KR20150116416A

KR20150116416A - 검사 장치에 있어서 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치, 촬상 장치에 타이밍 신호를 송출하는 방법

Info

Publication number: KR20150116416A
Application number: KR1020150048588A
Authority: KR
Inventors: 겐이치 스에마츠
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 2014-04-07
Filing date: 2015-04-06
Publication date: 2015-10-15
Also published as: TW201543523A; JP2015200541A; KR102162381B1; US20150285746A1; JP6438209B2; US9760984B2

Abstract

검사 장치에 있어서, 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계의 분해능과 취득 화상 1화소에 상당하는 거리의 비가 정수배가 아닌 것에 기인하여 발생하는 위치 오차의 누적을 억제한다.
검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에 있어서 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치는, 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여 검사 대상의 이동량을 검출하고, 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있는지의 여부를 판정하는 이동량 판정부와, 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있다고 판정되었을 때에, 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 신호 생성부를 구비한다. 이동량 판정부는, 문턱값으로서, 복수의 값을 선택적으로 이용하여 판정을 행한다.

Description

검사 장치에 있어서 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치, 촬상 장치에 타이밍 신호를 송출하는 방법{CONTROL APPARATUS FOR GENERATING A TIMING SIGNAL USED FOR AN IMAGE PICKUP APPARATUS IN THE INSPECTION APPARATUS, METHOD FOR SENDING A TIMING SIGNAL TO THE IMAGE PICKUP APPARATUS}

본 발명은, 촬상 장치를 구비하는 검사 장치에 있어서 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 기술에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 등의 검사 대상에 대해 하전 입자 또는 전자파(電磁波)를 조사하여, 검사 대상의 표면의 성상(性狀)에 따라 얻어지는 2차 하전 입자를 촬상 장치로 검출하고, 그 검출 결과에 의거하여 생성되는 화상 데이터를 이용하여, 검사 대상의 표면에 형성된 패턴 등을 검사하기 위한 검사 장치가 널리 알려져 있다(예를 들면, 하기의 특허문헌 1∼3). 이러한 검사 장치로서, 검사 대상을 유지한 이동 스테이지를 이동시키면서, 검사 대상에 하전 입자 또는 전자파를 조사하고, 이동 스테이지가 취득 화상(촬상 소자로 취득되는 화상) 1화소에 상당하는 거리(촬상 소자에 투영된 화상의 이동량이 1화소가 되는 거리이며, 광학계의 배율에 의해 정해진다)를 이동할 때마다 촬상 장치로부터 수광량을 받아들여, 화상 데이터를 생성하는 방식이 많이 채용되고 있다. 취득 화상의 1화소가 촬상 대상의 물면(物面) 상의 사이즈를 나타내는 단위의 예는 ㎚/pix이고, 1화소가 물면 상의 50㎚에 상당하는 경우에는 50㎚/pix로 표기하며, 이 경우의 1화소에 상당하는 스테이지 이동 거리는 50㎚가 된다. 한편, 수광량을 받아들이는 타이밍은, 촬상 장치에 입력되는 타이밍 신호에 의해 결정된다.

이러한 검사 장치에서는, 일반적으로, 이동 스테이지가 취득 화상 1화소에 상당하는 거리를 이동한 것은, 레이저 간섭계를 사용하여 검출된다. 구체적으로는, 레이저 간섭계로부터 정수값으로 얻어지는 카운트값을 실제 거리로 환산 함으로써 1화소에 상당하는 거리를 이동하였는지의 여부가 판정된다. 예를 들면, 레이저 간섭계의 분해능이 0.61815562㎚/count이고, 1화소에 상당하는 거리가 50㎚인 경우, 1화소에 상당하는 거리에 상당하는 정확한 카운트값은, 80.8858count(=50/0.61815562)이다. 그러나, 상술과 같이, 카운트값은 정수값으로 얻어진다. 이 때문에, 종래의 검사 장치에서는, 예를 들면, 정확한 카운트값의 소수부분(소수점 이하의 값)이 반올림된 81count를 1화소에 상당하는 거리로 취급하였다.

국제공개 제2002/001596호 공보 일본국 공개특허 특개2007－48686호 공보 일본국 공개특허 특개평11－132975호 공보

상술한 종래의 검사 장치에서는, 촬상 장치로부터 수광량을 받아들일 때마다, 즉, 이동 스테이지가 취득 화상 1화소에 상당하는 거리를 이동했다고 판정될 때마다, 미소량의 위치 오차가 생기게 된다. 예를 들면, 상술한 구체예에서는, 원래 80.8858count인 1화소에 상당하는 거리가 81count로 취급되므로, 이동 스테이지가 취득 화상 1화소에 상당하는 거리를 이동했다고 판정될 때마다, 0.1142count(0.07059㎚에 상당한다)의 위치 오차가 발생한다. 이 위치 오차는, 상기의 정확한 카운트값의 계산으로부터 명확한 바와 같이, 레이저 간섭계의 분해능과 취득 화상 1화소에 상당하는 거리가 정수배가 아닌 것에 기인하여 발생한다. 이러한 위치 오차는 극히 미소하지만, 이동 스테이지가 취득 화상 1화소에 상당하는 거리를 이동할 때마다 누적되어 가기 때문에, 이동 스테이지가 장거리 이동하는 경우에는, 무시할 수 없는 레벨에 도달한다. 예를 들면, 이동 스테이지가 100㎜ 이동한 경우에는, 1,997,179화소(=100㎜/(81count×0.61815562㎚/count)분(分)의 화상이 취득된다. 이 경우, 전체로서 약 141㎛(1,997,179화소×0.07059㎚/화소)의 위치 오차가 발생한다. 이와 같이 누적된 큰 위치 오차는 검사 정밀도에 영향을 미치게 된다.

이와 같은 점에서, 레이저 간섭계의 분해능과 취득 화상 1화소에 상당하는 거리의 비가 정수배가 아닌 것에 기인하여 발생하는 위치 오차의 누적을 억제하는 것이 요망된다. 이러한 오차를 억제하는 방법으로서, 검사 장치의 광학계의 배율을 조절하는 것을 생각할 수 있다. 예를 들면, 상술한 구체예에서는, 취득 화상 1화소에 상당하는 거리가 50.070605㎚(81화소×0.61815562㎚/count)가 되도록 배율을 조정하는 방법을 생각할 수 있다. 그러나, 이와 같은 미세한 배율 조정은 곤란하여, 다른 방법으로 위치 오차의 누적을 억제하는 것이 요망된다.

본 발명은, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 예를 들면, 이하의 형태로서 실현하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 1 형태에 의하면, 검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에 있어서 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치가 제공된다. 이 제어 장치는, 검사 장치가 구비하는 레이저 간섭계로서, 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여 검사 대상의 이동량을 검출하고, 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있는지의 여부를 판정하는 이동량 판정부와, 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있다고 판정되었을 때에, 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 신호 생성부를 구비한다. 이동량 판정부는, 문턱값으로서, 복수의 값을 선택적으로 이용하여 판정을 행한다.

이러한 제어 장치에 의하면, 문턱값으로서, 복수의 값이 선택적으로 이용된다. 당해 복수의 값으로서, 타이밍 신호를 생성하는 타이밍에 대응시켜야 하는 검사 대상의 정확한 이동량보다 큰 값과 당해 이동량보다 작은 값을 이용하면, 타이밍 신호를 생성하는 타이밍에 대응시켜야 하는 검사 대상의 정확한 이동량과, 레이저 간섭계의 카운트값으로부터 검출되는 검사 대상의 이동량(나아가서는 문턱값)의 차분에 의해 생기는 위치 오차의 누적을 저감할 수 있다. 바꾸어 말하면, 1개의 문턱값이 고정적으로 사용되는 경우와 같이 일정한 위치 오차가 항상 누적되는 일이 없다. 따라서, 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계의 분해능과 취득 화상 1화소에 상당하는 거리의 비가 정수배가 아닌 것에 기인하여 발생하는 위치 오차의 누적이 억제되어, 검사 대상을 양호한 정밀도로 검사할 수 있다.

본 발명의 제 2 형태에 의하면, 제 1 형태에 있어서, 이동량 판정부는, 촬상 장치로 취득되는 화상의 1화소에 상당하는 거리가 레이저 간섭계의 카운트값으로 환산된 환산 카운트값으로서, 소수부분을 포함하도록 환산된 환산 카운트값의 소수부분에 대응하는 값을, 타이밍 신호 생성부에 의해 타이밍 신호가 생성된 횟수에 따라 적산하고, 적산된 소수부분에 대응하는 값에 의거하여, 선택할 문턱값을 전환한다. 이러한 형태에 의하면, 적산된 소수부분에 대응하는 값은, 누적된 위치 오차의 양에 상당하므로, 위치 오차가 소정량 누적되기 전에 문턱값의 값을 전환하여, 위치 오차의 누적량을 저감할 수 있다.

