achieved by the inert gas vent (injecting the inert gas to prevent oxygen gas other than the inert gas from adhering to the surface). The device itself for performing such an inert gas vent may have a known structure, and thus a detailed description thereof will be omitted.
<ステージ装置>
ステージ装置50は、主ハウジング30の底壁321上に配置された固定テーブル51と、固定テーブル上でY方向(図1において紙面に垂直の方向)に移動するYテーブル52と、Yテーブル上でX方向(図1において左右方向)に移動するXテーブル53と、Xテーブル上で回転可能な回転テーブル54と、回転テーブル54上に配置されたホルダ55とを備えている。そのホルダ55の試料載置面551上に試料を解放可能に保持する。ホルダは、試料を機械的に或いは静電チャック方式で解放可能に把持できる公知の構造のものでよい。ステージ装置50は、サーボモータ、エンコーダ及び各種のセンサ(図示せず)を用いて、上記のような複数のテーブルを動作させることにより、載置面551上でホルダに保持された試料を電子光学装置70から照射される電子ビームに対してX方向、Y方向及びZ方向(図1において上下方向)に、更に試料の支持面に鉛直な軸線の回り方向(θ方向)に高い精度で位置決めできるようになっている。なお、Z方向の位置決めは、例えばホルダ上の載置面の位置をZ方向に微調整可能にしておけばよい。この場合、載置面の基準位置を微細径レーザによる位置測定装置(干渉計の原理を使用したレーザ干渉測距装置)によって検知し、その位置を図示しないフィードバック回路によって制御したり、それと共に或いはそれに代えて試料のノッチ或いはオリフラの位置を測定して試料の電子ビームに対する平面位置、回転位置を検知し、回転テーブルを微小角度制御可能なステッピングモータなどにより回転させて制御したりする。ワーキングチャンバ内での塵埃の発生を極力防止するために、ステージ装置50用のサーボモータ521、531及びエンコーダ522、532は、主ハウジング30の外側に配置されている。なお、ステージ装置50は、例えばステッパー等で使用されている公知の構造のものでよいので、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。また、上記レーザ干渉測距装置も公知の構造のものでよいので、その構造、動作の詳細な説明は省略する。
<Stage device>
The stage device 50 includes a fixed table 51 arranged on the bottom wall 321 of the main housing 30, a Y table 52 that moves in the Y direction (a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1) on the fixed table, and a Y table on the Y table. An X table 53 that moves in the X direction (horizontal direction in FIG. 1), a rotary table 54 that can rotate on the X table, and a holder 55 that is arranged on the rotary table 54 are provided. The sample is releasably held on the sample mounting surface 551 of the holder 55. The holder may have a known structure capable of releasably holding the sample mechanically or by an electrostatic chuck method. The stage device 50 uses a servo motor, an encoder, and various sensors (not shown) to operate a plurality of tables as described above, thereby performing electron optical analysis on the sample held by the holder on the mounting surface 551. Positioning can be performed with high accuracy in the X direction, Y direction, and Z direction (vertical direction in FIG. 1) with respect to the electron beam emitted from the apparatus 70, and in the direction around the axis vertical to the support surface of the sample (θ direction). It is like this. The positioning in the Z direction may be performed by finely adjusting the position of the mounting surface on the holder in the Z direction. In this case, the reference position of the mounting surface is detected by a position measuring device (laser interference distance measuring device using the principle of an interferometer) using a fine diameter laser, and the position is controlled by a feedback circuit (not shown), or together with it. Instead, the notch or orientation flat position of the sample is measured to detect the plane position and rotation position of the sample with respect to the electron beam, and the rotary table is rotated and controlled by a stepping motor or the like capable of controlling a minute angle. The servomotors 521, 531 and the encoders 522, 532 for the stage device 50 are arranged outside the main housing 30 in order to prevent the generation of dust in the working chamber as much as possible. Since the stage device 50 may have a known structure used in, for example, a stepper, detailed description of its structure and operation will be omitted. The laser interference distance measuring device may also have a known structure, and thus detailed description of its structure and operation will be omitted.
電子ビームに対する試料の回転位置やX、Y位置を後述する信号検出系或いは画像処理系に予め入力することで、検査の際に得られる試料の回転位置やX、Y位置を示す信号の基準化を図ることもできる。更に、このホルダに設けられた試料チャック機構は、試料をチャックするための電圧を静電チャックの電極に与えられるようになっていて、試料の外周部の3点(好ましくは周方向に等隔に隔てられた)を押さえて位置決めするようになっている。試料チャック機構は、二つの固定位置決めピンと、一つの押圧式クランプピンとを備えている。クランプピンは、自動チャック及び自動リリースを実現できるようになっており、かつ電圧印加の導通箇所を構成している。 By inputting the rotational position and X, Y position of the sample with respect to the electron beam to a signal detection system or an image processing system described later in advance, standardization of a signal indicating the rotational position and X, Y position of the sample obtained at the time of inspection. You can also plan. Further, the sample chuck mechanism provided in this holder is adapted to apply a voltage for chucking the sample to the electrodes of the electrostatic chuck, and the sample chuck mechanism is provided at three points (preferably at equal intervals in the circumferential direction) on the outer periphery of the sample. It is designed to be pressed and positioned. The sample chuck mechanism includes two fixed positioning pins and one pressing clamp pin. The clamp pin is adapted to realize automatic chucking and automatic release, and constitutes a conducting point for voltage application.
なお、この実施形態では図2で左右方向に移動するテーブルをXテーブルとし、上下方向に移動するテーブルをYテーブルとしたが、同図で左右方向に移動するテーブルをYテーブルとし、上下方向に移動するテーブルをXテーブルとしてもよい。 In this embodiment, the table that moves in the left-right direction is the X table and the table that moves in the up-down direction is the Y table in FIG. 2, but the table that moves in the left-right direction is the Y table in the figure, and the table moves in the up-down direction. The moving table may be the X table.
<ローダー>
ローダー60は、ミニエンバイロメント装置20のハウジング22内に配置されたロボット式の第1の搬送ユニット61と、第2のローディングチャンバ42内に配置されたロボット式の第2の搬送ユニット63とを備えている。
<loader>
The loader 60 includes a robot-type first transfer unit 61 arranged in the housing 22 of the mini-environment device 20 and a robot-type second transfer unit 63 arranged in the second loading chamber 42. I have it.
第1の搬送ユニット61は、駆動部611に関して軸線O1−O1の回りで回転可能になっている多節のアーム612を有している。多節のアームとしては任意の構造のものを使用できるが、この実施形態では、互いに回動可能に取り付けられた三つの部分を有している。第1の搬送ユニット61のアーム612の一つの部分すなわち最も駆動部611側の第1の部分は、駆動部611内に設けられた公知の構造の駆動機構(図示せず)により回転可能な軸613に取り付けられている。アーム612は、軸613により軸線O1−O1の回りで回動できると共に、部分間の相対回転により全体として軸線O1−O1に関して半径方向に伸縮可能になっている。アーム612の軸613から最も離れた第3の部分の先端には、公知の構造の機械式チャック又は静電チャック等の試料を把持する把持装置616が設けられている。駆動部611は、公知の構造の昇降機構615により上下方向に移動可能になっている。 The first transport unit 61 has a multi-joint arm 612 that is rotatable about an axis O 1 -O 1 with respect to the drive unit 611. Although the multi-joint arm may have any structure, this embodiment has three parts pivotally attached to each other. One portion of the arm 612 of the first transport unit 61, that is, the first portion closest to the driving unit 611, is a shaft rotatable by a driving mechanism (not shown) of a known structure provided in the driving unit 611. 613 is attached. The arm 612 can be rotated about an axis O 1 -O 1 by a shaft 613 and can be expanded and contracted in the radial direction with respect to the axis O 1 -O 1 as a whole by relative rotation between the parts. A gripping device 616 for gripping a sample, such as a mechanical chuck or an electrostatic chuck having a known structure, is provided at the tip of the third portion of the arm 612 farthest from the shaft 613. The drive unit 611 is vertically movable by an elevating mechanism 615 having a known structure.
この第1の搬送ユニット61は、アーム612がカセットホルダ10に保持された二つのカセットcの内いずれか一方の方向M1又はM2に向かってアームが伸び、カセットc内に収容された試料をアームの上に載せ、或いはアームの先端に取り付けたチャック(図示せず)により把持して取り出す。その後アームが縮み(図2に示すような状態)、アームがプリアライナ25の方向M3に向かって伸長できる位置まで回転してその位置で停止する。するとアーム612が再び伸びてアーム612に保持された試料をプリアライナ25に載せる。プリアライナ25から前記と逆にして試料を受け取った後は、アーム612は更に回転し第2のローディングチャンバ41に向かって伸長できる位置(向きM4)で停止し、第2のローディングチャンバ41内のサンプルラック47に試料を受け渡す。なお、機械的に試料を把持する場合には試料の周縁部(周縁から約5mmの範囲)を把持する。これは試料には周縁部を除いて全面にデバイス(回路配線)が形成されており、この部分を把持するとデバイスの破壊、欠陥の発生を生じさせるからである。 In the first transport unit 61, the arm 612 extends toward the direction M1 or M2 in either one of the two cassettes c held by the cassette holder 10 to arm the sample contained in the cassette c. It is placed on the table or is grasped and taken out by a chuck (not shown) attached to the tip of the arm. After that, the arm contracts (a state as shown in FIG. 2), and the arm rotates to a position where it can extend in the direction M3 of the pre-aligner 25 and stops there. Then, the arm 612 extends again, and the sample held by the arm 612 is placed on the pre-aligner 25. After receiving the sample in the reverse direction from the pre-liner 25, the arm 612 further rotates and stops at the position (direction M4) where it can extend toward the second loading chamber 41, and the sample in the second loading chamber 41 is stopped. The sample is transferred to the rack 47. In the case of mechanically gripping the sample, the peripheral edge of the sample (range of about 5 mm from the peripheral edge) is gripped. This is because a device (circuit wiring) is formed on the entire surface of the sample except for the peripheral portion, and if this part is gripped, the device is destroyed and defects are generated.
第2の搬送ユニット63も第1の搬送ユニット61と構造が基本的に同じであり、試料の搬送をサンプルラック47とステージ装置50の載置面上との間で行う点でのみ相違するだけであるから、詳細な説明は省略する。 The second transport unit 63 basically has the same structure as the first transport unit 61, and is different only in that the sample is transported between the sample rack 47 and the mounting surface of the stage device 50. Therefore, detailed description will be omitted.
上記ローダー60では、第1及び第2の搬送ユニット61及び63は、カセットホルダ10に保持されたカセットからワーキングチャンバ31内に配置されたステージ装置50上への及びその逆の試料の搬送をほぼ水平状態に保ったままで行い、搬送ユニットのアームが上下動するのは、単に、試料のカセットからの取り出し及びそれへの挿入、試料のサンプルラックへの載置及びそこからの取り出し、及び、試料のステージ装置50への載置及びそこからの取り出しのときだけである。したがって、大型の試料、例えば直径30cmや45cmの試料の移動もスムースに行うことができる。 In the loader 60, the first and second transfer units 61 and 63 substantially transfer the sample from the cassette held by the cassette holder 10 onto the stage device 50 arranged in the working chamber 31 and vice versa. The movement of the arm of the transport unit in the vertical direction is performed simply by taking out the sample from the cassette and inserting it into the sample rack, placing the sample in the sample rack and taking it out, and the sample. It is only when the device is placed on the stage device 50 and taken out therefrom. Therefore, a large sample, for example, a sample having a diameter of 30 cm or 45 cm can be moved smoothly.
<試料の搬送>
次にカセットホルダ10に支持されたカセットcからワーキングチャンバ31内に配置されたステージ装置50までへの試料の搬送について、順を追って説明する。
<Transport of sample>
Next, the transfer of the sample from the cassette c supported by the cassette holder 10 to the stage device 50 arranged in the working chamber 31 will be described step by step.
カセットホルダ10は、上述したように人手によりカセットをセットする場合にはそれに適した構造のものが、また自動的にカセットをセットする場合にはそれに適した構造のものが使用される。この実施形態において、カセットcがカセットホルダ10の昇降テーブル11の上にセットされると、昇降テーブル11は昇降機構12によって降下されカセットcが出入り口225に整合される。 The cassette holder 10 has a structure suitable for manually setting the cassette as described above, and has a structure suitable for automatically setting the cassette. In this embodiment, when the cassette c is set on the lift table 11 of the cassette holder 10, the lift table 11 is lowered by the lift mechanism 12 so that the cassette c is aligned with the doorway 225.
カセットが出入り口225に整合されると、カセットcに設けられたカバー(図示せず)が開き、また、カセットcとミニエンバイロメントの出入り口225との間には筒状の覆いが配置されてカセットc内及びミニエンバイロメント空間21内を外部から遮断する。これらの構造は公知のものであるから、その構造及び動作の詳細な説明は省略する。なお、ミニエンバイロメント装置20側に出入り口225を開閉するシャッタ装置が設けられている場合にはそのシャッタ装置が動作して出入り口225を開く。 When the cassette is aligned with the doorway 225, a cover (not shown) provided on the cassette c is opened, and a cylindrical cover is disposed between the cassette c and the doorway 225 of the minienvironment. The inside of c and the inside of the mini-environment space 21 are shut off from the outside. Since these structures are known, detailed description of their structures and operations will be omitted. If a shutter device for opening and closing the doorway 225 is provided on the mini-environment device 20 side, the shutter device operates to open the doorway 225.
一方、第1の搬送ユニット61のアーム612は方向M1又はM2のいずれかに向いた状態(この説明ではM2の方向)で停止しており、出入り口225が開くとアームが伸びて先端でカセット内に収容されている試料のうち1枚を受け取る。なお、アーム612と、カセットcから取り出されるべき試料との上下方向の位置調整は、この実施形態では第1の搬送ユニット61の駆動部611及びアーム612の上下移動で行うが、カセットホルダ10の昇降テーブル11の上下動で行ってもよいし、或いはその両者を行ってもよい。 On the other hand, the arm 612 of the first transfer unit 61 is stopped in a state of being directed in either the direction M1 or M2 (in this description, the direction of M2), and when the doorway 225 is opened, the arm extends and the tip ends inside the cassette. Receive one of the samples stored in. It should be noted that the vertical position adjustment of the arm 612 and the sample to be taken out from the cassette c is performed by vertically moving the driving unit 611 and the arm 612 of the first transport unit 61 in this embodiment. The lifting table 11 may be moved up and down, or both may be performed.
