TW201415007A - 檢查方法及檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

將具有設置圖案的高台部的試料載置於Z平台上,經由光學系來對高台部照射光,且接受在高台部所反射的光,而測定高台部的高度。由高台部的周緣部的高度來作成高台部的高度圖,根據離高台部的高度的測定值的目標值的偏差、及被照射於高台部的光的焦點位置的經歷時間的變動量,來補正由高度圖所求取的高台部的高度。根據所被補正的高台部的高度來一邊控制Z平台的位置,一邊取得圖案的光學畫像。將光學畫像與基準畫像作比較,當該等的差分值超過既定的臨界值時判定成缺陷。

Description

檢查方法及檢查裝置
本發明是有關檢查方法及檢查裝置,更詳細是有關具有設置圖案的高台部的試料之檢查方法及檢查裝置。
隨著大規模積體電路(Large Scale Integration;LSI)的高集成化及大容量化,被半導體元件要求的電路尺寸只有追尋狹小化的一途。半導體元件是利用形成有電路圖案的原畫圖案(指遮罩或中間掩膜,以下總稱遮罩),以所謂的分節器(Stepper)或被稱為掃描器的縮小投影曝光裝置來將圖案曝光轉印於晶圓上而形成電路,藉此製造。
對於花大成本製造的LSI來說,良品率的提升是不可欠缺的。另一方面,就最近的代表性的邏輯裝置而言,成為被要求數十nm的線寬的圖案形成的狀況。在此,使良品率降低的最大原因是可舉遮罩的圖案缺陷或曝光轉印時的製程諸條件的變動。隨著被形成於半導體晶圓上的LSI圖案尺寸的微細化,遮罩的圖案缺陷也尺寸微細化。並且,也有藉由提高遮罩的尺寸精度來吸收製程諸條件的變 動之情形,在遮罩檢查中是需要檢測出極小的圖案的缺陷。如此,對於檢查在LSI製造所被使用的轉印用遮罩的尺寸之檢查裝置而言,會被要求高的檢查精度。
在檢查裝置中,自光源射出的光是經由光學系來照射至檢查對象的遮罩。遮罩是被載置於平台上,藉由平台移動,所被照射的光會掃描於遮罩上。透過遮罩或反射的光是經由透鏡來結像於畫像感測器上,在畫像感測器所被攝取的光學畫像是作為測定資料來送往比較部。在比較部是測定資料及參照資料會按照適當的算法來比較。而且,當該等的資料不一致時,判定成有缺陷(例如參照日本特開2008-112178號公報)。
對應於遮罩上所被形成的圖案的微細化,用以攝取圖案的光學畫像之檢查光學系的高倍率化及高NA化會更進展。為此,光學系與遮罩的距離的容許範圍之焦點深度會變深,光學系與遮罩的距離稍微變化,圖案像便會模糊,對於缺陷檢測處理造成障礙。因此,使用光學系與遮罩的距離會經常形成一定的自動對焦機構。
在日本特開2003-294420號公報中是揭示有使檢查用光學系的焦點位置對準遮罩的表面之自動對焦機構。藉此,一旦來自光源的光被照射至遮罩,則在遮罩反射的光會射入光感測器。其次,射入的光的電氣訊號在被數位變換之後,輸入至高度測定電路。在高度測定電路是對於以所被輸入的補償(offset)值為目標的高度之差分訊號會被輸出。此差分訊號是被輸入至用以驅動Z平台的Z平台 驅動電路。如此一來,Z平台驅動電路會按照差分訊號來驅動Z平台。藉此,可使光學系與遮罩的距離形成一定。
近年來,作為形成微細圖案的技術,有奈米壓印微影技術(Nanoimprintlithography;NIL)受到注目。此技術是在晶圓上的阻劑層(resist),藉由對具有奈米尺度的微細構造之模型(模具)施加壓力,在阻劑層形成微細圖案者。
就奈米壓印技術而言,為了提高生產性,利用成為原版的母模板(mater template),作成複數個複製的模板(複製模板(replica template)),將各複製模板安裝於相異的奈米壓印裝置使用。複製模板是必須製造成正確地對應於母模板。因此,在檢查複製模板時也被要求高的檢查精度。
複製模板是具有中央部分比外周部更突出的高台構造,圖案是被形成於突出的部分(稱為高台部或接端面(land)部)上。藉由如此的構造,在阻劑層轉印圖案時,可防止在複製模板與阻劑層之間產生不需要的接觸。
在檢查複製模板的圖案缺陷時,藉由來自光源的光來掃描複製模板的面。此時,因為在高台部與除此以外的部分之間有階差,所以會有無法追隨自動對焦機構的焦點控制之問題。例如,若光照射於階差或高台部的端部,而擴散的光反射來射入至高度測定電路,則會有在不是焦點位置的位置對焦的情形。或,通過階差時,為了使該部分對準於像面,而平台的高度會大幅度降低,但此時若Z平台 驅動電路的控制無法追隨,則光學系與檢查對象面的距離非一定,圖案像會模糊。
本發明是有鑑於如此的點而研發者。亦即,本發明的目的是在於提供一種可對於具有設置圖案的高台部的試料進行正確的檢查之檢查方法及檢查裝置。
本發明之一實施形態的檢查方法係具有:將具有設置圖案的高台部的試料載置於平台上之工程;經由光學系來對前述高台部照射光,且接受在前述高台部所反射的光,而測定前述高台部的高度之工程;由前述高台部的周緣部的高度來作成前述高台部的高度圖之工程;根據離前述高台部的高度的測定值的目標值的偏差、及被照射於前述高台部的光的焦點位置的經歷時間的變動量,來補正由前述高度圖所求取的前述高台部的高度之工程;根據前述所被補正的高台部的高度來一邊控制前述平台的位置,一邊取得前述圖案的光學畫像之工程;及將前述光學畫像與基準畫像作比較,當該等的差分值超過既定的臨界值時判定成缺陷之工程。
若根據本發明,則可對應於具有設置圖案的高台部的試料進行正確的檢查。
1‧‧‧試料
1a‧‧‧高台部
2‧‧‧Z平台
