JPH07208964A - 回路パターン検査装置及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置 - Google Patents
回路パターン検査装置及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置Info
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- JPH07208964A JPH07208964A JP221594A JP221594A JPH07208964A JP H07208964 A JPH07208964 A JP H07208964A JP 221594 A JP221594 A JP 221594A JP 221594 A JP221594 A JP 221594A JP H07208964 A JPH07208964 A JP H07208964A
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- G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
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- G03F1/82—Auxiliary processes, e.g. cleaning or inspecting
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- G03F1/86—Inspecting by charged particle beam [CPB]
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/022—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by means of tv-camera scanning
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- H—ELECTRICITY
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/20—Positioning, supporting, modifying or maintaining the physical state of objects being observed or treated
- H01J2237/204—Means for introducing and/or outputting objects
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- H01J2237/26—Electron or ion microscopes
- H01J2237/28—Scanning microscopes
- H01J2237/2813—Scanning microscopes characterised by the application
- H01J2237/2817—Pattern inspection
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】微細な回路パターンの検査を高速に行える検査
装置及び方法並びに回路パターン配置を提供することを
目的とする。 【構成】 検査すべき回路パターンを回転軸（３２）に
回転対称となるように載置する回転可能なステージ（３
０）と、前記回転軸を通る直線上に設けられ、前記回路
走査する複数個のセンサ（１０、１５1 〜１５ｎ、２
０）と、該複数個のセンサの出力信号を処理して前記回
路パターンが正常かどうかを判断する信号処理手段（４
０、４０Ａ）とを有する構成である。
装置及び方法並びに回路パターン配置を提供することを
目的とする。 【構成】 検査すべき回路パターンを回転軸（３２）に
回転対称となるように載置する回転可能なステージ（３
０）と、前記回転軸を通る直線上に設けられ、前記回路
走査する複数個のセンサ（１０、１５1 〜１５ｎ、２
０）と、該複数個のセンサの出力信号を処理して前記回
路パターンが正常かどうかを判断する信号処理手段（４
０、４０Ａ）とを有する構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造行程におけるパターン検査に関する。
製造行程におけるパターン検査に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路の微細化に伴い、集積回
路の回路パターンや回路パターンを露光するためのマス
クやレチクル等のパターン検査が困難になっている。
路の回路パターンや回路パターンを露光するためのマス
クやレチクル等のパターン検査が困難になっている。
【０００３】従来、上記パターン検査は走査型電子顕微
鏡（ＳＥＭ）で回路パターンを観測し、観測結果を予め
記憶しておいた正常なパターンによる観測結果と比較し
たり、データベースと比較している。通常、走査型電子
顕微鏡による観測はチャージアップを避けるために、加
速電圧１ｋＶ以下の低加速電圧で行われている。
鏡（ＳＥＭ）で回路パターンを観測し、観測結果を予め
記憶しておいた正常なパターンによる観測結果と比較し
たり、データベースと比較している。通常、走査型電子
顕微鏡による観測はチャージアップを避けるために、加
速電圧１ｋＶ以下の低加速電圧で行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低加速
電圧では電子ビーム径の縮小と大きなビーム電流及び広
い視野とを両立させることは困難である。
電圧では電子ビーム径の縮小と大きなビーム電流及び広
い視野とを両立させることは困難である。
【０００５】近年、小さな電子ビーム径と大ビーム径の
縮小を両立させる方式として、電子顕微鏡の教頭全体を
スケーリングして小型化する方式が提案されている。し
かしながら、この場合は広い視野を得ることは困難であ
り、またステージ移動回数が増加し、そのため検査の高
速化が困難になる。
縮小を両立させる方式として、電子顕微鏡の教頭全体を
スケーリングして小型化する方式が提案されている。し
かしながら、この場合は広い視野を得ることは困難であ
り、またステージ移動回数が増加し、そのため検査の高
速化が困難になる。
【０００６】従って、本発明は上記従来の問題点を解決
し、微細な回路パターンの検査を高速に行える検査装置
及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置を提
供することを目的とする。
し、微細な回路パターンの検査を高速に行える検査装置
及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理を
説明するための図である。
説明するための図である。
【０００８】回転軸３２を中心に回転可能なステージ３
０上に、同一回路パターンを有する被検査対象１〜ｎ
（ｎは整数）を回転軸３２に対して対称となるように配
置する。図示する例では、被検査対象１〜ｎはウェハで
あり、それぞれのオリエンテーションフラットが外向き
となるように配置されている。また、一組の第１のセン
サ１０及び第２のセンサ２０が、回転軸３２を通るステ
ージ３０の径方向に移動可能に設けられている。より詳
細には、第１のセンサ１０及び第２のセンサ２０は、回
転軸３２を中心にこれから最も近い位置ｒｍｉｎと最も
遠い位置ｒｍａｘとの間を移動できる。検査時、第１の
センサ１０及び第２のセンサ２０は、回転軸３２から等
しい距離ｒに位置するように外側に移動し、２つの被検
査対象（図１の場合では、被検査対象２とｎ−２）上の
点を観測する。信号処理回路４０は第１のセンサ１０の
出力信号Ｓ１及び第２のセンサ出力信号Ｓ２とを比較
し、回路パターンが正常かどうかを検査し、検査出力信
号を出力する。
０上に、同一回路パターンを有する被検査対象１〜ｎ
（ｎは整数）を回転軸３２に対して対称となるように配
置する。図示する例では、被検査対象１〜ｎはウェハで
あり、それぞれのオリエンテーションフラットが外向き
となるように配置されている。また、一組の第１のセン
サ１０及び第２のセンサ２０が、回転軸３２を通るステ
ージ３０の径方向に移動可能に設けられている。より詳
細には、第１のセンサ１０及び第２のセンサ２０は、回
転軸３２を中心にこれから最も近い位置ｒｍｉｎと最も
遠い位置ｒｍａｘとの間を移動できる。検査時、第１の
センサ１０及び第２のセンサ２０は、回転軸３２から等
しい距離ｒに位置するように外側に移動し、２つの被検
査対象（図１の場合では、被検査対象２とｎ−２）上の
点を観測する。信号処理回路４０は第１のセンサ１０の
出力信号Ｓ１及び第２のセンサ出力信号Ｓ２とを比較
し、回路パターンが正常かどうかを検査し、検査出力信
号を出力する。
【０００９】なお、センサは２つに限られず、被検査対
象の数に等しいかまたはその約数個設けてもよい。この
場合にも、複数組のセンサは、回転軸３２を通るステー
ジ３０の径方向に移動可能に設けられる。
象の数に等しいかまたはその約数個設けてもよい。この
場合にも、複数組のセンサは、回転軸３２を通るステー
ジ３０の径方向に移動可能に設けられる。
【００１０】
【作用】図２は、図１に示す構成の動作を示す波形図で
ある。
ある。
【００１１】図２（Ａ）に示すように、時刻０からｔｅ
ｎｄまでの検査時、第１のセンサ１０及び第２のセンサ
２０は、ｒｍａｘの位置からｒｍｉｎの位置まで定速度
で移動する。また図２（Ｂ）に示すように、ステージ３
０は定速度で回転する。この状態で得られる第１のセン
サ１０の出力信号Ｓ１の波形を図２（Ｃ）に示し、第２
のセンサ２０の出力信号Ｓ２の波形を図２（Ｄ）に示
す。ｎ個の被検査対象は同一回路パターンを有するの
で、回路パターンが正常に形成されていれば第１のセン
サ１０及び第２のセンサ２０の出力信号波形は同一であ
る。図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）では同一部分の拡大した
信号波形を示しているが、２つの被検査対象の少なくと
も一方の回路パターンが異常であるため、両者の出力信
号波形は異なっている。
ｎｄまでの検査時、第１のセンサ１０及び第２のセンサ
２０は、ｒｍａｘの位置からｒｍｉｎの位置まで定速度
で移動する。また図２（Ｂ）に示すように、ステージ３
０は定速度で回転する。この状態で得られる第１のセン
サ１０の出力信号Ｓ１の波形を図２（Ｃ）に示し、第２
