TWI436051B - A pattern inspection apparatus, a pattern inspection method, and a recording medium in which a program is recorded - Google Patents

A pattern inspection apparatus, a pattern inspection method, and a recording medium in which a program is recorded Download PDF

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TWI436051B
TWI436051B TW097122159A TW97122159A TWI436051B TW I436051 B TWI436051 B TW I436051B TW 097122159 A TW097122159 A TW 097122159A TW 97122159 A TW97122159 A TW 97122159A TW I436051 B TWI436051 B TW I436051B
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Description

圖案檢查裝置、圖案檢查方法及記錄有程式之記錄媒體
本發明係關於一種特別是在半導體元件與液晶顯示元件等之製程中,檢測試樣表面之缺陷之檢查裝置、檢查方法及記載有程式之紀錄媒體。
以往,已提出各種利用從形成於半導體晶圓與液晶基板(總稱為「試樣」)表面之圖案產生之繞射光,檢查試樣表面之不均勻與傷等之缺陷的裝置。特別是,近年來隨著半導體製程之微細化,對試樣之缺陷管理亦要求更高的精度。
舉一例而言,專利文獻1揭示有一種根據預先求出之良品基準色資料與根據色彩影像之檢查面色資料的差,選擇基板之不良候補區域之電子電路零件之檢查裝置。
專利文獻1:日本特開2003-302354號公報
然而,為了以上述缺陷檢查高精度進行圖案的觀察,較佳為,著眼於解析結果之中圖案之特徵顯著出現之部分來進行觀察。然而,特定解析結果中圖案之特徵顯著出現之部分係非常繁雜,因此期盼其之改善。
本發明係為了解決上述習知技術之問題者。本發明之目的在於提供一種容易特定解析結果中圖案之特徵顯著出 現之部分的手段。
第1發明之檢查裝置,具備用以裝載表面形成有圖案之試樣的載台、用以觀察圖案的物鏡、照明光學系統、檢測光學系統、攝影部、及解析部。照明光學系統包含光源及偏振子。此外,照明光學系統選擇來自光源之任意之波長帶,且透過偏振子及物鏡對試樣進行落射照明。檢測光學系統包含偏振面與偏振子之偏振方向交叉的析光鏡。此外,檢測光學系統透過物鏡及析光鏡檢測來自試樣之光,且根據該光取得試樣表面的傅立葉影像。攝影部拍攝傅立葉影像。解析部進行用以求出傅立葉影像之中受到圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域的運算處理。
第2發明,於第1發明中,解析部根據圖案之曝光條件分別不同之複數個傅立葉影像,就影像內之各位置分別運算傅立葉影像之間產生的灰階差,根據灰階差的大小求出應注意區域。
第3發明,於第2發明中,攝影部產生傅立葉影像的色彩資料。又,解析部就傅立葉影像之各色成分運算灰階差,根據任一色成分之資料求出應注意區域。
第4發明,於第1發明中,檢查裝置進一步具備輸入對應傳立葉影像之圖案之線寬資料的資料輸入部。又,解析部根據圖案之曝光條件分別不同之複數個傅立葉影像,就影像內之各位置分別運算傅立葉影像之灰階值與圖案之線寬的變化率,根據變化率之值求出應注意區域。
