KR19990036574A - 패턴 결함 검사 장치 및 패턴 결함 검사 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사 속도의 고속화, 장치의 간략화, 검사 대상의 확대 등을 실현하는 패턴 결함 검사 장치 및 패턴 결함 검사 방법을 얻는 것이다.
본 발명에 따르면, 상관 회로(24)는 기준 화상 기억부(22)에 기억되어 있는 복수의 기준 화상 중에서 검출 화상 기억부(23)에 기억되어 있는 검출 화상과 가장 상관이 높은 것을 골라 내고, 그 기준 화상을 차분 회로(25)로 입력한다. 차분 회로(25)는 상관 회로(24)에서 입력된 기준 화상과 검출 화상 기억부(23)에서 입력된 검출 화상에 기초하여 양자의 차분 화상을 작성한다. 결함 판정 회로(26)에는 차분 회로(25)에서 차분 화상이 입력되고, 결함 판정 회로(26)는 그 차분 화상에 기초하여 피검 웨이퍼(41)에 존재하는 결함의 위치나 크기 등의 판정을 행한다. 그리고, 그 판정 결과는 결함 정보 가공부(27)로 입력되어 결함 정보로서 출력된다.

Description

패턴 결함 검사 장치 및 패턴 결함 검사 방법
본 발명은 반도체 집적 회로, 플라즈마 디스플레이, 액정 패널 등의 물품 표면에 형성된 규칙적 구조의 결함, 즉 이물의 존재나 제조 광정에서의 프로세스 장치 자체의 발진(發塵)에 기인하는 물품의 패턴 결함을 검사하는 패턴 결함 검사 장치 및 패턴 결함 검사 방법에 관한 것이다.
도 24는 종래의 패턴 결함 검사 장치의 일례로서, 평성8년 제2506725호 특허 공보에 기재된 패턴 결함 검사 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 24에 있어서, 참조 번호 101은 레이저 광원이고, 참조 번호 102는 레이저 광을 확대하는 콜리메터이며, 참조 번호 103은 확대된 평행 광선이고, 참조 번호 111, 112는 반 거울이며, 참조 번호 104는 적재대(120)의 적재면상에 적재된 피검 웨이퍼이고, 참조 번호 120은 피검 웨이퍼(104)를 적재하기 위한 적재대이다. 이 적재대(120)는, 적재면의 조절각을 각각 종방향, 횡방향으로 조정하기 위한 조절각 조정 기구(116, 117)와, 적재면의 회전각을 조정하기 위한 회전각 조정 기구(118)를 구비하고 있다. 참조 번호 105는 피검 웨이퍼(104)의 표면 패턴으로부터의 반사 회절광을 집광하고, 이 반사 회절광의 패턴을 결상하는 퓨리에 변환 렌즈이며, 참조 번호 106은 퓨리에 변환 렌즈(105)에 의해 집광된 반사 회절광의 패턴의 결상 위치에 배치된 결함 검출용 ITV 카메라이고, 참조 번호 107은 피검 웨이퍼(104)의 표면 패턴 중, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공간 필터로서, 퓨리에 변환 렌즈(105)의 후 촛점 위치에 배치되어 있다. 참조 번호 108은 ITV 카메라(106)로부터의 출력 신호를 처리하여 피검 웨이퍼(104)의 결함 위치를 검출하는 신호 처리 장치이다. 참조 번호 113은 퓨리에 변환 렌즈(105)의 후 촛점 위치에서의 반사 회절광의 패턴을 반 거울(112)을 통해 검출하는 ITV 카메라이고, 참조 번호 114는 ITV 카메라(113)의 검출 출력을 받아 피검 웨이퍼(104)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴과 상기 공간 필터(107)의 파단 패턴과의 위치 오차량을 산출하고, 조절각 조정 기구대(116, 117) 및 회전각 조정 기구(118)에 보정 지령을 발하는 제어 장치이며, 참조 번호 115는 피검 웨이퍼(104)의 패턴 결함을 표시하는 표시 장치이다.
다음에 동작에 대해서 설명한다. 레이저 광원(101)으로부터 조사된 레이저 광은 콜리메터(102)에 의해 확대되고, 반 거울(111)로 반사되어 피검 웨이퍼(104)에 조사된다. 피검 웨이퍼(104)로부터의 반사 회절광은 반 거울(111)을 투과하고, 퓨리에 변환 렌즈(105)로서 집광된 후, 반 거울(112)에 의해 2개로 분리된다. 그 중 한쪽은 공간 필터(107)에 이르고, 다른쪽은 ITV 카메라(113)로 입광한다. 여기서, 공간 필터(107) 및 ITV 카메라(113)와 함께 퓨리에 변환 렌즈(105)의 후 촛점 위치에 배치되어 있기 때문에 공간 필터(107)상의 반사 회절광의 패턴은 ITV 카메라(113)로 검출되는 반사 회절광의 패턴과 같은 것으로 된다.
공간 필터(107)에는, 피검 웨이퍼(104)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하기 위한 반사 회절 차단 패턴이 전면에 형성되어 있다. 따라서, 피검 웨이퍼(104)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴과 공간 필터(107)의 차단 패턴과의 위치 맞춤이 이루어진 상태에서, 공간 필터(107)에 이른 피검 웨이퍼(104)로부터의 반사 회절광 중, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광은 공간 필터(107)로 차단되고, 결함으로부터의 반사 회절광은 공간 필터(107)를 투과한다. 그리고, 공간 필터(107)를 투과한 결함으로부터의 반사 회절광은 ITV 카메라(106)에 의해 수광되고, 검출된 결함 신호가 신호 처리 장치(108)로 입력되어, 여기서 결함 위치의 검출 등이 행하여진다.
다음에, 피검 웨이퍼(104)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴과 공간 필터(107)의 차단 패턴과의 매칭에 대해 설명한다. 먼저, 공간 필터(107)의 제작시에 있어서, 샘플 웨이퍼로부터의 반사 회절광을 이용해 사진 건판(乾板)을 노광할 때에, 샘플 웨이퍼로부터의 반사 회절광의 패턴을 반 거울(112) 및 ITV 카메라(113)를 통해 제어 장치(114)로 취입되며, 그 기억부에 기억하고 있다. 다음에, 피검시에 있어서 피검 웨이퍼(104)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴을 반 거울(112) 및 ITV 카메라(113)를 통해 제어 장치(114)로 취입하고, 제어 장치(114)는 이 취입된 패턴과 상기 기억한 패턴을 비교한다. 그리고, 종방향, 횡방향의 위치 어긋남 거리 및 위치 어긋남 각을 산출하고, 이들 값에 기초하여 종방향, 횡방향 조절각 조정 기구(116, 117) 및 회전각 조정 기구(118)를 구동하여 그 위치를 보정한다.
그러나, 이와 같은 종래의 패턴 결함 검사 장치에서는, 피검 웨이퍼(104)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴과 공간 필터(107)의 차광 패턴과의 사이에 어긋남이 생겼을 경우, 조절각 조정 기구(116, 117)를 구동하여 조절각을 보정하고 있었기 때문에, 조절각의 변동이 큰 대면적의 웨이퍼를 검사할 경우는, 그 보정량도 크게 되기 때문에 검사 속도가 늦게 된다는 문제가 있었다.
게다가, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴과 공간 필터(107)의 차단 패턴과의 사이에 어긋남이 생겼을 경우, 항상 조절각의 보정을 행하고 있었기 때문에, 보정 횟수나 보정량이 많고, 검사 속도의 고속화를 도모하는 것이 곤란하다는 문제도 있었다.
또한, 적재대(120)에 조절각 조정 기구(116, 117)를 둘 필요가 있었기 때문에, 적재대(120)의 구조가 복잡하게 되고, 적재대(120)의 뒤가 높게 되었을 경우에는 결함 검출 위치 결정 정밀도가 저하한다는 문제도 있었다.
또한, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴과 공간 필터(107)의 차단 패턴을 매칭시키는 보정량을 결정하기 위해, 반 거울(112), ITV 카메라(113), 제어 장치(114)를 새롭게 설치했음에도 불구하고, 장치가 복잡하게 된다는 문제도 있었다.
또한, 피검 웨이퍼(104)의 중앙부, 즉 좌우 양쪽 방향으로 패턴이 충분히 반복되어 있는 부분에서는, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 거의 공간 필터(107)에 의해 차단되기 때문에 검사를 행할 수 있지만, 피검 웨이퍼(104)의 단부나 코너 부분 혹은 고립 패턴이나 로직 패턴 등, 패턴이 충분히 반복되지 않고, 반복 영역으로 보이지 않는 영역이 존재하는 부분에 대해서는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이어도 공간 필터(107)를 투과하기 위한 검사를 행할 수 없어 검사 대상이 제한된다는 문제도 있었다.