본 발명의 제 3 형태에 의하면, 제 2 형태에 있어서, 이동량 판정부는, 적산된 소수부분에 대응하는 값이 소정값 미만일 때에, 복수의 값 중 제 1 값을 선택하고, 적산된 소수부분에 대응하는 값이 소정값 이상일 때에, 복수의 값 중 제 1 값보다 큰 제 2 값을 선택하여, 적산된 소수부분으로부터 제 2 값과 제 1 값의 차분에 대응하는 값을 뺀다. 이러한 형태에 의하면, 누적된 위치 오차가 소정값에 도달하고 있지 않은 경우에는, 상대적으로 작은 제 1 값이 문턱값으로 이용되고, 누적된 위치 오차가 소정값에 상당하는 양을 넘을 때마다, 상대적으로 큰 제 2 값이 문턱값으로 이용되어, 위치 오차의 누적량이 저감된다. 즉, 누적된 위치 오차가 소정값에 상당하는 양을 넘을 때마다, 누적된 위치 오차가 저감되므로, 위치 오차가 소정량을 크게 초과하여 누적되는 일이 없다. 또한, 제 2 값이 문턱값으로 사용된 것에 의해 해소되는 위치 오차에 상당하는 제 2 값과 제 1 값의 차분이, 적산된 소수부분으로부터 빠지므로, 나머지 위치 오차에 의거하여, 그 후에도 적합하게 동일한 처리를 행할 수 있다.

본 발명의 제 4 형태에 의하면, 제 3 형태에 있어서, 복수의 값은 제 1 값과 제 2 값으로 이루어지고, 소정값은, 적산된 소수부분에 대응하는 값이 적산에 의해 자리올림하였는지의 여부를 판단 가능한 값이며, 제 1 값은 환산 카운트값의 정수부분의 값이고, 제 2 값은 제 1 값보다 값 1 만큼 크다. 이러한 형태에 의하면, 위치 오차가, 레이저 간섭계의 카운트값의 값 1에 상당하는 거리만큼 누적되면, 위치 오차가 저감되므로, 위치 오차의 누적을 극히 작은 값으로 유지할 수 있다.

본 발명의 제 5 형태에 의하면, 제 1 형태에 있어서, 이동량 판정부는, 타이밍 신호 생성부에 의한 타이밍 신호에 관련지어진, 미리 정해진 순서로, 선택할 문턱값을 전환한다. 이러한 형태에 의하면, 간단한 로직에 의해 위치 오차의 누적을 적합하게 억제할 수 있다.

본 발명의 제 6 형태에 의하면, 제 5 형태에 있어서, 이동량 판정부는, 문턱값으로서의 제 1 값에 의거하여 타이밍 신호 생성부가 미리 정해진 제 1 횟수만큼 타이밍 신호를 생성한 경우에, 문턱값을 제 1 값으로부터 제 1 값과 다른 제 2 값으로 전환하고, 제 2 값에 의거하여 타이밍 신호 생성부가 미리 정해진 제 2 횟수만큼 타이밍 신호를 생성한 경우에, 문턱값을 제 2 값으로부터 제 1 값으로 전환한다. 이러한 형태에 의하면, 구체적인 문턱값 선택 순서를 메모리에 기억해 둘 필요가 없다.

본 발명의 제 7 형태에 의하면, 검사 장치가 제공된다. 이 검사 장치는, 제 1 내지 제 6 형태 중 어느 제어 장치와, 촬상 장치와, 검사 대상을 유지하여 소정의 방향으로 이동시키는 이동부와, 레이저 간섭계를 구비한다. 이러한 검사 장치에 의하면, 제 1 내지 제 6 형태와 동일한 효과를 가진다.

본 발명의 제 8 형태에 의하면, 검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서, 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에 있어서, 촬상 장치에 타이밍 신호를 송출하는 방법이 제공된다. 이 방법은, 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여, 검사 대상의 이동량을 검출하고, 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있는지의 여부를 판정하는 공정과, 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있다고 판정되었을 때에, 타이밍 신호를 촬상 장치에 송출하는 공정을 구비한다. 문턱값은 복수의 값의 사이에서 선택적으로 전환된다. 이러한 방법에 의하면, 제 1 형태와 동일한 효과를 가진다. 제 8 형태에 제 2 내지 제 6 형태 중 어느 형태를 부가하는 것도 가능하다.

본 발명의 제 9 형태에 의하면, 검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에 있어서 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치가 제공된다. 이 제어 장치는, 검사 장치가 구비하는 레이저 간섭계로서, 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여, 검사 대상의 이동량이 소정량에 도달했다고 판정되었을 때에, 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 신호 생성부와, 레이저 간섭계의 분해능과 취득 화상 1화소에 상당하는 거리의 비가 정수배가 아닌 것에 기인하여 발생하여, 타이밍 신호를 생성할 때마다 누적되는, 소정량에 관한 오차를 보정 가능하게 구성된 보정부를 구비한다. 이러한 형태에 의하면, 제 1 형태와 동일한 효과를 가진다.

본 발명은, 상술한 형태 외에, 촬상 장치에 타이밍 신호를 송신하기 위한 프로그램, 당해 프로그램을 컴퓨터가 판독 가능하게 기록된 기억 매체 등, 다양한 형태로 실현할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시예로서의 검사 장치의 개략 입면도이다.
도 2는, 도 1에 나타내는 검사 장치 개략 평면도이다.
도 3은, 전자 광학 장치의 개략 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는, 제어 장치가 타이밍 신호로서의 TDI 클럭 신호를 출력하기 위한 구성을 나타내는 기능 블록도이다.
도 5는, TDI 클럭 출력 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 6은, 이동량 판정 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 7은, 문턱값 선택 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은, TDI 클럭 생성 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.
도 9는, 레이저 간섭계의 카운트값에 의거하여 검출되는 검사 대상의 이동량과 TDI 클럭의 관계를 예시하는 설명도이다.
도 10은, 제 2 실시예로서의 문턱값 선택 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.

A. 제 1 실시예:

도 1 및 도 2는, 본 발명의 검사 장치의 일실시예로서의 반도체 검사 장치(이하, 단순히 검사 장치라고도 한다)(5)의 개략 구성을 나타낸다. 도 1은, 검사 장치(5)의 개략 입면도(도 2의 A－A 화살표에서 봄)이고, 도 2는, 검사 장치(5)의 개략 평면도(도 1의 B－B 화살표에서 봄)이다. 검사 장치(5)는, 검사 대상의 표면에 형성된 패턴의 결함, 검사 대상의 표면 상의 이물의 존재 등을 검사하는 장치이다. 검사 대상으로는 반도체 웨이퍼, 노광용 마스크, EUV 마스크, 나노 임프린트용 마스크(및 템플릿), 광학 소자용 기판, 광회로용 기판 등을 예시할 수 있다. 이물로는 파티클, 세정 잔여물(유기물), 표면에서의 반응 생성물 등을 예시할 수 있다. 이러한 이물은, 예를 들면 절연물, 도전물, 반도체 재료, 또는 이들의 복합체 등으로 이루어진다. 이하에서는, 검사 장치(5)에 의해 반도체 웨이퍼(이하, 단순히 웨이퍼(W)라고도 한다)를 검사하는 것으로서 설명한다. 웨이퍼의 검사는, 반도체 제조 공정에 있어서 웨이퍼의 처리 프로세스가 행하여진 후, 또는, 처리 프로세스의 도중에 행하여진다. 예를 들면, 검사는, 성막 공정, CMP 또는 이온 주입을 받은 웨이퍼, 표면에 배선 패턴이 형성된 웨이퍼, 배선 패턴이 아직 형성되어 있지 않은 웨이퍼 등을 대상으로 하여 행하여진다.

검사 장치(5)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 카세트 홀더(10)와, 미니 인바이런먼트 장치(20)와, 주하우징(30)과, 로더 하우징(40)과, 스테이지 장치(50)와, 전자 광학 장치(70)와, 제어 장치(80)와, 화상 처리 장치(85)와, 주제어 장치(89)를 구비하고 있다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 카세트 홀더(10)는 카세트(C)를 복수개(도 2에서는 2개) 유지하도록 되어 있다. 카세트(C)에는, 검사 대상으로서의 복수매의 웨이퍼(W)가 상하방향으로 평행하게 줄지어진 상태로 수납된다. 본 실시예에서는, 카세트 홀더(10)는, 승강 테이블 상의 도 2에 쇄선으로 나타내어진 위치에 카세트(C)를 자동적으로 세팅할 수 있도록 구성되어 있다. 카세트 홀더(10)에 세팅된 카세트(C)는, 도 2에 실선으로 나타내어진 위치, 즉, 후술하는 미니 인바이런먼트 장치(20) 내의 제 1 반송 유닛(61)의 회동(回動) 축선(O－O)(도 1 참조)을 향한 위치까지 자동적으로 회전된다.

