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JP4192370B2 - Inspection apparatus and inspection method - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査対象に照明光を照射して、この照明光により照明された検査対象を観察することで、検査対象の状態を検査する検査装置及び検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、光学顕微鏡を用いた検査装置では、検査対象に照明光を照射して、その反射光、散乱光、回折光、屈折光等を光学的に検出することで、検査対象の検査を行うようにしている。
【0003】
この光学顕微鏡を用いる検査装置では、走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)や原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscope)を用いた検査装置のように検査に真空を必要とすることがなく、また、非接触で且つ短時間に検査ができるという利点がある。
【0004】
近年では、照明光にレーザ光を用いる光学顕微鏡の開発が盛んに進められており、このような光学顕微鏡を用いた検査装置に対する期待が高まっている。例えば、深紫外域の波長を有するレーザ光を照明光として用いれば、近年益々微細化されつつある半導体集積回路のパターンを高分解能で精度良く検査することができるので、走査電子顕微鏡等を用いた検査装置に変わる検査装置として、大きな期待が寄せられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学顕微鏡を用いた検査装置では、上述したように検査対象に照明光を照射して検査を行うので、照明光の照射光量が適切でないと、照明光の照射によって検査対象にダメージを与えてしまう場合がある。
【0006】
具体的には、例えば、検査対象が生体組織である場合には、照明光の照射によって、この生体組織に組織破壊や細胞壊死をもたらしてしまう場合がある。また、検査対象が感光材料である場合には、照明光の照射によって、この感光材料が感光してしまう場合がある。また、検査対象が、半導体プロセスのリソグラフィ工程において半導体ウェハ上に形成されるレジストパターンである場合には、照明光の照射によって、このレジストパターンの収縮をもたらしてしまう場合がある。
【0007】
そこで、本発明は、検査対象に照射する照明光の照射光量を適切な値に調整して、検査対象にダメージを与えることなく、検査対象の検査を適切に行えるようにした検査装置及び検査方法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】
本発明に係る検査装置は、照明光により照明された検査対象を観察してこの検査対象の状態を検査する検査装置であって、検査対象を照明する照明光を出射する光源と、この光源から出射された照明光を検査対象に導く照明光学系と、検査対象に照射される照明光の照射光量をモニタリングするための光量モニタ手段とを備えている。そして、この検査装置においては、照明光学系中に、光源から出射された照明光を透過又は遮断するシャッタ手段が設けられており、このシャッタ手段を光量モニタ手段によりモニタリングされた照明光の照射光量に応じて制御することによって、検査対象に照射される照明光の照射光量を調整することが可能とされている。
【0009】
この検査装置においては、光源から出射された照明光が、照明光学系に導かれて検査対象に照射される。これにより、検査対象が照明光によって照明されることになる。この検査装置では、照明光によって照明された検査対象を観察することで、検査対象の状態を検査するようにしている。
【0010】
ここで、この検査装置においては、照明光学系中にシャッタ手段が設けられており、このシャッタ手段により、光源から出射された照明光を透過又は遮断することができるようになされている。また、検査対象に照射される照明光の照射光量は、光量モニタ手段によってモニタリングされており、この光量モニタ手段によってモニタリングされた照明光の照射光量に応じてシャッタ手段を制御することによって、照明光の照射光量を調整できるようになされている。
【0011】
例えば、検査対象に照射される照明光の照射光量が、検査対象にダメージを与える照射閾値を超えるような場合には、シャッタ手段により照明光を遮断することによって、照明光の照射光量を調整して、検査対象にダメージを与えることを有効に防止することができる。
【0012】
以上のように、この検査装置では、検査対象に照射される照明光の照射光量を検査対象に応じて適切な値に調整することができるので、検査対象にダメージを与えることなく、この検査対象を適切に検査することができる。
【0013】
また、本発明に係る検査方法は、光源から出射された照明光を照明光学系により検査対象に導いてこの検査対象を照明し、照明光により照明された検査対象を観察してこの検査対象の状態を検査するに際し、検査対象に照射される照明光の照射光量を光量モニタ手段を用いてモニタリングすると共に、照明光学系中に、上記光源から出射された照明光を透過又は遮断するシャッタ手段を配設し、このシャッタ手段を光量モニタ手段によりモニタリングされた照明光の照射光量に応じて制御することによって、検査対象に照射される照明光の照射光量を調整するようにしている。
【0014】
この検査方法によれば、検査対象に照射される照明光の照射光量を検査対象に応じて調整することができるので、検査対象にダメージを与えることなく、この検査対象を適切に検査することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【0016】
本発明を適用した検査装置の一構成例を図1に示す。この図1に示す検査装置1は、半導体プロセスのリソグラフィ工程において半導体ウェハ上に形成されたレジストパターンの状態を検査するように構成されたものであって、半導体ウェハ100を移動可能に支持する可動ステージ2と、半導体ウェハ100に形成されたレジストパターンに照射する照明光を出射する光源3と、光源3から出射された照明光を検査対象のレジストパターンに導く照明光学系と、この照明光学系中に配設され、光源3から出射された照明光を透過又は遮断するシャッタ4と、レジストパターンに照射する照明光の照射光量をモニタリングする光量モニタ5と、照明光により照明されたレジストパターンの画像を撮像する画像撮像素子6と、照明光により照明されたレジストパターンからの反射光を画像撮像素子6に導く結像光学系と、画像撮像素子6により撮像されたレジストパターンの画像を処理する画像処理用コンピュータ7と、検査装置1全体の動作を制御する制御部8とを備えている。
【0017】