3‧‧‧XY平台
4‧‧‧光學系
5‧‧‧第1光源
6,8,104‧‧‧透鏡
7,10,11‧‧‧反射鏡
9‧‧‧第2光源
12‧‧‧高度測定部
13,25‧‧‧高度補正部
14,24‧‧‧高度控制部
15,27‧‧‧Z平台驅動裝置
16‧‧‧氣壓計
201,202,203,204‧‧‧檢查影格
21‧‧‧控制CPU
22‧‧‧訊號切換部
23‧‧‧Z圖作成部
26‧‧‧雷射干涉計
100‧‧‧檢查裝置
105‧‧‧發光二極體陣列
106‧‧‧感測器電路
107‧‧‧位置電路
108‧‧‧比較電路
109‧‧‧磁碟裝置
110‧‧‧控制計算機
111‧‧‧展開電路
112‧‧‧參照電路
113‧‧‧自動裝卸機控制電路
114‧‧‧平台控制電路
115‧‧‧磁帶裝置
116‧‧‧軟碟裝置
117‧‧‧CRT
118‧‧‧圖案監視器
119‧‧‧印表機
120‧‧‧匯流排
122‧‧‧雷射測長系統
130‧‧‧自動裝卸機
201‧‧‧CAD資料
202‧‧‧設計中間資料
203‧‧‧格式資料
205‧‧‧檢查結果
207‧‧‧缺陷資訊一覽表
500‧‧‧查核裝置
600‧‧‧修正裝置
圖1是表示實施形態1的自動對焦裝置的構成圖。
圖2是表示在實施形態1,高台部的圖案面對於水平面傾斜於一方向的情況的圖。
圖3是表示以圖2的圖案面能夠成為水平的方式,使試料面傾斜的狀態的圖。
圖4是表示氣壓及焦點變位的各經歷時間變化的一例。
圖5是說明缺陷檢查用的光學畫像的取得程序的圖。
圖6是實施形態1的檢查裝置的構成圖。
圖7是表示圖6的檢查裝置的資料的流向的圖。
圖8是表示實施形態1的檢查工程的流程圖。
圖9是說明過濾處理的圖。
圖10是表示實施形態2的自動對焦裝置的構成圖。
圖11是實施形態2的試料的模式圖。
圖12是說明圖11的試料的高度圖的圖。
圖13是表示圖10的高度補正部的資料的流向的圖。
圖14是表示實施形態2的檢查工程的流程圖。
實施形態1.
圖1是表示本實施形態的自動對焦裝置的構成圖。
在圖1中,試料1是被載置於可移動於垂直方向的Z平台2上。Z平台2是可藉由XY平台3來移動於水平方 向。在此,試料1是具有中央部分比外周部更突出的高台構造,成為檢查對象的圖案是被形成於矩形狀的高台部(亦稱為接端面(land)部)1a上。例如,試料1可舉被使用於奈米壓印技術的複製模板等。
在試料1的上方是配置有光學系4。在光學系4中,第1光源5是對於試料1照射缺陷檢查用的光。自第1光源5射出的光是透過透鏡6,藉由反射鏡7來改變方向之後,藉由透鏡8來集光於試料1上。在試料1的下方是配置有發光二極體陣列(未圖示),透過試料1的光是結像於發光二極體陣列,而生成後述的光學畫像。
在此,試料1上的檢查領域是假想地分割成長方形狀的複數個檢查影格(frame),控制圖1的XY平台3的動作,而使該被分割的各檢查影格能夠連續性地被掃描。
並且,在光學系4中,第2光源9是對於試料1照射高度測定用的光。自第2光源9射出的光是藉由反射鏡10來改變方向,照射於試料1上。其次,此光是在試料1上反射之後,藉由反射鏡11來射入至高度測定部12。另外,在圖1的光學系4中是省略了使自第2光源9射出的光聚集於試料1上的投光透鏡、及接受在試料1上反射的光而使聚集的受光透鏡。
高度測定部12是具有未圖示的受光元件。受光元件是例如使用位置檢測元件(Position Sensitive Detector;PSD)。這是與PIN型發光二極體同樣的構造,藉由光伏打效應(photovoltaic effect)來測定光電流而實現光的重 心位置計測者。
在高度測定部12中,自受光元件輸出的訊號是在I/V變換放大器從電流值變換成電壓值。然後,藉由非反轉放大放大器來放大成適當的電壓位準之後,在A/D變換部變換成數位資料,作成對應於在受光元件所檢測出的光的位置之試料1的表面的高度資料。
舉高度資料的作成方法的具體例。
自第2光源9射出的光是藉由投光透鏡來聚集於試料1的表面上。聚集的光是在試料1的表面反射而射入至受光透鏡之後,聚集於PSD。一旦SPOT光射入至PSD,則在射入位置產生與光能量成比例的電荷,通過持有均一的電阻值的電阻層(P層),往設置於PSD上的2端面的電極流動。此時的電流量是與至電極的距離成反比例而被分割者。若將來自設置於一方的端面的電極的輸出電流設為I1,將來自設置於另一方的端面的電極的輸出電流設為I2,則SPOT光之來自PSD中心的重心位置X是可用式(1)來求取。在此,L是受光面的長度。表示PSD的受光強度的全光電流是以I1與I2的和取得。
X=L/2×(I1-I2)/(I1+I2)‧‧‧(1)
射入之光的重心位置是藉由計測2個微弱的電流變化量來求取。因此,通常是構成I/V變換電路,以來自PSD的輸出電流變化(I1,I2)作為輸出電壓變化(V1,V2)來分別變換,進行光的重心位置的計測。此時,受光元件 的暗電流、電路上的漏洩電流及I/V變換放大器的補償電流是作為製作上的誤差存在,因此該等的電流量的總和是作為電路全體的補償電壓(V10,V20)來作用於輸出電壓。亦即,若將電壓變換後的輸出電壓設為V1、V2,則所被測定的高度Z是以式(2)來表示。在此,α是由試料高度的測定範圍及PSD上的光的重心移動範圍來決定的係數。
Z=α×(V1-V2)/(V1+V2)‧‧‧(2)
但,若考慮補償電壓,則實際被測定的高度Z’是以式(3)來表示。在式(3)中,V10,V20是分別為補償電壓。
