KR20100110321A - 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

본 발명에 따른 검사 장치(1)는, DMD 소자(31)의 화소(마이크로미러)를 전부 ON 상태로 하여 웨이퍼(W)로부터의 광을 전부 2차원 촬상 소자(33)에 유도하도록 설정하였을 때에, 2차원 촬상 소자(33)로 검출하여 얻어지는 푸리에 화상의 휘도 정보에 기초하여, DMD 소자(31)의 화소 중 웨이퍼(W)로부터의 광을 검출 소자(36a, 36b, 36c)에 유도하는 화소를 구하고, 구한 DMD 소자(31)의 화소를 OFF 상태로 하여, 웨이퍼(W)로부터의 광의 일부를 OFF 상태의 화소로 반사시켜 검출 소자(36a, 36b, 36c)에 유도하도록 되어 있다.

Description

검사 장치 및 검사 방법{INSPECTING APPARATUS AND INSPECTING METHOD}
본 발명은 반도체 소자나 액정 표시 소자 등의 제조 과정에서, 피검사 기판의 표면에 형성된 패턴을 검출하는 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.
종래, 반도체 웨이퍼나 액정 유리 기판 등의 피검사 기판의 표면에 형성된 패턴으로부터 발생하는 반사광을 이용하여, 기판 표면의 얼룩이나 상처 등의 결함을 검사하는 장치가 여러가지 제안되어 있다(예컨대, 특허문헌 1을 참조). 특히, 최근에서는 반도체 프로세스의 미세화에 따라, 피검사 기판의 결함 관리에도 보다 높은 정밀도가 요구되고 있다.
예컨대, 피검사 기판의 패턴폭의 측정을 SEM으로 행한 경우, 측정 정밀도는 높지만, 관찰 배율이 높아 몇 점인가를 샘플링하여 측정을 행하기 때문에, 측정에 방대한 시간이 걸려 버린다. 그래서, 광원으로부터 사출된 소정 파장의 광을 편광자 및 대물 렌즈를 통해 낙사(落射) 조명에 의해 기판의 표면에 조사하고, 그 조명에 의한 피검사 기판으로부터의 반사광을, 대물 렌즈 및, 편광자와 크로스 니콜의 조건을 만족하는 검광자를 통해 얻은 화상을 이용하여 평가하는 방법이 제안되어 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2000-155099호 공보
그러나, 전술한 것과 같은 방법에서는, 피검사 기판으로부터의 반사광은 매우 미약하며, 피검사 기판에 의해서는 화상을 얻기 위해 긴 노광 시간이 필요하게 되어 버린다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 높은 감도이며 고속으로 검사를 행하는 것이 가능한 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적 달성을 위해, 본 발명에 따른 검사 장치는, 피검사 기판의 표면에 조명광을 조사하는 조명부와, 복수의 광로 전환 소자를 가지며, 상기 복수의 광로 전환 소자의 각각의 반사 방향을 일방향과 다른 방향으로 전환할 수 있는 광로 전환부와, 상기 광로 전환 소자가 상기 일방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 2차원 이미지 센서와, 상기 광로 전환 소자가 상기 다른 방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 광 센서와, 상기 광로 전환부의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 광 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 피검사 기판의 표면을 검사하는 검사부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 광로 전환 소자를 상기 일방향을 향하게 하여, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 2차원 이미지 센서의 검출 영역 중 상기 검사에 알맞은 부분을 구하며, 상기 구한 상기 검사에 알맞은 부분에 대응하는 상기 광로 전환 소자를 상기 다른 방향을 향하게 하는 제어를 행하고, 상기 검사부는, 상기 검사에 알맞은 부분에 대응하는 상기 광로 전환 소자가 상기 다른 방향을 향한 상태에서의 상기 광 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 검사를 행하도록 되어 있다.
또한, 전술한 검사 장치에 있어서, 상기 조명광은, 반복 패턴을 갖는 상기 피검사 기판의 표면에 조사되는 직선 편광이고, 상기 2차원 이미지 센서 및 상기 광 센서는, 상기 피검사 기판으로부터의 광 중 상기 직선 편광과 편광 방향이 대략 직교하는 직선 편광 성분을 검출하는 것이 바람직하다.
또한 이때, 상기 조명부는, 낙사 조명에 의해 상기 조명광을 상기 피검사 기판의 표면에 조사하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 장치에 있어서, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보는, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어진 푸리에 화상에서의 휘도 정보인 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 장치에 있어서, 상기 광로 전환 소자로부터 상기 광 센서에 유도되는 광을 복수의 파장마다 분광하는 분광 프리즘을 구비하고, 상기 광 센서는, 상기 분광 프리즘에 의해 분광된 상기 복수의 파장마다 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 장치에 있어서, 상기 복수의 광로 전환 소자는, 디지털 마이크로미러 디바이스를 구성하는 복수의 마이크로미러인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 검사 방법은, 피검사 기판의 표면에 조명광을 조사하는 조명부와, 복수의 광로 전환 소자를 가지며, 상기 복수의 광로 전환 소자의 각각의 반사 방향을 일방향과 다른 방향으로 전환할 수 있는 광로 전환부와, 상기 광로 전환 소자가 상기 일방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 2차원 이미지 센서와, 상기 광로 전환 소자가 상기 다른 방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 광 센서를 구비한 검사 장치에 의해, 상기 피검사 기판의 표면을 검사하는 검사 방법으로서, 상기 광로 전환 소자를 상기 일방향을 향하게 하여, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 2차원 이미지 센서의 검출 영역 중 상기 검사에 알맞은 부분을 구하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 구한 상기 검사에 알맞은 부분에 대응하는 상기 광로 전환 소자를 상기 다른 방향을 향하게 하여, 상기 광 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 검사를 행하는 제2 단계를 갖고 있다.
또한, 전술한 검사 방법에 있어서, 상기 조명광은, 반복 패턴을 갖는 상기 피검사 기판의 표면에 조사되는 직선 편광이고, 상기 2차원 이미지 센서 및 상기 광 센서는, 상기 피검사 기판으로부터의 광 중 상기 직선 편광과 편광 방향이 대략 직교하는 직선 편광 성분을 검출하는 것이 바람직하다.
