WO2011039946A1 - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

検査装置及び検査方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2011039946A1
WO2011039946A1 PCT/JP2010/005449 JP2010005449W WO2011039946A1 WO 2011039946 A1 WO2011039946 A1 WO 2011039946A1 JP 2010005449 W JP2010005449 W JP 2010005449W WO 2011039946 A1 WO2011039946 A1 WO 2011039946A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
image
inspection
wafer
alignment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/005449
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
展明 広瀬
泉雄 蓬莱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi High Technologies Corp
Hitachi High Tech Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi High Technologies Corp, Hitachi High Tech Corp filed Critical Hitachi High Technologies Corp
Priority to US13/391,323 priority Critical patent/US20120176493A1/en
Publication of WO2011039946A1 publication Critical patent/WO2011039946A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects

Definitions

  • the present invention relates to an inspection apparatus.
  • a so-called foreign matter inspection apparatus that inspects a semiconductor defect or the like includes an alignment measurement apparatus that aligns the wafer prior to the inspection.
  • alignment is performed by irradiating illumination light onto an alignment mark on a wafer, capturing reflected light with a CCD camera or the like, and measuring the mark position of the captured image.
  • a method of storing a reference image in advance and searching the stored image from the captured image is generally known.
  • a method using correlation or a feature point is extracted as a search method.
  • a method of comparison is known. Detailed contents are described in Patent Document 1.
  • Wavelength band limiting methods include, for example, a method of inserting a filter in the optical path as in Patent Document 2, a method of using a color CCD sensor as in Patent Document 3, and a light source as an LED having a different wavelength band as in Patent Document 4. There is a method of changing and controlling the light quantity for each.
  • Image pre-processing used for mark search includes image binarization and normalization. If binarization or normalization is applied to a noisy image as much as possible, it will contain a lot of noise. Therefore, it is difficult to separate the alignment mark and noise, and the alignment mark cannot be detected normally.
  • an object of the present invention is to provide a deposition film wafer that can stably obtain the alignment mark contrast even in a deposition film wafer having a large film thickness.
  • the inspection apparatus includes an alignment measurement apparatus, and the alignment apparatus includes a light source that irradiates light on the object, an imaging optical system that forms an image of light from the object, An imaging device that captures an image formed by the imaging optical system; and an image processing unit that processes an image captured by the imaging device, wherein the image processing unit receives the light in at least two different wavelength bands. It is to increase contrast by calculating a plurality of images detected and acquired by the imaging device.
  • a second feature of the present invention is that the light source has a light source that emits light of at least two different wavelength bands, and detects light corresponding to the wavelength band.
  • the third feature of the present invention is that the arithmetic processing includes not only addition but also subtraction.
  • the subtraction process is performed after performing appropriate correction, particularly using two images in which the alignment mark and the density of the peripheral portion are reversed.
  • background noise can be eliminated and only the alignment mark can be extracted.
  • the fourth feature of the present invention is that the camera according to the present invention independently detects a plurality of wavelength bands such as a color camera.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a foreign matter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the foreign substance inspection apparatus includes an illuminating means 10 for a foreign substance detection system, a detection means 20 for a foreign substance detection system (imaging means 20a, light receiving means 20b), an X scale 30, a Y scale 40, and a surface height position detection system.
  • the illumination unit 50 a surface height position detection system detector 60 (a set of two: 60a, 60b), a processing device 100, a control device 200 for the stage Z, an image display device 300, and an alignment measurement device 400. ing.
  • the alignment measuring apparatus 400 When the wafer 1 on which the chip 2 is formed is transferred onto a wafer table (stage Z) (not shown), the alignment measuring apparatus 400 first performs offsets in the X and Y directions and angle ⁇ correction.
  • the illuminating means 10 generates laser light having a predetermined wavelength as inspection light, and irradiates the surface of the wafer 1 as an inspection object with the light beam. As the stage Z moves in the Y direction and the X direction, the light beam emitted from the laser device 10 scans the surface of the wafer 1.
  • the stage Z can be moved vertically and horizontally to scan the entire surface of the wafer 1 with inspection light.
