JP3652912B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハー、露光用マスク等の検査部品の欠陥(異物付着またはパターン欠陥等)の有無、種類等を検査する部品検査装置に関する。
前記部品検査装置により検査した検査部品の欠陥の有無は、前記検査部品を特定する情報とともに、前記欠陥情報を蓄積管理することにより、その後で検査する部品の欠陥の種類判別作業等に利用することができる。
なお、本明細書において、単に「欠陥」と記載した場合の「欠陥」は、原則として検査部品の品質を低下させる異物付着、パターン欠陥等のあらゆる欠陥を含む意味で使用される。
また、「異物」と「欠陥」を対で使用する場合の「異物」および「欠陥」は、それぞれ「異物付着による欠陥」および「異物付着以外の欠陥」の意味で使用される。また、本明細書において「パターン欠陥」は検査部品上に形成されたパターンの欠陥を意味し、異物の付着等の欠陥を含まない意味で使用される。
【0002】
【従来の技術】
従来の欠陥検査装置として次の技術(J01)が知られている。
(J01)特開平10−135288号公報記載の技術
この公報には、次の予備検査と詳細検査を行う技術が記載されている。
(1)予備検査
被検査ウエハ表面を、市販の光学式の部品検査装置を用いて予備検査し、検出結果を予備検査情報ファイルに記憶する。
前記予備検査情報ファイルには、製品番号、ロット、被検査ウエハID、工程、製造装置、日付、等の他に、異物や欠陥の個数、被検査ウエハ上の位置、およびサイズなどが記憶される。
前記予備検査情報ファイルに記憶された予備検査情報は、例えば、図27に示すように表示可能である。
図27は予備検査情報の表示例を示す図であり、図27Aは被検査ウエハである被検査ウエハの外形および被検査ウエハ上の異物位置または欠陥位置を示す図、図27Bは異物番号または欠陥番号♯0,♯1,…とその位置、大きさ等の情報を表形式で示す図である。
【0003】
(2)詳細検査
前記予備検査情報により、被検査ウエハの製造工程の欠陥発生状況や傾向を把握することが可能である。前記異物情報ファイルや欠陥情報ファイル等の予備検査情報ファイルに記憶された前記欠陥番号♯0,♯1,…とその位置、大きさ等の情報は、詳細検査を行う際に利用される。
すなわち、前記予備検査情報を参考にして、レビュー装置(詳細検査を行う詳細検査装置)によりレビュー(詳細検査)を行い欠陥の種類を判別して記憶する。
前記レビュー装置としては走査型電子顕微鏡を用いたレビューSEM(Scan Electoron Manuscript、走査電子顕微鏡)が使用される。
なお、本明細書において、「検査対象物の詳細検査を行って、欠陥(異物を含む)の具体的位置、形状、分布状況等を知り、欠陥の発生原因を解明する」ことを「レビュー(Review)する」ということにする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記予備検査において光学式の部品検査装置を使用する場合、予備検査にかかる時間は短いが、予備検査における欠陥検出精度が低いという問題点がある。
前記予備検査における欠陥検出精度を高くするために、SEM(走査型電子顕微鏡)を使用することが考えられる。すなわち、前記SEMにより被検査ウエハ表面の異物や成膜パターン異常を高倍率で予備検査する際、被検査ウエハをX軸方向、Y軸方向に直進移動させることにより、被検査ウエハ表面を順次電子ビーム照射位置に移動させては停止させ、停止状態で撮像した被検査ウエハのSEM画像により予備検査する方法が考えられる。また、被検査ウエハを回転移動させて、被検査ウエハ表面を走査して予備検査する方法も考えられる。
【0005】
しかしながら従来、前記SEMによる被検査ウエハの予備検査は、被検査ウエハ表面を走査するのに必要な時間が長いために実用化されていない。
また、前記予備検査において光学式の部品検査装置を使用し、詳細検査でSEMを使用すると、予備検査および詳細検査における被検査ウエハのXY座標位置がずれるため、座標位置の補正を行わなければならないという問題点もある。
また、従来のSEMを使用した詳細検査も検査(走査)に要する時間が長いという問題点があった。
本発明は、前述の事情に鑑み、下記の記載内容(O01)を課題とする。
(O01)SEM(走査型電子顕微鏡)を使用して被検査ウエハの検査を行う際の検査に要する時間を短縮すること。
【0006】
【課題を解決するための手段】
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の説明において本発明の構成要素の後に付記したカッコ内の符号は、本発明の構成要素に対応する後述の実施例の構成要素の符号である。なお、本発明を後述の実施例の構成要素の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【0007】
(第1発明)
前記課題を解決するために、第1発明の欠陥検査装置は、下記の要件を備えたことを特徴とする、
(A01)試料ステージ(U3)を収容する真空試料室(A)を形成する外壁(1)、
(A02)水平なXY平面内で互いに垂直なX軸およびY軸方向に移動可能なXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を有するXYテーブル(STx+STy)と、前記XYテーブル(STx+STy)上に支持され且つ鉛直な回転軸周りに回転可能な回転テーブル(STr)と、前記回転テーブル(STr)上に被検査用の試料(W)を保持する試料保持装置(26〜37,M6,MD6,LS3,LS4)と、前記XYテーブル(STx+STy)のXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を前記X軸およびY軸方向に移動させるXテーブル駆動装置(Dx+Mx)およびYテーブル駆動装置(Dy+My)を有するXYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)と、前記回転テーブル(STr)を回転駆動する回転テーブル駆動装置(MD4+M4)とを有する前記試料ステージ(U3)、
(A03)前記外壁(1)の上部を形成する上壁部(2)に装着された予備検査鏡筒(56)と、前記予備検査鏡筒(56)の上部に配置され且つ下方に電子ビームを出射する電子銃(F1+F2)と、前記電子銃(F1+F2)の下方に配置されて前記電子銃(F1+F2)から出射される電子ビームを前記被検査ウエハ(W)表面に収束させるビーム縮小レンズ系(F3+F8)と、前記電子ビームをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ偏向させるX偏向器(F6)およびY偏向器(F7)と、前記被検査ウエハ(W)表面から放出される放出線を検出する放出線検出装置(54)とを有する走査型電子顕微鏡(SEM1)、
(A04)前記X偏向器(F6)を駆動するX偏向器駆動回路(E6)、および前記Y偏向器(F7)を駆動するY偏向器駆動回路(E7)を有する偏向器駆動回路(E6+E7)、
(A05)前記被検査ウエハ(W)表面上の前記電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路(E6+E7)の作動を制御するビーム偏向制御手段(C1a)、
(A06)前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ(W)表面部分であるビーム照射部分を前記走査幅方向に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)または回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御するテーブル制御手段(C1B)、
(A07)前記被検査ウエハ(W)表面の中心位置(W0)を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域(RB)の範囲を記憶するXY直進走査領域記憶手段(C1M1)、
(A08)前記被検査ウエハ(W)表面の中心を中心とし且つ前記矩形領域の内側に設定された内側設定円(W2)および外側に設定された外側設定円(W1)の間に形成される回転走査領域(RA)の範囲を記憶する回転走査領域記憶手段(C1M2)、
(A09)前記被検査ウエハ(W)のXY直進走査領域(RB)を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)に分割し、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する直進走査用テーブル制御手段(C1M1)と、前記被検査ウエハ(W)の回転走査領域(RA)を前記所定の走査幅を有する複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)に分割し、前記複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)を前記電子ビームが順次走査するように前記回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する回転走査用テーブル制御手段(C1B2)とを有する前記テーブル制御手段(C1B)。
【0008】
前記本発明において、前記放出線検出装置(54)としては、2次電子検出装置、反射電子検出装置、オージェ電子検出装置、X線検出装置等を使用可能である。
また、前記被検査用の試料としては、被検査ウエハ、または、露光用のマスク等を使用可能である。
【0009】
(第1発明の作用)
前記構成を備えた第1発明の欠陥検査装置では、外壁(1)は、真空試料室(A)を形成する。前記真空試料室(A)は試料ステージ(U3)を収容する。
前記試料ステージ(U3)は、水平なXY平面内で互いに垂直なX軸およびY軸方向に移動可能なXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を有するXYテーブル(STx+STy)と、前記XYテーブル(STx+STy)上に支持され且つ鉛直な回転軸周りに回転可能な回転テーブル(STr)と、前記回転テーブル(STr)上に被検査用の試料(W)を保持する試料保持装置(26〜37,M6,MD6,LS3,LS4)と、XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)と、回転テーブル駆動装置(MD4+M4)とを有する。
前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)は、Xテーブル駆動装置(Dx+Mx)およびYテーブル駆動装置(Dy+My)を有し、前記XYテーブル(STx+STy)のXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を前記X軸およびY軸方向に移動させる。前記回転テーブル駆動装置(MD4+M4)は前記回転テーブル(STr)を回転駆動する。
【0010】
走査型電子顕微鏡(SEM1)は、前記外壁(1)の上部を形成する上壁部(2)に装着された予備検査鏡筒(56)を有する。前記予備検査鏡筒(56)の上部に配置された電子銃(F1+F2)は電子ビームを下方に出射する。前記電子銃(F1+F2)の下方に配置されたビーム縮小レンズ系(F3+F8)は前記電子銃(F1+F2)から出射される電子ビームを前記被検査ウエハ(W)表面に収束させる。X偏向器(F6)およびY偏向器(F7)は前記電子ビームをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ偏向させる。放出線検出装置(54)は前記被検査ウエハ(W)表面から放出される放出線を検出する。
ビーム偏向制御手段(C1a)は、前記被検査ウエハ(W)表面上の前記電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路(E6+E7)の作動を制御する。偏向器駆動回路(E6+E7)はX偏向器駆動回路(E6)およびY偏向器駆動回路(E7)を有する。X偏向器駆動回路(E6)は前記X偏向器(F6)を駆動し、Y偏向器駆動回路(E7)は前記Y偏向器(F7)を駆動する。
【0011】
テーブル制御手段(C1B)は、前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ(W)表面部分であるビーム照射部分を前記走査幅方向に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)または回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する。
XY直進走査領域記憶手段(C1M1)は、前記被検査ウエハ(W)表面の中心位置(W0)を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域(RB)の範囲を記憶する。
回転走査領域記憶手段(C1M2)は、前記被検査ウエハ(W)表面の中心を中心とし且つ前記矩形領域の内側に設定された内側設定円(W2)および外側に設定された外側設定円(W1)の間に形成される回転走査領域(RA)の範囲を記憶する。
【0012】
前記テーブル制御手段(C1B)は、直進走査用テーブル制御手段(C1M1)および回転走査用テーブル制御手段(C1B2)とを有する。前記直進走査用テーブル制御手段(C1M1)は、前記被検査ウエハ(W)のXY直進走査領域(RB)を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)に分割し、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する。前記回転走査用テーブル制御手段(C1B2)は、前記被検査ウエハ(W)の回転走査領域(RA)を前記所定の走査幅を有する複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)に分割し、前記複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)を前記電子ビームが順次走査するように前記回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する。
【0013】
(第2発明)
第2発明の欠陥検査装置は、下記の要件(B01)〜(B09)を備えたことを特徴とする