のセンサ２０の出力信号Ｓ２の波形を図２（Ｄ）に示
す。ｎ個の被検査対象は同一回路パターンを有するの
で、回路パターンが正常に形成されていれば第１のセン
サ１０及び第２のセンサ２０の出力信号波形は同一であ
る。図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）では同一部分の拡大した
信号波形を示しているが、２つの被検査対象の少なくと
も一方の回路パターンが異常であるため、両者の出力信
号波形は異なっている。
【００１２】図２（Ｅ）は、図１の信号処理回路４０の
動作を示す。センサ出力信号Ｓ１及びＳ２は、第１のセ
ンサ１０及び第２のセンサ２０の走査の開始時（ｔ＝
０）から終了（ｔ＝ｔｅｎｄ）まで激しくレベルが変動
するが、ほとんどの箇所でしきい値Ｓｔｈ及び−Ｓｔｈ
の範囲内におさまる。パターンに相違がある場合、Ｓ１
−Ｓ２はしきい値の範囲からはみでるため、パターンの
異常を検出できる。また、異常パターンの位置は、セン
サ位置ｒとステージ３０の回転角θで特定できる。
動作を示す。センサ出力信号Ｓ１及びＳ２は、第１のセ
ンサ１０及び第２のセンサ２０の走査の開始時（ｔ＝
０）から終了（ｔ＝ｔｅｎｄ）まで激しくレベルが変動
するが、ほとんどの箇所でしきい値Ｓｔｈ及び−Ｓｔｈ
の範囲内におさまる。パターンに相違がある場合、Ｓ１
−Ｓ２はしきい値の範囲からはみでるため、パターンの
異常を検出できる。また、異常パターンの位置は、セン
サ位置ｒとステージ３０の回転角θで特定できる。
【００１３】なお、図２（Ｅ）に示す場合、信号処理回
路４０はアナログの出力信号Ｓ１及びＳ２の差分としき
い値±Ｓｔｈと比較することでパターンの異常を検出し
ているが、この動作に限定されない。例えば、出力信号
Ｓ１及びＳ２を比較して二値化又は三値化した結果を比
較してもよい。また、アナログの出力信号Ｓ１及びＳ２
をＡ／Ｄ変換した結果を比較してもよい。
路４０はアナログの出力信号Ｓ１及びＳ２の差分としき
い値±Ｓｔｈと比較することでパターンの異常を検出し
ているが、この動作に限定されない。例えば、出力信号
Ｓ１及びＳ２を比較して二値化又は三値化した結果を比
較してもよい。また、アナログの出力信号Ｓ１及びＳ２
をＡ／Ｄ変換した結果を比較してもよい。
【００１４】さらに、後述するように、１つのウェハ内
の回路パターンの検査を行うこともできる。
の回路パターンの検査を行うこともできる。
【００１５】なお、上記構成により、視野の狭い小型化
された鏡筒を持った走査型電子顕微鏡を第１のセンサ１
０及び第２のセンサ２０として用いることができる。例
えば、回路パターンを０．０５μｍの分解能で検査をす
る場合を想定する。ここで、小型化された鏡筒を持った
走査型電子顕微鏡においては、電子ビームの偏向は、当
該電子ビーム位置の補正に限って適用するものとする。
５０ＭＨｚのレートで検査を行うものとして、ｒｍａｘ
の位置で０．０５μｍの分解能を得るためには、ステー
ジ３０の回転速度をＮ（ｒｐｓ）とし、第１のセンサ１
０及び第２のセンサ２０の径方向移動速度をＶ（μｍ／
ｓ）とすると、 Ｎ＝（５０×１０6 ×０．０５×１０-6（ｍ）） ／π×８（インチ） ＝４．０５ Ｖ＝２×Ｎ×０．０５×１０-6（ｍ／ｓ） ＝０．４（μｍ／ｓ） となる。すなわち、ステージ３０を４回回転させる間に
センサ１０及び２０をそれぞれ０．４（μｍ／ｓ）で移
動させれば良い。このように、被検査対象を回転させ、
センサ１０及び２０をゆっくりと移動させることによ
り、電子ビームの偏向を行わなくても０．０５μｍの分
解能のパターン検査を実行することができる。
された鏡筒を持った走査型電子顕微鏡を第１のセンサ１
０及び第２のセンサ２０として用いることができる。例
えば、回路パターンを０．０５μｍの分解能で検査をす
る場合を想定する。ここで、小型化された鏡筒を持った
走査型電子顕微鏡においては、電子ビームの偏向は、当
該電子ビーム位置の補正に限って適用するものとする。
５０ＭＨｚのレートで検査を行うものとして、ｒｍａｘ
の位置で０．０５μｍの分解能を得るためには、ステー
ジ３０の回転速度をＮ（ｒｐｓ）とし、第１のセンサ１
０及び第２のセンサ２０の径方向移動速度をＶ（μｍ／
ｓ）とすると、 Ｎ＝（５０×１０6 ×０．０５×１０-6（ｍ）） ／π×８（インチ） ＝４．０５ Ｖ＝２×Ｎ×０．０５×１０-6（ｍ／ｓ） ＝０．４（μｍ／ｓ） となる。すなわち、ステージ３０を４回回転させる間に
センサ１０及び２０をそれぞれ０．４（μｍ／ｓ）で移
動させれば良い。このように、被検査対象を回転させ、
センサ１０及び２０をゆっくりと移動させることによ
り、電子ビームの偏向を行わなくても０．０５μｍの分
解能のパターン検査を実行することができる。
【００１６】なお、レートを５０ＭＨｚよりも高くする
ためには、ステージ３０の回転速度及び／又はセンサの
組数を増やせば良い。
ためには、ステージ３０の回転速度及び／又はセンサの
組数を増やせば良い。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例として、第１のセン
サ１０及び第２のセンサ２０として二次電子（反射電
子）検出器と内臓した電子ビーム収束鏡筒を用いた５イ
ンチウェハの検査装置を説明する。
サ１０及び第２のセンサ２０として二次電子（反射電
子）検出器と内臓した電子ビーム収束鏡筒を用いた５イ
ンチウェハの検査装置を説明する。
【００１８】機構系１００ 図３は、この検査装置の機構系１００を示す図である。
【００１９】機構系１００は、回転ステージ５２、セン
サ５４、センサステージ５６、試料室（高真空チェン
バ）５８からなる検査機構１１０と、ウェハロード機構
６０、ロードロック室６２、ゲートバルブ６４からなる
ロードロック機構１２０と、ロータリポンプ６６、ター
ボ分子ポンプ６８、第１のバルブ７０、第２のバルブ７
２からなる真空排気機構１３０と、全体の構造を保持す
る架台１４０から構成される。尚便宜上、もう一方のセ
ンサの図示は省略してある。
サ５４、センサステージ５６、試料室（高真空チェン
バ）５８からなる検査機構１１０と、ウェハロード機構
６０、ロードロック室６２、ゲートバルブ６４からなる
ロードロック機構１２０と、ロータリポンプ６６、ター
ボ分子ポンプ６８、第１のバルブ７０、第２のバルブ７
２からなる真空排気機構１３０と、全体の構造を保持す
る架台１４０から構成される。尚便宜上、もう一方のセ
ンサの図示は省略してある。
【００２０】検査機構系１００は、試料室（高真空チェ
ンバ）５８の中に格納されている。検査機構系１００
は、ロードロック室６２と、ゲートバルブ６４で接続さ
れ、ターボ分子ポンプ６８によって超高真空に排気され
る。試料室５８の底面には、市販の５０ｌ／ｓｅｃクラ
スのターボ分子ポンプを４機程度接続する事は容易にで
きる。２００ｌ／ｓｅｃ程度の排気速度が得られた場
合、ウェハを６枚程度回転ステージ５２に搭載しても、
数分で１０-5Pa台の真空度を得ることが可能である。
ンバ）５８の中に格納されている。検査機構系１００
は、ロードロック室６２と、ゲートバルブ６４で接続さ
れ、ターボ分子ポンプ６８によって超高真空に排気され
る。試料室５８の底面には、市販の５０ｌ／ｓｅｃクラ
スのターボ分子ポンプを４機程度接続する事は容易にで
きる。２００ｌ／ｓｅｃ程度の排気速度が得られた場
合、ウェハを６枚程度回転ステージ５２に搭載しても、
数分で１０-5Pa台の真空度を得ることが可能である。
【００２１】回転ステージ５２は、磁性流体で真空シー
ルを行い、エアスピンドルで保持する構造とすることに
より、５０ｎｍ程度の軸ズレを実現できる。また、回転
ステージ５２の駆動をＰＬＬ制御のエアスピンドルモー
タを用いて行うことにより、回転ムラを０．０２％と非
常に小さな値に抑える事ができる。
ルを行い、エアスピンドルで保持する構造とすることに
より、５０ｎｍ程度の軸ズレを実現できる。また、回転
ステージ５２の駆動をＰＬＬ制御のエアスピンドルモー
タを用いて行うことにより、回転ムラを０．０２％と非
常に小さな値に抑える事ができる。
【００２２】ステージ回転角は、軸受け７３でサポート
されたモータ７４に内蔵のロータリエンコーダで検出す
る事が可能であるが、より高い精度で回転角を検出した
い場合は、回転ステージ５２の側面にリニアスケールと
同様のパターンをエッチングすることにより、１０-6〜
１０-7red の角度分解能を得る事が可能となる。これ
は、回転ステージ５２の外周において円周方向に、リニ
アスケールと同様の数１０〜１００ｎｍの空間分解能が
得られる事に相当する。
されたモータ７４に内蔵のロータリエンコーダで検出す
る事が可能であるが、より高い精度で回転角を検出した
い場合は、回転ステージ５２の側面にリニアスケールと
同様のパターンをエッチングすることにより、１０-6〜
１０-7red の角度分解能を得る事が可能となる。これ
は、回転ステージ５２の外周において円周方向に、リニ
アスケールと同様の数１０〜１００ｎｍの空間分解能が
得られる事に相当する。
【００２３】ウェハは、静電チャック機構を用いること
により、パターンを下に向けた形で回転ステージに搭載
される。これにより、物理的な塵の落下によるパターン
面の汚染を防止できる。
により、パターンを下に向けた形で回転ステージに搭載
される。これにより、物理的な塵の落下によるパターン
面の汚染を防止できる。
【００２４】もし、被検査パターンの線幅が比較的大き
く、チャック機構からの発塵が問題とならない場合は、
被検査対称を爪で保存する構造としても構わない。
く、チャック機構からの発塵が問題とならない場合は、
被検査対称を爪で保存する構造としても構わない。
【００２５】センサ５４は、センサステージ５６上に搭
載され、モータ７６により動径方向に送られる。センサ
ステージ５６の駆動は、真空外にモータ７６を配置し、
磁性流体シールで回転を導入し、ボールネジを用いて動
径方向にステージを送る機構１３５が安価でメリットが
大きい。ステージ位置は、リニアスケールで検出すれ
ば、数１０ｎｍの精度で検出する事が可能である。もち
ろん、レーザ測長器を用いても構わないが、回転ステー
ジの精度（５０ｎｍ程度）を考慮すれば、、リニアスケ
ールを使用する方が適当である。
載され、モータ７６により動径方向に送られる。センサ
ステージ５６の駆動は、真空外にモータ７６を配置し、
磁性流体シールで回転を導入し、ボールネジを用いて動
径方向にステージを送る機構１３５が安価でメリットが
大きい。ステージ位置は、リニアスケールで検出すれ
ば、数１０ｎｍの精度で検出する事が可能である。もち
ろん、レーザ測長器を用いても構わないが、回転ステー
ジの精度（５０ｎｍ程度）を考慮すれば、、リニアスケ