アーム612による試料の受け取りが完了すると、アーム612は縮み、シャッタ装置を動作して出入り口を閉じ(シャッタ装置がある場合)、次にアーム612は軸線O1−O1の回りで回動して方向M3に向けて伸長できる状態になる。すると、アーム612は伸びて、先端に載せられ或いはチャックで把持された試料をプリアライナ25の上に載せ、プリアライナ25によって試料の回転方向の向き(試料表面に垂直な中心軸線の回りの向き)を所定の範囲内に位置決めする。位置決めが完了すると第1の搬送ユニット61はアーム612の先端にプリアライナ25から試料を受け取った後、アーム612を縮ませ、方向M4に向けてアーム612を伸長できる姿勢になる。するとシャッタ装置27の扉272が動いて出入り口226及び436を開き、アーム612が伸びて試料を第1のローディングチャンバ41内のサンプルラック47の上段側又は下段側に載せる。なお、前記のようにシャッタ装置27が開いてサンプルラック47に試料が受け渡される前に、仕切壁434に形成された開口435はシャッタ装置46の扉461により気密状態で閉じられている。 When the arm 612 completes the reception of the sample, the arm 612 contracts, operates the shutter device to close the doorway (when the shutter device is present), and then the arm 612 rotates about the axis O 1 -O 1. It is ready to extend in the direction M3. Then, the arm 612 extends and the sample placed on the tip or gripped by the chuck is placed on the pre-aligner 25, and the pre-aligner 25 changes the direction of the sample in the rotation direction (the direction around the central axis perpendicular to the sample surface). Position within a predetermined range. When the positioning is completed, the first transport unit 61 receives the sample from the pre-aligner 25 at the tip of the arm 612, and then contracts the arm 612 so that the arm 612 can be extended in the direction M4. Then, the door 272 of the shutter device 27 moves to open the access ports 226 and 436, the arm 612 extends, and the sample is placed on the upper side or the lower side of the sample rack 47 in the first loading chamber 41. Before the shutter device 27 is opened and the sample is transferred to the sample rack 47 as described above, the opening 435 formed in the partition wall 434 is airtightly closed by the door 461 of the shutter device 46.
第1の搬送ユニット61による試料の搬送過程において、ミニエンバイロメント装置20のハウジング22の上に設けられた気体供給ユニット231からは清浄空気が層流状に流れ(ダウンフローとして)、搬送途中で塵埃が試料の上面に付着するのを防止する。搬送ユニット61周辺の空気の一部(この実施形態では供給ユニットから供給される空気の約20%で主に汚れた空気)は排出装置24の吸入ダクト241から吸引されてハウジング外に排出される。残りの空気はハウジング22の底部に設けられた回収ダクト232を介して回収され再び気体供給ユニット231に戻される。 In the process of transporting the sample by the first transport unit 61, clean air flows in a laminar flow (as a downflow) from the gas supply unit 231 provided on the housing 22 of the mini-environment device 20, and during the transport. Prevent dust from adhering to the upper surface of the sample. Part of the air around the transport unit 61 (mainly dirty air at about 20% of the air supplied from the supply unit in this embodiment) is sucked from the suction duct 241 of the discharge device 24 and discharged to the outside of the housing. .. The remaining air is recovered via the recovery duct 232 provided at the bottom of the housing 22 and returned to the gas supply unit 231 again.
ローダハウジング40の第1のローディングチャンバ41内のサンプルラック47内に第1の搬送ユニット61により試料が載せられると、シャッタ装置27が閉じて、ローディングチャンバ41内を密閉する。すると、第1のローディングチャンバ41内には不活性ガスが充填されて空気が追い出された後、その不活性ガスも排出されてそのローディングチャンバ41内は真空雰囲気にされる。この第1のローディングチャンバ41の真空雰囲気は低真空度でよい。ローディングチャンバ41内の真空度がある程度得られると、シャッタ装置46が動作して扉461で密閉していた出入り口435を開き、第2の搬送ユニット63のアーム632が伸びて先端の把持装置でサンプルラック47から1枚の試料を受け取る(先端の上に載せて或いは先端に取り付けられたチャックで把持して)。試料の受け取りが完了するとアーム632が縮み、シャッタ装置46が再び動作して扉461で出入り口435を閉じる。なお、シャッタ装置46が開く前にアーム632は予めサンプルラック47の方向N1に向けて伸長できる姿勢になる。また、前記のようにシャッタ装置46が開く前にシャッタ装置45の扉452で出入り口437、325を閉じていて、第2のローディングチャンバ42内とワーキングチャンバ31内との連通を気密状態で阻止しており、第2のローディングチャンバ42内は真空排気される。 When the sample is placed on the sample rack 47 in the first loading chamber 41 of the loader housing 40 by the first transport unit 61, the shutter device 27 is closed to seal the inside of the loading chamber 41. Then, the first loading chamber 41 is filled with an inert gas and the air is expelled, and then the inert gas is also discharged to create a vacuum atmosphere in the loading chamber 41. The vacuum atmosphere of the first loading chamber 41 may have a low degree of vacuum. When the degree of vacuum in the loading chamber 41 is obtained to some extent, the shutter device 46 operates to open the doorway 435 closed by the door 461, the arm 632 of the second transfer unit 63 extends, and the sample is held by the gripping device at the tip. One sample is received from the rack 47 (placed on the tip or gripped by a chuck attached to the tip). When the reception of the sample is completed, the arm 632 contracts, the shutter device 46 operates again, and the door 461 closes the doorway 435. Before the shutter device 46 is opened, the arm 632 is in a posture in which it can extend in the direction N1 of the sample rack 47 in advance. Further, as described above, before the shutter device 46 is opened, the doors 437 and 325 are closed by the door 452 of the shutter device 45 to prevent the communication between the second loading chamber 42 and the working chamber 31 in an airtight state. Therefore, the inside of the second loading chamber 42 is evacuated.
シャッタ装置46が出入り口435を閉じると、第2のローディングチャンバ42内は再度真空排気され、第1のローディングチャンバ41内よりも高真空度で真空にされる。その間に、第2の搬送ユニット63のアーム632はワーキングチャンバ31内のステージ装置50の方向に向いて伸長できる位置に回転される。一方ワーキングチャンバ31内のステージ装置50では、Yテーブル52が、Xテーブル53の中心線X0−X0が第2の搬送ユニット63の回動軸線O2−O2を通るX軸線X1−X1とほぼ一致する位置まで、図2で上方に移動し、また、Xテーブル53は図2で最も左側の位置に接近する位置まで移動し、この状態で待機している。第2のローディングチャンバ42がワーキングチャンバ31の真空状態と略同じになると、シャッタ装置45の扉452が動いて出入り口437、325を開き、アーム632が伸びて試料を保持したアーム632の先端がワーキングチャンバ31内のステージ装置50に接近する。そしてステージ装置50の載置面551上に試料を載置する。試料の載置が完了するとアーム632が縮み、シャッタ装置45が出入り口437、325を閉じる。 When the shutter device 46 closes the doorway 435, the inside of the second loading chamber 42 is evacuated again, and the inside of the second loading chamber 41 is evacuated to a higher vacuum degree than the inside of the first loading chamber 41. Meanwhile, the arm 632 of the second transfer unit 63 is rotated to a position where it can extend toward the stage device 50 in the working chamber 31. On the other hand, in the stage device 50 in the working chamber 31, the Y table 52, the center line X 0 -X 0 of the X table 53 passes through the rotation axis O 2 -O 2 of the second transport unit 63, and the X axis X 1 -. X 1 and up to approximately match the position, moves upward in FIG. 2, Further, X table 53 is moved to a position close to the leftmost position in FIG. 2, is waiting in this state. When the second loading chamber 42 becomes substantially the same as the vacuum state of the working chamber 31, the door 452 of the shutter device 45 moves to open the doorways 437 and 325, the arm 632 extends, and the tip of the arm 632 holding the sample works. The stage device 50 in the chamber 31 is approached. Then, the sample is mounted on the mounting surface 551 of the stage device 50. When the mounting of the sample is completed, the arm 632 contracts, and the shutter device 45 closes the doorways 437 and 325.
以上は、カセットc内の試料をステージ装置50上に搬送するまでの動作について説明したが、ステージ装置50に載せられて処理が完了した試料をステージ装置50からカセットc内に戻すには前述と逆の動作を行う。また、サンプルラック47に複数の試料を載置しておくため、第2の搬送ユニット63でサンプルラック47とステージ装置50との間で試料の搬送を行う間に、第1の搬送ユニット61でカセットcとサンプルラック47との間で試料の搬送を行うことができ、検査処理を効率良く行うことができる。 The above has described the operation until the sample in the cassette c is conveyed to the stage device 50. However, to return the sample placed on the stage device 50 and processed to the stage device 50 to the cassette c, Performs the reverse operation. In addition, since a plurality of samples are placed on the sample rack 47, while the second transport unit 63 transports the sample between the sample rack 47 and the stage device 50, the first transport unit 61 The sample can be transported between the cassette c and the sample rack 47, and the inspection process can be efficiently performed.
具体的には、サンプルラック47に、既に処理済の試料Aと未処理の試料Bがある場合、(1)まず、ステージ装置50に未処理の試料Bを移動し、処理を開始し、(2)この処理中に、処理済試料Aを、アーム632によりステージ装置50からサンプルラック47に移動し、未処理の試料Cを同じくアーム632によりサンプルラック47から抜き出し、プリアライナ25で位置決めした後、ローディングチャンバ41のサンプルラック47に移動する。このようにすることで、サンプルラック47の中は、試料Bを処理中に、処理済の試料Aが未処理の試料Cに置き換えることができる。 Specifically, when the sample rack 47 has a sample A that has already been processed and a sample B that has not been processed, (1) first, the unprocessed sample B is moved to the stage device 50 to start processing, and ( 2) During this process, the processed sample A is moved from the stage device 50 to the sample rack 47 by the arm 632, the unprocessed sample C is also extracted from the sample rack 47 by the arm 632, and positioned by the pre-aligner 25, It moves to the sample rack 47 of the loading chamber 41. By doing so, it is possible to replace the processed sample A with the unprocessed sample C in the sample rack 47 during the processing of the sample B.
また、検査や評価を行うこのような装置の利用の仕方によっては、ステージ装置50を複数台並列に置き、それぞれの装置に一つのサンプルラック47から試料を移動することで、複数枚の試料を同時処理することもできる。 Depending on how to use such an apparatus for inspection and evaluation, a plurality of stage devices 50 may be placed in parallel and a sample rack 47 may be moved to each of the devices, so that a plurality of samples can be stored. It can also be processed simultaneously.
上記の実施形態によれば、次のような効果を奏することが可能である。
(A)電子線を用いた写像投影方式の検査装置の全体構成が得られ、高いスループットで検査対象を処理することができる。
(B)ミニエンバイロメント空間内で検査対象に清浄気体を流して塵埃の付着を防止すると共に清浄度を観察するセンサを設けることによりその空間内の塵埃を監視しながら検査対象の検査を行うことができる。
(C)ローディングチャンバ及びワーキングチャンバを、一体的に振動防止装置を介して支持したので、外部の環境に影響されずにステージ装置50への検査対象の供給及び検査を行うことができる。
According to the above embodiment, the following effects can be achieved.
(A) The entire configuration of the image projection type inspection apparatus using an electron beam is obtained, and the inspection target can be processed with high throughput.
(B) Inspecting the inspection object while monitoring the dust in the mini-environment space by providing a sensor for flowing clean gas to the inspection object to prevent dust from adhering and observing the cleanliness. You can
(C) Since the loading chamber and the working chamber are integrally supported via the vibration prevention device, the inspection target can be supplied to and inspected to the stage device 50 without being affected by the external environment.
<電子光学装置>
図3は、電子光学装置70の構成を示す図である。図4は、電子光学装置70におけるビーム経路を説明するための図である。電子光学装置70の検査対象(試料)は、試料Wである。試料Wは、シリコンウエハ、ガラスマスク、半導体基板、半導体パターン基板、又は、金属膜を有する基板等である。本実施の形態に係る電子線検査装置は、これらの基板からなる試料Wの表面上の異物の存在を検出する。異物は、絶縁物、導電物、半導体材料、又はこれらの複合体等である。異物の種類は、パーティクル、洗浄残物(有機物)、表面での反応生成物等である。
<Electro-optical device>
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the electro-optical device 70. FIG. 4 is a diagram for explaining the beam path in the electron optical device 70. The inspection target (sample) of the electro-optical device 70 is the sample W. The sample W is a silicon wafer, a glass mask, a semiconductor substrate, a semiconductor pattern substrate, a substrate having a metal film, or the like. The electron beam inspection apparatus according to the present embodiment detects the presence of foreign matter on the surface of the sample W made of these substrates. The foreign matter is an insulator, a conductor, a semiconductor material, a composite of these, or the like. The types of foreign matter include particles, cleaning residues (organic substances), reaction products on the surface, and the like.
図3及び図4に示すように、電子光学装置70は、電子ビームを生成する1次光学系72と、試料Wからの2次放出電子又はミラー電子の拡大像を結像させる2次光学系74と、それらの電子を検出する検出器761と、検出器761からの信号を処理する画像処理部763と、を備えている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the electron optical device 70 includes a primary optical system 72 that generates an electron beam and a secondary optical system that forms an enlarged image of secondary emission electrons or mirror electrons from the sample W. 74, a detector 761 that detects those electrons, and an image processing unit 763 that processes a signal from the detector 761.
1次光学系72は、電子ビームを生成し、試料Wに向けて照射する構成である。1次光学系72は、電子銃721と、レンズ722、725と、アパーチャ723、724と、E×Bフィルタ726と、レンズ727、729、730と、アパーチャ728と、を有している。電子銃721は、レーザ光源7211と電光面カソード7212とを有しており、電子銃721により電子ビームが生成される。レンズ722、725及びアパーチャ723、724は、電子ビームを整形するとともに、電子ビームの方向を制御する。そして、E×Bフィルタ726にて、電子ビームは、磁界と電界によるローレンツ力の影響を受ける。電子ビームは、斜め方向からE×Bフィルタ726に入射して、鉛直下方向に偏向され、試料Wの方に向かう。レンズ727、729、730は、電子ビームの方向を制御するとともに、適切な減速を行って、ランディングエネルギーLEを調整する。 The primary optical system 72 is configured to generate an electron beam and irradiate it toward the sample W. The primary optical system 72 has an electron gun 721, lenses 722 and 725, apertures 723 and 724, an E×B filter 726, lenses 727, 729 and 730, and an aperture 728. The electron gun 721 has a laser light source 7211 and a light emitting surface cathode 7212, and an electron beam is generated by the electron gun 721. The lenses 722 and 725 and the apertures 723 and 724 shape the electron beam and control the direction of the electron beam. Then, in the E×B filter 726, the electron beam is affected by the Lorentz force due to the magnetic field and the electric field. The electron beam enters the E×B filter 726 from an oblique direction, is deflected vertically downward, and goes toward the sample W. The lenses 727, 729, and 730 control the direction of the electron beam and perform appropriate deceleration to adjust the landing energy LE.