  • the light receiving means 20b comprises, for example, a TDI (Time-Delay-and-Integration) sensor, a CCD sensor, a photomultiplier tube (photomultiplier), etc., and receives the scattered light generated on the surface of the wafer 1 and determines its intensity as an electric signal. And output to the processing apparatus 100 as an image signal.
  • TDI Time-Delay-and-Integration
  • the X scale 30 and the Y scale 40 are made of, for example, a laser scale, and detect the position of the wafer 1 in the X direction and the Y direction, respectively, and output the position information to the processing apparatus 100.
  • the processing apparatus 100 includes an A / D converter 110, a foreign object detection image processing unit 120, a foreign object determination unit 130, a coordinate management unit 140, and an inspection result storage unit 150.
  • the A / D converter 110 converts the analog image signal input from the light receiving means 20b into a digital signal and outputs it.
  • the foreign object detection image processing unit 120 includes, for example, a delay circuit and a difference detection circuit.
  • the delay circuit inputs an image signal from the A / D converter 110 and delays it, so that the irradiation of the light beam immediately before the chip currently irradiated with the light beam in the scanning of the inspection light is completed.
  • the image signal is output.
  • the foreign matter determination unit 130 includes a determination circuit 131 and coefficient tables 132 and 133.
  • a coefficient for changing the threshold value is stored in association with the coordinate information.
  • the coefficient tables 132 and 133 receive coordinate information from the coordinate management unit 140 described later, and output the coefficient stored in association with the coordinate information to the determination circuit 131.
  • the determination circuit 131 receives a difference between adjacent chip image signals from the foreign object detection image processing unit 120, and inputs coefficients for changing threshold values from the coefficient tables 132 and 133.
  • the determination circuit 131 multiplies a predetermined value by the coefficient input from the coefficient tables 132 and 133 to create a threshold value.
  • the difference between the image signals and the threshold value are compared, and when the difference is equal to or greater than the threshold value, it is determined as a foreign object, and the inspection result is output to the inspection result storage unit 150.
  • the determination circuit 131 also outputs threshold information used for determination to the inspection result storage unit 150.
  • the coordinate management unit 140 Based on the position information of the wafer 1 input from the X scale 30 and the Y scale 40, the coordinate management unit 140 detects the X coordinate and the Y coordinate of the position irradiated with the current light beam on the wafer 1, and the coordinates. Output information.
  • the inspection result storage unit 150 stores the inspection result input from the foreign matter determination unit 130 and the coordinate information input from the coordinate management unit 140 in association with each other.
  • the inspection result storage unit 150 also stores the threshold information input from the foreign matter determination unit 130 in association with the inspection result or coordinate information.
  • the illumination means 10 of the foreign object detection system irradiates the inspection object with inspection light.
  • the detection means 20 of the foreign object detection system receives light reflected or scattered from the surface of the inspection object and detects the light intensity.
  • the illumination unit 50 of the surface height position detection system irradiates the inspection object with detection light for detecting the surface height position.
  • the surface height position detection system detector 60 (a set of two: 60a, 60b) detects the surface height position of the inspection object.
  • the surface height position detecting means has two detectors having different detection center positions in the vertical direction of the inspection object.
  • the foreign matter determination unit 130 is referred to as foreign matter determination means that inspects or determines the presence or absence of foreign matter present on the surface of the inspection object based on the light intensity data detected by the light intensity detection means.
  • the stage Z control device 200 controls the vertical position changing means for moving the stage up and down to change the vertical position of the inspection object.
  • Fig. 2 shows the flow of inspection.
  • Reference numerals 203 to 216 denote alignment operations.
  • An alignment measurement apparatus 400 configured to decompose illumination light applied to the wafer 1 in a wavelength band using a prism 407 and output a difference between images captured for each wavelength band will be described with reference to FIG. I do.
  • the alignment measuring apparatus 400 condenses the illumination light emitted from the light source 401 and the light source 401 on the alignment mark 2 a of the first chip and the alignment mark 2 b of the second chip on the wafer 1, and the reflection from the wafer 1.
