JP2008233723A - パターン検査装置、パターン検査方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【構成】本発明の一態様のパターン検査装置100は、パターン形成されたフォトマスク101の光学画像中の複数の画素情報を同時期に検出する複数のフォトダイオードを有するラインセンサ105と、同時期に検出された複数の画素情報の各画素情報から複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう偽像補正部340と、補正された各画素情報と所定の参照画素情報とを比較する比較部360と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図8
Description
パターン形成された被検査試料の光学画像中の複数の画素情報を同時期に検出する複数の画素検出部を有するセンサと、
同時期に検出された前記複数の画素情報の各画素情報から前記複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう補正部と、
補正された各画素情報と所定の参照画素情報とを比較する比較部と、
を備えたことを特徴とする。
複数の画素検出部を有するセンサを用いて、パターン形成された被検査試料の光学画像中の複数の画素情報を同時期に検出する検出工程と、
同時期に検出された前記複数の画素情報の各画素情報から前記複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう補正工程と、
補正された各画素情報と所定の参照画素情報とを比較し、比較結果を出力する比較工程と、
を備えたことを特徴とする。
複数の画素検出部を有するセンサを用いて同時期に検出された、パターン形成された被検査試料の光学画像中の複数の画素情報を第1の記憶装置に記憶する第1の記憶処理と、
所定の参照画素情報を第2の記憶装置に記憶する第2の記憶処理と、
前記第1の記憶装置から同時期に検出された前記複数の画素情報を読み出し、前記複数の画素情報の各画素情報から前記複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう補正処理と、
前記第2の記憶装置から所定の参照画素情報を読み出し、補正された各画素情報と前記所定の参照画素情報とを比較し、比較結果を出力する比較処理と、
を備えたことを特徴とする。
図1は、実施の形態1におけるパターン検査装置の構成を示す概念図である。
図1において、パターンが形成されたマスクやウェハ等の基板を試料として、かかる試料の欠陥を検査するパターン検査装置100は、光学画像取得部150と制御系回路160を備えている。光学画像取得部150は、XYθテーブル102、光源103、拡大光学系104、ラインセンサ105、センサ回路106、レーザ測長システム122、オートローダ130、照明光学系170を備えている。制御系回路160では、コンピュータとなる制御計算機110が、データ伝送路となるバス120を介して、位置回路107、比較回路108、展開回路111、参照回路112、オートローダ制御回路113、テーブル制御回路114、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置109、磁気テープ装置115、フレシキブルディスク装置(FD)116、CRT117、パターンモニタ118、プリンタ119に接続されている。また、XYθテーブル102は、X軸モータ、Y軸モータ、θ軸モータにより駆動される。フォトマスク101のパターン形成時に用いた設計データの情報は、磁気ディスク装置109に格納される。また、ここでは、ラインセンサ105は、例えば、フォトダイオードアレイを用いて2画素以上を同時期に検出することができるように構成されている。例えば、2画素以上で構成されるラインセンサを2段以上用いた時間遅延積分センサ(TDIセンサ:タイムディレイインテグレーションセンサ)を用いると好適である。ここでは、例えば、1ラインが2048画素のTDIセンサを用いる。図1では、本実施の形態1を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。パターン検査装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
図2において、パターン検査方法は、補正係数取得工程(S102)、光学画像取得工程(S104)と、参照画像作成工程(S106)と、入力&記憶工程(S108)と、偽像成分補正工程(S110)と、比較工程(S112)という一連の工程を実施する。補正係数取得工程(S102)は、実際のパターン検査の事前に実施しておく。
被検査領域は、図3に示すように、Y方向に向かって、スキャン幅Wの短冊状の複数の検査ストライプに仮想的に分割され、更にその分割された各検査ストライプが連続的に走査されるようにXYθテーブル102の動作が制御され、X方向に移動しながら光学画像が取得される。ラインセンサ105では、図3に示されるようなスキャン幅Wの画像を連続的に入力する。そして、第1の検査ストライプにおける画像を取得した後、第2の検査ストライプにおける画像を今度は逆方向に移動しながら同様にスキャン幅Wの画像を連続的に入力する。そして、第3の検査ストライプにおける画像を取得する場合には、第2の検査ストライプにおける画像を取得する方向とは逆方向、すなわち、第1の検査ストライプにおける画像を取得した方向に移動しながら画像を取得する。このように、連続的に画像を取得していくことで、無駄な処理時間を短縮することができる。例えば、ラインセンサ105に2048画素分のフォトダイオードが配置されているものを用いると、スキャン幅Wは2048画素となる。
