(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を検査する検査装置において、
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を移動する移動部と、
前記基板に光を照射する照射部と、
前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、
前記基板保持部と前記移動部との相対的な位置の変化を計測する計測部と、
処理部と、を有し
前記電荷蓄積型検出部は、
前記計測部の計測結果に基づいて得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、
前記処理部は、
前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記計測部は、
前記基板保持部の位置の変化を計測する第１の計測部を含むことを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置において、
前記第１の計測部は、
第１の干渉光学系であり、
前記第１の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の検査装置において、
前記第１の干渉光学系は、
前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項３に記載の検査装置において、
前記第１の干渉光学系は、
前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項１に記載の検査装置において、
前記基板からの光を前記電荷蓄積型検出部へ結像させる結像部を有し、
前記計測部は、
前記結像部の位置の変化を計測する第２の計測部を含むことを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載の検査装置において、
前記第２の計測部は、第２の干渉光学系であり、
前記第２の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項７に記載の検査装置において、
前記第２の干渉光学系は、
前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項７に記載の検査装置において、
前記第２の干渉光学系は、
前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の検査装置において、
前記処理部は、
前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の検査装置において、
補正前の電荷転送信号を決定するためのパルスを出力するパルス源と、
前記パルス源よりも高い周波数を有する高周波パルス源と、を有し、
前記処理部は、
前記補正前の電荷転送信号を、前記高周波パルス源からのパルスに基づいて補正し、
補正後の電荷転送信号は、前記高周波パルス源から出力されることを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
基板を検査する検査装置において、
基板を保持する基板保持部と、
前記基板保持部を移動する移動部と、
前記基板に光を照射する照射部と、
前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、
処理部と、を有し
前記処理部は、
少なくとも２枚の画像から前記基板の位置ずれを得て、前記位置ずれから前記電荷蓄積型検出部が電荷を蓄積するための電荷転送信号を決定し、
前記電荷蓄積型検出部は、
前記位置ズレから得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、
前記処理部は、
前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の検査装置において、
前記処理部は、
前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を検査する検査装置、及び検査方法に関する。
【０００２】
例えば、半導体の製造工程で使用される半導体検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体デバイスの製造は、フロントエンド工程とバックエンド工程に分けられる。フロントエンド工程は、アイソレーション形成，ウェル形成，ゲート形成，ソース／ドレイン形成，層間絶縁膜形成、及び平坦化などから成る。バックエンド工程は、コンタクトプラグ形成，層間絶縁膜形成，平坦化，メタル配線形成を繰り返し、最後にパッシベーション膜形成を行う。上記の製造工程の途中では、ウェハを抜き取り、欠陥検査が行われる。ここで欠陥とは、ウェハ表面の異物やスクラッチ、及びパターン欠陥（ショート，オープン，ビア非開口など）等である。
【０００４】