  • An image forming optical system that separates light by a prism 407 and collects light on three CCD cameras 408, 409, and 410 as an example of an imaging apparatus, and image information acquired by the three CCD cameras 408, 409, and 410 Are calculated, and the processing unit 411 that outputs the optimized image is output, the reference alignment image, the combination, and the external storage unit 412 that stores the calculation method.
  • the illumination light emitted from the light source 401 is converted into parallel light by the projection lens 402, reflected by the half mirror 403, collected by the first objective lens 404, and aligned on the first chip of the wafer 1. 2a is irradiated.
  • the reflected light reflected by the wafer 1 is converted into parallel light by the objective lens 404, then transmitted through the half mirror 403, divided into wavelength bands by the prism 407 by the second objective lens 405 and the imaging lens 406, Image information is obtained by forming images on the image pickup elements of the three CCD cameras 408, 409, and 410.
  • Image information obtained by the CCD cameras 408, 409, and 410 is input to the arithmetic processing unit 411.
  • the arithmetic processing unit 411 reads out the image selection and calculation method stored in advance for the input image information from the external storage unit 412 and performs the calculation accordingly to form image information with high contrast. If the selection / calculation method is not stored, it is newly registered by the method described later.
  • pattern matching is performed with the reference alignment mark image stored in the external storage unit as the measurement image, and the actual coordinates of the alignment mark are acquired.
  • the coordinate marks of the alignment marks are acquired for two different chips in the wafer 1 and calculated to correct (align) the coordinate deviation in the X direction, Y direction, and ⁇ direction.
  • the alignment measuring apparatus 400 configured as described above recognizes the alignment mark using the difference in reflectance between the alignment mark and its peripheral portion and performs measurement.
  • the wafer 1 has a surface such as an oxide film or a nitride film.
  • the reflectance of the alignment mark 2a of the first chip, the alignment mark 2b of the second chip, and the peripheral portion thereof is periodically changed depending on the film thickness and wavelength.
  • the magnitude relationship is reversed. In other words, depending on the wavelength, the alignment mark and the density of the periphery thereof may be reversed in the acquired image.
  • the wavelength of the illumination light is selected so that the reflectance difference between the alignment mark and the peripheral part is large, and is close to a single wavelength.
  • the contrast can be increased by providing the characteristics, the film thickness is not completely uniform in an actual process, and thus there is a problem that measurement cannot be performed due to some film thickness unevenness.
  • a plurality of pieces of image information having different transmission wavelengths are acquired, and the film thickness is slightly different by performing arithmetic processing between the images on two or more images including the alignment mark and the image whose peripheral portion is inverted.
  • the contrast is obtained stably.
  • the waveform portion (coordinates 20 to 40) looks brighter than the peripheral portion in a certain wavelength band, and the waveform shown in FIG. 7a is a pattern in another wavelength band. It is assumed that the waveform as shown in FIG. 7b in which the part looks darker than the peripheral part is obtained.
  • the standard deviations ⁇ a and ⁇ b of the noise of these waveforms can be easily calculated from the camera characteristics and the average brightness value at that time.
  • the alignment measurement apparatus 400 By configuring the alignment measurement apparatus 400 as described above, an image with high contrast can be easily obtained, and alignment can be stably performed. Moreover, since two or more types of wavelength bands are used for image acquisition, the risk of a decrease in contrast due to film thickness variation can be reduced. In the above embodiment, only one combination is registered. However, when there are a plurality of combinations that are likely to obtain a high contrast, some combinations are stored, and one combination cannot be aligned normally. In some cases, the alignment can be further stabilized by performing a different combination.
  • the case where white light is used as a light source and the prism is decomposed into wavelength bands has been described.
  • two types of light sources having different wavelength bands are used as light sources, and images in different wavelength bands are acquired in a time division manner.
  • a plurality of filters may be prepared in the optical path and images may be acquired by switching.
  • the light source or filter to be used is a narrow wavelength band (for example, using two lasers for the light source), or a wavelength band that can be narrowed in principle by arithmetic processing (for example, common to each other)
  • a filter having the same transmittance at the transmission wavelength is used, a high effect can be expected.
  • the edge can be displayed with emphasis.