図4において、展開回路111は、階層構造展開回路202、調停回路204、パターン発生回路206、パターンメモリ208、パターン読み出し回路210を有している。そして、パターン発生回路206とパターンメモリ208とで1つの組となって、複数段配置されている。
図5は、フィルタ処理を説明するための概念図である。
センサ回路106から得られた光学画像としての測定データは、拡大光学系104の解像特性やラインセンサ105のアパーチャ効果等によってフィルタが作用した状態、言い換えれば連続変化するアナログ状態にあるため、画像強度(濃淡値)がデジタル値の設計側のイメージデータである設計画像データにもフィルタ処理を施すことにより、測定データに合わせることができる。このようにして測定データ(光学画像)と比較する参照データ(参照画像)を作成する。そして、作成された参照データは、比較回路108に出力される。
まず、図6に示すような、例えば、透明なマスクブランクスの一部の領域を残して残りの領域にクロム(Cr)等を材料とする遮光膜を形成したサンプル基板221を用意する。サンプル基板221には、透過率の低い部分10と所定の幅の透過率の高い部分12とが形成されている。透過率を256階調で表わした場合に、透過率の低い部分10としては、例えば、30階調以下の部分が望ましい。また、透過率の高い部分12としては、例えば、100階調以上の部分が望ましい。このようなパターンをラインセンサ105で撮像するとl番目のフォトダイオードが検出する透過率の高い画素Aの信号aの影響を受けて、画素Aからある距離だけ離れたn番目のフォトダイオードが検出する本来透過率が低いはずの画素Bの信号bが大きな値となってしまう場合がある。すなわち、部分14に位置する画素Bで偽像が生じていることになる。そこで、画素Bの信号bから画素Bと十分離れたp番目のフォトダイオードが検出する画素Cの信号cを引いた差Δ=b−cの絶対値を画素A,B間のクロストークによる成分とする。そして、F_AB=Δ/aをAからBに影響するクロストークの補正係数N(n,l)とする。例えば、画素Cとして画素Bから192画素より離れた画素を用いると好適である。この位離れることで透過率の高い画素Aの信号aの影響を排除することができる。そのため、画素Cの信号cは、本来の透過率が低い場合の値とすることができる。言い換えれば、n番目のフォトダイオードは、l番目のフォトダイオードから例えば192画素分以内の位置関係となる。同様に、その他の位置で検出されるその他の画素についても画素Aの信号aの影響を受けたクロストークの補正係数を演算しておく。さらに、サンプル基板221の位置とラインセンサ105の位置を相対的にずらして、透過率の低い部分10の位置がl番目のフォトダイオード以外のその他の位置になるようにする。例えば、1番目のフォトダイオードの位置とする。そして、同様に、この透過率の低い部分10に位置する画素の信号によるクロストークの補正係数を求める。このようにして、ラインセンサ105上の各フォトダイオードが検出する画素の信号が、その他のフォトダイオードが検出する画素の信号によって影響を受ける補正係数N(n,k)を順次求めておく。補正係数N(n,k)は、例えば、0〜0.01程度となる。ここで、k,l,n,pは、1≦k,l,n,p≦2048であることは言うまでもない。また、補正係数N(n,k)は、上述した方法に限るものではなく、次のような手法で求めても好適である。
まず、図7(a)に示すような、例えば、透明なマスクブランクスの全面領域にクロム(Cr)等を材料とする遮光膜を形成したサンプル基板222を用意する。そして、図7(b)に示すような例えば、透明なマスクブランクスの一部の領域を残して残りの領域にクロム(Cr)等を材料とする遮光膜を形成した図7と同様なサンプル基板221を用意する。サンプル基板221には、透過率の低い部分10と所定の幅の透過率の高い部分12とが形成されている。図7(b)に示すサンプル基板221のパターンをラインセンサ105で撮像すると、上述したようにl番目のフォトダイオードが検出する透過率の高い画素Aの信号aの影響を受けて、画素Aからある距離だけ離れたn番目のフォトダイオードが検出する本来透過率が低いはずの画素Bwの信号bwが大きな値となってしまう場合がある。すなわち、部分14に位置する画素Bwで偽像が生じていることになる。他方、図7(a)に示すサンプル基板222のパターンをラインセンサ105で撮像すると、l番目のフォトダイオードが検出する位置は透過率の低い位置なので画素Aの信号aによって、画素Aからある距離だけ離れたn番目のフォトダイオードが検出する画素Bbの信号bbは、本来の透過率が低い場合の信号となる。そこで、画素Bbの信号bbと画素Bwの信号bwの出力との差Δ=bw−bbの絶対値を用いても同様に、画素A,B間のクロストークの補正係数を求めることができる。同様に、ラインセンサ105上の各フォトダイオードが検出する画素nの信号が、その他のフォトダイオードが検出する画素kの信号によって影響を受ける補正係数N(n,k)を順次求めておく。