1次光学系72は、電子ビームを試料Wへ照射する。1次光学系72は、プレチャージの帯電用電子ビームと撮像電子ビームの双方の照射を行う。実験結果では、プレチャージのランディングエネルギーLE1と、撮像電子ビームのランディングエネルギーLE2との差異は、好適には5〜20〔eV〕である。 The primary optical system 72 irradiates the sample W with an electron beam. The primary optical system 72 irradiates both the precharged charging electron beam and the imaging electron beam. According to the experimental result, the difference between the landing energy LE1 of the precharge and the landing energy LE2 of the imaging electron beam is preferably 5 to 20 [eV].
この点に関し、試料Wの表面21上の異物と周囲との電位差があるときに、プレチャージのランディングエネルギーLE1を負帯電領域で照射したとする。LE1の値に応じて、チャージアップ電圧は異なる。LE1とLE2の相対比が変わるからである(LE2は上記のように撮像電子ビームのランディングエネルギーである)。LE1が大きいとチャージアップ電圧が高くなり、これにより、異物の上方の位置(検出器761により近い位置)で反射ポイントが形成される。この反射ポイントの位置に応じて、ミラー電子の軌道と透過率が変化する。したがって、反射ポイントに応じて、最適なチャージアップ電圧条件が決まる。また、LE1が低すぎると、ミラー電子形成の効率が低下する。このLE1とLE2との差異は、望ましくは5〜20〔eV〕である。また、LE1の値は、好ましくは0〜40〔eV〕であり、更に好ましくは5〜20〔eV〕である。 In this regard, it is assumed that the precharge landing energy LE1 is applied in the negative charging region when there is a potential difference between the foreign matter on the surface 21 of the sample W and the surroundings. The charge-up voltage differs depending on the value of LE1. This is because the relative ratio of LE1 and LE2 changes (LE2 is the landing energy of the imaging electron beam as described above). When LE1 is large, the charge-up voltage is high, and as a result, a reflection point is formed at a position above the foreign matter (position closer to the detector 761). The trajectory of the mirror electrons and the transmittance change depending on the position of the reflection point. Therefore, the optimum charge-up voltage condition is determined according to the reflection point. Further, if LE1 is too low, the efficiency of mirror electron formation decreases. The difference between LE1 and LE2 is preferably 5 to 20 [eV]. The value of LE1 is preferably 0 to 40 [eV], more preferably 5 to 20 [eV].
E×Bフィルタ726の電界と磁界の条件を調整することにより、1次電子ビーム角度を定めることができる。例えば、1次系の照射電子ビームと、2次系の電子ビームとが、試料Wに対して、ほぼ垂直に入射するように、E×Bフィルタ726の条件を設定可能である。更に感度を増大するためには、例えば、試料Wに対する1次系の電子ビームの入射角度を傾けることが効果的である。適当な傾き角は、0.05〜10度であり、好ましくは0.1〜3度程度である。 By adjusting the electric field and magnetic field conditions of the E×B filter 726, the primary electron beam angle can be determined. For example, the conditions of the E×B filter 726 can be set so that the primary-system irradiation electron beam and the secondary-system electron beam enter the sample W substantially perpendicularly. In order to further increase the sensitivity, it is effective to tilt the incident angle of the primary electron beam with respect to the sample W, for example. A suitable tilt angle is 0.05 to 10 degrees, preferably about 0.1 to 3 degrees.
このように、異物に対して所定の角度θの傾きを持って電子ビームを照射させることにより、異物からの信号を強くすることができる。これにより、ミラー電子の軌道が2次系光軸中心から外れない条件を形成することができ、したがって、ミラー電子の透過率を高めることができる。したがって、異物をチャージアップさせて、ミラー電子を導くときに、傾いた電子ビームが大変有利に用いられる。 As described above, by irradiating the foreign matter with the electron beam at a predetermined angle θ, the signal from the foreign matter can be strengthened. This makes it possible to form a condition in which the trajectory of the mirror electrons does not deviate from the center of the optical axis of the secondary system, and thus the transmittance of the mirror electrons can be increased. Therefore, when the foreign matter is charged up and the mirror electrons are guided, the tilted electron beam is very advantageously used.
ステージ装置50上には試料Wがあり、試料Wの上に異物がある。1次光学系72は、ランディングエネルギーLE−5〜−10〔eV〕で試料Wの表面21に電子ビームを照射する。異物がチャージアップされ、1次光学系72の入射電子が異物に接触せずに跳ね返される。これにより、ミラー電子が2次光学系74により検出器761に導かれる。このとき、2次放出電子は、試料Wの表面21から広がった方向に放出される。そのため、2次放出電子の透過率は、低い値であり、例えば、0.5〜4.0%程度である。これに対し、ミラー電子の方向は散乱しないので、ミラー電子は、ほぼ100%の高い透過率を達成できる。ミラー電子は異物で形成される。したがって、異物の信号だけが、高い輝度(電子数が多い状態)を生じさせることができる。周囲の2次放出電子との輝度の差異・割合が大きくなり、高いコントラストを得ることが可能である。 The sample W is present on the stage device 50, and foreign matter is present on the sample W. The primary optical system 72 irradiates the surface 21 of the sample W with an electron beam at a landing energy LE-5 to -10 [eV]. The foreign matter is charged up, and the incident electrons of the primary optical system 72 are repelled without coming into contact with the foreign matter. As a result, the mirror electrons are guided to the detector 761 by the secondary optical system 74. At this time, the secondary emission electrons are emitted from the surface 21 of the sample W in a direction spreading. Therefore, the transmittance of secondary emission electrons is a low value, for example, about 0.5 to 4.0%. On the other hand, since the directions of the mirror electrons are not scattered, the mirror electrons can achieve a high transmittance of almost 100%. Mirror electrons are formed by foreign matter. Therefore, only the signal of the foreign matter can generate high brightness (a state where the number of electrons is large). It is possible to obtain a high contrast by increasing the difference/ratio of the brightness with the surrounding secondary emission electrons.
また、ミラー電子の像は、前述したように、光学倍率よりも大きい倍率で拡大される。拡大率は5〜50倍に及ぶ。典型的な条件では、拡大率が20〜30倍であることが多い。このとき、ピクセルサイズが異物サイズの3倍以上であっても、異物を検出可能である。したがって、高速・高スループットで実現できる。 Further, the image of the mirror electron is magnified at a magnification larger than the optical magnification as described above. The expansion rate is 5 to 50 times. Under typical conditions, the magnification is often 20-30 times. At this time, the foreign matter can be detected even if the pixel size is three times or more the foreign matter size. Therefore, it can be realized at high speed and high throughput.
例えば、異物のサイズが直径20〔nm〕である場合に、ピクセルサイズが60〔nm〕、100〔nm〕、500〔nm〕等でよい。この例ように、異物の3倍以上のピクセルサイズを用いて異物の撮像及び検査を行うことが可能となる。このことは、SEM方式等に比べて、高スループット化のために著しく優位な特徴である。 For example, when the size of the foreign matter is 20 [nm] in diameter, the pixel size may be 60 [nm], 100 [nm], 500 [nm], or the like. As in this example, it is possible to image and inspect a foreign substance using a pixel size that is three times or more the size of the foreign substance. This is a remarkably superior feature for higher throughput as compared with the SEM method and the like.
2次光学系74は、試料Wから反射した電子を、検出器761に導く手段である。2次光学系74は、レンズ740、743と、NAアパーチャ742と、アライナ744と、検出器761と、を有している。電子は、試料Wから反射して、対物レンズ730、レンズ729、アパーチャ728、レンズ727及びE×Bフィルタ726を再度通過する。そして、電子は2次光学系74に導かれる。2次光学系74においては、レンズ740、NAアパーチャ742、レンズ743を通過して電子が集められる。電子はアライナ744で整えられて、検出器761に検出される。 The secondary optical system 74 is means for guiding the electrons reflected from the sample W to the detector 761. The secondary optical system 74 has lenses 740 and 743, an NA aperture 742, an aligner 744, and a detector 761. The electrons are reflected from the sample W and pass through the objective lens 730, the lens 729, the aperture 728, the lens 727, and the E×B filter 726 again. Then, the electrons are guided to the secondary optical system 74. In the secondary optical system 74, the electrons pass through the lens 740, the NA aperture 742, and the lens 743 to collect electrons. The electrons are conditioned by the aligner 744 and detected by the detector 761.
NAアパーチャ742は、2次系の透過率・収差を規定する役目を持っている。異物からの信号(ミラー電子等)と周囲(正常部)の信号の差異が大きくなるようにNAアパーチャ742のサイズ及び位置が選択される。あるいは、周囲の信号に対する異物からの信号の割合が大きくなるように、NAアパーチャ742のサイズ及び位置が選択される。これにより、S/Nを高くすることができる。 The NA aperture 742 has a role of defining the transmittance and aberration of the secondary system. The size and position of the NA aperture 742 are selected so that the difference between the signal from the foreign matter (mirror electron etc.) and the signal from the surrounding (normal part) becomes large. Alternatively, the size and position of the NA aperture 742 are selected so that the ratio of the signal from the foreign matter to the surrounding signal is large. As a result, the S/N can be increased.
例えば、φ50〜φ3000〔μm〕の範囲で、NAアパーチャ742が選択可能であるとする。検出される電子には、ミラー電子と2次放出電子が混在しているとする。このような状況でミラー電子像のS/Nを向上するために、アパーチャサイズの選択が有利である。この場合、2次放出電子の透過率を低下させて、ミラー電子の透過率を維持できるようにNAアパーチャ742のサイズを選択することが好適である。 For example, it is assumed that the NA aperture 742 can be selected in the range of φ50 to φ3000 [μm]. It is assumed that the detected electrons are a mixture of mirror electrons and secondary emission electrons. In such a situation, it is advantageous to select the aperture size in order to improve the S/N of the mirror electron image. In this case, it is preferable to select the size of the NA aperture 742 so as to reduce the transmittance of secondary emission electrons and maintain the transmittance of mirror electrons.
例えば、1次電子ビームの入射角度が3°であるとき、ミラー電子の反射角度がほぼ3°である。この場合、ミラー電子の軌道が通過できる程度のNAアパーチャ742のサイズを選択することが好適である。例えば、適当なサイズはφ250〔μm〕である。NAアパーチャ(径φ250〔μm〕)に制限されるために、2次放出電子の透過率は低下する。したがって、ミラー電子像のS/Nを向上することが可能となる。例えば、アパーチャ径をφ2000からφ250〔μm〕にすると、バックグランド階調(ノイズレベル)を1/2以下に低減できる。 For example, when the incident angle of the primary electron beam is 3°, the reflection angle of the mirror electron is approximately 3°. In this case, it is preferable to select a size of the NA aperture 742 that allows the trajectories of mirror electrons to pass. For example, a suitable size is φ250 [μm]. Since the NA aperture (diameter φ250 [μm]) is limited, the transmittance of secondary emission electrons is reduced. Therefore, the S/N of the mirror electron image can be improved. For example, when the aperture diameter is changed from φ2000 to φ250 [μm], the background gradation (noise level) can be reduced to 1/2 or less.
異物は、任意の種類の材料で構成されてよく、例えば半導体、絶縁物、金属等でよく、又はそれらが混在してもよい。異物表面には自然酸化膜等が形成されるので、異物は絶縁材料で覆われることになる。よって、異物の材料が金属であっても、酸化膜にてチャージアップが発生する。このチャージアップが本例に好適に利用される。 The foreign matter may be composed of any kind of material, for example, semiconductor, insulator, metal, etc., or may be mixed. Since a natural oxide film or the like is formed on the surface of the foreign matter, the foreign matter will be covered with the insulating material. Therefore, even if the foreign material is a metal, charge-up occurs in the oxide film. This charge-up is preferably used in this example.
検出器761は、2次光学系74により導かれた電子を検出する手段である。検出器761は、二次元センサ7611を含んでいる。二次元センサ7611には、二次元方向に複数の画素が配列されている。 The detector 761 is means for detecting the electrons guided by the secondary optical system 74. The detector 761 includes a two-dimensional sensor 7611. The two-dimensional sensor 7611 has a plurality of pixels arranged in a two-dimensional direction.
二次元センサ7611には、EB(Electron Bombardment)半導体センサを適用することができる。例えば、二次元センサ7611には、EB−CMOSセンサが適用されてよい。EB−CMOSセンサは、電子ビーム(二次ビーム)をそれに直接入射させることができる。したがって、光電変換機構や光伝達機構による分解能の劣化が無く、高いMTF(Modulation Transfer Function)及びコントラストを得ることが可能となる。従来は、小さい異物の検出が不安定であった。これに対して、EB−CMOSを用いると、小さい異物の弱い信号のS/Nを上げることが可能である。したがって、より高い感度を得ることができる。S/Nの向上は1.2〜2倍に達する。なお、二次元センサとして、EB−CCDセンサが用いられてもよく、EB−TDIセンサが用いられてもよい。 An EB (Electron Bombardment) semiconductor sensor can be applied to the two-dimensional sensor 7611. For example, an EB-CMOS sensor may be applied to the two-dimensional sensor 7611. The EB-CMOS sensor can directly inject an electron beam (secondary beam) into it. Therefore, it is possible to obtain high MTF (Modulation Transfer Function) and contrast without deterioration of resolution due to the photoelectric conversion mechanism and the light transmission mechanism. In the past, detection of small foreign matter was unstable. On the other hand, when the EB-CMOS is used, it is possible to increase the S/N of a weak signal of a small foreign matter. Therefore, higher sensitivity can be obtained. The improvement in S/N reaches 1.2 to 2 times. An EB-CCD sensor or an EB-TDI sensor may be used as the two-dimensional sensor.