또한 이때, 낙사 조명에 의해 상기 조명광을 상기 피검사 기판의 표면에 조사하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 방법에 있어서, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보는, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어진 푸리에 화상에서의 휘도 정보인 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 방법에서는, 상기 제1 단계에서, 상기 피검사 기판의 표면 상태의 변화에 기초한 상기 검출하는 광의 휘도 변화가 큰 부분을 상기 검사에 알맞은 부분으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 방법에서는, 상기 제2 단계에서, 상기 광로 전환 소자로부터 상기 광 센서에 유도되는 광을 복수의 파장마다 분광하는 서브 단계를 가지고, 상기 서브 단계에 의해 상기 복수의 파장마다 분광된 광을 각각, 상기 광 센서로 검출하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 검사 방법에 있어서, 상기 복수의 광로 전환 소자는, 디지털 마이크로미러 디바이스를 구성하는 복수의 마이크로미러인 것이 바람직하다.
또한, 제2 본 발명에 따른 검사 장치는, 피검사 기판의 표면에 조명광을 조사하는 조명부와, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판의 푸리에 화상을 검출할 수 있는 2차원 이미지 센서와, 상기 푸리에 화상의 일부분의 휘도를 검출하며, 다른 부분을 검출하지 않는 선택 검출부와, 상기 선택 검출부의 작동을 제어하는 제어부와, 상기 선택 검출부로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 피검사 기판의 표면을 검사하는 검사부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어진 상기 푸리에 화상의 정보에 기초하여, 상기 선택 검출부가 검출하는 상기 일부분을 선택하도록 되어 있다.
본 발명에 따르면, 높은 감도이며 고속으로 검사를 행하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 검사 장치의 개요도이다.
도 2는 웨이퍼에의 조명광의 입사 각도와 동공 내에서의 결상 위치의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 3은 2차원 촬상 소자와 DMD 소자의 화소 대응 테이블의 작성 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 패턴의 변화에 대하여 감도가 높은 영역의 결정 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 높은 감도이며 고속으로 패턴의 변화를 검출하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 푸리에 화상을 영역 분할한 상태의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 휘도 데이터의 추출 상태를 나타내는 모식도이다.
도 8은 푸리에 화상에서의 R의 계조차의 분포 상태를 나타내는 도면이다.
도 9는 푸리에 화상에서의 G의 계조차의 분포 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 푸리에 화상에서의 B의 계조차의 분포 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 검사 장치의 변형예를 나타내는 개요도이다.
도 12는 감도가 높은 영역의 결정 방법의 변형예를 나타내는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 설명하다. 본 발명에 따른 검사 장치를 도 1에 나타내고 있다. 본 실시형태의 검사 장치(1)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지(5)와, 대물 렌즈(100배)(6)와, 하프 미러(7)와, 조명 광학계(10)와, 검출 광학계(20)와, 촬상부(30)와, 제어 유닛(40)을 주체로 구성된다.
웨이퍼 스테이지(5)에는, 패턴(반복 패턴)의 형성면을 위로 한 상태로 피검사 기판인 반도체 웨이퍼(W)[이하, 웨이퍼(W)라고 칭함]가 배치된다. 이 웨이퍼 스테이지(5)는, 서로 직교하는 x, y, z축의 3방향으로 이동 가능하게 구성되어 있다(또한, 도 1의 상하 방향을 z축 방향으로 함). 이에 따라, 웨이퍼 스테이지(5)는, 웨이퍼(W)를 x, y, z축 방향으로 이동 가능하게 지지할 수 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지(5)는, z축을 중심으로 회전할 수 있게 구성되어 있다.
조명 광학계(10)는, 도 1의 좌측으로부터 우측을 향하여 배치순으로, 광원(11)(예컨대, 백색 LED나 할로겐 램프 등)과, 집광 렌즈(12)와, 조도 균일화 유닛(13)과, 개구 조리개(14)과, 시야 조리개(15)와, 콜리메이터 렌즈(16)와, 착탈 가능한 편광자(17)(편광 필터)를 가지고 구성된다.
여기서, 조명 광학계(10)의 광원(11)으로부터 방출된 광은, 집광 렌즈(12) 및 조도 균일화 유닛(13)을 통해, 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)에 유도된다. 조도 균일화 유닛(13)은, 조명광을 산란하고, 광량 분포를 균일화한다. 또한, 간섭 필터를 포함할 수도 있다. 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)는, 조명 광학계(10)의 광축에 대하여 개구부의 크기 및 위치가 변경 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 조명 광학계(10)에서는, 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)의 조작에 의해, 조명 영역의 크기 및 위치의 변경과, 조명의 개구각의 조정을 행할 수 있다. 그리고, 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)를 통과한 광은, 콜리메이터 렌즈(16)로 콜리메이트된 후에 편광자(17)를 통과하여 하프 미러(7)에 입사된다.
하프 미러(7)는, 조명 광학계(10)로부터의 광을 하측에 반사하여 대물 렌즈(6)에 유도한다. 이에 따라, 대물 렌즈(6)를 통과한 조명 광학계(10)로부터의 광으로 웨이퍼(W)가 낙사 조명된다. 한편, 웨이퍼(W)에 낙사 조명된 광은, 웨이퍼(W)로 반사하여 재차 대물 렌즈(6)로 되돌아가며, 하프 미러(7)를 투과하여 검출 광학계(20)에 입사될 수 있다.
검출 광학계(20)는, 도 1의 하측으로부터 상측을 향하여 배치순으로, 착탈 가능한 검광자(21)(편광 필터)와, 렌즈(22)와, 하프 프리즘(23)과, 버트런 렌즈(Bertrand lens)(24)와, 시야 조리개(25)를 가지고 구성된다. 검광자(21)는, 조명 광학계(10)의 편광자(17)에 대하여 크로스 니콜의 상태(편광 방향이 직교하는 상태)가 되도록 배치되어 있다. 조명 광학계(10)의 편광자(17)와 검출 광학계(20)의 검광자(21)는 크로스 니콜의 조건을 만족하기 때문에, 웨이퍼(W)의 패턴으로 편광 주축이 회전하지 않는 한, 검출 광학계(20)로 검출되는 광량은 영에 가까워진다.