Z’=α×{(V1+V10)-(V2+V20)}/{(V1+V10)+(V2+V20)}‧‧‧(3)
在試料1中,由於在高台部1a與除此以外的部分之間有階差,所以會無法追隨自動對焦機構的焦點控制。於是,本實施形態是由高台部1a的周緣部(例如四角落)的高度資料來求取高台部1a的圖案面對於水平面(更詳細是照射於試料1的光的掃描面)之傾斜量。
圖2是表示高台部1a的圖案面P1對於水平面傾斜於一方向的情況的圖。具體而言,對於同Y位置,+X方向的Z位置是高於-X方向的Z位置。於是,以圖案面P1能夠成為水平的方式,使試料面傾斜於圖3的箭號的方向。如此一來,可使光學系4與試料1的距離形成一定,而使 焦點變位量成為一定。
在圖1中,高度補正部13是根據來自高度測定部12的高度資料,求取來自水平面的圖案面的傾斜量。高度控制部14是根據來自高度補正部13的傾斜量,控制Z平台驅動裝置15,以高台部1a的傾斜量能夠成為零的方式使試料1傾斜。藉此,如圖3所示般,使圖案面P1與水平面一致,而使光學系4與試料1的距離能夠形成一定。
在本實施形態中,試料1是藉由設在Z平台2的支撐構件來以3點支撐為理想。以4點來支撐試料1時,對於支撐構件需要高精度的高度調整。並且,若高度調整不夠充分,則恐有試料1變形之虞。相對於此,若藉由3點支撐,則可一面將試料1的變形壓到最小限度,一面支撐試料1。在此,支撐構件是例如頭面為利用球狀的圓珠(ballpoint)所構成。3個支撐構件之中的2個支撐構件不是試料1的四角落之中的對角,在鄰接的二角落接於試料1。3個支撐構件之中剩下的1個支撐構件是被配置於未配置有其他2個支撐構件的二角落之間的領域。在調整該等的支撐構件的高度之下,可使試料1傾斜,而使圖案面P1能夠與水平面一致。
可是,在檢查工程一旦氣壓或溫度變化,則被照射於高台部1a的光的焦點位置會改變,高台部1a的周緣部的高度資料會變動。
例如,一旦氣壓變化,則空氣的折射率會變化。藉此,物體的結像面,亦即焦點位置會變化而產生焦點變 位。因此,依照上述的方法,即使改變試料面的傾斜來使焦點變位量形成一定,也會因為氣壓的變化,焦點變位量變動。於是,需要測定氣壓的變化量,由該值來求取經歷時間的焦點變位量,而補正高台部1a的高度。
圖4是表示氣壓與焦點變位的各經歷時間變化的一例。由此圖可知,在氣壓變化與焦點變位的變化之間是有相關性。因此,藉由測定氣壓變化,可預測焦點變位量。於是,如圖1所示般,以氣壓計16的測定結果作為氣壓資訊來送往高度補正部13。高度補正部13是以送來的氣壓資訊為基礎求取焦點變位量。其次,利用此焦點變位量來補正來自高度測定部12的高度資料。
高度控制部14是自高度補正部13接受被補正的高度資料。然後,以此高度資料為基礎,控制Z平台驅動裝置15,而使高台部1a的高度能夠成為目標值。另外,目標值是可將被照射於高台部1a的光的焦點位置設為與圖案面一致的高度。
並且,在本實施形態中是亦可如其次般進行氣壓或溫度之高度資料的補正。
例如,在將缺陷檢查用的光掃描於高台部1a上時,在高度測定部12作成高台部1a的高度資料。此時,在每個檢查影格求取高度資料的變動量。當檢查影格1個高台部1a的高度的變動量為既定值以上時,在高度補正部13補正高度資料。Z平台驅動裝置15是根據所被補正的高度資料,調整Z平台2的位置,而使高台部1a的高度能 夠成為目標值。然後,掃描其次的檢查影格。另外,在高台部1a上,高度測定的有效區域是被設定於離階差部既定距離的內側。
圖5是說明缺陷檢查用的光學畫像的取得程序的圖。
高台部1a的檢查領域是如圖5所示般,朝Y方向,假想地分割成掃描寬W的長方形狀的複數個檢查影格,且以該被分割的各檢查影格201、202、203、204、‧‧‧能夠被連續性地掃描的方式,控制圖1的XY平台3的動作,邊移動於X方向,邊取得光學畫像。然後,圖5所示那樣的掃描寬W的畫像會被連續性地輸入至發光二極體陣列。取得第1檢查影格201的畫像之後,這回邊將第2檢查影格202的畫像移動於相反方向,邊同樣連續性地輸入掃描寬W的畫像。在取得第3檢查影格203的畫像時,是與取得第2檢查影格202的畫像的方向相反方向,亦即XY平台3會移動於取得第1檢查影格201的畫像的方向。另外,圖5的斜線部分是模式性地表示像上述那樣光學畫像的取得完了的領域。
在本實施形態是一邊針對各檢查影格201、202、203、204、‧‧‧來取得圖案的光學畫像,一邊測定高台部1a的高度,按每個檢查影格求取高度資料的變位量。然後,例如當檢查影格201的高台部1a的高度的變動量為既定值以上時,在高度補正部13補正高度資料。Z平台驅動裝置15是根據被補正的高度資料來調整Z平台2的位置,而使高台部1a的高度能夠成為目標值。然後,掃 描其次的檢查影格202
而且,本實施形態是亦可在每次開始檢查時,測定高台部1a的高度,然後進行檢查。
如此,若根據本實施形態,則以焦點變位量能夠在圖案面內成為一定的方式使試料面傾斜,藉此可使光學系4與試料1的距離形成一定。
並且,求取被照射於高台部1a的光的焦點位置的經歷時間的變動量,亦即經歷時間的焦點變位量,一邊根據此值來控制Z平台2的位置,一邊取得圖案的光學畫像。若根據此方法,則可對試料1進行正確的檢查。若由氣壓的變化來求取焦點位置的經歷時間的變動量,則可降低氣壓變動所造成對檢查的影響。
或,在取得圖案的光學畫像時,在高度測定部12作成高台部1a的高度資料,當影格1個的高台部1a的高度的測定值為變動既定值以上時,補正測定值,根據所取得的補正值來調整Z平台2的位置之後,測定其次的影格之高台部1a的高度。若根據此方法,則即使因檢查工程時的溫度變化而被照射於高台部1a的光的焦點位置變動,還是可對於試料1進行正確的檢查。