第5發明,於第4發明中,攝影部產生傅立葉影像的 色彩資料。又,解析部就傅立葉影像之各色成分運算變化率,根據任一色成分之資料求出應注意區域。
第6發明,於第4或第5發明中,解析部就影像內之各位置分別進一步運算與線寬的相關誤差,根據變化率之值及相關誤差求出應注意區域。
第7發明,於第1至第6任一發明中,解析部根據對應應注意區域之傅立葉影像的資料,進行試樣之圖案好壞判定及圖案變動檢測之至少一者。
第8發明,於第4至第6任一發明中,解析部於運算變化率時求出將灰階值轉換為線寬的近似式,且根據該近似式,從傅立葉影像推定線寬。
此外,將上述發明相關之構成轉換為檢查方法、及記載有用以使電腦執行該檢查方法之程式之記樂媒體等來表現者亦為本發明之有效的具體形態。
根據本發明,可根據拍攝試樣之圖案的傅立葉影像,求出受到圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域。
(第1實施形態的說明)
以下,參照圖1說明第1實施形態之缺陷檢查裝置的構成。
缺陷檢查裝置具備晶圓載台1、物鏡2、半反射鏡3、照明光學系統4、檢測光學系統5、攝影部6、及控制單元7。
在晶圓載台1,在圖案之形成面向上之狀態下裝載缺陷檢查對象之晶圓8(試樣)。此晶圓載台1,係構成為可移動於分別正交之xyz的3軸方向(圖1中,以紙面上下方向為z方向)。又,晶圓載台1,係構成為能以z軸為中心旋轉。
在晶圓載台1之上側,配置用以觀察晶圓8之圖案的物鏡2。於圖1之例,物鏡2之倍率係設定成100倍。此外,於物鏡2之上側,傾諧配置半反射鏡3。圖1中,在半反射鏡3之左側配置照明光系統4,在半反射鏡3之上側配置檢測光學系統5。
照明光學系統4,從圖1之左側至右側依序配置有光源11(例如,白色LED(發光二極體)或鹵素燈等)、聚光透鏡12、照度均勻化單元13、孔徑光闌14、視野光闌15、準直鏡16、及可拆裝之偏振子(偏振濾鏡)17。
此處,從照明光學系統4之光源11射出之光,係透過聚光透鏡12及照度均勻化單元13,導引至孔徑光闌14及視野光闌15。照度均勻化單元13,係藉由干涉濾鏡使任意波長帶的光通過。上述孔徑光闌14及視野光闌15,係構成為孔徑部之大小及位置可相對照明光學系統4之光軸改變。是以,於照明光學系統4,藉由孔徑光闌14及視野光闌15之操作,可進行照明區域之大小及位置的改變、及照明之孔徑角的調整。接著,通過孔徑光闌14及視野光闌15之光,被準直鏡16準直化後通過偏振子17射入半反射鏡3。
半反射鏡3將來自照明光學系統4之光反射至下方而導引至物鏡2。藉此,以通過物鏡2之來自照明光學系統4之光對晶圓8進行落射照明。另一方面,對晶圓8進行落射照明之光,被晶圓8反射後再次返回物鏡2,透射過半反射鏡3而射入檢測光學系統5。
檢測光學系統5,從圖1之下側至上側依序配置有可拆裝之析光鏡(偏振濾鏡)21、透鏡22、半稜鏡23、伯特蘭透鏡(Bertrand lens)24、及視野光闌25。檢測光學系統5之析光鏡21,係配置成與照明光學系統4之偏振子17呈正交偏光狀態。由於照明光學系統4之偏振子17與檢測光學系統5之析光鏡21滿足正交偏光條件,因此只要偏振主軸在晶圓8之圖案不旋轉,則以檢測光學系統5觀測之光量接近0。
又,檢測光學系統5之半稜鏡23使入射光束分歧成2方向。通過半稜鏡23之一光束,係透過伯特蘭透鏡24使晶圓8之像成像於視野光闌25,且使物鏡2之光瞳面上之亮度分布再現於攝影部6之攝影面。亦即,於攝影部6,可拍攝傅立葉轉換後之晶圓8之影像(傅立葉影像)。此外,上述視野光闌25,能在垂直方向之面內使孔徑形狀相對檢測光學系統5之光軸變化。因此,藉由視野光闌25之操作,攝影部6能檢測晶圓8之任意區域的資訊。此外,通過半稜鏡23之另一光束,係導引至用以拍攝未經傅立葉轉換之影像的第2攝影部(未圖示)。
