JP5639541B2 - 光学式検査装置、検査システムおよび座標管理用ウエハ - Google Patents
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Description
前記表面に行列が設定され、前記行列の行毎に1つ且つ列毎に1つ擬似欠陥ダイが形成され、前記擬似欠陥ダイには複数の擬似欠陥が列方向に一列で前記チャンネル上の結像におけるピッチが前記チャンネルのピッチに等しい等間隔に形成されている座標管理用ウエハを、前記Y軸方向と前記列方向とが略平行になり、前記チャンネル毎に前記擬似欠陥ダイ当たり1つの擬似欠陥が結像するように、前記ウエハとして検査したのを受けて、前記チャンネル上に結像した前記擬似欠陥の前記ステージ上の位置を、擬似欠陥ステージ座標として検出するステージ位置検出手段と、
検出された前記擬似欠陥ステージ座標を、前記擬似欠陥が含まれる前記擬似欠陥ダイにおける位置を表す擬似欠陥ダイ座標に変換する座標変換手段と、
前記擬似欠陥が前記擬似欠陥ダイに形成された際の設計に基づく設計座標に対する、前記擬似欠陥ダイ座標の差分を算出する差分算出手段と、
前記擬似欠陥ステージ座標に対して、前記差分が、略一定の振幅で振動するか、直線に沿って増加又は減少するか、少なくともどちらか一方の座標誤差特性パターンを取得する特性パターン取得手段とを有することを特徴としている。
図8と図9Aと図9Bを用いて、ラインセンサ12bの傾きによって生じる誤差である傾き誤差58について説明する。図8において、本来であれば、ラインセンサ12bは、チャンネル12cの配列方向がY軸方向と平行となるように、配置されなければならないが、組み付け誤差や経時変化により、チャンネル12cの配列方向が、Y軸方向に対して傾き、傾き誤差58が発生する。具体的に、ラインセンサ12bが、擬似欠陥54(座標管理用ウエハ51(図1参照))に対して相対的にX軸方向に走査しているとする。図8と図9Aに示すように、チャンネル12c(C16)で、擬似欠陥54(擬似欠陥の結像54a)が検出されたとき、その擬似欠陥54の位置としては、ステージX座標Xsにおいて、擬似欠陥ステージ座標Xs0が検出される。つまり、擬似欠陥54の位置(ステージX座標Xs)の誤差として、傾き誤差58が生じることがわかる。そして、ラインセンサ12bの外側ほど、傾き誤差58が大きくなることがわかる。図8と図9Bは、チャンネル12c(C1)で、擬似欠陥54(擬似欠陥の結像54a)が検出されたときを示している。このときの擬似欠陥54のステージX座標Xsは、擬似欠陥ステージ座標Xs0と検出されるので、傾き誤差58が生じることがわかる。傾き誤差58は、X軸方向に生じている。
図10と図11を用いて、擬似欠陥54のラインセンサ12b上に結像した結像54に生じる誤差である倍率誤差59について説明する。図10に示すように、本来であれば、擬似欠陥ダイ52上に形成された擬似欠陥54は、受光手段12a(図1参照)が集光レンズとして機能するので、ラインセンサ12bのチャンネル12c(C1〜C16)の中央で、擬似欠陥54は結像(54a)し、倍率誤差59(図11参照)は生じない。これは、図2のステップS1の座標管理用ウエハの作製において、チャンネル12cのピッチPcが、擬似欠陥54の結像54aのピッチPdaに等しくなるように(Pc=Pda)、擬似欠陥54のピッチPdが設計されているためである。
図12を用いて、ステージ19のX軸方向の移動量の誤差であるXスケール誤差61について説明する。X軸方向の移動量は、ラインセンサ12bとステージ19との相対的な移動量である。ステージ19のX軸方向の(座標原点からの)移動量、すなわち、ステージX座標Xs(擬似欠陥ステージX座標Xs0)に対して、Xスケール誤差61が生じる。Xスケール誤差61は、X軸方向に生じている。ステージ19のX軸方向の(座標原点からの)移動量(ステージX座標Xs(擬似欠陥ステージX座標Xs0))が大きいほど、Xスケール誤差61が大きくなる。なお、Xスケール誤差61は、ステージX座標Xs(擬似欠陥ステージX座標Xs0)を大きくする(移動量を大きくする)方向に生じる場合も、逆の小さくする方向に生じる場合もある。