圖6是本實施形態的檢查裝置100的構成圖。另外,檢查裝置100是具備圖1的自動對焦裝置,但有關缺陷檢查用的光學系及XY平台3以外的部分是省略。
如圖6所示般,檢查裝置100是具有光學畫像取得部A及控制部B。
光學畫像取得部A是具有:第1光源5、可移動於水平方向(X方向、Y方向)的XY平台3、透鏡6,8,104、反射鏡7、發光二極體陣列105、感測器電路106、雷射測長系統122及自動裝卸機130。另外,XY平台3是可設為在旋轉方向(θ方向)也能移動的構造。
在控制部B中,掌管檢查裝置100全體的控制之控制計算機110會經由成為資料傳送路的匯流排120來連接至位置電路107、比較電路108、參照電路112、展開電路111、自動裝卸機控制電路113、平台控制電路114、記憶裝置之一例的磁碟裝置109、磁帶裝置115、軟碟裝置116、CRT(Cathode Ray Tube)117、圖案監視器118及印表機119。XY平台3是藉由平台控制電路114來控制的X軸馬達及Y軸馬達所驅動。該等的馬達是例如可使用步進馬達。
成為資料庫(data base)方式的基準資料之設計圖案資料是被儲存於磁碟裝置109,配合檢查的進展來讀出而送至展開電路111。在展開電路111中,設計圖案資料會被變換成影像資料(設計畫素資料)。然後,此影像資料是被送至參照電路112而使用在參照畫像的生成。
另外,本實施形態的檢查裝置是除了圖6所示的構成要素以外,亦可含有為了檢查試料1所必要的其他周知要素。例如,檢查裝置本身亦可具有後述的查核裝置。
圖7是表示本實施形態的資料的流程的概念圖。
如圖7所示般,設計者(使用者)所作成的CAD資 料201是變換成被階層化的格式的設計中間資料202。在設計中間資料202是容納有被作成於每層(layer)而形成於試料1的圖案資料。在此,一般檢查裝置是不構成直接讀入設計中間資料202。亦即,每個檢查裝置的製造商使用不同的格式資料(Format Data)。因此,設計中間資料202是按每層在各檢查裝置變換成固有的格式資料203之後輸入至檢查裝置100。此情況,格式資料203是可在檢查裝置100設為固有的資料。
圖8是表示檢查工程的流程圖。另外,在以下是敘述晶粒至資料庫(die-to-database)方式的檢查方法。因此,與檢查對象的光學畫像比較的基準畫像是以描畫資料(設計圖案資料)為基礎作成的參照畫像。但,本發明的檢查裝置是晶粒至晶粒(die-to-die)方式的檢查方法也可適用,該情況的基準畫像是形成與檢查對象不同的光學畫像。
如圖8所示般,檢查工程是具有:光學畫像取得工程(S1)、設計圖案資料的記憶工程(S2)、參照畫像生成工程之一例的展開工程(S3)及過濾處理工程(S4)、以及光學畫像與參照畫像的比較工程(S5)。
<光學畫像取得工程>
在圖8中,就S1的光學畫像取得工程而言,圖6的光學畫像取得部A會取得試料1的光學畫像(測定資料)。在此,光學畫像是被描繪根據設計圖案中所含的圖 形資料的圖形之試料1的畫像。利用圖1及圖6來說明光學畫像的具體的取得方法之一例。
試料1是被載置於Z平台2上。Z平台2是可藉由XY平台3來移動於水平方向。具體而言,XY平台3是在圖6的控制計算機110的控制之下,藉由平台控制電路114來驅動,且可藉由驅動於X方向及Y方向的驅動系來移動。X軸馬達及Y軸馬達是例如可使用步進馬達。然後,XY平台3的移動位置是藉由雷射測長系統122來測定而送至位置電路107。並且,XY平台3上的試料1是藉由自動裝卸機控制電路113所驅動的自動裝卸機130來自動地搬送,檢查終了後自動地排出。
第1光源5是對於試料1照射缺陷檢查用的光。自第1光源5射出的光是透過透鏡6,藉由反射鏡7來改變方向之後,藉由透鏡8來集光於試料1上。
透鏡8與試料1的距離是如其次般被保持於一定。
在圖1中,第2光源9是對於試料1照射高度測定用的光。自第2光源9射出的光是藉由反射鏡10來改變方向,而照射於試料1上。其次,此光是在試料1上反射之後,藉由反射鏡11來射入至高度測定部12。
在高度測定部12是試料1的表面的高度資料會被作成。其次,在高度補正部13中,根據來自高度測定部12的高度資料,求取高台部1a的圖案面對於水平面(更詳細是被照射於試料1的光的掃描面)之傾斜量。其次,高度控制部14是根據來自高度補正部13的傾斜量來控制Z 平台驅動裝置15。
更詳細,高度補正部13是根據來自高度測定部12的高度資料,求取來自水平面的圖案面的傾斜量。高度控制部14是根據來自高度補正部13的傾斜量來控制Z平台驅動裝置15,以高台部1a的傾斜量能夠成為零的方式使試料1傾斜。藉此,如圖3所示般,使圖案面P1與水平面一致,而使光學系4與試料1的距離能夠形成一定。並且,在檢查中,例如氣壓計16的測定結果會被送往高度補正部13。高度補正部13是以送來的氣壓資訊為基礎求取焦點變位量。其次,利用此焦點變位量來補正來自高度測定部12的高度資料。高度控制部14是自高度補正部13接受所被補正的高度資料。然後,以此高度資料為基礎,控制Z平台驅動裝置15,而使高台部1a的高度能夠成為目標值。藉此,可使焦點變位量能夠經常成為一定。
如圖6所示般,自第1光源5照射而透過試料1的光是經由透鏡104作為光學像來結像於發光二極體陣列105。