Landscapes

  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

　表面に膜が形成されたウエハでも安定してアライメントマークと周辺部のコントラストが高い画像データを取得できるようにしたものを提供する。　照明光となる光源と前記光源からの光を物体に照射し、また反射光を集光結像する結像光学系と前記結像光学系の集光点に設置し、物体の画像を取り込むカメラと取り込んだ画像を処理する画像処理機能からなるアライメント測定装置を備えた欠陥検査装置において、画像の取り込みを少なくとも２つの異なる波長帯域の反射光において行い、それぞれの反射光に対応した物体の画像情報を適切に演算処理することによってアライメントマークのコントラストを高めるように構成する。

Description

検査装置及び検査方法
　本発明は、検査装置に関する。
　例えば半導体の欠陥等を検査するいわゆる異物検査装置では、検査に先立ってウエハの位置合わせ（アライメント）を行うアライメント測定装置が備わっている。この種のアライメント測定装置では、ウエハ上のアライメントマークに対して照明光を照射し、反射光をＣＣＤカメラ等によって取り込み、取り込んだ画像のマーク位置を計測することでアライメントを行っている。マーク位置の計測は、基準画像をあらかじめ記憶しておき、取り込んだ画像から記憶した画像を探索する方法が一般的に知られており、探索方法として相関を用いる方法や、特徴点を抽出して比較する方法が知られている。詳しい内容は、特許文献１に記載がある。
　画像による比較でアライメントマークを探索しているため、正常にアライメントを実行するには取り込んだ画像のマークがその周辺に対して高コントラストである必要がある。なお、照明光は白色光が用いられることが多い。また、白色光ではコントラストが得られない場合があり、その対策として波長帯域を制限する方法が一般的に知られている。波長帯域の制限方法は例えば特許文献２のように光路中にフィルタを挿入する方法、特許文献３のようにカラーＣＣＤセンサを活用する方法、特許文献４のように光源を波長帯域の異なるＬＥＤに変更し、それぞれについて光量を制御する方法等がある。
特開平１１－３４０１１５号公報 特開平１０－２２８３１８号公報 特開平６－２６０３９０号公報 特開２００６－９１６２３号公報
　近年、微細化が進むに従い、リソグラフィーの工程で堆積される膜の厚さが増大している。前記のような膜厚の大きいデポ膜ウエハの場合、波長に対して反射率の変化が激しく、複数枚フィルタを用意しても、そのいずれを用いてもアライメントマークと周辺部のコントラストがカメラや光学系によるノイズと比して十分取れない問題がある。その対策として、長時間の露光や画像の積算によるノイズの低減があるが、画像取得に時間を要するため、スループットの低下は避けられない。また、フィルタの帯域幅を大きく狭めることによりコントラスト向上が期待できるが、帯域を狭めるにしたがってフィルタを透過する光量が低下するため、こちらも長時間の露光が必須である。また、フィルタは微妙な膜厚のムラにより同一工程のウエハでも、コントラストが取れない場合もある。
　マーク探索する際に使われる画像の前処理方法として、画像の２値化や正規化があるが、ノイズの大きい画像において２値化、もしくは正規化をそのまま適応させると、ノイズを多分に含んでしまうため、アライメントマークとノイズの切り分けが難しく、正常にアライメントマークの検出ができない。
　本発明は上記の課題を鑑み、膜厚が大きなデポ膜ウエハにおいてもアライメントマークのコントラストを安定して得られるようにしたものを提供することを目的とする。
　本発明の第１の特徴は、検査装置において、アライメント測定装置を有し、前記アライメント装置は、物体に光を照射する光源と、前記物体からの光を結像する結像光学系と、前記結像光学系により結像された像を取り込む撮像装置と、前記撮像装置により取り込んだ画像を処理する画像処理部とを有し、前記画像処理部は、少なくとも２つの異なる波長帯域の前記光を前記撮像装置で検出して取得した複数の画像を演算することによりコントラストを高めることにある。
　本発明の第２の特徴は、前記光源として少なくとも２つの異なる波長帯域の光を出射する光源を有し、前記波長帯域に対応する光を検出することにある。
　本発明の第３の特徴は、演算処理には加算だけでなく減算が備わっていることにある。