ールを使用する方が適当である。
【００２６】なお、インチワームモータや超高真空対応
のステッピングモータを試料室に入れて使用する場合
は、回転導入機構を省略できるため、機械的には簡略に
なるが、インチワームモータの場合は高圧パルスによる
ノイズ発生に、ステッピングモータの場合は浮遊磁界発
生に対するシールドを装着する事が必要となる。
のステッピングモータを試料室に入れて使用する場合
は、回転導入機構を省略できるため、機械的には簡略に
なるが、インチワームモータの場合は高圧パルスによる
ノイズ発生に、ステッピングモータの場合は浮遊磁界発
生に対するシールドを装着する事が必要となる。
【００２７】ロードロック機構１２０は、ウェハロード
機構６０、ロードロック室６２、ゲートバルブ６４から
なり、試料室５８の真空を破らずにウェハを着脱する手
段を提供するものである。
機構６０、ロードロック室６２、ゲートバルブ６４から
なり、試料室５８の真空を破らずにウェハを着脱する手
段を提供するものである。
【００２８】ウェハロード機構１５０は、静電チャック
を用いた市販のウェハロード機構を改造して用いる事が
できる。すなわち、ステージや軸受け等の部分に蒸気圧
の高い潤滑油が使用されている場合は、真空対応の潤滑
油や二流化モリブデン等の固体潤滑を使用するか、ある
いは真空対応のベアリングを使用する。モータも、潤滑
油の蒸発が問題になる場合は、真空対応のモータに置き
換える。熱発生は、ウェハロード機構をウェハの着脱時
にのみ通電して用いる事により、問題とならない。
を用いた市販のウェハロード機構を改造して用いる事が
できる。すなわち、ステージや軸受け等の部分に蒸気圧
の高い潤滑油が使用されている場合は、真空対応の潤滑
油や二流化モリブデン等の固体潤滑を使用するか、ある
いは真空対応のベアリングを使用する。モータも、潤滑
油の蒸発が問題になる場合は、真空対応のモータに置き
換える。熱発生は、ウェハロード機構をウェハの着脱時
にのみ通電して用いる事により、問題とならない。
【００２９】ロードロック室６２は、ゲートバルブ６４
で試料室５８と接続されており、バルブ７０を経由して
ロータリポンプ６６に接続されている。また、図には示
していないが、ウェハカセットをロードロック室６２に
出し入れするための扉と、ロードロック室６２をリーク
するためのリークバルブも必要である。
で試料室５８と接続されており、バルブ７０を経由して
ロータリポンプ６６に接続されている。また、図には示
していないが、ウェハカセットをロードロック室６２に
出し入れするための扉と、ロードロック室６２をリーク
するためのリークバルブも必要である。
【００３０】試料室５８が既に真空に保たれている状態
における、ウェハの着脱シーケンスについて説明する。
試料室５８が真空に保たれている場合は、バルブ７０は
閉、バルブ７２は開、ゲートバルブ６４は閉である。
における、ウェハの着脱シーケンスについて説明する。
試料室５８が真空に保たれている場合は、バルブ７０は
閉、バルブ７２は開、ゲートバルブ６４は閉である。
【００３１】まず、ウェハカセット７８をウェハロード
機構６０に装着するために、ロードロック室６２をリー
クする。この時、バルブ７０は閉、ゲートバルブ６４は
閉である。この状態でリークバルブを開にすると、ロー
ドロック室６２の内部が大気圧になる。ロードロック室
６２が大気圧になった時点でロードロック室６２の扉を
開け、ウェハカセット７８をロードロック機構１２０に
装着する。
機構６０に装着するために、ロードロック室６２をリー
クする。この時、バルブ７０は閉、ゲートバルブ６４は
閉である。この状態でリークバルブを開にすると、ロー
ドロック室６２の内部が大気圧になる。ロードロック室
６２が大気圧になった時点でロードロック室６２の扉を
開け、ウェハカセット７８をロードロック機構１２０に
装着する。
【００３２】次に、ロードロック室６２の扉を閉じ、リ
ークバルブを閉にしてバルブ７２を閉じ、バルブ７０を
開けてロードロック室６２を排気する。２００ｌ／分程
度の排気速度を持つロータリポンプを用いた場合、２分
程度でロードロック室６２内部を１０-1〜１０-2Pa台ま
で排気できる。
ークバルブを閉にしてバルブ７２を閉じ、バルブ７０を
開けてロードロック室６２を排気する。２００ｌ／分程
度の排気速度を持つロータリポンプを用いた場合、２分
程度でロードロック室６２内部を１０-1〜１０-2Pa台ま
で排気できる。
【００３３】排気開始後、指定時間（１〜２分）でバル
ブ７０を閉じ、ゲートバルブ６４とハルブ７２を開け
る。すると、ロードロック室６２は、速やかに１０-4Pa
台に排気される。
ブ７０を閉じ、ゲートバルブ６４とハルブ７２を開け
る。すると、ロードロック室６２は、速やかに１０-4Pa
台に排気される。
【００３４】この状態で、回転ステージ５２にウェハを
装着する。ウェハの装着が終了すると、ゲートバルブ６
４は閉じられ、ロードロック室６２と試料室５８は分離
される。試料室５８の真空度は、試料室５８に対するロ
ードロック室６２からのガスの流入が無くなくため、速
やかに１０-5Pa台まで回復する。
装着する。ウェハの装着が終了すると、ゲートバルブ６
４は閉じられ、ロードロック室６２と試料室５８は分離
される。試料室５８の真空度は、試料室５８に対するロ
ードロック室６２からのガスの流入が無くなくため、速
やかに１０-5Pa台まで回復する。
【００３５】ウェハの検査が終了すると、ゲートバルブ
６４を再び開けて、ウェハを回転ステージ５２からウェ
ハカセット７８に戻し、再びゲートバルブ６４を閉じ
る。
６４を再び開けて、ウェハを回転ステージ５２からウェ
ハカセット７８に戻し、再びゲートバルブ６４を閉じ
る。
【００３６】以上の手順を繰り返すことにより、連続し
てウェハカセットを交換して、異なるウェハの組に対し
てパターン検査を行う事ができる。
てウェハカセットを交換して、異なるウェハの組に対し
てパターン検査を行う事ができる。
【００３７】ウェハカセット７８に装着できるウェハの
枚数が回転ステージ５２に装着できるウェハの枚数より
多い場合（倍数）は、ロードロック室６２のリークの回
数を減らす事が可能となることは言うまでもない。
枚数が回転ステージ５２に装着できるウェハの枚数より
多い場合（倍数）は、ロードロック室６２のリークの回
数を減らす事が可能となることは言うまでもない。
【００３８】真空排気機構１３０に関しては、ロータリ
ポンプ６６は２００ｌ／分クラスのものを、ターボ分子
ポンプ６８は５０ｌ／秒クラスのものを３〜４台持つこ
とが望ましい。もし、装置全体の大きさが大きくなる事
が許容できる場合は、２００〜３００ｌ／秒クラスのタ
ーボ分子ポンプを１台だけ使用することにより、装置の
コストを抑える事ができる。
ポンプ６６は２００ｌ／分クラスのものを、ターボ分子
ポンプ６８は５０ｌ／秒クラスのものを３〜４台持つこ
とが望ましい。もし、装置全体の大きさが大きくなる事
が許容できる場合は、２００〜３００ｌ／秒クラスのタ
ーボ分子ポンプを１台だけ使用することにより、装置の
コストを抑える事ができる。
【００３９】バルブ７０とバルブ７２としては、大きな
コンダクタンスが取れ、比較的安価なバタフライバルブ
が適当である。
コンダクタンスが取れ、比較的安価なバタフライバルブ
が適当である。
【００４０】架台１４０に関しては、ロータリポンプ６
６の振動のアイソレーションに配慮する事が必要であ
る。
６の振動のアイソレーションに配慮する事が必要であ
る。
【００４１】ロードロック室６２及び試料室５８と架台
１４０の間にダンパを入れる事、ロータリポンプ６６と
ロードロック室６２およびターボ分子ポンプ６８間の接
続を軽量かつフレキシブルな配管にすることにより、振
動のエネルギが伝わりにくくする事が必要である。
１４０の間にダンパを入れる事、ロータリポンプ６６と
ロードロック室６２およびターボ分子ポンプ６８間の接
続を軽量かつフレキシブルな配管にすることにより、振
動のエネルギが伝わりにくくする事が必要である。
【００４２】センサ５４構成例：図４は、実施例におけ
るセンサ５４の構成例を示したものである。この場合
は、センサ５４の構成は、基本的に走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）と同一である。
るセンサ５４の構成例を示したものである。この場合
は、センサ５４の構成は、基本的に走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）と同一である。
【００４３】センサ５４は、大きく分けて、電子銃部８
０、電子銃アイソレーション機構８２、ガンアライメン
ト用８極偏向器８４（二段）、偏向走査用８極偏向器８
６、ディテクタ８８、及び、対物レンズ９０からなる。
０、電子銃アイソレーション機構８２、ガンアライメン
ト用８極偏向器８４（二段）、偏向走査用８極偏向器８
６、ディテクタ８８、及び、対物レンズ９０からなる。
【００４４】電子銃部８０は、エミッタ２０２、第１ア
ノード電極２０４、第２アノード電極２０６、及び、真
空ポンプ２０８からなる。パターン検査用のＳＥＭに
は、ＴＦＥ（熱電界放出）あるいはＣＦＥ（冷電界放
出）による電界放出電子銃が用いられる。電界放出電子
銃（エミッタ）を用いる場合は、エミッタの近傍を１０
-7Pa台の真空度に保つ事が必要である。センサ５４の外
部を１０-5Pa台よりも良い真空度に保つためには、コス
トおよび装置サイズの増加が必要となるため、電子銃部
８０の差動排気を行って１０-7Pa台の真空度を保つ必要
がある。
ノード電極２０４、第２アノード電極２０６、及び、真
空ポンプ２０８からなる。パターン検査用のＳＥＭに
は、ＴＦＥ（熱電界放出）あるいはＣＦＥ（冷電界放
出）による電界放出電子銃が用いられる。電界放出電子
銃（エミッタ）を用いる場合は、エミッタの近傍を１０
-7Pa台の真空度に保つ事が必要である。センサ５４の外
部を１０-5Pa台よりも良い真空度に保つためには、コス
トおよび装置サイズの増加が必要となるため、電子銃部
８０の差動排気を行って１０-7Pa台の真空度を保つ必要
がある。
【００４５】電子銃部８０の真空ポンプ２０８として
は、ため込み式ゲッタポンプ、あるいは、蒸着式のゲッ
タポンプが、小型であること、排気速度が大きいこと、
到達真空度が高いことから適当である。図中には、ため
込み式ゲッタポンプ（商品名ＮＥＧ）を真空ポンプ２０
８とした例を示した。
は、ため込み式ゲッタポンプ、あるいは、蒸着式のゲッ
タポンプが、小型であること、排気速度が大きいこと、
到達真空度が高いことから適当である。図中には、ため
込み式ゲッタポンプ（商品名ＮＥＧ）を真空ポンプ２０
８とした例を示した。
