(57)【要約】【課題】ウェハー上のパターンが損傷するのを回避する。【解決手段】光源からの光をレンズ系に通してステージ上に設置されたウェハー上のパターンを検査する外観検査装置において、警報手段を具備し、所定時間以上または複数回にわたって同一のパターンを検査する際には、前記警報手段により警報を発令するようにした外観検査装置が提供される。前記警報手段により発令される前記警報が可聴警報または可視警報であるのが好ましい。さらに、前記光源からの光が前記パターン上に照射されるのを遮断するためのシャッターを具備し、前記警報の発令と同時または前記警報の発令後に前記シャッターを閉鎖するようにし、前記シャッターが前記外観検査装置の前記光源に隣接して設けられててもよい。また警報手段を有することなしに、シャッターが設けられる外観検査装置が提供される。【選択図】　　　図１
2004103807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をレンズ系に通してステージ上に設置されたウェハー上のパターンを検査する外観検査装置において、
警報手段を具備し、所定時間以上または複数回にわたって同一のパターンを検査する際には、前記警報手段により警報を発令するようにした外観検査装置。
【請求項２】
前記警報手段により発令される前記警報が可聴警報または可視警報である請求項１に記載の外観検査装置。
【請求項３】
さらに、前記光源からの光が前記パターン上に照射されるのを遮断するためのシャッターを具備し、前記警報の発令と同時または前記警報の発令後に前記シャッターを閉鎖するようにした請求項１または２に記載の外観検査装置。
【請求項４】
前記シャッターが前記外観検査装置の前記光源に隣接して設けられている請求項３に記載の外観検査装置。
【請求項５】
光源からの光をレンズ系に通してステージ上に設置されたウェハー上のパターンを検査する外観検査装置において、
前記光源からの光が前記パターン上に照射されるのを遮断するためのシャッターを具備し、所定時間以上または複数回にわたって同一のパターンを検査する際には、前記シャッターを閉鎖するようにした外観検査装置。
【請求項６】
前記シャッターが前記外観検査装置の前記光源に隣接して設けられている請求項５に記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外観検査装置、特に半導体製造時におけるウェハー上のパターンを検査するための外観検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の工程を経て製造される半導体製造においては、ウェハー上に形成されるパターンが特定の工程において検査される。この際、外観検査装置の光源からの光をレンズ系に通してウェハー上のパターンに照射させる。外観検査装置の光源は可視光、紫外線、深紫外線、真空紫外線、ｘ線などの源であり、電子ビームも含む。以下、本願明細書においては可視光、深紫外線などの光源および電子ビームの電子銃の両方を単に「光源」と呼ぶこととする。図４は従来技術における複数のパターンが形成されたウェハーの正面図である。図４に示されるように、ウェハー３００上に複数のパターン２００が格子状に形成されている。例えばホトリソグラフィ工程においてはパターン２００は、感光性材料、例えばレジストを含む場合がある。
【０００３】
また、例えば開発段階においてはウェハー３００上の全てのパターン２００を検査することが要求される場合があり、このような場合には、通常は図４内に矢印で示すようにウェハー３００上の縁部のパターン２０１から順次に検査している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２０００−１７２８４３号公報（第２図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、半導体分野においては急速に進むパターンの微細化のために、より短波長の光または高エネルギの粒子を使用する必要があり、このような短波長の光または高エネルギの粒子を使用することにより、感光性材料等からなるパターン２００が破壊、変質または変形する場合がある。特にパターン２００がレジストを含んでいる場合にはこのような現象が生じやすい。
【０００６】
また近年では紫外線よりも波長の短い深紫外線（ＤＵＶ）を使用して検査することも行われているが、深紫外線使用時には検査装置のレンズ系が損耗しうるので、可能な限り深紫外線をレンズ系に通過させないようにするのが好ましい。このような場合に、非使用時に光源または電子銃の電源を遮断することも想定されるが、電源投入後に光源等が安定するためには比較的長時間が必要とされるので、このような作業は現実的ではない。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ウェハー上のパターンが損傷するのを回避可能な外観検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために請求項１に記載の発明によれば、光源からの光をレンズ系に通してステージ上に設置されたウェハー上のパターンを検査する外観検査装置において、警報手段を具備し、所定時間以上または複数回にわたって同一のパターンを検査する際には、前記警報手段により警報を発令するようにした外観検査装置が提供される。
【０００９】
すなわち請求項１に記載の発明によって、操作者が警報に基づいて光源からの光をウェハー上に照射させないようにするので、ウェハー上のパターンが損傷するのを回避することができる。パターンが感光性材料、例えばレジストを含む場合には請求項１に記載の発明は特に有効である。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、前記警報手段により発令される前記警報が可聴警報または可視警報である。