　この構成によれば、異なる波長帯域で取得した画像の中で、特にアライメントマークと周辺部の濃淡が逆転している２枚の画像を使って、適切な補正を行った上で減算処理することによって、背景のノイズをなくすことができ、アライメントマークのみを抽出することができる。
　本発明の第４の特徴は、本発明に係るカメラはカラーカメラ等複数の波長帯域を独立に検出することにある。
　この構成によれば、異なる波長帯域の画像を同時に取得することができるため、物理的にフィルタを切り替える必要がなく、スループットの低下がない。
　上記のように構成した本発明によれば、厚い膜が堆積したウエハや膜厚にムラがあるようなウエハであっても、コントラストの高い画像を得られるようにすることによって、信頼性の高いウエハ検査を行うことができる。
本発明の実施例における異物検査装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施例における検査動作のフローチャートである。 本発明の実施例におけるアライメント測定装置の構成例を示す図である。 デポ膜ウエハの反射率の波長特性を示す図である。 本発明の実施例における画像情報の選択，演算処理登録画面である。 図５の操作をフローチャートで表したものである。 演算によるマーク検出方法を模式的に示す図である。
　以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
　図１は、本発明の実施例に係わる異物検査装置の概略構成を示す図である。本実施例の異物検査装置は、異物検出系の照明手段１０，異物検出系の検出手段２０（結像手段２０ａ，受光手段２０ｂ），Ｘスケール３０，Ｙスケール４０，表面高さ位置検出系の照明部５０，表面高さ位置検出系の検出器６０（２個１組：６０ａ，６０ｂ），処理装置１００，ステージＺの制御装置２００、及び、画像表示装置３００，アライメント測定装置４００から構成されている。
　表面にチップ２が形成されたウエハ１は、図示しないウエハテーブル（ステージＺ）上に搬送された際、まずアライメント測定装置４００でＸ方向，Ｙ方向のオフセット、及び角度θ補正がなされる。
　照明手段１０は、検査光として所定の波長のレーザー光を発生し、その光ビームを被検査物であるウエハ１の表面へ照射する。ステージＺがＹ方向及びＸ方向へ移動することによって、レーザー装置１０から照射された光ビームがウエハ１の表面を走査する。
　つまり、ステージＺを縦横の水平方向に移動させてウエハ１の表面全体に検査光の走査を行うことができる。
　受光手段２０ｂは、例えばＴＤＩ（Time Delay and Integration）センサ，ＣＣＤセンサ，光電子増倍管（フォトマルチプライヤ）等からなり、ウエハ１の表面で発生した散乱光を受光して、その強度を電気信号に変換し、画像信号として処理装置１００へ出力する。
　Ｘスケール３０及びＹスケール４０は、例えばレーザースケール等からなり、ウエハ１のＸ方向位置及びＹ方向位置をそれぞれ検出して、その位置情報を処理装置１００へ出力する。
　処理装置１００は、Ａ／Ｄ変換器１１０，異物検出画像処理部１２０，異物判定部１３０，座標管理部１４０、及び検査結果記憶部１５０から構成されている。
　Ａ／Ｄ変換器１１０は、受光手段２０ｂから入力したアナログ信号の画像信号を、ディジタル信号の画像信号に変換して出力する。
　異物検出画像処理部１２０は、例えば遅延回路と差分検出回路とを含んで構成される。遅延回路は、Ａ／Ｄ変換器１１０から画像信号を入力して遅延することにより、検査光の走査で現在光ビームが照射されているチップの１つ前の既に光ビームの照射が終了したチップの画像信号を出力する。
　異物判定部１３０は、判定回路１３１及び係数テーブル１３２，１３３を含んで構成されている。係数テーブル１３２，１３３には、しきい値を変更するための係数が座標情報と対応付けて格納されている。
　係数テーブル１３２，１３３は、後述する座標管理部１４０からの座標情報を入力して、その座標情報に対応付けて格納されている係数を、判定回路１３１へ出力する。
　判定回路１３１には、異物検出画像処理部１２０から隣接するチップ相互の画像信号の差分が入力され、係数テーブル１３２，１３３からしきい値を変更するための係数が入力される。
　判定回路１３１は、予め定められた値に係数テーブル１３２，１３３から入力した係数を掛け算して、しきい値を作成する。
　そして、画像信号の差分としきい値とを比較し、差分がしきい値以上である場合に異物と判定して、検査結果を検査結果記憶部１５０へ出力する。
　判定回路１３１はまた、判定に用いたしきい値の情報を検査結果記憶部１５０へ出力する。