【００４６】ＮＥＧは、成形の自由度が大きく、フィラ
メントの両端に通電加熱して、活性化するだけで、ポン
プとして使用できる。この図に示した、ＮＥＧで１ｌ／
秒以上の排気速度が期待できる。従って、電子銃アイソ
レーション機構部のオリフィスの直径を３００〜５００
μｍ程度に取ることにより、２桁の差圧を発生する事が
できる。
メントの両端に通電加熱して、活性化するだけで、ポン
プとして使用できる。この図に示した、ＮＥＧで１ｌ／
秒以上の排気速度が期待できる。従って、電子銃アイソ
レーション機構部のオリフィスの直径を３００〜５００
μｍ程度に取ることにより、２桁の差圧を発生する事が
できる。
【００４７】蒸着式のゲッタポンプを用いても性能的に
は、問題は無いが、Ｔｉ蒸着眼の膜厚が厚くなった場合
は、蒸着膜が剥離しているため、蒸着面の下方に剥き出
しの電極を配置してはいけない。また、エミッタやアノ
ードにＴｉが蒸着しないように、遮蔽板を設ける事が必
要である。
は、問題は無いが、Ｔｉ蒸着眼の膜厚が厚くなった場合
は、蒸着膜が剥離しているため、蒸着面の下方に剥き出
しの電極を配置してはいけない。また、エミッタやアノ
ードにＴｉが蒸着しないように、遮蔽板を設ける事が必
要である。
【００４８】第１アノード電極２０４には、エミッタ先
端に電界放出を行うために十分な電界強度を与えるよう
なバイアスが印加される。第２アノード電極２０６の印
加電圧により、電子銃部分８０のレンズ特性が変化す
る。第２アノード電極２０６の印加電圧を変えて、電子
ビームの開き角を変える事により、ビーム電流の制御を
行う事も可能である。
端に電界放出を行うために十分な電界強度を与えるよう
なバイアスが印加される。第２アノード電極２０６の印
加電圧により、電子銃部分８０のレンズ特性が変化す
る。第２アノード電極２０６の印加電圧を変えて、電子
ビームの開き角を変える事により、ビーム電流の制御を
行う事も可能である。
【００４９】電子銃のアイソレーション機構８２は、例
えばバイトンのＯリングをスライドさせてオリフィスを
塞ぐ事で実現できる。Ｏリングの直径を３ｍｍ程度と
し、Ｏリングを約３０％程度潰して使用する場合、Ｏリ
ングをスライドさせるには、約１キロの力が必要とな
る。
えばバイトンのＯリングをスライドさせてオリフィスを
塞ぐ事で実現できる。Ｏリングの直径を３ｍｍ程度と
し、Ｏリングを約３０％程度潰して使用する場合、Ｏリ
ングをスライドさせるには、約１キロの力が必要とな
る。
【００５０】図４に示すように、Ｏリングとビーム通過
孔を持つロットを１キロ強のバネで支持することによ
り、ロットが自由に動ける場合はビーム通過孔とオリフ
ィスを通して、電子ビームが通過でき、ロットを２キロ
強の力で右から抑えた場合はＯリングが左に移動してオ
リフィスを塞ぐといった動作が可能となる。ロットを抑
える機構としては、ロットをステージの移動方向と水平
に配置し、また、試料室の側面に突起を設け、ステージ
を動径方向の外側に移動した場合に突起がロットを押す
ような構造が考えられる。
孔を持つロットを１キロ強のバネで支持することによ
り、ロットが自由に動ける場合はビーム通過孔とオリフ
ィスを通して、電子ビームが通過でき、ロットを２キロ
強の力で右から抑えた場合はＯリングが左に移動してオ
リフィスを塞ぐといった動作が可能となる。ロットを抑
える機構としては、ロットをステージの移動方向と水平
に配置し、また、試料室の側面に突起を設け、ステージ
を動径方向の外側に移動した場合に突起がロットを押す
ような構造が考えられる。
【００５１】ガンアライメント電極８４は、電子銃部８
０からの電子ビームをアパーチャに正しく入射させる様
に電子ビームを偏向する。アパーチャでビーム電流を制
限し、偏向走査用偏向器８６により電子ビーム位置を補
正し、対物レンズ９０で試料面に電子ビームをフォーカ
スする。
０からの電子ビームをアパーチャに正しく入射させる様
に電子ビームを偏向する。アパーチャでビーム電流を制
限し、偏向走査用偏向器８６により電子ビーム位置を補
正し、対物レンズ９０で試料面に電子ビームをフォーカ
スする。
【００５２】試料から放出された二次電子（反射電子）
は、例えばシンチレータを塗布したライトパイプとフォ
トマルチプライヤ（ＰＭＴ）を組み合わせたディテクタ
８８を用いて構成することにより、５０ＭＨｚ程度の帯
域を得る事ができる。
は、例えばシンチレータを塗布したライトパイプとフォ
トマルチプライヤ（ＰＭＴ）を組み合わせたディテクタ
８８を用いて構成することにより、５０ＭＨｚ程度の帯
域を得る事ができる。
【００５３】なお、このセンサ５４には最大５ｋＶ程度
の高圧線と真空ポンプ用の数Ａの電流線、二次電子信号
及び偏向走査用信号といった高速信号の給電線を含め
て、約３０本の給電線を接続する事が必要である。
の高圧線と真空ポンプ用の数Ａの電流線、二次電子信号
及び偏向走査用信号といった高速信号の給電線を含め
て、約３０本の給電線を接続する事が必要である。
【００５４】配線の布線に関しては、ステージが移動し
てもセンサに応力がかからない事、また、ステージ移動
しても配線が暴れない事が必要である。前者に関して
は、全ての線をいったんステージ上で受け止める事によ
り解決できる。後者に関しては、ステージ上で低速の信
号線と電流線をポリイミド製のフラットケーブルに接続
し、試料室の側壁に設けたハーメチックシールのコネク
タに接続することにより、１０本強に減らす事ができ
る。電流線は、フラットケーブルの数本の配線にパラレ
ルに接続する。フラットケーブルを特注する場合は、周
波数特性及びクロストーク特性を考慮する事が可能とな
り、高速信号もフラットケーブルで接続されるため、配
線を５本程度に減らす事が可能である。また、高圧線に
はテフロンの被覆線を用いる事ができる。テフロンの被
覆線は、柔軟なためフラットケーブルに沿わせることに
より、機械的にフラットケーブルと一体化させる事は容
易にできる。
てもセンサに応力がかからない事、また、ステージ移動
しても配線が暴れない事が必要である。前者に関して
は、全ての線をいったんステージ上で受け止める事によ
り解決できる。後者に関しては、ステージ上で低速の信
号線と電流線をポリイミド製のフラットケーブルに接続
し、試料室の側壁に設けたハーメチックシールのコネク
タに接続することにより、１０本強に減らす事ができ
る。電流線は、フラットケーブルの数本の配線にパラレ
ルに接続する。フラットケーブルを特注する場合は、周
波数特性及びクロストーク特性を考慮する事が可能とな
り、高速信号もフラットケーブルで接続されるため、配
線を５本程度に減らす事が可能である。また、高圧線に
はテフロンの被覆線を用いる事ができる。テフロンの被
覆線は、柔軟なためフラットケーブルに沿わせることに
より、機械的にフラットケーブルと一体化させる事は容
易にできる。
【００５５】制御系３００：図５に制御系３００を示
す。図示する制御系３００は大別して、電子光学系制御
回路３１０、回転ステージコントローラ３２０、センサ
制御回路３３０1 〜３３０ｎ、スキャン制御回路３４
０、データ比較判定回路３５０、フェイルメモリ３６
０、制御用計算機３７０からなる。
す。図示する制御系３００は大別して、電子光学系制御
回路３１０、回転ステージコントローラ３２０、センサ
制御回路３３０1 〜３３０ｎ、スキャン制御回路３４
０、データ比較判定回路３５０、フェイルメモリ３６
０、制御用計算機３７０からなる。
【００５６】前述の機構系１００は、回転ステージコン
トローラ３２０、センサ制御回路３３０1 〜３３０ｎ、
及び電子光学系制御回路３１０と接続されている。回転
ステージ５２は回転ステージコントローラ３２０からの
制御信号によって制御され、回転角検出値が機構系１０
０から回転ステージコントローラ３２０に通知される。
トローラ３２０、センサ制御回路３３０1 〜３３０ｎ、
及び電子光学系制御回路３１０と接続されている。回転
ステージ５２は回転ステージコントローラ３２０からの
制御信号によって制御され、回転角検出値が機構系１０
０から回転ステージコントローラ３２０に通知される。
【００５７】電子光学系制御信号３１０は、電子銃部８
０、アライメント用８極電極８４、対物レンズ９０、電
子ビーム偏向器８６、検出ディテクタ８８、真空ポンプ
２０８等の動作を設定するための信号である。
０、アライメント用８極電極８４、対物レンズ９０、電
子ビーム偏向器８６、検出ディテクタ８８、真空ポンプ
２０８等の動作を設定するための信号である。
【００５８】センサ制御回路３３０1 〜３３０ｎとのイ
ンタフェース信号は、センサ位置、駆動信号、センサ出
力である。これらは、各センサの単位でまとめらてい
る。センサ位置は、リニアスケールにより検出したセン
サ（ステージ）位置の測定値である。駆動信号は、ステ
ージを駆動するためのステッピングモータ駆動パルスで
ある。センサ出力は、ディテクタ（ＰＭＴ検出器）８８
からのアナログ信号を出力するものである。
ンタフェース信号は、センサ位置、駆動信号、センサ出
力である。これらは、各センサの単位でまとめらてい
る。センサ位置は、リニアスケールにより検出したセン
サ（ステージ）位置の測定値である。駆動信号は、ステ
ージを駆動するためのステッピングモータ駆動パルスで
ある。センサ出力は、ディテクタ（ＰＭＴ検出器）８８
からのアナログ信号を出力するものである。
【００５９】電子光学系制御回路３１０は、機構系１０
０、偏向補正電圧発生回路３３３1〜３３３ｎ、及び制
御用計算機３７０と接続されている。電子光学系制御回
路３１０から機構系１００には、電子銃部８０、アライ
メント用８極電極８４、対物レンズ９０、電子ビーム偏
向器８６、ディテクタ８８、真空ポンプ２０８等の動作
を設定するための信号が供給される。偏向補正電圧発生
回路３３３1 〜３３３ｎは、センサの数だけ有る。電子
光学系制御回路３１０は、偏向補正電圧発生回路３３３
1 〜３３３ｎからＸ方向の偏向補正量defx, Ｙ方向の偏
向補正量defyを受け取ると、この値を偏向走査用８極偏
向器８６の偏向電圧に変換して機構系１００に給電す
る。電子光学系制御回路３１０は、制御用計算機３７０
と汎用バス３８０で接続される。電子光学系制御回路３
１０は、汎用バス３８０から電子銃部８０、アライメン
ト用８極電極８４、対物レンズ９０、ディテクタ８８、
真空ポンプ２０８等の動作設定信号を受け取り、当該信
号に従って、機構系１００を制御する。
０、偏向補正電圧発生回路３３３1〜３３３ｎ、及び制
御用計算機３７０と接続されている。電子光学系制御回
路３１０から機構系１００には、電子銃部８０、アライ
メント用８極電極８４、対物レンズ９０、電子ビーム偏
向器８６、ディテクタ８８、真空ポンプ２０８等の動作