하프 프리즘(23)은 입사 광속을 2방향으로 분기시킨다. 하프 프리즘(23)을 통과하는 한쪽의 광속은, 버트런 렌즈(24)를 통해 시야 조리개(25)에 웨이퍼(W)의 상을 결상시키며, 대물 렌즈(6)의 동공면의 상을 촬상부(30)의 DMD(디지털·마이크로미러·디바이스) 소자(31)에 투영시킨다. 촬상부(30)의 2차원 촬상 소자(33)는 DMD 소자(31)와 공역이기 때문에, 2차원 촬상 소자(33)의 촬상면에 대물 렌즈(6)의 동공면 상의 휘도 분포가 재현되어, 2차원 촬상 소자(33)에 의해 푸리에 변환된 웨이퍼(W)의 화상(푸리에 화상)을 촬상하는 것이 가능하다. 또한, 시야 조리개(25)는, 검출 광학계(20)의 광축에 대하여 수직 방향의 면 내에서 개구 형상을 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 시야 조리개(25)의 조작에 의해, 웨이퍼(W)의 임의의 영역에서의 정보를 2차원 촬상 소자(33)가 검출할 수 있게 된다. 또한, 하프 프리즘(23)을 통과하는 다른쪽의 광속은, 푸리에 변환되어 있지 않은 화상을 촬상하기 위한 제2 촬상부(50)에 유도된다.
여기서, 본 실시형태의 결함 검사에서 푸리에 화상[즉, 대물 렌즈(6)의 동공면의 상]을 촬상하는 것은 이하의 이유에 의한 것이다. 결함 검사에서 웨이퍼(W)의 패턴을 그대로 촬상한 화상을 이용하면, 패턴의 피치가 검사 장치의 분해능 이하일 때에는, 패턴의 결함을 광학적으로 검출할 수 없게 된다. 한편, 푸리에 화상에서는, 웨이퍼(W)의 패턴에 결함이 있으면 반사광의 대칭성이 붕괴되고, 구조성 복굴절에 의해 푸리에 화상의 광축에 대하여 직교하는 부분끼리의 휘도나 색 등에 변화가 생긴다. 그 때문에, 패턴의 피치가 검사 장치의 분해능 이하일 때라도, 푸리에 화상에서의 상기 변화를 검출함으로써 패턴의 결함 검출이 가능하게 된다.
또한, 도 2를 참조하면서, 웨이퍼(W)에의 조명광의 입사 각도와 동공면 내에서의 결상 위치의 관계를 설명한다. 도 2의 파선으로 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)에의 조명광의 입사 각도가 0°일 때에는, 동공 상의 결상 위치는 동공 중심이 된다. 한편, 도 2의 실선으로 나타내는 바와 같이, 입사 각도가 64°(NA=0.9 상당)일 때에는, 동공 상의 결상 위치는 동공의 외연부가 된다. 즉, 웨이퍼(W)에의 조명광의 입사 각도는, 동공 상에서는 동공 내의 반경 방향의 위치에 대응한다. 또한, 동공 내의 광축으로부터 동일 반경 내의 위치에 결상되는 광은, 웨이퍼(W)에 동일 각도로 입사된 광이다.
촬상부(30)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, DMD(Digital Micromirror Device) 소자(31)와, 렌즈(32)와, 2차원 촬상 소자(33)와, 반대측에 마련된 렌즈(34)와, 분광 프리즘(35)과, 3개의 검출 소자(36a, 36b, 36c)를 가지고 구성된다. DMD 소자(31)는, 평면 상에 배열되는 복수의 가동식 마이크로미러(도시하지 않음)를 가지고 구성된다. DMD 소자(31)의 마이크로미러는, 전기 구동됨으로써, ON 상태일 때에는 검출 광학계(20)로부터의 광이 2차원 촬상 소자(31)쪽으로 반사되도록 경사하고, OFF 상태일 때에는 검출 광학계(20)로부터의 광이 검출 소자(36a, 36b, 36c)[분광 프리즘(35)]쪽으로 반사되도록 경사한다.
그 때문에, ON 상태의 마이크로미러로 반사한 검출 광학계(20)로부터의 광은, 렌즈(32)(아오리 광학계)를 통과하여 2차원 촬상 소자(33)의 촬상면에 유도된다. 한편, OFF 상태의 마이크로미러로 반사한 검출 광학계(20)로부터의 광은, 렌즈(34)(아오리 광학계)를 통과하여, 분광 프리즘(35)에서 R(적색), G(녹색), B(청색)의 광으로 분광된 후, 각각 3개의 검출 소자(36a, 36b, 36c)에 유도된다.
2차원 촬상 소자(33)는, 바이어 배열(Bayer arrangement)의 컬러 필터 어레이를 갖는 CCD나 CMOS 등이며, 전술한 푸리에 화상을 촬상한다. 또한, 3개의 검출 소자(36a, 36b, 36c)는, 포토다이오드나 애벌란시 소자 등이며, 분광 프리즘(35)에 의해 분광된 R(적색), G(녹색), B(청색)의 광을 각각 검출한다.
제어 유닛(40)은, 푸리에 화상의 데이터를 기록하는 기록부(41)와, 입력 인터페이스(42)와, 각종 연산 처리를 실행하는 CPU(43)와, 모니터(44) 및 조작부(45)를 가지고 구성되며, 검사 장치(1)의 통괄적인 제어를 실행한다. 또한, 기록부(41), 입력 인터페이스(42), 모니터(44) 및 조작부(45)는, 각각 CPU(43)와 전기적으로 접속되어 있다. CPU(43)는, 프로그램의 실행에 의해 푸리에 화상을 해석하고, 2차원 촬상 소자(33)로 촬상되는 푸리에 화상 중에서 패턴의 변화에 대하여 감도가 높은 영역을 구한다. 또한, 입력 인터페이스(42)는, 기록 매체(도시하지 않음)를 접속하는 커넥터나, 외부의 컴퓨터(도시하지 않음)와 접속하기 위한 접속 단자를 가지고 있고, 기록 매체 또는 컴퓨터로부터 데이터의 판독을 행한다.