可動ステージ2は、例えば、当該可動ステージ2上に設置された半導体ウェハ100を水平方向に移動させるためのXステージ及びYステージと、半導体ウェハ100を垂直方向に移動させるためのZステージと、半導体ウェハ100を回転させるためのθステージと、半導体ウェハ100を吸着して当該可動ステージ2上に固定させるための吸着プレートとを備える。そして、可動ステージ2は、制御部7の制御のもと、以上の各ステージを動作させることで、吸着プレートにより吸着された半導体ウェハ100の検査する箇所を所定の検査位置へと移動させる。
【0018】
また、照明光を出射する光源3としては、例えば、紫外線固体レーザが用いられる。この紫外線固体レーザは、YAGレーザ等の固体レーザを非線形光学結晶を用いて波長変換し、例えば、波長が266nm程度の深紫外(DUV:Deep Ultra Violet)レーザ光を出射するようになされている。
【0019】
検査装置の検査能力は、検査対象に照射する照明光の波長に依存し、照明光の波長が短波長である方がより微細なパターンの検査が可能となる。検査装置1では、照明光の光源3として紫外線固体レーザが用いられ、短波長の深紫外レーザ光で検査対象のレジストパターンを照明するようになされているので、微細なパターンの検査が可能である。また、紫外線固体レーザは、装置自体が小型であり、水冷が不要である等、取り扱い上でも優れており、検査装置1における照明光の光源3として最適である。
【0020】
また、光源3から出射された照明光を透過又は遮断するシャッタ4としては、例えば、音響光学変調器(AOM:Acoustic Optics Modulator)が用いられる。この音響光学変調器は、音響光学効果を利用した光変調器であり、光の変調を電気的に行うことができるものである。このシャッタ4は、制御部8に接続されており、この制御部8の制御のもとに、光源3から出射された照明光を透過又は遮断して、照射光量を調整する。
【0021】
なお、シャッタ4としては、光源3から出射された照明光の透過/遮断を切り替えられるものであれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、液晶材料を用いた液晶パネル等の空間光変調器や、回折格子を用いた光回折式のシャッタ、光弾性効果を利用した導波路式のシャッタ等を用いるようにしてもよい。
【0022】
また、照明光の照射光量をモニタリングする光量モニタ5としては、例えば、深紫外レーザ光に対して高い感度が得られるように構成された紫外光用のCCD(charge-coupled device)カメラが用いられる。この光量モニタ5は、積算回路9に接続されており、受光した照明光を電気信号に変換して、積算回路9に供給するようになされている。積算回路9は、光量モニタ5から供給された電気信号から、照明光の積算照射光量を算出して、制御部8に供給する。
【0023】
なお、光量モニタ5としては、受光した照明光を電気信号に変換できるものであれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、フォトトランジスタやカロリーメータ等を光量モニタ5として用いるようにしてもよい。
【0024】
画像撮像素子6としては、例えば、波長が約266nmの深紫外レーザ光に対して、約36%の量子効率が得られる高感度の紫外光用CCDカメラが用いられる。このように、画像撮像素子6として、深紫外レーザ光に対する感度が高いCCDカメラを用いれば、微細なレジストパターンの画像を高解像度で撮像することが可能である。この画像撮像素子6は、画像処理用コンピュータ7に接続されている。そして、この検査装置1においては、画像撮像素子6により撮像されたレジストパターンの画像が、画像処理用コンピュータ7に取り込まれるようになされている。
【0025】
なお、この画像撮像素子6は、冷却機構を備えたものであることが望ましい。例えば、紫外光用CCDカメラを画像撮像素子5として用いる場合には、CCDチップがペルチェ素子により5℃程度まで冷却される構成となっていることが望ましい。以上のように画像撮像素子6を冷却するようにすれば、この画像撮像素子5により撮像されたレジストパターンの画像を画像処理用コンピュータ7に転送する際に発生する読み出し雑音や熱雑音を大幅に低減することが可能となる。
【0026】
以上のように構成される検査装置1では、画像処理用コンピュータ7に取り込まれたレジストパターンの画像を画像処理用コンピュータ7により処理し解析することによって、レジストパターンの状態を検査するようにしている。
【0027】
ここで、検査装置1を用いて、半導体ウェハ100上に形成されたレジストパターンを検査する方法について説明する。
【0028】
検査装置1を用いてレジストパターンを検査する場合には、先ず、図2に示すように、レジストパターン101が形成された半導体ウェハ100が、可動テーブル2上に設置される。そして、可動テーブル2が制御部8の制御のもとで駆動され、半導体ウェハ100が移動操作されることによって、検査する箇所のレジストパターン101が所定の検査位置に位置決めされる。
【0029】
次に、制御部8の制御のもとで光源3が駆動され、光源3から、例えば、波長が約266nmの深紫外レーザ光が照明光として出射される。
【0030】
光源3から出射された照明光は、先ず、可変式NDフィルタ(減光フィルタ)11を透過して、コンデンサレンズ12に入射する。ここで、可変式NDフィルタ11は、光源3から出射された照明光を分光組成を変えないで減光するものである。
【0031】
コンデンサレンズ12に入射した照明光は、このコンデンサレンズ12により集光され、シャッタ4の内部に結像する。シャッタ4は、制御部8の制御のもとで、照明光の透過/遮断の切り替えを行う。これにより、シャッタ4を透過する照明光の光量、すなわち、検査対象のレジストパターン101に照射される照明光の照射光量が調節されることになる。
【0032】
シャッタ4を透過した照明光は、回転拡散板13を透過して、コンデンサレンズ14に入射する。ここで、回転拡散板13は、可干渉性のよいレーザ光を照明光として用いた場合に問題とされるスペックルノイズを低減させるためのものである。
【0033】
コンデンサレンズ14に入射した照明光は、このコンデンサレンズ14により集光され、開口絞り15、視野絞り16、コンデンサレンズ17により構成されるケーラー照明系を通過して、偏光ビームスプリッタ18に入射する。
【0034】
偏光ビームスプリッタ18に入射した照明光は、この偏光ビームスプリッタ18により互いに直交する2方向の直線偏光成分に分離され、その一方が、偏光ビームスプリッタ18により反射され、他方が偏光ビームスプリッタ18を透過する。
【0035】
偏光ビームスプリッタ18により反射された一方の直線偏光成分の光は、1/4波長板19を透過することにより円偏光に変換され、対物レンズ20を介して、検査対象のレジストパターン101に照射される。これにより、レジストパターン101が照明されることになる。
【0036】