(B01)試料ステージ(U3)を収容する真空試料室(A)を形成する外壁(1)、
(B02)水平なXY平面内で互いに垂直なX軸およびY軸方向に移動可能なXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を有するXYテーブル(STx+STy)と、前記XYテーブル(STx+STy)上に支持され且つ鉛直な回転軸周りに回転可能な回転テーブル(STr)と、前記回転テーブル(STr)上に被検査用の試料(W)を保持する試料保持装置(26〜37,M6,MD6,LS3,LS4)と、前記XYテーブル(STx+STy)のXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を前記X軸およびY軸方向に移動させるXテーブル駆動装置(Dx+Mx)およびYテーブル駆動装置(Dy+My)を有するXYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)と、前記回転テーブル(STr)を回転駆動する回転テーブル駆動装置(MD4+M4)とを有する前記試料ステージ(U3)、
(B03)前記外壁(1)の上部を形成する上壁部(2)に装着された予備検査鏡筒(56)と、前記予備検査鏡筒(56)の上部に配置され且つ下方に電子ビームを出射する電子銃(F1+F2)と、前記電子銃(F1+F2)の下方に配置されて前記電子銃(F1+F2)から出射される電子ビームを前記被検査ウエハ(W)表面に収束させるビーム縮小レンズ系(F3+F8)と、前記電子ビームをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ偏向させるX偏向器(F6)およびY偏向器(F7)と、前記被検査ウエハ(W)表面から放出される放出線を検出する放出線検出装置(54)とを有する走査型電子顕微鏡(SEM1)、
(B04)前記X偏向器(F6)を駆動するX偏向器駆動回路(E6)、および前記Y偏向器(F7)を駆動するY偏向器駆動回路(E7)を有する偏向器駆動回路(E6+E7)、
(B05)前記被検査ウエハ(W)表面上の前記電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路(E6+E7)の作動を制御するビーム偏向制御手段(C1a)、
(B06)前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ(W)表面部分であるビーム照射部分を前記走査幅方向に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)または回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御するテーブル制御手段(C1B)、
(B07)前記被検査ウエハ(W)表面の中心位置(W0)を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域(RB)の範囲を記憶するXY直進走査領域記憶手段(C1M1)、
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(B09)前記被検査ウエハ(W)のXY直進走査領域(RB)を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)に分割し、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する直進走査用テーブル制御手段(C1M1)と、前記被検査ウエハ(W)の回転走査領域(RA)を前記電子ビームにより前記所定の走査幅で走査しながら前記回転テーブル(STr)が1回転する間に前記所定走査幅だけ前記一方の軸方向に沿って前記XYテーブル(STx+STy)を移動させることにより前記電子ビームが前記回転走査領域(RA)を螺旋状に走査するように、前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)および前記回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する回転走査用テーブル制御手段(C1B2)とを有する前記テーブル制御手段(C1B)。
【0014】
(第2発明の作用)
前記構成を備えた第2発明の欠陥検査装置では、外壁(1)は真空試料室(A)を形成する。前記真空試料室(A)は試料ステージ(U3)を収容する。
前記試料ステージ(U3)は、水平なXY平面内で互いに垂直なX軸およびY軸方向に移動可能なXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を有するXYテーブル(STx+STy)と、前記XYテーブル(STx+STy)上に支持され且つ鉛直な回転軸周りに回転可能な回転テーブル(STr)と、前記回転テーブル(STr)上に被検査用の試料(W)を保持する試料保持装置(26〜37,M6,MD6,LS3,LS4)と、XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)と、回転テーブル駆動装置(MD4+M4)とを有する
Xテーブル駆動装置(Dx+Mx)およびYテーブル駆動装置(Dy+My)を有するXYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)は、前記XYテーブル(STx+STy)のXテーブル(STx)およびYテーブル(STy)を前記X軸およびY軸方向に移動させる。回転テーブル駆動装置(MD4+M4)は前記回転テーブル(STr)を回転駆動する。
【0015】
走査型電子顕微鏡(SEM1)は、前記外壁(1)の上部を形成する上壁部(2)に装着された予備検査鏡筒(56)を有する。前記予備検査鏡筒(56)の上部に配置された電子銃(F1+F2)は下方に電子ビームを出射する。前記電子銃(F1+F2)の下方に配置されたビーム縮小レンズ系(F3+F8)は前記電子銃(F1+F2)から出射される電子ビームを前記被検査ウエハ(W)表面に収束させる。X偏向器(F6)およびY偏向器(F7)は前記電子ビームをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ偏向させる。放出線検出装置(54)は、前記被検査ウエハ(W)表面から放出される放出線を検出する。
ビーム偏向制御手段(C1a)は、前記被検査ウエハ(W)表面上の前記電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路(E6+E7)の作動を制御する。偏向器駆動回路(E6+E7)のX偏向器駆動回路(E6)は前記X偏向器(F6)を駆動する。Y偏向器駆動回路(E7)は前記Y偏向器(F7)を駆動する。
【0016】
テーブル制御手段(C1B)は、前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ(W)表面部分であるビーム照射部分を前記走査幅方向に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)または回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する。
XY直進走査領域記憶手段(C1M1)は、前記被検査ウエハ(W)表面の中心位置(W0)を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域(RB)の範囲を記憶する。
回転走査領域記憶手段(C1M2)は、前記被検査ウエハ(W)表面の中心を中心とし且つ前記矩形領域の内側に設定された内側設定円(W2)および外側に設定された外側設定円(W1)の間に形成される回転走査領域(RA)の範囲を記憶する。
【0017】
前記テーブル制御手段(C1B)は直進走査用テーブル制御手段(C1M1)と回転走査用テーブル制御手段(C1B2)とを有する。
前記直進走査用テーブル制御手段(C1M1)は前記被検査ウエハ(W)のXY直進走査領域(RB)を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)に分割し、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する。前記回転走査用テーブル制御手段(C1B2)は前記被検査ウエハ(W)の回転走査領域(RA)を前記電子ビームにより前記所定の走査幅で走査しながら前記回転テーブル(STr)が1回転する間に前記所定走査幅だけ前記一方の軸方向に沿って前記XYテーブル(STx+STy)を移動させることにより前記電子ビームが前記回転走査領域(RA)を螺旋状に走査するように、前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)および前記回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する。
【0018】
【実施の形態】
(第1発明の実施の形態1)
第1発明の実施の形態1は、前記第1発明の欠陥検査装置において、下記の要件(A010)を備えたことを特徴とする、
(A010)前記試料ステージ(U3)に支持された被検査ウエハ(W)表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路(E6)またはY偏向器駆動回路(E7)を制御する所定幅走査手段を有する前記ビーム偏向制御手段(C1a)。
【0019】
(第1発明の実施の形態1の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態1では、前記ビーム偏向制御手段(C1a)は、所定幅走査手段を有する。前記所定幅走査手段は、前記試料ステージ(U3)に支持された被検査ウエハ(W)表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路(E6)またはY偏向器駆動回路(E7)を制御する。
【0020】
(第1発明の実施の形態2)
第1発明の実施の形態2は、前記第1発明または第1発明の実施の形態1の陥検査装置において、下記の要件(A011),(A012)を備えたことを特徴とする、
(A011)前記被検査ウエハ(W)表面のビーム照射位置を前記走査幅のピッチで前記一方の軸方向に移動させる走査幅方向ビーム位置制御手段を有し、前記走査幅方向ビーム位置制御手段によるビーム照射位置の前記走査幅方向の移動により、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)のうちの2以上の所定数mの帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)の走査を行う前記ビーム偏向制御手段(C1a)。
(A012)前記走査幅をB、正の整数である所定数をmとした場合に前記XYテーブル(STx+STy)を前記一方の軸方向に距離mBのピッチで移動させる所定ピッチテーブル移動制御手段を有し、前記所定数mの帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)の走査を行う度に前記XYテーブル(STx+STy)が前記一方の軸方向に距離mBだけ移動するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する前記直進走査用テーブル制御手段(C1M1)。
【0021】
(第1発明の実施の形態2の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態2の欠陥検査装置では、前記ビーム偏向制御手段(C1a)は、前記被検査ウエハ(W)表面のビーム照射位置を前記走査幅のピッチで前記一方の軸方向に移動させる走査幅方向ビーム位置制御手段を有し、前記走査幅方向ビーム位置制御手段によるビーム照射位置の前記走査幅方向の移動により、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)のうちの2以上の所定数mの帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)の走査を行う。前記直進走査用テーブル制御手段(C1M1)は、前記走査幅をB、正の整数である所定数をmとした場合に前記XYテーブル(STx+STy)を前記一方の軸方向に距離mBのピッチで移動させる所定ピッチテーブル移動制御手段を有し、前記所定数mの帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)の走査を行う度に前記XYテーブル(STx+STy)が前記一方の軸方向に距離mBだけ移動するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する。
【0022】
(第1発明の実施の形態3)
第1発明の実施の形態3は、前記第1発明または第1発明の実施の形態1もしくは2の欠陥検査装置において、下記の要件(A011),(A013)を備えたことを特徴とする、
(A011)前記被検査ウエハ(W)表面のビーム照射位置を前記走査幅Bのピッチで前記一方の軸方向に移動させる走査幅方向ビーム位置制御手段によるビーム照射位置の前記走査幅方向の移動により、前記複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)のうちの2以上の所定数nのリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)の走査を行う前記ビーム偏向制御手段(C1a)、
(A013)前記走査幅をB、正の整数である所定数をnとした場合に前記XYテーブル(STx+STy)を前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動させる所定ピッチテーブル移動制御手段を有し、前記所定数nのリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)の走査を行う度に前記XYテーブル(STx+STy)が前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する前記回転走査用テーブル制御手段(C1B2)。
【0023】
(第1発明の実施の形態3の作用)