이상과 같이 구성되는 검사 장치(1)를 이용하여 웨이퍼(W)를 검사하는 방법에 대해서, 도 3∼도 5에 나타내는 흐름도를 참조하면서 설명한다. 우선, 도 3에 나타내는 흐름도를 이용하여, 2차원 촬상 소자(33)와 DMD 소자(31)와의 화소 대응 테이블을 작성하는 방법에 대해서 설명한다. 화소 대응 테이블의 작성 방법은, 우선, 단계 S101에서, 조명 광학계(10)의 편광자(17)와 검출 광학계(20)의 검광자(21)를 광축으로부터 떼어 낸다. 다음에, 단계 S102에서, 패턴이 없는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(5)에 의해 대물 렌즈(6)의 하측(관찰 위치)으로 이동시킨다.
다음 단계 S103에서, 조명 광학계(10)의 광원(11)을 점등시킨다. 이때, 광원(11)으로부터 방출된 조명광은, 집광 렌즈(12) 및 조도 균일화 유닛(13)을 통해, 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)를 통과하고, 콜리메이터 렌즈(16)로 콜리메이트되어 하프 미러(7)로 반사한 후, 대물 렌즈(6)를 통과하여 웨이퍼(W)에 조사된다. 그리고, 웨이퍼(W)로부터의 반사광은, 대물 렌즈(6) 및 하프 미러(7)를 통과하여 검출 광학계(20)에 입사되고, 검출 광학계(20)에 입사된 광은, 렌즈(22), 하프 프리즘(23), 버트런 렌즈(24), 및 시야 조리개(25)를 통과하며, 촬상부(30)의 DMD 소자(31)에 푸리에상이 투영된다.
다음 단계 S104에서, DMD 소자(31)의 1화소(마이크로미러)만 ON 상태로 하고, 그 이외의 화소(마이크로미러)는 OFF 상태로 한다. 그렇게 하면, ON 상태의 화소로 반사한 검출 광학계(20)로부터의 광은, 렌즈(32)를 통과하여 2차원 촬상 소자(33)의 촬상면에 유도된다.
다음 단계 S105에서, 2차원 촬상 소자(33)로 촬상을 행하여, ON 상태의 화소(마이크로미러)로 반사한 광을 검출하고, CPU(43)가 ON 상태의 화소로 반사한 광의 촬상면 상[2차원 촬상 소자(33)]에서의 화소 위치를 계산하여 구한다.
다음 단계 S106에서, CPU(43)는, 단계 S105에서 구한 2차원 촬상 소자(33)의 화소 위치와, 그때의 DMD 소자(31)의 화소 위치(마이크로미러의 위치)의 관계를, 기록부(41)의 화소 대응 테이블에 등록한다.
다음 단계 S107에서, CPU(43)는, DMD 소자(31)의 모든 화소에 대해서 측정이 끝났는지의 여부를 판정한다. 판정이 Yes이면, 화소 대응 테이블의 작성을 종료하고, 판정이 No이면 단계 S108로 진행된다.
단계 S108에서는, DMD 소자(31)의 ON 상태로 하는 화소(마이크로미러)를 아직 측정이 끝나지 않은 화소로 변경하고, 단계 S105로 되돌아간다. 이러한 시퀀스에 의해, 2차원 촬상 소자(33)의 화소와 DMD 소자(31)의 화소와의 관계를 화소 대응 테이블에 등록할 수 있다.
다음에, 도 4에 나타내는 흐름도를 이용하여, 2차원 촬상 소자(33)로 촬상되는 푸리에 화상 중에서, 패턴의 변화에 대하여 감도가 높은 영역을 결정하는 방법에 대해서 설명한다. 감도가 높은 영역의 결정 방법은, 우선, 단계 S201에서, 조명 광학계(10)의 편광자(17)와 검출 광학계(20)의 검광자(21)를 광축 상에 삽입한다. 다음에, 단계 S202에서, DMD 소자(31)의 모든 화소(마이크로미러)를 ON 상태로 하여, 웨이퍼(W)로부터의 광이 전부 2차원 촬상 소자(33)쪽에 반사되도록 한다. 다음 단계 S203에서, 조명 광학계(10)의 광원(11)을 점등시킨다.
다음 단계 S204에서, 반복 패턴이 형성된 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(5) 상에 배치하고, 웨이퍼(W) 상의 측정하는 패턴(1샷의 일부분)을 웨이퍼 스테이지(5)에 의해 대물 렌즈(6)의 하측으로 이동시킨다. 이때, 노광 조건(도우즈 및 포커스)이 각각 다른 복수의 동일 형상의 패턴을 형성한 웨이퍼(W)를 사용한다.
그렇게 하면, 광원(11)으로부터 방출된 조명광은, 집광 렌즈(12) 및 조도 균일화 유닛(13)을 통해, 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)를 통과하며, 콜리메이터 렌즈(16)로 콜리메이트된 후에 편광자(17)를 통과하여 하프 미러(7)로 반사된 후, 대물 렌즈(6)를 통과하여 웨이퍼(W)에 조사된다. 그리고, 웨이퍼(W)로부터의 반사광은, 대물 렌즈(6) 및 하프 미러(7)를 통과하여 검출 광학계(20)에 입사되고, 검출 광학계(20)에 입사된 광은, 검광자(21), 렌즈(22), 하프 프리즘(23), 버트런 렌즈(24), 및 시야 조리개(25)를 통과하며, 촬상부(30)의 DMD 소자(31)에 푸리에상이 투영된다. 이때, DMD 소자(31)의 모든 화소(마이크로미러)가 ON 상태이기 때문에, DMD 소자(31)로 반사한 광은 렌즈(32)를 통과하며, 2차원 촬상 소자(33)의 촬상면에 푸리에상이 투영된다.
그래서, 다음 단계 S205에서, 2차원 촬상 소자(33)로 푸리에상을 촬상하고, 촬상한 푸리에 화상을 기록부(41)에 기록한다.