欠陥検査の目的は、第一に製造装置の状態を管理すること、第二に不良発生工程とその原因を特定することにある。そのため、半導体デバイスの微細化に伴い、欠陥検査装置には高い検出感度が要求されている。欠陥検査装置では、隣接あるいは近接するチップ間の画像を比較する方法が用いられることが多い。これは、１枚のウェハ上に、同一構造のパターンを有する数百個の半導体デバイス（チップまたはダイと呼ぶ）が作製されることを利用した方法である。この方法は、特に、暗視野画像を比較する欠陥検査装置でのインライン検査に広く使用されている。
【０００５】
特許文献１では、ウェハの比較検査を高速，高感度で行うための、検査ステージと位置補正制御技術を開示している。
【０００６】
特許文献２では、ステージの間の相対位置変化を検出し、この相対位置情報に基づいて取得された画像情報に画素位置補正、表示画像の切り出しを行う方法が開示されている。
【０００７】
特許文献３では、被検査物を撮影した撮像画像の位置補正や被検査物を撮影するイメージセンサの向きを調整補正する方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭６２−８９３３６号公報
【特許文献２】特開２００６−２５２８００号公報
【特許文献３】特開２００９−１０３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
欠陥検査装置では、微細化する欠陥を高速で検出するために、検査画像上に投影される検査ステージの位置ズレ量を極力小さくする必要があり、より高速で、より高精度な検査ステージが必要とされている。従来技術では、画素位置補正、及び切り出し位置補正を行っているが、イメージセンサの１走査ごとに取得された画像情報を１つの補正単位として行っていた。しかし、このような従来技術では、例えば以下の課題があることを本発明では見出した。
【００１０】
（１）イメージセンサの１走査以下の位置ズレを、各走査における撮像画像に反映できない。
【００１１】
（２）検査ステージの移動量を、高さ方向において距離の離れたステージ用リニアスケールで測定していたため、ステージ用リニアスケールから算出した座標値を使用する場合、装置内の構成（例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているＺステージ，Θステージ，ウェハチャック、及び検出光学系等）の振動が検査画像に正しくフィードバックされない。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は以下の特徴を有する。
【００１３】
本発明は以下の特徴をそれぞれ独立して備える場合もあれば、複合して備える場合もある。
【００１４】
（１）本発明は、基板を検査する検査装置において、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動する移動部と、前記基板に光を照射する照射部と、前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、前記基板保持部と前記移動部との相対的な位置の変化を計測する計測部と、処理部と、を有し前記電荷蓄積型検出部は、前記計測部の計測結果に基づいて得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、前記処理部は、前記電荷転送信号に基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする。
【００１５】
（２）本発明は、前記計測部は、前記基板保持部の位置の変化を計測する第１の計測部を含むことを特徴とする。
【００１６】
（３）本発明は、前記第１の計測部は、第１の干渉光学系であり、前記第１の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする。
【００１７】
（４）本発明は、前記第１の干渉光学系は、前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする。
【００１８】
（５）本発明は、前記第１の干渉光学系は、前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする。
【００１９】
（６）本発明は、前記基板からの光を前記電荷蓄積型検出部へ結像させる結像部を有し、前記計測部は、前記結像部の位置の変化を計測する第２の計測部を含むことを特徴とする。
【００２０】
（７）本発明は、前記第２の計測部は、第２の干渉光学系であり、前記第２の干渉光学系の参照光、及び検査光は、前記移動部の移動方向と平行であることを特徴とする。
【００２１】
（８）本発明は、前記第２の干渉光学系は、前記移動部とフレームを介して配置されていることを特徴とする。
【００２２】
（９）本発明は、前記第２の干渉光学系は、前記移動部とは離間された場所に配置されていることを特徴とする。
【００２３】
（１０）本発明は、前記処理部は、前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする。
【００２４】