此處,在第1實施形態之缺陷檢查拍攝傅立葉影像(亦 即,物鏡2之光瞳面之像)之原因如下。在缺陷檢查,若將晶圓8之圖案直接使用於拍攝之影像,則圖案之間距為檢查裝置之解析度以下時,無法光學性檢測圖案的缺陷。另一方面,於傅立葉影像,若晶圓8之圖案有缺陷則反射光的對稱性會崩潰,因構造性複折射對稱部分彼此的亮度與色彩等會相對傅立葉影像之光軸產生變化。因此,即使圖案之間距為檢查裝置之解析度以下時,藉由檢測傅立葉影像之上述變化,可檢測圖案的缺陷。
再者,參照圖2說明至晶圓8之照射光之入射角度與光瞳內之成像位置的關係。如圖2之虛線所示,至晶圓8之照射光之入射角度為0°時,光瞳上之成像位置為光瞳中心。另一方面,如圖2之實線所示,入射角度為64°(NA=0.9)時,光瞳上之成像位置為光瞳之外緣部。亦即,至晶圓8之照射光之入射角度,對應光瞳上之光瞳內之半徑方向的位置。又,在光瞳內從光軸成像於同一半徑內之位置的光,係以同一角度射入晶圓8之光。
回到圖1,攝影部6,係藉由具有拜耳(Bayer)排列之濾色器陣列之攝影元件來拍攝上述傅立葉影像。此外,於攝影部6,對攝影元件之輸出施加A/D轉換與各種影像處理,以產生傅立葉影像之RGB色彩資料。此攝影部6之輸出係連接於控制單元7。此外,圖1中,省略攝影部6之各構成元件的圖示。
控制單元7,進行缺陷檢查裝置之統籌性控制。此控制單元7具有記錄傅立葉影像之資料的記錄部31、輸入 I/F32、進行各種運算處理的CPU33、監測器34、及操作部35。記錄部31、輸入I/F32、監測器34、及操作部35,係分別連接於CPU33。
此處,控制單元7之CPU33,係藉由程式之執行解析傅立葉影像,求出傅立葉影像之中受到圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域。又,輸入I/F32具有連接記錄媒體(未圖示)的連接器、及用以與外部之電腦9連接的連接端子。此外,輸入I/F32,從上述記錄媒體或電腦9進行資料的讀取。
接著,參照圖3之流程圖,說明第1實施形態之缺陷檢查時之應注意區域之求出方法的一例。於第1實施形態,利用形成複數個各曝光條件(聚焦/劑量)不同之同一形狀之圖案的1片晶圓8,說明缺陷檢查之應注意區域之求出例。
步驟101:控制單元7之CPU33,在上述晶圓8上之各圖案之既定位置,以攝影部6拍攝各傅立葉影像。藉此,在控制單元7之記錄部31,對同一形狀之圖案,記錄曝光條件分別不同之複數個傅立葉影像的色彩資料。此外,以後之說明中,為求簡單,區分各傅立葉影像時賦予符號FI來表記。
步驟102:CPU33,對各傅立葉影像,分別產生在影像上之各位置之R、G、B的亮度資料。以下,以第1個幀之傅立葉影像FI1 為例,具體說明上述亮度資料的求出方法。
(1)CPU33將傅立葉影像FI1 分割成正方格子狀之複數 個區域。圖4係顯示將傅立葉影像區域分割後之狀態的一例。此外,以後之說明中,為求簡單,區分傅立葉影像上之分割區域時賦予符號P來表記。
(2)CPU33,對傅立葉影像FI1 之各分割區域,依色彩分別求出RGB之亮度值的平均。藉此,在FI1 之各分割區域,分別產生顯示R、G、B之各色成分之灰階的亮度資料。
接著,CPU33,以各傅立葉影像反覆上述(1)及(2)之步驟。藉此,對從第1個幀至第n個幀之各傅立葉影像(FI1 ~FIn ),分別產生各分割區域之R、G、B的亮度資料。
步驟103:CPU33,依RGB之各色成分產生顯示相同分割區域之傅立葉影像(FI1 ~FIn )間之灰階差的灰階差資料。
以下,以傅立葉影像FI上之任意分割區域Pm 為例,具體說明步驟103的運算處理。