前記構成を備えた第1発明の実施の形態3では、前記ビーム偏向制御手段(C1a)は、前記被検査ウエハ(W)表面のビーム照射位置を前記走査幅Bのピッチで前記一方の軸方向に移動させる走査幅方向ビーム位置制御手段を有し、前記走査幅方向ビーム位置制御手段によるビーム照射位置の前記走査幅方向の移動により、前記複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)のうちの2以上の所定数nのリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)の走査を行う。
前記回転走査用テーブル制御手段(C1B2)は、前記走査幅をB、正の整数である所定数をnとした場合に前記XYテーブル(STx+STy)を前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動させる所定ピッチテーブル移動制御手段を有し、前記所定数nのリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)の走査を行う度に前記XYテーブル(STx+STy)が前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する。
【0024】
(第2発明の実施の形態1)
第2発明の実施の形態1は、前記第2発明の欠陥検査装置において、下記の要件(B010)を備えたことを特徴とする、
(B010)前記試料ステージ(U3)に支持された被検査ウエハ(W)表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路(E6)またはY偏向器駆動回路(E7)を制御する所定幅走査手段を有する前記ビーム偏向制御手段(C1a)。
【0025】
(第2発明の実施の形態1の作用)
前記構成を備えた第2発明の実施の形態1では、前記ビーム偏向制御手段(C1a)は所定幅走査手段を有し、前記所定幅走査手段は、前記試料ステージ(U3)に支持された被検査ウエハ(W)表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路(E6)またはY偏向器駆動回路(E7)を制御する。
このとき、前記回転走査用テーブル制御手段(C1B2)は前記回転テーブル(STr)が1回転する間に前記所定走査幅だけ前記一方の軸方向に沿って前記XYテーブル(STx+STy)を移動させる。このとき、前記電子ビームは前記被検査ウエハ(W)表面の前記回転走査領域(RA)を螺旋状に走査する。
【0026】
【実施例】
次に図面を参照しながら、本発明の欠陥検査装置の実施の形態の具体例(実施例)を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、右左方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【0027】
(実施例1)
図1は本発明の欠陥検査装置の実施例1の全体説明図である。図2は同実施例1の全体斜視図である。図3は同実施例の部分平面図である。
図1〜図3において、欠陥検査装置Uは、予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1および詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2を有している。前記予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1および詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2は真空試料室Aを形成する外壁1の上壁部2に支持されている。前記真空試料室A内には試料ステージU3が配置されており、試料ステージU3は外壁1の底壁3上に支持されている。
【0028】
試料ステージU3は、YテーブルSTyおよびXテーブルSTxを有するXYテーブル(STx+STy)と、回転テーブルSTrとを有している。前記回転テーブルSTr上には図1、図3に示す試料(ウエハ)Wが支持されている。
外壁1の右側壁部4には試料ステージ制御機構や真空ポンプ等を収容する作動部材収容室Bが配置されている。前記作動部材収容室Bの右側には欠陥検査制御装置Cが配置されている。欠陥検査制御装置CはSEM1用コントローラC1およびSEM2用コントローラC2と、前記各コントローラC1およびC2に接続されたSEM画像用のディスプレイD1およびD3と、SEM1,SEM2に装着された光学撮像装置用のディスプレイD2,D4(図1、図8参照)を有している。
【0029】
図3において、前記真空試料室Aの形成する外壁1の後壁部(−X側の壁部)5外側には試料交換室Eおよびカセット収納室Fが配置されている。前記真空試料室A、試料交換室E、およびカセット収納室Fはいずれも真空ポンプ(図示せず)に接続されており、所定のタイミングで真空にされる。
前記真空試料室Aおよび試料交換室Eの間には、連通口(図示せず)および前記連通口を気密に遮断する状態または連通状態にする仕切弁6(図3参照)が設けられている。前記試料交換室Eおよび前記カセット収納室Fの間には、連通口(図示せず)および前記連通口を気密に遮断または連通させる仕切弁7(図3参照)が設けられている。
【0030】
前記カセット収納室Fの上壁にはウエハカセットWKを出入させるための外部仕切弁8が設けられている。
ウエハカセットWKは、外部仕切弁8の上方を通過するように配置された図示しないチェーンコンベアにより搬送されるカセット搬送部材(図示せず)の上下に伸縮可能なエアシリンダ下端に設けた真空吸着パッドにより吸着された状態で、前記外部仕切弁8から出入される。
【0031】
カセット収納室Fに配置されたウエハカセットWKには、複数のウエハ(試料)Wが取出可能に収納されている。前記ウエハカセットWKは図13に示すように、カセットテーブル昇降用モータMLにより昇降するように構成されている。試料交換室Eに配置されたウエハ搬送部材9はウエハWを支持する搬送アーム9aを有している。前記搬送アーム9aは、上下動、鉛直軸周りの回転、直進が可能であり、前記ウエハカセットWKと試料ステージU3との間で前記ウエハWを搬送する。
図13から分かるように、搬送アーム9aは、アーム回転モータM1により鉛直軸周りに回転し、アーム直進モータM2により直進し、アーム昇降モータM3により昇降可能に構成されている。
なお、前記搬送アーム9aを移動させる構成は従来周知である。
【0032】
図4は真空試料室(真空作業室)内に配置されたXYテーブルに支持された回転テーブルの昇降ロッドの説明図で、前記図3のIV−IV線断面図である。図5は前記図4の要部拡大図である。図6は前記図5の回転テーブル上に載置された試料Wの位置決め機構の説明図で、回転テーブルが前記図5とは異なる位置に回転したときの断面図である。
【0033】
前記真空試料室A内に配置された試料ステージU3は、ウエハWを前記予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1または詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2により検査を行う位置(作業位置)に移動させるための装置である。
試料ステージU3の前記YテーブルSTy上には前記XテーブルSTxがX軸方向(前後方向)に移動可能に支持されている。前記XテーブルSTx上にはベアリング11を介して円形の回転テーブルSTrが回転可能に支持されている。回転テーブルSTrにはガイド溝12およびアーム収容溝13が形成されている。また前記回転テーブルSTrはその外周にギヤ14が形成されており、ギヤ14は回転テーブル駆動モータM4(図14参照)により回転するウオームギヤ16と噛み合っている。そして回転テーブルSTrは、前記ウオームギヤ16の回転にともなって回転するように構成されている。
【0034】
図5において、回転テーブルSTrには、前記搬送アーム9aにより真空試料室A内に搬送されたウエハWを受け取ったり、作業済のウエハWを搬送アーム9a上に移動させるための上下動テーブル17が上下動可能に支持されている。上下動テーブル17は上端に設けた円形の試料載置プレート17aおよび下方に延びるロッド17bを有している。前記ロッド17b下端にはバネ受けプレート18が固定されている。バネ受けプレート18と前記回転テーブルSTr下面との間には圧縮バネ19が配置されている。前記圧縮バネ19により前記上下動テーブル17は、常時下方に付勢されている。
前記上下動テーブル17の下面には、扇形のテコ20が水平軸21周りに回転可能に支持されている。前記テコ20のテーブル支持面20aは上下動テーブル17の下端を支持している。テコ20の被押圧面20bには、ナット22先端のボール22aが当接している。ナット22には被ガイドバー23が一体的に設けられており、被ガイドバー23は前記回転テーブルSTrに形成された前記ガイド溝12に係合している。
【0035】
前記回転テーブルSTrの下面には上下動テーブル駆動モータM5(図5、図14参照)が支持されており、上下動テーブル駆動モータM5により回転するボルト軸(ネジが形成された軸)24は前記ナット22と螺合している。
したがって、前記上下動テーブル駆動モータM5が回転したときにはボルト軸24が回転し、ナット22および被ガイドバー23は前記ガイド溝12に沿って移動し、そのとき前記テコ20が前記水平軸21周りに回動するように構成されている。そして、テコ20の回動によりテコ20のテーブル支持面20aが上下し、それに連動して前記上下動テーブル17が上下動するように構成されている。
なお、前記ナット22および被ガイドバー23の移動範囲の両端には、前記被ガイドバー23との接触により作動するリミットスイッチLS1,LS2が配置されており、前記ナット22の移動範囲は制限されている。
【0036】
図5、図6に示すように、回転テーブルSTr上の前記上下動テーブル17周囲には、ウエハ支持部材としての複数の球面部材26が設けられている。また図5から分かるように、前記複数の球面部材26の外側にはウエハWの位置決め用の鉛直軸回りに回転自在な基準ローラ27,27(1個のみ図示)、および移動ローラ28が設けられている。
図6において、前記移動ローラ28は、図6で紙面に垂直な方向に伸びる揺動アーム29により鉛直軸回りに回転自在に支持されており、前記揺動アーム29は、前記回転テーブルSTr上面に設けられた図6に示す前記アーム収容溝13内で水平方向に揺動して、移動ローラ28を図6の実線位置と2点鎖線位置との間で移動させるように構成されている。
図6に示すように、揺動アーム29先端には下方に延びる揺動用被作動部材31が設けられている。揺動用被作動部材31は回転テーブルSTr下面に配置された引張バネ32により常時回転テーブルSTrの中心側に向かって付勢されている。また、揺動用被作動部材31にはナット33先端のボール33aが当接している。ナット33には被ガイドバー34が一体的に設けられており、被ガイドバー34は前記回転テーブルSTrに支持されたブラケット36に形成されたガイド溝36aに係合している。
【0037】
前記ブラケット36にはワーク位置決めモータM6が支持されており、ワーク位置決めモータM6により回転するボルト軸(ネジが形成された軸)37は前記ナット33と螺合している。なお、ワーク位置決めモータM6はワーク位置決めモータ駆動回路DM6(図14参照)により駆動される。
したがって、前記ワーク位置決めモータM6が回転したときにはボルト軸37が回転し、ナット33および被ガイドバー34は前記ガイド溝36aに沿って移動し、そのとき前記揺動用被作動部材31および揺動アーム29が前記鉛直軸81周りに揺動するように構成されている。そして、揺動アーム29の揺動により前記移動ローラ28が移動して、ウエハWを基準ローラ27,27に押し付けて位置決めするように構成されている。
なお、前記ナット33および被ガイドバー34の移動範囲の両端には、前記被ガイドバー34との接触により作動するリミットスイッチLS3,LS4が配置されており、前記ナット33の移動範囲は制限されている。
前記符号26〜37,M6,MD6,LS3,LS4で示された要素によりウエハ保持装置(試料保持装置)(26〜37,M6,MD6,LS3,LS4)が構成されている。
【0038】
図5において、前記移動ローラ28により前記基準ローラ27,27に押し付けられて位置決め固定されたウエハWは、回転テーブルSTr、XテーブルSTx、YテーブルSTyにより、真空試料室Aに設けられた前記予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1または詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2(図1、図4参照)に対して所望の位置に移動し、検査が行われる。
【0039】
図7は前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の前記上壁部2への取付構造を示す図である。
詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2は、試料ステージU3に支持されたウエハWに対する電子ビームの照射角度を調節できるようにするため、上壁部2に回動可能且つ回動位置を調節可能に支持されている。
すなわち、前記上壁部2には、鏡筒支持部材38が固定されている。鏡筒支持部材38は断面長円形の鏡筒貫通孔38aと上面に形成された円筒状ガイド面38bと、円筒状ガイド面38bの円周方向に形成された小さなローラガイド溝38cとを有している。
【0040】
前記鏡筒貫通孔38aには詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の鏡筒が貫通している。詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の外側面にはローラ支持部材39が連結されている。ローラ支持部材39の外端部に回転自在に支持されたローラ41は前記円筒状ガイド面38b上を前記ローラガイド溝38cに沿って回動可能であり、その回動により前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2は左右軸(Y軸)周りに傾斜可能である。
なお、前記鏡筒支持部材38下端と前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2下端部との間は真空保持用のベローズ42により連結されている。