（１１）本発明は、補正前の電荷転送信号を決定するためのパルスを出力するパルス源と、前記パルス源よりも高い周波数を有する高周波パルス源と、を有し、前記処理部は、前記補正前の電荷転送信号を、前記高周波パルス源からのパルスに基づいて補正し、補正後の電荷転送信号は、前記高周波パルス源から出力されることを特徴とする。
【００２５】
（１２）本発明は、基板を保持する基板保持部と、前記基板保持部を移動する移動部と、前記基板に光を照射する照射部と、前記基板からの光を検出し、電荷を蓄積する電荷蓄積型検出部と、処理部と、を有し前記処理部は、少なくとも２枚の画像から前記基板の位置ずれを得て、前記位置ずれから前記電荷蓄積型検出部が電荷を蓄積するための電荷転送信号を決定し、前記電荷蓄積型検出部は、前記位置ズレから得られた電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積し、前記処理部は、前記電荷転送信号基づいて電荷が蓄積されることにより生成された画像を使用して前記基板の欠陥を検出することを特徴とする。
【００２６】
（１３）本発明は、前記処理部は、前記電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、例えば、以下の効果を奏する。
【００２８】
本発明は以下の効果をそれぞれ独立して奏する場合もあれば、複合して奏する場合もある。
（１）イメージセンサの１走査以下の位置ズレを、各走査における撮像画像に反映することができる。
（２）検査ステージの移動量を、高さ方向において距離の離れたステージ用リニアスケールで測定していても、装置内の構成（例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているＺステージ，Θステージ，ウェハチャック、及び検出光学系等）の振動を検査画像に正しく反映することができる。
（３）高速な検査を実現できる。
（４）欠陥の位置を正しく検出することができる。
（５）安価な構成で高精度な搬送系を構成することができる。
（６）劣悪な環境下でも装置性能を維持できる。
（７）搬送系に異常が発生した場合でも正しい検査を行うことができる。
【００２９】
本発明の上記特徴及びその他の特徴は、以下の記載により、更に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１の装置構成を示す図。
【図２】計測部１１０を用いない場合説明する図。
【図３】実施例１の詳細を説明する図。
【図４】実施例１のフローチャート。
【図５】実施例２の装置構成を示す図。
【図６】実施例３の装置構成を示す図。
【図７】実施例３の詳細を説明する図。
【図８】実施例４を説明する図。
【図９】実施例５の装置構成。
【図１０】実施例５において画像処理部１１４で行われる画像処理を示した図。
【図１１】実施例５の詳細を説明するフローチャート。
【図１２】実施例６を説明する図。
【図１３】実施例７の装置構成。
【図１４】実施例７を説明する図。
【図１５】実施例８を説明するフローチャート。
【図１６】実施例８において表示されるプロット結果。
【図１７】実施例９を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明は、例えば、基板とステージとの相対的な位置の変化を計測する計測部（後述する計測部１１０）の計測結果に基づいて、電荷蓄積型検出器の蓄積時間を決定するための信号（後述する電荷転送信号）を出力すると表現することができる。
【００３２】
他の表現では、本発明は、例えば、基板の真の位置情報を得て、その真の位置情報に基づいて、電荷蓄積型検出器の蓄積時間を決定するための信号（後述する電荷転送信号）を出力すると表現することができる。
【００３３】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、以下に開示される複数の実施例は互いに組み合わせることもできる。
【実施例１】
【００３４】
図１は実施例１の装置構成を示す図である。
【００３５】
実施例１の欠陥検査装置の主要な構成要素は、搬送系（ウェハ１０１を保持・搭載するウェハチャック１０２，ウェハをΘ回転するΘステージ１０３，ウェハを上下移動するＺステージ１０４，ウェハをＹ移動するＹステージ１０５，ウェハをＸ移動するＸステージ１０６，Ｙステージの移動量を計測するＹステージ用リニアスケール１０７，Ｘステージの移動量を計測するＸステージ用リニアスケール１０８等），各ステージの制御を行うステージコントローラ１０９，ウェハチャックの移動量を計測する計測部１１０，計測部１１０を支えるフレーム１３０，レンズ等で構成される検出光学系１１１（例えば結像系），検出器１１２，センサ制御部１１３，画像処理部１１４，全体制御部１１５，入出力操作部１１６，照明光学系１１７である。
【００３６】
ウェハ１０１を欠陥検査装置に装填する時、オペレータは製造工程や注目欠陥などの情報を入出力操作部１１６に入力する。
【００３７】
全体制御部１１５はこの情報を用いて、シミュレーションや実験などにより事前に蓄積したデータベースを参照して、後述のように最適な波長帯域を選定する他、各部を制御する。
【００３８】