サンプル基板221は、XYθ各軸のモータによって水平方向及び回転方向に移動可能に設けられたXYθテーブル102上に載置され、サンプル基板221に形成されたパターンには、XYθテーブル102の上方に配置されている適切な光源103によって光が照射される。光源103から照射される光束は、照明光学系170を介してサンプル基板221を照射する。サンプル基板221の下方には、拡大光学系104、ラインセンサ105及びセンサ回路106が配置されており、サンプル基板221を透過した光は拡大光学系104を介して、ラインセンサ105に光学像として結像し、入射する。拡大光学系104は図示しない自動焦点機構により自動的に焦点調整がなされていてもよい。そして、ラインセンサ105上に結像されたパターンの像は、各フォトダイオードによって光電変換され、更にセンサ回路106によってA/D(アナログデジタル)変換される。このようにして各画素の信号を得ることができる。サンプル基板222を用いる場合も同様である。各補正係数N(n,k)は、制御計算機110によって演算されても良いし、その他の演算回路等で求めても構わない。そして、得られた各補正係数N(n,k)は、磁気ディスク装置109に格納しておく。
図8において、比較回路108は、参照データメモリ302、測定データメモリ304、演算データメモリ330、偽像補正部340、位置合わせ部350、及び比較部360を有している。偽像補正部340は、乗算部342、総和演算部344、及び加算部346を有している。また、比較回路108内で演算されたデータ等は、随時、演算データメモリ330に格納される。また、参照データメモリ302は、参照回路112から入力される参照データを格納する。測定データメモリ304は、光学画像取得部150から入力される測定データを格納する。そして、磁気ディスク装置109には、後述する補正係数が格納されている。
図9では、ラインセンサ105で同時期に検出した複数の画素信号における第n番目のフォトダイオードで検出される画素nの画素信号を補正する場合を示している。画素nの画素信号は、その他の画素(画素nを除く1〜2048番目の画素)の画素信号によって、クロストークの影響を受けている可能性がある。そこで、まず、乗算部342は、その他の各画素によって画素nの信号がクロストークの影響を受けた場合の各補正係数N(n,k)をその他の各画素kの信号の画素値に乗算する。すなわち、δk=F×kを計算することにより,画素nに対する画素kからのクロストークによる偽像成分が求まる。そして、総和演算部344は、得られた各値の総和を演算する。すなわち、Σδkを演算する。k=1〜n−1及びn+1〜2048である。この総和が、その他の各画素によって画素nの信号がクロストークの影響を受けた場合の補正量となる。すなわち、補正量は、ラインセンサ105を用いてフォトマスク101の光学画像を検出した際に得られる複数の画素信号の交信により生じる偽像成分を補正する値となる。そして、加算部346が、画素nの信号の画素値から総和値を減ずる演算を行なう。すなわち、画素nの信号n−Σδkを演算する。以上のようにして、画素nの画素信号が、その他の画素の画素信号から受けるクロストークの影響を排除することができる。すなわち、偽像成分を補正することができる。同様にして、n=1〜2048まで各画素の画素信号を補正する。以上のように画素信号の値が補正された各画素情報を使って、参照データの対応する画素信号と比較することになる。
実施の形態1では、補正係数を求める際に、1ライン全ての画素について補正係数を求めたが、これに限るものではない。実施の形態2では、1ラインを複数のグループに分けてグループ単位で補正係数を算出し,グループ間のクロストークによる偽像を補正する場合について説明する。実施の形態2における装置構成は、図1,8と同様である。また、パターン検査方法の要部工程も図2と同様である。
図10では、ラインセンサ105における第1番目のフォトダイオードから第2048番目のフォトダイオードを例えば32画素分ずつグループ化する。そして、図10では、各グループをタップa〜タップzとして示している。但し、分割するため際のフォトダイオード数は、これに限るものではない。少なくとも1つのフォトダイオードで構成される複数のグループに分割されればよい。
実施の形態1,2では、補正係数を用いて補正量を演算したが、これに限るものではない。実施の形態3では、対応テーブルを用いる場合について説明する。
図11では、偽像補正部340の代わりに偽像補正部341を備えている。そして、偽像補正部341は、補正値取得部343、総和演算部344、及び加算部346を有している。その他の構成は、図8と同様である。また、装置全体の構成も図1と同様である。磁気ディスク装置109には、補正係数の代わりに補正テーブルが格納されている。
補正テーブル20には、画素値と補正値とが対応させて格納されている。例えば、画素値が「0」の場合、補正値が「0」となり、画素値が「100」の場合、補正値が「1」となり、画素値が「200」の場合、補正値が「2」となり、画素値が「255」の場合、補正値が「2.5」となる。
実施の形態1,2では、検査の準備段階で設定した補正係数を用いて補正量を演算したが、これに限るものではない。実施の形態4では、フォトマスク101の検査中に補正係数を更新する構成について説明する。
図13では、偽像補正部340内にさらに係数演算部368を追加した点以外は、図8と同様である。また、装置全体の構成も図1と同様である。