を設定するための信号が供給される。偏向補正電圧発生
回路３３３1 〜３３３ｎは、センサの数だけ有る。電子
光学系制御回路３１０は、偏向補正電圧発生回路３３３
1 〜３３３ｎからＸ方向の偏向補正量defx, Ｙ方向の偏
向補正量defyを受け取ると、この値を偏向走査用８極偏
向器８６の偏向電圧に変換して機構系１００に給電す
る。電子光学系制御回路３１０は、制御用計算機３７０
と汎用バス３８０で接続される。電子光学系制御回路３
１０は、汎用バス３８０から電子銃部８０、アライメン
ト用８極電極８４、対物レンズ９０、ディテクタ８８、
真空ポンプ２０８等の動作設定信号を受け取り、当該信
号に従って、機構系１００を制御する。
【００６０】回転ステージコントローラ３２０は、機構
系１００、偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎ、
スキャン制御回路３４０、データ比較判定回路３５０、
及びフェイルメモリ３６０と接続されている。回転ステ
ージコントローラ３２０から機構系１００には、回転ス
テージ５２を駆動するための制御信号が給電される。機
構系１００から、回転ステージコントローラ３２０に
は、回転検出値が通知される。
系１００、偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎ、
スキャン制御回路３４０、データ比較判定回路３５０、
及びフェイルメモリ３６０と接続されている。回転ステ
ージコントローラ３２０から機構系１００には、回転ス
テージ５２を駆動するための制御信号が給電される。機
構系１００から、回転ステージコントローラ３２０に
は、回転検出値が通知される。
【００６１】回転ステージコントローラ３２０は、スキ
ャン制御回路３４０から回転数Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ）とクロ
ック出力条件を受け取る。回転ステージコントローラ３
２０は、回転ステージの回転数がＮに成るように制御信
号を発する。回転ステージコントローラ３２０は、回転
角検出値を監視して、回転角の目標値と回転角の検出値
の偏差δφが一定の範囲になった場合にクロック発生を
開始する。
ャン制御回路３４０から回転数Ｎ（ｒ．ｐ．ｍ）とクロ
ック出力条件を受け取る。回転ステージコントローラ３
２０は、回転ステージの回転数がＮに成るように制御信
号を発する。回転ステージコントローラ３２０は、回転
角検出値を監視して、回転角の目標値と回転角の検出値
の偏差δφが一定の範囲になった場合にクロック発生を
開始する。
【００６２】偏差δφは、各センサの偏向補正電圧発生
回路３３３1 〜３３３ｎにも供給されて、偏向補正電圧
の発生に使用される。
回路３３３1 〜３３３ｎにも供給されて、偏向補正電圧
の発生に使用される。
【００６３】クロックは、ステージ回転角目標値を示す
ものである。データ比較回路３５０は、当該クロックを
逓倍してサンプリングタイミングを発生する。フェイル
メモリ３６０は、当該クロックを逓倍することにより、
メモリアドレスをインクレメントするためのストローブ
を得る。偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎは、
当該クロックを偏向補正電圧の発生タイミングとして用
いる。
ものである。データ比較回路３５０は、当該クロックを
逓倍してサンプリングタイミングを発生する。フェイル
メモリ３６０は、当該クロックを逓倍することにより、
メモリアドレスをインクレメントするためのストローブ
を得る。偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎは、
当該クロックを偏向補正電圧の発生タイミングとして用
いる。
【００６４】センサ制御回路３３０1 〜３３０ｎは、ス
テージコントローラ３３３1 〜３３３ｎと、レベル判定
回路３３２1 〜３３２ｎと、偏向補正電圧発生回路３３
３1〜３３３ｎからなる。センサ制御回路は、センサの
個数分（ｎ個）ある。
テージコントローラ３３３1 〜３３３ｎと、レベル判定
回路３３２1 〜３３２ｎと、偏向補正電圧発生回路３３
３1〜３３３ｎからなる。センサ制御回路は、センサの
個数分（ｎ個）ある。
【００６５】ステージコントローラ３３３1 〜３３３ｎ
は、動径方向に移動するセンサステージ７６を制御する
回路であり、スキャン制御回路３４０と、機構系１００
と、偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎに接続さ
れる。スキャン制御回路３４０はステージコントローラ
３３３1 〜３３３ｎにセンサ位置指定値ｒを出力する。
ステージコントローラ３３３1 〜３３３ｎは、スキャン
制御回路３４０からのセンサ位置指定値と機構系１００
からのセンサ位置検出値を比較し、センサ位置検出値と
センサ位置指定値の偏差δｒが０に近づくようにセンサ
ステージ駆動信号を発生する。δｒは、偏向補正電圧発
生回路３３３1 〜３３３ｎに供給されて、偏向補正電圧
の発生に使用される。
は、動径方向に移動するセンサステージ７６を制御する
回路であり、スキャン制御回路３４０と、機構系１００
と、偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎに接続さ
れる。スキャン制御回路３４０はステージコントローラ
３３３1 〜３３３ｎにセンサ位置指定値ｒを出力する。
ステージコントローラ３３３1 〜３３３ｎは、スキャン
制御回路３４０からのセンサ位置指定値と機構系１００
からのセンサ位置検出値を比較し、センサ位置検出値と
センサ位置指定値の偏差δｒが０に近づくようにセンサ
ステージ駆動信号を発生する。δｒは、偏向補正電圧発
生回路３３３1 〜３３３ｎに供給されて、偏向補正電圧
の発生に使用される。
【００６６】レベル判定回路３３２1 〜３３２ｎは、セ
ンサ出力をディジタイズする回路であり、機構系１００
とデータ比較判定回路３５０に接続される。レベル判定
回路３３２1 〜３３２ｎは、データ比較判定回路３５０
からのストローブに同期して機構系１００からのセンサ
出力をディジタイズして、当該ディジタイズ結果をレベ
ル判定結果としてデータ比較判定回路３５０に出力す
る。
ンサ出力をディジタイズする回路であり、機構系１００
とデータ比較判定回路３５０に接続される。レベル判定
回路３３２1 〜３３２ｎは、データ比較判定回路３５０
からのストローブに同期して機構系１００からのセンサ
出力をディジタイズして、当該ディジタイズ結果をレベ
ル判定結果としてデータ比較判定回路３５０に出力す
る。
【００６７】偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎ
は、偏向補正電圧defx,defy を発生する回路で、電子光
学系制御回路３１０と、回転ステージコントローラ３２
０と、ステージコントローラ３３１1 〜３３１ｎと、ス
キャン制御回路３４０と、制御用計算機３７０に接続さ
れる。偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎは、電
子光学系制御回路３１０に偏向補正電圧defx,defy を供
給する。偏向補正電圧は、ウェハの位置誤差δｘ，δ
ｙ、ウェハの回転誤差δθ、ステージ回転角φ、ステー
ジ回転角偏差δθ、センサ指定位置ｒ、及び、センサス
テージ位置誤差δｒから計算される。ウェハ位置誤差δ
ｘ，δｙとウェハ回転誤差δψは、制御用計算機３７０
から汎用バス３８０を通して通知される。ステージ回転
角φは、回転ステージコントローラ３２０からのクロッ
ク信号から求める。クロック信号からφを求めるために
必要な情報は、制御用計算機３７０から汎用バス３８０
を通して通知される。ステージ回転角偏差δφは回転ス
テージコントローラ３２０から偏向補正電圧発生回路３
３１1 〜３３３ｎに通知される。センサ指定位置ｒはス
キャン制御回路３４０から偏向補正電圧発生回路３３３
1 〜３３３ｎに通知される。センサステージ位置誤差
は、ステージコントローラから偏向補正電圧発生回路３
３３1 〜３３３ｎに通知される。
は、偏向補正電圧defx,defy を発生する回路で、電子光
学系制御回路３１０と、回転ステージコントローラ３２
０と、ステージコントローラ３３１1 〜３３１ｎと、ス
キャン制御回路３４０と、制御用計算機３７０に接続さ
れる。偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３ｎは、電
子光学系制御回路３１０に偏向補正電圧defx,defy を供
給する。偏向補正電圧は、ウェハの位置誤差δｘ，δ
ｙ、ウェハの回転誤差δθ、ステージ回転角φ、ステー
ジ回転角偏差δθ、センサ指定位置ｒ、及び、センサス
テージ位置誤差δｒから計算される。ウェハ位置誤差δ
ｘ，δｙとウェハ回転誤差δψは、制御用計算機３７０
から汎用バス３８０を通して通知される。ステージ回転
角φは、回転ステージコントローラ３２０からのクロッ
ク信号から求める。クロック信号からφを求めるために
必要な情報は、制御用計算機３７０から汎用バス３８０
を通して通知される。ステージ回転角偏差δφは回転ス
テージコントローラ３２０から偏向補正電圧発生回路３
３１1 〜３３３ｎに通知される。センサ指定位置ｒはス
キャン制御回路３４０から偏向補正電圧発生回路３３３
1 〜３３３ｎに通知される。センサステージ位置誤差
は、ステージコントローラから偏向補正電圧発生回路３
３３1 〜３３３ｎに通知される。
【００６８】偏向補正電圧defx,defy は、回転ステージ
の中心からウェハの中心までの距離をＲとすると、次の
ようになる。
の中心からウェハの中心までの距離をＲとすると、次の
ようになる。
【００６９】defx∝ｒδφ＋（Rcosφ-r) δθ＋sin φ
δx-cos φδy defy∝−δｒ−Rsinφδθ＋cos φδx ＋sin φδy スキャン制御回路３４０は、回転ステージ５２とセンサ
ステージ７６を制御するための回路であり、回転ステー
ジコントローラ３２０と、ステージコントローラ３３３
1 〜３３３ｎと、制御用計算機３７０に接続されてい
る。
δx-cos φδy defy∝−δｒ−Rsinφδθ＋cos φδx ＋sin φδy スキャン制御回路３４０は、回転ステージ５２とセンサ
ステージ７６を制御するための回路であり、回転ステー
ジコントローラ３２０と、ステージコントローラ３３３
1 〜３３３ｎと、制御用計算機３７０に接続されてい
る。
【００７０】制御用計算機３７０からスキャン制御回路
３４０には、起動信号、センサステージ走査範囲、クロ