　座標管理部１４０は、Ｘスケール３０及びＹスケール４０から入力したウエハ１の位置情報に基づき、ウエハ１上の現在光ビームが照射されている位置のＸ座標及びＹ座標を検出して、その座標情報を出力する。
　検査結果記憶部１５０は、異物判定部１３０から入力した検査結果と、座標管理部１４０から入力した座標情報とを対応付けて記憶する。
　検査結果記憶部１５０は、また、異物判定部１３０から入力したしきい値の情報を、検査結果又は座標情報と対応付けて記憶する。
　異物検出系の照明手段１０は、被検査物に検査光を照射する。
　異物検出系の検出手段２０は、被検査物の表面から反射または散乱する光を受光して光強度を検出する。
　表面高さ位置検出系の照明部５０は、被検査物に表面高さ位置検出の検出光を照射する。
　表面高さ位置検出系の検出器６０（２個１組：６０ａ，６０ｂ）を、被検査物の表面高さ位置を検出する。表面高さ位置検出手段は、被検査物の上下方向に検出中心位置を異にする二つの検出器を有する。
　異物判定部１３０を、光強度検出手段が検出した光強度データより被検査物の表面に存在する異物の有無を検査ないし判定する異物判定手段という。
　ステージＺ制御装置２００は、ステージを上下動させて被検査物の上下位置を可変する上下位置可変手段を制御する。
　図２に検査を行う際のフローを示す。２０３～２１６がアライメント動作である。
　それでは、本実施例におけるアライメント測定装置４００について説明する。
　ウエハ１に照射される照明光をプリズム４０７を用いて波長帯域で分解し、波長域ごとに取り込まれた画像の差を出力するように構成されたアライメント測定装置４００について、図３を用いて説明を行う。アライメント測定装置４００は光源４０１と光源４０１から放射された照明光をウエハ１の第１チップのアライメントマーク２ａ，第２チップのアライメントマーク２ｂ上に集光する照明光学系と、ウエハ１からの反射光をプリズム４０７により色分解し、撮像装置の一例である３個のＣＣＤカメラ４０８，４０９，４１０に集光する結像光学系と、３個のＣＣＤカメラ４０８，４０９，４１０で取得した画像情報を演算処理し、画像を最適化させて出力する演算処理部４１１，基準アライメント画像、及び組み合わせ、演算方法を記憶した外部記憶部４１２から構成される。
　このアライメント測定装置４００において、光源４０１から出射した照明光は投影レンズ４０２で平行光に変換され、ハーフミラー４０３で反射され第１対物レンズ４０４で集光されてウエハ１の第１チップのアライメントマーク２ａに照射される。ウエハ１で反射した反射光は対物レンズ４０４で平行光に変換された後、ハーフミラー４０３を透過して第２対物レンズ４０５および結像レンズ４０６により、プリズム４０７で波長帯域に分割された後、３個のＣＣＤカメラ４０８，４０９，４１０の撮像素子に結像されて画像情報が取得される。
　ＣＣＤカメラ４０８，４０９，４１０で得られた画像情報は演算処理部４１１に入力される。演算処理部４１１は入力された画像情報について、あらかじめ記憶させておいた画像選択，演算方法を外部記憶部４１２から読み出して、その通りに演算し、コントラストの高い画像情報を形成する。もし選択，演算方法が記憶されていない場合は、後で説明する方法で新しく登録する。画像形成後は形成された画像情報を計測画像として外部記憶部に保存しておいた基準アライメントマーク画像とのパターンマッチングを行い、アライメントマークの実座標を取得する。ウエハ１内の異なる２個のチップについてアライメントマークの座標取得を行い、計算することでＸ方向、Ｙ方向、及びθ方向の座標ズレを補正（アライメント）する。次に、異なる波長帯域の画像を取得し、演算によりコントラストを高める場合の構成について説明する。
　このように構成されたアライメント測定装置４００は、アライメントマークとその周辺部の反射率の差を利用してアライメントマークを認識し、計測を行うわけだが、ウエハ１が酸化膜，窒化膜等、表面に膜の堆積したデポ膜ウエハの場合、例えば図４に示すように、この第１チップのアライメントマーク２ａ，第２チップのアライメントマーク２ｂとその周辺部の反射率は膜厚と波長によって周期的に変化し、大小関係が逆転する。即ち、波長によって、取得画像においてアライメントマークとその周辺部の濃淡が反転する場合がある。
　この波長に依存した濃淡の変化，反転によって波長帯域の広い光ほどコントラストの低下が生じるため、照明光の波長をアライメントマークと周辺部の反射率差が大きくなる波長を選択し単一波長に近い特性を持たせることによりコントラストを高めることができるが、実際のプロセスでは膜厚は完全に均一ではないため、多少の膜厚のムラから測定できない問題が生じていた。