또한, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광은 공간 필터(107)에 의해 완전히 차단된다는 가정하에서, ITV 카메라(106) 및 신호 처리 장치(108)에 의해 얻어지는 검출 화상 내에서의 휘점(輝点)은 모든 결함으로부터의 반사 회절광에 기인하는 것이라고 판단하고, 이에 기초하여 결함을 검출한다는 알고리즘을 취하고 있었기 때문에 공간 필터(107)가 원점 위치로부터 조금 벗어난 경우나 피검 웨이퍼(104)의 휘어짐에 기인하여 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 반사각이 어긋난 경우는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(107)에 의해 완전히 차단되는 일 없이 공간 필터(107)를 투과하고, 미광(迷光)으로 되어 ITV 카메라(106)에 의해 수광되어 결함으로서 잘못 검출되는 결과, 검출 정밀도가 저하하면서 검사를 할 수 없게 된다는 문제도 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 검사 속도의 고속화, 장치의 간략화, 검사 대상의 화대 등을 실현하는 패턴 결함 검사 장치 및 패턴 결함 검사 방법을 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 제1 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치는, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서, 피검물에 평행광을 조사하는 광 조사부와, 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 제1 검출부, 복수의 기준 화상을 기억하는 기억부, 검출 화상과 기준 화상의 차이로 차분 화상을 얻는 화상 처리부, 복수의 기준 화상 중 검출 화상에 가장 근사하고 있는 것과 검출 화상으로부터 얻어지는 최적 차분 화상에 기초하여 결함을 인식하는 결함 인식부를 구비하고, 기준 화상은 광축에 수직인 평면 내에서 필터를 원점 위치에서 단계적으로 이동시키면서 결함이 없는 샘플로부터의 반사 회절광을 제1 검출부에서 수광하고, 상(像)으로서 검출함으로써 얻어지는 것이다.
또한, 본 발명의 제2 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치는, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서, 피검물에 제1 평행광을 조사하는 광 조사부와, 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 검출부, 피검물의 조절각을 보정하는 조절각 조정 기구, 및 광축에 수직인 평면 내에서 필터의 위치를 보정하는 필터 구동 기구 중 적어도 어느 한쪽을 구비하고, 필터는 결함이 없는 샘플에 제2 평행광을 조사하고, 후 촛점 위치에 배치된 사진 건판을 샘플로부터의 반사 회절광으로 노광함으로써 얻어지고, 제1 평행광의 지름은 제2 평행광의 지름보다도 큰 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제3 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치는, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서 피검물에 평행광을 조사하는 광 조사부와, 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하는 제1 검출부, 제1 검출부에서의 반사 회절광의 광량을 검출하는 제2 검출부, 피검물의 조절각을 보정하는 조절각 조정 기구, 및 광축에 수직인 평면 내에 있어서 필터의 위치를 보정하는 필터 구동 기구 중 적어도 어느 한쪽을 구비하고, 조절각 조정 기구 및 필터 구동 기구에 의한 보정은, 광량이 미리 설정한 임계치를 넘었을 경우에 실행되는 것이다.
또한, 본 발명의 제4 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치는, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서 피검물에 평행광을 조사하는 광 조사부와, 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 검출부, 렌즈와, 필터, 검출부로 이루어지는 광학계를 이동하기 위한 광학계 이동 기구를 구비하는 것이다.
또한, 본 발명의 제5 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법은, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 방법에 있어서, 피검물에 평행광을 조사하는 공정과, 피검물로부터의 반사 회절광을 렌즈를 이용해 집광하는 공정, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치된 필터에 의해 피검물의 저상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공정, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 공정, 미리 복수의 기준 화상을 준비해 두는 공정, 검출 화상과 기준 화상의 차이로 차분 화상을 얻는 공정, 복수의 기준 화상 중 검출 화상에 가장 근사하고 있는 것과 검출 화상에서 얻어지는 최적 차분 화상에 기초하여 결함을 인식하는 공정을 구비하고, 기준 화상은 광축에 수직인 평면 내에 있어서 필터를 원점 위치에서 단계적으로 이동시키면서 결함이 없는 샘플로부터의 반사 회절광을 수광하고, 상으로서 검출함으로써 얻어지는 것이다.
또한 본 발명의 제6 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법은, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 방법에 있어서 피검물에 제1 평행광을 조사하는 공정과, 피검물로부터의 반사 회절광을 렌즈를 이용해 집광하는 공정, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치된 필터에 의해 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공정, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 공정, 피검물의 조절각을 보정하는 공정, 및 광축에 수직인 평면 내에서 필터의 위치를 보정하는 공정 중 적어도 어느 한쪽을 구비하고, 필터는 결함이 없는 샘플에 제2 평행광을 조사하고, 후 촛점 위치에 배치된 사진 건판을 샘플로부터의 반사 회절광으로 노광함으로써 얻어지며, 제1 평행광의 지름은 제2 평행광의 지름보다도 큰 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 제7 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법은, 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 방법에 있어서, 피검물에 평행광을 조사하는 공정과, 피검물로부터의 반사 회절광을 렌즈를 이용해 집광하는 공정, 렌즈의 후 촛점 위치에 배치된 필터에 의해 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공정, 필터를 투과한 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 공정, 필터를 투과한 반사 회절광의 광량을 검출하는 공정, 피검물의 조절각을 보정하는 공정, 및 광축에 수직인 평면 내에서 필터의 위치를 보정하는 공정 중 적어도 어느 한쪽을 구비하고, 조절각의 보정 및 필터의 위치 보정은 광량이 미리 설정한 임계치를 넘었을 경우에 실행되는 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 공간 필터(7)의 제작 방법을 설명하기 위한 도면.
도 3은 공간 필터(7)를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법을 설명하기 위한 도면.
도 5는 샘플 웨이퍼(40)의 일례를 나타내는 평면도.
도 6은 공간 필터(7)를 원점에 배치했을 때 얻어지는 기준 화상을 나타내는 도면.
도 7은 공간 필터(7)를 원점에서 이동시켰을 때 얻어지는 기준 화상을 나타내는 도면.
도 8은 피검 웨이퍼(41)의 표면의 굴곡에 의해 생기는 반사 회절광의 어긋남을 모식적으로 나타낸 도면.
도 9는 조절각(θ)을 갖는 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광을 나타내는 도면.
도 10은 화상 기억부(9), 화상 처리부(10), 결함 인식부(11)의 구체적인 구성을 나타내는 블록도.
도 11은 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 12는 화상 처리부(10a)의 구성을, 화상 기억부(9)의 구성과 함께 나타내는 블록도.
도 13은 샘플 웨이퍼(40)를 개략적으로 나타내는 평면도.
도 14는 기본 패턴(29)을 1개만 확대하여 나타내는 평면도.
도 15는 기본 패턴(29)을 1개만 확대하여 나타내는 평면도.
도 16은 화상 기억부(9), 화상 처리부(10b)의 구체적인 구성을 나타내는 블록도.
도 17은 웨이퍼 중앙부의 패턴을 검사했을 때 얻어지는 밝기 막대 그래프를 나타내는 도면.
도 18은 웨이퍼 단부의 패턴을 검사했을 때 얻어지는 밝기 막대 그래프를 나타내는 도면.
도 19는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 20은 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법을 설명하기 위한 도면.
도 21은 피검 웨이퍼(41)의 조절각(θ)의 변동에 의해, 반사 회절광의 패턴(21)에 어긋남이 생긴 상황을 나타내는 도면.