なお、二次元センサ7611の画素数は、2k×2k〜10k×10kとすることができる。また、二次元センサ7611のデータレートは、10GPPS以下とすることができる。さらに、二次元センサ7611の画素サイズは1〜15μmとすることができる。 The number of pixels of the two-dimensional sensor 7611 can be set to 2k×2k to 10k×10k. The data rate of the two-dimensional sensor 7611 can be 10 GPPS or less. Further, the pixel size of the two-dimensional sensor 7611 can be set to 1 to 15 μm.
画像処理部763は、検出器761で得られた二次ビーム像に対して、ノイズリダクション処理、積算処理、サブピクセルアライメント等の画像処理を行う。この画像処理部763の処理速度は、10GPPS以下とすることができる。 The image processing unit 763 performs image processing such as noise reduction processing, integration processing, and sub-pixel alignment on the secondary beam image obtained by the detector 761. The processing speed of the image processing unit 763 can be 10 GPPS or less.
電子光学装置70について、さらに説明する。試料Wは、x、y、z、θ方向に移動可能なステージ装置50に設置される。ステージ装置50と光学顕微鏡871により、高精度のアライメントが行われる。そして、写像投影光学系が電子ビームを用いて試料Wの異物検査及びパターン欠陥検査を行う。ここで、試料Wの表面21の電位が重要である。表面電位を測定するために、真空中で測定可能な表面電位測定装置がメインチャンバ160に取り付けられている。この表面電位測定器が、試料W上の2次元の表面電位分布を測定する。測定結果に基づき、電子像を形成する2次光学系74においてフォーカス制御が行われる。試料Wの2次元的位置のフォーカスマップが、電位分布を元に製作される。このマップを用いて、検査中のフォーカスを変更制御しながら、検査が行われる。これにより、場所による表面円電位の変化に起因する像のボケや歪みを減少でき、精度のよい安定した画像取得及び検査を行うことが可能となる。 The electro-optical device 70 will be further described. The sample W is installed on a stage device 50 that is movable in x, y, z, and θ directions. Highly accurate alignment is performed by the stage device 50 and the optical microscope 871. Then, the mapping projection optical system uses the electron beam to perform the foreign matter inspection and the pattern defect inspection of the sample W. Here, the potential of the surface 21 of the sample W is important. In order to measure the surface potential, a surface potential measuring device capable of measuring in vacuum is attached to the main chamber 160. This surface potential measuring device measures a two-dimensional surface potential distribution on the sample W. Focus control is performed in the secondary optical system 74 that forms an electronic image based on the measurement result. A focus map of the two-dimensional position of the sample W is produced based on the potential distribution. Using this map, the inspection is performed while changing and controlling the focus during the inspection. As a result, the blurring and distortion of the image due to the change in the surface circular potential depending on the location can be reduced, and accurate and stable image acquisition and inspection can be performed.
図4に示す例では、2次光学系74は、NAアパーチャ742に入射する電子の検出電流を測定可能に構成され、更に、NAアパーチャ742の位置にEB−CCD745が設置できるように構成されている。このような構成は大変有利であり、効率的である。NAアパーチャ742とEB−CCD745とは、開口747、748を有する一体の保持部材746に設置されている。そして、NAアパーチャ742の電流吸収とEB−CCD745の画像取得を夫々、独立に行える機構を、2次光学系74が備えている。この機構を実現するために、NAアパーチャ742、EB−CCD745は、真空中で動作するX、Yステージ746に設置されている。したがって、NAアパーチャ742及びEB−CCD745についての位置制御及び位置決めが可能である。そして、ステージ746には開口747、748が設けられているので、ミラー電子及び2次放出電子がNAアパーチャ742又はEB−CCD745を通過可能である。 In the example shown in FIG. 4, the secondary optical system 74 is configured to be able to measure the detection current of the electrons incident on the NA aperture 742, and further to be able to install the EB-CCD 745 at the position of the NA aperture 742. There is. Such an arrangement is very advantageous and efficient. The NA aperture 742 and the EB-CCD 745 are installed in an integral holding member 746 having openings 747 and 748. The secondary optical system 74 is provided with a mechanism capable of independently absorbing the current of the NA aperture 742 and acquiring the image of the EB-CCD 745, respectively. In order to realize this mechanism, the NA aperture 742 and the EB-CCD 745 are installed on the X, Y stage 746 which operates in vacuum. Therefore, position control and positioning of the NA aperture 742 and the EB-CCD 745 are possible. Since the stage 746 is provided with the openings 747 and 748, the mirror electrons and the secondary emission electrons can pass through the NA aperture 742 or the EB-CCD 745.
このような構成の2次光学系74の動作を説明する。まず、EB−CCD745が、2次電子ビームのスポット形状とその中心位置を検出する。そして、そのスポット形状が円形であって最小になるように、スティグメーター、レンズ740、743及びアライナ744の電圧調整が行われる。この点に関し、従来は、NAアパーチャ742の位置でのスポット形状及び非点収差の調整を直接行うことはできなかった。このような直接的な調整が本実施の形態では可能となり、非点収差の高精度な補正が可能となる。 The operation of the secondary optical system 74 having such a configuration will be described. First, the EB-CCD 745 detects the spot shape of the secondary electron beam and its center position. Then, the voltage of the stigmator, the lenses 740 and 743, and the aligner 744 is adjusted so that the spot shape is circular and minimizes. Regarding this point, conventionally, it was not possible to directly adjust the spot shape and astigmatism at the position of the NA aperture 742. Such a direct adjustment is possible in the present embodiment, and astigmatism can be corrected with high accuracy.
また、ビームスポットの中心位置が容易に検出可能となる。そこで、ビームスポット位置に、NAアパーチャ742の孔中心を配置するように、NAアパーチャ742の位置調整が可能となる。この点に関し、従来は、NAアパーチャ742の位置の調整を直接行うことができなかった。本実施の形態では、直接的にNAアパーチャ742の位置調整を行うことが可能となる。これにより、NAアパーチャ742の高精度な位置決めが可能となり、電子像の収差が低減し、均一性が向上する。そして、透過率均一性が向上し、分解能が高く階調が均一な電子像を取得することが可能となる。 Further, the center position of the beam spot can be easily detected. Therefore, the position of the NA aperture 742 can be adjusted so that the hole center of the NA aperture 742 is located at the beam spot position. In this regard, conventionally, the position of the NA aperture 742 could not be directly adjusted. In the present embodiment, it is possible to directly adjust the position of the NA aperture 742. As a result, the NA aperture 742 can be positioned with high accuracy, the aberration of the electronic image is reduced, and the uniformity is improved. Then, the uniformity of the transmittance is improved, and it becomes possible to obtain an electronic image with high resolution and uniform gradation.
また、異物の検査では、異物からのミラー信号を効率よく取得することが重要である。NAアパーチャ742の位置は、信号の透過率と収差を規定するので、大変に重要である。2次放出電子は、試料Wの表面21から広い角度範囲で、コサイン則に従い放出され、NA位置では均一に広い領域(例えば、φ3〔mm〕)に到達する。したがって、2次放出電子は、NAアパーチャ742の位置に鈍感である。これに対し、ミラー電子の場合、試料Wの表面21での反射角度が、1次電子ビームの入射角度と同程度となる。そのため、ミラー電子は、小さな広がりを示し、小さなビーム径でNAアパーチャ742に到達する。例えば、ミラー電子の広がり領域は、2次放出電子の広がり領域の1/20以下となる。したがって、ミラー電子は、NAアパーチャ742の位置に大変敏感である。NA位置でのミラー電子の広がり領域は、通常、φ10〜100〔μm〕の領域となる。よって、ミラー電子強度の最も高い位置を求めて、その求められた位置にNAアパーチャ742の中心位置を配置することが、大変有利である。 Further, in the inspection of foreign matter, it is important to efficiently acquire the mirror signal from the foreign matter. The position of the NA aperture 742 is very important because it defines the transmittance and aberration of the signal. The secondary emission electrons are emitted from the surface 21 of the sample W in a wide angle range according to the cosine law, and reach a uniformly wide region (for example, φ3 [mm]) at the NA position. Therefore, the secondary emission electrons are insensitive to the position of the NA aperture 742. On the other hand, in the case of mirror electrons, the angle of reflection on the surface 21 of the sample W is about the same as the angle of incidence of the primary electron beam. Therefore, the mirror electrons show a small spread and reach the NA aperture 742 with a small beam diameter. For example, the spread area of the mirror electrons is 1/20 or less of the spread area of the secondary emission electrons. Therefore, the mirror electrons are very sensitive to the position of NA aperture 742. The spread region of the mirror electrons at the NA position is usually a region of φ10 to 100 μm. Therefore, it is very advantageous to find the position where the mirror electron intensity is the highest and place the center position of the NA aperture 742 at the found position.
このような適切な位置へのNAアパーチャ742の設置を実現するために、好ましい実施の形態では、NAアパーチャ742が、電子コラムの真空中で、1〔μm〕程度の精度で、x、y方向に移動される。NAアパーチャ742を移動させながら、信号強度が計測される。そして、信号強度が最も高い位置が求められ、その求められた座標位置にNAアパーチャ742の中心が設置される。 In order to realize the installation of the NA aperture 742 at such an appropriate position, in a preferred embodiment, the NA aperture 742 is arranged in the electron column vacuum with an accuracy of about 1 [μm] in the x and y directions. Be moved to. The signal strength is measured while moving the NA aperture 742. Then, the position having the highest signal strength is obtained, and the center of the NA aperture 742 is set at the obtained coordinate position.
信号強度の計測には、EB−CCD745が大変有利に用いられる。これにより、ビームの2次元的な情報を知ることができ、検出器761に入射する電子数を求めることができるので、定量的な信号強度の評価が可能となるからである。 The EB-CCD 745 is very advantageously used for measuring the signal strength. This is because the two-dimensional information of the beam can be known and the number of electrons incident on the detector 761 can be obtained, which makes it possible to quantitatively evaluate the signal intensity.
あるいは、NAアパーチャ742の位置と検出器761の検出面の位置とが共役の関係
を実現するように、アパーチャ配置が定められてよく、また、NAアパーチャ742と検出器761の間にあるレンズ743の条件が設定されてよい。この構成も大変有利である。これにより、NAアパーチャ742の位置のビームの像を、検出器761の検出面に結像される。したがって、NAアパーチャ742の位置におけるビームプロファイルを、検出器761を用いて観察することができる。
Alternatively, the aperture arrangement may be set so that the position of the NA aperture 742 and the position of the detection surface of the detector 761 realize a conjugate relationship, and the lens 743 between the NA aperture 742 and the detector 761 may be provided. Conditions may be set. This configuration is also very advantageous. As a result, the image of the beam at the position of the NA aperture 742 is formed on the detection surface of the detector 761. Therefore, the beam profile at the position of the NA aperture 742 can be observed using the detector 761.
また、NAアパーチャ742のNAサイズ(アパーチャ径)も重要である。上述のようにミラー電子の信号領域が小さいので、効果的なNAサイズは、10〜200〔μm〕程度である。更に、NAサイズは、好ましくは、ビーム径に対して+10〜100〔%〕大きいサイズである。 The NA size (aperture diameter) of the NA aperture 742 is also important. Since the signal area of mirror electrons is small as described above, the effective NA size is about 10 to 200 [μm]. Further, the NA size is preferably +10 to 100% larger than the beam diameter.
この点に関し、電子の像は、ミラー電子と2次放出電子により形成される。上記のアパーチャサイズの設定により、ミラー電子の割合をより高めることが可能となる。これにより、ミラー電子のコントラストを高めることができ、つまり、異物のコントラストを高めることができる。 In this regard, the electron image is formed by mirror electrons and secondary emission electrons. By setting the above aperture size, it is possible to further increase the ratio of mirror electrons. Thereby, the contrast of the mirror electrons can be increased, that is, the contrast of the foreign matter can be increased.
更に詳細に説明すると、アパーチャの孔を小さくすると、アパーチャ面積に反比例して2次放出電子が減少する。そのため、正常部の階調が小さくなる。しかし、ミラー信号は変化せず、異物の階調は変化しない。よって、周囲の階調が低減した分だけ、異物のコントラストを大きくでき、より高いS/Nが得られる。 More specifically, when the aperture hole is made smaller, the secondary emission electrons decrease in inverse proportion to the aperture area. Therefore, the gradation of the normal part becomes small. However, the mirror signal does not change and the gradation of the foreign matter does not change. Therefore, the contrast of the foreign matter can be increased and the higher S/N can be obtained by the amount that the surrounding gradation is reduced.
また、x、y方向だけでなく、z軸方向にアパーチャの位置調整を行えるように、アパーチャ等が構成されてよい。この構成も有利である。アパーチャは、ミラー電子が最も絞られる位置に好適に設置される。これによりミラー電子の収差の低減、及び、2次放出電子の削減を、大変効果的に行うことができる。したがって、より高いS/Nを得ることが可能となる。 Further, the aperture or the like may be configured so that the position of the aperture can be adjusted not only in the x and y directions but also in the z axis direction. This configuration is also advantageous. The aperture is preferably installed at a position where the mirror electrons are most focused. This makes it possible to very effectively reduce the aberration of the mirror electrons and the secondary emission electrons. Therefore, it becomes possible to obtain a higher S/N.
<電子像追従方式>
電子光学装置70について、さらに説明する。図3に示すように、1次光学系72は、一次ビームの経路に沿って、その経路を囲うように設けられた第1の高圧基準管701を備えている。なお、1次光学系72において、エミッション電流は10μA〜10mAとすることができ、透過率は20〜50%とすることができ、スポットサイズはφ1〜φ100μmとすることができ、照射領域のサイズ(照野サイズ)はφ10〜φ1000μmとすることができ、光学系倍率は1/1〜1/10とすることができる。
<Electronic image tracking method>
The electro-optical device 70 will be further described. As shown in FIG. 3, the primary optical system 72 includes a first high-voltage reference tube 701 provided along the path of the primary beam so as to surround the path. In the primary optical system 72, the emission current can be 10 μA to 10 mA, the transmittance can be 20 to 50%, the spot size can be φ1 to φ100 μm, and the size of the irradiation area can be set. (Illumination size) can be φ10 to φ1000 μm, and the optical system magnification can be 1/1 to 1/10.