この検査装置1においては、上述した可変式NDフィルタ11から対物レンズ20までの各光学素子により、照明光学系が構成されている。
【0037】
また、偏光ビームスプリッタ18を透過した他方の直線偏光成分の光は、結像レンズ21を介して光量モニタ5に入射し、この光量モニタ5により受光される。ここで、偏光ビームスプリッタ18を透過して光量モニタ5により受光される他方の直線偏光成分の光は、光源3の偏光依存性が一定である条件において、ビームスプリッタ18により反射されて検査対象のレジストパターン101に照射される一方の直線偏光成分の光と比例関係が成り立つ。したがって、これらの光の間の相関関係を予め求めておけば、光量モニタ5により受光される他方の直線偏光成分の光の光量から、レジストパターン101に照射される照明光の照射光量を求めることができる。
【0038】
光量モニタ5は、受光した光を電気信号に変換し、この電気信号を積算回路9に供給する。そして、積算回路9が、光量モニタ5から供給された電気信号に基づいて照明光の積算照射光量を算出し、制御部8に供給する。
【0039】
この検査装置1では、制御部8が、積算回路9により算出された照明光の積算照明光量に応じてシャッタ4を制御して、照明光の照射光量を調整するようにしている。すなわち、積算回路9により算出された照明光の積算照明光量が、検査対象であるレジストパターン101に収縮を生じさせる照射閾値に近づいた場合には、制御部8は、シャッタ4を閉じて照明光を遮断させ、照明光がレジストパターン101に照射されないようにする。これにより、検査対象であるレジストパターン101に照射される照明光の照射光量を、レジストパターン101に収縮を生じさせる照射閾値以下に調整することができる。また、制御部8は、可変式NDフィルタ11を制御することでも、レジストパターン101に照射される照明光の照射光量を調整することができる。
【0040】
また、この検査装置1では、制御部8が、紫外光用CCDカメラ等よりなる画像撮像素子6のシャッタと同期させて、照明光学系中のシャッタ4の開閉動作を制御することも可能である。このように、画像撮像素子6のシャッタと同期させて照明光学系中のシャッタ4の開閉動作を制御するようにすれば、検査対象のレジストパターン101に効率よく照明光を照射することができる。
【0041】
照明光により照明されたレジストパターン101からの反射光は、対物レンズ20を透過して、1/4波長板19に入射する。そして、1/4波長板19により直線偏光の光に変換された後、偏光ビームスプリッタ18に再度入射する。ここで、偏光ビームスプリッタ18に再度入射したレジストパターン101からの反射光は、先に偏光ビームスプリッタ18により反射された直線偏光成分の光とは直交する直線偏光成分の光であるので、偏光ビームスプリッタ18を透過することになる。
【0042】
偏光ビームスプリッタ18を透過したレジストパターン102からの反射光は、結像レンズ22を介して画像撮像素子6に入射する。これにより、対物レンズ20により拡大された、図3に示すようなレジストパターン101の画像が、画像撮像素子6により撮像されることになる。
【0043】
この検査装置1においては、対物レンズ20から結像レンズ22までの各光学素子により、結像光学系が構成されている。
【0044】
ここで、対物レンズ20としては、例えば、開口数NAが0.9程度の高開口数のレンズが用いられている。この検査装置1では、照明光として短波長の深紫外レーザ光を用いると共に、対物レンズ20として高開口数のレンズを用いることで、より微細なパターンの検査が行えるようになされている。また、対物レンズ20は、例えば、波長が266nm程度の紫外光に対して収差が低減されるような対策が施されている。
【0045】
また、検査装置1は、対物レンズ20と検査対象であるレジストパターン101との間の距離、すなわち、照明光のフォーカス状態を調整するフォーカス制御手段を備えている。
【0046】
通常の光学顕微鏡を用いた検査装置では、照明光を検査対象に照射させてその反射光を検出することで対物レンズ20とレジストパターン101との間の距離を測定し、フォーカス状態の調整を行うようにしているが、照明光を検査対象に照射させながらフォーカス状態の調整を行うと、このときの照明光も検査対象に対する照射光量として積算されてしまうことになる。このように、フォーカス状態の調整で照明光の照射光量が積算されてしまうと、実際の検査を行う際の照明光量が制限されることになり、非常に効率が悪い。
【0047】
そこで、この検査装置1では、静電容量型センサ23を対物レンズ20の近傍に配設して、この静電容量型センサ23により対物レンズ20とレジストパターン101との間の距離を検出し、これに基づいて、フォーカス制御手段が照明光のフォーカス状態を調整するようにしている。
【0048】
ここで、検査するレジストパターン101が高さ方向に傾斜している場合や、レジストパターン101が形成された半導体ウェハ100を支持する可動ステージ2の姿勢が高精度に維持されない場合には、1つの静電容量型センサ23により軸外での測長を行うだけでは、アッベ誤差が発生して、対物レンズ20とレジストパターン101との間の距離を正確に検出できない場合がある。特に、短波長の深紫外レーザ光を照明光として用いて非常に高分解能での検査を行うようにした検査装置1では、僅かな位置ずれも検査精度に大きく影響するので、対物レンズ20とレジストパターン101との間の距離を正確に検出することが要求される。そこで、この検査装置1では、複数の静電容量型センサ23を用いて複数箇所での測長を行い、正確なフォーカス調整が行えるようにしている。但し、可動ステージ2の姿勢が高精度に維持され、レジストパターン101が傾いていない場合には、1つの静電容量型センサ23により軸外での測長を行ってもアッベ誤差が発生しないので、対物レンズ20とレジストパターン101との間の距離を正確に検出することができる。したがって、このような場合には、1つの静電容量型センサ23で測長を行うようにしてもよい。
【0049】
なお、対物レンズ20と検査対象のレジストパターン101との間の距離を検出する方法は、以上のような静電容量型センサ23を用いる例に限定されるものではなく、例えば、作動トランス型変位計や、渦電流型変位計、原子間力プローブを用いた変位計、空気式変位計等を用いるようにしてもよい。また、照明光量として積算されない光、例えば、照明光とは異なる波長で検査対象にダメージを与えないような光を用い、この光を検査対象に照射して、その反射光を検出することで、対物レンズ20と検査対象との間の距離を測定するようにしてもよい。また、以上のような方法を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0050】
画像撮像素子6により撮像されたレジストパターン101の画像は、画像処理用コンピュータ7に取り込まれる。そして、画像処理用コンピュータ7が、この取り込んだレジストパターン101の画像を処理することによって、図4に示すような光の強度プロファイルが作成される。