図12を用いて、ステージ19のY軸方向の移動量の誤差であるYスケール誤差62について説明する。Y軸方向の移動量は、ラインセンサ12bとステージ19との相対的な移動量である。ステージ19のY軸方向の(座標原点からの)移動量、すなわち、ステージY座標Ys(擬似欠陥ステージY座標Ys0)に対して、Yスケール誤差62が生じる。Yスケール誤差62は、Y軸方向に生じている。ステージ19のY軸方向の(座標原点からの)移動量(ステージY座標Ys(擬似欠陥ステージY座標Ys0))が大きいほど、Yスケール誤差62が大きくなる。なお、Yスケール誤差62は、ステージY座標Ys(擬似欠陥ステージY座標Ys0)を大きくする(移動量を大きくする)方向に生じる場合も、逆の小さくする方向に生じる場合もある。
図13を用いて、ステージ19のY軸方向の移動量に対して生じるX軸方向の誤差である直交度誤差63について説明する。Y軸方向の移動量は、ラインセンサ12bとステージ19との相対的な移動量である。ステージ19のY軸方向の(座標原点からの)移動量、すなわち、ステージY座標Ys(擬似欠陥ステージY座標Ys0)に対して、直交度誤差63が生じる。直交度誤差63は、X軸方向に生じている。ステージ19のY軸方向の(座標原点からの)移動量(ステージY座標Ys(擬似欠陥ステージY座標Ys0))が大きいほど、直交度誤差63が大きくなる。なお、直交度誤差63は、X軸方向の図13に示すように左から右への方向に生じるだけでなく、逆の右から左への方向に生じる場合もある。
(1)擬似欠陥ステージX座標Xs0に対する差分ΔXの関係を示すグラフパターンであり、傾き誤差58とXスケール誤差61に関する座標誤差特性パターンCP1。
(2)擬似欠陥ステージY座標Ys0に対する差分ΔYの関係を示すグラフパターンであり、倍率誤差59とYスケール誤差62に関する座標誤差特性パターンCP2。
(3)擬似欠陥ステージY座標Ys0に対する差分ΔXの関係を示すグラフパターンであり、傾き誤差58と直交度誤差63に関する座標誤差特性パターンCP3。
図14と図15に、擬似欠陥ステージX座標Xs0に対する差分ΔXの関係を示す座標誤差特性パターンCP1の例を示す。
図16と図17に、擬似欠陥ステージY座標Ys0に対する差分ΔYの関係を示す座標誤差特性パターンCP2の例を示す。
前記より、座標誤差特性パターンCP2の振幅A2と傾きAtdiyに基づいて、倍率誤差59を検出することができ、座標誤差特性パターンCP2の直線L2の傾きAL2に基づいて、Yスケール誤差62を検出することができる。座標誤差特性パターンCP2によれば、倍率誤差59とYスケール誤差62とを、分離して検出することができる。
図18と図19に、擬似欠陥ステージY座標Ys0に対する差分ΔXの関係を示す座標誤差特性パターンCP3の例を示す。
そして、まずはステップS4と同様に、座標管理用ウエハ51内の、そして、擬似欠陥ダイ52内の、全ての擬似欠陥54が検出され、それらが検出された位置である擬似欠陥ステージ座標(擬似欠陥ステージX座標Xs0、擬似欠陥ステージY座標Ys0)が、ステージ位置検出手段(Yスケール、Xスケール、座標管理装置)13、14、25(図1参照)によって検出される。座標変換手段31(図1参照)は、検出された擬似欠陥ステージ座標(擬似欠陥ステージX座標Xs0、擬似欠陥ステージY座標Ys0)を、対応する擬似欠陥54が含まれる擬似欠陥ダイ52における位置を表す擬似欠陥ダイ座標(擬似欠陥ダイX座標Xd0、擬似欠陥ダイY座標Yd0)に変換する。記憶・送信手段41(図1参照)は、擬似欠陥ステージ座標(擬似欠陥ステージX座標Xs0、擬似欠陥ステージY座標Ys0)と、擬似欠陥ダイ座標(擬似欠陥ダイX座標Xd0、擬似欠陥ダイY座標Yd0)を記憶する。