2次光学系74における二次ビームの経路の途中には、高速偏向器749が設けられている。具体的には、高速偏向器749は、NAアパーチャ742よりも検出器761側に設けられている。この高速偏向器749は、多極子(本実施の形態では、12極)から構成され、8極子場及び6極子場を生成し、二次ビームを任意の方向に偏向する。この偏向方向(偏向量)は、偏向制御装置90として機能する制御装置2によって制御される。高速偏向器749の構成についてはさらに後述する。なお、高速偏向器749に用いる多極子は、8極、4極等の多極子であってもよい。また、多極子は、6極子場のみを生成するものであっても、8極子場のみを生成するものであってもよい。 A high-speed deflector 749 is provided on the way of the secondary beam in the secondary optical system 74. Specifically, the high speed deflector 749 is provided closer to the detector 761 than the NA aperture 742. The high-speed deflector 749 is composed of multipoles (12 poles in this embodiment), generates an octupole field and a hexapole field, and deflects the secondary beam in an arbitrary direction. The deflection direction (deflection amount) is controlled by the control device 2 that functions as the deflection control device 90. The configuration of the high speed deflector 749 will be described later. The multipole element used for the high-speed deflector 749 may be a multipole element having eight poles, four poles, or the like. Further, the multipole element may generate only a hexapole field or may generate only an octupole field.
なお、2次光学系74において、倍率は10〜10000倍とすることができ、二次元センサ7611の1画素で捉える試料のサイズを3〜100nm(3〜100nmPx)とすることができ、NAアパーチャ742の透過率を10〜50%とすることができ、欠陥感度を1〜50nmとすることができる。 In the secondary optical system 74, the magnification can be 10 to 10,000 times, the size of the sample captured by one pixel of the two-dimensional sensor 7611 can be 3 to 100 nm (3 to 100 nmPx), and the NA aperture can be set. The transmittance of 742 can be 10 to 50%, and the defect sensitivity can be 1 to 50 nm.
制御装置2は、上述のように高速偏向器749の偏向方向を制御する偏向制御装置として機能するとともに、電子光学装置70のその他の動作を制御する電子光学制御装置、ステージ装置50を制御するステージ制御装置、試料Wを搬送するための構成を制御する搬送制御装置、二次元センサ7611の撮像を制御する撮像制御装置等としても機能する。特に、本実施の形態では、検査中にステージ装置50によって試料Wが一定速度で移動するが、制御装置2は、ステージ装置50を制御して、この試料Wの移動制御を行う。なお、図3では、図1及び図2における固定テーブル51、Yテーブル52、Xテーブル53及び回転テーブル54の組に符号56を付して示している。 The control device 2 functions as a deflection control device that controls the deflection direction of the high-speed deflector 749 as described above, and also controls the other operations of the electron optical device 70. The stage controls the stage device 50. It also functions as a control device, a transportation control device that controls the configuration for transporting the sample W, an imaging control device that controls the imaging of the two-dimensional sensor 7611, and the like. Particularly, in the present embodiment, the sample W moves at a constant speed by the stage device 50 during the inspection, but the control device 2 controls the stage device 50 to control the movement of the sample W. Note that in FIG. 3, a set 56 is attached to the set of the fixed table 51, the Y table 52, the X table 53, and the rotary table 54 in FIGS. 1 and 2.
図5(a)は、二次ビームが試料Wの移動に追従するように二次ビームを偏向する高速偏向器749の動作を説明する図である。図5(a)に示すように、試料Wが右方向に連続的に移動している場合において、高速偏向器749は、試料W上の位置A1からの二次ビームが二次元センサ7611に二次ビーム像を結像するように二次ビームを偏向し、この試料Wが右方向に移動していく間、その移動に伴って、位置A1にあった試料Wの部分の二次ビーム像が常に二次元センサ7611に結像するように、二次ビームの偏向方向を変更する。即ち、高速偏向器749は、二次元センサ7611に二次ビーム像が結像される空間上の絶対位置を、試料Wの移動に追従して移動させる。なお、高速偏向器749の偏向周期は100kHz〜100MHzとすることができる。 FIG. 5A is a diagram for explaining the operation of the high-speed deflector 749 that deflects the secondary beam so that the secondary beam follows the movement of the sample W. As shown in FIG. 5A, when the sample W is continuously moving to the right, the high-speed deflector 749 causes the secondary beam from the position A1 on the sample W to be transmitted to the two-dimensional sensor 7611. The secondary beam is deflected so as to form a next beam image, and while the sample W is moving to the right, the secondary beam image of the part of the sample W at the position A1 is moved along with the movement. The deflection direction of the secondary beam is changed so that an image is always formed on the two-dimensional sensor 7611. That is, the high-speed deflector 749 moves the absolute position in the space where the secondary beam image is formed on the two-dimensional sensor 7611, following the movement of the sample W. The deflection cycle of the high-speed deflector 749 can be set to 100 kHz to 100 MHz.
このような二次ビームの偏向方向の変更(追従)によって、位置A1にあった試料Wの部分が移動によって位置A2の位置に到達するまでの間、二次元センサ7611には、常に、最初に位置A1にあった試料Wの部分からの二次ビームが入射することになり、この期間(一周期)は、二次元センサ7611は試料Wの同じ領域について、二次ビーム像を撮影することになる。位置A1にあった試料Wの部分が位置A2に達すると、高速偏向器749は、視野領域を再び位置A1に戻す。これによって、試料Wの新たな部分の二次ビーム像を撮影することができる。二次元センサ7611の視野領域が位置A2から位置A1に戻った後は、同様にして、高速偏向器749によって二次ビームの偏向方向が変更されることによって、試料Wの移動に追従して、二次元センサ7611の視野領域が位置A1から位置A2に向けて移動する。 Due to such a change (following) of the deflection direction of the secondary beam, the two-dimensional sensor 7611 always shows the first position until the portion of the sample W located at the position A1 reaches the position A2 by the movement. The secondary beam from the portion of the sample W at the position A1 is incident, and during this period (one cycle), the two-dimensional sensor 7611 is to capture a secondary beam image of the same region of the sample W. Become. When the portion of the sample W at the position A1 reaches the position A2, the high speed deflector 749 returns the visual field area to the position A1 again. As a result, a secondary beam image of a new part of the sample W can be captured. After the field of view of the two-dimensional sensor 7611 returns from the position A2 to the position A1, the deflection direction of the secondary beam is similarly changed by the high-speed deflector 749 to follow the movement of the sample W, The visual field area of the two-dimensional sensor 7611 moves from the position A1 toward the position A2.
上記のように二次元センサ7611の視野領域は、位置A1と位置A2との間を往復するが、視野領域には常に一次ビームが照射されていなければならない。これを実現するためには、図5(b)に示すように、一次ビームの照射領域EFが、位置A1における視野領域VF1と位置A2における視野領域VF2とをすべてカバーするように一次ビームを試料Wに照射すればよく、すなわち、照射領域EFが視野領域2個分の大きさを有していればよい。この場合には、一次ビームの照射領域EFは常にこの位置に固定しておくことができる。 As described above, the field of view of the two-dimensional sensor 7611 reciprocates between the position A1 and the position A2, but the field of view must always be irradiated with the primary beam. In order to realize this, as shown in FIG. 5B, the primary beam irradiation area EF is set so that the primary beam irradiation area EF covers the visual field area VF1 at the position A1 and the visual field area VF2 at the position A2. It suffices to irradiate W, that is, the irradiation area EF has a size of two visual field areas. In this case, the irradiation area EF of the primary beam can always be fixed at this position.
また、図5(c)に示すように、一次ビームの照射領域を試料W及び視野領域の移動に追従させて、位置A1における照射領域EF1から位置A2における照射領域EF2まで移動させてもよい。このときの1次ビームの照射領域の変更は、E×Bフィルタ726によって一次ビームの偏向方向を変更することによって行うことができる。 Moreover, as shown in FIG. 5C, the irradiation area of the primary beam may be moved from the irradiation area EF1 at the position A1 to the irradiation area EF2 at the position A2 by following the movement of the sample W and the visual field area. The irradiation area of the primary beam at this time can be changed by changing the deflection direction of the primary beam by the E×B filter 726.
2次光学系74には、試料である試料Wに近い方から順に第2の高圧基準管702、第3の高圧基準管703、及び第4の高圧基準管704が、それぞれ二次ビームの経路に沿って、この経路を囲うように設けられている。第2の高圧基準管702は、試料Wとビーム分離器としてのE×Bフィルタ726との間に設けられ、第3の高圧基準管703は、E×Bフィルタ726よりも二次元センサ7611側に設けられ、第4の高圧基準管704は、第3の高圧基準管703と検出器761との間に設けられる。NAアパーチャ742は第3の高圧基準管703の内部に設けられ、高速偏向器749は第4の高圧基準管704の内部に設けられる。 In the secondary optical system 74, a second high-pressure reference tube 702, a third high-pressure reference tube 703, and a fourth high-voltage reference tube 704 are respectively arranged in order from the side closer to the sample W which is the sample, and the paths of the secondary beams are provided. It is provided so as to enclose this route along. The second high-voltage reference tube 702 is provided between the sample W and an E×B filter 726 as a beam separator, and the third high-voltage reference tube 703 is closer to the two-dimensional sensor 7611 than the E×B filter 726. The fourth high pressure reference tube 704 is provided between the third high pressure reference tube 703 and the detector 761. The NA aperture 742 is provided inside the third high-voltage reference tube 703, and the high-speed deflector 749 is provided inside the fourth high-voltage reference tube 704.
第1の高圧基準管701、第2の高圧基準管702、第3の高圧基準管703、第4の高圧基準管704には、それぞれ第1の電圧V1、第2の電圧V2、第3の電圧V3、第4の電圧V4が印加される。実施の形態では、検出器761における検出電圧をV5とすると、これらの電圧は、V1=V2=V3、V3>V4、V4=V5の関係にある。すなわち、高速偏向器749で二次ビームを高速に偏向するために、第4の高圧基準管704に印加する電圧V4を第3の電圧V3より小さくして、二次ビームの電子エネルギーを小さくしている。ここで、第3の電圧V3は、例えば40kVであり、第4の電圧V4は、例えば5kVである。 The first high-voltage reference tube 701, the second high-voltage reference tube 702, the third high-voltage reference tube 703, and the fourth high-voltage reference tube 704 have a first voltage V1, a second voltage V2, and a third voltage V2, respectively. The voltage V3 and the fourth voltage V4 are applied. In the embodiment, when the detection voltage of the detector 761 is V5, these voltages have a relationship of V1=V2=V3, V3>V4, V4=V5. That is, in order to deflect the secondary beam at high speed by the high-speed deflector 749, the voltage V4 applied to the fourth high-voltage reference tube 704 is made smaller than the third voltage V3 to reduce the electron energy of the secondary beam. ing. Here, the third voltage V3 is, for example, 40 kV, and the fourth voltage V4 is, for example, 5 kV.
上述のように高速偏向器749で二次ビームを偏向するが、そのときの二次ビームの電子エネルギーが例えば10kVより大きいと、高速偏向器749における偏向電圧を高く
する必要があり、二次ビームの高速な偏向が困難でとなる。そこで、第4の高圧基準管704を第3の高圧基準管とは切り離して設けて、第4の高圧基準管704に印加する電圧を例えば5kV程度にまで落として、高速偏向器749に入射する二次ビームの電子エネルギーを小さくする必要がある。一方で、このような第3の電圧から第4の電圧への急激な変化によって、二次ビームに湾曲収差が生じ、検出器761に形成される二次ビームの像(二次ビーム像)に歪が生じてしまう。
As described above, the secondary beam is deflected by the high-speed deflector 749. However, if the electron energy of the secondary beam at that time is larger than 10 kV, for example, the deflection voltage in the high-speed deflector 749 needs to be increased. It becomes difficult to deflect at high speed. Therefore, the fourth high-voltage reference tube 704 is provided separately from the third high-voltage reference tube 704, the voltage applied to the fourth high-voltage reference tube 704 is reduced to, for example, about 5 kV, and the high-voltage deflector 749 is incident. It is necessary to reduce the electron energy of the secondary beam. On the other hand, due to such a rapid change from the third voltage to the fourth voltage, a curvature aberration occurs in the secondary beam, and an image of the secondary beam (secondary beam image) formed on the detector 761 is formed. Distortion will occur.
そこで、本実施の形態では、第3の高圧基準管703と第4の高圧基準管704との間に、中間電極(緩和電極)750を設けて、この中間電極に、第3の電圧V3より大きく、第4の電圧V4より小さい中間電圧を印加する。これによって、上述の湾曲収差の発生を抑えることができ、よって二次ビーム像の歪を抑えることができる。 Therefore, in the present embodiment, an intermediate electrode (relaxation electrode) 750 is provided between the third high-voltage reference tube 703 and the fourth high-voltage reference tube 704, and the intermediate electrode (relaxation electrode) 750 is connected to the third voltage V3 from the third voltage V3. An intermediate voltage that is large and smaller than the fourth voltage V4 is applied. As a result, it is possible to suppress the occurrence of the above-mentioned bending aberration, and thus suppress the distortion of the secondary beam image.
図6は、高速偏向器と結像レンズと中間電極との組み合わせユニットの構成を示す図である。中間電極750は、例えば40kVの第3の電圧を印加される第3の高圧基準管703と、例えば5kVの第4の電圧を印加される第4の高圧基準管704との間に、第3の高圧基準管703及び第4の高圧基準管704に接することなく配置され、例えば10kV〜13kVの中間電圧を印加される。 FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a combination unit of a high-speed deflector, an imaging lens and an intermediate electrode. The intermediate electrode 750 is provided between the third high voltage reference tube 703 to which a third voltage of 40 kV is applied and the fourth high voltage reference tube 704 to which a fourth voltage of 5 kV is applied, for example. Are arranged without contacting the high voltage reference tube 703 and the fourth high voltage reference tube 704, and an intermediate voltage of, for example, 10 kV to 13 kV is applied.
高速偏向器749は、二次ビームの偏向を高精度で行うため、上述のように12極子構造を用いている。12極は、等角度間隔で配置されており、制御装置2によって個別に電圧を印加することが可能である。第4の高圧基準管によって第4の電圧V4に重畳された高速偏向用の電源及びアンプを用いることで、高速偏向器749の電圧精度を向上させている。 The high-speed deflector 749 uses the 12-pole structure as described above in order to deflect the secondary beam with high accuracy. The 12 poles are arranged at equal angular intervals, and a voltage can be individually applied by the control device 2. The voltage accuracy of the high-speed deflector 749 is improved by using the power supply and the amplifier for high-speed deflection superimposed on the fourth voltage V4 by the fourth high-voltage reference tube.