照明光学系１１７は、ウェハ１０１に、斜方から光を照明する。ウェハ１０１からの正反射光は検出光学系１１１の開口外に出射するので、本実施例１の検出光学系１１１では暗視野像が得られる。検出光学系１１１を通過した光は、検出器１１２に結像する。検出器１１２は画像センサとＡ／Ｄ変換器によって構成される。
【００３９】
検出器１１２は複数の画素を有するイメージセンサであり、例えば時間遅延積分型（ＴＤＩ：Time Delay Integration）センサである。検出器１１２は例えば、一定時間電荷を蓄積していく電荷蓄積型検出器であり、電荷蓄積時間は、後述する電荷転送信号Ｓによって決定される。検出器１１２の、電荷の積分方向，Ｘステージ１０６の走査方向、及び視野の短辺方向とは一致している。
【００４０】
Ｘステージ用リニアスケール１０８で計測されたステージの移動量は、ステージコントローラ１０９からセンサ制御部１１３へ転送され、検出器１１２の電荷を転送するための同期信号（電荷転送信号Ｓ）がセンサ制御部１１３内のパルス源にて生成される。この信号を検出器１１２へ供給し、検査画像を取得する。この時、計測部１１０で計測したウェハチャック１０２の移動量は、センサ制御部１１３に転送される。そして、センサ制御部１１３は、その移動量に応じてステージの移動量を補正し、補正された移動量から補正後電荷転送信号Ｓ１を生成する。
【００４１】
これによって、Ｘステージ１０６の上に搭載されているウェハチャック１０２の真の移動量を得ることができ、Θステージ１０３，Ｚステージ１０４，Ｙステージ１０５の振動をフィードバックした検査画像を得ることができる。
【００４２】
このように、本実施例の方式は、センサ制御部１１３は、計測部１１０の計測結果に基づいて、検出器１１２の電荷転送信号を決定すると表現することができる。その他の表現としては、例えば、ウェハチャック、言い換えるならウェハの移動量に基づいて検出器１１２の電荷転送信号が決定されると表現することができる。
【００４３】
次に計測部１１０について詳細に説明する。
【００４４】
計測部１１０は参照光と検査光との位相差を利用するような干渉光学系であり、例えばレーザ干渉計である。もちろん、ウェハの移動量を計測できるものであれば、レーザ干渉計でなくても良い。
【００４５】
本実施例１では、計測部１１０は、Ｌ字型のフレーム１３０に固定されており、フレーム１３０はＸステージ１０６に固定されている。
【００４６】
計測部１１０の光は、ウェハチャック１０２に当たるように構成されている。より具体的は、本実施例１では計測部１１０はＸステージの移動方向に対応した方向にフレーム１３０を介して配置されている。その他の表現としては、Ｘステージの移動方向と、計測部１１００の参照光、及び検査光とが、平行と表現することができる。
【００４７】
この場合は、以下の効果を奏することができる。
（１）計測部１１０はウェハ位置の変位量のみを計測することができる。
（２）計測部１１０をウェハに近づけることができ、計測部１１０を安価に構成することができる。
【００４８】
このように、装置の振動がフィードバックされた検査画像は、デジタル信号に変換され、画像処理部１１４の各処理回路へ転送される。
【００４９】
画像処理部１１４には、検査チップと隣接または近接し、同一回路パターンを有するチップで取得した参照画像が記録されている。画像処理部１１４は、検査画像と参照画像に対して、位置合わせなどの処理を行った後、両者の差画像を出力する。画像処理部１１４は、この差画像の明るさを予め設定したしきい値と比較し、欠陥の有無を判定する。
【００５０】
欠陥の判定結果は、全体制御部１１５に送信され、所定の検査終了後に、入出力操作部１１６に表示される。
【００５１】
次に図２，図３を用いて実施例１についてさらに詳細に説明する。
【００５２】
実施例１を説明するに当たり、まず計測部１１０を用いない場合について説明する。
【００５３】
図２は計測部１１０を用いない場合を説明する図である。検出器１１２の短手方向３０１がＸステージの走査方向（Ｘ方向）、長手方向３２０がＹステージ送り方向（Ｙ方向）である。本実施例１の欠陥検査装置では、まず、Ｘ方向に移動し、次にＹ方向に折返して移動するような走査を繰り返す。
【００５４】
検出器１１２は電荷転送信号の１周期Ｓ（本実施例１ではステージ移動パルス４パルス分）の間電荷を蓄積し、転送処理する。よってステージがウェハ上の画素サイズＷ分移動するごとに電荷転送信号Ｓを出力すれば、画素サイズＷ分の撮像画像が得られる。
【００５５】
図２では、Ｘステージ用リニアスケール１０８が１［μｍ］移動するごとに、ステージ移動パルスが１パルス出力される。そして、そのパルスに対応して、電荷転送信号の始点となるパルスも出力され、ステージ移動パルスが４パルス出力された時点で電荷転送信号の終点となるパルスが出力される。このステージ移動パルス４パルス分が電荷転送信号Ｓとなり、実際に取得される画素サイズＷは電荷転送信号Ｓに対応したものとなる。
【００５６】
しかしこの方式では、Ｘステージの上に搭載されているウェハチャック１０２，Θステージ１０３，Ｚステージ１０４，Ｙステージ１０５等が振動している場合、この振動によるウェハチャック１０２、言い換えるならウェハ１０１の移動分はリニアスケールで計測されないため、ウェハ１０１の真の移動量とリニアスケールの移動量で差が発生する。