다음 단계 S206에서, CPU(43)는, 웨이퍼(W) 상이 필요한 모든 패턴에 대해서 측정이 끝났는지의 여부를 판정한다. 판정이 Yes이면 단계 S207로 진행되고, 판정이 No이면 단계 S204로 되돌아가, 아직 측정이 끝나지 않은 패턴(별도의 샷)을 대물 렌즈(6)의 하측으로 이동시켜 단계 S205의 촬상을 행한다. 이에 따라, 기록부(41)에는, 동일 형상의 패턴에 대해서 노광 조건이 다른 복수의 푸리에 화상의 컬러 데이터가 기록되게 된다.
단계 S207에서는, CPU(43)는, 각 푸리에 화상에 대해서, 푸리에 화상의 각 위치마다 R(적색), G(녹색), B(청색)의 휘도 데이터(평균값)를 각각 생성한다. 휘도 데이터를 구하는 방법은, 우선, 도 6에 나타내는 바와 같이, 푸리에 화상[(예컨대 1프레임째의 푸리에 화상(FI1)]을 종횡 등간격으로 정사각 격자형의 복수의 분할 영역(P)에 분할하고, 푸리에 화상의 분할 영역(P)마다, RGB의 휘도값의 평균을 각각의 색별로 구한다. 그리고, 이 공정을 각각의 푸리에 화상에 대해서 행한다. 이에 따라, 1프레임째에서부터 n프레임째까지의 푸리에 화상(FI1∼FIn)에 대해서, 각 푸리에 화상의 분할 영역(P)마다, R, G, B의 각 색성분마다의 계조를 나타내는 휘도 데이터가 각각 생성되게 된다.
다음 단계 S208에서, 도 7에 나타내는 바와 같이 동일한 분할 영역에 주목하고, CPU(43)는, 동일한 분할 영역에서의 푸리에 화상(FI1∼FIn) 사이에서의 계조차를 나타내는 계조차 데이터를, R, G, B의 각 색성분마다 생성한다. 구체적으로는, 푸리에 화상(FI) 상의 임의의 분할 영역을 Pm이라고 하면, 우선, 각각의 푸리에 화상(FI1∼FIn)에 대해서, 분할 영역(Pm)에서의 각 색성분의 휘도 데이터(단계 S207에서 구한 것)를 각각 추출한다. 다음에, 분할 영역(Pm)에 대응하는 휘도 데이터의 계조값 중에, R, G, B의 각 색성분마다의 최대값과 최소값을 추출하고, 추출한 최대값과 최소값의 차분값을 산출한다. 그리고, 이들 공정을 모든 분할 영역에 대해서 행한다. 이에 따라, 푸리에 화상의 모든 분할 영역에 대해서, 분할 영역(Pm)에서의 푸리에 화상 사이에서의 계조차를 나타내는 계조차 데이터(계조의 최대값과 최소값의 차분값)가, R, G, B의 각 색성분마다 생성되게 된다.
그리고, 단계 S209에서, CPU(43)는, 단계 S208에서 구한 계조차 데이터(계조의 최대값과 최소값의 차분값)에 기초하여, 푸리에 화상의 분할 영역 중, 계조의 최대값과 최소값의 차분값이 최대가 되는 색과 분할 영역을 구하고, 그 분할 영역을 감도가 높은 영역으로 결정하며, 그곳을 검출 조건으로 결정한다. 도 8∼도 10은, 푸리에 화상의 각 분할 영역에서의 계조차의 분포 상태를 색성분마다 나타낸 도면이다. 도 8∼도 10의 예에서, 도 10에 나타내는 B의 계조차의 좌측 위의 영역이 최대 감도의 영역이 된다. 이와 같이 하면, 패턴의 선폭이나 프로필의 변화를 감도 좋게 검출하기 위해, R, G, B 등의 색을 사용하며, 푸리에 화상 중에서 어떤 분할 영역을 사용하면 좋을지를 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이 하여, 미지의 패턴의 변화를 2차원 촬상 소자(33)로 촬상한 화상으로부터 검출하는 것이 가능해진다. 그런데, 웨이퍼(W)로부터의 반사광은 미약하며, 2차원 촬상 소자(33)의 노광 시간이 길어져 버려 작업 처리량이 오르지 않는 경우가 있다.
그래서, 도 5에 나타내는 흐름도를 이용하여, 높은 감도이며 고속으로 패턴의 변화를 검출하는 방법에 대해서 설명한다. 이 패턴의 검출 방법은, 우선, 단계 S301에서, 조명 광학계(10)의 편광자(17)와 검출 광학계(20)의 검광자(21)를 광축상에 삽입한다.
다음에, 단계 S302에서, CPU(43)는, 웨이퍼(W)로부터의 반사광을 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽으로 유도하기 위해 ON/OFF시키는 DMD 소자(31)의 화소(마이크로미러)를 결정한다. 구체적으로는, 단계 S101∼S108에서 구한 2차원 촬상 소자(33)와 DMD 소자(31)의 화소 대응 테이블을 참조하여, 단계 S201∼S209에서 구한 2차원 촬상 소자(33) 상에서 감도가 높은 화소 영역(분할 영역)에 대응하는 DMD 소자(31)의 화소를 구한다.
다음 단계 S303에서, CPU(43)는, 단계 S302에서 구한 감도가 높은 화소 영역(분할 영역)에 대응하는 DMD 소자(31)의 화소를 OFF 상태로 하여 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽으로 유도하도록 설정하며, 다른 화소를 ON 상태로 하여 2차원 촬상 소자(33)쪽으로 유도하도록 설정한다.
다음 단계 S304에서는, 조명 광학계(10)의 광원(11)을 점등시킨다. 다음에, 단계 S305에서, 검사하는 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(5)상에 배치하고, 웨이퍼(W) 상의 검사하는 패턴(1샷분)을 웨이퍼 스테이지(5)에 의해 대물 렌즈(6)의 하측으로 이동시킨다.