　そこで、本実施例は透過波長の異なる画像情報を複数取得し、アライメントマークと周辺部の濃淡が反転したものを含む２枚以上の画像について画像間で演算処理を行うことによって膜厚が多少異なっても安定してコントラストを得るようにしたものである。
　組み合わせの選択，演算方法の登録について、図５を使って説明する。あるプロセスのウエハを検査する際に、そのウエハの組み合わせを設定していない場合、もしくはユーザーが再設定を選択した場合、図５のような画面が表示される。画面上には各周波数成分での取得画像５０１が表示されており、ユーザーはその画像を見ながら、その画像情報を使わない、加算する、減算するのいずれかを画像下のチェックボックス５０２を使って選択する。選択後５０４のボタンを押下すると、５０３部に演算後の画像が表示される。もし５０３部の画像がコントラストが十分高いとユーザーが判断した場合、５０５のボタンを押下するとアライメント動作を実行し正常終了すれば、その組み合わせが外部記憶装置４１２に記憶され操作が終了する。もしユーザーが５０３部のコントラストが不十分だと感じた場合、もしくはアライメントに失敗した場合は再度５０２の選択、５０４の押下すれば、新たな組み合わせでの演算画像が５０３に表示される。以上をフローチャートで表すと図６のようになる。
　演算方法について図７を使って説明する。Ｙ座標を固定して、Ｘ方向に操作させた時、ある波長帯域ではパターン部（座標２０～４０）が周辺部に比べて明るく見える図７ａのような波形が、また別の波長帯域ではパターン部が周辺部に比べて暗く見える図７ｂのような波形が取れたとする。これらの波形のノイズの標準偏差σａ，σｂは、カメラの特性、及びそのときの輝度平均値から容易に算出できる。
　この時、図７ｂの波形に、σａ＋σｂのオフセットを加え、図７ａの波形から減算すると、図７ｃの波形を得る。つまり、周辺部のノイズを完全に除去して、パターン部だけが残るような信号が得られる。今回は簡単のために波形として説明したが、これは画像で見た時にも同様のことを行えるため、周辺部のノイズを除去した観察画像を得ることができる。
　アライメント測定装置４００を以上のような構成とすることにより、容易にコントラストの高い画像を得ることができるようになり、アライメントを安定して行えるようになる。また、画像の取得に２種類以上の波長帯域を使用しているため、膜厚の変動によってコントラストが低下するリスクを低減できる。なお、以上の実施例では組み合わせは１通りのみの登録としていたが、高いコントラストが得られそうな組み合わせが複数ある場合は、いくつか記憶させておき、一つの組み合わせでアライメントが正常に行えなかった場合は別の組み合わせで行う等するようにすることでさらにアライメントを安定化させることができる。
　以上の実施例においては光源に白色光を用い、プリズムで波長帯域に分解した場合について説明したが、光源に波長帯域の異なる２種類の光源を用いて異なる波長帯域の画像を時間分割的に取得しても良いし、光路中に複数のフィルタを用意し、切り替えることで画像取得しても良い。このとき、使用する光源もしくはフィルタは波長帯域の離れた狭いもの（例えば、光源に２個のレーザーを使用する等）、もしくは演算処理によって原理的に波長帯域を狭められるもの（例えば、互いに共通する透過波長の透過率が同じフィルタ）を使用すると、高い効果が期待できる。
　また、取り込んだ画像を微分処理し、演算すればエッジが強調して表示することが可能となる。
１　ウエハ
２　チップ
２ａ　第１チップのアライメントマーク
２ｂ　第２チップのアライメントマーク
１０　照明手段
２０　検出手段（２０ａ　結像手段，２０ｂ　受光手段）
３０　Ｘスケール
４０　Ｙスケール
５０　表面高さ位置検出系の照明部
６０（２個１組：６０ａ，６０ｂ）　表面高さ位置検出系の検出器
１００　処理装置
１１０　Ａ／Ｄ変換器
１２０　異物検出画像処理部
１２１　画像比較回路
１２２　しきい値演算回路
１２３　しきい値格納回路
１３０　異物判定部
１３１　判定回路
１３２，１３３　係数テーブル
１４０　座標管理部
１５０　検査結果記憶部
２００　ステージＺ制御装置
３００　画像表示装置
４００　アライメント測定装置
４０１　光源
４０７　プリズム
４０８，４０９，４１０　ＣＣＤカメラ
４１１　演算処理部
４１２　外部記憶部
５０１　取得画像
５０２　チェックボックス
５０３　演算結果画像
５０４　画像表示ボタン
５０５　保存，実行ボタン