미니 인바이런먼트 장치(20)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 하우징(22)과, 기체 순환 장치(23)와, 배출 장치(24)와, 프리얼라이너(25)를 구비하고 있다. 하우징(22)의 내부에는, 분위기 제어되는 미니 인바이런먼트 공간(21)이 형성되어 있다. 또한, 미니 인바이런먼트 공간(21) 내에는 제 1 반송 유닛(61)이 설치되어 있다. 기체 순환 장치(23)는, 청정한 기체(여기서는 공기)를 미니 인바이런먼트 공간(21) 내에서 순환시켜 분위기 제어를 행한다. 배출 장치(24)는, 미니 인바이런먼트 공간(21) 내에 공급된 공기의 일부를 회수하여 외부로 배출한다. 프리얼라이너(25)는 웨이퍼를 대략 위치 결정한다.

제 1 반송 유닛(61)은 미니 인바이런먼트 공간(21) 내에 설치되어 있다. 이 제 1 반송 유닛(61)은 축선(O－O)의 주위를 회전 가능한 다관절 아암을 가지고 있다. 이 아암은 반경방향으로 신축 가능하게 구성되어 있다. 아암의 선단(先端)에는, 웨이퍼(W)를 파지하는 파지 장치, 예를 들면 기계식 척, 진공식 척 또는 정전 척이 설치되어 있다. 이러한 아암은 상하방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 제 1 반송 유닛(61)은, 카세트 홀더(10) 내에 유지된 복수의 웨이퍼 중의 소요 웨이퍼(W)를 파지하여, 후술하는 로더 하우징(40) 내의 웨이퍼 랙(41)에 수도(受渡)한다.

로더 하우징(40)의 내부에는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 랙(41)과 제 2 반송 유닛(62)이 설치되어 있다. 미니 인바이런먼트 장치(20)의 하우징(22)과 로더 하우징(40)은, 셔터 장치(27)에 의해 구획 지어져 있고, 셔터 장치(27)는 웨이퍼(W)의 수도시에만 열린다. 웨이퍼 랙(41)은, 복수(도 1에서는 2매)의 웨이퍼(W)를 상하로 사이를 두고 수평한 상태로 지지한다. 제 2 반송 유닛(62)은, 상술한 제 1 반송 유닛과 기본적으로 동일한 구성을 가지고 있다. 제 2 반송 유닛(62)은, 웨이퍼 랙(41)과 후술하는 스테이지 장치(50)의 홀더(55) 사이에서 웨이퍼(W)의 반송을 행한다. 이러한 로더 하우징(40)의 내부는, 고진공 상태(진공도로서는 10^－5∼10^－6Pa)로 분위기 제어됨과 함께, 불활성 가스(예를 들면, 건조 순질소)가 주입된다.

주하우징(30) 내에는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼(W)를 이동시키는 이동부의 일례로서의 스테이지 장치(50)가 설치되어 있다. 스테이지 장치(50)는, 바닥벽 상에 배치된 고정 테이블(51)과, 고정 테이블 상에서 Y방향으로 이동하는 Y테이블(52)과, Y테이블 상에서 X방향으로 이동하는 X테이블(53)과, X테이블 상에서 회전 가능한 회전 테이블(54)과, 회전 테이블(54) 상에 배치된 홀더(55)를 구비하고 있다. Y테이블(52)은, 주하우징(30)의 외부에 설치된 액추에이터인 서보 모터(56)에 의해 Y방향으로 이동된다. X테이블(53)은, 주하우징(30)의 외부에 설치된 액추에이터인 서보 모터(57)에 의해 X방향으로 이동된다. 홀더(55)는, 기계식 척 또는 정전식 척으로 해방 가능하게 웨이퍼(W)를 그 탑재면 상에 유지한다. 홀더(55)에 유지된 웨이퍼(W)의 Y방향의 이동량은 레이저 간섭계(58)에 의해 검출된다.

레이저 간섭계(58)는, 간섭계의 원리를 사용한 레이저 간섭 측거(測距) 장치이다. 도 1 및 도 2에 있어서, 레이저 간섭계(58)의 위치는 개략적으로 나타내고 있다. 레이저 간섭계(58)는, 예를 들면, Y테이블(52)(또는 홀더(55))에 고정된 미러 플레이트를 향해 레이저를 조사하고, 레이저 간섭계에 의해, 레이저의 입사파와 미러 플레이트로부터의 반사파의 위상 차이에 의거하여, 웨이퍼(W)(엄밀히는, Y테이블(52) 또는 홀더(55))의 좌표를 계측하여, 웨이퍼(W)의 이동량을 검출한다. 레이저 간섭계(58)는 주하우징(30)의 내부에 설치해도 되고, 외부에 설치해도 된다. 또한, 레이저 간섭계(58)는, 광 케이블을 통해, 레이저의 광로에 설치된 광 픽업에 접속되어, 주하우징(30)으로부터 떨어진 위치에 설치되어 있어도 된다. 이러한 레이저 간섭계로부터는, 검출한 웨이퍼(W)의 좌표값으로서의 카운트값(cv)을 취득 가능하다. 이 카운트값(cv)은 정수값으로 얻어진다. 카운트값(cv)의 값 1에 상당하는 거리는 레이저 간섭계(58)의 분해능에 의존하고, 이 값 1은, 예를 들면 0.61815562㎚에 상당한다.

전자 광학 장치(70)는, 하전 입자를 빔으로서 Y방향(도 2 참조)으로 이동 중인 웨이퍼(W)에 조사하고, 그로 인해 얻어지는 2차 하전 입자의 양을 검출한다. 대체 양태로서, 전자 광학 장치(70)는, 하전 입자 대신에 전자파를 조사하고, 그로 인해 얻어지는 2차 전자파를 검출해도 된다. 웨이퍼(W)의 이동은 스테이지 장치(50)에 의해 행하여진다. 제어 장치(80)는, 전자 광학 장치(70)가 구비하는 TDI 카메라(75)에, 타이밍 신호로서의 TDI 클럭(전송 클럭)을 출력하고, TDI 카메라(75)의 동작을 제어한다. 전자 광학 장치(70) 및 제어 장치(80)의 상세에 대해서는 후술한다. 화상 처리 장치(85)는, 전자 광학 장치(70)에 의해 검출된 2차 하전 입자의 양에 의거하여 화상 데이터를 생성한다. 생성되는 화상 데이터는 휘도값을 계조값(階調値)으로서 가진다.

화상 처리 장치(85)에 의해 생성된 화상 데이터는, 임의의 방법에 의해, 웨이퍼(W)의 표면에 형성된 패턴의 결함이나 이물의 유무 등의 검사에 이용된다. 이 검사는, 정보 처리 장치 등을 이용하여 자동적으로 행하여도 된다. 예를 들면, 정보 처리 장치는, 휘도값이 문턱값 이상으로 높은 영역을 검출해도 되고, 생성된 화상 데이터와 미리 준비된 기준 화상 데이터의 패턴 매칭을 행하여도 된다. 또는, 검사는, 화상 데이터가 나타내는 화상, 또는, 화상 데이터를 구성하는 각 화소의 계조값에 의거하여, 검사원에 의해 행하여져도 된다.

주제어 장치(89)는 검사 장치(5)의 동작 전반(全般)을 제어한다. 예를 들면, 주제어 장치(89)는, 스테이지 장치(50)에 이동 지령을 송출하여, 웨이퍼(W)를 유지하는 홀더(55)를 소정의 이동 속도로 Y방향으로 이동시킨다. 주제어 장치(89)는, 메모리와 CPU를 구비하고, 미리 기억된 프로그램을 실행함으로써, 소요 기능을 실현해도 된다. 또는, 주제어 장치(89)는, 소프트웨어에서의 기능의 실현에 추가 또는 대신하여, 소요 기능의 적어도 일부를 전용의 하드웨어 회로로 실현해도 된다.