ΔXds(Xスケール誤差61) = Xs0 × AL1 ・・・(1)
ΔYds(Yスケール誤差62) = Ys0 × AL2 ・・・(2)
ΔXds(直交度誤差63) = Ys0 × AL3 ・・・(3)
ΔXdd(傾き誤差58) = Xd0 × Atdix ・・・(4)
ΔYdd(倍率誤差59) = Yd0 × Atdiy ・・・(5)
ΔXdd(傾き誤差58) = Yd0 × Atdixy ・・・(6)
Xdm0(Xsm0) = Xd0(Xs0)
+ ΔXds(Xスケール誤差61)
+ ΔXds(直交度誤差63)
+ ΔXdd(傾き誤差58) ・・・(7)
Ydm0(Ysm0) = Yd0(Ys0)
+ ΔYds(Yスケール誤差62)
+ ΔYdd(倍率誤差59) ・・・(8)
ΔXds(Xスケール誤差61) = Xs1 × AL1 ・・・(11)
ΔYds(Yスケール誤差62) = Ys1 × AL2 ・・・(12)
ΔXds(直交度誤差63) = Ys1 × AL3 ・・・(13)
ΔXdd(傾き誤差58) = Xd1 × Atdix ・・・(14)
ΔYdd(倍率誤差59) = Yd1 × Atdiy ・・・(15)
ΔXdd(傾き誤差58) = Yd1 × Atdixy ・・・(16)
Xdm(Xsm) = Xd1(Xs1)
+ ΔXds(Xスケール誤差61)
+ ΔXds(直交度誤差63)
+ ΔXdd(傾き誤差58) ・・・(17)
Ydm(Ysm) = Yd1(Ys1)
+ ΔYds(Yスケール誤差62)
+ ΔYdd(倍率誤差59) ・・・(18)
11 照明手段
12 検出手段
12a 受光手段
12b ラインセンサ(結像手段)
12c チャンネル
13 ステージ位置検出手段(Yスケール)
14 ステージ位置検出手段(Xスケール)
15 表面高さ位置検出系の照明装置
16 表面高さ位置検出系の検出器(2個1組:16a、16b)
17 像面観察手段
18 画像処理装置
19 ステージ
19a 移動手段
21 処理装置
22 A/D変換器
23 画像処理装置
24 欠陥判定装置
24a 判定回路
24b、24c 係数テーブル
25 ステージ位置検出手段(座標管理装置)
26 検査結果記憶装置
27 ステージ制御装置
28 画像表示装置
31 座標変換手段
32 差分算出手段
33 特性パターン取得手段
34 傾き取得手段
35 振幅取得手段
36 ステージ補正係数算出手段
37 チャンネル補正係数算出手段
38 ステージ補正量算出手段
39 ダイ補正量算出手段
40 ダイ座標補正手段
41 記憶・送信手段
42 タイマ
51 座標管理用ウエハ(ウエハ)
52 擬似欠陥ダイ(チップ)
53 ダイ内セル
54 擬似欠陥
54a 擬似欠陥の結像
55 フォワード走査
56 リバース走査
57 シフト
58 欠陥X座標誤差(傾き誤差)
59 欠陥Y座標誤差(倍率誤差)
61 欠陥X座標誤差(Xスケール誤差)
62 欠陥Y座標誤差(Yスケール誤差)
63 欠陥X座標誤差(直交度誤差)
71 量産ウエハ
72 量産ダイ
73 ダイ内セル
74 実欠陥
80 検査システム
81 処理制御部
82 レビュー装置
83 搬送システム
83a ストッカ
Xs ステージX座標(ステージ座標)
Ys ステージY座標(ステージ座標)
Xs0 擬似欠陥ステージX座標(擬似欠陥ステージ座標)
Ys0 擬似欠陥ステージY座標(擬似欠陥ステージ座標)
Xs1 実欠陥ステージX座標(実欠陥ステージ座標)
Ys1 実欠陥ステージY座標(実欠陥ステージ座標)
Xd ダイX座標(ダイ座標)
Yd ダイY座標(ダイ座標)
Xd0 擬似欠陥ダイX座標(擬似欠陥ダイ座標)
Yd0 擬似欠陥ダイY座標(擬似欠陥ダイ座標)
Xd1 実欠陥ダイX座標(実欠陥ダイ座標)
Yd1 実欠陥ダイY座標(実欠陥ダイ座標)
Xd2 設計X座標(設計座標)