ック出力条件、回転ステージの回転数Ｎが通知される。
スキャン制御回路３４０は、回転ステージコントローラ
３２０に回転数Ｎとクロック出力条件を通知する。回転
ステージコントローラ３２０は、スキャン制御回路３４
０にクロックを送る。スキャン制御回路３４０は、ステ
ージコントローラ３３３1 〜３３３ｎにセンサ指定位置
ｒを通知する。センサ指定位置ｒは、クロックに同期し
て更新される。
３４０には、起動信号、センサステージ走査範囲、クロ
ック出力条件、回転ステージの回転数Ｎが通知される。
スキャン制御回路３４０は、回転ステージコントローラ
３２０に回転数Ｎとクロック出力条件を通知する。回転
ステージコントローラ３２０は、スキャン制御回路３４
０にクロックを送る。スキャン制御回路３４０は、ステ
ージコントローラ３３３1 〜３３３ｎにセンサ指定位置
ｒを通知する。センサ指定位置ｒは、クロックに同期し
て更新される。
【００７１】データ比較判定回路３５０は、各センサ制
御回路３３０1 〜３３０ｎ中のレベル判定回路３３２1
〜３３２ｎが求めたレベル判定結果を比較して、パス／
フェイルの判定を行うための回路であり、レベル判定回
路３３２1 〜３３２ｎと、回転ステージコントローラ３
２０と、フェイルメモリ３６０に接続されている。デー
タ比較判定回路３５０は、回転ステージコントローラ３
２０から受け取ったクロック信号から、レベル判定タイ
ミングを発生しレベル判定回路３３２1 〜３３２ｎに通
知する。レベル判定回路３３２1 〜３３２ｎは、レベル
判定タイミング信号に同期してセンサ出力のレベルを判
定してレベル判定を求め、当該レベル判定結果をデータ
比較判定回路３５０に通知する。データ比較判定回路３
５０は、各センサ制御回路３３０1 〜３３０ｎからのレ
ベル判定結果を比較して、結果が一致しない場合は、フ
ェイルメモリ３６０に対してフェイルストローブを発
し、フェイル内容をコード化したものをレベル比較結果
としてフェイルメモリ３６０に通知する。
御回路３３０1 〜３３０ｎ中のレベル判定回路３３２1
〜３３２ｎが求めたレベル判定結果を比較して、パス／
フェイルの判定を行うための回路であり、レベル判定回
路３３２1 〜３３２ｎと、回転ステージコントローラ３
２０と、フェイルメモリ３６０に接続されている。デー
タ比較判定回路３５０は、回転ステージコントローラ３
２０から受け取ったクロック信号から、レベル判定タイ
ミングを発生しレベル判定回路３３２1 〜３３２ｎに通
知する。レベル判定回路３３２1 〜３３２ｎは、レベル
判定タイミング信号に同期してセンサ出力のレベルを判
定してレベル判定を求め、当該レベル判定結果をデータ
比較判定回路３５０に通知する。データ比較判定回路３
５０は、各センサ制御回路３３０1 〜３３０ｎからのレ
ベル判定結果を比較して、結果が一致しない場合は、フ
ェイルメモリ３６０に対してフェイルストローブを発
し、フェイル内容をコード化したものをレベル比較結果
としてフェイルメモリ３６０に通知する。
【００７２】フェイルメモリ３６０は、データ比較判定
回路３５０が出力するレベル比較結果を格納するための
メモリ回路であり、データ比較判定回路３５０と、回転
ステージコントローラ３２０と、制御用計算機３７０に
接続されている。フェイルメモリ３６０は、データ比較
判定回路３５０からフェイルストローブを受け取ると、
当該タイミングにおけるレベル比較結果をフェイルアド
レス情報と組にしてフェイルメモリ３６０に格納する。
フェイルアドレス情報の下位アドレスは、回転ステージ
コントローラ３２０のクロック信号から発生され、上位
アドレスは汎用バスを経由して制御用計算機３７０から
通知される。フェイルメモリ３６０自体は、高速なデー
タリード用で制御計算機３７０と接続される。
回路３５０が出力するレベル比較結果を格納するための
メモリ回路であり、データ比較判定回路３５０と、回転
ステージコントローラ３２０と、制御用計算機３７０に
接続されている。フェイルメモリ３６０は、データ比較
判定回路３５０からフェイルストローブを受け取ると、
当該タイミングにおけるレベル比較結果をフェイルアド
レス情報と組にしてフェイルメモリ３６０に格納する。
フェイルアドレス情報の下位アドレスは、回転ステージ
コントローラ３２０のクロック信号から発生され、上位
アドレスは汎用バスを経由して制御用計算機３７０から
通知される。フェイルメモリ３６０自体は、高速なデー
タリード用で制御計算機３７０と接続される。
【００７３】以下、図５に示す各部を詳細に説明する。
【００７４】回転ステージコントローラ３２０：回転ス
テージコントローラ３２０が発生するクロック波形につ
いて、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。
テージコントローラ３２０が発生するクロック波形につ
いて、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）を参照して説明する。
【００７５】回転ステージコントローラ３２０は、回転
ステージ５２の回転数が指定値Ｎに静定すると、クロッ
クの発生を開始する。回転ステージ５２の回転の起点
（φ＝０）は、連続した２個の太いパルスで示される。
１番目のパルスは、回転の起点を示すものであり、２番
目のパルスは、第１回目のバーストクロックの開始タイ
ミングとなるものである。バーストクロックは、当該開
始タイミングからクロック発生開始タイミングｔS だけ
遅延がかったタイミングから発生される。バーストクロ
ック発生間隔は、レベル判定タイミングのストローブ発
生間隔の整数倍とする（例えば１ＭＨｚ）。バーストク
ロックは、ステージの回転周期１／Ｎの間にウェハ枚数
（Ｍ）回分だけ発生する。回転起点のパルスと、バース
ト開始のパルスは、ロータリエンコーダ等の回転角検出
手段の出力をトリガとして発生する。バーストクロック
は、バースト開始のパルスとバースト開始のパルスの間
の回転角として用いる事ができる。
ステージ５２の回転数が指定値Ｎに静定すると、クロッ
クの発生を開始する。回転ステージ５２の回転の起点
（φ＝０）は、連続した２個の太いパルスで示される。
１番目のパルスは、回転の起点を示すものであり、２番
目のパルスは、第１回目のバーストクロックの開始タイ
ミングとなるものである。バーストクロックは、当該開
始タイミングからクロック発生開始タイミングｔS だけ
遅延がかったタイミングから発生される。バーストクロ
ック発生間隔は、レベル判定タイミングのストローブ発
生間隔の整数倍とする（例えば１ＭＨｚ）。バーストク
ロックは、ステージの回転周期１／Ｎの間にウェハ枚数
（Ｍ）回分だけ発生する。回転起点のパルスと、バース
ト開始のパルスは、ロータリエンコーダ等の回転角検出
手段の出力をトリガとして発生する。バーストクロック
は、バースト開始のパルスとバースト開始のパルスの間
の回転角として用いる事ができる。
【００７６】クロック発生開始タイミングｔS と、バー
ストクロック数ＮClk は、クロック出力条件として制御
用計算機から与えられるものである。
ストクロック数ＮClk は、クロック出力条件として制御
用計算機から与えられるものである。
【００７７】スキャン制御回路３４０：図７はスキャン
制御回路３４０を説明するための図である。より詳細に
は、図７は、スキャン制御回路３４０におけるセンサ指
定位置ｒの更新タイミングを示す。センサ位置の更新タ
イミングは、回転ステージコントローラ３２０からのク
ロックから発生する。先ず、クロックからバースト開始
ストローブを得る。次に、当該バースト開始ストローブ
をＭ÷ｎ分周する。Ｍは回転ステージに装着されるウェ
ハ数であり、ｎはセンサ数である。したがって、（Ｍ÷
ｎ）回のバーストクロックにより、センサ指定位置ｒに
対応するＭ枚のウェハの検査が終了することになる。そ
こで、Ｍ÷ｎ分周ストローブをｒのインクレメントスト
ローブとする。ただし、ｒのインクレメントストローブ
は、Ｍ÷ｎ分周のストローブの発生後、それに引き続い
てバーストストローブの発生が終了した時点で発生す
る。
制御回路３４０を説明するための図である。より詳細に
は、図７は、スキャン制御回路３４０におけるセンサ指
定位置ｒの更新タイミングを示す。センサ位置の更新タ
イミングは、回転ステージコントローラ３２０からのク
ロックから発生する。先ず、クロックからバースト開始
ストローブを得る。次に、当該バースト開始ストローブ
をＭ÷ｎ分周する。Ｍは回転ステージに装着されるウェ
ハ数であり、ｎはセンサ数である。したがって、（Ｍ÷
ｎ）回のバーストクロックにより、センサ指定位置ｒに
対応するＭ枚のウェハの検査が終了することになる。そ
こで、Ｍ÷ｎ分周ストローブをｒのインクレメントスト
ローブとする。ただし、ｒのインクレメントストローブ
は、Ｍ÷ｎ分周のストローブの発生後、それに引き続い
てバーストストローブの発生が終了した時点で発生す
る。
【００７８】そのため、センサ指定位置は、回転ステー
ジが１回転する間にｎ回更新されることになる。
ジが１回転する間にｎ回更新されることになる。
【００７９】ステージコントローラ３３１1 〜３３１
ｎ：図８はステージコントローラ３３１1 を示す図であ
る。センサステージ５６の位置が指定値ｒになるように
モータに駆動信号を発し、実際のセンサ位置ｒs 指定値
ｒの差分を求めてセンサステージ位置誤差δｒを発生す
る。なお、他のステージコントローラ３３１2 〜３３１
ｎも同様である。
ｎ：図８はステージコントローラ３３１1 を示す図であ
る。センサステージ５６の位置が指定値ｒになるように
モータに駆動信号を発し、実際のセンサ位置ｒs 指定値
ｒの差分を求めてセンサステージ位置誤差δｒを発生す
る。なお、他のステージコントローラ３３１2 〜３３１
ｎも同様である。
【００８０】偏向補正電圧発生回路３３３1 〜３３３
ｎ：図９は偏向補正電圧発生回路３３３1 を示す図であ
る。偏向補正電圧発生回路３３３1 は、センサステージ
の位置誤差、回転ステージの回転角偏差、ウェハのミス
アライメントといった要因で発生するプローブ点の位置
ずれを、プローブを偏向することにより補正するための
偏向補正電圧を発生する。偏向補正量は、上記誤差とセ
ンサ指定位置γ、ウェハ回転角δθ、回転ステージ５２
の中心からウェハの中心までの距離Ｒの関数となる。ウ
ェハのミスアライメントは、ウェハ毎に異なるため、ウ
ェハの個数分だけ記憶しておく事が必要である。当該ミ
スアライメントの値は、汎用バスを通して制御用計算機
３７０から与えられる。
ｎ：図９は偏向補正電圧発生回路３３３1 を示す図であ
る。偏向補正電圧発生回路３３３1 は、センサステージ
の位置誤差、回転ステージの回転角偏差、ウェハのミス