도 3은, 전자 광학 장치(70)의 개략 구성을 나타낸다. 본 실시예에서는, 전자 광학 장치(70)는, 검사 대상의 넓은 면에 일괄하여 전자선을 조사하고, 그로 인해 얻어지는 2차 하전 입자의 양을 일괄하여 검출하는 사상(寫像) 투영형 전자 현미경이다. 단, 전자 광학 장치(70)는, 다른 타입의 전자 현미경, 예를 들면, 가늘게 짜낸 전자선을 검사 대상의 표면으로 주사하고, 그로 인해 얻어지는 2차 하전 입자의 양을, 전자선의 직경에 상당하는 화소 단위로 검출하여 취득하는 주사형 전자 현미경이어도 된다. 도시하는 바와 같이, 전자 광학 장치(70)는 1차 광학계(72)와, 2차 광학계(73)와, TDI 카메라(75)를 구비하고 있다. 1차 광학계(72)는, 하전 입자를 빔으로서 생성하고, 당해 빔을 홀더(55)에 유지된 웨이퍼(W)에 조사한다. 이 1차 광학계(72)는 전자원(90)과, 렌즈(72a, 72d)와, 애퍼추어(72b, 72c)와, E×B 필터(72e)와, 렌즈(72f, 72h, 72i)와, 애퍼추어(72g)를 구비하고 있다.

하전 입자를 웨이퍼(W)에 조사함으로써, 웨이퍼(W)의 상태(패턴의 형성 상태, 이물의 부착 상태 등)에 따른 2차 하전 입자가 얻어진다. 본 명세서에 있어서, 2차 하전 입자란, 2차 방출 전자, 미러 전자 및 광전자 중의 어느 것이거나, 또는 이들이 혼재된 것이다. 2차 방출 전자란, 2차 전자, 반사 전자 및 후방 산란 전자 중의 어느 것이거나, 또는 이들 중 적어도 2개가 혼재된 것이다. 2차 방출 전자는, 웨이퍼(W)의 표면에 전자선 등의 하전 입자를 조사했을 때에, 웨이퍼(W)의 표면에 하전 입자가 충돌하여 발생한다. 미러 전자는, 웨이퍼(W)의 표면에 전자선 등의 하전 입자를 조사했을 때에, 조사한 하전 입자가 웨이퍼(W)의 표면에 충돌하지 않고, 당해 표면 근방에서 반사함으로써 발생한다. 광전자는, 웨이퍼(W)의 표면에 전자파를 조사했을 때에, 당해 표면으로부터 발생한다.

렌즈(72a, 72d) 및 애퍼추어(72b, 72c)는, 전자원(90)에 의해 생성된 전자빔을 정형함과 함께, 전자빔의 방향을 제어하여, 경사방향으로부터 입사하도록 전자빔을 E×B 필터(72e)에 유도한다. E×B 필터(72e)에 입사된 전자빔은, 자계와 전계에 의한 로렌츠력의 영향을 받아, 연직 아래방향으로 편향되고, 렌즈(72f, 72h, 72i) 및 애퍼추어(72g)를 통해 웨이퍼(W)를 향해 유도된다. 렌즈(72f, 72h, 72i)는 전자빔의 방향을 제어함과 함께 적절한 감속을 행하여, 랜딩 에너지를 조정한다.

웨이퍼(W)에 대한 전자빔의 조사에 의해, 웨이퍼(W) 상의 이물이 차지업되고, 그로 인해, 입사 전자의 일부가 웨이퍼(W)에 접촉하지 않고 되돌려진다. 이로 인해, 미러 전자가 2차 광학계(73)를 통해 TDI 카메라(75)에 유도된다. 또한, 입사 전자의 일부가 웨이퍼(W) 상에 접촉함으로써, 2차 방출 전자가 방출된다.

전자빔의 조사에 의해 얻어진 2차 하전 입자(여기서는, 미러 전자 및 2차 방출 전자)는, 대물 렌즈(72i), 렌즈(72h), 애퍼추어(72g), 렌즈(72f) 및 E×B 필터(72e)를 재차 통과한 후, 2차 광학계(73)에 유도된다. 2차 광학계(73)는, 전자빔의 조사에 의해 얻어진 2차 하전 입자를 TDI 카메라(75)에 유도한다. 2차 광학계(73)는, 렌즈(73a, 73c)와, NA 애퍼추어(73b)와, 얼라이너(73d)를 구비하고 있다. 2차 광학계(73)에 있어서는, 렌즈(73a), NA 애퍼추어(73b) 및 렌즈(73c)를 통과함으로써 2차 하전 입자가 모아지고, 얼라이너(73d)에 의해 조절할 수 있다. NA 애퍼추어(73b)는, 2차계의 투과율·수차를 규정하는 역할을 가지고 있다.

TDI 카메라(75)는, Y방향으로 소정의 단수(段數)(복수)만큼 배열된 촬상 소자를 가지고 있고, 2차 광학계(73)에 의해 유도된 2차 하전 입자의 양을 검출한다. 본 실시예에서는, TDI 카메라(75)의 촬상 소자는 X방향으로도 배열된다. TDI 카메라(75)에서의 검출은, 스테이지 장치(50)에 의해 웨이퍼(W)를 Y방향을 따라 이동시키면서, 웨이퍼(W)에 전자빔을 조사하고, 그로 인해 얻어지는 2차 하전 입자의 양(전하)을 시간 지연 적분 방식에 의해 Y방향을 따라 Y방향의 단수분만큼 적산함으로써 행하여진다. 웨이퍼(W)의 이동방향과 TDI 카메라(75)에 의한 적산의 방향은 동일한 방향이다. 2차 하전 입자의 양은, TDI 카메라(75)에 TDI 클럭이 입력될 때마다 1단분씩 적산된다. 바꾸어 말하면, TDI 카메라(75)의 1개의 화소에 축적된 전하는, TDI 클럭이 입력될 때마다 Y방향의 이웃 화소에 전송된다. 그리고, Y방향의 단수분만큼 적산된 검출량, 즉, 최종단까지 적산된 검출량은, TDI 클럭이 입력될 때마다 화상 처리 장치(85)에 전송된다. 한편, TDI 카메라(75)의 적산방향은 Y방향으로 한정되지 않고, X방향이어도 된다. 이 경우, 웨이퍼(W)는 X방향으로 이동된다.

도 4는, 제어 장치(80)가 TDI 클럭 신호를 TDI 카메라(75)에 출력하기 위한 구성을 나타내는 기능 블록도이다. 도 5는, 제어 장치(80)가 실행하는 TDI 클럭 출력 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(80)는 TDI 클럭 출력 모듈로서 구성되어 있고, 도시하는 바와 같이, 이동량 판정부(81)와 TDI 클럭 생성부(82)를 구비하고 있다. TDI 클럭 출력 처리는, 스테이지 장치(50)에 의해 웨이퍼(W)를 이동시키면서, 웨이퍼(W)에 전자빔을 조사하고, 그로 인해 얻어지는 2차 하전 입자의 양을 TDI 카메라(75)로 검출하는 동안에 있어서, 연속적으로 반복 실행된다.

도 5에 나타내는 바와 같이, TDI 클럭 출력 처리에서는, 제어 장치(80)는, 먼저 이동량 판정부(81)의 처리로서 이동량 판정 처리를 실행한다(단계 S200). 이 처리는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 레이저 간섭계(58)로부터 현재의 카운트값(cv)을 취득하고, 취득한 카운트값(cv)에 의거하여, 웨이퍼(W)의 이동량을 검출하며, 검출된 이동량이 문턱값(ThPix)에 도달하고 있는지의 여부를 판정하는 처리이다. 다음에, 제어 장치(80)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, TDI 클럭 생성부(82)의 처리로서 TDI 클럭 생성 처리를 실행한다(단계 S300). 이 처리는, 검출된 이동량이 문턱값(ThPix)에 도달하고 있다고 이동량 판정부(81)에 의해 판정되었을 때에, 도 4에 나타내는 바와 같이, TDI 클럭 신호를 생성하고, TDI 카메라(75)에 출력하는 처리이다. 제어 장치(80)는, 이러한 TDI 클럭 출력 처리에 의해, TDI 카메라(75)의 1화소에 상당하는 거리만큼 웨이퍼(W)가 Y방향으로 이동했다고 판정될 때마다, TDI 클럭 신호를 TDI 카메라(75)에 출력한다. 제어 장치(80)는, 메모리와 CPU를 구비하고, 미리 기억된 프로그램을 실행함으로써, 이동량 판정부(81) 및 TDI 클럭 생성부(82)의 기능을 실현해도 된다. 또는, 제어 장치(80)는, 소프트웨어에서의 기능의 실현에 추가 또는 대신하여, 이러한 기능의 적어도 일부를 전용의 하드웨어 회로로 실현해도 된다. 이하에서는, 본 실시예에 있어서의 이동량 판정 처리 및 TDI 클럭 생성 처리의 상세에 대하여 설명한다.