すなわち請求項２に記載の発明によって、操作者に対する警報を簡易に発令することができる。可聴警報は例えば音声であり、可視警報は例えばランプの点滅である。また検査装置がモニタを含んでいる場合には、可視警報として画像または動画をモニタ上に表示できる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、さらに、前記光源からの光が前記パターン上に照射されるのを遮断するためのシャッターを具備し、前記警報の発令と同時または前記警報の発令後に前記シャッターを閉鎖するようにした請求項１または２に記載の外観検査装置。
すなわち請求項３に記載の発明によって、例えば操作者が不在である場合であってもウェハー上のパターンが損傷するのを確実に回避することができる。シャッターを構成する材料は通常のスチール板で足りるが、シャッターは黒色であるのが好ましく、これにより光源からの光がウェハー上のパターンまたはレンズ系に到達するのをさらに妨げることができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、前記シャッターが前記外観検査装置の前記光源に隣接して設けられている。
すなわち請求項４に記載の発明によって、特に光源として深紫外線を採用する場合には外観検査装置のレンズ系が損耗することも妨げることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、光源からの光をレンズ系に通してステージ上に設置されたウェハー上のパターンを検査する外観検査装置において、前記光源からの光が前記パターン上に照射されるのを遮断するためのシャッターを具備し、所定時間以上または複数回にわたって同一のパターンを検査する際には、前記シャッターを閉鎖するようにした。
【００１４】
すなわち請求項５に記載の発明によって、例えば操作者が不在である場合であってもウェハー上のパターンが損傷するのを確実に回避することができる。シャッターを構成する材料は通常のスチール板で足りるが、シャッターは黒色であるのが好ましく、これにより光源からの光がウェハー上のパターンまたはレンズ系に到達するのをさらに妨げることができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によれば、前記シャッターが前記外観検査装置の前記光源に隣接して設けられている。
すなわち請求項６に記載の発明によって、特に光源として深紫外線を採用する場合には外観検査装置のレンズ系が損耗することも妨げることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく外観検査装置の概念図である。図１に示されるように、本発明の外観検査装置１０は光源１２、レンズ系４０、ステージ３５および制御部６０から主に構成されている。光源１２は可視光、紫外線、深紫外線、真空紫外線、ｘ線などの源であり、電子ビームも含む。前述したように可視光、深紫外線などの光源および電子ビームの両方を単に「光源」と呼ぶ。図１に示されるようにレンズ系４０はコリメータレンズ４１、ビームスプリッタ４２、対物レンズ４３などを含んでいる。図１においては、理解を容易にするために単一のコリメータレンズ４１、ビームスプリッタ４２などが示されているが、これらが複数個存在していてもよく、また他のレンズを含んでいてもよい。さらに、ステージ３５はベース３６に対して移動可能なステージ、例えばＸ−Ｙステージであり、ウェハー３０がステージ３５の上面に支持される。図２は本発明における複数のパターンが形成されたウェハーの拡大正面図である。図２に示されるように、複数のパターン２０がウェハー３０上に格子状に形成されている。
【００１７】
さらに本発明の外観検査装置１０は光源１２からの光を遮断可能なシャッター６１を含んでいる。本発明においてはシャッター６１は光源１２のハウジング１５に設けられている。シャッター６１を駆動させるシャッター駆動部（図示しない）は制御部６０に接続されている。図１に示されるように、この制御部６０はウェハー３０のためのステージ３５および警報装置６２にも接続されている。
【００１８】
使用時、図１に示されるように、検査すべきウェハー３０を外観検査装置１０のステージ３５上に設置する。次いで、光源１２を点灯してこれが安定した後にウェハー３０の検査を行う。光源１２からの光はレンズ系４０内のコリメータレンズ４１によりコリメートされた後に、ビームスプリッタ４２反射されて対物レンズ４３によりウェハー３０のパターン２０に収束する。次いでウェハー３０上において反射した光はビームスプリッタ４２を通過してカメラ部４７に投影される。カメラ部４７に投影された光は画像処理装置７０により処理されてモニタ７１に出力される。
【００１９】
図３は本発明の外観検査装置のフローチャートである。次いで、図２および図３を参照しつつ、外観検査装置１０の動作を説明する。ウェハー３０上の特定のパターン、例えばパターン２０Ａ（図２を参照されたい）を検査するために、外観検査装置１０のステージ３５を移動させる（図３におけるブロック８１）。次いで、外観検査装置１０の制御部６０によってパターン２０Ａが既に検査したパターンであるかを判断する（ブロック８２）。前述したようにウェハー３０上のパターンは格子状に配置されているので、ステージ３５の移動方向および移動距離から、パターン２０Ａが既に検査したパターンであるか否かが分かる。パターン２０Ａが既に検査したパターンである場合には、制御部６０に接続された警報装置６２により警報を操作者に対して発令する（ブロック８３）。警報装置６２の警報を察知した操作者はウェハー３０の検査位置を他のパターンに移動させるか、ウェハー３０自体をステージ３５から取り外すなどして、光源１２からの光がパターン２０Ａに照射しないようにする。これにより、ウェハー３０上のパターン２０Ａが損傷するのを回避することができる。前述したようにパターン２０Ａは感光性材料、例えばレジストを含みうるので、このような警報を発令することは極めて有効である。