도 22는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 23은 본 발명의 제13 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 24는 종래의 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 레이저 광
2 : 콜리메터
30, 31, 32 : 반 거울
40 : 샘플 웨이퍼
41 : 피검 웨이퍼
5 : 적재대
6 : 퓨리에 변환 렌즈
7 : 공간 필터
8, 33 : 검출부
9 : 화상 기억부
10, 10a, 10b : 화상 처리부
11 : 결함 인식부
12 : 주(主) 제어부
13 : 공간 필터 구동 기구
15 : 적재대 구동 기구
22 : 기준 화상 기억부
23 : 검출 화상 기억부
24, 24a∼24c : 상관 회로
25 : 차분 회로
26 : 결함 판정 회로
27 : 결함 정보 가공부
28 : 판정 회로
34 : 신호 처리부
35 : 광학계
38 : 광학계 구동 기구
<제1 실시 형태>
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1에 있어서, 참조 번호 1은 레이저 광원이고, 참조 번호 2는 레이저 광원(1)에서 조사된 레이저 광을 확대하여 평행광으로 하는 콜리메터이며, 참조 번호 30은 콜리메터(2)에 의해 확대된 레이저 광을 샘플 웨이퍼(40) 또는 피검 웨이퍼(41)에 조사하기 위한 반 거울이다. 여기서 참조 번호 40은 패턴 결함이 없는 샘플 웨이퍼이고, 참조 번호 41은 패턴 결함 검사의 대상으로 되는 피검 웨이퍼이다. 참조 번호 5는 샘플 웨이퍼(40) 또는 피검 웨이퍼(41)를 탑재하는 탑재대이고, 피검 웨이퍼(41)의 각도 어긋남을 보정하기 위한 회전각 조정 기구(도 1에는 도시하지 않음)를 구비하고 있는 것으로 한다. 참조 번호 6은 샘플 웨이퍼(40) 또는 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광을 집광하는 퓨리에 변환 렌즈이고, 참조 번호 7은 퓨리에 변환 렌즈(6)의 후 촛점 위치에 배치된 공간 필터이다. 참조 번호 8은 공간 필터(7)를 투과시킨 반사 회절광을 수광하여, 이것을 화상으로서 검출하는 검출부로서, 반도체 장치 혹은 광전관에 의해 구성되어 있다. 참조 번호 9는 화상을 기억하는 화상 기억부이고, 참조 번호 10은 화상 처리부이며, 참조 번호 11은 피검 웨이퍼(41)의 결함 위치나 크기를 결함 정보로서 인식하는 결함 인식부이고, 참조 번호 12는 결함 정보를 제어 데이타로서 장치 외부(에를 들어, 양산 라인의 호스트 서버 등)으로 송출하는 주(主) 제어부이고, 참조 번호 13은 공간 필터(7)를 구동하는 공간 필터 구동 기구이며, 참조 번호 14는 주 제어부(12)로부터의 제어 데이타에 기초하여 공간 필터(7)의 구동량을 산출하며, 이를 공간 필터 구동 기구(13)에 전하는 공간 필터 제어부이며, 참조 번호 15는 피검 웨이퍼(41)의 피검 위치와 검출부(9)의 상(像) 검출 유효 영역을 상대적으로 움직이게 하기 위한 적재대(5)를 구동하는 적재대 구동 기구이며, 참조 번호 16은 주 제어부(12)로부터의 제어 데이타에 기초하여 적재대(5)의 제어량을 산출하고, 이를 적재대 구동 기구(15)로 전하는 적재대 제어부이고, 참조 번호 17은 작업 내용이나 검사 조건의 지시를 입력하기 위한 입력 단말이고, 참조 번호 18은 피검 웨이퍼(41)의 결함을 관찰하면서 검사 결과를 표시하기 위한 표시 장치이다.
본론에 들어가기 앞서, 먼저 공간 필터(7)의 제작에 대해서 설명한다. 도 2는, 공간 필터(7)의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 샘플 웨이퍼(40)를 적재대(5)상에 위치 결정하여 탑재하고, 퓨리에 변환 렌즈(6)의 후 촛점 위치에 사진 건판(19)을 배치한다. 그리고, 이 상태로 레이저 광원(1)에서 레이저 광을 조사하면, 샘플 웨이퍼(40)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광에 의해 이 사진 건판(19)이 노광된다. 그 후, 노광된 사진 건판(19)을 네가티브로 현상함으로써 공간 필터(7)가 제작된다. 도 3은 이와 같이 제작된 공간 필터(7)를 나타내는 도면이다. 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 차단 패턴(20)이 전면에 형성되어 있는 것을 안다.
이하, 도 1에 도시하는 패턴 결함 검사 장치를 이용한 패턴 결함 검사 방법에 대해서 차례로 설명한다. 도 4는 이런 패턴 결함 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 처음에 샘플 웨이퍼(40)를 적재대(5)상에 탑재한 상태로 레이저 광원(1)에서 레이저 광을 조사한다. 이 레이저 광은 콜리메터(2)에 의해 확대되고, 반 거울(30)로 반사되어 샘플 웨이퍼(40)로 조사된다. 샘플 웨이퍼(40)로부터의 반사 회절광은 반 거울(30)을 투과하고, 퓨리에 변환 렌즈(6)로 집광되어, 공간 필터(7)에 도달한다. 이 때 공간 필터(7)는 공간 필터(7)의 제작시에 사진 건판(19)을 배치된 위치, 즉 샘플 웨이퍼(40)의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 가장 잘 차단되는 위치(이것을 「공간 필터(7)의 원점」이라고 정의함)에서, 광축에 대한 수직 평면 내에서 약간의 양만 이동시키고 있다. 그러면, 공간 필터(7)의 차단 패턴(20)과 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴(21) 사이에 어긋남이 생기기 때문에, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 일부는 공간 필터(7)를 투과한다. 이 반사 회절광은 검출부(8)에 의해 수광되어 화상으로서 검출된다(이와 같이 하여 검출된 화상을 「기준 화상」이라 정의함).
도 5는 샘플 웨이퍼(40)의 일례를 나타내는 평면도이다. 여기서는, 메모리 셀 및 주변 회로가 형성되어 있는 샘플 웨이퍼의 패턴을 예시했다. 도 6은 공간 필터(7)를 원점에 배치했을 때 얻어지는 기준 화상을 나타내는 도면이고, 도 7은 공간 필터(7)를 원점에서 이동시켰을 때 얻어지는 기준 화상을 나타내는 도면이다. 도 7에 도시하는 기준 화상은 도 6에 도시하는 기준 화상보다도 밝은 부분(백색 부분)이 점유하는 면적이 크게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이는, 공간 필터(7)가 갖는 차단 패턴(20)과 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴(21)의 어긋남에 기인하여 공간 필터(7)를 투과하는 반사 회절광이 증가하고, 이에 따라 검출부(8)가 수광하는 반사 회절광도 증가함에 따른 것이다.
그리고, 공간 필터(7)를 원점 위치로부터 단계적으로 이동시키고, 각각의 단계에서 상기와 마찬가지의 수법에 의해 기준 화상을 얻는다. 공간 필터(7)의 이동량으로서는, 예를 들어 상기 수직 평면 내의 x-y 방향의 각각의 플러스 마이너스 1∼2밀리미터 범위 내의 영역에서, 1회당 수십∼수백밀리씩 이동하면 된다. 이와 같이 하여 얻어진 복수의 기준 화상은 화상 기억부(9)에서 기억된다. 또, 도 6에 도시한 바와 같이, 적재대(5)상에 샘플 웨이퍼(40)를 탑재하고, 또 공간 필터(7)를 원점 위치에 배치한 상태에서도 검출부(8)가 반사 회절광을 수광하는 데는, 상술한 반복 영역으로 볼 수 없는 영역으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과하기 때문이다.
다음에, 피검 웨이퍼(41)를 적재대(5)상에 탑재하고, 공간 필터(7)를 원점 위치에 배치한 상태로 레이저 광원(1)에서 레이저 광을 조사한다. 이 레이저 광은 콜리메터(2)에 의해 확대되고, 반 거울(30)로 반사되어 피검 웨이퍼(41)에 조사된다. 피검 웨이퍼(14)로부터의 반사 회절광은 반 거울(30)을 투과하고, 퓨리에 변환 렌즈(6)로 집광되어, 공간 필터(7)에 도달한다.
여기서, 도 8은 피검 웨이퍼(41)의 표면 굴곡에 의해 생기는 반사 회절광의 어긋남을 모식적으로 나타낸 도면이다. 제조 공정 중의 열처리 등에 의해 피검 웨이퍼(41)의 표면에 굴곡이 생길 경우, 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광은 그 굴곡 각도에 따라 레이저 광을 조사 방향과는 다른 방향으로 반사한다. 도 9는 표면의 굴곡을 피검 웨이퍼(41)의 기울기(조절각)으로서 취했을 경우의 반사 회절광, 즉 조절각(θ)을 갖는 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광을 나타내는 도면이다. 도 9에서는, 조절각이 없는 정상인 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광을 파선으로, 조절각(θ)을 갖는 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광을 실선으로 나타냈다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 조절각(θ)을 갖는 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광의 패턴(21)은, 공간 필터면 위에서 차단 패턴(20)으로부터 x축 방향으로 Δx, y축 방향으로 Δy, 및 x축에 대해 각도(φ)의 어긋남이 생긴다. 이와 같이, 조절각(θ)이 있을 경우는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광에서마저도 공간 필터(7)가 갖는 차단 패턴(20)에 의해 완전하게 차단되지 않기 때문에, 고립하는 결함으로부터의 반사 회절광을 볼 수 없고, 반복하는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광도 공간 필터(7)를 투과하며, 검출부(8)에 의해 수광되어 화상으로서 검출되는 것으로 된다. 또, 상술한 각도(φ)의 어긋남은 적재대(5)가 구비하는 회전각 조정 기구(종래로부터 사용되고 있는 것을 이용할 수 있음)에 의해 적당 조절하는 것으로 한다.