図14において、パターン検査方法は、さらに、補正係数演算工程(S105)を追加した点以外は、図2と同様である。
以上説明した各実施の形態においては、透過光を利用した検査装置を説明したが、これに限るものではない。
図15は、実施の形態5における反射光を用いたパターン検査装置の構成を示す概念図である。
図15において、光源103と照明光学系170が、拡大光学系104やラインセンサ105側に設けられている点以外は、図1と同様である。図15に示すような反射光を用いたパターン検査装置140であっても同様に用いることができる。或いは、透過光と反射光を同時に用いる装置であってもよい。
20 補正テーブル
100,140 パターン検査装置
101 フォトマスク
102 XYθテーブル
103 光源
104 拡大光学系
105 ラインセンサ
106 センサ回路
107 位置回路
108 比較回路
109 磁気ディスク装置
110 制御計算機
111 展開回路
112 参照回路
113 オートローダ制御回路
114 テーブル制御回路
115 磁気テープ装置
116 FD
117 CRT
118 パターンモニタ
119 プリンタ
120 バス
122 レーザ測長システム
130 オートローダ
150 光学画像取得部
160 制御系回路
170 照明光学系
221,222 サンプル基板
302 参照データメモリ
304 測定データメモリ
330 演算データメモリ
340,341 偽像補正部
342 乗算部
343 補正値取得部
344 総和演算部
346 加算部
368 係数演算部
350 位置合わせ部
360 比較部
Claims (10)
- パターン形成された被検査試料の光学画像中の複数の画素情報を同時期に検出する複数の画素検出部を有するセンサと、
同時期に検出された前記複数の画素情報の各画素情報から前記複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう補正部と、
補正された各画素情報と所定の参照画素情報とを比較する比較部と、
を備えたことを特徴とするパターン検査装置。 - 前記補正部は、前記補正量として、前記その他の画素情報と前記その他の画素情報を検出する画素検出部に予め設定される係数との積の総和を演算することを特徴とする請求項1記載のパターン検査装置。
- 前記パターン検査装置は、画素値と所定の値との対応テーブルをさらに備え、
前記補正部は、前記補正量として、前記対応テーブルに基づいて得られる前記その他の画素情報の画素値に対応する所定の値の総和を演算することを特徴とする請求項1記載のパターン検査装置。 - 前記補正量は、前記センサを用いて前記被検査試料の光学画像を検出した際に得られる複数の画素情報の交信により生じる偽像成分を補正する値であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のパターン検査装置。
- 前記複数の画素検出部は、少なくとも1つの画素検出部で構成される複数のグループに分割され、
前記その他の画素情報として、各グループ内で検出される少なくとも1つの画素情報に基づく値がグループ毎に代表して用いられ、
前記係数として、グループ毎に設定される値が用いられることを特徴とする請求項2記載のパターン検査装置。 - 前記被検査試料の検査面は、短冊状の複数の検査領域に仮想分割され、検査領域毎に順に検査が行われ、
前記補正部は、事前に検査された検査領域で検出された画素情報に基づいて前記係数を演算し、更新することを特徴とする請求項2記載のパターン検査装置。 - 前記検査は、前記複数の検査領域を順方向と逆方向とに走査しながら行われ、
前記係数は、事前に検査された検査領域のうち、同方向に走査される検査領域で検出された画素情報に基づいて演算されることを特徴とする請求項6記載のパターン検査装置。 - 前記比較部により比較された結果、欠陥候補となる画素数が所定の閾値を超えた場合に、
前記補正部は、前記係数を演算することを特徴とする請求項6又は7記載のパターン検査装置。 - 複数の画素検出部を有するセンサを用いて、パターン形成された被検査試料の光学画像中の複数の画素情報を同時期に検出する検出工程と、
同時期に検出された前記複数の画素情報の各画素情報から前記複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう補正工程と、
補正された各画素情報と所定の参照画素情報とを比較し、比較結果を出力する比較工程と、
を備えたことを特徴とするパターン検査方法。 - 複数の画素検出部を有するセンサを用いて同時期に検出された、パターン形成された被検査試料の光学画像中の複数の画素情報を第1の記憶装置に記憶する第1の記憶処理と、
所定の参照画素情報を第2の記憶装置に記憶する第2の記憶処理と、
前記第1の記憶装置から同時期に検出された前記複数の画素情報を読み出し、前記複数の画素情報の各画素情報から前記複数の画素情報のその他の画素情報に基づく補正量を減ずる補正を行なう補正処理と、
前記第2の記憶装置から所定の参照画素情報を読み出し、補正された各画素情報と前記所定の参照画素情報とを比較し、比較結果を出力する比較処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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