アライメントといった要因で発生するプローブ点の位置
ずれを、プローブを偏向することにより補正するための
偏向補正電圧を発生する。偏向補正量は、上記誤差とセ
ンサ指定位置γ、ウェハ回転角δθ、回転ステージ５２
の中心からウェハの中心までの距離Ｒの関数となる。ウ
ェハのミスアライメントは、ウェハ毎に異なるため、ウ
ェハの個数分だけ記憶しておく事が必要である。当該ミ
スアライメントの値は、汎用バスを通して制御用計算機
３７０から与えられる。
【００８１】なお、センサステージの位置誤差、回転ス
テージの回転角偏差は、たかだか数１０ＫＨｚの周波数
で変動するため、偏向補正電圧の発生は、バーストクロ
ックの発生周期で行えば十分である。そのため、偏向補
正電圧の発生には特別なハードウェアは不要で、ＭＰＵ
を用いたプログラムで実現可能である。
テージの回転角偏差は、たかだか数１０ＫＨｚの周波数
で変動するため、偏向補正電圧の発生は、バーストクロ
ックの発生周期で行えば十分である。そのため、偏向補
正電圧の発生には特別なハードウェアは不要で、ＭＰＵ
を用いたプログラムで実現可能である。
【００８２】なお、他のステージコントローラ３３３2
〜３３３ｎも同様の構成である。
〜３３３ｎも同様の構成である。
【００８３】データ比較判定回路３５０：図１０はデー
タ比較判定回路３５０を示す図である。データ比較判定
回路は、各センサからの出力信号をレベル判定した結果
を比較して、当該比較結果が異常である場合には、比較
結果をコード化してフェイルメモリに書き出すといった
動作を行う。レベル判定のレートは、例えば１００ＭＨ
ｚ〜４０ＭＨｚ程度の周期で行う事が必要である。レー
トは検出器の帯域に依存する。レベル判定タイミング
は、クロックを基準として発生するが、クロックのレー
トとしては、１ＭＨｚ程度を想定しているため、例えば
クロックをトリガとして発振を開始するリングオシレー
タによりタイミングを発生する。
タ比較判定回路３５０を示す図である。データ比較判定
回路は、各センサからの出力信号をレベル判定した結果
を比較して、当該比較結果が異常である場合には、比較
結果をコード化してフェイルメモリに書き出すといった
動作を行う。レベル判定のレートは、例えば１００ＭＨ
ｚ〜４０ＭＨｚ程度の周期で行う事が必要である。レー
トは検出器の帯域に依存する。レベル判定タイミング
は、クロックを基準として発生するが、クロックのレー
トとしては、１ＭＨｚ程度を想定しているため、例えば
クロックをトリガとして発振を開始するリングオシレー
タによりタイミングを発生する。
【００８４】なお、レベル判定レートＪ（ＭＨｚ）と空
間分解能（最小検出欠陥サイズ）Ｓｆ（μｍ）とセンサ
位置ｒ（ｍｍ）と回転ステージの回転数Ｎ（ｒ．ｐ．
ｍ）は、次の関係を満たさなければならない。
間分解能（最小検出欠陥サイズ）Ｓｆ（μｍ）とセンサ
位置ｒ（ｍｍ）と回転ステージの回転数Ｎ（ｒ．ｐ．
ｍ）は、次の関係を満たさなければならない。
【００８５】Ｎ＜６０ＳｆＪ／（２×１０-3πｒ） したがって、センサが回転ステージの外周側に有る場合
はＮは小さくなければならず、センサが回転ステージの
内周側に有る場合はＮは大きく取ることができる。その
ため、センサ位置においてＮを一定とする事は処理速度
の観点から不経済である。しかしながら、連続的にステ
ージの回転速度を変える事もまた困難である。例えば、
センサを外周から内周まで走査する間に、ステージの回
転速度を数回更新することにより、連続的に回転を変え
た場合と比較して、検査時間の増加を無視出来る程度に
抑える事ができる。
はＮは小さくなければならず、センサが回転ステージの
内周側に有る場合はＮは大きく取ることができる。その
ため、センサ位置においてＮを一定とする事は処理速度
の観点から不経済である。しかしながら、連続的にステ
ージの回転速度を変える事もまた困難である。例えば、
センサを外周から内周まで走査する間に、ステージの回
転速度を数回更新することにより、連続的に回転を変え
た場合と比較して、検査時間の増加を無視出来る程度に
抑える事ができる。
【００８６】フェイルメモリ３６０の格納アドレスも、
レベル判定タイミングと同様に、クロックを逓倍して発
生させればよい。
レベル判定タイミングと同様に、クロックを逓倍して発
生させればよい。
【００８７】ウェハ位置誤差の定義：図１１を参照して
各ウェハの位置誤差の定義を示す。回転ステージの回転
軸を原点に取り、ウェハＷ中心の目標位置ＰｔをＸ軸方
向にしたＸＹ座標系における、ウェハＷ中心の目標位置
Ｐｔと実際のウェハの中心位置Ｐｃのズレをδｘ、δｙ
とする。ウェハＷの回転角は、時計廻り逆方向を正にと
りδθで表わす。
各ウェハの位置誤差の定義を示す。回転ステージの回転
軸を原点に取り、ウェハＷ中心の目標位置ＰｔをＸ軸方
向にしたＸＹ座標系における、ウェハＷ中心の目標位置
Ｐｔと実際のウェハの中心位置Ｐｃのズレをδｘ、δｙ
とする。ウェハＷの回転角は、時計廻り逆方向を正にと
りδθで表わす。
【００８８】図１２は、上記構成において、１つのウェ
ハ内の回路パターンの異常を検出する方法を示す図であ
る。ステージ３０上に一枚のウェハＷを置き、第１のセ
ンサ１０及び第２のセンサ２０で、前述したようにウェ
ハＷを走査する。ウェハＷ上に形成される回路パターン
は回転軸３２に回転対称であるようにする。
ハ内の回路パターンの異常を検出する方法を示す図であ
る。ステージ３０上に一枚のウェハＷを置き、第１のセ
ンサ１０及び第２のセンサ２０で、前述したようにウェ
ハＷを走査する。ウェハＷ上に形成される回路パターン
は回転軸３２に回転対称であるようにする。
【００８９】図１３は、回転対称パターンを持つウェハ
Ｗの平面図である。図中、点線の領域パターンを示し、
矢印はパターンの向きを表している。パターンはウェハ
Ｗの中心３４に回転対称に形成されている。例えば、パ
ターンＰ１０とＰ１１とは中心３４に回転対称である。
例えば、パターンＰ１０とＰ１１はそれぞれ、１つのチ
ップに相当する。このようなウェハＷを、図１２に示す
ステージ３０の中心３４に一致させる。第１のセンサ１
０及び第２のセンサ２０を図１（Ａ）に示すように移動
させ、ステージＷを図２（Ｂ）に示すように回転させる
と、図１３に示す第１のセンサ１０からは図２（Ｃ）に
示すような出力信号Ｓ１が得られ、第２のセンサ２０か
らは図２（Ｄ）に示すような出力信号Ｓ２が得られる。
これらの出力信号Ｓ１及びＳ２を図１に示す信号処理回
路４０で前述した処理を行うことで、図１３に示すウェ
ハＷの回路パターンの異常を検出できる。
Ｗの平面図である。図中、点線の領域パターンを示し、
矢印はパターンの向きを表している。パターンはウェハ
Ｗの中心３４に回転対称に形成されている。例えば、パ
ターンＰ１０とＰ１１とは中心３４に回転対称である。
例えば、パターンＰ１０とＰ１１はそれぞれ、１つのチ
ップに相当する。このようなウェハＷを、図１２に示す
ステージ３０の中心３４に一致させる。第１のセンサ１
０及び第２のセンサ２０を図１（Ａ）に示すように移動
させ、ステージＷを図２（Ｂ）に示すように回転させる
と、図１３に示す第１のセンサ１０からは図２（Ｃ）に
示すような出力信号Ｓ１が得られ、第２のセンサ２０か
らは図２（Ｄ）に示すような出力信号Ｓ２が得られる。
これらの出力信号Ｓ１及びＳ２を図１に示す信号処理回
路４０で前述した処理を行うことで、図１３に示すウェ
ハＷの回路パターンの異常を検出できる。
【００９０】なお、図１３に示すパターン配置では、同
一パターンであってもその向きが異なるため、露光時、
ウェハＷを載置する露光ステージ又はレチクル（又は露
光用マスク）を１８０度回転させる必要がある。
一パターンであってもその向きが異なるため、露光時、
ウェハＷを載置する露光ステージ又はレチクル（又は露
光用マスク）を１８０度回転させる必要がある。
【００９１】図１４は、別の回転対称パターンを持つウ
ェハＷの平面図である。図１４に示すパターン配置は中
心３４に回転対称であるとともに、ステッパーにより１
回の移動で露光される単位領域Ｕも中心３４に回転対称
である。この単位領域Ｕ内は、逆向きのパターン（チッ
プ相当）２つからなる。この単位領域Ｕを露光する際に
用いられるレチクルの一例を図１５に示す。一方のレチ
クルのパターンを１８０度回転させると、他方のパター
ンと同一になる。なお、単位領域Ｕごとに露光を行うの
で、露光ステージ又はレチクル（又はマスク）を１８０
度回転させる必要はない。ただし、チップをパッケージ
に実装する際にはステージ３０を回転させる必要があ
る。
ェハＷの平面図である。図１４に示すパターン配置は中
心３４に回転対称であるとともに、ステッパーにより１
回の移動で露光される単位領域Ｕも中心３４に回転対称
である。この単位領域Ｕ内は、逆向きのパターン（チッ
プ相当）２つからなる。この単位領域Ｕを露光する際に
用いられるレチクルの一例を図１５に示す。一方のレチ
クルのパターンを１８０度回転させると、他方のパター
ンと同一になる。なお、単位領域Ｕごとに露光を行うの
で、露光ステージ又はレチクル（又はマスク）を１８０
度回転させる必要はない。ただし、チップをパッケージ
に実装する際にはステージ３０を回転させる必要があ
る。
【００９２】以上の説明はウェハ内の回路パターンの検
査に関するものであるが、図１５に示すレチクルやマス
ク、その他プリント配線基板等も同様に検査できる。ま
た、センサは２次電子又は反射電子を用いる構成であっ
たが、例えばプリント配線基板を検査するには光を検知
するセンサを用いることが好ましい。更に、複数のセン
サを移動させる構成としたが、図１６に示すように複数
のラインセンサ１２及び２２を用いてもよい。この場
合、図２（Ａ）に示す動作は、ラインセンサ１２及び１
４を同期させて画素単位に走査（駆動）すればよい。こ
のようなラインセンサ及びその駆動方法は公知のものを
適用できるので、ここでの説明は省略する。
査に関するものであるが、図１５に示すレチクルやマス
ク、その他プリント配線基板等も同様に検査できる。ま
た、センサは２次電子又は反射電子を用いる構成であっ
たが、例えばプリント配線基板を検査するには光を検知
するセンサを用いることが好ましい。更に、複数のセン
サを移動させる構成としたが、図１６に示すように複数
のラインセンサ１２及び２２を用いてもよい。この場
合、図２（Ａ）に示す動作は、ラインセンサ１２及び１
４を同期させて画素単位に走査（駆動）すればよい。こ
のようなラインセンサ及びその駆動方法は公知のものを
適用できるので、ここでの説明は省略する。
【００９３】また、図１７に示すように、複数組のセン
サ（１５1 、１５2 ）、（１５3 、１５4 ）、（１