도 10은, 화상 기억부(9), 화상 처리부(10), 결함 인식부(11)의 구체적인 구성을 나타내는 블록도이다. 화상 기억부(9)는 기준 화상 기억부(22)와 검출 화상 기억부(23)에 의해 구성되어 있다. 이 중 기준 화상 기억부(22)는, 샘플 웨이퍼(40)를 적재대(5)상에 탑재한 상태로 공간 필터(7)를 단계적으로 이동함으로써 얻어지는 복수의 기준 화상을 기억하고, 한편 검출 화상 기억부(23)는, 피검 웨이퍼(41)를 적재대(5)상에 탑재하며, 공간 필터(7)를 원점 위치에 배치했을 때 얻어지는 화상, 즉 검출부(8)에서 검출한 화상(이를 「검출 화상」이라고 정의함)을 기억한다. 또한, 화상 처리부(10)는 상관 회로(24)와 차분 회로(25)로 구성되어 있다. 기준 화상 기억부(22) 및 검출 화상 기억부(23)는 함께 상관 회로(24)에 접속되어 있고, 상관 회로(24)는 기준 화상 기억부(22)에 기억되어 있는 복수의 기준 화상 중에서 검출 화상과 가장 근사하고 있은 것, 즉 가장 상관이 높은 것을 뽑아 내고, 그 기준 화상을 차분 회로(25)로 입력한다. 구체적으로는, 기준 화상의 밝기와 검출 화상의 밝기를 화소 단위로 비교한 결과로서 얻어지는 상관 관계에서 상관 계수를 구하고, 이 상관 계수가 1에 근사하는 만큼 상관이 높다고 판단한다. 상관 회로(24) 및 검출 화상 기억부(23)는 함께 차분 회로(25)에 접속되어 있고, 차분 회로(25)는 상관 회로(24)로부터 입력된 기준 화상과 검출 화상 기억부(23)로부터 입력된 검출 화상과의 차이로 차분 화상을 작성한다. 또한, 결함 인식부(11)는 결함 판정 회로(26)와 결함 정보 가공부(27)에 의해 구성되어 있다. 결함 판정 회로(26)에는 차분 회로(25)로부터 차분 화상이 입력되고, 결함 판정 회로(26)는 그 차분 화상에 기초하여 피검 웨이퍼(41)에 존재하는 결함의 위치나 크기 등의 판정을 행한다. 그리고, 그 판정 결과는 결함 정보 가공부(27)로 입력되고, 결함 정보로 가공되어 주 제어부(12)로 전달된다.
이와 같이, 본 제1 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 조절각(θ)에 기인하여 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과할 경우에 있어서도, 미리 화상 기억부(9)에 기억하고 있던 복수의 기준 화상 중에서 검출 화상과 가장 상관이 높은 기준 화상을 뽑아 내고, 그 기준 화상과 검출 화상과의 차이로 작성된 차분 화상에 기초하여 피검 웨이퍼(41)의 결함을 인식한다. 바꿔 말하면, 조절각(θ)의 변동에 기인하는 반사 회절광의 어긋남을 공간 필터(7)의 어긋남에 의해 보상할 수 있다. 따라서, 종래의 패턴 결함 검사 장치와 같이 공간 필터(7)의 차단 패턴(20)과 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴(21)을 매칭하기 위해 조절각(θ)을 보정할 필요가 없기 때문에, 검사 속도의 고속화를 도모할 수 있다. 특히, 큰 면적의 피검 웨이퍼(41)의 경우는 조절각(θ)의 보정량보다 크게 되기 때문에 그 효과는 현저하다.
또한, 적재대(5)에 조절각 조정 기구를 둘 필요가 없기 때문에, 적재대(5)의 구조를 간략화할 수 있고, 결함 검출 위치 결정 정밀도의 향상을 도모할 수도 있다.
또한, 기준 화상 기억부(22)에는, 공간 필터(7)를 단계적으로 이동시킴으로써 얻어지는 복수의 화상을 기준 화상으로서 기억한다. 즉, 피검 웨이퍼(41)의 휘어짐 등에 기인하여 공간 필터(7)의 차단 패턴(20)과 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴(21)이 어긋나는 상황을 가정하고, 공간 필터(7)를 이동시킴으로써 그 상황을 강제적으로 만들어 내고 있다. 그리고, 실제의 결함 검사에 있어서는 상기와 같이 하여 얻어진 복수의 기준 화상 중에서 검출 화상과 가장 상관이 높은 기준 화상을 골라 내고, 이것과 검출 화상과의 차이로 제작된 차분 화상에 기초하여 결함을 인식한다는 알고리즘을 취하고 있다. 바꿔 말하면, 상기 골라 낸 기준 화상과 검출 화상은 피검 웨이퍼(41)에 결함이 있다면 거의 일치한다는 전제 하, 양 화상을 비교하고, 기준 화상에서 어둡게 되어 있음에도 불구하고 검출 화상에서 밝게 되어 있는 부분, 또는 기준 화상에서 밝게 되어 있음에도 불구하고 검출 화상에서 어둡게 되어 있는 부분을 결함으로서 검출한다. 이 때문에, 피검 웨이퍼(41)의 휘어짐에 기인하여 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 반사각이 어긋나고, 공간 필터(7)에 의한 필터링이 충분히 실행되지 않을 경우, 특히 정반사 광 혹은 저차(低次)의 회절광의 침입에 의해 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광의 패턴 전체가 밝게 되었을 경우, 백그라운드 노이즈가 높게 되었을 경우, 혹은 본래 차단해야 하는 정상 패턴이 광 비침이 시작되었을 경우 등에 있어서도 종래의 패턴 결함 검사 장치와 같은 오검출을 일으키는 일 없이 적절하게 결함 검사를 행할 수 있다. 또한, 종래의 패턴 결함 장치에서는 검사 불가능이었던 패턴이 충분히 반복되지 않는 반복 영역으로 보여지지 않는 영역이 존재하는 부분에 대해서도 적절하게 결함 검사를 행할 수 있다.
또, 이상의 예에서는, 사진 건판(19)을 이용해 제작되는 공간 필터(7)를 이용할 경우에 대해서 설명했지만, 이에 한정하지 않고 공간 필터(7)의 대용 필터로서 와이어상의 차광 부분으로 구성된 금속 플레이트나 인쇄나 액정판에 의해 차광부를 형성한 필터를 이용할 수도 있다. 광의 차단 성능에 우열은 있지만 동작과 작용은 전부 마찬가지이다.
<제2 실시 형태>
제1 실시 형태에서는, 반 거울(30)에 의해 피검 웨이퍼(41)의 정면에서 레이저 광을 조사하고 있었지만, 기운쪽에서 레이저 광을 조사할 수도 있다. 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 콜리메터(2)에 의해 확대된 레이저 광을 반 거울(31)로 반사하고, 기운쪽에서 피검 웨이퍼(41)에 조사하고 있다. 기운쪽에서 레이저 광을 조사했을 경우는, 레이저 광의 정반사광은 퓨리에 변환 렌즈(6)에 도달하지 않지만, 정상 패턴이나 결함으로부터의 회절광은 퓨리에 변환 렌즈(6)에 도달한다. 도 11에 있어서는, 퓨리에 변환 렌즈(6)에 도달하는 정상 패턴으로부터의 회절광을 파선으로 나타내고 있다. 따라서, 이 회절광을 퓨리에 변환 렌즈(6)로서 집광하고, 공간 필터(7)로 차단함으로써 제1 실시 형태와 마찬가지로 패턴 결함 검사를 행할 수 있다.
이와 같이 본 제2 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 피검 웨이퍼(41)의 기운쪽에서 레이저 광을 조사하는 구성으로 했기 때문에, 정반사광이 너무 밝아, 검사에 영향을 미칠 경우에 이 너무 밝은 정반사 광이 퓨리에 변환 렌즈(6)에 의해 집광되는 것을 방지하여 적절한 조건 하에서 결함 검사를 행할 수 있다.