【0041】
前記ローラ支持部材39の左端部には円弧状ギヤ43が固定されている。前記円弧状ギヤ43に噛み合うウォームギヤ44は、前記上壁部2の上面に設けたウォームギヤ支持部材46および鏡筒傾斜用モータユニットM7により回転可能に支持されている。
前記鏡筒傾斜用モータユニットM7の回転駆動により前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の傾斜姿勢を調節可能である。
なお、本実施例では傾斜可能な詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2を設けているが、本発明の欠陥検査装置Uは、前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2を傾斜不可能に固定支持することも可能であり、また、詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2自体を省略することも可能である。
【0042】
図8は欠陥検査制御装置Cに接続された予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1の構成要素のブロック線図である。
図8において予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1は、検査用鏡筒47、電子銃カソード(電子銃)F1、電子銃引出電極F2、収束レンズF3、ブランキングコイルF4、照明用の光源F5、電子ビームをX軸、Y軸方向にそれぞれ走査させるためのX偏向器F6、Y偏向器F7、および電子ビームを被検査ウエハW上に収束させる対物レンズF8等を有している。前記電子銃カソード(電子銃)F1および電子銃引出電極F2により電子銃(F1+F2)が構成されている。また、前記収束レンズF3および対物レンズF8によりビーム縮小レンズ系(F3+F8)が構成されている。
前記Y偏向器F7は第1Y偏向器F7aおよび第2Y偏向器F7bを有している。
【0043】
前記符号F1〜F8で示された要素はそれぞれ、カソード用電源回路E1、電子線引出用電源回路E2、収束レンズ駆動回路E3、ブランキングコイル駆動回路E4、照明用電源回路E5、X偏向器駆動回路E6、Y偏向器駆動回路E7、対物レンズ駆動回路E8により作動する。前記Y偏向器駆動回路E7は、前記第1Y偏向器F7aを駆動する第1Y偏向器駆動回路E7aおよび前記第2Y偏向器F7bを駆動する第2Y偏向器駆道回路E7bを有している。前記X偏向器駆動回路E6およびY偏向器駆動回路E7により偏向器駆動回路(E6+E7)が構成されている。
前記符号E1〜E8で示された回路は前記欠陥検査制御装置CのSEM1用コントローラC1が出力する制御信号により作動する。
前記符号F1〜F4,F6〜F8,E1〜E4,E6〜E8で示された要素により電子ビーム走査装置(F1〜F4+F6〜F8+E1〜E4+E6〜E8)が構成されている。
【0044】
図8において、前記Y偏向器F7の下方にはカセグレン鏡48が配置され、その上方にはミラー49が配置されている。前記光源F5から出射してレンズ系51でコリメートされた照明光は、ハーフミラー52で反射し、前記ミラー49およびカセグレン鏡48を通って被検査ウエハWを照射する。被検査ウエハWの反射光は、前記カセグレン鏡48、ミラー49、ハーフミラー52を通ってCCD等を有する光学像撮影装置53で撮影される。撮影光学像は、ディスプレイD2に表示されるとともに、デジタルデータに変換されてSEM1用コントローラC1に入力される。
【0045】
前記予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1下端の外周部には2次電子検出器54aが保持されている。前記2次電子検出器54aおよび図示しない2次電子増幅回路等から2次電子検出装置(すなわち、放出線検出装置)54(図8等参照)が構成されている。
なお、前記2次電子検出装置の代わりに、反射電子、オージェ電子等を検出する放出線検出装置を使用することが可能である。
【0046】
図9は欠陥検査制御装置に接続された詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の構成要素のブロック線図である。
図9において詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2は、前記図8に示す予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1と同様の構成を備えている。すなわち、図9において詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2は、検査用鏡筒47′、電子銃カソード(電子銃)F11、電子銃引出電極F12、収束レンズF13、ブランキングコイルF14、照明用の光源F15、電子ビームをX軸、Y軸方向にそれぞれ走査させるためのX偏向器F16、Y偏向器F17、および電子ビームを被検査ウエハW上に収束させる対物レンズF18等を有している。
【0047】
前記符号F11〜F18で示された要素はそれぞれ、カソード用電源回路E11、電子線引出用電源回路E12、収束レンズ駆動回路E13、ブランキングコイル駆動回路E14、照明用電源回路E15、X偏向器駆動回路E16、Y偏向器駆動回路E17、対物レンズ駆動回路E18により作動する。
前記符号E11〜E18で示された回路は前記欠陥検査制御装置CのSEM2用コントローラC2が出力する制御信号により作動する。
前記符号F11〜F14,F16〜F18,E11〜E14,E16〜E18で示された要素により電子ビーム走査装置(F11〜F14+F16〜F18+E11〜E14+E16〜E18)が構成されている。
【0048】
また、図9において、前記Y偏向器F17の下方にはカセグレン鏡48′が配置され、その上方にはミラー49′が配置されている。前記光源F15から出射してレンズ系51′でコリメートされた照明光は、ハーフミラー52′で反射し、前記ミラー49′およびカセグレン鏡48′を通って被検査ウエハWを照射する。被検査ウエハWの反射光は、前記カセグレン鏡48′、ミラー49′、ハーフミラー52′を通ってCCD等を有する光学像撮影装置53′で撮影される。撮影光学像は、ディスプレイD4に表示されるとともに、デジタルデータに変換されてSEM2用コントローラC2に入力される。
【0049】
前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2下端の外周部には2次電子検出器54a′が保持されている。前記2次電子検出器54a′および図示しない2次電子増幅回路等から前記SEM2の反射ビーム検出装置(すなわち、放出線検出装置)54′(図9等参照)が構成されている。
また前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2下端の外周部にはEDS(Energy Dispersive X-ray Spectrometer、エネルギー分散X線分光装置)のX線検出器55が装着されている。EDSは、図9に示すように、SEM2用コントローラC2の制御信号により作動し、その検出信号は、SEM2用コントローラC2に入力されている。
【0050】
図10は本発明の実施例1の被検査ウエハの検査方法の説明図であり、被検査ウエハを回転させながら検査する回転検査領域と被検査ウエハをX方向およびY方向に直進移動させながら検査するXY直進走査領域とに分けて検査する方法の説明図である。図11は同実施例1の被検査ウエハWの検査方法の詳細説明図で、回転検査領域の検査方法の説明図である。図12はXY直進走査領域の検査方法の説明図である。
図10において被検査ウエハWの表面は、全検査領域を内側に含むように設定された外側設定円W1と、前記被検査ウエハW表面の中心W0を含むウエハ中心部に設定された内側設定円W2との間の領域であるリング状の回転走査領域RAと、前記内側設定円W2に外接する矩形W3の内側の領域である矩形領域(XY直進走査領域)RBとに分けて検査(走査)される。
【0051】
(回転走査領域RA)
図10、図11において、外側設定円W1は直径300mm(半径150mm)の被検査ウエハWの外周円から1mm内側に設定されており、内側設定円W2は被検査ウエハの中心W0を中心とする半径30mmの円により形成されている。この場合外側設定円W1と内側設定円W2との半径の差(すなわち、リング状の回転走査領域RAの半径方向の長さは、150mm−30mm−1mm=119mmである。
この場合、回転走査領域RAは、半径方向に0.1mm間隔で描かれる円により、1190のリング状領域に分割される。すなわち、外側から内側に向かって順次、リング状走査領域RA0,RA1,RA2,RA3,RA4,RA5,RA6,…,RAn-1,RAn,RAn+1,…,RA1188,RA1189に分割される。そして、リング回転走査領域RA0,RA1,RA2,RA3,…は、一番外側の領域RA0から順次内側に検査(走査)される。
【0052】
前記回転走査領域RAの走査(検査)は、XYテーブル(STx+STy)を停止した状態で回転テーブルSTrを連続5回転することにより行う。すなわち、図11において、電子ビーム照射位置がP0(図11参照)となる位置に試料ステージU3を移動させた後、回転テーブルSTrを時計方向にθa回転させる。その位置から回転テーブルSTrを半時計方向に回転させてビーム照射位置がP0になった時から前記第1Y偏向器F7aによりリング状走査領域RA0をY方向に走査しながら、回転テーブルSTrを連続5回転させる。前記回転テーブルSTrが最初の1回転を行ったときに、前記第2Y偏向器F7bによりビーム照射位置を−Y方向に0.1mm移動(すなわち、Y方向に−0.1mm移動)させてP1(図11参照)に移動させるとリング状走査領域RA1の走査が連続して行われる。このようにして、前記回転テーブルSTrを連続5回転させながら、1回転する毎に前記第2Y偏向器F7bによりビーム照射位置を−Y方向に0.1mm偏向させることにより、5個のリング状走査領域RA0〜RA4の走査(検査)を連続して行う。
このときの各回転走査領域RA0,RA1,RA2,RA3,RA4,…の走査順序は図11の矢印Tで示すとおりである。
前述のように回転開始時に時計方向にθa回転してから、半時計方向への回転を開始するする理由は、回転開始時は回転速度が低いので回転速度が一定となってから、リング状走査領域R0の走査を行うためである。
【0053】
前記回転走査領域RA4の走査を終了してから回転テーブルSTrを停止させるが、そのときの回転テーブルSTrの停止位置は、前記ビーム照射位置P4を通り越して回転した位置である。そのため、回転テーブルSTrを時計方向に回転させて、前記ビーム照射位置P4がθaだけ時計方向に回転した位置に停止させる。次に、XYテーブル(STx+STy)をY方向に0.5mm移動させ且つ前記第2Y偏向器F7bによりビーム照射位置をY方向に0.4mm移動させて、ビーム照射位置をP5に移動させる。この状態でXYテーブル(STx+STy)を停止させて回転テーブルを連続5回転させながら、前述と同様にリング状走査領域RA5〜RA9の走査(検査)を行う。
このような走査(XYテーブル(STx+STy)が停止した状態で回転テーブルSTrを連続5回転させながら行う5個のリング状回転領域の走査)を、1190/5=238(回)実行することにより、回転走査領域RAの走査(検査)を実行することができる。
なお、前記回転走査領域RAの走査を行う際、リング状走査領域RA0〜RA1189の周方向の移動速度を一定にしながら行うため、リング状走査領域が内側になるに従って、回転テーブルSTrの回転速度を高くする。
【0054】
(XY直進走査領域RB)
図12において、XY直進走査領域RBを形成する矩形は被検査ウエハの中心W0を中心とする一辺の長さが60mmの正方形である。この場合、XY直進走査領域RBは、幅0.1mm、長さ60mmのX軸方向に伸びる600本の帯状走査領域RB0,RB1,RB2,…,RBM,RBM+1,…,RB299に分けて、右方から左方に順次走査される。
【0055】
前記XY直進走査領域RBの走査(検査)は、YテーブルSTyの移動を停止した状態でXテーブルSTxの往復移動を連続2.5回行うこと(片道移動を連続5回行うこと)を繰り返し実行することにより行う。
すなわち、図12において、電子ビーム照射位置がQ0(図12参照)となる位置に試料ステージU3を移動させた状態で、さらにXテーブルSTxをΔXだけX方向に移動させる。このとき、電子ビーム照射位置はXY直進走査領域RBから−X方向にΔXだけ外側にずれた位置となる。この位置からXテーブルを−X方向に移動させると、ビーム照射位置は徐々にXY直進走査領域RBに近づく。前記ビーム照射位置がXY直進走査領域RBに達したときから、前記第1Y偏向器F7aにより帯状走査領域RB0をY方向に走査幅0.1mmでしながら、XテーブルSTxを−X方向に60mm移動させる。前記XテーブルSTxが−60mm移動したときに、ビーム照射をオフにするとともに、XテーブルSTxの停止動作を開始する。このとき、XテーブルSTxは急には停止できないので、ビーム照射位置はXY直進走査領域RBからΔXだけ外側にずれた位置となる。
前記XテーブルSTxを60mm+2ΔXのストロークで往復移動させることにより、前記60mm長さのXY直進走査領域RBを等速度移動しながら走査することができる。すなわち、XY直進走査領域RBを走査する際、ウエハW上のビーム照射領域である走査部分の移動速度を一定にすることができる。
【0056】
この位置からXテーブルをX方向に移動させると、ビーム照射位置は徐々にXY直進走査領域RBに近づく。
前記ビーム照射位置がXY直進走査領域RBに達したときから、前記第2Y偏向器F7bによりビーム照射位置を−Y方向に0.1mm移動(すなわち、Y方向に−0.1mm移動)させて、ビーム照射点をQ0′(図12参照)からQ1′に移動させる。そして、XテーブルSTxをX方向に移動させながら、帯状走査領域RB1の走査が行われる。
このようにして、前記XテーブルSTxを60mm+2ΔXのストロークで往復移動させながら、折り返して走査する毎に前記第2Y偏向器を−Y方向に0.1mm移動させることにより、YテーブルSTyを移動させることなく、5本の帯状走査領域RB0〜RB4の走査(検査)を連続して行う。