首先,CPU33,對各傅立葉影像(FI1 ~FIn ),分別取出在分割區域Pm 之各色成分的亮度資料(在步驟102求出者)(參照圖5)。接著,CPU33,依各色成分分別比較分割區域Pm 之灰階值。圖6係顯示分割區域Pm 之亮度資料之RGB之灰階值的圖表。又,圖6中,橫軸表示傅立葉影像FI的編號,縱軸表示各傅立葉影像的灰階值。
接著,CPU33,於對應分割區域Pm 之亮度資料之灰階值之中,依RGB取出最大值與最小值。之後,CPU33,依RGB之各色成分運算上述最大值與最小值的差分值。藉此,依RGB之各色成分產生顯示分割區域Pm 之傅立葉影 像間之灰階差的灰階差資料。
接著,CPU33,將上述步驟反覆所有分割區域之數量次。藉此,在傅立葉影像之所有分割區域,分別產生各RGB之灰階差資料。
步驟104:CPU33,根據在步驟103所求出之灰階差資料,決定傅立葉影像之分割區域之中受到圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域。
圖7至圖9係依色成分顯示傅立葉影像之各分割區域之灰階差之分布狀態的圖。於上述之例,傅立葉影像間之亮度的灰階差,在分割區域P1 之B之值為最大(參照圖9)。因此,在步驟104,CPU33將分割區域P1 決定為應注意區域,根據分割區域P1 之B之灰階值進行後述缺陷檢查。此處,傅立葉影像之應注意區域之位置依晶圓8之圖案而變化。又,灰階差變大之色成分之灰階值高,可考慮為因晶圓8上之薄膜的干涉而增強。以上,結束圖3之流程圖的說明。
接著,CPU33,著眼於以上述要領求出之應注意區域及色成分,藉由解析傅立葉影像進行晶圓8之圖案的缺陷檢查。此處,於傅立葉影像之上述應注意區域,由於即使是圖案之狀態之些微變化,既定色成分之灰階亦容易產生變化,因此可高精度進行圖案的缺陷檢查。
舉一例而言,預先判明圖案之曝光條件與灰階值之相對關係之情形,解析拍攝缺陷檢查對象之圖案之傅立葉影像時,CPU33根據應注意區域之既定色成分的資料(於上述 之例為分割區域P1 之B之灰階值),可容易進行圖案的缺陷檢查。此處,將分別拍攝聚焦狀態不同之同一形狀之圖案的傅立葉影像中,圖案之聚焦狀態與傅立葉影像之灰階值的相關顯示於圖10。控制單元7能利用對應上述圖10之判定用資料時,藉由比較傅立葉影像之應注意區域中既定色成分的灰階值與判定用資料中聚焦狀態之良品範圍的灰階值,CPU33可檢測晶圓8上的圖案缺陷。
又,CPU33,在解析缺陷檢查對象之複數個傅立葉影像時,將應注意區域中既定色成分之灰階具有閾值以上之變化者取出,進行晶圓8之圖案變動檢測亦可。
(第2實施形態的說明)
圖11係說明第2實施形態之缺陷檢查時之應注意區域之求出方法之一例的流程圖。此處,第2實施形態之缺陷檢查裝置之構成,與圖1所示之第1實施形態之缺陷檢查裝置共通,因此省略重複說明。
此第2實施形態,利用與第1實施形態同樣的晶圓8,根據各圖案之傅立葉影像與各圖案之線寬資料求出缺陷檢查的應注意區域。此外,對應上述圖案之線寬資料,係利用例如散射計或掃描式電子顯微鏡(SEM)等之線寬特定器所測定者。
步驟201:CPU33,對上述晶圓8,從輸入I/F32讀取取得對應各圖案之線寬的資料群。此外,被控制單元7讀取之線寬的資料群係記錄在記錄部31。
步驟202:CPU33,對上述晶圓8上之各圖案,以攝 影部6拍攝各傅立葉影像。此外,此步驟對應圖3之步驟101,故省略重複說明。
步驟203:CPU33,對各傅立葉影像,分別產生影像上之各位置之R、G、B的亮度資料。此外,此步驟對應圖3之步驟102,故省略重複說明。
步驟204:CPU33,在傅立葉影像上之各分割區域(步驟203),求出表示傅立葉影像之灰階值與圖案之線寬之變化率的近似式。此外,在步驟204,CPU33,在1個分割區域,依RGB各色成分分別運算上述近似式。
以下,以傅立葉影像FI上之任意之分割區域Pm 為例,具體說明步驟204之運算處理。