<제3 실시 형태>
제1 실시 형태에서는, 화상 처리부(10)에는 상관 회로(24)가 1개만 설치되어 있지만, 복수의 상관 회로를 설치할 수 있으면 더 바람직하다. 도 12는 복수의 상관 관계가 설치된 화상 처리부(10a)의 구성을, 화상 기억부(9)의 구성과 함께 나타내는 블록도이다. 여기서는, 3개의 상관 회로(24a∼24c)를 설치했을 경우의 구성을 예시했다. 화상 처리부(10a)는, 상관 회로(24a∼24c), 차분 회로(25) 및 판정 회로(28)에 의해 구성되어 있다. 화상 기억부(9)를 구성하는 기준 화상 기억부(22) 및 검출 화상 기억부(23)는 상관 회로(24a∼24c)에 각각 접속되어 있고, 검출 화상은 상관 회로(24a∼24c) 모두에 입력되며, 복수의 기준 화상은 상관 회로(24a∼24c)에 적당히 나눠져 입력된다. 그리고, 상관 회로(24a∼24c)에 있어서 기준 화상과 검출 화상의 상관이 판정되고, 그 결과 상관값으로서 판정 회로(28)로 입력된다. 판정 회로(26)는 입력된 복수의 상관값에 기초하여 검출 화상과 가장 상관이 높은 기준 화상을 골라 내고, 그 기준 화상을 차분 회로(25)에 입력한다. 차분 회로(25)는 입력된 기준 화상과 검출 화상의 차이로 차분 화상을 작성한다.
이와 같이, 본 제3 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 복수의 상관 회로의 병렬 처리에 의해 각 기준 화상과 검출 화상의 상관값을 구하는 구성으로 했기 때문에, 예를 들어 기준 화상이나 검출 화상의 화소수가 많을 경우나, 피검 웨이퍼의 패턴이 복잡하여 1회의 상관 계산에 장시간을 요하는 경우 등에 있어서 검사 속도의 고속화를 도모할 수 있다.
<제4 실시 형태>
도 13은 샘플 웨이퍼(40)를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 여기서는, 샘플 웨이퍼(40)의 표면에, 전부 55개의 기본 패턴(29)이 형성되어 있을 경우를 예시했다. 또한, 도 14는 도 13의 XIV 부분, 즉 기본 패턴(29)을 1개만 확대하여 나타내는 평면도이다. 여기서, 검출 범위(S1, S2)는, 검출부(8)에 의해 한번 상을 검출할 수 있는 범위이다.
본 제4 실시 형태는, 도 14에 도시하는 바와 같이 기본 패턴(29)이 검출 범위(S1, S2)보다도 크고, 검출부(8)가 기본 패턴(29)의 전 범위에 관한 상을 한번 검출할 수 없는 경우에 있어서 기준 화상을 얻기 위한 방법에 관한 것이다.
먼저, 검출 범위(S1)에 레이저 광이 조사되도록 샘플 웨이퍼(40)를 적재대(5)상에 탑재하고, 레이저 광원(1)으로부터 레이저 광을 조사한다. 그리고, 이 상태로공간 필터(7)를 원점 위치에서 단계적으로 이동시켜 각각의 단계에 대해 기준 화상을 얻는다. 다음에, 검출 범위(S2)에서 레이저 광이 조사되도록 적재대 구동 기구(15)에 의해 적재대(5)마다 샘플 웨이퍼(40)를 이동하고, 레이저 광원(1)에서 레이저 광을 조사한다. 그리고, 상기와 마찬가지로 공간 필터(7)를 원점 위치에서 단계적으로 이동시켜 각각의 단계에 대해서 기준 화상을 얻는다.
이와 같이 본 제4 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 검출부(8)가 기본 패턴(29)의 전 범위에 관한 상을 한번에 검출 할 수 없을 경우, 적재대 구동 기구(15)에 의해 적재대(5)마다 샘플링 웨이퍼(40)를 이동함으로써 기본 패턴(29)의 전 범위에 관한 기준 화상을 얻을 수 있다.
<제5 실시 형태>
도 15는 도 13에 도시하는 기본 패턴(29)을 1개만 확대하여 나타내는 평면도이다. 도 15에 있어서 노광 범위(T1∼T6)는, 공간 필터(7)의 제작 공정에 있어서 사진 건판(19)을 한번에 노광할 수 있는 범위이다.
본 제5 실시 형태는, 도 15에 도시하는 바와 같이 기본 패턴(29)이 노광 범위(T1∼T6)보다도 크고, 기본 패턴(29)의 전 범위에 대해서 사진 건판(19)을 한번에 노광할 수 없을 경우에서의 공간 필터(7)의 제작 방법에 관한 것이다.
먼저, 노광 범위(T1)에 레이저 광이 조사되도록 샘플 웨이퍼(40)를 탑재대(5)상에 탑재한다. 그리고, 레이저 광원(1)에서 레이저 광을 조사하고, 원점 위치에 배치된 사진 건판(19)을 노광 범위(T1)에서의 반사 회절광에 의해 노광한다. 다음에, 노광 범위(T2)에서 레이저 광이 조사되도록 적재대 구동 기구(15)에 의해 탑재대(5)마다 샘플 웨이퍼(40)가 이동한다. 이와 함께, 사진 건판(19)을 샘플 웨이퍼(40)의 이동량과 같은만큼 원점 위치에서 이동한다. 사진 건판(19)의 이동은 공간 필터 구동 기구(13)에 의해 행한다. 그 후, 레이저 광원(1)에서 레이저 광을 조사하고, 노광 범위(T2)로부터의 반사 회절광에 의해 사진 건판(19)을 노광한다. 이하, 노광 범위(T3∼T6)에 대해서도 마찬가지로 사진 건판(19)을 노광한다.
이와 같이 본 제5 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 기본 패턴(29)의 전 범위에 대해 사진 건판(19)을 노광할 수 없을 경우에, 샘플 웨이퍼(40) 및 사진 건판(19)을 순차 이동하여 사진 건판(19)의 다중 노광한다. 이로써, 기본 패턴(29)의 전 범위에 관한 공간 필터(7)를 제작할 수 있다.
<제6 실시 형태>
도 16은 화상 기억부(9), 화상 처리부(10b)의 구체적인 구성을 도시하는 블록도이다. 차분 회로(25)에는, 기준 화상 기억부(22)로부터 모든 기준 화상이 입력됨과 동시에, 검출 화상 기억부(23)로부터 검출 화상이 입력된다. 차분 회로(25)는 입력된 기준 화상 및 검출 화상에 기초하여 최적 차분 화상을 작성하고, 이 최적 차분 화상은 결함 인식부(11)로 입력된다.
이하, 차분 회로(25)에서의 최적 차분 화상의 작성 방법에 대해 설명한다. 먼저, 기준 화상 기억부(22)로부터 입력된 모든 기준 화상에 대해서 검출 화상 기억부(23)로부터 입력된 검출 화상과의 차이로 차분 화상을 각각 작성하고, 이들 모든 차분 화상을, 밝기를 횡축, 화소수를 종축으로 하는 밝기 막대 그래프로 변환한다. 도 17, 도 18에 이와 같이 작성된 밝기 막대 그래프를 예시한다. 다음에, 각각의 밝기 막대 그래프에서의 최초의 오른쪽 아래 경사면을 직선 근사하고, 그 직선의 기울기량을 계산한다. 그리고, 기울기량의 절대값이 최대로 되는 밝기 막대 그래프를 제공하는 차분 화상을 최적 차분 화상으로 얻는다.
피검 웨이퍼(41)의 중앙부에서는 웨이퍼의 휘어짐이 거의 없고, 조절각(θ)의 변동이 작기 때문에, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 거의가 공간 필터(7)에 의해 차단된다. 한편, 웨이퍼 단부 등에서는 웨이퍼의 휘어짐이 크고, 이에 기인하여 발생하는 반사각의 오차량도 크게 된다. 따라서, 반사 회절광의 패턴(21)이 공간 필터(7)의 차단 패턴(20)을 벗어나 버리고, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광에서도 공간 필터(7)를 투과하는 것이 많게 된다. 이것을 도 17, 도 18에서 취하면, 도 17이 웨이퍼 중앙부의 패턴을 검사했을 때 얻어지는 밝기 막대 그래프에 상당하고, 도 18이 웨이퍼 단부의 패턴을 검사했을 때 얻어지는 밝기 막대 그래프에 상당한다고 말한다. 또, 웨이퍼의 휘어짐은 웨이퍼 단부에서만 발생한다고는 한정하지 않고, 웨이퍼 면 내에 국소적으로 발생할 경우도 있다. 이후, 본 실시 형태에 있어서 「웨이퍼 단부」라고 표현한 경우에는, 웨이퍼 단부 그 자체 뿐만 아니라, 일반적으로 웨이퍼의 휘어짐이 큰 부분도 가리키는 것으로 하고, 또한 「웨이퍼 중앙부」라고 표현했을 경우에는 웨이퍼의 휘어짐이 작은 부분도 가리키는 것으로 한다.