【００５７】
この差は感度低下や検出欠陥のレビューに座標ズレを起こす原因となる。
【００５８】
次に計測部１１０を用いた場合を図３について説明する。電荷転送信号Ｓを出力するまでは図２と同様である。
【００５９】
本実施例１では、ステージ移動パルスに同期して計測部１１０はウェハチャック１０２の変位量Ｂを計測していく（図３中の３０１０）。次に、ウェハチャック１０２の実移動量Ａ＋Ｂを算出する（図３中の３０２０）。そして、ウェハチャック１０２の実移動量Ａ＋Ｂに基づいて補正後電荷信号Ｓｎを算出する。
【００６０】
例えば、図３中の３０３０に示す通り、Ｘステージ用リニアスケール１０８が計測したＸステージの移動量Ａが４［μｍ］、Ａに対応して（電荷転送信号Ｓを生成するステージ移動パルス数内の時間とも言える）計測部１１０が計測したウェハチャックの実移動量Ｂが３.８［μｍ］である場合、補正後電荷転送信号Ｓｎは以下のように表せる。
【００６１】
Ｓｎ＝Ｓ１＝Ｓ＊｛（３.８−０.０）／４.０｝
また、Ｓ１後の補正後電荷転送信号Ｓ２は、Ａが８［μｍ］、Ａ＋Ｂが８.４［μｍ］である場合、以下のように表せる。
【００６２】
Ｓｎ＝Ｓ２＝Ｓ＊｛（８.４−３.８）／４.０｝
そして、補正後の画素サイズ４２０はそれぞれ、Ｓ１に対応したＷ１，Ｓ２に対応したＷ２となる。
【００６３】
実施例１をまとめると図４のようなフローチャートで表現することができる。
【００６４】
ステップ４０１では、Ｘステージ１０６を一定のピッチで移動する。
【００６５】
ステップ４０２では、Ｘステージの移動量Ａを計測する。
【００６６】
ステップ４０３では、Ａに基づいて電荷転送信号Ｓを出力する。
【００６７】
ステップ４０４では、Ｓ２，Ｓ３と並行して、ウェハチャック１０２、言い換えるならウェハ１０１の変位量Ｂを計測する。
【００６８】
ステップ４０５では補正後移動量Ａ＋Ｂを算出する。
【００６９】
ステップ４０６では補正後移動量Ａ＋Ｂに基づいて補正後電荷信号Ｓｎが算出される。
【００７０】
ステップ４０７では、Ｓｎに基づき検査画像が取得される。
【００７１】
ステップ４０８では、検査画像を欠陥判定アルゴリズムにより欠陥判定し、異物，欠陥を抽出する。
【００７２】
ステップ４０９では、検査結果を表示する。
【００７３】
ステップ４１０では、検査終了となる。
【００７４】
本実施例においては以下の効果を奏することができる。
（１）イメージセンサの１走査以下の位置ズレを、各走査における撮像画像に反映することができる。
（２）検査ステージの移動量を、高さ方向において距離の離れたステージ用リニアスケールで測定していても、装置内の構成（例えば、ステージ用リニアスケールより上に搭載されているＺステージ，Θステージ，ウェハチャック、及び検出光学系等）の振動を検査画像に正しく反映することができる。
（３）高速な検査を実現できる。
（４）欠陥の位置を正しく検出することができる。
（５）安価な構成で高精度な搬送系を構成することができる。
（６）劣悪な環境下でも装置性能を維持できる。
（７）搬送系に異常が発生した場合でも正しい検査を行うことができる。
【実施例２】
【００７５】
次に実施例２について説明する。
【００７６】
図５は実施例２の装置構成である。実施例２が実施例１と異なるところは、計測部１１０が振動等による検出光学系１１１の位置の変化を計測することである。補正後電荷転送信号の作成方法は、実施例１と同様である。
【００７７】
実施例２では、検出光学系の位置の変化を検査画像に反映することができる。
【実施例３】
【００７８】
次に実施例３について説明する。
【００７９】
図６は実施例３の装置構成である。
【００８０】
前述した実施例１，２との違いは、計測部１１０を、実施例１，２のようにＸステージ１０６に固定されたフレーム１３０に配置するのではなく、Ｘステージ１０６のような搬送系とは離間された場所（例えば、装置筺体の一部、以下、装置架台１１８という。）に設置する点にある。
【００８１】
これによって、実施例３では、ウェハチャックの実移動量Ａ＋Ｂを直接計測することができる。また、搬送系の構成をより簡単な構成にすることもできる。
【００８２】
図７は実施例３の詳細を説明する図である。電荷転送信号Ｓを作成するまでは、実施例１と同様である。
【００８３】
実施例３では、実施例１のように変位量Ｂのみの計測は行わない。計測部１１０の計測した結果がそのままウェハチャック１０２の移動量となる（図７中の７０１）。
【実施例４】
【００８４】
次に実施例４について説明する。
【００８５】
図８は実施例４の装置構成である。前述した実施例３との違いは、ウェハチャック１０２を計測するのではなく、計測部１１０を、装置架台１１８に設置して、検出光学系１１１の位置の変化を計測する点にある。
【００８６】
これによって、実施例４では、振動等による検出光学系の位置の変化を直接計測することができる。また、搬送系の構成をより簡単な構成にすることもできる。
【実施例５】
【００８７】
次に実施例５について説明する。
【００８８】
図９は実施例５の装置構成である。前述した実施例１乃至４と異なる点は、少なくとも２枚の画像を取得し、前記２枚の画像に基づいて前記基板の位置ずれを算出する処理部を有し、前記位置ずれに基づいて、電荷転送信号を変える点にある。