도 6은, 이동량 판정 처리(도 5에 나타내어지는 단계 S200)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 이 처리가 개시되면, 제어 장치(80)는, 먼저 레이저 간섭계(58)로부터 현재의 카운트값(cv)(현재 카운트값(Yn)이라고도 한다)을 취득한다(단계 S210). 다음에, 제어 장치(80)는, 현재 카운트값(Yn)과, 1개 전에 실행된 이동량 판정 처리의 단계 S210에 있어서 레이저 간섭계(58)로부터 취득된 카운트값(cv)(전회 카운트값(Yp)이라고도 한다)의 차분(dY)(=Yn－Yp)을 산출한다(단계 S220). 전회 카운트값(Yp)은, 제어 장치(80)가 구비하는 메모리에 기억되어 있다. 이동량 판정 처리가 처음으로 실행될 때에는, 전회 카운트값(Yp)은 값 0이다.

다음에, 제어 장치(80)는 전회 카운트값(Yp)을 갱신한다(단계 S230). 즉, 다음 회 실행되는 이동량 판정 처리의 단계 S220에 대비하여, 현재 카운트값(Yn)을 전회 카운트값(Yp)으로서 기억한다. 다음에, 제어 장치(80)는, 현재의 이동량(IY)에 상기 단계 S220에서 산출한 차분(dY)을 가산하여, 이동량(IY)을 갱신한다(단계 S240). 이동량(IY)은, 레이저 간섭계(58)로부터 취득되는 카운트값(cv)에 의거하여 검출되는 웨이퍼(W)의 이동량이며, 카운트값(cv)의 값 1을 최소 단위로 하는 정수값이다. 이동량 판정 처리가 처음으로 실행될 때에는, 갱신 전의 이동량(IY)은 값 0이다.

다음에, 제어 장치(80)는, 갱신한 이동량(IY)과 문턱값(ThPix)을 비교하여, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S250). 이 단계 S250에서는, 제어 장치(80)가 TDI 클럭 신호를 생성해야 하는 타이밍에 도달하였는지의 여부, 즉, TDI 카메라(75)에서 취득되는 화상의 1화소분에 상당하는 거리를 웨이퍼(W)가 이동하였는지의 여부를 판정하는 처리이다. 이 때문에, 문턱값(ThPix)은, TDI 카메라(75)로 취득되는 화상의 1화소분에 상당하는 거리에 의거하여 설정된다. 본 실시예에서는, 후술하는 바와 같이, 미리 정해진 2개의 값이 선택적으로 문턱값(ThPix)으로서 이용된다.

판정의 결과, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix) 이상이면(S250:Yes), 제어 장치(80)는 이동량(IY)으로부터 문턱값(ThPix)을 감산한다(단계 S260). 이로 인해, 후술하는 TDI 클럭 생성 처리의 단계 S310에서는, 금회 산출된 「IY－ThPix」의 값이 이동량(IY)으로서 사용된다. 또한, 다음 회 실행되는 이동량 판정 처리의 단계 S240에 있어서도, 금회 산출된 「IY－ThPix」의 값이 이동량(IY)으로서 사용된다. 이러한 처리에 의해, 후술하는 TDI 클럭 생성 처리에 있어서 TDI 클럭 신호가 생성됨과 함께, 다음 회 실행되는 이동량 판정 처리의 단계 S240에 대비하여 이동량(IY)의 값이 리셋된다. IY의 값이, 「0」이 아니라 「IY－ThPix」로 리셋됨으로써, 위치 오차의 축적이 억제된다. 구체적으로는, 레이저 간섭계(58)로부터 카운트값(cv)을 취득하는 타이밍에 따라서는, 상기 단계 S250의 판정은, IY=ThPix의 타이밍에서 행하여지는 경우도 있고, IY=ThPix＋α(α는, 자연수)의 타이밍에서 행하여지는 경우도 있다. 본 실시예의 단계 S260에 의하면, IY=ThPix＋α의 타이밍에서 단계 S250의 판정이 행하여진 경우에, 값 α분의 위치 오차를 다음 회의 이동량 판정 처리에 반영할 수 있다.

다음에, 제어 장치(80)는 문턱값 선택 처리를 실행한다(단계 S270). 문턱값 선택 처리는, 복수의 값(본 실시예에서는 2개의 값인 Ni와 Ni＋1) 중에서, 문턱값(ThPix)으로서 사용하는 값을 선택하는 처리이다(상세는 후술함). 단계 S270에서 선택된 값은, 다음 회 실행되는 이동량 판정 처리의 단계 S250에 사용된다. 본 실시예에서는, 디폴트 설정으로서 문턱값(ThPix)=Ni이다. 단, 이동량 판정 처리를 처음으로 실행할 때에, 단계 S210의 전단(前段)에서, 후술하는 문턱값 선택 처리를 실행함으로써, 문턱값(ThPix)의 값을 결정해도 된다. 문턱값 선택 처리를 실행하면, 제어 장치(80)는, 처리를 TDI 클럭 출력 처리로 되돌린다. 한편, 판정의 결과, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix) 미만이면(S250:No), 제어 장치(80)는 문턱값 선택 처리를 실행하지 않고 처리를 TDI 클럭 출력 처리로 되돌린다.

도 7은, 문턱값 선택 처리(도 6에 나타내어지는 단계 S270)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 이하의 설명에 있어서, 정수부분값(Ni)이란, TDI 카메라(75)로 취득되는 화상의 1화소에 상당하는 거리(스테이지 장치(50)의 이동방향, 즉 Y방향)가 카운트값(cv)으로 정확하게 환산된(즉, 정수부분과 소수부분을 포함하도록 환산된) 값(이하, 환산 카운트값이라고도 한다) 중 정수부분의 값이다. 소수부분 대응값(Nd)(이하, 단순히 소수부분값(Nd)이라고도 한다)이란, 환산 카운트값 중의 소수부분에 대응하는 값이다. 여기에서, 「소수부분에 대응하는 값」이란, 소수부분의 값 자체여도 되고, 소수부분의 값 자체에 소정의 계수(예를 들면, 소수부분의 값을 정수화하기 위한 계수)를 곱한 값이어도 된다. 예를 들면, 환산 카운트값이 80.8858count인 경우에는, 정수부분값(Ni)은 값 80이다. 또한, 이 경우, 소수부분값(Nd)은, 「소수부분에 대응하는 값」이 소수부분의 값 자체일 때에는 값 0.8858이고, 「소수부분에 대응하는 값」이 소수부분의 값 자체에 소정의 계수를 곱한 값일 때에는, 예를 들면, 값 8858(이 경우, 소정의 계수는 값 10000)이다. 이와 같이 소수부분값(Nd)을 정수화하면 값의 취급이 용이해진다. 본 실시예에서는, 「소수부분에 대응하는 값」은 이와 같이 소수부분이 정수화된 값이다.

또한, 이하의 설명에 있어서, 소수부분 대응 적산값(Id)(이하, 단순히 적산값(Id)이라고도 한다)이란, 제어 장치(80)가 TDI 클럭 신호를 출력할 때마다 소수부분값(Nd)을 적산한 값이다. TDI 클럭 신호를 생성해야 하는지의 여부, 바꿔 말하면, 웨이퍼(W)가 1화소에 상당하는 거리를 이동하였는지의 여부는, 상술과 같이, 단계 S240에 있어서 정수값인 이동량(IY)을 이용하여 판정되므로, 실제로는 단계 S250의 판정이 IY=ThPix의 타이밍에서 행하여졌다고 해도, 소수점 이하의 위치 오차가 생기게 된다. 이 소수점 이하의 위치 오차에 대응하는 값이, 제어 장치(80)가 TDI 클럭 신호를 출력할 때마다 적산된 값이 적산값(Id)이다.

도 7에 나타내는 바와 같이, 문턱값 선택 처리가 개시되면, 제어 장치(80)는 먼저 적산값(Id)을 갱신한다(단계 S271). 즉, 적산값(Id)에 소수부분값(Nd)을 가산한 값을 새로운 적산값(Id)으로서 산출한다. 문턱값 선택 처리가 처음으로 실행될 때에는, 갱신 전의 적산값(Id)은 값 0이고, 예를 들면, 상술한 예(즉, Nd=8858의 경우)에서는, 갱신 후의 적산값(Id)은 값 0으로부터 값 8858로 갱신된다.

다음에, 제어 장치(80)는, 갱신된 적산값(Id)이 판정 문턱값(Of) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S272). 판정 문턱값(Of)은, 본 실시예에서는, 적산값(Id)이 갱신(적산)에 의해 자리올림하였는지의 여부를 판정 가능한 값이다. 즉, 판정 문턱값(Of)은 소수부분값(Nd)보다 자릿수가 1개 큰 값이고, 이 값은, 판정 정밀도를 높이기 위해, 소수부분값(Nd)보다 자릿수가 1개 큰 값 중 최소값으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 소수부분값(Nd)이 값 8858인 경우에는 판정 문턱값(Of)은 값 10000이다.