종래의 패턴 결함 검사에 있어서는, 검사 영역이 피검 웨이퍼(41)의 웨이퍼 중앙부에 있는가 웨이퍼 단부에 있는가에 구속되지 않고, 일률적으로 설정한 어느 밝기(임계치)보다도 밝은 부분을 결함으로서 인식하고 있었다. 그 때, 웨이퍼 단부에서의 검사를 고려하면, 꽤 어두운 위치에 임계치를 설정할 수 있었다. 이 임계치를 P0으로 하여 도 17, 도 18에 도시한다. 그러나, 웨이퍼 단부에 있어서는 하여간 웨이퍼 중앙부에 있어서 임계치(P0)에 설정했기 때문에, P1에서 P0까지의 밝기의 범위에 속하는 결함을 발견할 수 없다. 이에 대해, 본 제6 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 웨이퍼 중앙부 및 웨이퍼 단부를 검사할 때 얻어지는 각각의 밝기 막대 그래프에 기초하여 임계치를 개별로 설정할 수 있다. 구체적으로는, 노이즈가 많은 부분을 검사할 경우에는 P2보다도 밝은 범위 내(예를 들어, P0), 노이즈가 적은 부분을 검사할 경우에는 P1보다도 밝은 범위 내에서(예를 들어, P3), 임계치를 각각 자동 설정할 수 있다. 이에 의하면, 검사 웨이퍼(41)의 웨이퍼 중앙부를 검사할 때 종래의 검사에서는 발견할 수 없었던 P3에서 P0까지의 밝기의 범위에 속하는 결함을 발견할 수 있다.
이와 같이 본 제6 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 노이즈가 많은 부분과 적은 부분에서 임계치를 개별로 설정할 수 있기 때문에 고정밀도의 패턴 결함 검사를 실현할 수 있음과 동시에, 검사 대상을 확대할 수 있다.
<제7 실시 형태>
도 19는 본 발명의 제7 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 공간 필터(7)를 투과하고 있었을 반사 회절광을 공간 필터(7)와 검출부(8) 사이에 설치한 반 거울(32)에 의해 뽑아 내고 있다. 이 때, 반 거울(32)은 검출부(8)에서 검출하는 상과 검출부(33)로서 검출할 상이 동일하게 되도록 설치되어 있다. 또한, 검출부(33)는 신호 처리부(34)에 접속되고, 신호 처리부(34)는 주 제어부(12)에 접속되어 있다.
공간 필터(7)를 투과한 반사 회절광은 검출부(8)에서 상으로서 검출됨과 동시에, 반 거울(32)을 통해 검출부(33)에서도 수광된다. 신호 처리부(34)는, 검출부(33)가 수광한 반사 회절광의 광량을 구하고, 이 광량이 미리 임의로 설정한 임계치를 넘고 있을 경우에는, 그가 가리키는 신호를 주 제어부(12)로 전달한다. 주 제어부(12)는, 신호 처리부(34)로부터의 상기 신호를 받아 탑재대 제어부(16)에 조절각 보정 명령 신호와 제어 데이타를 전달한다. 탑재대 제어부(16)는 주 제어부(12)로부터의 제어 데이타에 기초하여 조절각(θ)의 보정량을 산출하고, 탑재대(5)가 구비하는 조절각 조정 기구(도 19에는 도시되지 않음)에 의해 조절각(θ)의 보정이 행하여진다. 또한, 이 조절각 조정 기구는 종래로부터 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다.
이와 같이 본 제7 실시 형태에 따른 패턴 결함 장치에 의하면, 공간 필터(7)를 투과하는 반사 회절광의 광량이 미리 설정한 임의의 임계치를 넘었을 경우에만 조절각(θ)의 보정을 행하는 구성으로 했기 때문에, 항상 보정을 행하는 경우와 비교하면 보정 회수가 감소되어, 패턴 결함 검사의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 화상 기억부(9)가 갖는 기준 화상 기억부(22)에는 공간 필터(7)를 투과하는 반사 회절광의 광량이 상기 임계치를 넘지 않는 범위 내에서의 기준 화상만을 기억하고 있으면 족하기 때문에 미리 준비하고 있어야 할 기준 화상의 수를 삭감할 수 있다.
<제8 실시 형태>
제1 실시 형태에서는, 공간 필터(7)를 단계적으로 이동함으로써 복수의 기준 화상을 얻는 것을 서술했지만, 이 때 공간 필터(7)의 원점 위치로부터의 이동량을 각각의 기준 화상에 대응시켜 참조표에 기술해 둔다. 이 참고표는, 예를 들어 주 제어부(12)가 유지하는 것으로 한다. 그리고, 도 10에 도시하는 상관 회로(24) 또는 도 12에 도시하는 판정 회로(28)에 의해 가장 상관이 높은 기준 화상을 얻은 후, 탑재대 제어부(16)는 그 기준 화상을 얻을 때 이동한 공간 필터(7)의 이동량을 참조표에서 읽어 낸다. 또는, 도 16에 도시하는 차분 회로(25)에 의해 최적 차분 화상을 얻은 후, 그 최적 차분 화상을 제공하는 기준 화상을 얻을 때 이동한 공간 필터(7)의 이동량을 상기 참조표에서 읽어 낸다.
그 후, 탑재대 제어부(16)는 참조표에서 읽어낸 공간 필터(7)의 이동량을 조절각(θ)의 보정량으로 변환하고, 이것을 탑재대 구동 기구(15)로 전한다. 탑재대(5)가 구비하는 조절각 조정 기구는, 이에 기초하여 피검 웨이퍼(41)의 조절각(θ)을 보정한다. 그리고, 조절각(θ)의 보정 후, 재검사를 행한다. 또, 본 제8 실시 형태와 상기 제7 실시 형태를 조합시켜 이용할 수도 있다.
이와 같이 본 제8 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 기준 화상을 얻을 때 참조표에 기술한 공간 필터(7)의 이동량에 기초하여 조절각(θ)의 보정량을 결정하기 때문에, 종래의 패턴 결함 검사 장치에 있어서 필요한 반 거울(112), ITV 카메라(113), 제어 장치(114)를 둘 필요가 없다. 따라서, 장치를 복잡하게 하는 일 없이 조절각(θ)의 보정을 행할 수 있다.
<제9 실시 형태>
제8 실시 형태에서는, 먼저 탑재대 제어부(16)가 참조표에서 공간 필터의 이동량을 읽어 내고, 다음에 공간 필터(7)의 이동량을 조절각(θ)의 보정량으로 변환하며, 그 후 피검 웨이퍼(41)의 조절각(θ)를 보정했다. 이에 대해, 공간 필터 제어부(14)가 참조표로부터 공간 필터(7)의 이동량을 읽어 내고, 이 판독한 이동량만큼 공간 필터 구동 기구(13)에 의해 공간 필터(7)를 이동시킬 수도 있다.
이에 따르면, 공간 필터(7)의 이동량을 조절각(θ)의 보정량으로 변환하는 공정이 생략되고, 검사의 고속화를 도모할 수 있음과 동시에, 탑재대(5)가 조절각 조정 기구를 구비할 필요도 없기 때문에, 탑재대(5)의 구조를 간략화할 수도 있다.
또, 본 제9 실시 형태와 상기 제7 실시 형태를 조합시켜 이용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
<제10 실시 형태>
도 20은, 본 발명의 제10 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다. 먼저, 제1 실시 형태에서 서술한 방법에 의해 사진 건판(19)을 노광하고(도 20의 좌측이 도면), 전면에 차단 패턴(20)이 형성된 공간 필터(7)를 제작한다. 다음에, 검사시에 있어서는, 사진 건판(19)을 노광할 때 조사한 레이저 광보다도 지름이 큰 레이저 광을 피검 웨이퍼(41)에 조사하고, 그 반사 회절광을 퓨리에 변환 렌즈(6)로 집광한다(도 20의 우측 도면). 또, 피검 웨이퍼(41)에 조사하는 레이저 광의 지름 변경은, 콜리메터(2)의 확대 배율을 높임으로써 행할 수 있다.
일반적으로, 촛점 위치에서의 스폿 사이즈(C)와 입사 레이저 광의 지름(d) 사이에는 이하의 수학식 1과 같은 관계가 있다. 단, 수학식 1에 있어서는 λ는 레이저 파장을, f는 렌즈 촛점 거리를 각각 나타내고 있다.
수학식 1에서, 촛점 위치에서의 스폿 사이즈(C)는 입사 레이저 광의 지름(d)에 반비례하는 것을 알았다.