그렇게 하면, 광원(11)으로부터 방출된 조명광은, 집광 렌즈(12) 및 조도 균일화 유닛(13)을 통해, 개구 조리개(14) 및 시야 조리개(15)를 통과하고, 콜리메이터 렌즈(16)로 콜리메이트된 후에 편광자(17)를 통과하여 하프 미러(7)로 반사한 후, 대물 렌즈(6)를 통과하여 웨이퍼(W)에 조사된다. 그리고, 웨이퍼(W)로부터의 반사광은, 대물 렌즈(6) 및 하프 미러(7)를 통과하여 검출 광학계(20)에 입사되고, 검출 광학계(20)에 입사된 광은, 검광자(21), 렌즈(22), 하프 프리즘(23), 버트런 렌즈(24), 및 시야 조리개(25)를 통과하여, 촬상부(30)의 DMD 소자(31)에 도달한다. 이때, 웨이퍼(W)의 패턴 변화에 대하여 감도가 높은 영역의 반사광은, DMD 소자(31)에서의 OFF 상태의 화소(마이크로미러)로 반사하여 렌즈(34)를 통과하고, 분광 프리즘(35)에 의해, 적색의 광은 제1 검출 소자(36a), 녹색의 광은 제2 검출 소자(36b), 청색의 광은 제3 검출 소자(36c)에 유도된다.
그리고, 단계 S306에서, CPU(43)는, 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)에 의해 DMD 소자(31)로부터 유도된 감도가 높은 반사광을 검출하며, 그 검출 신호로부터 반사광의 휘도(광량)를 측정하여(휘도 변화로부터) 웨이퍼(W) 상의 패턴의 변화(즉, 패턴의 결함)를 검출한다. 이때, 전술한 바와 같이, 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)에 포토다이오드나 애벌란시 소자 등을 사용함으로써, 웨이퍼(W)로부터의 반사광에 따른 미약 신호를 고속으로 전기 신호(검출 신호)로 변환할 수 있고(예컨대, CCD로 100 ㎳ 정도인데 대하여, 애벌란시 소자로 수㎳ 정도), 웨이퍼(W) 상의 패턴의 상태(변화)를 고속으로 검출할 수 있다. 또한, 도 8∼도 10의 예에서는, 제3 검출 소자(36c)로부터 검출한 청색의 광을 이용하게 된다. 또한, DMD 소자(31)의 화소(마이크로미러)는, ON 상태쪽이 위치 정밀도가 높음에도 불구하고, OFF 상태일 때에 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽에 유도되도록 설정하고 있지만, 렌즈(34)를 축소 렌즈로 함으로써 OFF 상태일 때의 반사 방향에 어긋남이 생겨도 허용 범위 내로 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 2차원의 휘도 정보(위치)를 고정밀도로 검출할 수 있는 2차원 촬상 소자(33)와, 광(휘도 정보)을 고속으로 검출할 수 있는 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)와, DMD 소자(31)를 조합하여 사용함으로써, 웨이퍼 제조의 각 공정마다 최적의 조건으로, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 패턴을 높은 감도이며 고속으로 검사할 수 있다.
이때, 2차원 촬상 소자(33) 및 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)가, 웨이퍼(W)로부터의 광 중 직선 편광인 조명광과 편광 방향이 대략 직교하는 직선 편광 성분을 검출하도록 함으로써, 소위 크로스 니콜의 상태가 되어 구조성 복굴절을 이용한 감도가 높은 검사가 가능하게 된다. 또한, 편광자(17)와 검광자(21)의 편광 방향은, 90°(크로스 니콜의 상태)에 한하지 않고, 검사 대상의 패턴에서 발생하는 구조성 복굴절에 의한 타원 편광의 회전에 맞추어 미조정하여도 좋다.
또한 이때, 낙사 조명에 의해 웨이퍼(W)의 표면을 조명함으로써, 장치의 크기를 소형으로 할 수 있다.
또한, 전술한 바와 같이, 2차원 촬상 소자(33)에 의해 얻어지는 2차원의 휘도 정보는, 푸리에 화상에서의 휘도 정보인 것이 바람직하고, 이와 같이 하면, 패턴의 피치가 검사 장치의 분해능 이하일 때라도 패턴의 결함 검출이 가능하게 된다.
또한, 전술한 바와 같이, 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)는, 분광 프리즘(35)에 의해 분광된 복수의 파장(즉, 적색, 녹색, 및 청색의 광)마다 마련되는 것이 바람직하고, 이와 같이 하면, 파장마다 감도가 높은 영역을 검출하여 보다 감도가 높은 검사가 가능하게 된다.
또한, 웨이퍼(W)로부터의 광이 진행하는 방향을 전환하는 광로 전환 소자로서, 복수의 마이크로미러를 구비한 DMD 소자(31)를 이용하는 것이 바람직하고, 이에 따라, 웨이퍼(W)로부터의 광이 진행하는 방향을 화소 단위의 미소한 영역마다 전환하는 것이 가능하게 된다.
또한, 전술한 실시형태에서, 단계 S302에서 구한 감도가 높은 화소 영역(분할 영역)에 대응하는 DMD 소자(31)의 화소를 OFF 상태로 하여 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽으로 유도하도록 설정하며, 다른 화소를 ON 상태로 하여 2차원 촬상 소자(33)쪽으로 유도하도록 설정하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 예컨대, 도 11에 나타내는 바와 같이, DMD 소자(31)와 렌즈(32) 사이에 하프 프리즘(38)을 배치하고, DMD 소자(31)로부터 2차원 촬상 소자(33)를 향하는 광의 일부를 하프 프리즘(38)으로부터 렌즈(34) 및 분광 프리즘(35)을 통해 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)에 유도하도록 하여도 좋다. 이 경우, 단계 S303에서, CPU(43)는, 단계 S302에서 구한 감도가 높은 화소 영역(분할 영역)에 대응하는 DMD 소자(31)의 화소를 ON 상태로 하여 2차원 촬상 소자(33) 및 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽으로 유도하도록 설정하고, 다른 화소를 OFF 상태로 하여 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽으로 유도하지 않도록 설정한다. 이에 따라, DMD 소자(31)의 화소를 보다 위치 정밀도가 높은 ON 상태로 하여 웨이퍼(W)로부터의 광을 각 검출 소자(36a, 36b, 36c)쪽으로 유도할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서, 웨이퍼(W)의 결함 검사를 행하는 검사 장치(1)를 예로 설명을 행하였지만, 피검사물은 웨이퍼(W)에 한정되지 않고, 예컨대 액정 유리 기판이어도 상관 없다.