(1)首先,CPU33,從記錄部31讀取對應各傅立葉影像(FI1 ~FIn )之圖案之線寬的資料。又,CPU33,分別取出各傳立葉影像(FI1 ~FIn )之分割區域Pm 之各色成分的亮度資料(在步驟203求出者)。接著,CPU33,對各傅立葉影像(FI1 ~FIn ),求出圖案之線寬與分割區域Pm 之灰階值的對應關係。此外,圖12係顯示對應各傅立葉影像(FI1 ~FIn )之圖案之線寬與分割區域Pm 之RGB之灰階值之對應關係的一例。
(2)接著,CPU33,根據上述(1)求出之線寬與灰階值之對應關係的資料,運算表示傅立葉影像之灰階值與圖案之線寬之變化率的近似式。
此處,說明對應分割區域Pm 之B之灰階值之近似式的運算。圖13係顯示圖案之線寬與分割區域Pm 之B之灰 階值的圖表。圖13中,橫軸表示分割區域Pm 之B之灰階值,縱軸表示圖案的線寬。此外,圖13中,對1個傅立葉影像將1個點描繪於圖表上。
從圖13可知,圖案之線寬與傅立葉影像之灰階值成線性比例,與一次之近似值一致。因此,CPU33,從圖案之線寬與分割區域Pm 之B之灰階值之對應關係的資料,以最小平方法運算以下式(1)。
y=ax+b………(1)
於上述式(1),「y」係對應各傅立葉影像之圖案的線寬。「x」係分割區域Pm 之B之灰階值。「a」係圖案之線寬之變化量除以B之灰階值之變化量的係數。「b」係y截距的值。此處,上述係數a之絕對值,相當於灰階變化相對圖案之線寬之變化的逆數(圖案之狀態之檢測靈敏度的逆數)。亦即,上述係數a之絕對值變小時,即使線寬的差相同,傅立葉影像之灰階變化亦變大,因此圖案之狀態之檢測靈敏度更高。
藉由以上步驟,CPU33,可求出對應分割區域Pm 之B之灰階值的近似式。當然,CPU33,對與分割區域Pm 之R、G之灰階值對應的近似式,亦以與上述相同的步驟進行運算。之後,CPU33,對傅立葉影像上之所有分割區域,分別運算對應RGB之各灰階值的近似式。
步驟205:CPU33,對傅立葉影像上之各分割區域(步驟203),依各色成分求出步驟204所得之近似式與圖案之 線寬的相關誤差。
首先,CPU33,產生對應傅立葉影像(FI1 ~FIn )之線寬與近似式(步驟204)所導出之線寬的偏差資料。當然,CPU33,對各分割區域依RGB之色成分分別產生上述偏差資料。接著,CPU33,從上述偏差資料依各分割區域之RGB之色成分運算標準偏差,將其值作為相關誤差。
步驟206:CPU33,根據步驟204所求出之係數a(圖案之狀態之檢測靈敏度的逆數)及步驟205所求出之相關誤差,決定傅立葉影像之分割區域之中受到圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域。亦即,CPU33,從係數a之絕對值小、且相關誤差足夠小之分割區域設定上述應注意區域。舉一例而言,CPU33,依上述係數a之絕對值之小的程度、及相關誤差之小的程度,進行各分割區域之計分(scoring),根據此計分之結果決定應注意區域。
圖14、圖16、圖18係依色成分顯示傅立葉影像之近似式之係數a之值之分布狀態的圖。又,圖15、圖17、圖19係依色成分顯示傅立葉影像之相關誤差之值之分布狀態的圖。於上述之例,係數a之絕對值,在對應分割區域P2 之B之灰階值的近似式為最小。又,關於分割區域P2 之B之灰階值,相關誤差之值亦為較小的值。因此,在步驟206,CPU33,將分割區域P2 決定為應注意區域,根據分割區域P2 之B之灰階值進行後述缺陷檢查。以上,結束圖11之流程圖的說明。
接著,CPU33,著眼於以上述要領求出之應注意區域 及色成分,藉由解析傅立葉影像進行晶圓8之圖案的缺陷檢查與變動檢測。特別是在第2實施形態,由於亦考慮圖案之線寬之相關誤差來決定應注意區域,因此能以更高精度進行圖案的缺陷檢查等。此外,第2實施形態之圖案之缺陷檢查與變動檢測的方法,與第1實施形態大致相同,故省略重複說明。