판정의 결과, 적산값(Id)이 판정 문턱값(Of) 미만이면(단계 S272:No), 제어 장치(80)는 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)을 선택한다(단계 S273). 한편, 적산값(Id)이 판정 문턱값(Of) 이상이면(단계 S272:Yes), 제어 장치(80)는, 적산값(Id)으로부터 판정 문턱값(Of)을 감산하고(단계 S274), 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)＋1을 선택한다(단계275). 이와 같이 하여, 본 실시예에서는, 위치 오차에 상당하는 적산값(Id)이 자리올림할 만큼 누적된 경우에, 즉, 카운트값(cv)의 값 1만큼 누적된 경우에, 문턱값(ThPix)을 1증가시킴으로써, 다음 회 실행되는 이동량 판정 처리(구체적으로는, 단계 S250)에 의해, 누적된 위치 오차를 카운트값(cv)의 값 1만큼 저감할 수 있다. 상기 단계 S274는, 금회 실행된 문턱값 선택 처리로 보정된 위치 오차(카운트값(cv)의 값 1)를 반영하여, 다음 회 실행되는 문턱값 선택 처리에 대비하기 위해 실행된다. 단계 S274에서 감산하는 값은, 2개의 문턱값의 값의 차분에 상당하는 양이다.

이와 같이 하여, 문턱값(ThPix)을 값 Ni 또는 값 Ni＋1 중 어느 것으로 설정하면, 제어 장치(80)는, 클럭 신호 오프 타이밍 문턱값(ThClk)(이하, 단순히 오프 타이밍 문턱값(ThClk)이라고도 한다)을 산출하고, 처리를 이동량 판정 처리로 되돌린다(단계 S276). 오프 타이밍 문턱값(ThClk)은 TDI 클럭 신호의 하강 타이밍을 결정하기 위한 문턱값이다. 본 실시예에서는, 문턱값(ThClk)은 문턱값(ThPix)의 절반의 값이다. 즉, 문턱값(ThClk)은, 후술하는 TDI 클럭 생성 처리에 있어서 H레벨의 기간과 L레벨의 기간이 대체로 동일한 길이로 결정되도록 설정된다. 이러한 구성에 의하면, TDI 클럭 신호의 상승과 하강이 TDI 클럭 카메라(75)에 있어서 확실히 검출된다. 당해 절반의 값은, 소수점 이하의 값을 포함하는 경우에는, 반올림 등에 의해 정수화된다.

도 8은, TDI 클럭 생성 처리(도 5에 나타내어지는 단계 S300)의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 이 처리는 TDI 클럭 신호를 생성하는 처리이며, 바꿔 말하면, TDI 클럭 신호의 상승 타이밍과 하강 타이밍을 관리하는 처리이다. 이 처리가 개시되면, 제어 장치(80)는 먼저 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S310).

판정의 결과, 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 이상이면(단계 S310:Yes), 제어 장치(80)는 TDI 클럭 신호를 OFF(L레벨)로 설정한다(단계 S320). 한편, 이동량(IY)이 ThClk 미만이면(단계 S310:No), 제어 장치(80)는 TDI 클럭 신호를 ON(H레벨)으로 설정한다(단계 S330). 이와 같이 하여, TDI 클럭 신호를 ON/OFF 중 어느 것으로 설정하면, 제어 장치(80)는, 처리를 이동량 판정 처리로 되돌린다.

도 9는, 상술한 TDI 클럭 출력 처리(도 5∼도 8 참조)에 의해 TDI 카메라(75)에 출력되는 TDI 클럭 신호와 이동량(IY)의 관계를 모식적으로 나타낸다. 도 9(a)는, 상기 단계 S250에서의 판정이, 이동량(IY)=문턱값(ThPix)의 타이밍에서 행하여지는 경우를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, TDI 클럭 신호는, 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 미만(상기 단계 S310:No)인 시간 t11까지는 H레벨이고(상기 단계 S330), 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 이상(상기 단계 S310:Yes)이 되는 시간 t11∼t12 동안에는 L레벨이다(상기 단계 S320). 그리고, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix)에 도달하면(상기 단계 S250:Yes), 이동량(IY)이 값 0이 되고(상기 단계 S260), TDI 클럭 신호는 L레벨로부터 H레벨로 전환된다(상기 단계 S330). 그 후, TDI 클럭 신호는, 시간 t12까지의 기간과 동일하게, 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 이상이 되는 시간 t13에 있어서 H레벨로부터 L레벨로 전환되고, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix)에 도달하는 시간 t14에 있어서 L레벨로부터 H레벨로 전환된다.

도 9(b)는, 상기 단계 S250에서의 판정이, 이동량(IY)=문턱값(ThPix)＋α의 타이밍에서 행하여지는 경우를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, TDI 클럭 신호는, 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 미만인 시간 t21까지는 H레벨이고, 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 이상이 되는 시간 t21∼t22 동안에는 L레벨이다. 그리고, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix)＋α에 도달하면(즉, 상기 단계 S250의 판단이 실행되면), 이동량(IY)이 값 α가 되고(상기 단계 S260), TDI 클럭 신호는 L레벨로부터 H레벨로 전환된다. 그 후, TDI 클럭 신호는, 시간 t22까지의 기간과 동일하게, 이동량(IY)이 오프 타이밍 문턱값(ThClk) 이상이 되는 시간 t23에 있어서 H레벨로부터 L레벨로 전환되고, 이동량(IY)이 문턱값(ThPix)＋α에 도달하는 시간 t24에 있어서 L레벨로부터 H레벨로 전환된다.

이상 설명한 검사 장치(5)에 의하면, 문턱값(ThPix)으로서 2개의 값(Ni, Ni＋1)이 선택적으로 이용된다. 또한, 2개의 값 중 Ni(상술한 구체예에서는 80)는, TDI 클럭 신호를 생성하는 타이밍에 대응시켜야 하는 검사 대상의 정확한 이동량, 즉, 환산 카운트값(상술한 구체예에서는 80.8858)보다 작고, 2개의 값 중 Ni＋1(상술한 구체예에서는 81)은 환산 카운트값보다 크다. 이 때문에, 문턱값과 환산 카운트값의 오차(문턱값－환산 카운트값)는, 문턱값(ThPix)으로서 Ni가 사용되는 경우에는 마이너스의 값이 되고, 문턱값(ThPix)으로서 Ni＋1이 사용되는 경우에는 플러스의 값이 된다. 즉, 문턱값의 일방을 사용하면, 타방을 사용한 경우에 생긴 오차의 일부를 없애게 된다. 따라서, 1개의 문턱값이 고정적으로 사용되는 경우(이 경우, 일정한 위치 오차가 항상 누적된다)에 비해, 웨이퍼(W)의 이동량을 검출하기 위해 레이저 간섭계(58)로부터 취득되는 카운트값(cv)이 정수값인 것에 기인하여 발생하는 위치 오차의 누적이 억제된다. 그 결과, 웨이퍼(W)를 양호한 정밀도로 검사할 수 있다.

또한, 검사 장치(5)에 의하면, 환산 카운트값의 소수부분에 대응하는 값인 소수부분값(Nd)이 TDI 클럭 신호가 생성된 횟수에 따라 적산값(Id)으로서 적산되고, 적산값(Id)에 의거하여, 문턱값(ThPix)의 값이 Ni와 Ni＋1 사이에서 전환된다. 적산값(Id)은 누적된 위치 오차의 양에 상당하므로, 이러한 구성에 의하면, 위치 오차가 소정량 누적되기 전에 문턱값(ThPix)의 값을 전환하여, 위치 오차의 누적량을 저감할 수 있다.

특히, 본 실시예에서는, 적산값(Id)이 판정 문턱값(Of) 미만일 때에, 문턱값(ThPix)으로서 제 1 값(Ni)을 선택하고, 적산값(Id)이 판정 문턱값(Of) 이상일 때에, 문턱값(ThPix)으로서 제 1 값(Ni)보다 큰 제 2 값(Ni＋1)을 선택하여, 적산값(Id)으로부터 제 2 값(Ni＋1)과 제 1 값(Ni)의 차분에 대응하는 값(판정 문턱값(Of))을 뺀다(상기 단계 S274). 즉, 누적된 위치 오차가 판정 문턱값(Of)에 상당하는 양에 도달하고 있지 않을 때에는, 문턱값(ThPix)으로서 제 1 값(Ni)이 이용되고, 누적된 위치 오차가 판정 문턱값(Of)에 상당하는 양을 넘을 때마다, 문턱값(ThPix)으로서 제 1 값(Ni) 대신에 제 2 값(Ni＋1)이 이용되어, 누적된 위치 오차가 저감된다. 따라서, 누적된 위치 오차가 소정값에 상당하는 양을 초과할 때마다 누적된 위치 오차가 저감되므로, 위치 오차가 소정량을 크게 넘어서 누적되는 일이 없다.