또한, 전술한 실시형태에서, 계조차 데이터(계조의 최대값과 최소값의 차분값)에 기초하여, 패턴의 변화에 대하여 감도가 높은 영역을 결정하고 있지만, 이것에 한정되는 것이 아니다. 그래서, 도 12에 나타내는 흐름도를 이용하여, 감도가 높은 영역의 결정 방법의 변형예에 대해서 설명한다. 이 방법은, 전술한 실시형태의 경우와 마찬가지로, 노광 조건(도우즈 및 포커스)이 각각 다른 복수의 동일 형상의 패턴을 형성한 웨이퍼(W)를 이용하여, 각각의 패턴의 푸리에 화상과 패턴마다의 선폭의 데이터에 기초하여, 패턴의 변화에 대하여 감도가 높은 영역을 결정하는 것이다. 또한, 상기 패턴에 대응하는 선폭의 데이터는, 예컨대, 스케터로미터나 주사형 전자 현미경(SEM) 등의 선폭 측정기로 측정한 것을 이용하고, 이들 선폭의 데이터군은 미리 입력 인터페이스(42)로부터 입력하여 기록부(41)에 기록되어 있는 것으로 한다.
우선, 전술한 실시형태의 경우와 마찬가지로, 단계 S251에서, 조명 광학계(10)의 편광자(17)와 검출 광학계(20)의 검광자(21)를 광축 상에 삽입한다. 다음에, 단계 S252에서, DMD 소자(31)의 모든 화소(마이크로미러)를 ON 상태로 하여, 웨이퍼(W)로부터의 광이 전부 2차원 촬상 소자(33)쪽에 반사되도록 한다. 다음 단계 S253에서, 조명 광학계(10)의 광원(11)을 점등시킨다.
다음 단계 S254에서, 노광 조건(도우즈 및 포커스)이 각각 다른 복수의 동일 형상의 패턴을 형성한 웨이퍼(W)를 웨이퍼 스테이지(5) 상에 배치하고, 웨이퍼(W) 상의 측정하는 패턴(1샷의 일부분)을 웨이퍼 스테이지(5)에 의해 대물 렌즈(6)의 하측으로 이동시킨다. 다음 단계 S255에서, 2차원 촬상 소자(33)로 푸리에상을 촬상하고, 촬상한 푸리에 화상을 기록부(41)에 기록한다.
다음 단계 S256에서, CPU(43)는, 웨이퍼(W) 상의 모든 패턴에 대해서 측정이 끝났는지의 여부를 판정한다. 판정이 Yes이면 단계 S257로 진행되고, 판정이 No이면 단계 S254로 되돌아가, 아직 측정이 끝나지 않은 패턴(별도의 샷)을 대물 렌즈(6)의 하측으로 이동시켜 단계 S255의 촬상을 행한다.
단계 S257에서, CPU(43)는, 전술한 실시형태의 경우와 마찬가지로, 각 푸리에 화상에 대해서, 푸리에 화상의 분할 영역마다 R(적색), G(녹색), B(청색)의 휘도 데이터(평균값)를 각각 생성한다.
그런데, 다음 단계 S258에서는, 동일한 분할 영역에 주목하며, CPU(43)는, 각 푸리에 화상(FI1∼FIn)의 동일한 분할 영역에서의 계조값과 패턴의 선폭과의 변화율을 나타내는 근사식을, R, G, B의 각 색성분마다 구한다. 구체적으로는, 푸리에 화상(FI) 상의 임의의 분할 영역을 Pm이라고 하면, 우선, 각각의 푸리에 화상(FI1∼FIn)에 대응하는 패턴의 선폭의 데이터를 기록부(41)로부터 판독한다. 또한 이때, 각각의 푸리에 화상(FI1∼FIn)에 대해서, 분할 영역(Pm)에서의 각 색성분의 휘도 데이터(단계 S257에서 구한 것)를 각각 추출한다. 다음에, 각각의 푸리에 화상(FI1∼FIn)마다, 패턴의 선폭과 분할 영역(Pm)에서의 휘도 데이터의 계조값과의 대응 관계를 구한다.
계속해서, 패턴의 선폭과 분할 영역(Pm)에서의 계조값과의 대응 관계에 기초하여, 최소 제곱법에 의해 분할 영역(Pm)에서의 계조값과 패턴의 선폭과의 변화율을 나타내는 근사식을 구한다. 여기서, 각각의 푸리에 화상(FI1∼FIn)에 대응하는 패턴의 선폭을 y로 하고, 분할 영역(Pm)에서의 B(혹은 R 혹은 G)의 계조값을 x로 하며, 기울기를 a로 하고, y절편을 b라고 하면, 근사식은 다음 (1)식으로 나타낸다.
y=ax+b…(1)
또한, 계수(a)의 절대값은, 패턴의 선폭의 변화에 대한 계조 변화의 역수(즉, 패턴의 변화에 대한 검출 감도의 역수)에 상당한다. 즉, 상기 계수(a)의 절대값이 작아지면, 선폭의 차가 동일하여도 푸리에 화상의 계조 변화가 커지기 때문에, 패턴의 변화에 대한 검출 감도가 보다 높아진다. 그리고, 이들 공정을 모든 분할 영역에 대해서, R, G, B의 각 색성분마다 행한다.
다음에, 단계 S259에서, CPU(43)는, 푸리에 화상 상의 각 분할 영역에서, 단계 S258에서 얻은 근사식과 패턴의 선폭과의 상관 오차를 R, G, B의 각 색성분마다 구한다. 구체적으로는, 각각의 푸리에 화상(FI1∼FIn)에 대응하는 패턴의 선폭과, 근사식을 이용하여 산출되는 패턴의 선폭과의 편차의 데이터를, R, G, B의 각 색성분마다 산출하고, 산출한 편차의 데이터로부터 각 분할 영역의 색성분마다 표준 편차를 산출하며, 그 값을 상관 오차로 한다.