Yd2 設計Y座標(設計座標)
ΔX、ΔY 差分
ΔXds、ΔYds ステージ補正量
ΔXdd、ΔYdd ダイ補正量
Xdm 補正実欠陥ダイX座標(補正実欠陥ダイ座標)
Ydm 補正実欠陥ダイY座標(補正実欠陥ダイ座標)
Pd 擬似欠陥のピッチ
Pda 擬似欠陥の結像のピッチ
Pc チャンネルのピッチ
C1〜C16 チャンネル
CP1、CP2、CP3 座標誤差特性パターン
A1、A2、A3 振幅(チャンネル補正係数)
L1、L2、L3 直線
AL1、AL2、AL3 直線の傾き(ステージ補正係数)
Claims (10)
- ウエハの表面を結像可能な複数のチャンネルがY軸方向に等間隔に配列されたラインセンサと、前記ウエハをステージに載せて前記ラインセンサに対して相対的に前記Y軸方向と直角をなすX軸方向に繰り返し移動させることで前記ウエハの全面を前記チャンネル上に結像させる移動手段とを有し、前記ウエハの表面を検査する光学式検査装置において、
前記表面に行列が設定され、前記行列の行毎に1つ且つ列毎に1つ擬似欠陥ダイが形成され、前記擬似欠陥ダイには複数の擬似欠陥が列方向に一列で前記チャンネル上の結像におけるピッチが前記チャンネルのピッチに等しい等間隔に形成されている座標管理用ウエハを、前記Y軸方向と前記列方向とが略平行になり、前記チャンネル毎に前記擬似欠陥ダイ当たり1つの擬似欠陥が結像するように、前記ウエハとして検査したのを受けて、前記チャンネル上に結像した前記擬似欠陥の前記ステージ上の位置を、擬似欠陥ステージ座標として検出するステージ位置検出手段と、
検出された前記擬似欠陥ステージ座標を、前記擬似欠陥が含まれる前記擬似欠陥ダイにおける位置を表す擬似欠陥ダイ座標に変換する座標変換手段と、
前記擬似欠陥が前記擬似欠陥ダイに形成された際の設計に基づく設計座標に対する、前記擬似欠陥ダイ座標の差分を算出する差分算出手段と、
前記擬似欠陥ステージ座標に対して、前記差分が、略一定の振幅で振動するか、直線に沿って増加又は減少するか、少なくともどちらか一方の座標誤差特性パターンを取得する特性パターン取得手段とを有することを特徴とする光学式検査装置。 - 前記直線の傾きを取得する傾き取得手段と、
前記直線の傾きに基づいて、前記ステージの移動に対する誤差の比であるステージ補正係数を算出するステージ補正係数算出手段とを有することを特徴とする請求項1に記載の光学式検査装置。 - 前記振幅の大きさを取得する振幅取得手段と、
前記振幅の大きさに基づいて、前記チャンネルのピッチに対する前記チャンネルに起因する誤差の比であるチャンネル補正係数を算出するチャンネル補正係数算出手段とを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学式検査装置。 - 量産ダイが形成されている量産ウエハを、前記ウエハとして検査したのを受けて、
前記ステージ位置検出手段は、前記チャンネル上に結像した前記量産ウエハ上の実欠陥の前記ステージ上の位置を、実欠陥ステージ座標として検出し、
前記座標変換手段は、検出された前記実欠陥ステージ座標を、前記実欠陥が含まれる前記量産ダイにおける位置を表す実欠陥ダイ座標に変換し、
検出された前記実欠陥ステージ座標と、前記ステージ補正係数とに基づいて、ステージ補正量を算出するステージ補正量算出手段と、
前記ステージ補正量に基づいて、前記実欠陥ダイ座標を補正するダイ座標補正手段と、
補正された前記実欠陥ダイ座標を記憶又は外部に送信する記憶・送信手段とを有することを特徴とする請求項2に記載の光学式検査装置。 - 量産ダイが形成されている量産ウエハを、前記ウエハとして検査したのを受けて、
前記ステージ位置検出手段は、前記チャンネル上に結像した前記量産ウエハ上の実欠陥の前記ステージ上の位置を、実欠陥ステージ座標として検出し、
前記座標変換手段は、検出された前記実欠陥ステージ座標を、前記実欠陥が含まれる前記量産ダイにおける位置を表す実欠陥ダイ座標に変換し、