【００８９】
より具体的には、計測部１１０を用いずに、新たに位置ずれ情報記憶部１１９を設けて、画像処理部１１４の処理結果に基づいて、センサ制御部１１３において、補正後電荷転送信号が作成される点にある。
【００９０】
図１０は、実施例５において画像処理部１１４で行われる画像処理を示した図である。
【００９１】
実施例５では、検査に先立ち、Ｘステージ移動前後での少なくとも２枚の画像Ａ，Ｂを取得する。ここで、画像Ａ，Ｂは同一パターンの形成された画像（例えば、同一の回路パターンや同一のアライメントマーク）である方が望ましい。
【００９２】
画像処理部１１４ではこの画像Ａ，ＢのＸ方向，Ｙ方向それぞれの位置ずれΔＸ，ΔＹをそれぞれ算出する。画像Ａ，Ｂは同一パターンの形成された画像である場合は、このパターンのズレから、ΔＸ，ΔＹを算出できる。ΔＸ，ΔＹは画像Ａ，Ｂの差画像から作業者が目視で確認できるようにしても良い。
【００９３】
この位置ずれΔＸ，ΔＹは位置ずれ情報記憶部１１９に記憶される。そしてこの位置ずれΔＸ，ΔＹに基づいてセンサ制御部１１３では補正後電荷転送信号Ｓ９を作成する。
【００９４】
図１１は、実施例５の詳細を説明するフローチャートである。
【００９５】
ステップ１１０１では、画像Ａｎ，Ｂｎを取得する。
【００９６】
ステップ１１０２では、画像Ａｎ，Ｂｎに基づいて位置ずれΔＸｎ，ΔＹｎを算出する。
【００９７】
ステップ１１０３では、ステップ１１０１，１１０２の処理をＮ回繰り返したか否かを判定する。
【００９８】
ステップ１１０４では、位置ずれΔＸｎ，ΔＹｎに基づいて定数Ｑを算出する。定数Ｑは搬送系の動作によってウェハチャック等にどの程度位置ずれが生じるかを表す値であり、以下のように表すことができる。
【００９９】
Ｑ＝平均Δ＝Σ（ΔＸ，ΔＹ）／Ｎ
ステップ１１０９では、算出したＱに基づいて補正後電荷転送信号Ｓ９を作成し、検査を行う。ここで、Ｓ９は以下のように表すことができる。
【０１００】
Ｓ９＝Ｓ＊（Ａ−Ｑ）／Ａ
（Ｓ：補正前の電荷転送信号、Ａ：Ｘステージ用スケールが計測した移動量）
実施例５は、位置ずれが一定である場合には特に有効であり、計測部１１０を用いないシンプルな装置構成で、前述した実施例と同様の効果を奏することができる。
【実施例６】
【０１０１】
次に実施例６について説明する。
【０１０２】
実施例６は、電荷転送信号の変化に対応して画像の明るさを変えることを特徴とする。
【０１０３】
前述した実施例１乃至５のように電荷転送信号を可変すると、同じ画像を取っても可変量に応じて蓄積電荷量が変化することが考えられる。すなわち、画像の明るさ（輝度データ）が変ることとなる。
【０１０４】
実施例１乃至５は、輝度データが変った場合でも、従来技術に対しては十分優れた効果を奏することができる。しかし、例えば、補正後の電荷転送信号が補正前の電荷転送信号に比べて極端に短くなった（又は長くなった）場合、得られる画像データは極端に暗くなってしまう（又は明るくなってしまう）ことも考えられる。よって、輝度データは電荷転送信号を変える前と同様であることが望ましい。
【０１０５】
そこで、実施例６ではこの電荷転送信号を可変にしたことによる輝度データが変化する点を解決する。すなわち、実施例６では、実施例１乃至５の画像処理部１１４が電荷転送信号の変化に基づいて輝度データを補正する。
【０１０６】
図１２は、実施例６を説明する図である。
【０１０７】
まず画素と輝度データとの関係について説明する。まず、本実施例において得られる画像の１画素のサイズは、１２１０に示す通りＸ画素サイズＸ０と、Ｙ画素サイズＹ０との積で表現することができる。ここで、Ｘ画素サイズＸ０はＸステージの動作に対応しているため、電荷転送信号Ｓに対応している。Ｙ画素サイズは、照明光学系１１７によってウェハ１０１上に形成されるスポット光の大きさに対応している。そして１画素内の輝度が輝度データＫとなる。
【０１０８】
次に電荷転送信号が変化した場合を説明する。前述した実施例１乃至５によって、電荷転送信号Ｓが補正後電荷転送信号Ｓ１に補正されたとする。ここでＳ１はＳより小さくなったものとする。ここで、Ｘ画素サイズが電荷転送信号に対応していることから、ＳがＳ１となると、Ｘ画素サイズもＸ０からＸ１へ変化する。なお、Ｙ画素サイズは電荷転送信号に依存していないためＹ０で変らない。ＳがＳ１に変化した場合、輝度データＫ０はＫより小さくなり、１２２０において黒点で表現するように、電荷転送信号が補正される前の画像より暗くなる。そこで、実施例６では、１２３０に示すように、電荷転送信号の変化に基づいて輝度データを補正する。
【０１０９】
具体的には、電荷転送信号の変化はＸ画素サイズの変化に対応しているため、１１２４０に示す補正後輝度データＫ１は以下の式で表すことができる。
【０１１０】
Ｋ１＝Ｋ＊（Ｘ０／Ｘ１）
そして実施例６では、補正後輝度データＫ１を有する画素によって構成される画像を用いて検査を行っていく。
【０１１１】
実施例６によって、電荷転送信号を可変にしたことによる輝度データが変化する点を解決することが可能となる。実施例６は、電荷転送信号が極端に変化した場合に特に有効である。