【0057】
次に、ブランキングコイルF4をオンにして電子ビームが被検査ウエハWを照射しない状態で、XYテーブル(STx+STy)をY方向に0.5mm移動させてビーム照射位置をQ4′(図12参照)からQ5′に移動させる。この状態でYテーブルSTyを停止させてXテーブルSTxを連続2.5往復移動させながら、前述と同様に帯状走査領域RB5〜RB9の走査(検査)を行う。
このような走査(YテーブルSTyが停止した状態でXテーブルSTxを連続2.5往復移動させながら行う5本の帯状走査領域の走査)を、60(mm)/0.5(mm)=120(回)実行することにより、XY直進走査領域RBの走査(検査)を実行することができる。
【0058】
図13は本発明の欠陥検査装置の実施例1の制御部の説明図で、欠陥検査制御装置Cの説明図である。図14は本発明の欠陥検査装置の実施例1の制御部の説明図で、前記図13の続きの部分を示す図である。
図13、図14において、欠陥検査制御装置Cは、SEM1用コントローラ(予備検査用コントローラ)C1、SEM2用コントローラ(詳細検査用コントローラ)C2を有している。
欠陥検査制御装置Cにはアーム回転モータ駆動回路MD1、アーム直進モータ駆動回路MD2、アーム昇降モータ駆動回路MD3、カセットテーブル昇降用モータ駆動回路MDL、Yテーブル駆動回路Dy、Xテーブル駆動回路Dx、回転テーブル駆動回路MD4、上下動テーブル駆動回路MD5、ワーク位置決めモータ駆動回路MD6、鏡筒傾斜用駆動回路MD7、等が接続されている。
【0059】
前記カセットテーブル昇降用モータ駆動回路MDLは、前記カセットテーブル昇降用モータML(図14参照)を駆動する。
前記アーム回転モータ駆動回路MD1は、アーム回転モータM1(図13参照)を駆動して前記搬送アーム9aを鉛直軸周りに回転させる。
前記アーム直進モータ駆動回路MD2は、アーム直進モータM2(図13参照)を駆動して前記搬送アーム9aを水平方向に直進させる。
前記アーム昇降モータ駆動回路MD3は、アーム昇降モータM3(図13参照)を駆動して搬送アーム9a(図2、図3参照)を昇降させる。
前記Yテーブル駆動回路Dyは、Yテーブル駆動モータMyを駆動してXYテーブル(STx+STy)のYテーブルSTyを移動させる。前記Yテーブル駆動回路DyおよびYテーブル駆動モータMyによりYテーブル駆動装置(Dy+My)が構成されている。
【0060】
前記Xテーブル駆動回路Dxは、Xテーブル駆動モータMxを駆動してXYテーブル(STx+STy)のXテーブルSTxを移動させる。前記Xテーブル駆動回路DxおよびXテーブル駆動モータMxによりXテーブル駆動装置(Dx+Mx)が構成されている。
前記回転テーブル駆動回路MD4は、回転テーブル駆動モータM4を駆動して試料ステージU3の回転テーブルSTrを回転させる。前記回転テーブル駆動回路MD4および回転テーブル駆動モータMD4により回転テーブル駆動装置(MD4+M4)が構成されている。
前記上下動テーブル駆動回路MD5は、上下動テーブル駆動モータM5を駆動して試料ステージU3の上下動テーブル17を上下動させる。
前記ワーク位置決めモータ駆動回路MD6は、ワーク位置決めモータM6(図6参照)を駆動して前記揺動アーム29(図6において紙面に垂直な方向に伸びるアーム)を前記鉛直軸81周りに揺動させる。
前記鏡筒傾斜用駆動回路MD7は、鏡筒傾斜用モータユニットM7を駆動して詳細検査用電子顕微鏡U2の鏡筒を傾斜させる。
【0061】
図13において、前記各コントローラC1,C2は、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行うI/O(入出力インターフェース)、必要な処理を行うためのプログラムおよびデータ等が記憶されたROM(リードオンリーメモリ)、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM(ランダムアクセスメモリ)、前記ROMに記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU(中央演算処理装置)、ならびにクロック発振器等を有するコンピュータにより構成されており、前記ROMに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
前記SEM1用コントローラ(予備検査用コントローラ)C1は、予備検査用電子顕微鏡U1(図8参照)の構成要素や前記試料ステージU3のXYテーブル駆動回路(Xテーブル駆動回路DTx、Yテーブル駆動回路DTy等)に接続されており、それらの作動を制御してXテーブル駆動モータMx、Yテーブル駆動モータMy等を駆動し、ウエハWの予備検査を行う。
【0062】
前記SEM2用コントローラ(詳細検査用コントローラ)C2は、詳細検査用電子顕微鏡U2(図9参照)の構成要素や前記試料ステージU3のXYステージ駆動回路(Xテーブル駆動回路DTx、Yテーブル駆動回路DTy等)に接続されており、それらの作動を制御してXテーブル駆動モータMx、Yテーブル駆動モータMy等を駆動し、ウエハWの詳細検査を行う。前記ウエハWの詳細検査はSEM(走査型電子顕微鏡)を使用した従来公知の詳細検査方法により行う。したがって、SEM2(詳細検査用電子顕微鏡U2)の制御に関する説明は省略する。
【0063】
前記SEM1用コントローラC1は次の機能を有している。
C1M1:XY直進走査領域記憶手段
XY直進走査領域記憶手段C1M1は、前記被検査ウエハW表面の中心位置W0を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域の範囲を記憶する。
C1M2:回転走査領域記憶手段、
回転走査領域記憶手段C1M2は、前記被検査ウエハ表面の中心を中心とし且つ前記矩形領域の内側に設定された内側設定円および外側に設定された外側設定円の間に形成される回転走査領域の範囲を記憶する。
【0064】
C1A:ビーム偏向制御手段
ビーム偏向制御手段C1Aは、被検査ウエハW表面上の電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路(E6+E7)の作動を制御する。
ビーム偏向制御手段C1Aは、所定幅走査手段C1A1および走査幅方向ビーム位置制御手段C1A2を有している。
C1A:所定幅走査手段
所定幅走査手段C1A1は、試料ステージに支持された被検査ウエハ表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路(E6+E7またはY偏向器駆動回路(E6+E7を制御する。
C1A2:走査幅方向ビーム位置制御手段
走査幅方向ビーム位置制御手段C1A2は、前記被検査ウエハ表面のビーム照射位置を前記走査幅のピッチで前記一方の軸方向に移動させる。
【0065】
C1B:テーブル制御手段
テーブル制御手段C1Bは、前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ表面部分であるビーム照射部分が前記走査幅に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)または回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する。
テーブル制御手段C1Bは、直進走査用テーブル制御手段C1B1および回転走査用テーブル制御手段C1B2を有しており、前記直進走査用テーブル制御手段C1B1はおよび回転走査用テーブル制御手段C1B2は所定ピッチテーブル移動制御手段C1B1aおよびC1B2aを有している。
【0066】
C1B1:直進走査用テーブル制御手段
直進走査用テーブル制御手段C1B1は、前記被検査ウエハWのXY直進走査領域を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)に分割し、前記複数の帯状部分(RB0,RB1,…,RB599)を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置(Dy+Dx+Mx+My)を制御する。
C1B1a:所定ピッチテーブル移動制御手段
直進走査用テーブル制御手段C1B1の所定ピッチテーブル移動制御手段C1B1aは、直進走査領域を走査する時に、前記走査幅をB、正の整数である所定数をnとした場合に前記XYテーブル(STx+STy)を前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動させる。
【0067】
C1B2:回転走査用テーブル制御手段
回転走査用テーブル制御手段C1B2は、所定ピッチテーブル移動制御手段C1B2aおよびリング状走査領域周速度定速制御手段C1B2bを有し、前記被検査ウエハWの前記所定の走査幅を有する複数のリング状部分(RA0,RA1,…,RA1189)に分割された前記各リング状走査領域RA0〜RA1189を、前記電子ビームが所定周速度で順次走査するように前記回転テーブル駆動装置(MD4+M4)を制御する。
C1B2a:所定ピッチテーブル移動制御手段
回転走査用テーブル制御手段C1B2の所定ピッチテーブル移動制御手段C1B2aは、回転走査領域を走査する際に、前記走査幅をB、正の整数である所定数をnとした場合に前記XYテーブル(STx+STy)を前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動させる。
本実施例1ではB=0.1mm、n=5であるので、XYテーブル(STx+STy)の移動ピッチはY方向に0.5mmである。
【0068】
C1B2b:リング状走査領域周速度定速制御手段
リング状走査領域周速度定速制御手段C1B2bは、前記各リング状走査領域RA0〜RA1189を電子ビームが走査する際、走査時における各リング状走査領域RA0〜RA1189の周速度が同一の所定速度となるように、前記回転テーブルSTrの回転速度を制御する。
本実施例1では、図11において、リング状走査領域RA0を走査するときのP0(図11参照)を通過する被検査ウエハWの周速度V0sと、リング状走査領域RAN(N=1〜1189)を走査するときのPN(図11参照)を通過するときの被検査ウエハWの周速度VNsとを同一の速度(所定速度)となるように制御する。具体的には次のような制御を行う。
【0069】
前記図11において前記被検査ウエハWの中心W0からの、点P0までの距離r0、および、点PNまでの距離rNはそれぞれ次式(1),(2)で表せる。
すなわち、前記P0の周速度がV0sの場合の被検査ウエハWの回転速度(すなわち、回転テーブルSTrの回転速度)をV0(rpm)とし、前記PNの周速度がVNsの場合の被検査ウエハWの回転速度(すなわち、回転テーブルSTrの回転速度)をVN(rpm)とすると、次式(3),(4)が成立する。
【0070】
前記V0s=VNsとするためには、前記式(3),(4)にから、次式(5)が成り立つ。
V0×2πr0/60(mm/sec)
=VN×2πrN/60(mm/sec)……………………………………(5)
前記式(5)から次式(6)が得られる。
VN=V0(r0/rN)…………………………………………………………(6)
前記式(6)中、r0は前記式(1)により定まり、rNはNが定まれば前記式(2)より定まる。したがって、回転走査領域RAN(N=0〜1189)を走査するときに、前記式(6)を満たすように被検査ウエハWの回転速度(すなわち、回転テーブルSTrの回転速度)VN(rpm)を制御することにより、各回転走査領域RA0〜RA1189(図11参照)の走査部分(検査部分)の周速度(走査部分の移動速度)を同一速度に制御することができる。
【0071】
C1C:2次電子強度検出記憶手段
2次電子強度検出記憶手段C1Cは、検出2次電子の強度を検出し、ウエハ表面の位置情報に対応して2次電子強度を記憶する。
例えば、被検査ウエハWがベアウエハ(表面が未処理のシリコンウエハ)の場合、前記被検査ウエハW表面に欠陥(異物等)が無ければ、被検査ウエハW表面から放出される2次電子は全てシリコンの結晶から放出されるので、2次電子の検出強度はほぼ一定であるが、異物や傷等の欠陥(凹凸)が有る場合には2次電子の検出強度が異なる。したがって、2次電子の検出強度の正常な範囲を定める閾値を設定して閾値の範囲以外の被検査ウエハ表面を欠陥候補とする。
【0072】
また、例えば、被検査ウエハWが、その表面の全面に電極膜または絶縁膜等の同一材料の膜が形成されている場合には、前記ベアウエハと同様に欠陥候補を定めることができる。
また、表面に所定パターン(ホールパターン、電極膜パターン等)が形成された被検査ウエハW表面を検査する場合には、欠陥の無いモデルウエハ表面の2次電子強度をマップピングしたパターンデータを予め記憶しておき、被検査ウエハの2次電位検出強度をモデルウエハ表面のパターンデータと比較することにより欠陥候補点を定めることができる。
前述の欠陥候補点は記憶され、詳細検査(レビュー)が行われる。
前述の欠陥候補点の定め方および詳細検査等は従来公知の種々の方法を採用可能である。
【0073】
(実施例1の作用)
図15は本発明の欠陥検査制御装置CのSEM1用コントローラC1のフローチャートの説明図である。図16は前記図15のST3でイエス(Y)の場合の処理を示すフローチャートである。図17は表示画面の説明図で、図17AはST1で表示される画面、図17BはST21で表示される画面である。
図15のフローチャートの各ST(ステップ)の処理は、前記SEM1用コントローラC1のROMに記憶されたプログラムに従って行われる。
図15のフローチャートは、SEM1用コントローラC1の電源オン時にスタートする。
図15のST1において、ディスプレイD1に初期画面すなわち、第1選択画面(図17A参照)が表示される。
次にST2において「(8)終了」(図17A参照)が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合は電源がオフとなって処理が終了する。ノー(N)の場合はST3に移る。
ST3において「(7)その他の動作」(図17A参照)が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合は図16のST21に移り、ノー(N)の場合はST4に移る。
【0074】
ST4において「(6)ウエハカセット搬出」が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合はST5に移る。