検出された前記実欠陥ダイ座標と、前記チャンネル補正係数とに基づいて、ダイ補正量を算出するダイ補正量算出手段と、
前記ダイ補正量に基づいて、前記実欠陥ダイ座標を補正するダイ座標補正手段と、
補正された前記実欠陥ダイ座標を記憶又は外部に送信する記憶・送信手段とを有することを特徴とする請求項3に記載の光学式検査装置。 - 前記擬似欠陥ステージ座標は、前記X軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ステージX座標を有し、
前記擬似欠陥ダイ座標は、前記擬似欠陥ステージX座標を変換した前記X軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ダイX座標を有し、
前記設計座標は、前記X軸方向と平行な座標軸に基づく設計X座標を有し、
前記差分は、前記X軸方向と平行な方向に発生し、
前記座標誤差特性パターンは、前記擬似欠陥ステージX座標の増大に伴って、前記差分が、前記振幅で前記X軸方向に振動するか、前記直線に沿って前記X軸方向に増加又は減少するか、少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項1に記載の光学式検査装置。 - 前記擬似欠陥ステージ座標は、前記Y軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ステージY座標を有し、
前記擬似欠陥ダイ座標は、前記擬似欠陥ステージY座標を変換した前記Y軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ダイY座標を有し、
前記設計座標は、前記Y軸方向と平行な座標軸に基づく設計Y座標を有し、
前記差分は、前記Y軸方向と平行な方向に発生し、
前記座標誤差特性パターンは、前記擬似欠陥ステージY座標の増大に伴って、前記差分が、前記振幅で前記Y軸方向に振動するか、前記直線に沿って前記Y軸方向に増加又は減少するか、少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項1又は請求項6に記載の光学式検査装置。 - 前記擬似欠陥ステージ座標は、前記Y軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ステージY座標と、前記X軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ステージX座標を有し、
前記擬似欠陥ダイ座標は、前記擬似欠陥ステージX座標を変換した前記X軸方向と平行な座標軸に基づく擬似欠陥ダイX座標を有し、
前記設計座標は、前記X軸方向と平行な座標軸に基づく設計X座標を有し、
前記差分は、前記X軸方向と平行な方向に発生し、
前記座標誤差特性パターンは、前記擬似欠陥ステージY座標の増大に伴って、前記差分が、前記振幅で前記X軸方向に振動するか、前記直線に沿って前記X軸方向に増加又は減少するか、少なくともどちらか一方であることを特徴とする請求項1に記載の光学式検査装置。 - 請求項4又は請求項5に記載の光学式検査装置と、
補正された前記実欠陥ダイ座標を受信し、補正された前記実欠陥ダイ座標に対応する前記量産ダイにおける、補正された前記実欠陥ダイ座標の周辺を拡大して表示するレビュー装置とを有することを特徴とする検査システム。 - 光学式検査装置が有する座標誤差特性パターンを取得し、該座標誤差特性パターンを用いて、ウエハの実欠陥の補正欠陥座標を決定するのに用いられる座標管理用ウエハであって、
表面に行列が設定され、前記行列の行毎に1つのみ且つ列毎に1つのみの擬似欠陥ダイが形成され、前記擬似欠陥ダイには複数の擬似欠陥が前記行列の列方向に一列のみで等間隔に形成されていることを特徴とする座標管理用ウエハ。
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