又,於第2實施形態,CPU33,從拍攝與決定應注意區域時同一圖案的傅立葉影像,可推定檢查對象之圖案的線寬。此時,CPU33,從檢查對象之傅立葉影像取得應注意區域之既定色成分的灰階值(於上述之例,為分割區域P2 之B之灰階值)。接著,CPU33,根據步驟204及步驟206所求出之近似式,從上述灰階值推定圖案的線寬。是以,於第2實施形態,由於可根據傅立葉影像,與缺陷檢查同時進行圖案之線寬的推定,因此可顯著提昇晶圓8之檢查步驟的作業性。
由於此第2實施形態之線寬的推定,係根據傅立葉轉換後之圖案的灰階來進行,因此上述線寬之推定值係相當於將視野光闌25所決定之晶圓8之任意之區域之圖案的線寬平均化者。是以,第2實施形態之情形,圖案的測定誤差即使與SEM的測定結果相較,亦顯著變小。
又,SEM之線寬測定雖會產生電子束造成之圖案的燃燒等,但第2實施形態之缺陷檢查裝置不會產生上述缺陷。再者,於散射計之線寬測定,雖測定前之設定需要大量時間,但根據第2實施形態幾乎不進行繁雜的設定作業即可 輕易進行圖案之線寬的推定。
又,本實施形態,近似式雖使用一次近似式,但並不限於此,亦可使用對數近似、累乘近似、多數項近似。
(實施形態之補充事項)
(1)於上述實施形態,以缺陷檢查裝置之CPU33進行求出應注意區域的運算處理之例作說明。然而,本發明,例如將來自缺陷檢查裝置之傅立葉影像之資料讀取至圖1所示之電腦9,在電腦9上進行求出應注意區域的運算處理亦可。
(2)於上述實施形態,CPU33不將應注意區域及色成分限定為1個,參照複數個應注意區域及色成分來進行圖案之缺陷檢查等亦可。
(3)於上述實施形態,雖以CPU33決定應注意區域及色成分之例作說明,但例如CPU33將各分割區域之灰階差等之運算結果顯示在監測器34,且CPU33依操作員之操作來決定應注意區域及色成分亦可。
(4)於上述實施形態,以CPU33根據傅立葉影像之色彩資料決定應注意區域之例作說明。然而,本發明利用灰階標度之傅立葉影像之資料來求出應注意區域亦可。
(5)於上述實施形態,以CPU33根據RGB色空間之傅立葉影像之資料求出應注意區域之例作說明。然而,本發明,例如CPU33將傅立葉影像之資料轉換成HIS(色度、飽和度、亮度)色空間之資料來進行運算處理亦可。
(6)於上述實施形態,雖以將偏振子與析光鏡配置成正 交偏光之例作說明,但本發明只要偏振子與析光鏡之偏振面為交叉狀態即可,並不限於滿足正交偏光之條件的配置。
此外,本發明,只要不違背其精神及其主要特徵,則能以其他各種形態實施。因此,上述實施形態從各觀點觀之僅為例示,不能限定的解釋。本發明,係申請專利範圍所示者,本發明並不受說明書本文的任何限制。再者,屬於申請專利範圍之均等範圍的變形與變更皆在本發明的範圍內。
1‧‧‧晶圓載台
2‧‧‧物鏡
3‧‧‧半反射鏡
4‧‧‧照明光學系統
5‧‧‧檢測光學系統
6‧‧‧攝影部
7‧‧‧控制單元
8‧‧‧晶圓
9‧‧‧電腦
11‧‧‧光源
12‧‧‧聚光透鏡
13‧‧‧照度均勻化單元
14‧‧‧孔徑光闌
15‧‧‧視野光闌
16‧‧‧準直鏡
17‧‧‧偏振子
21‧‧‧析光鏡
22‧‧‧透鏡
23‧‧‧半稜鏡
24‧‧‧伯特蘭透鏡
25‧‧‧視野光闌
31‧‧‧記錄部
32‧‧‧輸入I/F
33‧‧‧CPU
34‧‧‧監測器
35‧‧‧操作部
圖1係第1實施形態之缺陷檢查裝置的概要圖。
圖2係至晶圓之照射光之入射角度與光瞳內之成像位置之關係的說明圖。
圖3係說明第1實施形態之應注意區域之求出方法的流程圖。
圖4係顯示將傅立葉影像區域分割後之狀態之一例的圖。
圖5係顯示S103之亮度資料之取出狀態的示意圖。