【0051】
この図4に示す強度プロファイルは、凹凸パターンであるレジストパターン101により回折された照明光が、その段差近辺で干渉することによって得られるものであり、レジストパターン101の凹凸に対応したものとなっている。すなわち、この強度プロファイルに現れる大きな山の部分(図4におけるaの部分)は、レジストパターン101の凹部に対応しており、2つの大きな山の間の部分(図4におけるbの部分)が、レジストパターン101の凸部に対応している。そして、この強度プロファイルには、2つの大きな山の間にそれぞれ小さな山が現れており、この小さな山と大きな山との間に谷となるピークが現れている。この谷となるピークは、レジストパターン101の凹部と凸部との境界部分(以下、パターンエッジという。)に対応している。
【0052】
本発明を適用した検査装置1では、以上のように、レジストパターン101のパターンエッジに対応して谷となるピークが現れる強度プロファイルが得られるので、この強度プロファイルからレジストパターン101の凸部の幅(線幅)を測定することが可能である。すなわち、検査装置1により得られる強度プロファイルにおいては、2つの谷となるピークの間が凸部の幅に対応しているので、これら2つの谷となるピーク間の距離を求めれば、レジストパターン101の線幅を測定することができる。
【0053】
ここで、画像処理用コンピュータ7により作成された強度プロファイルから、レジストパターン101の線幅を測定する方法について説明する。
【0054】
画像処理用コンピュータ7により作成された強度プロファイルからレジストパターン101の線幅を測定するには、先ず、この強度プロファイルの谷の部分を2次関数でフィッティングする。そして、この2次関数の極値を谷の部分のピークとして検出する。これにより、レジストパターン101のパターンエッジに対応した谷の部分のピークの位置を、画像撮像素子6のピクセルサイズ以下の高い精度で求めることができる。
【0055】
次に、隣り合う2つの谷のピーク間の距離を測定する。この2つの谷のピーク間の距離が、レジストパターン101の線幅に対応するものである。ここで得られる2つの谷のピーク間の距離(レジストパターン101の線幅の観察値)は、レジストパターン101の線幅の実際の値(絶対値)とは異なる値であるが、これらはほぼ直線的な関係にあるので、予め走査電子顕微鏡(SEM:Scanning Electron Microscope)等を用いて、レジストパターン101の線幅の絶対値に対する観察値の割合を求めておけば、強度プロファイルから測定されたレジストパターン101の線幅の観察値を補正することによって、その絶対値を求めることができる。
【0056】
以上のように、画像処理用コンピュータ7により作成された強度プロファイルからレジストパターン101の線幅を求めるようにすれば、レジストパターン101の線幅をナノメートルのオーダーで精度良く測定することができ、また、レジストパターン101の線幅に変動が生じた場合には、その線幅の変動を精度良く検出することができる。
【0057】
以上詳細に説明したように、本発明を適用した検査装置1では、光量モニタ5により受光された光に基づいて積算回路9により算出された照明光の積算照射光量に応じ、制御部8が照明光学系中に配設されたシャッタ4の開閉を制御して、検査対象であるレジストパターン101に照射される照明光の照射光量を調整するようにしている。したがって、この検査装置1によれば、照明光の照射光量を、例えば、レジストパターン101に収縮を生じさせる照射閾値以下に調整して、レジストパターン101に収縮を生じさせることなくレジストパターン101の線幅等を適切に検査することができる。
【0058】
なお、以上説明した検査装置1は、本発明を適用した検査装置の一例であり、本発明は検査装置1の構成に限定されるものではない。例えば、以上説明した検査装置1では、シャッタ4を照明光学系中の偏光ビームスプリッタ18の前段に配設するようにしているが、シャッタ4を偏光ビームスプリッタ18の後段に配設し、偏光ビームスプリッタ18により偏光分離されて検査対象に向かう光の透過/遮断を切り替えることで、検査対象に照射される照明光の照射光量を調整するようにしてもよい。
【0059】
また、以上説明した検査装置1では、照明光により照明された検査対象の画像を画像撮像素子6により撮像して、この画像をもとに検査対象の状態を検査するようにしているが、照明光により照明された検査対象を目視により確認し、その状態を検査するようにしてもよい。
【0060】
また、以上は、検査装置1を用いて、半導体プロセスのリソグラフィ工程において半導体ウェハ100上に形成されたレジストパターン101の状態を検査するようにした例について説明したが、本発明は、以上の例に限定されるものではなく、照明光の照射によりダメージを受ける可能性のある検査対象の検査に有効に適用することができる。例えば、照明光の照射光量が過剰である場合に組織破壊や細胞壊死がもたらされる可能性がある生体組織を検査する場合や、照明光の照射光量が過剰である場合に感光してしまう可能性がある感光材料を検査検査する場合には、本発明は非常に有効である。
【0061】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、検査対象に照射される照明光の照射光量を検査対象に応じて適切な値に調整することができるので、検査対象にダメージを与えることなく、この検査対象の検査を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した検査装置の一例を示す構成図である。
【図2】上記検査装置の可動テーブル上に、検査対象のレジストパターンが形成された半導体ウェハが設置された状態を示す模式図である。
【図3】上記検査装置の画像撮像素子により撮像されたレジストパターンの画像を示す図である。
【図4】上記画像撮像素子により撮像されたレジストパターンの画像をもとに、画像処理用コンピュータにより作成された強度プロファイルを示す図である。
【符号の説明】
1 検査装置、2 可動テーブル、3 光源、4 シャッタ、5 光量モニタ、6 画像撮像素子、7 画像処理用コンピュータ、8 制御部、9 積算回路、18 偏光ビームスプリッタ、19 1/4波長板、20 対物レンズ、23静電容量型センサ、100 半導体ウェハ、101 レジストパターン
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for inspecting the state of an inspection object by irradiating the inspection object with illumination light and observing the inspection object illuminated with the illumination light.