結像レンズ741には、2重の磁場レンズ方式を採用している。上側コイル7411と下側コイル7412の磁束方向を逆にすることで、二次ビーム像を回転させることができる。また、この磁場レンズ用コイル7411、7412は、2配線方式であり、これによって一定電力で温度を安定化させることができる。第3の高圧基準管703による第3の電圧V3から第4の高圧基準管704による第4の電圧V4に電子エネルギーが変化した状態で結像を行うため、電位が変化した付近に結像レンズ741を配置し、その前段に電界変化によるレンズ効果の影響を緩和するための中間電極(電界緩和用電極)750を配置する。これにより、急激な電位変化による二次ビーム像の歪を抑えることができる。 The imaging lens 741 adopts a double magnetic field lens system. The secondary beam image can be rotated by reversing the magnetic flux directions of the upper coil 7411 and the lower coil 7412. Further, the magnetic field lens coils 7411 and 7412 are of a two-wiring system, which allows the temperature to be stabilized with a constant power. Since the image is formed in the state where the electron energy is changed from the third voltage V3 by the third high voltage reference tube 703 to the fourth voltage V4 by the fourth high voltage reference tube 704, the image forming lens is formed near the potential change. 741 is arranged, and an intermediate electrode (electric field relaxation electrode) 750 for relaxing the influence of the lens effect due to the electric field change is arranged in the preceding stage. Accordingly, it is possible to suppress the distortion of the secondary beam image due to the rapid potential change.
二次ビーム像は、結像レンズ741による拡大結像を行う検出器761に近づくと、像が大きくなる。よって、二次ビーム像が小さい状態の結像レンズ741に近い位置で高速偏向を行うために、結像レンズ付近に高速偏向器749を設置する。即ち、二次ビーム像が大きくなると、二次ビームを偏向するのに要する偏向電圧が大きくなり、偏向感度が低下するため、高速偏向が困難になり、上述の歪補正精度が低下し、後述の振動補正精度も低下してしまう。よって、中間電極750、結像レンズ741、高速偏向器749は、二次ビームの進行方向にこの順でなるべく近く配置されることが望ましく、これらが一体となったユニットとして構成されるのが望ましい。 The image of the secondary beam image becomes larger as it approaches the detector 761 that performs magnified image formation by the imaging lens 741. Therefore, in order to perform high-speed deflection at a position close to the imaging lens 741 where the secondary beam image is small, a high-speed deflector 749 is installed near the imaging lens. That is, when the secondary beam image becomes large, the deflection voltage required to deflect the secondary beam becomes large, and the deflection sensitivity decreases, so that high-speed deflection becomes difficult and the above-described distortion correction accuracy decreases, which will be described later. The vibration correction accuracy also decreases. Therefore, it is desirable that the intermediate electrode 750, the imaging lens 741, and the high-speed deflector 749 be arranged as close as possible in this order in the traveling direction of the secondary beam, and it is desirable that they are configured as a unit in which they are integrated. ..
高速偏向器749は、試料Wの移動に追従するための偏向だけでなく、上述のような二次ビーム像の歪補正や、後述の振動補正も行うが、これらの機能は制御装置2によって12極に個別に電圧を印加することで実現される。 The high-speed deflector 749 performs not only the deflection for following the movement of the sample W, but also the distortion correction of the secondary beam image as described above and the vibration correction described later. These functions are controlled by the control device 2. It is realized by individually applying voltage to the poles.
図3に戻って、振動補正について説明する。上述のように、試料Wはステージ装置50によって連続的に一定速度で移動し、高速偏向器749は、この試料Wの移動に追従して視野領域が移動するように二次ビームの偏向方向を変更するが、このとき、ステージ装置50による試料Wの移動に、意図しない振動が与えられることがある。上述のように、視野領域の移動の一周期の間には、二次元センサ7611は常に試料Wの同一の部分の二次ビーム像を撮像しているが、試料Wに意図しない振動が加わると、二次元センサ7611の各画素に、試料Wの他の部分からの二次ビームが入射するというコンタミネーションが生じる。 Returning to FIG. 3, the vibration correction will be described. As described above, the sample W continuously moves at a constant speed by the stage device 50, and the high-speed deflector 749 changes the deflection direction of the secondary beam so that the visual field area moves following the movement of the sample W. Although changed, at this time, unintended vibration may be applied to the movement of the sample W by the stage device 50. As described above, the two-dimensional sensor 7611 always captures the secondary beam image of the same portion of the sample W during one cycle of movement of the visual field region. The contamination that the secondary beam from the other part of the sample W is incident on each pixel of the two-dimensional sensor 7611 occurs.
上述のように、ステージ装置50は、サーボモータ、エンコーダ及び各種のセンサ(図示せず)を用いて、複数のテーブルを動作させることにより、ホルダ55に保持された試料WをX方向、Y方向及びZ方向(図1において上下方向)に、更に試料の支持面に垂直な軸線の回り方向(θ方向)に高い精度で位置決めする。このための構成として、ホルダ55にはミラー571が固定され、主ハウジング30の内壁にはミラー571にレーザビームを照射して、ミラー571から反射して戻ってきたレーザが入射されるレーザ干渉計572が設けられる。 As described above, the stage device 50 operates the plurality of tables by using the servo motor, the encoder, and various sensors (not shown) to move the sample W held in the holder 55 in the X direction and the Y direction. And in the Z direction (vertical direction in FIG. 1) and in the direction around the axis perpendicular to the support surface of the sample (θ direction) with high accuracy. As a configuration for this, a mirror 571 is fixed to the holder 55, and a laser beam is emitted to the mirror 571 on the inner wall of the main housing 30, and a laser beam reflected and returned from the mirror 571 is incident on the laser interferometer. 572 is provided.
本実施の形態の検査装置1では、このホルダ55に固定されたミラー571とレーザ干渉計572を振動検出手段として用いて、振動補正を行う。レーザ干渉計572にて検出された試料Wの意図しない振動は、制御装置2に入力される。制御装置2には、試料Wが意図しない振動をせずに移動した場合の高速偏向器749による二次ビームの偏向方向の変更が指示されているが、制御装置2は、本来の試料Wの移動だけでなく、レーザ干渉計572にて検出された試料Wの意図しない振動も考慮して、高速偏向器749による二次ビームの偏向方向を決定して、高速偏向器749を制御する。なお、制御装置2に、試料Wが意図しない振動をせずに移動した場合の高速偏向器749による二次ビームの偏向方向の変更が指示されていなくてもよく、この場合には、制御装置2は、レーザ干渉計572にて検出された、試料Wの意図しない振動も含む試料W(を保持したホルダ55)の位置を検出して、この位置に基づいて高速偏向器749による二次ビームの偏向方向を決定して、高速偏向器749を制御してもよい。 In the inspection device 1 according to the present embodiment, the vibration is corrected by using the mirror 571 and the laser interferometer 572 fixed to the holder 55 as the vibration detecting means. The unintended vibration of the sample W detected by the laser interferometer 572 is input to the control device 2. The control device 2 is instructed to change the deflection direction of the secondary beam by the high-speed deflector 749 when the sample W moves without causing unintended vibration. The deflection direction of the secondary beam by the high-speed deflector 749 is determined in consideration of not only the movement but also the unintended vibration of the sample W detected by the laser interferometer 572, and the high-speed deflector 749 is controlled. Note that the control device 2 may not be instructed to change the deflection direction of the secondary beam by the high-speed deflector 749 when the sample W moves without causing unintended vibration. In this case, the control device 2 detects the position of the sample W (the holder 55 holding it) that also includes unintended vibration of the sample W detected by the laser interferometer 572, and based on this position, the secondary beam by the high-speed deflector 749. The high-speed deflector 749 may be controlled by determining the deflection direction of the.
以上のように、本実施の形態の電子光学装置70を含む検査装置1では、試料Wが移動している間に、試料Wの移動に同期して、試料Wの同じ部分の二次ビームが二次元センサ7611の同じ部分に入射するように、二次ビームを偏向する高速偏向器749が、二次ビーム像の歪を補正する歪み補正器、及び試料Wの意図しない振動によるコンタミネーションを補正する振動補正器としても機能するので、二次元センサ7611では精度の高い二次ビーム像が得られる。 As described above, in the inspection apparatus 1 including the electron optical device 70 of the present embodiment, while the sample W is moving, the secondary beam of the same portion of the sample W is synchronized with the movement of the sample W. A high-speed deflector 749 that deflects the secondary beam so that it is incident on the same portion of the two-dimensional sensor 7611 includes a distortion corrector that corrects the distortion of the secondary beam image and a contamination caused by unintended vibration of the sample W. Since it also functions as a vibration compensator, the two-dimensional sensor 7611 can obtain a highly accurate secondary beam image.
なお、第1の電圧V1、第2の電圧V2、第3の電圧V3、第4の電圧V4、検出電圧V5は、上記の例に限られず、例えば、V1<V2、V2=V3、V3>V4、V4=V5の関係であってもよく、すなわち、第1の電圧V1を第2の電圧V2及び第3の電圧V3より小さくしてもよい。1次光学系72における第1の高圧基準管701に印加する電圧V1を小さくすると、第1の高圧基準管701における放電リスクを低減できる。即ち、1次光学系は、第1の高圧基準管701内にアパーチャ723があり、このアパーチャ723において電子銃721からのエミッションの50%以上を吸収するので、リーク電流量は大きく、また、リーク電流量の変動も大きい。これに対して、第1の高圧基準管701に印加する第1の電圧V1を小さくすることで、放電のリスクを低減ないし解消できる。 The first voltage V1, the second voltage V2, the third voltage V3, the fourth voltage V4, and the detection voltage V5 are not limited to the above examples, and for example, V1<V2, V2=V3, V3>. The relationship of V4 and V4=V5 may be satisfied, that is, the first voltage V1 may be smaller than the second voltage V2 and the third voltage V3. By reducing the voltage V1 applied to the first high-voltage reference tube 701 in the primary optical system 72, the risk of discharge in the first high-voltage reference tube 701 can be reduced. That is, since the primary optical system has the aperture 723 in the first high-voltage reference tube 701 and absorbs 50% or more of the emission from the electron gun 721 in this aperture 723, the amount of leakage current is large and the leakage current is large. The fluctuation of the amount of current is also large. On the other hand, by reducing the first voltage V1 applied to the first high-voltage reference tube 701, the risk of discharge can be reduced or eliminated.
また、上記の検査装置1において、第4の高圧基準管704に印加する第4の電圧V4を調整する電圧制御装置を設け、第4の電圧V4を可変としてもよい。このとき、第4の電圧V4は、例えば、±1kVの範囲で調整可能としてよい。このように第4の電圧V4を調整することで、検出器761への入射する二次ビームの電子エネルギー(入射エネルギー)を調整できることになる。これによって、二次元センサ7611のゲイン(すなわち、二次ビーム像の輝度)を調整できる。
<ソフトウェアによる再検査シミュレーション>
Further, in the inspection device 1 described above, a voltage control device that adjusts the fourth voltage V4 applied to the fourth high-voltage reference tube 704 may be provided to make the fourth voltage V4 variable. At this time, the fourth voltage V4 may be adjustable in the range of ±1 kV, for example. By adjusting the fourth voltage V4 in this way, the electron energy (incident energy) of the secondary beam incident on the detector 761 can be adjusted. Thereby, the gain of the two-dimensional sensor 7611 (that is, the brightness of the secondary beam image) can be adjusted.
<Software re-inspection simulation>
図3に戻って、上述したように、電子光学装置70は、ステージ装置50に保持された試料である試料Wに面ビームである一次ビームを照射して、それによって試料Wから発生した二次ビームを検出器761に導く。検出器761は、図示しない二次元センサによって二次ビームを捕捉して二次ビーム像の画像を生成し、画像処理部763に出力する。 Returning to FIG. 3, as described above, the electron optical device 70 irradiates the sample W, which is the sample held by the stage device 50, with the primary beam, which is a surface beam, and thereby the secondary beam generated from the sample W. The beam is directed to detector 761. The detector 761 captures the secondary beam by a two-dimensional sensor (not shown), generates an image of the secondary beam image, and outputs the image to the image processing unit 763.
画像処理部763は、検査処理装置として、検出器761から入力された二次ビーム像に対して、像処理フィルタ(平均値(Mean)フィルタ、ガウシアン(Gaussian)フィルタ、中央値(Median)フィルタ等)を用いて画像処理を施し、シェーディング補正をした上で、セル−セル比較、ダイ−ダイ比較、ダイ−データベース比較等の比較処理によって検査を行う。具体的には、画像処理部763は、比較処理において差分が所定の閾値を超える部分を欠陥として検出して、欠陥画像を生成する。 The image processing unit 763 functions as an inspection processing device for an image processing filter (mean value (Mean) filter, Gaussian filter, median value filter, etc.) for the secondary beam image input from the detector 761. ) Is used to perform shading correction, and then inspection is performed by comparison processing such as cell-cell comparison, die-die comparison, and die-database comparison. Specifically, the image processing unit 763 detects a portion where the difference exceeds a predetermined threshold as a defect in the comparison processing, and generates a defect image.
画像処理部763は、設定された検査条件パラメータに従って検査を行う。この検査条件パラメータには、セル−セル比較の場合のセル周期、ダイ−ダイ比較の場合のエッジ許容値、欠陥を検出するための閾値、画像処理フィルタ、シェーディング補正値、ダイ−データベース比較のパラメータ、検出したくない欠陥の分類情報が含まれる。なお、この検出したくない欠陥の分類情報は、検査後にSEMでの撮像を行って分類した結果として得られる。 The image processing unit 763 performs inspection according to the set inspection condition parameters. This inspection condition parameter includes a cell cycle in the case of cell-cell comparison, an edge allowable value in the case of die-die comparison, a threshold value for detecting a defect, an image processing filter, a shading correction value, a parameter of die-database comparison. , Includes defect classification information that is not desired to be detected. It should be noted that this defect classification information that is not desired to be detected is obtained as a result of classification by performing imaging with an SEM after the inspection.
ところで、試料に生じている欠陥を検査する検査装置において、真の欠陥を確実に検出し、かつ、欠陥でない箇所(疑似欠陥)を検出しないようにするためには、検出閾値等の検査条件を変えながら何度も検査を繰り返し、最適な検査条件を決定する必要がある。 By the way, in order to surely detect a true defect and not to detect a non-defective part (pseudo-defect) in an inspection device that inspects a defect generated in a sample, an inspection condition such as a detection threshold is set. It is necessary to repeat the inspection many times while changing it to determine the optimum inspection conditions.