試料1的檢查領域之光學畫像的取得程序是如利用圖5所說明般。而且,在圖6的發光二極體陣列105上結像後的圖案的像是藉由發光二極體陣列105來光電變換,更藉由感測器電路106來A/D(類比數位)變換。在發光二極體陣列105是配置有畫像感測器。作為本實施形態的畫像感測器是例如使用將作為攝像元件的CCD攝影機排成一列的線感測器。線感測器是例如可舉TDI(Time Delay Integration)感測器。XY平台3會邊連續移動於X軸方向,邊藉由TDI感測器來攝取試料1的圖案。
透鏡8與試料1的距離是依氣壓或溫度而變化。因此,必須按照氣壓或溫度的變化量來補正根據高度資料所被作成的焦點變位量。例如,將在圖1的氣壓計16所測定的氣壓資訊送往高度補正部13,以此為基礎,補正來自高度測定部12的高度資料。高度控制部14是自高度補正部13接受所被補正的焦點變位量。然後,根據此焦點變位量來控制Z平台驅動裝置15。藉此,使試料1的圖案面與水平面一致,而可使焦點變位量經常成為一定。
如以上般在光學畫像取得工程(S1)所取得的光學畫像是被送往圖6的比較電路108。
<記憶工程>
在圖8中,S2是記憶工程。在圖6中,試料1的圖案形成時所使用的設計圖案資料是被記憶於記憶裝置(記憶部)的一例之磁碟裝置109。
設計圖案中所含的圖形是以長方形或三角形作為基本圖形。在磁碟裝置109是例如儲存有成為區別圖形的基準位置的座標、邊的長度、長方形或三角形等的圖形種類的識別碼之圖形碼的資訊,定義各圖案圖形的形狀、大小、位置等的圖形資料。
而且,將存在於數十μm程度的範圍的圖形的集合一般稱為族群或單元,利用此來使資料階層化。在族群或單 元單獨配置各種圖形,或以某間隔重複配置時的配置座標或重複記述也會被定義。族群或單元資料是更被配置成影格。影格是例如寬為數百μm,長度為對應於試料1的X方向或Y方向的全長之100mm程度的長方形狀領域。
<展開工程>
圖8的S3是展開工程。在此工程中,圖6的展開電路111會從磁碟裝置109經由控制計算機110來讀出設計圖案資料,將被讀出的試料1的設計圖案資料變換成2值乃至多值的影像資料(設計畫像資料)。然後,此影像資料被送至參照電路112。
一旦成為圖形資料的設計圖案資料被輸入至展開電路111,則展開電路111會將設計圖案資料展開至每個圖形的資料,解釋表示該圖形資料的圖形形狀的圖形碼、圖形尺寸等。然後,展開2值乃至多值的設計畫像資料,作為以既定的量子化尺寸的格子為單位的領域(square)內所被配置的圖案。被展開的設計畫像資料是按每個相當於感測器畫素的領域(square)來運算設計圖案的圖形所佔的佔有率。然後,各畫素內的圖形佔有率會成為畫素值。
<過濾處理工程>
圖8的S4是過濾處理工程。此工程是藉由圖6的參照電路112來對送來的圖形的影像資料之設計畫像資料實施適當的過濾處理。
圖9是說明過濾處理的圖。
作為從圖6的感測器電路106取得的光學畫像之測定資料是處於藉由透鏡104的解像特性或發光二極體陣列105的孔徑效應(aperture effect)等來使過濾起作用的狀態,換言之連續性地變化的類比狀態。因此,在畫像強度(濃淡值)為數位值的設計側的影像資料之設計圖案資料也實施過濾處理,藉此可配合測定資料。如此一來,作成與光學畫像比較的參照畫像。
<比較工程>
圖8的S5是比較工程。在圖6中,來自感測器電路106的光學畫像資料是被送往比較電路108。並且,設計圖案資料也藉由展開電路111及參照電路112來變換成參照畫像資料而送至比較電路108。
在比較電路108是自感測器電路106送來的光學畫像及在參照電路112所生成的參照畫像會利用適當的比較判定算法來比較,當誤差超過既定的值時該處是判定成缺陷。其次,缺陷的座標及成為缺陷判定的依據之光學畫像及參照畫像會作為圖7所示的檢查結果205來保存於磁碟裝置109。
另外,缺陷判定是可藉由其次的2種方法來進行。1種是在參照畫像的輪廓線的位置與光學畫像的輪廓線的位置之間有超過既定的臨界值尺寸的差時判定成缺陷的方法。另一種是當參照畫像的圖案的線寬與光學畫像的圖案 的線寬的比率超過既定的臨界值時判定成缺陷的方法。此方法亦可將參照畫像的圖案間的距離與光學畫像的圖案間的距離的比率設為對象。
以上那樣取得的檢查結果205是如圖7所示般送至查核裝置500。查核(review)是藉由操作員來判斷所被檢測出的缺陷是否實用上成為問題之動作。具體而言,檢查結果205會被送至查核裝置500,依據操作員的查核來判斷是否要修正。此時,操作員是比較成為缺陷判定的依據之參照畫像與含有缺陷的光學畫像而來進行查核。
在查核裝置500是一邊使載置試料1的平台移動,一邊顯示試料1的缺陷處的畫像,而使能夠觀察每個缺陷的座標。並且,以同時能夠確認缺陷判定的判斷條件或成為判定的依據之光學畫像及參照畫像的方式,將該等排列顯示於查核裝置500所具備的計算機的畫面上。
另外,在檢查裝置100具備查核裝置500時,是使用檢查裝置100的觀察光學系來顯示試料1的缺陷處的畫像。並且,同時缺陷判定的判斷條件或形成判定根據的光學畫像及參照畫像等是利用圖6所示的控制計算機110的畫面來顯示。
經查核工程而被判別的缺陷資訊是被保存於圖6的磁碟裝置109。而且,在圖7中,一旦在查核裝置500即使1個應修正的缺陷被確認出,試料1也會與缺陷資訊一覽表207一起送至檢查裝置100的外部裝置之修正裝置600。修正方法是依缺陷的型態為凸系的缺陷或凹系的缺 陷而有所不同,因此在缺陷資訊一覽表207中附有包含凹凸的區別之缺陷的類別及缺陷的座標。
實施形態2.