그리고, 단계 S260에서, CPU(43)는, 단계 S258에서 구한 계수(a)와, 단계 S259에서 구한 상관 오차에 기초하여, 푸리에 화상의 분할 영역 중, 계수(a)의 절대값이 작고, 또한 상관 오차가 충분히 작은 분할 영역을 구하며, 그 분할 영역을 감도가 높은 영역으로 결정하고, 그곳을 검출 조건으로 결정한다. 구체적으로는, 예컨대, 계수(a)의 절대값의 작음과, 상관 오차의 작음에 따라 각각의 분할 영역의 스코어링을 행하며, 이 스코어링의 결과에 기초하여 감도가 높은 분할 영역을 결정한다. 이와 같이 하여도, 패턴의 선폭이나 프로필의 변화를 감도 좋게 검출하기 위해, R, G, B 등의 색을 사용하며, 푸리에 화상 중에서 어떤 분할 영역을 사용하면 좋을지 결정할 수 있다.
W: 웨이퍼(피검사물) 1: 검사 장치
10: 조명 광학계(조명부) 17: 편광자
20: 검출 광학계 21: 검광자
30: 촬상부 31: DMD 소자(광로 전환 소자)
33: 2차원 촬상 소자(2차원 이미지 센서) 35: 분광 프리즘
36a: 제1 검출 소자(광학 센서) 36b: 제2 검출 소자(광학 센서)
36c: 제3 검출 소자(광학 센서) 40: 제어 유닛
43: CPU(제어부 등)

Claims (14)

  1. 피검사 기판의 표면에 조명광을 조사하는 조명부와,
    복수의 광로 전환 소자를 가지며, 상기 복수의 광로 전환 소자의 각각의 반사 방향을 일방향과 다른 방향으로 전환할 수 있는 광로 전환부와,
    상기 광로 전환 소자가 상기 일방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 2차원 이미지 센서와,
    상기 광로 전환 소자가 상기 다른 방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 광 센서와,
    상기 광로 전환부의 작동을 제어하는 제어부와,
    상기 광 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 피검사 기판의 표면을 검사하는 검사부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 광로 전환 소자를 상기 일방향을 향하게 하여, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 2차원 이미지 센서의 검출 영역 중 상기 검사에 알맞은 부분을 구하며, 구해진 상기 검사에 알맞은 부분에 대응하는 상기 광로 전환 소자를 상기 다른 방향을 향하게 하는 제어를 행하고,
    상기 검사부는, 상기 검사에 알맞은 부분에 대응하는 상기 광로 전환 소자가 상기 다른 방향을 향한 상태에서의 상기 광 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 검사를 행하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명광은, 반복 패턴을 갖는 상기 피검사 기판의 표면에 조사되는 직선 편광이고,
    상기 2차원 이미지 센서 및 상기 광 센서는, 상기 피검사 기판으로부터의 광 중 상기 직선 편광과 편광 방향이 대략 직교하는 직선 편광 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조명부는, 낙사(落射) 조명에 의해 상기 조명광을 상기 피검사 기판의 표면에 조사하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보는, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어진 푸리에 화상에서의 휘도 정보인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광로 전환 소자로부터 상기 광 센서에 유도되는 광을 복수의 파장마다 분광하는 분광 프리즘을 구비하고,
    상기 광 센서는, 상기 분광 프리즘에 의해 분광된 상기 복수의 파장마다 마련되는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 광로 전환 소자는, 디지털 마이크로미러 디바이스를 구성하는 복수의 마이크로미러인 것을 특징으로 하는 검사 장치.
  7. 피검사 기판의 표면에 조명광을 조사하는 조명부와,
    복수의 광로 전환 소자를 가지며, 상기 복수의 광로 전환 소자의 각각의 반사 방향을 일방향과 다른 방향으로 전환할 수 있는 광로 전환부와,
    상기 광로 전환 소자가 상기 일방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 2차원 이미지 센서와,
    상기 광로 전환 소자가 상기 다른 방향을 향하고 있을 때에, 상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판으로부터의 광을 검출할 수 있는 광 센서를 구비한 검사 장치에 의해, 상기 피검사 기판의 표면을 검사하는 검사 방법으로서,
    상기 광로 전환 소자를 상기 일방향을 향하게 하여, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 2차원 이미지 센서의 검출 영역 중 상기 검사에 알맞은 부분을 구하는 제1 단계와,
    상기 제1 단계에서 구한 상기 검사에 알맞은 부분에 대응하는 상기 광로 전환 소자를 상기 다른 방향을 향하게 하여, 상기 광 센서로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여 상기 검사를 행하는 제2 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조명광은, 반복 패턴을 갖는 상기 피검사 기판의 표면에 조사되는 직선 편광이고,
    상기 2차원 이미지 센서 및 상기 광 센서는, 상기 피검사 기판으로부터의 광 중 상기 직선 편광과 편광 방향이 대략 직교하는 직선 편광 성분을 검출하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    낙사 조명에 의해 상기 조명광을 상기 피검사 기판의 표면에 조사하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어지는 정보는, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어진 푸리에 화상에서의 휘도 정보인 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 단계에서, 상기 피검사 기판의 표면 상태의 변화에 기초한 상기 검출하는 광의 휘도 변화가 큰 부분을 상기 검사에 알맞은 부분으로 하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 단계에서, 상기 광로 전환 소자로부터 상기 광 센서에 유도되는 광을 복수의 파장마다 분광하는 서브 단계를 가지며,
    상기 서브 단계에 의해 상기 복수의 파장마다 분광된 광을 각각, 상기 광 센서로 검출하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 광로 전환 소자는, 디지털 마이크로미러 디바이스를 구성하는 복수의 마이크로미러인 것을 특징으로 하는 검사 방법.
  14. 피검사 기판의 표면에 조명광을 조사하는 조명부와,
    상기 조명광이 조사된 상기 피검사 기판의 푸리에 화상을 검출할 수 있는 2차원 이미지 센서와,
    상기 푸리에 화상의 일부분의 휘도를 검출하며, 다른 부분을 검출하지 않는 선택 검출부와,
    상기 선택 검출부의 작동을 제어하는 제어부와,
    상기 선택 검출부로 검출하여 얻어지는 정보에 기초하여, 상기 피검사 기판의 표면을 검사하는 검사부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 2차원 이미지 센서로 검출하여 얻어진 상기 푸리에 화상의 정보에 기초하여, 상기 선택 검출부가 검출하는 상기 일부분을 선택하는 것을 특징으로 하는 검사 장치.
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