しかしながら、検査を繰り返すと、検査条件の最適化に時間がかかるという問題がある。また、検査を繰り返すことで、試料にダメージが蓄積したり、試料が汚染されたりするといった問題も生じる。 However, when the inspection is repeated, there is a problem that it takes time to optimize the inspection conditions. Further, by repeating the inspection, problems such as damage accumulated on the sample and contamination of the sample occur.
そこで、試料に与えるダメージや試料の汚染を回避して少ない検査回数で検査条件を決定するために、本実施の形態の検査装置1には、シミュレーション装置200が設けられている。画像処理部763は、欠陥画像とそれを生成するのに用いた未処理画像(二次ビーム像)をシミュレーション装置200に出力する。 Therefore, in order to avoid damage to the sample and contamination of the sample and determine the inspection condition with a small number of inspections, the inspection device 1 of the present embodiment is provided with the simulation device 200. The image processing unit 763 outputs the defect image and the unprocessed image (secondary beam image) used to generate the defect image to the simulation device 200.
シミュレーション装置200は、シミュレーション処理部201と、入力部202と、モニタ203と、を備えており、例えば入力手段とモニタと演算処理ユニット、メモリ、記憶装置、入出力ポート等を備えた汎用のコンピュータによって構成される。シミュレーション処理部201は、本実施の形態の検査結果レビュープログラムが演算処理ユニットによって実行されることで実現される。この検査結果レビュープログラムは、ネットワークを通じてシミュレーション装置200に提供されてもよく、シミュレーション装置200が記憶媒体に記憶された検索結果レビュープログラムを読み出すことでシミュレーション装置200に提供されてもよい。このようにして提供された検索結果レビュープログラムは、シミュレーション装置200の記憶装置に記憶され、そこから読み出されて実行されることで、シミュレーション処理部201が構成される。 The simulation apparatus 200 includes a simulation processing unit 201, an input unit 202, and a monitor 203. For example, a general-purpose computer including an input unit, a monitor, an arithmetic processing unit, a memory, a storage device, an input/output port, and the like. Composed by. The simulation processing unit 201 is realized by executing the inspection result review program of the present embodiment by the arithmetic processing unit. This inspection result review program may be provided to the simulation apparatus 200 via a network, or may be provided to the simulation apparatus 200 by the simulation apparatus 200 reading the search result review program stored in the storage medium. The search result review program provided in this manner is stored in the storage device of the simulation device 200, read from the storage device, and executed to configure the simulation processing unit 201.
シミュレーション処理部201は、検査装置100から入力した二次ビーム像に対して、検査条件パラメータを変更しながら、再検査シミュレーションを行い、最適な検査条件パラメータを決定する。シミュレーション処理部201が再検査シミュレーションのために変更する検査条件パラメータには、セル−セル比較の場合のセル周期、ダイ−ダイ比較の場合のエッジ許容値、欠陥を検出するための閾値、画像処理フィルタ、シェーディング補正値、ダイ−データベース比較のパラメータ、検出したくない欠陥の分類情報等が含まれる。 The simulation processing unit 201 performs re-inspection simulation on the secondary beam image input from the inspection apparatus 100 while changing the inspection condition parameters and determines the optimum inspection condition parameters. The inspection condition parameters changed by the simulation processing unit 201 for re-inspection simulation include a cell cycle in the case of cell-cell comparison, an edge allowable value in the case of die-die comparison, a threshold value for detecting a defect, and image processing. It includes a filter, a shading correction value, a parameter for die-database comparison, and classification information of defects that are not desired to be detected.
図7は、シミュレーション装置200の動作を示すフロー図である。まず、電子光学装置70は検査を行い、画像処理部763は検査結果をシミュレーション装置200に出力する(ステップS331)。このとき、画像処理部763は、検査結果とともに、その検査結果を得るのに用いた未処理画像(二次ビーム像)、及び検出したくない欠陥の分類情報もシミュレーション装置200に出力する。シミュレーション装置200では、シミュレーション処理部201がこの検査結果を読み込んで、欠陥画像を生成し、モニタ203に表示する(ステップS332)。 FIG. 7 is a flowchart showing the operation of the simulation device 200. First, the electro-optical device 70 performs an inspection, and the image processing unit 763 outputs the inspection result to the simulation device 200 (step S331). At this time, the image processing unit 763 outputs the inspection result, the unprocessed image (secondary beam image) used to obtain the inspection result, and the defect classification information that is not desired to be detected to the simulation device 200. In the simulation device 200, the simulation processing unit 201 reads the inspection result, generates a defect image, and displays it on the monitor 203 (step S332).
次に、シミュレーション処理部201は、検査条件を変更して再検査シミュレーションを実行し(ステップS333)、それによって得られた再検査結果を出力する(ステップS334)。この再検査シミュレーションでは、電子光学装置70における検査と同様に、検出したくない欠陥の分類情報にある欠陥については検出しないようにする。シミュレーション処理部201は、ステップS334で得られた再検査結果を読み込んで、欠陥画像を生成し、モニタ203に出力する(ステップS335)。 Next, the simulation processing unit 201 changes the inspection condition and executes the re-inspection simulation (step S333), and outputs the re-inspection result obtained thereby (step S334). In this re-inspection simulation, similar to the inspection in the electron optical device 70, the defects in the defect classification information that should not be detected are not detected. The simulation processing unit 201 reads the re-inspection result obtained in step S334, generates a defect image, and outputs it to the monitor 203 (step S335).
次に、この再検査によって得られた欠陥画像を評価することで、検査条件が最適であるかが判断され(ステップS336)、検査条件が最適でなければ(ステップS336でNO)、ステップS333に戻って、検査条件を変更して再検査シミュレーションを実行する(ステップS333)。このように検査条件パラメータを変えながらの再検査シミュレーションを繰り返して、検査条件が最適になったときは(ステップS336でYES)、その最適になった検査条件を電子光学装置70で採用する検査条件として決定し(ステップS337)、処理を終了する。シミュレーション処理部201は、検索条件が最適であるか否かは、例えば、入力部202からの入力に基づいて判断してよい。 Next, by evaluating the defect image obtained by this re-inspection, it is determined whether the inspection conditions are optimum (step S336). If the inspection conditions are not optimum (NO in step S336), the process proceeds to step S333. Returning to this, the inspection condition is changed and the re-inspection simulation is executed (step S333). When the inspection conditions are optimized by repeating the re-inspection simulation while changing the inspection condition parameters in this way (YES in step S336), the optimized inspection conditions are adopted by the electron optical device 70. (Step S337), and the process ends. The simulation processing unit 201 may determine whether or not the search condition is optimum, for example, based on the input from the input unit 202.
以上のように、本実施の形態によれば、電子光学装置70において実際の検査を行ったうえで、シミュレーション装置200で電子光学装置70から出力された欠陥画像及び未処理画像を用いて、検査条件を変えながら検査結果レビューソフトウェアによって再検査シミュレーションを行うので、少ない検査回数で検査条件の最適化が可能となり、検査条件を最適化するための時間を短縮できる。また、電子光学装置70による実際の検査を繰り返す必要がないので、試料へのダメージを減少させることができ、試料の汚染を減少できる。 As described above, according to the present embodiment, after the actual inspection is performed in the electron optical device 70, the inspection is performed using the defect image and the unprocessed image output from the electron optical device 70 in the simulation device 200. Since the re-inspection simulation is performed by the inspection result review software while changing the conditions, the inspection conditions can be optimized with a small number of inspections, and the time for optimizing the inspection conditions can be shortened. Further, since it is not necessary to repeat the actual inspection by the electro-optical device 70, damage to the sample can be reduced and contamination of the sample can be reduced.
<欠陥検査時と同じステージ装置及び電子光学装置を用いた欠陥のレビュー>
本実施の形態では、制御装置2は、ステージ装置50及び電子光学装置70を動作させて欠陥検査を行うとともに、画像処理部763が出力する欠陥に関する情報に基づいて当該ステージ装置50及び電子光学装置70を動作させてさらに欠陥の詳しい検査(レビュー)を行う。
<Review of defects using the same stage device and electro-optical device as in defect inspection>
In the present embodiment, the control device 2 operates the stage device 50 and the electro-optical device 70 to perform a defect inspection, and based on the information regarding the defect output from the image processing unit 763, the stage device 50 and the electro-optical device. 70 is operated to further perform a detailed inspection (review) of the defect.
より詳しくは、制御装置2は、まず初めに図5に示すように、ステージ装置50の連続的な移動による試料Wの移動と高速偏向器749による二次ビームの軌道の偏向とを同期させて制御することで、二次元センサ7611上で二次ビームの像を停止させ、その同期期間中にウエハWの同じ検出領域の像を二次元センサ7611の同じ部分に投影させる。このようにして、試料Wの欠陥検査が行われる。二次元センサ7611は、撮像結果を画像信号として出力する。図8に示すように、試料Wが検査ダイD1及び参照ダイD2を含む場合、二次元センサ7611が出力する画像信号には、検査ダイD1の画像情報(第1検査画像信号)及び参照ダイD2の画像情報(第2検査画像信号)が含まれる。 More specifically, as shown in FIG. 5, the controller 2 first synchronizes the movement of the sample W by the continuous movement of the stage device 50 and the deflection of the trajectory of the secondary beam by the high-speed deflector 749. By controlling, the image of the secondary beam is stopped on the two-dimensional sensor 7611, and the image of the same detection region of the wafer W is projected on the same portion of the two-dimensional sensor 7611 during the synchronization period. In this way, the defect inspection of the sample W is performed. The two-dimensional sensor 7611 outputs the imaging result as an image signal. As shown in FIG. 8, when the sample W includes the inspection die D1 and the reference die D2, the image signal output from the two-dimensional sensor 7611 includes the image information of the inspection die D1 (first inspection image signal) and the reference die D2. Image information (second inspection image signal) is included.
画像処理部763は、二次元センサ7611が出力した画像信号を画像処理して欠陥に関する情報を出力する。具体的には、例えば、画像処理部763は、検査ダイD1の画像情報(第1画像信号)と参照ダイD2の画像情報(第2画像信号)とを比較して、その差分が所定の閾値を超える部分を欠陥として検出し、検査ダイD1及び参照ダイD2における欠陥箇所の座標(位置)及びパッチ画像を制御装置2のメモリに記憶する。 The image processing unit 763 performs image processing on the image signal output by the two-dimensional sensor 7611 and outputs information regarding the defect. Specifically, for example, the image processing unit 763 compares the image information (first image signal) of the inspection die D1 with the image information (second image signal) of the reference die D2, and the difference is a predetermined threshold value. The part exceeding the above is detected as a defect, and the coordinates (position) of the defective portion in the inspection die D1 and the reference die D2 and the patch image are stored in the memory of the control device 2.
次に、制御装置2は、2次光学系74の倍率を欠陥検査時より高い倍率に設定する。例えば、制御装置2は、欠陥検査時の倍率が900倍であるのに対し、レビュー時の倍率を1100〜1500倍に設定する。2次光学系74の倍率を高く設定できるのは、次の理由による。すなわち、検査時は、試料Wを高速に撮像する必要があるため、倍率を高くすると十分な電子数/pxを確保できない可能性がある。したがって、2次光学系74の倍率を検査速度が現実的な条件となるような値に抑える必要がある。一方、レビュー時は、撮像箇所が検査時より少ないため、一欠陥あたりの撮像を、移動を含めて数秒〜10秒以内に行うことができればよい。したがって、高倍率であっても十分な電子数/pxを確保することができ、これにより良好な画像を取得できる。 Next, the control device 2 sets the magnification of the secondary optical system 74 to a higher magnification than that at the time of defect inspection. For example, the control device 2 sets the magnification at the time of review to 1100 to 1500 times, while the magnification at the time of defect inspection is 900 times. The reason why the magnification of the secondary optical system 74 can be set high is as follows. That is, since it is necessary to image the sample W at a high speed during the inspection, there is a possibility that a sufficient number of electrons/px cannot be secured if the magnification is increased. Therefore, it is necessary to suppress the magnification of the secondary optical system 74 to a value that makes the inspection speed a realistic condition. On the other hand, at the time of review, since the number of imaged portions is smaller than that at the time of inspection, it is sufficient that the image pickup for each defect can be performed within several seconds to 10 seconds including the movement. Therefore, it is possible to secure a sufficient number of electrons/px even at a high magnification, whereby a good image can be acquired.
制御装置2は、二次元センサ7611の有効画素数を欠陥検査時より多い画素数に設定してもよい。この場合、欠陥箇所をより高い解像度で撮像することできる。 The control device 2 may set the number of effective pixels of the two-dimensional sensor 7611 to be larger than that in the defect inspection. In this case, the defective portion can be imaged with higher resolution.
次に、制御装置2は、メモリに記憶された検査ダイD1における一欠陥の座標(位置)情報に基づいてステージ装置50を動作させることで、検査ダイD1の当該一欠陥を含む領域に一次ビームが照射されるような位置まで試料Wを移動させ、そこでステージ装置50の動作を停止させる。そして、試料Wに面ビームである一次ビームを照射する。この時、制御装置2は、ステージ装置50の動作を停止させるともに、高速偏向器749による偏向方向及び偏向量を一定に維持することで、二次元センサ7611上で二次ビームの像を停止させ、検査ダイD1の一欠陥を含む領域の像を二次元センサ7611の同じ部分に投影させる。二次元センサ7611は、撮像結果を画像信号(第1レビュー画像信号)として出力する。 Next, the control device 2 operates the stage device 50 based on the coordinate (position) information of the one defect in the inspection die D1 stored in the memory, so that the primary beam is applied to the region including the one defect in the inspection die D1. The sample W is moved to a position where the irradiation is performed, and the operation of the stage device 50 is stopped there. Then, the sample W is irradiated with a primary beam which is a surface beam. At this time, the control device 2 stops the operation of the stage device 50 and at the same time maintains the deflection direction and the deflection amount by the high-speed deflector 749 to stop the image of the secondary beam on the two-dimensional sensor 7611. , An image of an area including one defect of the inspection die D1 is projected on the same portion of the two-dimensional sensor 7611. The two-dimensional sensor 7611 outputs the imaging result as an image signal (first review image signal).