[0002]
[Prior art]
In general, in an inspection apparatus using an optical microscope, an inspection object is inspected by irradiating the inspection object with illumination light and optically detecting reflected light, scattered light, diffracted light, refracted light, and the like. I have to.
[0003]
In an inspection apparatus using this optical microscope, a vacuum is not required for inspection unlike an inspection apparatus using a scanning electron microscope (SEM) or an atomic force microscope (AFM). Further, there is an advantage that inspection can be performed in a short time without contact.
[0004]
In recent years, development of optical microscopes that use laser light as illumination light has been actively promoted, and expectations for inspection apparatuses using such optical microscopes are increasing. For example, if a laser beam having a wavelength in the deep ultraviolet region is used as illumination light, a semiconductor integrated circuit pattern that has been increasingly miniaturized in recent years can be inspected with high resolution and high precision, so a scanning electron microscope or the like was used. There is great expectation as an inspection device that replaces the inspection device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in an inspection apparatus using an optical microscope, as described above, the inspection object is irradiated with the illumination light to perform the inspection. Therefore, if the illumination light irradiation amount is not appropriate, the inspection object is damaged by the illumination light irradiation. May end up.
[0006]
Specifically, for example, when the examination target is a living tissue, irradiation with illumination light may cause tissue destruction or cell necrosis in the living tissue. Further, when the inspection object is a photosensitive material, the photosensitive material may be exposed to light by irradiation with illumination light. Further, when the inspection target is a resist pattern formed on a semiconductor wafer in a lithography process of a semiconductor process, the resist pattern may be contracted by irradiation with illumination light.
[0007]
Accordingly, the present invention provides an inspection apparatus and an inspection method that can appropriately inspect an inspection object without damaging the inspection object by adjusting the amount of illumination light irradiated to the inspection object to an appropriate value. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus that observes an inspection object illuminated by illumination light and inspects the state of the inspection object, a light source that emits illumination light that illuminates the inspection object, and the light source. An illumination optical system that guides the emitted illumination light to the inspection target, and a light amount monitoring unit for monitoring the irradiation light amount of the illumination light irradiated on the inspection target are provided. In this inspection apparatus, shutter means for transmitting or blocking illumination light emitted from the light source is provided in the illumination optical system, and the illumination light irradiation light quantity monitored by the light quantity monitor means is provided for the shutter means. By controlling according to this, it is possible to adjust the irradiation light quantity of the illumination light irradiated to the inspection object.
[0009]
In this inspection apparatus, the illumination light emitted from the light source is guided to the illumination optical system and applied to the inspection object. As a result, the inspection object is illuminated by the illumination light. In this inspection apparatus, the state of the inspection object is inspected by observing the inspection object illuminated by the illumination light.
[0010]
Here, in this inspection apparatus, shutter means is provided in the illumination optical system, and illumination light emitted from the light source can be transmitted or blocked by the shutter means. Further, the irradiation light amount of the illumination light irradiated to the inspection object is monitored by the light amount monitoring means, and the illumination light is controlled by controlling the shutter means according to the irradiation light amount of the illumination light monitored by the light amount monitoring means. The amount of irradiation light can be adjusted.
[0011]
For example, if the amount of illumination light irradiated to the inspection object exceeds an irradiation threshold that damages the inspection object, the illumination light is adjusted by blocking the illumination light by the shutter means. Thus, it is possible to effectively prevent damage to the inspection target.
[0012]
As described above, in this inspection apparatus, the amount of illumination light irradiated to the inspection object can be adjusted to an appropriate value according to the inspection object, so that the inspection object is not damaged. Can be properly inspected.
[0013]
In addition, the inspection method according to the present invention guides the illumination light emitted from the light source to the inspection object by the illumination optical system, illuminates the inspection object, observes the inspection object illuminated by the illumination light, and When inspecting the state, the irradiation light amount of the illumination light irradiated to the inspection object is monitored using a light amount monitor unit, and a shutter unit that transmits or blocks the illumination light emitted from the light source is included in the illumination optical system. By arranging and controlling the shutter means in accordance with the irradiation light amount of the illumination light monitored by the light amount monitoring means, the irradiation light amount of the illumination light irradiated on the inspection object is adjusted.
[0014]
According to this inspection method, the amount of illumination light irradiated to the inspection object can be adjusted according to the inspection object, so that this inspection object can be appropriately inspected without damaging the inspection object. it can.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0016]
One configuration example of an inspection apparatus to which the present invention is applied is shown in FIG. The inspection apparatus 1 shown in FIG. 1 is configured to inspect the state of a resist pattern formed on a semiconductor wafer in a lithography process of a semiconductor process, and is movable to support the semiconductor wafer 100 so as to be movable. A stage 2; a light source 3 that emits illumination light that irradiates a resist pattern formed on the semiconductor wafer 100; an illumination optical system that guides the illumination light emitted from the light source 3 to a resist pattern to be inspected; and the illumination optical system A shutter 4 that transmits or blocks the illumination light emitted from the light source 3, a light amount monitor 5 that monitors the amount of illumination light irradiated to the resist pattern, and a resist pattern illuminated by the illumination light. An image pickup device 6 for picking up an image, and reflected light from a resist pattern illuminated by illumination light. An imaging optical system for guiding the, the image processing computer 7 which processes the image of the resist pattern picked up by the imaging device 6, and a control unit 8 for controlling the operation of the entire inspection device 1.