圖10是表示本實施形態的自動對焦裝置的構成圖。此自動對焦裝置是適合於在檢查對象面具有階差部的試料,例如被使用在奈米壓印技術的模板等的檢查。
在圖10中,試料1是被載置於可在垂直方向移動的Z平台2上。並且,Z平台2是可藉由XY平台3來移動於水平方向。在此,試料1是具有中央部分比外周部更突出的高台構造,圖案是被形成於矩形狀的高台部1a上。
在試料1的上方是配置有光學系4。在光學系4中,第1光源5是對於試料1照射缺陷檢查用的光。自第1光源5射出的光是透過透鏡6,藉由反射鏡7來改變方向之後,藉由透鏡8來集光於試料1上。在試料1的下方是配置有發光二極體陣列(未被圖示),透過試料1的光是結像於發光二極體陣列,而生成後述的光學畫像。
並且,在光學系4中,第2光源9是對於試料1照射高度測定用的光。自第2光源9射出的光是藉由反射鏡10來改變方向,而照射於試料1上。其次,此光是在試料1上反射之後,藉由反射鏡11來射入至高度測定部12。另外,在圖10中是省略了使自第2光源9射出的光聚集於試料1上的投光透鏡、及接受在試料1上反射的光而使聚集的受光透鏡。
高度測定部12是具有未圖示的受光元件。受光元件是例如使用位置檢測元件(Position Sensitive Detector;PSD)。
在高度測定部12中,自受光元件輸出的訊號是在I/V變換放大器從電流值變換成電壓值。然後,藉由非反轉放大放大器來放大成適當的電壓位準之後,在A/D變換部變換成數位資料,作成對應於在受光元件所檢測出的光的位置之試料1的表面的高度資料。
在高度測定部12所被作成的高度資料是被送往控制CPU(Central Processing Unit)21。控制CPU21是訊號生成部,依檢查對象是否具有高台部來生成不同的訊號。此訊號是作為切換控制訊號來送往訊號切換部22。就本實施形態而言,由於試料1具有高台部1a,因此以高度資料能夠從控制CPU21送往Z圖作成部23的方式,將切換控制訊號從控制CPU21送往訊號切換部22。另一方面,在檢查不具有高台部的試料時,以高度資料能夠從控制CPU21送往高度控制部24的方式,將切換控制訊號從控制CPU21送往訊號切換部22。
一旦高度資料從控制CPU21送往Z圖作成部23,則在Z圖作成部23中,以高度資料為基礎作成Z圖(高度圖)。
圖11是試料1的模式圖。位於高台部1a的四角落的4個箭號是表示高度測定位置,且各箭號的長度的差是反映各測定位置的高度資料的差。高度測定位置是只要為周 緣部即可,並不限於四角落,測定數也不限於4點。
在圖10的Z圖作成部23是將在高度測定部12所作成的高台部1a的四角落的高度資料予以線性內插(Linear interpolation)而作成Z圖。圖12的˙是在高度測定部12所測定的高度資料。另一方面,圖12的○是以測定值為基礎藉由線性內插法來取得的高度資料。然後,連結在四角落所測定的高度資料及藉由線性內插法所取得的高度資料之點線為Z圖。
在圖10中,在Z圖作成部23所被作成的Z圖的資料是被送往高度補正部25。並且,高度資料也控制CPU21送往高度補正部25。而且,來自氣壓計16的氣壓資訊及藉由雷射干涉計26所測定的XY平台3的位置資訊也分別送往高度測定部25。
圖13是表示高度補正部25的資料的流向的圖。在高度補正部25是從圖10的Z圖作成部23來輸入Z圖的資料。利用Z圖來進行高度補正,藉此不僅高台部1a的圖案面對於水平面傾斜於一方向時,連圖案面彎曲時也可使光學系4與試料1的距離成為一定。
在檢查工程一旦氣壓或溫度變化,則被照射於高台部1a的光的焦點位置會經歷時間變化,高台部1a的四角落的高度資料會變動。因此,需要按照氣壓或溫度的變化來補正Z圖的資料。本實施形態是依據來自控制CPU21的高度資料及來自氣壓計16的氣壓資訊,補正Z圖的資料。具體而言,一旦從控制CPU21輸入按每個檢查影格 所求取的高度資料,則會算出目標值,例如被照射於高台部1a的光的焦點位置與圖案面一致的高度的差分(補正量1)。又,一旦從氣壓計16輸入氣壓資訊,則會求取被照射於高台部1a的光的焦點位置的氣壓所造成的變動量(補正量2)。更詳細是以(在實施形態1的圖4所說明那樣)氣壓與焦點變位的關係為基礎,由在氣壓計16所測定的氣壓來求取補正量2。
利用上述那樣取得的補正量1及補正量2來補正對應於藉由雷射干涉計26所測定的XY平台3的位置資訊之Z圖的資料。被補正的高度資料是送往高度控制部24。
在圖10中,高度控制部24是根據來自高度補正部25之被補正的高度資料,來控制Z平台驅動裝置27。藉此,可在光學系4與試料1的距離被保持於一定的狀態下進行檢查。另外,在檢查不具有高台部的試料時,高度資料會從控制CPU21送往高度控制部24,高度控制部24根據此高度資料來控制Z平台驅動裝置27。
本實施形態的檢查裝置是具備圖10的自動對焦裝置,除此以外的構成是與在實施形態1所說明的圖6的檢查裝置100同樣。
亦即,本實施形態的檢查裝置是與圖6的檢查裝置100同樣具有光學畫像取得部A及控制部B。
如圖6所示般,光學畫像取得部A是具有:第1光源5、可移動於水平方向(X方向、Y方向)的XY平台3、透鏡6,8,104、反射鏡7、發光二極體陣列105、感測 器電路106、雷射測長系統122、及自動裝卸機130。另外,XY平台3是可設為在旋轉方向(θ方向)也能移動的構造。
控制部B的動作也與圖6的檢查裝置100同樣。亦即,若利用圖6來說明,則如以下般。
掌管檢查裝置100全體的控制之控制計算機110會經由成為資料傳送路的匯流排120來連接至位置電路107、比較電路108、參照電路112、展開電路111、自動裝卸機控制電路113、平台控制電路114、記憶裝置之一例的磁碟裝置109、磁帶裝置115、軟碟裝置116、CRT(Cathode Ray Tube)117、圖案監視器118及印表機119。XY平台3是藉由平台控制電路114來控制的X軸馬達及Y軸馬達所驅動。該等的馬達是例如可使用步進馬達。
