JPH11243122A - ウエハ検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 縦・横方向にパターン成分が多い対象物を検
査するうえで、そのフォーカスの精度向上を図ったウエ
ハ検査方法の提供が望まれている。 【解決手段】 ウエハの表面に形成されたパターンを対
象物としてこれを検査するウエハ検査方法である。線形
のレーザ光を対象物に照射してその戻り光に基づいてフ
ァーカスをコントロールするオートフォーカス顕微鏡装
置を用い、ウエハＷに対しレーザ光の照射を斜めに走査
してフォーカスを決定し、その後顕微鏡装置によって検
査を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハの表面に形
成された各種パターンを対象物としてこれを検査するウ
エハ検査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ウエハ表面に形成されたパター
ンを検査するウエハ検査方法としては、走査型電子顕微
鏡を用いて必要とする部分のパターン形状を像としてと
らえるのが普通である。すなわち、ウエハの表面を走査
型電子顕微鏡で観察し、各パターン形状の像を得ること
により、バーニアの合わせずれやパターン崩れ、異物の
有無、さらにはレチクルＮｏ．やＯＥＭのＮｏ．、ウエ
ハＮｏ．などを検査しているのである。

【０００３】このような検査を行うに際して走査型顕微
鏡のフォーカスを決定するには、図３中実線で示すウエ
ハＷの縦・横方向（オリフラを基準にした縦・横方向）
に沿って矢印Ａで示すようにフォーカス決定用のレーザ
光を照射しつつ走査し、その戻り光からフォーカスを計
算してパルスモータを駆動させ、フォーカスをコントロ
ールしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般にウエ
ハ上に形成する各種のパターンについては、パターン形
成時においてもオリフラを基準にして縦・横に形成する
のが普通であるので、当然ウエハの縦・横方向に段差が
多いものとなっている。

【０００５】このように縦・横方向に段差が多いと、例
えば図４に示すようにウエハＷ上に溝パターン１が縦方
向（あるいは横方向）に形成されている場合に、走査型
顕微鏡のオートフォーカス装置（図示略）のレーザ発光
・受光部２を溝パターン１に沿って縦（あるいは横）に
走査した際、レーザ光の照射部分が溝パターン１の側縁
上に位置してしまうことがある。

【０００６】しかし、このように溝パターン１の側縁に
位置してしまうと、図４に示したように溝パターン１は
エッチングの関係で通常その側壁が傾斜して形成されて
いることから、その反射光はレーザ発光・受光部２に戻
ることなく全く別の方向に行ってしまい、これにより戻
り光がほとんど無くなってフォーカスできなくなってし
まう。

【０００７】また、溝パターン１の側縁に位置しなくて
もその近傍である場合には、照射光の一部が側縁にかか
ってしまうことにより、戻り光が本来あるべき量になら
ず、これによりジャストフォーカスできなくなってしま
う。

【０００８】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、縦・横方向にパターン成
分が多い対象物を検査するうえで、そのフォーカスの精
度向上を図ったウエハ検査方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のウエハ検査方法
では、ウエハの表面に形成されたパターンを対象物とし
てこれを検査するに際し、線形のレーザ光を前記対象物
に照射してその戻り光に基づいてフォーカスをコントロ
ールするオートフォーカス顕微鏡装置を用い、前記ウエ
ハに対し前記レーザ光の照射を斜めに走査してフォーカ
スを決定し、その後前記顕微鏡装置によって検査を行う
ことを前記課題の解決手段とした。

【００１０】このウエハ検査方法によれば、ウエハに対
しレーザ光の照射を斜めに走査してフォーカスを決定す
るので、ウエハの縦方向あるいは横方向に段差を形成し
たパターンに対し、これらの形成方向に沿ってレーザ光
が走査されることなく、斜めに横切るようにレーザ光が
走査されるため、照射された光が全く別の方向に反射し
てしまう度合いが少なく、したがってパターンで反射し
た光が十分な量の戻り光となる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明のウエハ検査方法の
一例を説明する。本例は、ウエハ表面でのバーニアの合
わせずれやパターン崩れ、異物の有無、さらにはレチク
ルＮｏ．やＯＥＭのＮｏ．、ウエハＮｏ．などを検査す
る方法であり、具体的には、走査型電子顕微鏡を用いて
必要とする部分のパターン形状を像としてとらえ、得ら
れた像を直接あるいは間接的に解析することによって検
査を行う方法である。