[0017]
The movable stage 2 includes, for example, an X stage and a Y stage for moving the semiconductor wafer 100 installed on the movable stage 2 in the horizontal direction, a Z stage for moving the semiconductor wafer 100 in the vertical direction, and a semiconductor. A θ stage for rotating the wafer 100 and a suction plate for sucking and fixing the semiconductor wafer 100 onto the movable stage 2 are provided. Then, the movable stage 2 moves each of the above stages under the control of the control unit 7 to move a portion to be inspected of the semiconductor wafer 100 sucked by the suction plate to a predetermined inspection position.
[0018]
As the light source 3 that emits illumination light, for example, an ultraviolet solid laser is used. This ultraviolet solid-state laser converts the wavelength of a solid-state laser such as a YAG laser using a nonlinear optical crystal, and emits, for example, deep ultraviolet (DUV) laser light having a wavelength of about 266 nm.
[0019]
The inspection capability of the inspection apparatus depends on the wavelength of the illumination light applied to the inspection object, and a finer pattern can be inspected when the wavelength of the illumination light is shorter. In the inspection apparatus 1, an ultraviolet solid laser is used as the illumination light source 3, and the resist pattern to be inspected is illuminated with a short-wavelength deep ultraviolet laser beam, so that a fine pattern can be inspected. . In addition, the ultraviolet solid laser is excellent in handling because the device itself is small in size and does not require water cooling, and is optimal as the light source 3 of illumination light in the inspection device 1.
[0020]
For example, an acousto-optic modulator (AOM: Acoustic Optics Modulator) is used as the shutter 4 that transmits or blocks the illumination light emitted from the light source 3. This acousto-optic modulator is an optical modulator using an acousto-optic effect, and can modulate light electrically. The shutter 4 is connected to the control unit 8, and under the control of the control unit 8, the illumination light emitted from the light source 3 is transmitted or blocked to adjust the amount of irradiation light.
[0021]
As the shutter 4, any shutter 4 can be used as long as it can switch transmission / cutoff of illumination light emitted from the light source 3. For example, a spatial light modulator such as a liquid crystal panel using a liquid crystal material, a light diffraction shutter using a diffraction grating, a waveguide shutter using a photoelastic effect, or the like may be used.
[0022]
As the light amount monitor 5 for monitoring the irradiation light amount of the illumination light, for example, a CCD (charge-coupled device) camera for ultraviolet light configured so as to obtain high sensitivity to deep ultraviolet laser light is used. . The light amount monitor 5 is connected to an integration circuit 9, converts received illumination light into an electrical signal, and supplies the electrical signal to the integration circuit 9. The integrating circuit 9 calculates the integrated irradiation light amount of the illumination light from the electrical signal supplied from the light amount monitor 5 and supplies it to the control unit 8.
[0023]
As the light quantity monitor 5, any monitor may be used as long as the received illumination light can be converted into an electrical signal. For example, a phototransistor or a calorimeter may be used as the light amount monitor 5.
[0024]
As the image pickup element 6, for example, a high sensitivity CCD camera for ultraviolet light that can obtain a quantum efficiency of about 36% with respect to deep ultraviolet laser light having a wavelength of about 266 nm is used. As described above, if a CCD camera having high sensitivity to deep ultraviolet laser light is used as the image pickup element 6, it is possible to pick up a fine resist pattern image with high resolution. The image pickup device 6 is connected to an image processing computer 7. In this inspection apparatus 1, an image of a resist pattern imaged by the image imaging device 6 is taken into the image processing computer 7.
[0025]
The image pickup element 6 is preferably provided with a cooling mechanism. For example, when an ultraviolet light CCD camera is used as the image pickup element 5, it is desirable that the CCD chip be cooled to about 5 ° C. by a Peltier element. If the image pickup device 6 is cooled as described above, read noise and thermal noise generated when the image of the resist pattern picked up by the image pickup device 5 is transferred to the image processing computer 7 are greatly reduced. It becomes possible to reduce.
[0026]
In the inspection apparatus 1 configured as described above, the state of the resist pattern is inspected by processing and analyzing the image of the resist pattern captured by the image processing computer 7 by the image processing computer 7. .
[0027]
Here, a method for inspecting a resist pattern formed on the semiconductor wafer 100 using the inspection apparatus 1 will be described.
[0028]
When inspecting a resist pattern using the inspection apparatus 1, first, as shown in FIG. 2, the semiconductor wafer 100 on which the resist pattern 101 is formed is placed on the movable table 2. Then, the movable table 2 is driven under the control of the control unit 8 and the semiconductor wafer 100 is moved, whereby the resist pattern 101 at the location to be inspected is positioned at a predetermined inspection position.
[0029]
Next, the light source 3 is driven under the control of the control unit 8, and, for example, deep ultraviolet laser light having a wavelength of about 266 nm is emitted from the light source 3 as illumination light.
[0030]
The illumination light emitted from the light source 3 first passes through the variable ND filter (a neutral density filter) 11 and enters the condenser lens 12. Here, the variable ND filter 11 reduces the illumination light emitted from the light source 3 without changing the spectral composition.
[0031]
The illumination light incident on the condenser lens 12 is condensed by the condenser lens 12 and forms an image inside the shutter 4. The shutter 4 switches illumination light transmission / blocking under the control of the control unit 8. As a result, the amount of illumination light transmitted through the shutter 4, that is, the amount of illumination light irradiated onto the resist pattern 101 to be inspected is adjusted.
[0032]
The illumination light that has passed through the shutter 4 passes through the rotating diffusion plate 13 and enters the condenser lens 14. Here, the rotating diffusion plate 13 is for reducing speckle noise, which is a problem when laser light having good coherence is used as illumination light.
[0033]
The illumination light incident on the condenser lens 14 is collected by the condenser lens 14, passes through a Koehler illumination system constituted by the aperture stop 15, the field stop 16, and the condenser lens 17, and enters the polarization beam splitter 18.
[0034]
The illumination light incident on the polarization beam splitter 18 is separated into two linearly polarized components orthogonal to each other by the polarization beam splitter 18, one of which is reflected by the polarization beam splitter 18 and the other is transmitted through the polarization beam splitter 18. To do.