게다가, 본 실시예에서는, 판정 문턱값(Of)은 적산값(Id)이 적산(갱신)에 의해 자리올림하였는지의 여부를 판단 가능한 값이고, 제 1 값은 환산 카운트값의 정수부분의 값(정수부분값(Ni))이며, 제 2 값은 제 1 값보다 값 1만큼 큰 Ni＋1이다. 따라서, 위치 오차가 레이저 간섭계(58)의 카운트값(cv)의 값 1에 상당하는 거리만큼 누적되면 위치 오차가 저감되므로, 위치 오차의 누적을 극히 작은 값으로 유지할 수 있다.

B. 제 2 실시예:

본 발명의 제 2 실시예로서의 검사 장치는, 문턱값(ThPix)의 선택 방법만 제 1 실시예와 다르고, 다른 점에 대해서는 제 1 실시예와 동일하다. 이하, 제 2 실시예에 대하여, 제 1 실시예와 다른 점에 대해서만 설명한다. 도 10은, 제 2 실시예로서의 문턱값 선택 처리의 흐름을 나타내는 플로우 차트이다. 이 처리가 개시되면, 제어 장치(80)는 먼저, 현재, 문턱값(ThPix)이 정수부분값(Ni)으로 설정되어 있는지의 여부를 판정한다(단계 S371).

판정의 결과, 문턱값(ThPix)이 정수부분값(Ni)으로 설정되어 있으면(단계 S371:Yes), 제어 장치(80)는, 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)을 사용한 상기 단계 S250의 판정에 의거하는 TDI 클럭 신호의 생성이 M회(M은 자연수) 연속하여 실행된 것인지의 여부를 판정한다(단계 S372). 당해 판정의 결과, TDI 클럭 신호가 M회 생성되어 있지 않으면(단계 S372:No), 제어 장치(80)는 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)을 선택한다(단계 S373). 즉, 문턱값(ThPix)은 정수부분값(Ni)인 채로 유지된다. 한편, TDI 클럭 신호가 M회 생성되어 있으면(단계 S372:Yes), 제어 장치(80)는 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)＋1을 선택한다(단계 S374). 즉, 문턱값(ThPix)은 정수부분값(Ni)으로부터 정수부분값(Ni)＋1로 전환된다.

한편, 문턱값(ThPix)이 정수부분값(Ni)으로 설정되어 있지 않으면(단계 S371:No), 즉, 문턱값(ThPix)이 정수부분값(Ni)＋1로 설정되어 있으면, 제어 장치(80)는, 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)＋1을 사용한 상기 단계 S250의 판정에 의거하는 TDI 클럭 신호의 생성이 N회(N은 자연수) 연속하여 실행된 것인지의 여부를 판정한다(단계 S375). 당해 판정의 결과, TDI 클럭 신호가 N회 생성되어 있지 않으면(단계 S375:No), 제어 장치(80)는 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)＋1을 선택한다(단계 S376). 즉, 문턱값(ThPix)은 정수부분값(Ni)＋1인 채로 유지된다. 한편, TDI 클럭 신호가 N회 생성되어 있으면(단계 S375:Yes), 제어 장치(80)는 문턱값(ThPix)으로서 정수부분값(Ni)을 선택한다(단계 S377). 즉, 문턱값(ThPix)은, 정수부분값(Ni)＋1로부터 정수부분값(Ni)으로 전환된다.

이와 같이 하여, 문턱값(ThPix)을 값 Ni 또는 값 Ni＋1 중의 어느 것으로 설정하면, 제어 장치(80)는 오프 타이밍 문턱값(ThClk)을 산출하고, 처리를 이동량 판정 처리로 되돌린다(단계 S378). 이 단계 S378의 처리는 상기 단계 S276의 처리와 동일한 처리이다.

상술한 문턱값 선택 처리에 의하면, 제 1 실시예와 마찬가지로, 문턱값(ThPix)으로서 2개의 값(Ni, Ni＋1)이 선택적으로 이용되므로, 카운트값(cv)이 정수값인 것에 기인하여 발생하는 위치 오차의 누적이 억제된다. 제 1 실시예에서는, 제어 장치(80)는, 적산값(Id)이 자리올림하였는지의 여부의 판정(단계 S272)에 의거하여 문턱값(ThPix)의 값을 선택하도록 구성되었으나, 적산값(Id)이 어떠한 이력으로 적산되어 가는지는 레이저 간섭계(58)의 분해능에 의존한다. 바꾸어 말하면, 적산값(Id)이 자리올림하는 타이밍은 레이저 간섭계(58)의 분해능에 의거하여 미리 파악 가능하다. 따라서, 이 자리올림의 타이밍에 의거하여 M, N의 값을 결정하면, 제 1 실시예와 대략 동등한 효과를 얻을 수 있다.

예를 들면, 제 1 실시예에서 나타낸 구체예(소수부분값(Nd)=8858)를 이용하면, 제 1 실시예의 문턱값 선택 처리(도 7 참조)에 의해, 적산값(Id)은, 초기값의 값 0로부터 (1) 8858(=0＋8858), (2) 7716(=8858＋8858－10000), (3) 6574(7716＋8858－10000), (4) 5432(=6574＋8858－10000), (5) 4290(=5432＋8858－10000), (6) 3148(=4290＋8858－10000), (7) 2006(=3148＋8858－10000), (8) 864(=2006＋8858－10000), (9) 9722(=864＋8858), (10) 8580(=9722＋8858－10000)과 같이 추이한다. 상기의 계산에 있어서, 값 10000(판정 문턱값(Of))이 제하여진(상기 단계 S274) 케이스는, 상기 단계 S272에 있어서, 적산에 의해 자리올림이 발생한 것을 나타내고 있다. 즉, 이 예에서는 적산값(Id)은, (1) 8858 및 (9) 9722의 경우에만 자리올림하고 있지 않고, 그 밖의 경우에서는 자리올림하고 있다. 또한, (1) 8858과 (10) 8580은 완전히 동일하지는 않으나, 대략 동일한 크기의 값이 된다. 이 때문에, 적산값(Id)의 추이는 간략적으로는 (1)∼(8)의 사이클로 간주할 수 있다. 이 점을 고려하여 M=1, N=7로 설정하면, 제 1 실시예에서의 정밀도에 가까운 정밀도로 위치 오차의 보정을 행할 수 있다.

이러한 제 2 실시예의 구성에 의하면, TDI 클럭 신호를 생성할 때마다 적산값(Id)을 산출할 필요가 없이, 간단한 로직에 의해 위치 오차의 누적을 적합하게 억제할 수 있다. 제 2 실시예의 대체예로서, TDI 클럭 신호의 송신에 관련지어진, 미리 정해진 순서로, 문턱값(ThPix)의 값을 전환하는 다양한 양태를 채용할 수 있다. 예를 들면, 문턱값(ThPix)으로서 값 Ni와 값 Ni＋1을 번갈아 선택해도 된다. 이러한 구성에 의하면, 상술한 실시형태에 비해 위치 오차의 보정 정밀도가 저하되나, 일정한 문턱값을 사용하는 구성에 비하면, 한층 간단한 구성으로 위치 오차의 누적이 크게 억제된다. 또는, TDI 클럭 신호의 송신과 관련지어진 문턱값의 선택 패턴(테이블화되어 있어도 된다)을 제어 장치(80)의 메모리에 기억해 두고, 제어 장치(80)가, P(P는 임의의 자연수)회째의 TDI 클럭 신호를 송신한 후에, P회째의 송신에 관련지어진 문턱값을 참조하여, 해당하는 문턱값을 선택하도록 해도 된다. 이렇게 하면, 상술한 제 2 실시예의 형태에 비해, 위치 오차의 보정을 한층 높일 수 있다.

C. 변형례:

C－1. 변형례 1:

제 1 실시예에서 설명한, 적산값(Id)의 자리올림을 판정하고, 자리올림한 경우에 문턱값(ThPix)으로서 값 Ni＋1을 선택하는 구성에 있어서, 자리올림 유무의 판정 대신에 반올림이 채용되어도 된다. 이 경우, 반올림에 의해 적산값(Id)의 자릿수가 오르는 경우에, 문턱값(ThPix)으로서 값 Ni＋1이 선택되어도 된다. 또는, 자리올림 유무의 판정 대신에 임의의 소정값과의 비교가 채용되어도 된다. 이 경우, 적산값(Id)이 소정값 이상인 경우에, 문턱값(ThPix)으로서 값 Ni＋1이 선택되어도 된다.