５5 、１５6 ）を設けてもよい。各組のセンサは、回転
軸３２を通る直線上に移動可能に設けられている。信号
処理回路４０Ａは、センサ１５1、１５2 、１５3 、１
５4 、１５5 、１５6 の出力信号Ｓ１〜Ｓ６を受け取
り、各組毎に図２に示した信号処理を行う。また、信号
処理回路４０Ａは多数決演算処理で検査をすることとし
てもよい。多数決演算の結果、少数（例えば、図１７の
例では２つ以下）となったセンサが検出したパターンを
異常と判定する。
サ（１５1 、１５2 ）、（１５3 、１５4 ）、（１
５5 、１５6 ）を設けてもよい。各組のセンサは、回転
軸３２を通る直線上に移動可能に設けられている。信号
処理回路４０Ａは、センサ１５1、１５2 、１５3 、１
５4 、１５5 、１５6 の出力信号Ｓ１〜Ｓ６を受け取
り、各組毎に図２に示した信号処理を行う。また、信号
処理回路４０Ａは多数決演算処理で検査をすることとし
てもよい。多数決演算の結果、少数（例えば、図１７の
例では２つ以下）となったセンサが検出したパターンを
異常と判定する。
【００９４】なお、図１７に示す構成は、図１６に示す
ラインセンサにも同様に適用できる。
ラインセンサにも同様に適用できる。
【００９５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
微細な回路パターンの検査を高速に行える検査装置及び
方法を提供することができる。
微細な回路パターンの検査を高速に行える検査装置及び
方法を提供することができる。
【００９６】また、本発明によれば、微細な回路パター
ンの検査を高速に行うことを可能にするパターン配置を
提供することができる。
ンの検査を高速に行うことを可能にするパターン配置を
提供することができる。
【図１】 本発明の原理を示す図である。
【図２】 図１に示す装置の動作を示すタイミング図で
ある。
ある。
【図３】 本発明の一実施例の検査装置の機構系の一部
切り欠き断面図を含む側面図である。
切り欠き断面図を含む側面図である。
【図４】 図３に示す検査装置の機構系で用いられてい
るセンサの一部切り欠き断面図を含む側面図である。
るセンサの一部切り欠き断面図を含む側面図である。
【図５】 本発明の一実施例の検査装置の制御系のブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】 図５に示す回転ステージコントローラの構成
及び動作を示す図である。
及び動作を示す図である。
【図７】 図５に示すスキャン制御回路の構成及び動作
を示す図である。
を示す図である。
【図８】 図５に示すステージコントローラの構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図９】 図５に示す偏向補正電圧発生回路の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図１０】 図５に示すデータ比較回路の構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１１】 ウェハ位置誤差の定義を説明するための図
である。
である。
【図１２】 本発明の一実施例により１つのウェハの回
路パターンを検査する構成を説明するための図である。
路パターンを検査する構成を説明するための図である。
【図１３】 回転対称パターンを持つウェハの一例を示
す図である。
す図である。
【図１４】 別の回転対称パターンを持つウェハの一例
を示す図である。
を示す図である。
【図１５】 回転対称パターンを持つレチクルを示す図
である。
である。
【図１６】 本発明の別の実施例の要部を示す図であ
る。
る。
【図１７】 本発明の更に別の実施例の要部を示す図で
ある。
ある。
１０ 第１のセンサ ２０ 第２のセンサ ３０ ステージ ３２ 回転軸 ４０、４０Ａ 信号処理回路
Claims (16)
- 【請求項１】 検査すべき回路パターンを回転軸（３
２）に回転対称となるように載置する回転可能なステー
ジ（３０）と、 前記回転軸を通る直線上に設けられ、前記回路走査する
複数個のセンサ（１０、２０）と、 該複数個のセンサの出力信号を処理して前記回路パター
ンが正常かどうかを判断する信号処理手段（４０、４０
Ａ）とを有することを特徴とする回路パターン検査装
置。 - 【請求項２】 前記複数のセンサは少なくとも一組のセ
ンサを有し、 前記回路パターン検査装置は、各組のセンサの各々を等
速度で前記直線上を反対方向に移動させることを特徴と
する請求項１記載の回路パターン検査装置。 - 【請求項３】 前記複数のセンサは少なくとも一組のラ
インセンサを有することを特徴とする請求項１記載の回
路パターン検査装置。 - 【請求項４】 前記信号処理手段は、前記複数のセンサ
の出力信号を比較して、該出力信号の差分が所定値より
も大きいときに回路パターンは異常であると判断する手
段（４０）を有することを特徴とする請求項１記載の回
路パターン検査装置。 - 【請求項５】 前記信号処理手段は、前記複数のセンサ
の出力信号に多数決演算処理を行い、少数と判定された
出力信号を出力したセンサが検出した回路パターンを異
常と判断する手段（４０Ａ）を有することを特徴とする
請求項１記載の回路パターン検査装置。 - 【請求項６】 前記回路パターンは１つの半導体ウェ
ハ、露光用マスク、レチクル、プリント配線基板のいず
れかに形成された回路パターンであることを特徴とする
請求項１ないし５のいずれか一項記載の回路パターン検
査装置。 - 【請求項７】 前記回路パターンは前記直線上に配置さ
れた複数の半導体ウェハ、露光用マスク、レチクル、プ
リント配線基板のいずれかに形成された回路パターンで
あることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項
記載の回路パターン検査装置。 - 【請求項８】 検査すべき回路パターンを回転軸（３
２）に回転対称となるように載置するステージ（３０）
を回転させる第１のステップと、 前記回転軸を通る直線上に設けられた複数個のセンサ
（１０、１５1 〜１５-1、２０）で前記回路パターンを
走査する第１のステップと、 該複数個のセンサの出力信号を処理して前記回路パター
ンが正常かどうかを判断する第３のステップとを有する
ことを特徴とする回路パターン検査方法。 - 【請求項９】 前記複数のセンサは少なくとも一組のセ
ンサを有し、 前記第２のステップは、各組のセンサの各々を等速度で
前記直線上を反対方向に移動させるステップを有するこ
とを特徴とする請求項８記載の回路パターン検査方法。 - 【請求項１０】 前記複数のセンサは少なくとも一組の
ラインセンサを有し、前記第２のステップは該ラインセ
ンサを順次駆動して前記回路パターンを走査 するステップと有することを特徴とする請求項８記載の
回路パターン検査方法。 - 【請求項１１】 前記第３のステップは、前記複数のセ
ンサの出力信号を比較して、該出力信号の差分が所定値
よりも大きいときに回路パターンは異常であると判断す
るステップを有することを特徴とする請求項８記載の回
路パターン検査方法。 - 【請求項１２】 前記第３のステップは、前記複数のセ
ンサの出力信号に多数決演算処理を行い、少数と判定さ
れた出力信号を出力したセンサが検出した回路パターン
を異常と判断するステップを有することを特徴とする請
求項１記載の回路パターン検査方法。 - 【請求項１３】 前記回路パターンは１つの半導体ウェ
ハ、露光用マスク、レチクル、プリント配線基板のいず
れかに形成された回路パターンであることを特徴とする
請求項８ないし１２のいずれか一項記載の回路パターン
検査方法。 - 【請求項１４】 前記回路パターンは前記直線上に配置
された複数の半導体ウェハ、露光用マスク、レチクル、
プリント配線基板のいずれかに形成された回路パターン
であることを特徴とする請求項８ないし１２のいずれか
一項記載の回路パターン検査方法。 - 【請求項１５】 半導体ウェハ、露光用マスク、レチク
ル、プリント配線基板のいずれかにおいて、所定の軸に
回転対称に配置された複数の回路パターン（Ｐ１、Ｐ
２）を有することを特徴とする回路パターン配置。 - 【請求項１６】 前記複数の回路パターンはそれぞれ１
つの半導体チップ上に形成される回路パターンに相当す
ることを特徴とする請求項１５記載の回路パターン配
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP221594A JPH07208964A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 回路パターン検査装置及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置 |
| US08/336,659 US5641960A (en) | 1994-01-13 | 1994-11-04 | Circuit pattern inspecting device and method and circuit pattern arrangement suitable for the method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP221594A JPH07208964A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 回路パターン検査装置及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208964A true JPH07208964A (ja) | 1995-08-11 |
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ID=11523139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP221594A Pending JPH07208964A (ja) | 1994-01-13 | 1994-01-13 | 回路パターン検査装置及び方法並びにこの方法に適した回路パターン配置 |
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| JP (1) | JPH07208964A (ja) |
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| A02 | Decision of refusal |
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