[0035]
The light of one linearly polarized component reflected by the polarization beam splitter 18 is converted into circularly polarized light by passing through the quarter-wave plate 19 and irradiated onto the resist pattern 101 to be inspected through the objective lens 20. The As a result, the resist pattern 101 is illuminated.
[0036]
In the inspection apparatus 1, an illumination optical system is configured by the optical elements from the variable ND filter 11 to the objective lens 20 described above.
[0037]
The light of the other linearly polarized light component transmitted through the polarization beam splitter 18 is incident on the light amount monitor 5 through the imaging lens 21 and is received by the light amount monitor 5. Here, the light of the other linearly polarized light component transmitted through the polarizing beam splitter 18 and received by the light amount monitor 5 is reflected by the beam splitter 18 under the condition that the polarization dependency of the light source 3 is constant, and is to be inspected. A proportional relationship is established with the light of one linearly polarized light component irradiated to the resist pattern 101. Therefore, if the correlation between these lights is obtained in advance, the amount of illumination light irradiated on the resist pattern 101 is obtained from the amount of light of the other linearly polarized light component received by the light amount monitor 5. Can do.
[0038]
The light quantity monitor 5 converts the received light into an electric signal and supplies the electric signal to the integrating circuit 9. Then, the integrating circuit 9 calculates the integrated irradiation light amount of the illumination light based on the electric signal supplied from the light amount monitor 5 and supplies it to the control unit 8.
[0039]
In this inspection apparatus 1, the control unit 8 controls the shutter 4 according to the integrated illumination light amount of the illumination light calculated by the integration circuit 9 to adjust the irradiation light amount of the illumination light. That is, when the integrated illumination light amount of the illumination light calculated by the integration circuit 9 approaches an irradiation threshold value that causes the resist pattern 101 to be inspected to contract, the control unit 8 closes the shutter 4 and illuminates the light. And the resist pattern 101 is not irradiated with illumination light. Thereby, the irradiation light quantity of the illumination light irradiated to the resist pattern 101 to be inspected can be adjusted to be equal to or less than the irradiation threshold value that causes the resist pattern 101 to contract. Further, the control unit 8 can also adjust the amount of illumination light irradiated to the resist pattern 101 by controlling the variable ND filter 11.
[0040]
Further, in this inspection apparatus 1, the control unit 8 can also control the opening / closing operation of the shutter 4 in the illumination optical system in synchronization with the shutter of the image pickup element 6 made of an ultraviolet CCD camera or the like. . In this way, if the opening / closing operation of the shutter 4 in the illumination optical system is controlled in synchronization with the shutter of the image pickup device 6, the illumination light can be efficiently irradiated onto the resist pattern 101 to be inspected.
[0041]
The reflected light from the resist pattern 101 illuminated by the illumination light passes through the objective lens 20 and enters the quarter-wave plate 19. Then, after being converted into linearly polarized light by the quarter-wave plate 19, the light enters the polarizing beam splitter 18 again. Here, since the reflected light from the resist pattern 101 that has entered the polarizing beam splitter 18 again is linearly polarized light that is orthogonal to the linearly polarized light previously reflected by the polarizing beam splitter 18, The light passes through the splitter 18.
[0042]
The reflected light from the resist pattern 102 that has passed through the polarizing beam splitter 18 enters the image pickup device 6 through the imaging lens 22. As a result, an image of the resist pattern 101 enlarged by the objective lens 20 as shown in FIG. 3 is picked up by the image pickup element 6.
[0043]
In the inspection apparatus 1, an imaging optical system is configured by the optical elements from the objective lens 20 to the imaging lens 22.
[0044]
Here, as the objective lens 20, for example, a high numerical aperture lens having a numerical aperture NA of about 0.9 is used. In this inspection apparatus 1, a short wavelength deep ultraviolet laser beam is used as illumination light, and a lens having a high numerical aperture is used as the objective lens 20, so that a finer pattern can be inspected. In addition, the objective lens 20 is provided with a measure to reduce aberrations with respect to ultraviolet light having a wavelength of about 266 nm, for example.
[0045]
In addition, the inspection apparatus 1 includes a focus control unit that adjusts the distance between the objective lens 20 and the resist pattern 101 to be inspected, that is, the focus state of the illumination light.
[0046]
In an inspection apparatus using an ordinary optical microscope, the distance between the objective lens 20 and the resist pattern 101 is measured by irradiating the inspection object with illumination light and detecting the reflected light, thereby adjusting the focus state. However, if the focus state is adjusted while irradiating illumination light to the inspection object, the illumination light at this time is also integrated as the irradiation light amount for the inspection object. Thus, if the illumination light amount is integrated by adjusting the focus state, the illumination light amount at the time of actual inspection is limited, which is very inefficient.
[0047]
Therefore, in this inspection apparatus 1, the capacitive sensor 23 is disposed in the vicinity of the objective lens 20, and the distance between the objective lens 20 and the resist pattern 101 is detected by the capacitive sensor 23, Based on this, the focus control means adjusts the focus state of the illumination light.
[0048]
Here, when the resist pattern 101 to be inspected is inclined in the height direction, or when the posture of the movable stage 2 that supports the semiconductor wafer 100 on which the resist pattern 101 is formed is not maintained with high accuracy, one resist pattern 101 is provided. If only the off-axis length measurement is performed by the capacitive sensor 23, an Abbe error may occur, and the distance between the objective lens 20 and the resist pattern 101 may not be accurately detected. In particular, in the inspection apparatus 1 that performs inspection with very high resolution using short-wavelength deep ultraviolet laser light as illumination light, a slight misalignment greatly affects the inspection accuracy. It is required to accurately detect the distance to the pattern 101. Therefore, in this inspection apparatus 1, length measurement is performed at a plurality of locations using a plurality of capacitance sensors 23 so that accurate focus adjustment can be performed. However, when the attitude of the movable stage 2 is maintained with high accuracy and the resist pattern 101 is not tilted, no Abbe error occurs even if off-axis length measurement is performed by one capacitance type sensor 23. The distance between the objective lens 20 and the resist pattern 101 can be accurately detected. Therefore, in such a case, length measurement may be performed by one capacitance type sensor 23.