【実施例７】
【０１１２】
実施例１乃至６では、電荷転送信号を可変とする例を説明した。
【０１１３】
ここで、電荷転送信号のパルス源が比較的低周波数（パルス間の幅が大きい）であり、電荷転送信号の変化が比較的微小である場合、補正後の電荷転送信号を算出はできても、出力はできない場合が考えられる。
【０１１４】
それは、補正後の電荷転送信号の分解能が、この電荷転送信号を生成するパルス源の周波数に依存しているからである。
【０１１５】
本実施例は上記の点を解決する。具体的には、補正前の電荷転送信号を決定するためのパルスを出力するパルス源と、前記パルス源よりも高い周波数を有する高周波パルス源と、を有し、前記第１の制御部は、前記補正前の電荷転送信号を、前記高周波パルス源からのパルスに基づいて補正し、補正後の電荷転送信号は、前記高周波パルス源から出力されると表現することができる。
【０１１６】
なお、この第３のパルス源の周波数は第２のパルス源の周波数よりも十分高いことが望ましく、具体的には数１０［ＭＨｚ］であることが望ましい。
【０１１７】
図１３は実施例７の装置構成を示す図であり、実施例１に実施例７を適用した装置構成である。なお、実施例７は実施例２乃至６にも適用することができる。実施例７では、ステージコントローラ１０９はステージ移動パルスを出力する第１のパルス源１３１０を備える。
【０１１８】
センサ制御部１１３は、補正前の電荷転送信号を決定するための第２のパルスを出力する第２のパルス源１３４０、第２のパルス源１３４０よりも高い周波数を有する第３のパルス源１３２０と、第２のパルス源１３４０と第３のパルス源１３２０との同期をとる同期回路１３３０とを有する。
【０１１９】
その他の部分については実施例１と同様である。
【０１２０】
実施例７では、第３のパルス源のパルスに基づいて補正後電荷転送信号が出力される。
【０１２１】
図１４は実施例７の詳細を説明する図である。
【０１２２】
第１のパルス源１３１０によって、ステージ移動パルスが出力される。（図１４中１４３０）
【０１２３】
実施例７ではステージ移動パルス４パルス分に対応（例えば立下りに同期）して第２のパルス源１３４０から補正前の電荷転送信号Ｓを決定するためのパルスが生成される。（図１４中１４４０）
【０１２４】
第３のパルス源１３２０からのパルスは同期回路１３３０によって、第２のパルスの立ち上がりと同期が取られている。
【０１２５】
そして、図３に示す方法（他の実施例の方法でも良い）で補正後電荷転送信号Ｓ１，Ｓ２が算出され、補正後の電荷転送信号Ｓ１の始点を意味するパルス１４１０は第３のパルス源から出力され、Ｓ１の終点を意味するパルス１４２０も第３のパルス源から出力される（図１４中１４５０）。実施例７では、この補正後の電荷転送信号に基づき画像を取得し、検査を行っていく。
【０１２６】
実施例７では、十分小さい第３のパルスのパルス幅を単位に、補正後の電荷転送信号を出力することが可能となる。よって、実施例７は、電荷転送信号の変化、言い換えるならウェハ１０１の位置の変化が微小な場合に特に有効である。
【実施例８】
【０１２７】
次に実施例８について説明する。
【０１２８】
実施例１乃至７ではウェハチャックの実移動量を観察することが可能となる。
よって、このウェハチャックの実移動量と検査回数（時間変化やステージの移動ピッチであっても良い）との関係を得ることにより、搬送系の経年変化を知ることができる。
【０１２９】
図１５は実施例８の詳細を説明する全体制御部１１５が行うフローチャートである。  実施例８の思想は実施例１乃至７に適用可能であるが、図１５では、実施例１に実施例８の思想を適用した場合について説明する。
【０１３０】
ステップ１５０１乃至１５０６までは図４とほぼ同様である。
【０１３１】
ステップ１５０１では、Ｘステージ１０６を一定のピッチで移動する。
【０１３２】
ステップ１５０２では、Ｘステージの移動量Ａｍを計測する。
【０１３３】
ステップ１５０３では、Ａに基づいて電荷転送信号Ｓｍを出力する。
【０１３４】
ステップ１５０４では、１５０２，１５０３と並行して、ウェハチャック１０２、言い換えるならウェハ１０１の変位量Ｂｍを計測する。
【０１３５】
ステップ１５０５では補正後移動量Ａｍ＋Ｂｍを算出する。
【０１３６】
ステップ１５０６では、Ａｍ＋Ｂｍとｍとの関係を記憶し、プロットしていく。
【０１３７】
この時、Ａｍとｍとの関係、及びＢｍとｍとの関係を並行して記憶し、プロットしても良い。
【０１３８】
そうすれば、Ｘステージ１０６固有の異常、ウェハチャック１０２固有の異常を知ることができる。
【０１３９】
ステップ１５０７では、Ａｍ＋Ｂｍが閾値以上か否かを判定する。閾値以上である場合ステップ１５０８に進む。閾値未満である場合、後述するステップＳ１５２０に進む。なお、閾値の値はユーザを任意に設定することができる。
【０１４０】
ステップ１５０８では、閾値を超えた場合は、搬送系に異常があることを意味しているので、アラームを出力する（この出力はユーザの任意としても良い）。
【０１４１】
ステップ１５０９では、検査を継続するか否かユーザが選択する（もちろん全体制御部１１５で自動的に選択されるようにしても良い）。