次に、制御装置2は、メモリに記憶された参照ダイD2における一欠陥の座標(位置)情報に基づいてステージ装置50を動作させることで、参照ダイD2の当該一欠陥を含む領域に一次ビームが照射されるような位置まで試料Wを移動させ、そこでステージ装置50の動作を停止させる。そして、試料Wに面ビームである一次ビームを照射する。この時、制御装置2は、ステージ装置50の動作を停止させるともに、高速偏向器749による偏向方向及び偏向量を一定に維持することで、二次元センサ7611上で二次ビームの像を停止させ、参照ダイD2の一欠陥を含む領域の像を二次元センサ7611の同じ部分に投影させる。二次元センサ7611は、撮像結果を画像信号(第2レビュー画像信号)として出力する。 Next, the control device 2 operates the stage device 50 based on the coordinate (position) information of one defect in the reference die D2 stored in the memory, so that the primary beam is applied to an area of the reference die D2 including the one defect. The sample W is moved to a position where the irradiation is performed, and the operation of the stage device 50 is stopped there. Then, the sample W is irradiated with a primary beam which is a surface beam. At this time, the control device 2 stops the operation of the stage device 50 and at the same time maintains the deflection direction and the deflection amount by the high-speed deflector 749 to stop the image of the secondary beam on the two-dimensional sensor 7611. , An image of a region including one defect of the reference die D2 is projected on the same portion of the two-dimensional sensor 7611. The two-dimensional sensor 7611 outputs the imaging result as an image signal (second review image signal).
制御装置2は、ステージ装置50及び電子光学装置70の動作を制御して、このようなステップアンドリピート動作によるレビュー画像の取得を、欠陥検査時に検出された欠陥箇所ごとに繰り返し行う。なお、欠陥箇所ごとに順番に検査ダイD1の撮像と参照ダイD2の撮像とを交互に行ってもよいし、検査ダイD1及び参照ダイD2のうち一方のダイの欠陥箇所を順番に撮像した後に他方のダイの欠陥箇所を順番に撮像してもよい。 The control device 2 controls the operations of the stage device 50 and the electro-optical device 70, and repeatedly obtains the review image by such a step-and-repeat operation for each defective portion detected during the defect inspection. The inspection die D1 and the reference die D2 may be alternately imaged in order for each defective portion, or after the defective portion of one of the inspection die D1 and the reference die D2 is sequentially imaged. The defective portion of the other die may be imaged in order.
本実施の形態では、欠陥検査時と同じステージ装置50及び電子光学装置70を使用して欠陥のレビューを行うことで、試料Wの再アライメントが不要となり、高い座標位置精度を実現することができる。また、レビュー時に2次元センサ7611を使用して撮像を行うため、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用する場合と比べて高速でのレビューが可能である。 In the present embodiment, the same stage device 50 and electron optical device 70 used for defect inspection are used to review defects, so that realignment of the sample W is unnecessary and high coordinate position accuracy can be realized. .. In addition, since the two-dimensional sensor 7611 is used for imaging at the time of review, the review can be performed at a higher speed than in the case of using a scanning electron microscope (SEM).
また、レビュー時は、欠陥箇所ごとにステージ装置50の移動を停止させて検出器761による撮像を行うことで、二次ビームの偏向やステージ相違50の振動により2次元センサ7611上で二次ビームの像がぶれてしまうことを低減できる。したがって、欠陥箇所について、より鮮明な像を取得することが可能である。 Further, at the time of review, the movement of the stage device 50 is stopped for each defective portion and imaging is performed by the detector 761, so that the secondary beam is deflected on the two-dimensional sensor 7611 due to the deflection of the secondary beam and the vibration of the stage difference 50. It is possible to reduce the blurring of the image of. Therefore, it is possible to obtain a clearer image of the defective portion.
次に、画像処理部763は、欠陥箇所ごとに検査ダイD1の画像情報(第1レビュー画像信号)と参照ダイD2の画像情報(第2レビュー画像信号)とを比較して、欠陥箇所における画像信号の差分が所定の閾値を超えるか否かを判断する。所定の閾値を越える場合は、その欠陥が真の欠陥であると判断し、所定の閾値を越えない場合は、その欠陥が偽の欠陥であると判断する。そして、真の欠陥であると判断した場合、検査ダイD1の欠陥検査時の画像情報(第1検査画像信号)とレビュー時の画像情報(第1レビュー画像信号)とを比較するとともに、参照ダイD2の欠陥検査時の画像情報(第2検査画像信号)とレビュー時の画像情報(第2レビュー画像信号)とを比較することで、真の欠陥が検査ダイD1及び参照ダイD2のどちらにあるのかの判断を行い、真の欠陥が存在しているダイを特定する。この判断は、オペレータが行ってもよいし、画像処理プログラムが自動で行ってもよい。オペレータが行う場合は、第1画像情報と第2画像情報とをモニタに表示して行う。一方、画像処理プログラムが自動で行う場合は、該当部位の輝度異常・形状変形等が周囲に比べて大きいほうを欠陥部位として判断する。この判断方法は多種あり、場合によって異なるアルゴリズムを使用すること、または複数のアルゴリズムを組み合わせて使用することが可能である。 Next, the image processing unit 763 compares the image information of the inspection die D1 (first review image signal) with the image information of the reference die D2 (second review image signal) for each defective portion, and the image at the defective portion is compared. It is determined whether or not the signal difference exceeds a predetermined threshold. If it exceeds a predetermined threshold value, it is determined that the defect is a true defect, and if it does not exceed the predetermined threshold value, it is determined that the defect is a false defect. When it is determined that the defect is a true defect, the image information (first inspection image signal) at the time of defect inspection of the inspection die D1 is compared with the image information (first review image signal) at the time of review, and the reference die By comparing the image information (second inspection image signal) at the time of defect inspection of D2 and the image information at the time of review (second review image signal), a true defect exists in either the inspection die D1 or the reference die D2. And the die where the true defect exists are identified. This determination may be made by the operator or automatically by the image processing program. When the operator performs it, the first image information and the second image information are displayed on the monitor. On the other hand, in the case where the image processing program automatically performs, the one in which the abnormal brightness, the shape deformation, and the like of the corresponding portion are larger than the surrounding area is determined as the defective portion. There are various methods for this determination, and different algorithms can be used in some cases, or a plurality of algorithms can be used in combination.
制御装置2は、欠陥検査時に検出した欠陥箇所ごとに、それが真の欠陥であるか偽の欠陥であるか、真の欠陥である場合には、検査ダイD1及び参照ダイD2のどちらにあるのか、といった分類情報を制御装置2のメモリに記憶する。真の欠陥である場合には、その欠陥の色(黒/白の階調)や大きさが画像処理部763により測定され、分類情報として制御装置2のメモリに記憶されてもよい。 For each defect location detected during defect inspection, the control device 2 is either a true defect or a false defect, and if it is a true defect, it is in either the inspection die D1 or the reference die D2. Whether or not the classification information is stored in the memory of the control device 2. When the defect is a true defect, the color (black/white gradation) or size of the defect may be measured by the image processing unit 763 and stored in the memory of the control device 2 as classification information.
ところで、従来、露光されたウエハ等の回路パターンの欠陥を検査する手順としては、まず初めに低倍率の光学方式の欠陥検査装置で欠陥の存在する座標情報(位置)を検出し、該欠陥をさらに詳細に検査する場合には、欠陥を有する検査試料(ウエハ)自体を、走査型電子顕微鏡(SEM)や高解像の光学顕微鏡を備えたレビューステーションと呼ばれる別の装置に搬送し、人間が欠陥候補点を観察、目視判定を行っていた。 By the way, conventionally, as a procedure for inspecting a defect in a circuit pattern of an exposed wafer or the like, first, coordinate information (position) at which the defect exists is detected by a defect inspection apparatus of a low magnification optical system, and the defect is detected. For more detailed inspection, the inspection sample (wafer) itself having a defect is transferred to another device called a review station equipped with a scanning electron microscope (SEM) or a high-resolution optical microscope, and a human being The defect candidate points were observed and visually judged.
このような従来の手順においては、欠陥をさらに詳しく調べるためには、検査試料を欠陥検査装置からレビューステーションに搬送しなければならないため、欠陥の位置を正確に表示させるためのアライメントを行う必要があり、作業が複雑であるとともに時間がかかるという問題があった。 In such a conventional procedure, the inspection sample must be transported from the defect inspection apparatus to the review station in order to examine the defect in more detail, and thus it is necessary to perform alignment for accurately displaying the position of the defect. However, there is a problem that the work is complicated and takes time.
一方、本実施の形態によれば、欠陥検査時と同じステージ装置50及び電子光学装置70を使用して欠陥のレビューを行うため、試料Wの再アライメントが不要であり、高い座標位置精度を実現できる。また、2次元センサ7611を使用して撮像を行うため、走査型電子顕微鏡(SEM)を使用する場合と比べて高速でのレビューが可能である。 On the other hand, according to the present embodiment, since the defect is reviewed using the same stage device 50 and the electro-optical device 70 as in the defect inspection, the realignment of the sample W is unnecessary, and high coordinate position accuracy is realized. it can. Further, since imaging is performed using the two-dimensional sensor 7611, the review can be performed at a higher speed than in the case where a scanning electron microscope (SEM) is used.
また、本実施の形態によれば、レビュー時には、2次光学系74の倍率を欠陥検査時より高くして検出器761による撮像を行うため、欠陥箇所について、より高い解像度の撮像が可能である。 Further, according to the present embodiment, the image pickup by the detector 761 is performed by setting the magnification of the secondary optical system 74 to be higher than that in the defect inspection at the time of review, so that the defect portion can be imaged at higher resolution. ..
また、本実施の形態によれば、レビュー時には、欠陥箇所ごとにステージ装置50の移動を停止させて検出器761による撮像を行うため、二次ビームの偏向やステージ装置50の振動により2次元センサ7611上で二次ビームの像がぶれてしまうことを低減できる。これにより、欠陥箇所について、より鮮明な像を取得することが可能である。 Further, according to the present embodiment, at the time of review, the movement of the stage device 50 is stopped for each defective portion and the image is picked up by the detector 761. The blurring of the image of the secondary beam on the 7611 can be reduced. This makes it possible to obtain a clearer image of the defective portion.
1:検査装置、2:制御装置、30:主ハウジング、50:ステージ装置、55:ホルダ、571:ミラー、572:レーザ干渉計、70:電子光学装置、761:検出器、7611:二次元センサ、763:画像処理部、72:1次光学系、74:2次光学系、7211:レーザ光源、7212:電光面カソード、722:レンズ、701:第1の高圧基準管、702:第2の高圧基準管、703:第3の高圧基準管、704:第4の高圧基準管、749:高速偏向器、742:NAアパーチャ、726:E×Bフィルタ、750:中間電極、90:偏向制御装置 1: Inspection device, 2: Control device, 30: Main housing, 50: Stage device, 55: Holder, 571: Mirror, 572: Laser interferometer, 70: Electro-optical device, 761: Detector, 7611: Two-dimensional sensor , 763: image processing unit, 72: primary optical system, 74: secondary optical system, 7211: laser light source, 7212: light emitting surface cathode, 722: lens, 701: first high-voltage reference tube, 702: second High-voltage reference tube, 703: third high-voltage reference tube, 704: fourth high-voltage reference tube, 749: high-speed deflector, 742: NA aperture, 726: E×B filter, 750: intermediate electrode, 90: deflection control device
Claims (3)
試料を載置して連続的に移動するステージ装置と、
電子光学装置と、
前記ステージ装置及び前記電子光学装置の動作を制御する制御装置と、を備え、
前記電子光学装置は、
前記ステージ装置上の前記試料に対して一次ビームを照射する1次光学系と、
前記一次ビームを前記試料に照射することで前記試料から発生した二次ビームの像を生成する二次元センサを含む検出器と、
前記二次ビームを前記二次元センサに導く2次光学系と、を有し、
前記2次光学系は、前記ステージ装置の移動に同期して、前記ステージ装置の移動によって前記試料が移動している間に、前記試料の同じ部分から発生した二次ビームが前記二次元センサの同じ部分に入射するように、多極子によって重畳電界を発生させることで前記二次ビームを偏向する偏向器を含み、
前記二次元センサは、前記二次ビームの電子を光に変換することなく直接検出して画像信号を出力するEB(Electron Bombardment)半導体センサであり、
前記1次光学系は、プレチャージの帯電用電子ビームと撮像電子ビームの双方の照射を行い、
前記二次元センサは、EB−CMOS、EB−CCD及びEB−TDIのいずれかであり、
前記電子光学装置は、前記二次元センサが出力した画像信号を画像処理して欠陥に関する情報を出力する画像処理部をさらに有し、
前記制御装置は、前記ステージ装置及び前記電子光学装置を動作させて欠陥検査を行うとともに、前記画像処理部が出力する欠陥に関する情報に基づいて前記ステージ及び前記電子光学装置を動作させて欠陥のレビューを行い、
前記制御装置は、レビュー時には、欠陥箇所ごとに前記ステージ装置の移動を停止させて前記検出器による撮像を行うことを特徴とする検査装置。 An inspection device for inspecting a sample,
A stage device that mounts a sample and moves continuously,
An electro-optical device,
A controller for controlling the operations of the stage device and the electro-optical device,
The electro-optical device,
A primary optical system for irradiating the sample on the stage device with a primary beam;
A detector including a two-dimensional sensor that generates an image of a secondary beam generated from the sample by irradiating the sample with the primary beam,
A secondary optical system that guides the secondary beam to the two-dimensional sensor,
The secondary optical system synchronizes with the movement of the stage device, and while the sample is being moved by the movement of the stage device, a secondary beam generated from the same part of the sample is emitted from the two-dimensional sensor. A deflector for deflecting the secondary beam by generating a superposed electric field by a multipole so that it is incident on the same portion,
The two-dimensional sensor is an EB (Electron Bombardment) semiconductor sensor that directly detects the electrons of the secondary beam without converting the electrons into light and outputs an image signal.
Said primary optical system, have both line irradiation of the charged electron beam and imaging the electron beam of the pre-charge,
The two-dimensional sensor is any one of EB-CMOS, EB-CCD and EB-TDI,
The electro-optical device further includes an image processing unit that performs image processing on the image signal output by the two-dimensional sensor and outputs information regarding a defect,
The control device operates the stage device and the electro-optical device to perform a defect inspection, and also operates the stage and the electro-optical device based on information about the defect output from the image processing unit to review the defect. And then
The inspection apparatus is characterized in that, at the time of review, the control apparatus stops the movement of the stage apparatus for each defective portion and performs imaging by the detector .
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