ST5においてカセット搬出動作を行う。この動作は前記仕切弁7(図3参照)を閉塞して前記外部仕切弁8を開放した状態で、図示しないチェーンコンベアにより搬送されるカセット搬送部材の上下に伸縮可能なエアシリンダ下端に設けた真空吸着パッドにより吸着されて搬出される。
次にST6において第1選択画面(図17A参照)の動作状態表示欄に「カセット搬出終了」を表示する処理を行ってから前記ST1に戻る。
このとき、ST1においては前記図17Aの初期画面の動作状態表示欄に「カセット搬出終了」が表示される。
【0075】
前記ST4においてノー(N)の場合はST7に移る。
ST7において「(5)ウエハカセット搬入」(図17A参照)が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合はST8に移る。
ST8においてカセット搬入動作を行う。この動作は前記仕切弁7(図3参照)を閉塞して前記外部仕切弁8を開放した状態で、図示しないチェーンコンベアにより搬送されるカセット搬送部材(図示せず)の上下に伸縮可能なエアシリンダ(図示せず)下端に設けた真空吸着パッドにより吸着されて搬入される。
次にST9において第1選択画面(図17A参照)の動作状態表示欄に「カセット搬入終了」を表示する処理を行ってから前記ST1に戻る。
このとき、ST1においては前記図17Aの初期画面の動作状態表示欄に「カセット搬入終了」が表示される。
【0076】
前記ST7においてノー(N)の場合はST10に移る。
ST10において「(4)ウエハをステージから退避」(図17A参照)が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合はST11に移る。
ST11において試料ステージU3からのウエハWの退避動作を行う。この動作は前記外部仕切弁8(図3参照)を閉塞して前記仕切弁6,7を開放した状態で、前記搬送アーム9aにより、ウエハWを試料ステージU3からカセットWKに搬送することにより行う。
次にST12において第1選択画面(図17A参照)の動作状態表示欄に「ウエハ退避終了」を表示する処理を行ってから前記ST1に戻る。
このとき、ST1においては前記図17Aの初期画面の動作状態表示欄に「ウエハ退避終了」が表示される。
【0077】
前記ST10においてノー(N)の場合はST13に移る。
ST13において「(3)ウエハをステージにセット」(図17A参照)が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合はST14に移る。
ST14において試料ステージU3にウエハWをセットする動作を行う。この動作は前記外部仕切弁8(図3参照)を閉塞して前記仕切弁6,7を開放した状態で、前記搬送アーム9aにより、ウエハWをカセットWKから試料ステージU3に搬送することにより行う。
次にST15において第1選択画面(図17A参照)の動作状態表示欄に「ウエハセット終了」を表示する処理を行ってから前記ST1に戻る。
このとき、ST1においては前記図17Aの初期画面の動作状態表示欄に「ウエハセット終了」が表示される。
前記ST13においてノー(N)の場合はST16に移る。
【0078】
ST16において「(2)詳細検査」が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合はST17に移る。
ST17において詳細検査を行う。この詳細検査は詳細検査用電子顕微鏡U2を使用し、従来公知の方法により行う。
前記ST16においてノー(N)の場合はST18に移る。
ST18において「(1)予備検査」(図17A参照)が選択されたか否か判断する。イエス(Y)の場合は図18のST31に移る。
【0079】
図16は前記図15のST3でイエス(Y)の場合の処理を示すフローチャートである。
前記ST3でイエス(Y)の場合は、図16のST21において、第2選択画面(図17B参照)を表示する。
次にST22において「(11)第2選択画面終了」(図17B参照)が選択されたか否か判断する。ノー(N)の場合はST23に移る。
ST23において図17Bに示す(12),(13),(14),…のいずれかの中の選択された動作を実行する。
次にST24において、動作が終了したことの表示(例えば「(12)真空試料室Aの真空引き動作」が終了した場合には、「真空試料室Aの真空引き動作終了」を第2選択画面(図17B参照)の動作状態表示欄に表示する処理を行う。次にST21に移る。このときST21において、第2選択画面(図17B参照)の動作状態表示欄に「真空試料室Aの真空引き動作終了」表示される。
【0080】
前記ST22においてイエス(Y)の場合(すなわち、「(11)第2選択画面終了」が選択された場合はST25に移る。
ST25において第2選択画面の動作状態表示欄に表示されている内容を初期画面(第1選択画面)の動作状態表示欄に表示する処理を行う。次に前記ST1に戻る。このときST1において、前記第2選択画面の動作状態表示欄の表示内容が第1選択画面の動作状態表示欄に表示される。
【0081】
図18は前記ST16においてイエス(Y)の場合の処理、すなわち、前記第1選択画面において「(1)検査動作」が選択された場合の処理を示すフローチャートである。図19はST33で表示される画面である。
図18のST31においてウエハWが試料ステージU3にセットされているか否か判断する。ノー(N)の場合はST32において、前記第1選択画面の動作状態表示欄に「ウエハがセットされていません。」を表示する処理を行う。次に前記ST1に戻る。このとき、ST1において第1選択画面の動作状態表示欄に「ウエハがセットされていません。」と表示される。
前記ST31においてイエス(Y)の場合はST33に移る。
ST33においてウエハ情報および検査パターン番号入力画面(図19参照)を表示する。
【0082】
ST34において入力が有ったか否か判断する。ノー(N)の場合はST34を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST35に移る。
ST35において入力データを記憶し、画面に表示する。
次にST36において登録(図19参照)が選択されたか否か判断する。ノー(N)の場合はキャンセル(図19参照)が選択されたか否か判断する。ST37においてノー(N)の場合は前記ST34に戻る。イエス(Y)の場合は前記ST1に戻る。
前記ST36においてイエス(Y)の場合はST38に移る。
ST38において入力データは正しいか否か(例えば、検査パターン番号が登録されている番号(前記検査表面対応検出2次電子情報記憶手段ST1M0に(図13参照)に記憶されている番号)であるか否か判断する。ノー(N)の場合はST39に移る。
ST39において図19に示すウエハ情報および検査パターン番号入力画面のメッセージ表示欄に「検査パターン番号が登録されていません。データを正しく入力して下さい」を表示する処理を行う。そして前記ST33に戻る。このときST33において、図19の画面を表示するとともに、そのメッセージ欄に「検査パターン番号が登録されていません。データを正しく入力して下さい」を表示する。
【0083】
前記ST38においてイエス(Y)の場合はST40に移る。
ST40において次の処理を行う。
(1)入力データをハードディスク等の不揮発性のウエハ情報記憶装置に記憶する。
次にST41において、予備検査用電子顕微鏡(予備検査装置)U1の電子ビームのウエハW上の照射位置がP0(図11参照)となる位置に、試料ステージU3を移動する。
次にST42において回転テーブルSTrを設定した所定の角度θaだけ時計方向(時計方向が−、半時計方向が+)に回転させる。すなわち、回転テーブルSTrを−θaだけ回転させる。
次にST43において次の処理を実行する。
(1)予備検査装置U1の電子ビームが被検査ウエハW表面を照射しないように、ブランキングコイルF4をオンとする。
(2)電子銃をオンにする。
【0084】
図20は前記図18のST43の続きのフローチャートである。
図20のST44において、N=0、n=0、M=0、m=0とする。なお、N,n,M,mの意味は次のとおりである。
N:前記0.1mm幅のリング状走査領域RA1〜RA1189の走査回数をカウントする走査回数カウンタのカウント値である。初期値はN=0である。
n:初期値が0の前記Nと同様のカウンタのカウント値であるが、n=5になると、リセットされて初期値n=0になる。
M:前記0.1mm幅の帯状走査領域RB0〜RB299の走査回数をカウントする走査回数カウンタのカウント値である。初期値はM=0である。
m:初期値が0の前記Mと同様のカウンタのカウント値であるが、m=5になると、リセットされて初期値m=0になる。
【0085】
ST45において回転走査領域RA(図10、図11参照)の走査(検査)を行う。このST45のサブルーチンは図21に示されている。
前記ST45のサブルーチンが終了すると、被検査ウエハW上の電子ビームの照射位置はP1190(図10、図11参照)になっている。これについては図21の説明(後述)により明らかになる。
次にST46においてXテーブルSTxを+30mm移動させる。この移動により被検査ウエハW上のビーム照射位置は図10、図11のP1190からQ0に移動する。
【0086】
次にST47においてXY直進走査領域RB(図10、図12参照)の走査(検査)を行う。このST47のサブルーチンは図22に示されている。
前記ST47のサブルーチンが終了すると、被検査ウエハWの全走査(全表面の検査)が終了する。
次にST48において電子銃をオフとする。
次にST49において検査を終了したウエハWのウエハIDと前記ウエハWを検査したパターン番号とをウエハ情報記憶装置に記憶する。
次に、ST50において第1選択画面の動作状態表示欄に「ウエハID=………のウエハの検査パターン番号………の検査終了」を表示する処理を行う。
次に前記ST1(図15参照)に戻る。このとき、ST1において第1選択画面が表示され且つその動作状態表示欄に「ウエハID=……のウエハの検査パターン番号……の検査終了」が表示される。
【0087】
図21は前記図20のST45のサブルーチンである。
図21のST51において回転テーブルSTrを目標回転速度VNで半時計方向に回転開始。
ST52において回転走査領域RNの走査開始位置に到達したか否か判断する。ノー(N)の場合はST52を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST53に移る。
【0088】
ST53において次の処理を行う。
(1)回転テーブルSTrの回転速度VN(rpm)をVN=V0(r0/rN)とする。
(2)第2Y偏向器F7bの印加電圧V2Y=V2Y0+nV2Yaとする。前記V2Yはnの値によって異なり、次のようになる。
n=0のときはV2Y=V2Y0、
n=1のときはV2Y=V2Y0+V2Ya
n=2のときはV2Y=V2Y0+2V2Ya
n=3のときはV2Y=V2Y0+3V2Ya
n=4のときはV2Y=V2Y0+4V2Ya
(3)ブランキングコイルF4をオフにして第1偏向器F7aによりウエハ表面を照射する電子ビームをY軸方向に走査幅0.1mmで往復走査する。
【0089】
ST54においてリング状走査領域RAN(図10、図11参照)の走査が終了したか否か判断する。ノー(N)の場合はST54を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST55に移る。
ST55において次の処理を行う。
(1)N=N+1とする。
(2)n=n+1とする。
次にST56においてn=5か否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST53に戻る。イエス(Y)の場合はST57に移る。
【0090】
ST57において次の処理を実行する。
(1)ブランキングコイルF4をオンにして電子ビームの被検査ウエハWの照射を遮断する。
(2)回転テーブルSTrの回転の停止動作を開始する。(急停止はできないので所定角度回転したから停止する。)
次にST58において回転テーブルSTrが停止したか否か判断する。ノー(N)の場合はST58を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST59に移る。
ST59において回転テーブルSTrは急停止できないのでn(=5)回転以上回転して停止するため、前記停止するまでに5回転を越えて回転した回転量θ0に所定の回転各θaを加算した角度(θ0+θa)だけ逆回転させる。
【0091】
次にST60において次の処理を実行する。
(1)YテーブルSTyを+0.5mm移動させる。このとき、電子ビームの照射位置は被検査ウエハW上で0.5mm移動する。
(2)n=0とする。
次にST61においてN=1190か否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST51に戻る。イエス(Y)の場合はST62に移る。
ST62においてN=0とする。
次に前記図20のメインルーチンのST46に移る。
【0092】
図22は前記図20のST47のサブルーチンである。
図22のST71においてXテーブルSTxを+ΔX移動する。このとき、ビーム照射位置は前記領域RBから−ΔX外側にずれた位置となる。
次にST72において、第2Y偏向器F7bの印加電圧V2Y=V2Y0+mV2Yaとする。前記V2Yはmの値によって異なる。mの初期値(ST44参照)は0である。
次にST73においてmは奇数か否か判断する。ノー(N)の場合はST74に移り、イエス(Y)の場合はST75に移る。
ST74においてXテーブルSTxを移動速度Vx=−V0(2πr0/60)(mm/secで移動する。このVxの値はE移転テーブルSTrが回転速度V0で回転するときの点P0(図11参照)の周速度と同一である。
ST75においてXテーブルSTxを移動速度Vx=+V0(2πr0/60)(mm/secで移動する。
【0093】
ST74またはST75の次にST76においてビーム照射位置が領域RB内に進入したか否か判断する。ノー(N)の場合はST76を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST77に移る。
ST77において次の処理を実行する。
(1)ブランキングコイルF4をオフにしてビームオンとする。