成為資料庫(data base)方式的基準資料之設計圖案資料是被儲存於磁碟裝置109,配合檢查的進展來讀出而送至展開電路111。在展開電路111中,設計圖案資料會被變換成影像資料(設計畫素資料)。然後,此影像資料是被送至參照電路112而使用在參照畫像的生成。
另外,本實施形態的檢查裝置是除了上述以外,亦可含有為了檢查試料1所必要的其他周知要素。例如,檢查裝置本身亦可具有後述的查核裝置。
圖14是表示本實施形態的檢查工程的流程圖。另外,在以下是敘述晶粒至資料庫(die-to-database)方式 的檢查方法。因此,與檢查對象的光學畫像比較的基準畫像是以描畫資料(設計圖案資料)為基礎作成的參照畫像。但,本發明的檢查裝置是晶粒至晶粒(die-to-die)方式的檢查方法也可適用,該情況的基準畫像是形成與檢查對象不同的光學畫像。
如圖14所示般,檢查工程是具有:光學畫像取得工程(S11)、設計圖案資料的記憶工程(S2)、參照畫像生成工程之一例的展開工程(S3)及過濾處理工程(S4)、以及光學畫像與參照畫像的比較工程(S5)。另外,S2~S5的各工程是與實施形態1的圖8同樣,因此省略說明。
在圖14中,S11的光學畫像取得工程是可取得試料1的光學畫像(測定資料)。在此,光學畫像是被描繪根據設計圖案中所含的圖形資料的圖形之試料1的畫像。
利用在實施形態1所述的圖5來說明缺陷檢查用的光學畫像的取得程序。
高台部1a的檢查領域是如圖5所示般,朝Y方向,假想地分割成掃描寬W的長方形狀的複數個檢查影格,且以該被分割的各檢查影格201、202、203、204、‧‧‧能夠被連續性地掃描的方式,控制圖1的XY平台3的動作,邊移動於X方向,邊取得光學畫像。然後,圖5所示那樣的掃描寬W的畫像會被連續性地輸入至發光二極體陣列。取得第1檢查影格201的畫像之後,這回邊將第2檢查影格202的畫像移動於相反方向,邊同樣連續性地輸入 掃描寬W的畫像。在取得第3檢查影格203的畫像時,是與取得第2檢查影格202的畫像的方向相反方向,亦即XY平台3會移動於取得第1檢查影格201的畫像的方向。另外,圖5的斜線部分是模式性地表示像上述那樣光學畫像的取得完了的領域。
在本實施形態是一邊針對各檢查影格201、202、203、204、‧‧‧來按每個檢查影格,一邊掃描檢查影格,一邊測定高台部1a的高度之後,與對應於此檢查影格的Z圖的高度資料作比較,求取來自Z圖的高度資料的變位量(差分)。然後,例如當檢查影格201的高台部1a的高度的變位量(差分)對於Z圖的高度資料為既定值以上時,在檢查其次的檢查影格202時,在高度補正部25以變位量(差分)能夠形成零的方式補正高度資料。具體而言,藉由Z平台驅動裝置15,根據被補正的高度資料,以高台部1a的高度能夠成為目標值的方式調整Z平台2的位置之後,掃描其次的檢查影格202
其次,利用圖10及圖13來說明光學畫像的具體的取得方法之一例。
如圖10所示般,試料1是被載置於Z平台2上。Z平台2是可藉由XY平台3來移動於水平方向。具體而言,XY平台3是與圖6同樣,在控制計算機的控制之下,藉由平台控制電路來驅動,且可藉由驅動於X方向及Y方向的驅動系來移動。XY平台3的移動位置是藉由雷射干涉計26來測定,送至高度補正部25及位置電路。
第1光源5是對於試料1照射缺陷檢查用的光。自第1光源1射出的光是透過透鏡6,藉由反射鏡7來改變方向之後,藉由透鏡8來集光於試料1上。
透鏡8與試料1的距離是如其次般被保持於一定。
在圖10中,第2光源9是對於試料1照射高度測定用的光。自第2光源9射出的光是藉由反射鏡10來改變方向,而照射至試料1上。其次,此光是在試料1上反射之後,藉由反射鏡11來射入至高度測定部12。
在高度測定部12是試料1的表面的高度資料會被作成。被作成的高度資料是送往控制CPU21。控制CPU21是依檢查對象是否具有高台部來生成不同的訊號。此訊號是作為切換控制訊號來送往訊號切換部22。就本實施形態而言,由於試料1具有高台部1a,因此以高度資料能夠從控制CPU21送往Z圖作成部23的方式,將切換控制訊號從控制CPU21送往訊號切換部22。另一方面,在檢查不具有高台部的試料時,以高度資料能夠從控制CPU21送往高度控制部24的方式,將切換控制訊號從控制CPU21送往訊號切換部22。
一旦高度資料從控制CPU21送往Z圖作成部23,則在Z圖作成部23中,以高度資料為基礎作成Z圖。被作成的Z圖的資料是被送往高度補正部25。並且,高度資料也由控制CPU21送往高度補正部25。而且,來自氣壓計16的氣壓資訊(氣壓的測定值等的氣壓資料)及藉由雷射干涉計26所測定的XY平台3的位置資訊也分別送 往高度測定部25。
如圖13所示般,一旦由控制CPU21輸入高度資料,則與成為目標的高度資料的差分(補正量1)會被算出。並且,一旦由氣壓計16輸入氣壓資訊,則氣壓所造成的高度變動量(補正量2)會被算出。而且,利用所取得的補正量1及補正量2來補正對應於藉由雷射干涉計26所測定的XY平台3的位置資訊之Z圖的資料。補正資料是被送往高度控制部24。
其次,高度控制部24是根據來自高度補正部25的補正資料來控制Z平台驅動裝置27。藉此,可在光學系4與試料1的距離被保持於一定的狀態下進行檢查。
在圖10中,自第1光源5照射而透過試料1的光是在被配置於試料1的下方之發光二極體陣列(未圖示)結像作為光學像。另外,試料1的檢查領域之光學畫像的取得程序是與在實施形態1說明者同樣。
亦即,在發光二極體陣列上結像後的圖案的像是藉由發光二極體陣列來光電變換,更藉由感測器電路來A/D(類比數位)變換。在發光二極體陣列是配置有畫像感測器。作為本實施形態的畫像感測器是例如使用將作為攝像元件的CCD攝影機排成一列的線感測器。線感測器是例如可舉TDI(Time Delay Integration)感測器。在本實施形態是例如圖10的XY平台3會邊連續移動於X軸方向,邊藉由TDI感測器來攝取試料1的圖案。