즉, 공간 필터(7)의 제작시에 조사된 레이저 광은 지름이 작고, 샘플 웨이퍼(40)로부터의 반사 회절광은 퓨리에 변환 렌즈(6)의 중앙 부분에서 집광되기 때문에, 촛점 위치에서의 스폿 사이즈는 크게 된다. 한편, 검사시에 조사된 레이저 광은 지름이 크고, 피검 웨이퍼(41)로부터의 반사 회절광은 퓨리에 변환 렌즈(6)의 주변 부분에서 집광되기 때문에, 수속각이 크게 되며, 촛점 위치에서의 스폿 사이즈는 작게 된다. 따라서, 도 20에 도시하는 바와 같이, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 패턴(21)의 지름은, 차단 패턴(20)의 지름보다도 작게 된다.
도 21은, 피검 웨이퍼(41)의 조절각(θ)의 변동에 의해, 반사 회절광의 패턴(21)에 어긋남이 생긴 상황을 나타내는 도면이다. 도 21에 도시하는 바와 같이, 차단 패턴(20)의 지름이 반사 회절광의 패턴(21)의 지름보다도 크기 때문에, 조절각(θ)의 변동 등에 기인하는 반사 회절광의 패턴(21)의 오차량이 작을 경우는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광은 공간 필터(7)를 투과하지 않는다.
이와 같이 본 제10 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 공간 필터(7)가 필터링할 수 있는 범위를 넓힐 수 있고, 조절각(θ)을 보정한 후에 재 검사를 행하는 방식의 패턴 결함 검사에 있어서, 보정을 행하지 않는 허용 범위를 줄 수 있다.
또한, 화상 기억부(9)가 갖는 기준 화상 기억부(22)에는, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과하지 않는 범위 내에서의 기준 화상을 기억할 필요가 없기 때문에, 미리 준비하고 있어야 할 기준 화상의 수를 삭감할 수 있다.
<제11 실시 형태>
제10 실시 형태에서는, 검사시에 피검 웨이퍼(41)에 조사하는 레이저 광의 지름을, 사진 건판(19)을 노광하기 위해 샘플링 웨이퍼(40)에 조사한 레이저 광의 지름보다도 크게 하는 것에 대해 서술했지만, 이 때, 피검 웨이퍼(41)에 조사하는 레이저 광의 지름을 콜리메터(2)를 조정함으로써, 반사 회절광의 패턴(21)의 지름을 임의로 설정할 수 있다. 예를 들어, 레이저 광의 지름을 크게했을 경우는 제10 실시 형태에서 서술한 바와 같이 반사 회절광의 패턴(21)의 지름은 작게 된다. 그러면, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과하기 시작하는 조절각(θ)의 값(θ0)이 크게 된다. 이는, 조절각(θ)이 0<θ<θ0의 범위에서 변동하여도 정상 패턴으로부터의 반사 회절광은 공간 필터(7)를 투과하지 않는 것을 의미한다.
조절각(θ)의 변동이 현저하고, θ>θ0으로 되었을 경우는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과하기 시작하고, 이 투과한 반사 회절광은 검출부(8)로 검출된다. 이 경우는, 제8 실시 형태에 도시한 방법에 의해 조절각(θ)의 보정을 행하거나, 또는 제9 실시 형태에 도시한 방벙에 의해 공간 필터(7)의 위치 보정을 행한다. 이때, 조절각(θ)이 0으로 되기까지 보정을 할 수 있지만, 조절각(θ)이 θ0보다도 작게 되는 정도로 보정을 해도 된다.
이와 같이 본 제11 실시 형태에 따른 패턴 결함 장치에 의하면, 검사시에 조사하는 레이저 광의 지름을 콜리메터(2)로 조정하는 것으로, 공간 필터(7)를 투과하는 정상 패턴으로부터의 반사 회절광의 양을 조정할 수 있고, 보정을 행하지 않는 허용 범위를 임위로 설정할 수 있다. 그리고, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과하기 시작했을 경우, 즉 조절각(θ)의 변동이 현저할 경우에, 조절각(θ) 또는 공간 필터(7)의 위치의 보정을 행한다. 따라서, 항상 보정을 행할 경우에 비해 보정 회수가 감소되고, 패턴 결함 검사의 고속화를 도모할 수 있다. 또한, 조절각(θ)이 θ0보다도 작게 되는 정도로 보정할 경우는 보정량도 작게 되기 때문에 더욱 검사의 고속화를 촉진할 수 있다.
또한, 화상 기억부(9)가 갖는 기준 화상 기억부(22)에는, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 공간 필터(7)를 투과하지 않는 범위 내에서의 기준 화상을 기억할 필요가 없기 때문에, 미리 준비해 두어야 할 기준 화상의 수를 삭감할 수도 있다.
<제12 실시 형태>
상기 각 실시 형태에서는, 레이저 광원(1)으로부터 조사된 레이저 광을 평행광으로 하는 목적 혹은 레이저 광의 지름을 제어할 목적으로 콜리메터(2)를 채용할 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 레이저 광원(1)에서 조사되는 레이저 광을 평행광으로 만들 수 없을 경우는 콜리메터(2)를 이용하지 않고 피검 웨이퍼(41)에 대해 직접으로 레이저 광을 조사할 수 있다. 구체적으로는, 발산각이 약 100밀리라디안 이하로, 이상적으로는 수밀리라디안오더가 그 이하의 미소 발산각의 가우시안 빔이면 빔 지름의 약 50%(빔 중심으로부터 반경 방향으로 플러스 마이너스 25%) 범위 내는 평행광으로 만들 수 있다.
엄밀하게는, 피검 대상인 디바이스 패턴의 최소 반복 단위(칩 사이즈 혹은 다이(die) 사이즈)가 레이저 광의 지름에 비해 상대적으로 거의 동일하거나 그보다 작을 경우에 또 레이저 광의 조사 범위를 확대하면서 지름을 제어할 필요가 없을 경우에는 콜리메터(2)를 이용할 필요는 없다. 예를 들어, 일반적으로 시판되고 있는 아르곤 이온 레이저 광원일 경우에 발산각은 3∼수10밀리라디안이고, 그 경우의 레이저 광의 지름은 1∼수밀리메터이다. 이와 같은 지름의 레이저 광을 그대로 이용하는 것으로 족할 경우에는 콜리메터(2)를 이용할 필요는 없다. 예를 들어, GaAs 트랜지스터인 고주파 FET 등의 소자는 1칩 사이즈가 2∼3밀리이고, 특히 1밀리 이하인 것도 많이 있으며, 이 경우에는 콜리메터(2)를 이용할 필요는 없다, 도 22는 이와 같은 레이저 광원(50)을 이용했을 경우의 패턴 결함 검사 장치의 구성을 나타낸다. 레이저 광원(50)의 동작은 주 제어부(12)로부터의 제어 신호에 의해 제어되고, 레이저 광원(50)으로부터 조사된 평행 레이저 광은 반 거울(30)에 의해 반사되어 샘플 웨이퍼(40) 혹은 피검 웨이퍼(41)에 조사되는 것으로 된다.
이와 같이 본 제12 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 레이저 광원(50)에서 조사되는 레이저 광을 평행광으로 만들 수 있기 때문에, 상기 각 실시 형태와 같이 레이저 광원(1)에서 조사된 광을 평행광으로 하기 위해 콜리메터(2)를 이용할 필요는 없어, 장치의 간소화를 도모할 수 있다.
<제13 실시 형태>
도 23는 본 발명의 제12 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 참조 번호 38은 반 거울(30), 퓨리에 변환 렌즈(6), 공간 필터(7), 공간 필터 구동 기구(13) 및 검출부(8)로 이루어지는 광학계(35)를 광축과 수직 방향으로 구동하기 위한 광학계 구동 기구이다. 또한, 참조 번호 39는, 광학계 구동 기구(38)를 제어하기 위한 광학계 제어부이고, 이 광학계 제어부(39)에는 주 제어부(12)로부터 제어 신호가 입력된다. 또한, 참조 번호 36 및 참조 번호 37은 각각 광학계(35)를 지지하기 위한 광학계 지지 횡대들보 및 광학계 지시 종대들보이다. 또, 도 22에 있어서는 간략화를 위해, 화상 기억부(9), 화상 처리부(10), 결함 인식부(11), 주 제어부(12), 공간 필터 제어부(14)를 생략하고 있다.
상술한 각 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치에 있어서 피검 웨이퍼(41)의 전체를 검사하기 위해서는, 탑재대 구동 기구(15)를 이용해 탑재대(5)마다 피검웨이퍼(41)를 이동할 필요가 있다. 그러나, 예를 들어 TFT의 웨이퍼 등, 피검 웨이퍼(41)가 큰 면적으로 되면, 피검 웨이퍼(41)보다도 광학계(35)쪽이 상대적으로 작게 되기 때문에, 피검 웨이퍼(41)를 이동함으로써 생기는 어긋남보다도 광학계(35)를 이동함으로써 생기는 어긋남쪽이 작게 된다.