(2)第1偏向器F7aによりウエハ表面を照射する電子ビームをY軸方向に走査幅0.1mmで往復走査する。
【0094】
次にST78においてXテーブルSTxが60mm移動して帯状走査領域RBM(M=1,2,…,または,599)の走査が終了したか否か判断する。ノー(N)の場合はST78を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST79に移る。
ST79において次の処理を行う。
(1)M=M+1とする。m=m+1とする。
(2)ブランキングコイルF4をオンにして電子ビームの被検査ウエハWの照射を遮断する。
(3)XテーブルSTxの停止動作を開始する。XテーブルSTxは停止動作を開始しても瞬間的に停止することは不可能であり、一定時間経過後に停止する。
(4)タイマTMにTM=TM0をセットする。前記TM0はXテーブルSTxが停止動作を開始してから完全に停止するまでに要する時間である。
【0095】
次にST80においてタイマTMがタイムアップしたか否か判断する。ノー(N)の場合はST80を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST81に移る。
次にST81においてm=5か否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST71に戻る。イエス(Y)の場合はST82に移る。
ST82においてM=300か否か判断する。ノー(N)の場合はST83に移る。
ST83において次の処理を実行する。
(1)YテーブルSTyを+0.5mm移動させる。このとき、電子ビームの照射位置は被検査ウエハW上で0.5mm移動する。
(2)m=0とする。
ST83の次に前記ST72に戻る。
前記ST82においてイエス(Y)の場合は前記図20のメインルーチンのST48に移る。
【0096】
前記実施例1によれば、予備検査装置(予備検査用電子顕微鏡)U1および詳細検査装置(詳細検査用電子顕微鏡)U2は、同一の外壁1により形成された真空試料室A内の試料ステージU3上に保持されたウエハWに対して予備検査および詳細検査を行うことができるため、予備検査装置U1で検出された欠陥に対して、詳細検査装置U2による詳細検査を迅速に実行することができる。
前記詳細検査装置U2は、試料ステージU3を静止した状態で被検査ウエハ表面を走査する静止型のSEMで構成したり、前記予備検査装置U1と同様に回転走査を行うSEMにより構成したりすることが可能である。詳細検査装置U2を回転走査を行うSEMにより構成する場合には電子ビームの被検査ウエハ上のスポット径を小さくしたり、走査部分(ビーム照射部分)の移動速度を遅くしたりして、分解能を上げて走査(検査)すれば良い。
【0097】
(実施例2)
図23は本発明の実施例2の被検査ウエハの検査方法の説明図であり、被検査ウエハを回転させながら検査する回転検査領域と被検査ウエハをX方向およびY方向に直進移動させながら検査するXY直進走査領域とに分けて検査する方法の説明図である。図24は同実施例2の被検査ウエハWの検査方法の詳細説明図で、回転検査領域の検査方法の説明図である。
図23において被検査ウエハWの表面は、全検査領域を内側に含むように設定された外側設定円W1と、前記被検査ウエハW表面の中心W0を含むウエハ中心部に設定された内側設定円W2との間の螺旋状の回転走査領域RAと、前記内側設定円W2に外接する矩形W3の内側の領域である矩形領域(XY直進走査領域)RBとに分けて検査(走査)される。
【0098】
(回転走査領域RA)
図23、図24において、外側設定円W1は直径300mm(半径150mm)の被検査ウエハWの外周円から1mm内側に設定されており、内側設定円W2は被検査ウエハの中心W0を中心とする半径30mmの円により形成されている。この場合外側設定円W1と内側設定円W2との間の螺旋状の回転走査領域RAは、被検査ウエハWが1回転する毎に走査される単位螺旋領域RA0,RA1,…,RAN-1,RAN,RAN+1,…,RA1188,RA1189に分けて、連続して走査される。
【0099】
前記螺旋状の回転走査領域RAの走査(検査)は、XYテーブル(STx+STy)を右方(Y方向)に一定速度で移動しながら回転テーブルSTrを連続回転することにより行う。
すなわち、図24において、電子ビーム照射位置がP0(図24参照)となる位置に試料ステージU3を移動させた状態で、前記第1Y偏向器F7aによりリング状走査領域RA0をY方向に走査しながら、回転テーブルSTrを1回転させる間にXYテーブル(STx+STy)をY方向に0.1mm移動させる。そして、被検査ウエハWが1回転する度にビーム照射位置をP0,P1,P2,…と移動させながら、順次RA0,RA1,RA2,RA3,…,RA1189を連続して走査(検査する)。
なお、前記回転走査領域RAの走査を行う際、螺旋状走査領域RA0〜RA1189の周方向の移動速度(周速度)を一定にしながら行うため、螺旋状走査領域RA0〜RA1189が内側になるに従って、回転テーブルSTrの回転速度を高くする。
【0100】
前記螺旋状走査領域RA0〜RA1189が内側になるに従って、回転テーブルSTrの回転速度を高くして、走査する位置の周速度(走査部分の移動速度)が一定となる条件は次のようになる。
図24に示す螺旋状走査領域RANの走査時には、回転テーブルSTrが1回転する間にビーム照射位置がPNからPN+1に移動する。前記ビーム照射位置がPNのときの回転テーブルSTrの回転角度をθ=0、前記θ=0の状態から回転テーブルSTrが1回転して前記ビーム照射位置がPN+1になったときの回転テーブルSTrの回転角度をθ=2πとし、θ=0の時の回転速度をVNh(rpm)、θ=2πの時の回転速度をV(N+1)h(rpm)とした場合、前記式(1)〜(6)の説明から分かるように、PNおよびPN+1の周速度が、前記回転速度V0で回転するP0の周速度と等しくなるための条件は次式(7),(8),(2),(9)で示される。
【0101】
図24において、θ=0の場合すなわち、PNの回転速度VNh(rpm)は次式(7)で表せる。
VNh=V0(r0/rN)…………………………………………………………(7)
θ=2πの場合すなわち、PNの回転速度V(N+1)h(rpm)は次式(8)で表せる。
V(N+1)h=V0(r0/r(N+1))………………………………………………(8)
但し、
【0102】
前記式(7),(8),(2),(9)から、回転速度VNh(N=0〜1189)(rpm)は次のようになる。
N=0のとき、V0h=V0(149/149)=V0(rpm)
N=1のとき、V1h=V0(149/148.9)(rpm)
N=2のとき、V2h=V0(149/148.8)(rpm)
N=3のとき、V3h=V0(149/148.7)(rpm)
…
N=1189のとき、V1189h=V0(149/30)(rpm)
したがって、電子ビームを照射して走査する部分の周速度を一定とするためには、Nの値が増加するに従って前記回転速度VNh(N=0〜1189)(rpm)を高くする必要がある。
【0103】
前記図24に示す螺旋状走査領域(回転テーブルSTrが1回転するときの走査領域)RANの走査時における0≦θ<2πのときの回転テーブルSTrの回転速度をVN(VNはθの関数)(rpm)としたとき、VNの値は、θ=0のときは前記式(7)のVNhの値となり、θ=2πのときは前記式(8)のV(N+1)hの値となる。したがって、0≦θ<2πの範囲で回転速度VN(rpm)がθに比例して増速するとみなせば、VN(VNはθの関数)は次式で表せる。
VN=VNh+{V(N+1)h−VNh}×(θ/2π)…………………………(10)
前記式(7),(8)を用いると、前記式(10)は次式(11)で表せる。VN
=V0(r0/rN)〔1+{(rN/r(N+1))−1}(θ/2π)〕…(11)
したがって、回転テーブルSTrを前記式(11)を満たすように回転駆動することにより、螺旋状走査領域RAN(N=0〜1189)の走査部分の周速度(走査部分の移動速度)をほぼ一定の状態として走査(検査)することができる。
【0104】
前述の場合(前記式(10)および(11)の回転速度VN(rpm)で回転テーブルを回転する場合)、VN(rpm)の平均値VNaはθ=πの時のVNの値である。θ=πの時のVNの値VNa(rpm)は次式(12)で表せる。
この場合、回転テーブルSTrが1回転するのに要する時間t(sec)は次式(13)で表せる。
t=(60/VNa)(sec)………………………………………………(13)
【0105】
前記時間t(sec)の間にYテーブルSTyをY方向に0.1mm移動させる必要がある。したがって、YテーブルSTyの移動速度Vy(mm/sec)は次式(14)で表せる。
前記式(13)および(14)より、Vy(mm/sec)は次式で表せる。
Vy=0.1VNa/60(mm/sec)
なお、前記式(15)のrN,r(N+1)は前記式(2),(9)により定まる。
【0106】
本実施例2では、前記式(11)の回転速度VN(rpm)で回転テーブルSTrを回転駆動しながら、且つ前記式(15)の移動速度でYテーブルSTyを移動させることにより、螺旋領域RA0〜RA1189(図23、図24参照)を含む回転走査領域RAを連続走査(連続検査)することができる。
なお、XY直進走査領域RB(図23、図24参照)の走査方法は前記図12で説明した前記実施例1と同様である。
【0107】
本発明の欠陥検査装置の実施例2の制御部は前記実施例1の図13に示す制御部と同様の構成を備えているがその説明は前記実施例1と重複するので省略する。図25は本発明の欠陥検査装置の実施例2の制御部の説明図で、前記図13の続きの部分を示す図であり、前記実施例1の図14に対応する図である。
図25において、本実施例2のテーブル回転走査用制御手段C1B2は、螺旋状領域周速度定速制御手段C1B2cを有しており、前記実施例1の所定ピッチテーブル移動制御手段C1B2aおよびリング状領域周速度定速制御手段C1B2bが省略されている。
本実施例2のその他の構成は前記実施例1と同様である。
【0108】
C1B2c:螺旋状領域周速度定速制御手段
螺旋状領域周速度定速制御手段C1B2cは、電子ビームが被検査ウエハW表面の螺旋走査領域RA0〜RA1189を順次周速度が一定となるように回転テーブルSTrを回転駆動するとともに、前記回転テーブルSTrが1回転する度にYテーブルSTrがY方向に一定速度(0.1mm)移動するようにYテーブルSTyを移動させる。
【0109】
(実施例2の作用)
実施例2のフローチャートは、前記実施例1の図15〜図22に示すフローチャートに対して、図20のST44が異なり、且つ図21のフローチャートに対して図26に示すフローチャートを有する。この実施例2のその他のフローチャートは前記実施例1と同様である。
すなわち、本実施例2では、前記0.1mm幅のリング状走査領域RA1〜RA1189の走査回数をカウントする走査回数カウンタのカウント値nで、且つn=5になると、リセットされて初期値n=0になるカウンタのカウント値は使用しないので、図20のST44ではn=0とする処理は行わない。
【0110】
図26は前記図20のST45のサブルーチンである。
図26のST51、ST52の処理は前記図21と同様である。
次にST53′において次の処理を行う。
(1)回転テーブルSTrの回転速度VN(rpm)を前記式(11)に示す値VNとして回転テーブルSTrを回転させる。
(2)YテーブルSTyの移動速度Vy(mm/sec)を前記式(15)に示す値VyとしてYテーブルSTyを移動させる。
(3)回転テーブルSTrの回転角度θを計測する。
(4)ブランキングコイルF4をオフにして第1偏向器F7aによりウエハ表面を照射する電子ビームをY軸方向に走査幅0.1mmで往復走査する。
【0111】
ST54′においてθ=2πか否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST53′に戻る。イエス(Y)の場合はST55′に移る。
ST55′において次の処理を行う。
(1)N=N+1とする。
(2)θ=0とする。
次にST56′においてN=1190か否か判断する。ノー(N)の場合は前記ST53′に戻る。イエス(Y)の場合はST57′に移る。
【0112】
ST57′において次の処理を実行する。
(1)ブランキングコイルF4をオンにして電子ビームの被検査ウエハWへの照射を遮断する。
(2)回転テーブルSTrおよびYテーブルSTy停止動作開始。
次にST60′において回転テーブルSTrおよびYテーブルSTyが停止したか否か判断する。ノー(N)の場合はST60′を繰り返し実行する。イエス(Y)の場合はST61′に移る。
ST61′において次の処理を実行する。
(1)回転テーブルSTrは急停止できないので図24の点P1190を通過して停止するため、前記停止するまでにP1190を越えて回転した回転量だけ回転テーブルSTrを逆回転。
(2)YテーブルSTyの停止までに点P1190(図23、図24参照)がビーム照射位置を越えて移動した分だけYテーブルSTyを逆移動。
(3)N=0とする。
次に前記図20のメインルーチンのST46に移る。
【0113】
この実施例2によれば、前記螺旋状走査領域RA0〜RA1189を有する回転走査領域RAの全領域を、回転テーブルSTrおよびXYテーブル(STx+STy)の停止をすることなく連続移動させながら走査することができる。
前記回転テーブルSTrおよびXYテーブル(STx+STy)の移動、停止の繰り返しが行われないので走査を高速に行うことができる。
【0114】
(変更例)
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。
(H01)前記各実施例1、2においては、XY直進走査領域RBおよび回転走査領域RAを走査(検査)する際、ウエハ上のビーム照射領域である走査部分の移動速度を一定にしているが、例えば、回転走査領域RAを走査する際には、前記回転走査領域RAを所定の半径の外側部分(半径の大きい走査部分)と内側部分(半径の小さい走査部分とに2分して、半径の小さい走査部分を走査する際には半径の大きい走査部分を走査する場合に比較して、走査部分の移動速度を1/2に設定して走査(検査)を行うことが可能である。その場合には、2次電子検出量を速度に走査速度応じて補正すれば良い。