如以上般在光學畫像取得工程(S11)所取得的光學 畫像是被送往比較電路。並且,試料1的設計圖案資料也藉由展開電路及參照電路來變換成參照畫像資料而送至比較電路。
在比較電路中,自感測器電路送來的光學畫像及在參照電路生成的參照畫像會利用適當的比較判定算法來比較,當誤差超過既定的值時,判定成該處是缺陷。其次,缺陷的座標及成為缺陷判定的依據之光學畫像及參照畫像會作為檢查結果來保存於磁碟裝置。
另外,缺陷判定是可藉由其次的2種方法來進行。1種是在參照畫像的輪廓線的位置與光學畫像的輪廓線的位置之間有超過既定的臨界值尺寸的差時判定成缺陷的方法。另一種是當參照畫像的圖案的線寬與光學畫像的圖案的線寬的比率超過既定的臨界值時判定成缺陷的方法。此方法亦可將參照畫像的圖案間的距離與光學畫像的圖案間的距離的比率設為對象。
如以上所述般,若根據本發明,則可對於具有設置圖案的高台部的試料進行正確的檢查。
本發明並非限於上述各實施形態,亦可在不脫離本發明的主旨範圍內實施各種變形。
並且,在上述各實施形態中,裝置構成或控制手法等,是省略記載與本發明的說明無直接關係的部分,但當然可適當選擇必要的裝置構成或控制手法來使用。其他,具備本發明的要素,該當業者適當設計變更取得的所有檢查方法或檢查裝置為本發明的範圍所包含。

Claims (9)

  1. 一種檢查方法,其特徵係具有:將具有設置圖案的高台部的試料載置於平台上之工程;經由光學系來對前述高台部照射光,且接受在前述高台部所反射的光,而測定前述高台部的高度之工程;由前述高台部的周緣部的高度來作成前述高台部的高度圖之工程;根據離前述高台部的高度的測定值的目標值的偏差、及被照射於前述高台部的光的焦點位置的經歷時間的變動量,來補正由前述高度圖所求取的前述高台部的高度之工程;根據前述所被補正的高台部的高度來一邊控制前述平台的位置,一邊取得前述圖案的光學畫像之工程;及將前述光學畫像與基準畫像作比較,當該等的差分值超過既定的臨界值時判定成缺陷之工程。
  2. 如申請專利範圍第1項之檢查方法,其中,一邊取得前述圖案的光學畫像,一邊測定前述高台部的高度,根據該高度來求取前述光的焦點位置的經歷時間的變動量。
  3. 如申請專利範圍第1項之檢查方法,其中,由氣壓的變化來求取前述光的焦點位置的經歷時間的變動量。
  4. 一種檢查方法,其特徵係具有:將具有設置圖案的高台部的試料載置於平台上之工程; 經由光學系來對前述高台部照射光,且接受在前述高台部所反射的光,藉此測定前述高台部的周緣部的高度,而求取來自設有前述圖案的面的水平面的傾斜量之工程;由前述高台部的周緣部的高度來作成前述高台部的高度圖之工程;根據離前述高台部的高度的測定值的目標值的偏差、及被照射於前述高台部的光的焦點位置的經歷時間的變動量,來補正由前述高度圖所求取的前述高台部的高度之工程;根據前述所被補正的高台部的高度來一邊控制前述平台的位置,一邊取得前述圖案的光學畫像之工程;及將前述光學畫像與基準畫像作比較,當該等的差分值超過既定的臨界值時判定成缺陷之工程,在取得前述光學畫像的工程中,當前述影格1個的前述高台部的高度的測定值變動既定值以上時,補正前述測定值,根據此補正值來調整前述平台的位置之後,測定其次的影格的前述高台部的高度。
  5. 如申請專利範圍第4項之檢查方法,其中,前述試料係藉由設在前述平台的支撐構件來以3點支撐,使前述試料傾斜的工程係調整前述3點的支撐構件的高度來進行。
  6. 一種檢查方法,其特徵係具有:將具有設置圖案的高台部的試料載置於平台上之工程; 經由光學系來對前述高台部照射光,且接受在前述高台部所反射的光,而測定前述高台部的高度之工程;由前述高台部的周緣部的高度來作成前述高台部的高度圖之工程;根據離前述高台部的高度的測定值的目標值的偏差、及被照射於前述高台部的光的焦點位置之氣壓造成的變動量,來補正由前述高度圖所求取的前述高台部的高度之工程;根據前述所被補正的高台部的高度來一邊控制前述平台的位置,一邊取得前述圖案的光學畫像之工程;及將前述光學畫像與基準畫像作比較,當該等的差分值超過既定的臨界值時判定成缺陷之工程。
  7. 一種檢查裝置,其特徵係具有:平台,其係載置試料;光源,其係朝向載置於前述平台上的試料照射光;高度測定部,其係接受在前述試料反射之來自前述光源的光,而作成前述試料的表面的高度資料;訊號生成部,其依前述試料是否具有高台部來生成不同的訊號;訊號切換部,其係按照來自前述訊號生成部的訊號來切換前述高度資料的送訊目的地;圖作成部,其係接受前述高度資料,而由前述試料的高台部的周緣部的高度來作成前述高台部的高度圖;高度補正部,其係根據離前述高台部的高度的測定值 的目標值的偏差、及被照射於前述高台部的光的焦點位置的經歷時間的變動量,來補正由前述高度圖所求取的前述高台部的高度;高度控制部,其係接受前述高度資料或在前述高度補正部所被補正的高台部的高度資料,來控制前述平台的位置;光學畫像取得部,其係取得前述試料的光學畫像;及比較部,其係將前述光學畫像與基準畫像作比較,當該等的差分值超過既定的臨界值時判定成缺陷。
  8. 如申請專利範圍第7項之檢查裝置,其中,更具有測定氣壓的氣壓計,前述高度補正部係接受來自前述高度測定部的高度資料、及來自前述圖作成部的高度圖、及在前述氣壓計所測定的氣壓資料,以前述高度資料與成為目標值的高度資料的差分作為離前述高台部的高度的測定值的目標值的偏差,以由前述氣壓資料所取得之氣壓造成的高度的變動量作為被照射於前述高台部的光的焦點位置的經歷時間的變動量,補正由前述高度圖求取的前述高台部的高度。
  9. 如申請專利範圍第7項之檢查裝置,其中,前述試料係藉由設在前述平台的支撐構件來以3點支撐,使前述試料傾斜的工程係調整前述3點的支撐構件的高度來進行。
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