【００１２】そして、特に本発明においては、このよう
な検査を行うに際して、これに先立って行う走査型電子
顕微鏡のフォーカス決定を、より精度良く行うようにし
た方法である。すなわち、本例においては、図１中実線
で示すウエハＷの縦・横方向（オリフラを基準にした縦
・横方向）に対し、矢印Ｂで示すようにフォーカス決定
用のレーザ光を斜めに照射しつつ走査する。ここで、こ
のレーザ光としては、スポット（円形）状のものでなく
ライン（線状）状のものが用いられる。

【００１３】このようにレーザ光の走査を斜めにする具
体的な手法としては、例えば図２に示すように、走査型
電子顕微鏡（図示略）に設けられる光学ユニット１０に
おけるレーザ発光・受光部１１を、ウエハＷに対し斜め
に走査し得るように配置する。ここで、ウエハＷに対し
て斜めとは、オリフラを基準にした縦・横方向に対して
斜め、すなわちオリフラに対して直交することなくまた
平行になることもなく、これを斜めに横切るようにとい
う意味である。

【００１４】また、斜めの具体的な角度としては、特に
限定されるものではないものの、オリフラに対し３０〜
６０°程度の角度となるのが、縦方向あるいは横方向に
ぶれた場合にも十分に「斜め状態」を維持できるため好
ましく、同じ理由により４５°程度とするのが最も好ま
しい。

【００１５】なお、レーザ光の走査を斜めにする手法と
して他には、ウエハＷを載置しさらにこれをＸＹ方向に
移動させるＸＹステージを、走査型電子顕微鏡に対して
相対的に斜めに配置し、これにより走査型電子顕微鏡に
設けられたレーザ発光・受光部によるレーザ光の走査
が、結果としてウエハＷに対して斜め（オリフラに対し
て斜め）になるようにしてもよく、もちろんウエハＷに
対して走査型電子顕微鏡そのものを斜めに配置してもよ
い。

【００１６】このようにしてウエハＷに対しレーザ光の
照射を斜めに走査すると、例えば図１中の実線に沿って
パターンが形成されており、したがってこれら実線に沿
って段差が形成されている場合に、この段差に沿ってレ
ーザ光が走査されることなく、斜めに横切るようにレー
ザ光が走査される。このため、図４に示したごとくレー
ザ光が段差部分を横切るときにはその反射光がレーザ発
光・受光部に戻らず、正規の戻り光が得られないもの
の、その前後の走査線上においてはパターン面で反射し
て正規の戻り光が得られる。

【００１７】よって、図１中矢印で示したようなレーザ
光の走査を行えば、実線で示される段差を横切るのは走
査線上のうちのわずかであり、このためこれにほとんど
影響されることなく十分な量の戻り光が得られ、さらに
これに基づいて計算されることによって高い精度のフォ
ーカスが得られる。

【００１８】したがって、このようなレーザ光の走査に
より、従来のごとくジャストフォーカスできなかった
り、またフォーカスそのものができなくなったりするこ
とがなく、精度の高いフォーカスを得ることができる。

【００１９】このようにしてフォーカスを得たら、パル
スモータを駆動させてそのフォーカス位置をコントロー
ルし、前記走査型電子顕微鏡によってパターン形状を像
としてとらえ、得られた像を直接あるいは間接的に解析
することによって所望する検査を行う。このとき、フォ
ーカスが従来に比べ十分に精度良くなっていることか
ら、得られるパターン形状の像も鮮明になり、したがっ
て検査の精度も高まる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のウエハの検
査方法は、ウエハに対しレーザ光の照射を斜めに走査し
てフォーカスを決定することにより、ウエハ上のパター
ンで反射した光が十分な量の戻り光となるようにした方
法であるから、フォーカスが従来に比べて十分に精度が
向上し、得られるパターン形状の像も鮮明になる。した
がって、このように高い精度で得られたフォーカスに基
づいて検査を行うことにより、検査そのものの精度も高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のウエハ検査方法を説明するための図で
あり、フォーカス決定に際してのレーザ光の走査を示す
模式図である。

【図２】本発明に好適に用いられる光学ユニットのレー
ザ発光・受光部の概略構成図である。

【図３】従来のウエハ検査方法を説明するための図であ
り、フォーカス決定に際してのレーザ光の走査を示す模
式図である。

【図４】従来の課題を説明するための側面図である。

【符号の説明】

１０…光学ユニット、１１…レーザ発光・受光部、Ｗ…
ウエハ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウエハの表面に形成されたパターンを対
   象物としてこれを検査するに際し、 線形のレーザ光を前記対象物に照射してその戻り光に基
   づいてフォーカスをコントロールするオートフォーカス
   顕微鏡装置を用い、 前記ウエハに対し前記レーザ光の照射を斜めに走査して
   フォーカスを決定し、 その後前記顕微鏡装置によって検査を行うことを特徴と
   するウエハ検査方法。