また、回転走査領域RAの走査を一定回転速度で行うことが可能である。その場合、前記走査部分の回転中心W0からの半径の大きさによって、走査部分(ビーム照射部分)の前記移動速度(周速度)が異なるので、各走査部分の2次電子検出量を前記移動速度(周速度)に応じて補正すれば良い。
【0115】
(H02)前記各実施例1,2では、ウエハW上の電子ビーム(照射ビーム)を所定の走査幅で往復走査しながら、前記走査幅方向に垂直な方向にウエハWを一定速度で移動させることによりウエハW表面の走査(検査)を行っているが、前記走査幅方向の往復走査を行うことなく、大きな径の電子ビームでウエハ表面部分(走査部分)を照射しながら前記走査部分を一定速度で移動させて、ウエハW表面の走査(検査)を行うことが可能である。
【0116】
(H03)試料ステージU3上に保持されたウエハW表面のXY座標位置に対応した高さ(ウエハ表面高さ)を検出し、2次電子検出量を前記ウエハ表面高さに対応して補正することができる。その場合、2次電子検出量の検出誤差を補正することができるので、検査精度を向上させることが可能である。
(H04)前記各実施例1,2において、反射ビーム検出装置の代わりに、反射電子検出装置、オージェ電子検出装置、X線検出装置等を使用することが可能である。
(H05)前記ウエハ保持装置としては静電チャックを使用可能である。
【0117】
【発明の効果】
前述の本発明の欠陥検査装置は、下記の効果を奏することができる。
(E01)被検査ウエハ上の回転走査領域は回転しながら走査(検査)されるので、SEM(走査型電子顕微鏡)を使用して被検査ウエハの検査を行う際の検査に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の欠陥検査装置の実施例1の全体説明図である。
【図2】 図2は同実施例1の全体斜視図である。
【図3】 図3は同実施例の部分平面図である。
【図4】 図4は真空試料室(真空作業室)内に配置されたXYテーブルに支持された回転テーブルの昇降ロッドの説明図で、前記図3のIV−IV線断面図である。
【図5】 図5は前記図4の要部拡大図である。
【図6】 図6は前記図5の回転テーブル上に載置された試料Wの位置決め機構の説明図で、回転テーブルが前記図5とは異なる位置に回転したときの断面図である。
【図7】 図7は前記詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の前記上壁部2への取付構造を示す図である。
【図8】 図8は欠陥検査制御装置Cに接続された予備検査用走査型電子顕微鏡SEM1の構成要素のブロック線図である。
【図9】 図9は欠陥検査制御装置に接続された詳細検査用走査型電子顕微鏡SEM2の構成要素のブロック線図である。
【図10】 図10は本発明の実施例1の被検査ウエハの検査方法の説明図であり、被検査ウエハを回転させながら検査する回転検査領域と被検査ウエハをX方向およびY方向に直進移動させながら検査するXY直進走査領域とに分けて検査する方法の説明図である。
【図11】 図11は同実施例1の被検査ウエハWの検査方法の詳細説明図で、回転検査領域の検査方法の説明図である。
【図12】 図12はXY直進走査領域の検査方法の説明図である。
【図13】 図13は本発明の欠陥検査装置の実施例1の制御部の説明図で、欠陥検査制御装置Cの説明図である。
【図14】 図14は本発明の欠陥検査装置の実施例1の制御部の説明図で、前記図13の続きの部分を示す図である。
【図15】 図15は本発明の欠陥検査制御装置CのSEM1用コントローラC1のフローチャートの説明図である。
【図16】 図16は前記図15のST3でイエス(Y)の場合の処理を示すフローチャートである。
【図17】 図17は表示画面の説明図で、図17AはST1で表示される画面、図17BはST21で表示される画面である。
【図18】 図18は前記ST16においてイエス(Y)の場合の処理、すなわち、前記第1選択画面において「(1)検査動作」が選択された場合の処理を示すフローチャートである。
【図19】 図19はST33で表示される画面である。
【図20】 図20は前記図18のST43の続きのフローチャートである。
【図21】 図21は前記図20のST45のサブルーチンである。
【図22】 図22は前記図20のST47のサブルーチンである。
【図23】 図23は本発明の実施例2の被検査ウエハの検査方法の説明図であり、被検査ウエハを回転させながら検査する回転検査領域と被検査ウエハをX方向およびY方向に直進移動させながら検査するXY直進走査領域とに分けて検査する方法の説明図である。
【図24】 図24は同実施例2の被検査ウエハWの検査方法の詳細説明図で、回転検査領域の検査方法の説明図である。
【図25】 図25は本発明の欠陥検査装置の実施例2の制御部の説明図で、前記図13の続きの部分を示す図であり、前記実施例1の図14に対応する図である。
【図26】 図26は前記図20のST45のサブルーチンである。
【図27】 図27は予備検査情報の表示例を示す図であり、図27Aは被検査ウエハである被検査ウエハの外形および被検査ウエハ上の異物位置または欠陥位置を示す図、図27Bは異物番号または欠陥番号♯0,♯1,…とその位置、大きさ等の情報を表形式で示す図である。
【符号の説明】
A…真空試料室、C1a…ビーム偏向制御手段、C1B…テーブル制御手段、C1B2…回転走査用テーブル制御手段、C1M1…XY直進走査領域記憶手段、C1M2…回転走査領域記憶手段、E6…X偏向器駆動回路、E7…Y偏向器駆動回路、F6…X偏向器、F7…Y偏向器、RA…回転走査領域、RB…XY直進走査領域、SEM1…走査型電子顕微鏡、STx…Xテーブル、STy…Yテーブル、STr…回転テーブル、U3…試料ステージ、W…被検査ウエハ、W1…外側設定円、W2…内側設定円、
1…外壁、2…上壁部、56…予備検査鏡筒、
54…放出線検出装置(2次電子検出装置)、
(Dx+Mx)…Xテーブル駆動装置、
(Dy+My)…Yテーブル駆動装置、
(Dy+Dx+Mx+My)…XYテーブル駆動装置、
(E6+E7)…偏向器駆動回路、
(F1+F2)…電子銃、
(F3+F8)…ビーム縮小レンズ系、
(MD4+M4)…回転テーブル駆動装置、
(RA0,RA1,…,RA1189)…複数のリング状部分、
(RB0,RB1,…,RB599)…複数の帯状部分、
(STx+STy)…XYテーブル、
(26〜37,M6,MD6,LS3,LS4)…ウエハ保持装置。
Claims (6)
- 下記の要件(A01)〜(A09)を備えたことを特徴とする欠陥検査装置、
(A01)試料ステージを収容する真空室を形成する外壁、
(A02)水平なXY平面内で互いに垂直なX軸およびY軸方向に移動可能なXテーブルおよびYテーブルを有するXYテーブルと、前記XYテーブル上に支持され且つ鉛直な回転軸周りに回転可能な回転テーブルと、前記回転テーブル上に被検査用の試料を保持する試料保持装置と、前記XYテーブルのXテーブルおよびYテーブルを前記X軸およびY軸方向に移動させるXテーブル駆動装置およびYテーブル駆動装置を有するXYテーブル駆動装置と、前記回転テーブルを回転駆動する回転テーブル駆動装置とを有する前記試料ステージ、
(A03)前記外壁の上部を形成する上壁部に装着された予備検査鏡筒と、前記予備検査鏡筒の上部に配置され且つ下方に電子ビームを出射する電子銃と、前記電子銃の下方に配置されて前記電子銃から出射される電子ビームを前記被検査ウエハ表面に収束させるビーム縮小レンズ系と、前記電子ビームをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ偏向させるX偏向器およびY偏向器と、前記被検査ウエハ表面から放出される放出線を検出する放出線検出装置とを有する走査型電子顕微鏡、
(A04)前記X偏向器を駆動するX偏向器駆動回路、および前記Y偏向器を駆動するY偏向器駆動回路を有する偏向器駆動回路、
(A05)前記被検査ウエハ表面上の前記電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路の作動を制御するビーム偏向制御手段、
(A06)前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ表面部分であるビーム照射部分を前記走査幅方向に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置または回転テーブル駆動装置を制御するテーブル制御手段、
(A07)前記被検査ウエハ表面の中心位置を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域の範囲を記憶するXY直進走査領域記憶手段、
(A08)前記被検査ウエハ表面の中心を中心とし且つ前記矩形領域の内側に設定された内側設定円および外側に設定された外側設定円の間に形成される回転走査領域の範囲を記憶する回転走査領域記憶手段、
(A09)前記被検査ウエハのXY直進走査領域を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分に分割し、前記複数の帯状部分を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置を制御する直進走査用テーブル制御手段と、前記被検査ウエハの回転走査領域を前記所定の走査幅を有する複数のリング状部分に分割し、前記複数のリング状部分を前記電子ビームが順次走査するように前記回転テーブル駆動装置を制御する回転走査用テーブル制御手段とを有する前記テーブル制御手段。 - 下記の要件(A010)を備えたことを特徴とする請求項1記載の欠陥検査装置、
(A010)前記試料ステージに支持された被検査ウエハ表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路またはY偏向器駆動回路を制御する所定幅走査手段を有する前記ビーム偏向制御手段、 - 下記の要件(A011),(A012)を備えたことを特徴とする請求項1または2記載の欠陥検査装置、
(A011)前記被検査ウエハ表面のビーム照射位置を前記走査幅のピッチで前記一方の軸方向に移動させる走査幅方向ビーム位置制御手段を有する前記ビーム偏向制御手段、
(A012)前記走査幅をB、正の整数である所定数をnとした場合に前記XYテーブルを前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動させる所定ピッチテーブル移動制御手段を有する前記直進走査用テーブル制御手段。 - 下記の要件(A011),(A013)を備えたことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか記載の欠陥検査装置、
(A011)前記被検査ウエハ表面のビーム照射位置を前記走査幅のピッチで前記一方の軸方向に移動させる走査幅方向ビーム位置制御手段を有する前記ビーム偏向制御手段、
(A013)前記走査幅をB、正の整数である所定数をnとした場合に前記XYテーブルを前記一方の軸方向に距離nBのピッチで移動させる所定ピッチテーブル移動制御手段を有する前記回転走査用テーブル制御手段。 - 下記の要件(B01)〜(B09)を備えたことを特徴とする欠陥検査装置、
(B01)試料ステージを収容する真空室を形成する外壁、
(B02)水平なXY平面内で互いに垂直なX軸およびY軸方向に移動可能なXテーブルおよびYテーブルを有するXYテーブルと、前記XYテーブル上に支持され且つ鉛直な回転軸周りに回転可能な回転テーブルと、前記回転テーブル上に被検査用の試料を保持する試料保持装置と、前記XYテーブルのXテーブルおよびYテーブルを前記X軸およびY軸方向に移動させるXテーブル駆動装置およびYテーブル駆動装置を有するXYテーブル駆動装置と、前記回転テーブルを回転駆動する回転テーブル駆動装置とを有する前記試料ステージ、
(B03)前記外壁の上部を形成する上壁部に装着された予備検査鏡筒と、前記予備検査鏡筒の上部に配置され且つ下方に電子ビームを出射する電子銃と、前記電子銃の下方に配置されて前記電子銃から出射される電子ビームを前記被検査ウエハ表面に収束させるビーム縮小レンズ系と、前記電子ビームをX軸方向およびY軸方向にそれぞれ偏向させるX偏向器およびY偏向器と、前記被検査ウエハ表面から放出される放出線を検出する放出線検出装置とを有する走査型電子顕微鏡、
(B04)前記X偏向器を駆動するX偏向器駆動回路、および前記Y偏向器を駆動するY偏向器駆動回路を有する偏向器駆動回路、
(B05)前記被検査ウエハ表面上の前記電子ビームの照射位置を制御するために前記偏向器駆動回路の作動を制御するビーム偏向制御手段、
(B06)前記電子ビームが所定の走査幅で照射する被検査ウエハ表面部分であるビーム照射部分を前記走査幅方向に垂直な方向に所定の移動速度で移動させるように前記XYテーブル駆動装置または回転テーブル駆動装置を制御するテーブル制御手段、
(B07)前記被検査ウエハ表面の中心位置を内部に含む所定の大きさの矩形領域であるXY直進走査領域の範囲を記憶するXY直進走査領域記憶手段、
(B08)前記被検査ウエハ表面の中心を中心とし且つ前記矩形領域の内側に設定された内側設定円および外側に設定された外側設定円の間に形成される回転走査領域の範囲を記憶する回転走査領域記憶手段、
(B09)前記被検査ウエハのXY直進走査領域を前記所定の走査幅を有する複数の帯状部分に分割し、前記複数の帯状部分を前記電子ビームが順次走査するように前記XYテーブル駆動装置を制御する直進走査用テーブル制御手段と、前記被検査ウエハの回転走査領域を前記電子ビームにより前記所定の走査幅で走査しながら前記回転テーブルが1回転する間に前記所定走査幅だけ前記一方の軸方向に沿って前記XYテーブルを移動させることにより前記電子ビームが前記回転走査領域を螺旋状に走査するように、前記XYテーブル駆動装置および前記回転テーブル駆動装置を制御する回転走査用テーブル制御手段とを有する前記テーブル制御手段。 - 下記の要件(B010)を備えたことを特徴とする請求項6記載の欠陥検査装置、
(B010)前記試料ステージに支持された被検査ウエハ表面を前記電子ビームが前記X軸およびY軸の一方の軸に沿う所定の走査幅を繰り返し走査するように前記X偏向器駆動回路またはY偏向器駆動回路を制御する所定幅走査手段を有する前記ビーム偏向制御手段。
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