Claims (4)

  1. 　検査装置において、
    　アライメント測定装置を有し、
    　前記アライメント装置は、
    　物体に光を照射する光源と、
    　前記物体からの光を結像する結像光学系と、
    　前記結像光学系により結像された像を取り込む撮像装置と、
    　前記撮像装置により取り込んだ画像を処理する画像処理部とを有し、
    　前記画像処理部は、少なくとも２つの異なる波長帯域の前記光を前記撮像装置で検出して取得した複数の画像を演算することによりコントラストを高める検査装置。
  2. 　請求項１に記載の検査装置において、
    　前記光源として少なくとも２つの異なる波長帯域の光を出射する光源を有し、前記波長帯域に対応する光を検出する検査装置。
  3. 　検査方法において、
    　光を物体に照射し、
    　前記物体の画像を取り込み、
    　複数の前記画像を互いに演算することによりコントラストを高める検査方法。
  4. 　請求項３に記載の検査方法において、
    　前記光は少なくとも２つの異なる波長帯域の光である検査方法。
PCT/JP2010/005449 2009-09-29 2010-09-06 検査装置及び検査方法 Ceased WO2011039946A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/391,323 US20120176493A1 (en) 2009-09-29 2010-09-06 Inspection apparatus and inspection method

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009-223603 2009-09-29
JP2009223603A JP2011075280A (ja) 2009-09-29 2009-09-29 検査装置及び検査方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011039946A1 true WO2011039946A1 (ja) 2011-04-07

Family

ID=43825799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/005449 Ceased WO2011039946A1 (ja) 2009-09-29 2010-09-06 検査装置及び検査方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120176493A1 (ja)
JP (1) JP2011075280A (ja)
WO (1) WO2011039946A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020079770A1 (ja) * 2018-10-17 2020-04-23 株式会社日立ハイテク アライメント装置、検査装置及びアライメント方法
CN112710237B (zh) * 2021-01-29 2023-01-13 深圳中科飞测科技股份有限公司 对准系统及对准方法
US12056867B2 (en) * 2021-06-17 2024-08-06 Kla Corporation Image contrast metrics for deriving and improving imaging conditions

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006091623A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Seiko Epson Corp アライメント用照明装置、アライメント用照明方法、および、電気光学装置の製造方法
JP2006269624A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 光学式外観検査装置のアライメント高速化法、これを用いたパターン検査装置
JP2009115613A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Hitachi High-Tech Control Systems Corp 異物検査装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0513297A (ja) * 1991-07-09 1993-01-22 Nikon Corp 位置合わせ装置
JPH11133621A (ja) * 1997-10-29 1999-05-21 Canon Inc 投影露光装置及びそれを用いたデバイスの製造方法
JP3544892B2 (ja) * 1999-05-12 2004-07-21 株式会社東京精密 外観検査方法及び装置
JP2001141657A (ja) * 1999-10-29 2001-05-25 Internatl Business Mach Corp <Ibm> マクロ検査用照明装置、マクロ検査装置及び該方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006091623A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Seiko Epson Corp アライメント用照明装置、アライメント用照明方法、および、電気光学装置の製造方法
JP2006269624A (ja) * 2005-03-23 2006-10-05 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 光学式外観検査装置のアライメント高速化法、これを用いたパターン検査装置
JP2009115613A (ja) * 2007-11-06 2009-05-28 Hitachi High-Tech Control Systems Corp 異物検査装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011075280A (ja) 2011-04-14
US20120176493A1 (en) 2012-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5132982B2 (ja) パターン欠陥検査装置および方法
US10706527B2 (en) Correction method, correction apparatus, and inspection apparatus
JP6515013B2 (ja) 検査装置および検査方法
US20130063721A1 (en) Pattern inspection apparatus and method
JP2008244197A (ja) 検査装置及び検査方法
WO2011132766A1 (ja) レビュー方法、およびレビュー装置
JP2022161475A (ja) 欠陥検出装置、欠陥検出方法、画像処理装置及び画像処理プログラム
JP4851960B2 (ja) 異物検査方法、および異物検査装置
US20060221332A1 (en) Inspecting apparatus, image pickup apparatus, and inspecting method
US8699783B2 (en) Mask defect inspection method and defect inspection apparatus
WO2011039946A1 (ja) 検査装置及び検査方法
JP7136064B2 (ja) 被検査体の表面検査装置および被検査体の表面検査方法
KR20190044107A (ko) 하전 입자빔 장치 및 광학식 검사 장치
JP2020161778A (ja) 検査装置及び検査方法
JP4327485B2 (ja) 欠陥検査装置
JP7731951B2 (ja) 画像処理装置、検査装置、画像処理方法及び検査方法
JP2009192358A (ja) 欠陥検査装置
JP5391172B2 (ja) 異物検査装置及びアライメント調整方法
JP5413226B2 (ja) 光源設定値調整方法、検査方法および検査装置
JP2009058382A (ja) 多重スキャンによる画像取得方法、画像取得装置および試料検査装置
JP2013224948A (ja) 検査装置、及びアライメント装置
JP2011185715A (ja) 検査装置及び検査方法
JP7494672B2 (ja) フォトマスクブランクス、フォトマスクブランクスの製造方法、学習方法およびフォトマスクブランクスの検査方法
JP2004117290A (ja) 周期性パターンの検査方法及び装置
JP2012068321A (ja) マスク欠陥検査装置およびマスク欠陥検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10820072

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13391323

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10820072

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1