C－2. 변형례 2:

적산값(Id)은, TDI 클럭 신호가 소정 횟수 생성될 때마다 일괄하여 적산되어도 된다. 예를 들면, TDI 클럭 신호가 Q(Q는 2이상의 정수)회 생성될 때마다 적산값(Id)이 적산되는 것이면, 상기 단계 S271에서는, 소수부분값(Nd)의 Q배의 값을 가산해도 된다. 이 경우, 문턱값(ThPix)의 값으로서, 소수부분값(Nd)의 Q배의 값을 고려하여 2개의 값을 설정해도 된다. 예를 들면, 적산값(Id)의 4회분의 적산에 의해, 3화소에 상당하는 거리 정도의 위치 오차가 발생하는 경우에는, Ni와 Ni＋3을 문턱값(ThPix)으로 채용해도 된다. 이와 같이, 위치 오차가 어느 정도 누적된 단계에서, 누적된 오차를 일괄하여 보정하는 구성으로 하면, 제어 장치(80)의 연산 부하를 저감할 수 있다.

C－3. 변형례 3:

상술한 실시형태에서는, 주로 매우 양호한 정밀도로 위치 오차의 누적을 억제할 수 있는 구성에 대하여 설명하였으나, 상술한 실시형태는, 문턱값으로서 단일의 값을 사용하는 구성에 비해 위치 오차의 누적을 억제할 수 있는, 복수의 문턱값을 선택적으로 사용하는 임의의 구성으로 변형 가능하다.

C－4. 변형례 4:

TDI 카메라(75) 대신에, 2차 하전 입자의 양을 검출 가능한 다양한 촬상 장치가 채용되어도 된다. 예를 들면, EB(Electron Bombardment)－CCD, I(Intensified)－CCD 등의 라인 센서 카메라가 채용되어도 된다. 이 경우, 제어 장치(80)는 TDI 클럭 신호 대신에 타이밍 신호로서의 동작 클럭 신호를 출력해도 된다.

이상, 몇 개의 실시예에 의거하여 본 발명의 실시형태에 대하여 설명하였으나, 상기한 발명의 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은, 그 취지를 일탈하지 않고 변경, 개량될 수 있음과 함께, 본 발명에는 그 등가물이 포함되는 것은 물론이다. 또한, 상술한 과제의 적어도 일부를 해결할 수 있는 범위, 또는, 효과의 적어도 일부를 가지는 범위에 있어서, 특허청구범위 및 명세서에 기재된 각 구성 요소의 임의의 조합 또는 생략이 가능하다.

5 : 검사 장치
10 : 카세트 홀더
20 : 미니 인바이런먼트 장치
21 : 미니 인바이런먼트 공간
22 : 하우징
23 : 기체 순환 장치
24 : 배출 장치
25 : 프리얼라이너
27 : 셔터 장치
30 : 주하우징
40 : 로더 하우징
41 : 웨이퍼 랙
50 : 스테이지 장치
51 : 고정 테이블
52 : Y테이블
53 : X테이블
54 : 회전 테이블
55 : 홀더
56, 57 : 서보 모터
58 : 레이저 간섭계
61, 62 : 반송 유닛
70 : 전자 광학 장치
72 : 1차 광학계
72a, 72d, 72f, 72h, 72i : 렌즈
72b, 72c, 72g : 애퍼추어
72e : E×B 필터
73 : 2차 광학계
73a, 73c : 렌즈
73b : NA 애퍼추어
73d : 얼라이너
75 : TDI 카메라
80 : 제어 장치
85 : 화상 처리 장치
89 : 주제어 장치
90 : 전자원
W : 웨이퍼
C : 카세트

Claims

검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서 당해 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에서 상기 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치에 있어서,
상기 검사 장치가 구비하는 레이저 간섭계로서, 상기 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여 상기 검사 대상의 이동량을 검출하고, 당해 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있는지의 여부를 판정하는 이동량 판정부와,
상기 검출된 이동량이 상기 문턱값에 도달하고 있다고 판정되었을 때에, 상기 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 신호 생성부를 구비하고,
상기 이동량 판정부는, 상기 문턱값으로서 복수의 값을 선택적으로 이용하여 상기 판정을 행하는, 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이동량 판정부는,
상기 촬상 장치로 취득되는 화상의 1화소에 상당하는 거리가 상기 레이저 간섭계의 상기 카운트값으로 환산된 환산 카운트값으로서, 소수부분을 포함하도록 환산된 환산 카운트값의 상기 소수부분에 대응하는 값을, 상기 타이밍 신호 생성부에 의해 상기 타이밍 신호가 생성된 횟수에 따라 적산하고,
상기 적산된 소수부분에 대응하는 값에 의거하여, 선택할 상기 문턱값을 전환하는, 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 이동량 판정부는,
상기 적산된 소수부분에 대응하는 값이 소정값 미만일 때에, 상기 복수의 값 중 제 1 값을 선택하고,
상기 적산된 소수부분에 대응하는 값이 상기 소정값 이상일 때에, 상기 복수의 값 중, 상기 제 1 값보다 큰 제 2 값을 선택하여, 상기 적산된 소수부분으로부터, 상기 제 2 값과 상기 제 1 값의 차분에 대응하는 값을 빼는, 제어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 값은 상기 제 1 값과 상기 제 2 값으로 이루어지고,
상기 소정값은, 상기 적산된 소수부분에 대응하는 값이 적산에 의해 자리올림하였는지의 여부를 판단 가능한 값이며,
상기 제 1 값은 상기 환산 카운트값의 정수부분의 값이고,
상기 제 2 값은 상기 제 1 값보다 값 1 만큼 큰, 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 이동량 판정부는, 상기 타이밍 신호 생성부에 의한 상기 타이밍 신호의 송신에 관련지어진, 미리 정해진 순서로, 선택할 상기 문턱값을 전환하는, 제어 장치.
제 5 항에 있어서,
상기 이동량 판정부는,
상기 문턱값으로서의 제 1 값에 의거하여 상기 타이밍 신호 생성부가 미리 정해진 제 1 횟수 만큼 상기 타이밍 신호를 생성한 경우에, 상기 문턱값을, 상기 제 1 값으로부터, 당해 제 1 값과 다른 제 2 값으로 전환하고,
상기 제 2 값에 의거하여 상기 타이밍 신호 생성부가 미리 정해진 제 2 횟수 만큼 상기 타이밍 신호를 생성한 경우에, 상기 문턱값을 상기 제 2 값으로부터 상기 제 1 값으로 전환하는, 제어 장치.
검사 장치에 있어서,
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 제어 장치와,
상기 촬상 장치와,
상기 검사 대상을 유지하여 상기 소정의 방향으로 이동시키는 상기 이동부와,
상기 레이저 간섭계를 구비한, 검사 장치.
검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서 당해 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에서, 상기 촬상 장치에 타이밍 신호를 송출하는 방법에 있어서,
상기 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여, 상기 검사 대상의 이동량을 검출하고, 당해 검출된 이동량이 문턱값에 도달하고 있는지의 여부를 판정하는 공정과,
상기 검출된 이동량이 상기 문턱값에 도달하고 있다고 판정되었을 때에, 상기 타이밍 신호를 상기 촬상 장치에 송출하는 공정을 구비하고,
상기 문턱값은, 복수의 값의 사이에서 선택적으로 전환되는, 촬상 장치에 타이밍 신호를 송출하는 방법.
검사 대상을 소정의 방향으로 이동시키면서 당해 검사 대상을 촬상 장치로 촬상하는 검사 장치에서 상기 촬상 장치용 타이밍 신호를 생성하기 위한 제어 장치에 있어서,
상기 검사 장치가 구비하는 레이저 간섭계로서, 상기 검사 대상의 이동량을 검출하기 위한 레이저 간섭계로부터 정수값으로 취득되는 카운트값에 의거하여, 상기 검사 대상의 이동량이 소정량에 도달했다고 판정되었을 때에, 상기 타이밍 신호를 생성하는 타이밍 신호 생성부와,
상기 레이저 간섭계의 분해능과 취득 화상 1화소에 상당하는 거리의 비가 정수배가 아닌 것에 기인하여 발생하고, 상기 타이밍 신호를 생성할 때마다 누적되는, 상기 소정량에 관한 오차를 보정 가능하게 구성된 보정부를 구비하는, 제어 장치.