(57)【要約】【課題】  ステージに起因する異常を早期に発見して、迅速な対応をとることができる荷電粒子線検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】  ステージに配置された被検査基板を連続的に移動させながら荷電粒子線を照射し、発生した二次信号に基づいて画像を生成する荷電粒子線検査装置であって、ステージの連続的な移動の位置を計測する位置モニタ測長器と、計測された位置から速度を算出する制御回路と、計測された位置と算出された速度の時間的な変化を表示するディスプレイとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに配置された被検査基板を連続的に移動させながら荷電粒子線を照射し、前記被検査基板から発生した二次信号に基づいて画像を生成する荷電粒子線検査装置であって、前記ステージの連続的な移動の位置を計測する位置モニタ測長器と、前記計測された位置から速度を算出する制御回路と、前記計測された位置と前記算出された速度の時間的な変化を表示するディスプレイとを備えたことを特徴とする荷電粒子線検査装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、前記ディスプレイは、前記算出された速度の時間的な変化とともに、速度の変動の許容値を示すラインを表示することを特徴とする荷電粒子線検査装置。
【請求項３】
ステージに配置された被検査基板を連続的に移動させながら荷電粒子線を照射し、前記被検査基板から発生した二次信号に基づいて画像を生成する荷電粒子線検査装置のデータ表示方法であって、前記ステージの連続的な移動の位置を計測し、該計測された位置から速度を算出し、前記計測された位置と前記算出された速度の時間的な変化をディスプレイへ表示することを特徴とするデータ表示方法。
【請求項４】
請求項３の記載において、前記ディスプレイは、前記算出された速度の時間的な変化とともに、速度の変動の許容値を示すラインを表示することを特徴とするデータ表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置や液晶等の微細な回路パターンを有する基板の欠陥を検査する技術に係わり、特に荷電粒子線を用いた検査装置、およびデータ表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやメモリ等の半導体装置は、半導体ウエハに回路パターンが形成されることで製造され、液晶等の場合はガラス基板に回路パターンが形成されることで製造されるので、回路パターンが所望の形状寸法に仕上がっているかどうか、異物や傷がないかどうかを、製造プロセスの途中で検査することが、製品の歩留り率向上のために、重要である。また、半導体装置の回路パターンを半導体ウエハに形成するときに用いられるリソグラフィ技術では、回路パターンの原画となるフォトマスクにも回路パターンが形成され、このフォトマスクに所望の回路パターンが形成されているかどうかの検査も行われる。
【０００３】
検査には、基板に光を照射して検査する光学式顕微鏡の技術を応用した検査装置や、基板に電子ビームやイオンビームなどの荷電粒子線を照射して検査する電子顕微鏡やイオンビーム顕微鏡の技術を応用した検査装置が開発され、使用されている。
【０００４】
ここでは、半導体ウエハの検査を一例として説明する。半導体装置は、半導体ウエハ上にフォトマスクに形成されたパターンを、リソグラフィー処理及びエッチング処理により転写する工程を繰り返すことにより、製造される。半導体ウエハ上のパターンに存在する欠陥を検査する荷電粒子線検査装置は、半導体ウエハに荷電粒子線を照射し、基板から発生する二次電子や反射電子を検出し、検出した信号を画像化して欠陥を検出する。しかし、半導体ウエハの面積に対して、荷電粒子線のスポットの大きさははるかに小さく、半導体ウエハ１枚の全面を検査するためには、膨大な時間がかかってしまう。この対策として、半導体ウエハを一方向に連続移動させながら、荷電粒子線を走査することで、少しでも検査時間のスループットを向上させようとする試みがなされている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、荷電粒子線検査装置は、電子ビームやイオンビームを用いることから、通過領域を真空にするため、密閉された容器の中に収納しなければならず、内部の状況を目視確認することができない。そこで、生成された画像をリアルタイムで表示させることにより、検査の設定パラメータの間違いを早期に発見するようにした技術が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、画像表示は検査結果がわかるだけであり、装置内部の状況、特に、半導体ウエハの移動状況を知ることはできないため、検査途中の機械的な要因による不具合を早期に発見することができなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２９４３４５号公報
【特許文献２】特開２００７−１４７５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、ステージに起因する異常を早期に発見して、迅速な対応をとることができる荷電粒子線検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施態様によれば、ステージに配置された被検査基板を連続的に移動させながら荷電粒子線を照射し、発生した二次信号に基づいて画像を生成する荷電粒子線検査装置であって、ステージの連続的な移動の位置を計測する位置モニタ測長器と、計測された位置から速度を算出する制御回路と、計測された位置と算出された速度の時間的な変化を表示するディスプレイとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステージの稼動状態がリアルタイムでディスプレイに表示されるので、ステージに起因する異常を早期に発見でき、迅速な対応をとることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、荷電粒子線を用いた検査装置の構成を示す縦断面図であり、主要な構成を略縦断面図と機能図とで表している。回路パターン検査装置１は、半導体ウエハである被検査基板７に荷電粒子を照射し、被検査基板７から発生する二次電子や反射電子を検出して画像化し、被検査基板７の欠陥を検出する装置である。回路パターン検査装置１には、室内が真空排気される検査室２と、検査室２内に被検査基板７を搬送するためのＸステージ１３及びＹステージ１４を有する。搬送機構については省略している。Ｘステージ１３及びＹステージ１４は、レーザ干渉計などの位置モニタ測長器３により、それぞれの位置が計測され、位置データがリアルタイムで補正制御回路４へ送られる。