圖6係顯示分割區域Pm 之亮度資料之RGB之灰階值的圖表。
圖7係顯示傅立葉影像之R之灰階差之分布狀態的圖。
圖8係顯示傅立葉影像之G之灰階差之分布狀態的 圖。
圖9係顯示傅立葉影像之B之灰階差之分布狀態的圖。
圖10係顯示圖案之聚焦與傅立葉影像之灰階值之相對關係的圖表。
圖11係說明第2實施形態之應注意區域之求出方法的流程圖。
圖12係顯示對應各傅立葉影像之圖案之線寬與分割區域Pm 之RGB之灰階值之對應關係之一例的圖。
圖13係顯示圖案之線寬與分割區域Pm 之B之灰階值的圖表。
圖14係顯示對應傅立葉影像之R之係數a之值之分布狀態的圖。
圖15係顯示對應傅立葉影像之R之相關誤差之值之分布狀態的圖。
圖16係顯示對應傅立葉影像之G之係數a之值之分布狀態的圖。
圖17係顯示對應傅立葉影像之G之相關誤差之值之分布狀態的圖。
圖18係顯示對應傅立葉影像之B之係數a之值之分布狀態的圖。
圖19係顯示對應傅立葉影像之B之相關誤差之值之分布狀態的圖。
1‧‧‧晶圓載台
2‧‧‧物鏡
3‧‧‧半反射鏡
4‧‧‧照明光學系統
5‧‧‧檢測光學系統
6‧‧‧攝影部
7‧‧‧控制單元
8‧‧‧晶圓
9‧‧‧電腦
11‧‧‧光源
12‧‧‧聚光透鏡
13‧‧‧照度均勻化單元
14‧‧‧孔徑光闌
15‧‧‧視野光闌
16‧‧‧準直鏡
17‧‧‧偏振子
21‧‧‧析光鏡
22‧‧‧透鏡
23‧‧‧半稜鏡
24‧‧‧伯特蘭透鏡
25‧‧‧視野光闌
31‧‧‧記錄部
32‧‧‧輸入I/F
33‧‧‧CPU
34‧‧‧監測器
35‧‧‧操作部

Claims (20)

  1. 一種圖案檢查裝置,其特徵在於,具備:物鏡,用以觀察圖案;照明光學系統,包含光源及偏振子,且透過該偏振子及該物鏡對該圖案進行落射照明;檢測光學系統,包含偏振面與該偏振子之偏振方向交叉之偏振元件即析光鏡,藉由透射過該物鏡及該析光鏡之來自該圖案之光形成顯示該物鏡之光瞳面上之亮度分布之像;攝影部,供拍攝顯示該光瞳面上之亮度分布之像;以及解析部,根據在該光瞳面上之亮度分布之中受到該圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域之該檢測結果進行用以評估該圖案的運算處理。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案檢查裝置,其中,該照明光學系統可選擇進行該觀察之波長帶。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之圖案檢查裝置,其中,該解析部根據製作圖案時之曝光條件分別不同之複數個該圖案之該光瞳面上之亮度分布,就光瞳面內之各位置分別運算在該複數個光瞳面之間產生之亮度差,根據該亮度差的大小求出該應注意區域。
  4. 如申請專利範圍第3項之圖案檢查裝置,其中,該攝影部產生該光瞳面上之亮度分布的色彩資料;該解析部運算該光瞳面上之亮度分布之各色成分之該 亮度差,根據任一該色成分之資料決定是否求出該應注意區域。
  5. 如申請專利範圍第3項之圖案檢查裝置,其進一步具備輸入該圖案之線寬資料的資料輸入部;該解析部根據線寬不同之複數個該圖案之不同之複數個該光瞳面上之亮度分布,就光瞳面內之各位置分別運算該光瞳面上之亮度值與該圖案之線寬之相關係數,根據該相關係數求出該應注意區域。
  6. 如申請專利範圍第4項之圖案檢查裝置,其中,該攝影部產生該光瞳面上之亮度分布的色彩資料;該解析部運算該光瞳面上之亮度分布之各色成分之該相關係數,根據任一該色成分之資料決定是否求出該應注意區域。
  7. 如申請專利範圍第5項之圖案檢查裝置,其中,該解析部就光瞳面上之各位置分別進一步運算與該線寬的相關誤差,根據該相關係數之值及該相關誤差求出該應注意區域。