【０１４２】
実施例８では、搬送系に異常があった場合でもその異常を電荷転送信号に反映して補正することができるので、検査を続行することが可能となる。
【０１４３】
この効果は、比較的劣悪な装置環境下では特に顕著である。
【０１４４】
ステップ１５０９で、「検査を継続する」を選択した場合は、後述するステップ１５１０に進む。
【０１４５】
ステップ１５０９で、「検査を継続しない」を選択した場合は、後述するステップ１５１１に進む。
【０１４６】
ステップ１５１０では、検査が規定の回数ｍに達したか否かを確認する。
【０１４７】
ｍに達していない場合は、Ｓ１５０１に戻る。
【０１４８】
ｍに達した場合は、後述するステップＳ１５１１に進む。
【０１４９】
ステップ１５１１では、プロット結果を表示し、終了となる。
【０１５０】
図１６に、実施例８において表示されるプロット結果を示す。
【０１５１】
検査回数１０回目までは、Ａｍ＋Ｂｍは直線であり、その変化は一定である。これは、搬送系が異常なく（又は異常があったとしても検査をする上では問題なく）一定のピッチで移動できていることを示している。
【０１５２】
一方、検査回数１１回目では、Ａｍ＋Ｂｍが極端に高い数値を示している。これは搬送系に実用上無視できない何らかの異常があったことを示している。
【０１５３】
実施例８では、検査回数１１回目でのデータを取得した時点でアラームを出力する。
【０１５４】
このように、表示することでユーザは搬送系に異常があったことを迅速に確認することができる。
【０１５５】
なお、前述したように、実施例８では、異常が確認された後、つまり検査回数１１回目以降も、その異常を電荷転送信号に反映して補正することができるので、検査を続行することが可能となる。
【実施例９】
【０１５６】
次に実施例９について説明する。
【０１５７】
実施例９は装置の光学的な設計により、検出器と検出器に結像される像との結像関係のずれの影響を低減するものである。実施例９は実施例１乃至８に適用可能であるが、ここでは、実施例１に実施例９の思想を適用した場合について言及する。
【０１５８】
図１７は実施例９を説明する図である。
【０１５９】
図１の照明光学系１１７からの光は、ウェハ１０１上に、楕円を細線化した形状の照明スポット（細線照明１７０１）として照明される。そして図１のウェハ１０１からの散乱光は検出光学系１１１を介して、検出器１１２上に像１７０２として結像される。
【０１６０】
ここで、像１７０２は、Ｘステージ移動方向については、１画素の幅より相対的に十分小さく、Ｙステージ移動方向については検出器１１２よりも相対的に十分大きく、結像されることが望ましい。このような光学的な設計によって、検出器１１２と検出器に結像される像との結像関係のずれの影響を低減することが可能となる。
【０１６１】
上記の実施例１乃至９でも主にＸステージが比較的長距離の走査を行い、搬送系の位置ずれが起こりやすいと考えられることから、Ｘステージの移動方向について言及したが、実施例１乃至９に開示される内容は、Ｙステージの移動方向について適用しても良い。
【０１６２】
なお、実施例１乃至９では、半導体ウェハの暗視野欠陥検査装置について説明したが、これに限定されるものではなく、明視野視欠陥検査装置や、半導体以外の液晶装置やマスク装置など、高速で高精度を要求する検査装置にも適用可能である。
【０１６３】
実施例１乃至９に開示される内容は、電荷転送信号に基づいて電荷を蓄積する検出器を用いた検査装置には特に好適である。
【符号の説明】
【０１６４】
１０１  ウェハ
１０２  ウェハチャック
１０３  Θステージ
１０４  Ｚステージ
１０５  Ｙステージ
１０６  Ｘステージ
１０７  Ｙステージ用リニアスケール
１０８  Ｘステージ用リニアスケール
１０９  ステージコントローラ
１１０  計測部
１１１  検出光学系
１１２  検出器
１１３  センサ制御部
１１４  画像処理部
１１５  全体制御部
１１６  入出力操作部
１１７  照明光学系
１１８  装置架台
１１９  位置ずれ情報記憶部
【図１】
0005331771.tif 000002
【図２】
0005331771.tif 000003
【図３】
0005331771.tif 000004
【図４】
0005331771.tif 000005
【図５】
0005331771.tif 000006
【図６】
0005331771.tif 000007
【図７】
0005331771.tif 000008
【図８】
0005331771.tif 000009
【図９】
0005331771.tif 000010
【図１０】
0005331771.tif 000011
【図１１】
0005331771.tif 000012
【図１２】
0005331771.tif 000013
【図１３】
0005331771.tif 000014
【図１４】
0005331771.tif 000015
【図１５】
0005331771.tif 000016
【図１６】
0005331771.tif 000017
【図１７】
0005331771.tif 000018