【００１２】
検査室２内の荷電粒子源８で発生した荷電粒子線１２は、コンデンサレンズ９で集束され、対物レンズ１０で被検査基板７へ細く絞られて照射される。このとき、荷電粒子線１２のスポットの大きさは小さいので、図示しない走査偏向器により被検査基板７を画像化する幅だけＹ方向に走査され、同時にＸステージ１３が走査方向に対して直角方向に連続移動する。被検査基板７からは二次電子や反射電子が発生するので、検出器１１で検出し、アナログ信号をディジタル信号に変換した後に画像処理部５へ送られる。画像処理部５では、検出器１１で検出した信号から画像を形成する。画像のＹ方向の寸法は、ディスプレイへ表示させる大きさを考慮して予め決めておく。このようにして形成された画像を、インターフェース６のディスプレイへ表示させる。
【００１３】
また、補正制御回路４へ送られたステージの位置データは、後述する演算処理の上、画像処理部５へ送られ、図示しないディスプレイへ表示される。
【００１４】
図２は、インターフェース６のディスプレイに表示される画面のレイアウトを示す画面図である。画面には、被検査基板７の画像や、半導体装置の配列を模式的に表したマップ図などが表示される表示部１５と、複数のモード切替えボタンが配置されたモード切替えボタン領域１６を有し、オペレータの所望の表示モードを選択することが可能である。
【００１５】
図３は、ステージ位置の測定結果を示すグラフである。図３（ａ）は、連続移動するＸステージのステージ移動に伴う測長値の時間変位を示し、横軸は時間、縦軸は測長値である。理想的には、直線が望ましいが、測定値にはゆらぎがある。図３（ａ）の破線で囲んだ部分の拡大図を、図３（ｂ）に示す。測長値は連続的な値ではなく、予め決められた測長値サンプリング周期で測長された瞬時測長値である。測長値サンプリング周期は短いため、画像処理部５のマイクロプロセッサの処理能力を考慮して、瞬時測長値の値を平均化した値を、ディスプレイへ表示させるようにする。図の例では、瞬時測長値６個分の平均値を求めることとして、平均化周期を予め設定し、平均化周期に含まれる６個の瞬時測長値の平均値を算出する。この平均測長値を、平均化周期内の代表測長値とする。
【００１６】
次に、平均化周期ごとに、平均化周期内の最初の瞬時測長値の直前の先頭タイムｔｓと、代表測長値に対応するモニタードタイムｔｍを求める。モニタードタイムｔｍは、平均化周期内の中心時間であり、合算データの個数の半分と測長サンプリング周期の積に先頭タイムｔｓを加算したものとして定義される。モニタードタイムｔｍにおけるステージ移動速度は、単位時間あたりのステージ移動量で表現する。モニタードタイムｔｍにおけるステージ移動速度は、最新モニタードタイムにおける平均測長値とＮ段前（図中では１段前）の測長値サンプリング周期内で取得した平均測長値との差分を平均化周期から算出して求める。以上の各値が求まれば、図３（ｂ）に示すＮ番目の次のＮ＋１番目のステージ位置データを予測することができる。
【００１７】
図４は、図２に示した表示部１５に、Ｘステージ１３の位置の時間的変動を表示した画面図であり、図１に示した位置モニタ測長器の位置データから生成することができる。図４に示すように、オペレータにとって、Ｘステージの移動が直線的かどうかが目視でわかる。さらに、縦軸を位置ではなく速度にすることによって、基準が斜めから水平になるので、オペレータにとって、より一層、ステージ位置の変動を知ることができる。
【００１８】
図５は、図２に示した表示部１５に、Ｘステージ１３の速度の時間的変動を表示した画面図である。Ｘステージは、速度が一定になるように制御されるが、駆動部の機械的誤差や振動などの要因により、わずかな速度のむらが発生している。図５に、速度の変動の許容値を示すライン１７を表示させることで、許容値を超えたかどうかを、オペレータは目視で容易に確認することができるので、速度の変動に起因する異常を早期に発見し、対策を講じることができる。
【００１９】
図６は、図２に示した表示部、あるいは、複数の回路パターン検査装置に接続された図示しない監視装置のディスプレイの表示部に、複数の回路パターン検査装置のＸステージの位置と速度の時間的変動を表示した画面図である。図の例では、３台の回路パターン検査装置Ａ，Ｂ，ＣのＸステージの状況が表示されている。表示部１５の左側には図４に示したＸステージ１３の位置の時間的変動が、右側には図５に示したＸステージ１３の速度の時間的変動が表示されている。これにより、オペレータは、各装置の状態を監視することが可能となり、どの装置に異常があったかを早期に発見し、対策を講じることができる。また、回路パターン検査装置と監視装置とを通信手段で接続しているため、半導体ウエハの製造装置から離れたプロセスコントロールルームに監視装置を設置して、複数の回路パターン検査装置の一元管理を行うことができる。また、インターネット等の通信回線を利用して遠隔地から監視を行うことも可能となる。
【００２０】
以上述べたように、本発明によれば、ステージの稼動状態がリアルタイムでディスプレイに表示されるので、ステージに起因する異常を早期に発見でき、迅速な対応をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】荷電粒子線を用いた検査装置の構成を示す縦断面図。
【図２】ディスプレイに表示される画面のレイアウトを示す画面図。
【図３】ステージ位置の測定結果を示すグラフ。
【図４】図２に示した表示部にＸステージの位置の時間的変動を表示した画面図。
【図５】図２に示した表示部にＸステージの速度の時間的変動を表示した画面図。
【図６】図２に示した表示部、あるいは、複数の回路パターン検査装置に接続されたディスプレイの表示部に、各装置のＸステージの位置と速度の時間的変動を表示した画面図。
【符号の説明】
【００２２】
１  回路パターン検査装置
３  位置モニタ測長器
４  補正制御回路
５  画像処理部
６  インターフェース
７  被検査基板
１３  Ｘステージ
１４  Ｙステージ
１５  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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