  8. 如申請專利範圍第1項之圖案檢查裝置,其中,該解析部根據對應該應注意區域之該光瞳面上之亮度的資料,進行該圖案好壞判定及該圖案變動檢測之至少一者。
  9. 如申請專利範圍第5項之圖案檢查裝置,其中,該解析部於運算該相關係數時求出將該亮度值轉換為該線寬的近似式,且根據該近似式,從該光瞳面上之亮度推定該線寬。
  10. 一種圖案檢查方法,係使用具備下述構件之檢查裝置:物鏡,用以觀察圖案;照明光學系統,包含光源及偏振子,且透過該偏振子及該物鏡對該圖案進行落射照明;檢測光學系統,包含偏振面與該偏振子之偏振方向交叉之偏振元件即析光鏡,藉由透射過該物鏡及該析光鏡之來自該圖案之光形成顯示該物鏡之光瞳面上之亮度分布之像;其特徵在於,具有:資料取得步驟,取得該光瞳面上之亮度分布的資料;以及評估步驟,根據在該光瞳面上之亮度之中受到該圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域之該檢測結果評估該圖案。
  11. 如申請專利範圍第10項之圖案檢查方法,其中,該照明光學系統可選擇進行該觀察之波長帶。
  12. 一種圖案檢查方法,係使用具備下述構件之檢查裝置:物鏡,用以觀察圖案;照明光學系統,包含光源及偏振子,且透過該偏振子及該物鏡對該圖案進行落射照明;檢測光學系統,包含偏振面與該偏振子之偏振方向交叉之偏振元件即析光鏡,藉由透射過該物鏡及該析光鏡之 來自該圖案之光形成顯示該物鏡之光瞳面上之亮度分布之像;其特徵在於,具有:資料取得步驟,取得該光瞳面上之亮度分布的資料;以及解析步驟,求出在該光瞳面上之亮度之中受到該圖案狀態之影響大於其他區域之應注意區域。
  13. 如申請專利範圍第12項之圖案檢查方法,其中,該解析步驟,根據該圖案之曝光條件分別不同之複數個該光瞳面上之亮度分布,就影像內之各位置分別運算在該光瞳面上之亮度之間產生之亮度差,根據該亮度差的大小求出該應注意區域。
  14. 如申請專利範圍第12項之圖案檢查方法,其中,在該資料取得步驟,取得該光瞳面上之亮度分布的色彩資料;在該解析步驟,對該光瞳面上之亮度分布之各色成分運算該亮度差,根據任一該色成分之資料決定是否求出該應注意區域。
  15. 如申請專利範圍第12項之圖案檢查方法,其進一步具有在該解析步驟之前,取得對應該光瞳面上之亮度分布之該圖案之線寬資料的線寬資料取得步驟;在該解析步驟,根據線寬不同之複數個該圖案之不同之複數個該光瞳面上之亮度分布,就影像內之各位置分別運算該光瞳面上之亮度值與該圖案之線寬之相關係數,根據該相關係數之值求出該應注意區域。
  16. 如申請專利範圍第15項之圖案檢查方法,其中,在該影像資料取得步驟,取得該光瞳面上之亮度分布的色彩資料;在該解析步驟,就該光瞳面上之亮度分布之各色成分運算該相關係數,根據任一該色成分之資料決定是否求出該應注意區域。
  17. 如申請專利範圍第15項之圖案檢查方法,其中,在該解析步驟,就該光瞳面內之各位置分別進一步運算與該線寬的相關誤差,根據該變化率之值及該相關誤差求出該應注意區域。
  18. 如申請專利範圍第12項之圖案檢查方法,其進一步具有根據對應該應注意區域之該光瞳面之亮度分布之資料,進行該圖案好壞判定及該圖案變動檢測之至少一者的判定步驟。
  19. 如申請專利範圍第15項之圖案檢查方法,其中,在該解析步驟,於運算該相關係數時求出將該亮度值轉換為該線寬的近似式;進一步具有根據該近似式,從該光瞳面之亮度推定該線寬的線寬推定步驟。
  20. 一種記載有程式之紀錄媒體,其特徵在於:該程式使電腦執行申請專利範圍第12項之圖案檢查方法中的影像資料取得步驟及解析步驟。
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