【００２０】
警報装置６２により発令される警報は、可聴警報、例えばビープ音または音声、もしくは可視警報、例えばランプの点滅などである。また警報装置６２が図１に示されるモニタ７１または警報装置用の別のモニタに接続されている場合には、これらモニタ上に可視警報、例えば画像または動画を表示させてもよい。当然のことながら、可聴警報と可視警報との両方を発生させてもよい。
【００２１】
警報発令後に操作者が前述した操作をしない場合、例えば操作者が不在である場合には、警報発令から一定時間後、または警報発令とほぼ同時にシャッター駆動部（図示しない）を駆動させてシャッター６１により光源１２からの光を遮断する（ブロック８３）。これにより、ウェハー３０上のパターン２０Ａが損傷するのを確実に回避することができる。シャッター６１を構成する材料は通常のスチール板で足りる。またシャッター６１は黒色に塗布されるのが好ましく、これにより光源１２からの光がウェハー３０上のパターン２０またはレンズ系４０に到達するのをさらに妨げることができる。
【００２２】
ウェハー３０上の特定のパターン、例えばパターン２０Ｂの検査を初めて行う場合には、制御部６０によりパターン２０Ｂの検査時間を計測する（ブロック８４）。次いで、パターン２０Ｂについての検査時間が所定の時間を越えるか否かを判断する（ブロック８５）。所定の時間を越える場合には、警報装置６２により警報を操作者に対して発令する。前述したように、警報を発令することにより、結果的にウェハー３０上のパターン２０Ａが損傷するのを回避することができる。警報装置６２による警報の内容は前述した警報の内容と同様であり、また警報発令から一定時間後、または警報発令とほぼ同時にシャッター駆動部（図示しない）を駆動させてシャッター６１により光源１２からの光を遮断する（ブロック８６）。これによりウェハー３０上のパターン２０Ａが損傷するのを確実に回避することができる。次いで隣のパターン、例えば図２におけるパターン２０Ｃを検査するためにステージ３５を移動させ、同時に検査時間の計測を終了する（ブロック８７）。次いでパターン２０Ｃに対して前述した操作を行い、以後、この操作を繰り返す。
【００２３】
本発明においては光源１２のハウジング１５にシャッター６１を設けた外観検査装置１０を説明したが、シャッター６１は光がウェハー３０に照射しない他の場所、例えばコリメータレンズ４１とビームスプリッタ４２との間、または対物レンズ４３とウェハー３０との間に配置されていてもよい。しかしながら、光源１２からの光を遮断可能なシャッター６１は光源１２に隣接して配置されるのが好ましい。これにより、例えば光源１２が深紫外線を採用している場合に、深紫外線の照射作用によりレンズ系４０、例えばコリメータレンズ４１、対物レンズ４３などが損耗するのを妨げることができる。
【００２４】
また、前述した説明においては特定のパターンに対して２回目の検査を行う際に警報が発令されるようにしているが、３回目以降の検査時に警報が発令されるように設定することも可能であり、このことは本発明の範囲に含まれる。さらに、ステージ３５上にウェハー３０が設置されていない場合に、一定時間経過後に警報を発令させるか、またはシャッター６１により光を遮断することも好ましい。これにより、光源として深紫外線を採用している場合に、レンズ系４０が深紫外線により損耗することも妨げることができる。
【００２５】
【発明の効果】
各請求項に記載の発明によれば、ウェハー上のパターンが損傷するのを回避することができるという共通の効果を奏しうる。
【００２６】
さらに、請求項２に記載の発明によれば、操作者に対する警報を簡易に発令することができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項３に記載の発明によれば、ウェハー上のパターンが損傷するのを確実に回避することができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項４に記載の発明によれば、外観検査装置のレンズ系が損耗することも妨げることができるという効果を奏しうる。
【００２７】
さらに、請求項５に記載の発明によれば、ウェハー上のパターンが損傷するのを確実に回避することができるという効果を奏しうる。
さらに、請求項６に記載の発明によれば、外観検査装置のレンズ系が損耗することも妨げることができるという効果を奏しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づく外観検査装置の概念図である。
【図２】本発明における複数のパターンが形成されたウェハーの拡大正面図である。
【図３】
本発明の外観検査装置のフローチャートである。
【図４】
従来技術における複数のパターンが形成されたウェハーの正面図である。
【符号の説明】
１０…外観検査装置
１２…光源
１５…ハウジング
２０…パターン
３０…ウェハー
３５…ステージ
３６…ベース
４０…レンズ系
４１…コリメータレンズ
４２…ビームスプリッタ
４３…対物レンズ
４７…カメラ部
６０…制御部
６１…シャッター
６２…警報装置
７０…画像処理装置
７１…モニタ
【図１】
2004103807.tif 000003
【図２】
2004103807.tif 000004
【図３】
2004103807.tif 000005
【図４】
2004103807.tif 000006