본 제13 실시 형태에 따른 패턴 결함 검사 장치에서는, 광학계 구동 기구(38)를 이용해 광학계(35)를 구동함으로써 웨이퍼 전체의 검사를 행하는 구성으로 했다. 따라서, 큰 면적 웨이퍼의 패턴 결함 검사에 있어서 웨이퍼를 이동할 경우에 비해 검사 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
제1 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 조절각에 기인하여 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 필터를 투과할 경우에도 미리 기록부에 기억하고 있던 복수의 기준 화상 중 검출 화상에 가장 근사하고 있는 것과 검출 화상과의 차이로 얻어지는 최적 차분 화상에 기초하여 패턴의 결함을 인식한다. 따라서, 종래의 패턴 결함 검사 장치와 같이 필터의 차단 패턴과 반사 회절광의 패턴을 매칭하기 위해 조절각을 보정할 필요가 없기 때문에 검사의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 제2 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 피검물에 조사하는 제1 평행광의 지름을 샘플에 조사하는 제2 평행광의 지름보다도 크게 하는 것으로, 필터가 필터링할 수 있는 범위를 넓힐 수 있다. 그리고, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 필터를 투과하기 시작했을 경우, 즉 조절각의 변동이 현저할 경우에만 보정을 행하기 때문에, 항상 보정을 행할 경우에 비해 보정 회수가 감소되어, 검사의 고속화를 도모할 수 있다.
또, 제3 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 필터를 투과하는 결함으로부터의 반사 회절광의 광량이 미리 설정한 임의의 임계치를 넘었을 경우에만 보정을 행하기 때문에, 항상 보정을 행할 경우에 비해 보정 횟수가 감소되고, 검사의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 제4 발명에 따른 패턴 결함 검사 장치에 의하면, 피검물 전체의 검사를 행할 때 피검물을 이동하는 것이 아니라, 광학계 구동 기구에 의해 광학계를 이동한다. 따라서, 피검물이 이동함으로써 생기는 어긋남보다도 광학계를 이동함으로써 생기는 어긋나는쪽이 작은 피검물에 대해 본 청구항 8에 따른 패턴 결함 검사 장치를 이용함으로써 검사 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제5 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 조절각에 기인하여 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 필터를 투과할 경우에도 미리 기억하고 있던 복수의 기준 화상 중 검출 화상에 가장 근사하고 있는 것과 검출 화상과의 차이로 얻어지는 최적 차분 화상에 기초하여 패턴의 결함을 인식한다. 따라서, 종래의 패턴 결함 검사 방법과 같이 필터의 차단 패턴과 반사 회절광의 패턴을 매칭하기 위해 조절각을 보정할 필요가 없기 때문에 검사의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 제6 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 피검물에 조사하는 제1 평행광의 지름을 샘플에 조사하는 제2 평행광의 지름보다도 크게 하는 것으로, 필터가 필터링할 수 있는 범위를 넓힐 수 있다. 그리고, 정상 패턴으로부터의 반사 회절광이 필터를 투과하기 시작했을 경우, 즉 조절각의 변동이 현저할 경우에만 보정을 행하기 때문에, 항상 보정을 행할 경우에 비해 보정 회수가 감소되고, 검사의 고속화를 도모할 수 있다.
또한, 제7 발명에 따른 패턴 결함 검사 방법에 의하면, 필터를 투과하는 결함으로부터의 반사 회절광의 광량이 설정한 임의의 임계치를 넘었을 경우에만 보정을 행하기 때문에, 항상 보정을 행할 경우에 비해 보정 회수가 감소되어, 검사의 고속화를 도모할 수 있다.

Claims (7)

  1. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서,
    상기 피검물에 평행광을 조사하는 광 조사부;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 제1 검출부;
    복수의 기준 화상을 기억하는 기억부;
    상기 검출 화상과 상기 기준 화상과의 차이로부터 차분 화상을 얻는 화상 처리부; 및
    상기 복수의 기준 화상 중 상기 검출 화상에 가장 근사한 화상과 상기 검출 화상으로부터 얻어지는 최적 차분 화상에 기초하여 상기 결함을 인식하는 결함 인식부
    를 구비하고,
    상기 기준 화상은 광축에 수직인 평면 내에서 상기 필터를 원점 위치에서 단계적으로 이동시키면서, 상기 결함이 없는 샘플로부터의 반사 회절광을 상기 제1 검출부에서 수광하고, 상(像)으로서 검출함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 장치.
  2. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서,
    상기 피검물에 제1 평행광을 조사하는 광 조사부;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 검출부; 및
    상기 피검물의 조절각을 보정하는 조절각 조정 기구, 및 광축에 수직인 평면 내에서 상기 필터의 위치를 보정하는 필터 구동 기구 중 적어도 어느 한쪽
    을 구비하고,
    상기 필터는 상기 결함이 없는 샘플에 제2 평행광을 조사하고, 상기 후 촛점 위치에 배치된 사진 건판을 상기 샘플로부터의 반사 회절광으로 노광함으로써 얻어지며,
    상기 제1 평행광의 지름은 상기 제2 평행광의 지름보다도 큰 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 장치.
  3. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서,
    상기 피검물에 평행광을 조사하는 광 조사부;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하는 제1 검출부;
    상기 제1 검출부에서의 상기 반사 회절광의 광량을 검출하는 제2 검출부; 및
    상기 피검물의 조절각을 보정하는 조절각 조정 기구, 및 광축에 수직인 평면 내에서 상기 필터의 위치를 보정하는 필터 구동 기구 중 적어도 어느 한쪽
    을 구비하고,
    상기 조절각 조정 기구 및 상기 필터 구동 기구에 의한 보정은 상기 광량이 미리 설정된 임계치를 넘었을 경우에 실행되는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 장치.
  4. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 장치에 있어서,
    상기 피검물에 평행광을 조사하는 광 조사부;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 집광하는 렌즈;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치되고, 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 필터;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 검출부; 및
    상기 렌즈, 상기 필터 및 상기 검출부로 이루어지는 광학계를 이동하기 위한 광학계 구동 기구
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 장치.
  5. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 방법에 있어서,
    상기 피검물에 평행광을 조사하는 공정;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 렌즈를 이용해 집광하는 공정;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치된 필터에 의해 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공정;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 공정;
    미리 복수의 기준 화상을 준비해 두는 공정;
    상기 검출 화상과 상기 기준 화상과의 차이로부터 차분 화상을 얻는 공정; 및
    상기 복수의 기준 화상 중 상기 검출 화상에 가장 근사한 화상과 상기 검출 화상으로부터 얻어지는 최적 차분 화상에 기초하여 상기 결함을 인식하는 공정
    을 구비하고,
    상기 기준 화상은 광축에 수직인 평면 내에서 상기 필터를 원점 위치에서 단계적으로 이동시키면서, 상기 결함이 없는 샘플로부터의 반사 회절광을 수광하고, 상으로서 검출함으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.
  6. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴의 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 방법에 있어서,
    상기 피검물에 제1 평행광을 조사하는 공정;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 렌즈를 이용해 집광하는 공정;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치된 필터에 의해 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공정;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 공정;
    상기 피검물의 조절각을 보정하는 공정, 및 광축에 수직인 평면 내에서 상기 필터의 위치를 보정하는 공정 중 적어도 어느 한쪽
    을 구비하고,
    상기 필터는 상기 결함이 없는 샘플에 제2 평행광을 조사하고, 상기 후 촛점 위치에 배치된 사진 건판을 상기 샘플로부터의 반사 회절광으로 노광함으로써 얻어지며,
    상기 제1 평행광의 지름은 상기 제2 평행광의 지름보다도 큰 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.
  7. 피검물의 표면에 규칙적으로 배열된 패턴 결함을 검출하는 패턴 결함 검사 방법에 있어서,
    상기 피검물에 평행광을 조사하는 공정;
    상기 피검물로부터의 반사 회절광을 렌즈를 이용해 집광하는 공정;
    상기 렌즈의 후 촛점 위치에 배치된 필터에 의해 상기 피검물의 정상 패턴으로부터의 반사 회절광을 차단하는 공정;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광을 수광하여 검출 화상을 얻는 공정;
    상기 필터를 투과한 상기 반사 회절광의 광량을 검출하는 공정;
    상기 피검물의 조절각을 보정하는 공정, 및 광축에 수직인 평면 내에서 상기 필터의 위치를 보정하는 공정 중 적어도 어느 한쪽
    을 구비하고,
    상기 조절각의 보정 및 필터의 위치 보정은 상기 광량이 미리 설정된 임계치를 넘었을 경우 실행되는 것을 특징으로 하는 패턴 결함 검사 방법.
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