[0049]
The method for detecting the distance between the objective lens 20 and the resist pattern 101 to be inspected is not limited to the example using the capacitance type sensor 23 as described above. A meter, an eddy current displacement meter, a displacement meter using an atomic force probe, a pneumatic displacement meter, or the like may be used. In addition, by using light that is not integrated as the illumination light amount, for example, light that does not damage the inspection target at a wavelength different from the illumination light, irradiating the inspection target with this light, and detecting the reflected light, You may make it measure the distance between the objective lens 20 and test object. Moreover, you may make it use combining the above methods.
[0050]
The image of the resist pattern 101 picked up by the image pickup device 6 is taken into the image processing computer 7. The image processing computer 7 processes the captured image of the resist pattern 101, thereby creating a light intensity profile as shown in FIG.
[0051]
The intensity profile shown in FIG. 4 is obtained when the illumination light diffracted by the resist pattern 101, which is a concavo-convex pattern, interferes near the step, and corresponds to the concavo-convex pattern of the resist pattern 101. Yes. That is, the large peak portion (portion a in FIG. 4) that appears in the intensity profile corresponds to the concave portion of the resist pattern 101, and the portion between the two large peaks (portion b in FIG. 4) This corresponds to the convex portion of the resist pattern 101. In the intensity profile, a small mountain appears between two large mountains, and a peak that becomes a valley appears between the small mountain and the large mountain. The peak that becomes the valley corresponds to a boundary portion (hereinafter referred to as a pattern edge) between the concave portion and the convex portion of the resist pattern 101.
[0052]
In the inspection apparatus 1 to which the present invention is applied, as described above, an intensity profile in which a trough peak appears corresponding to the pattern edge of the resist pattern 101 can be obtained. From this intensity profile, the width of the convex portion of the resist pattern 101 is obtained. (Line width) can be measured. That is, in the intensity profile obtained by the inspection apparatus 1, the interval between the peaks that are two valleys corresponds to the width of the convex portion. Therefore, if the distance between the peaks that are these two valleys is obtained, the resist pattern 101 is obtained. Can be measured.
[0053]
Here, a method for measuring the line width of the resist pattern 101 from the intensity profile created by the image processing computer 7 will be described.
[0054]
In order to measure the line width of the resist pattern 101 from the intensity profile created by the image processing computer 7, first, the valley portion of this intensity profile is fitted with a quadratic function. Then, the extreme value of this quadratic function is detected as a peak of the valley portion. Thereby, the peak position of the valley corresponding to the pattern edge of the resist pattern 101 can be obtained with high accuracy equal to or less than the pixel size of the image pickup element 6.
[0055]
Next, the distance between the peaks of two adjacent valleys is measured. The distance between the peaks of the two valleys corresponds to the line width of the resist pattern 101. The distance between the peaks of the two valleys obtained here (observed value of the line width of the resist pattern 101) is different from the actual value (absolute value) of the line width of the resist pattern 101. Since it has a linear relationship, if the ratio of the observed value to the absolute value of the line width of the resist pattern 101 is obtained in advance using a scanning electron microscope (SEM) or the like, it was measured from the intensity profile. By correcting the observed value of the line width of the resist pattern 101, the absolute value can be obtained.
[0056]
As described above, if the line width of the resist pattern 101 is obtained from the intensity profile created by the image processing computer 7, the line width of the resist pattern 101 can be accurately measured on the order of nanometers. Further, when a variation occurs in the line width of the resist pattern 101, the variation in the line width can be detected with high accuracy.
[0057]
As described above in detail, in the inspection apparatus 1 to which the present invention is applied, the control unit 8 performs illumination according to the integrated irradiation light amount of the illumination light calculated by the integration circuit 9 based on the light received by the light amount monitor 5. The opening / closing of the shutter 4 provided in the optical system is controlled to adjust the amount of illumination light applied to the resist pattern 101 to be inspected. Therefore, according to this inspection apparatus 1, the irradiation light quantity of the illumination light is adjusted to, for example, an irradiation threshold value that causes the resist pattern 101 to shrink, and the resist pattern 101 does not shrink without causing the resist pattern 101 to shrink. The width etc. can be inspected appropriately.
[0058]
The inspection apparatus 1 described above is an example of an inspection apparatus to which the present invention is applied, and the present invention is not limited to the configuration of the inspection apparatus 1. For example, in the inspection apparatus 1 described above, the shutter 4 is disposed in front of the polarization beam splitter 18 in the illumination optical system. However, the shutter 4 is disposed in the subsequent stage of the polarization beam splitter 18 and the polarization beam is provided. The irradiation light quantity of the illumination light applied to the inspection object may be adjusted by switching transmission / cut-off of the light that is polarized and separated by the splitter 18 and directed toward the inspection object.
[0059]
In the inspection apparatus 1 described above, the image of the inspection object illuminated by the illumination light is imaged by the image pickup element 6 and the state of the inspection object is inspected based on this image. You may make it test | inspect the inspection object illuminated with light visually, and may test | inspect the state.
[0060]
In the above, the example in which the state of the resist pattern 101 formed on the semiconductor wafer 100 is inspected in the lithography process of the semiconductor process using the inspection apparatus 1 has been described. However, the present invention is not limited to the above example. However, the present invention is not limited to this, and can be effectively applied to inspection of an inspection target that may be damaged by irradiation of illumination light. For example, when inspecting a living tissue that may cause tissue destruction or cell necrosis when the illumination light irradiation amount is excessive, or when the illumination light irradiation amount is excessive, it may be exposed to light. The present invention is very effective when a certain photosensitive material is inspected and inspected.
[0061]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the amount of illumination light irradiated to the inspection object can be adjusted to an appropriate value according to the inspection object, so that the inspection object is not damaged. The inspection of the inspection object can be performed appropriately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an inspection apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic view showing a state in which a semiconductor wafer on which a resist pattern to be inspected is formed is placed on a movable table of the inspection apparatus.
FIG. 3 is a view showing an image of a resist pattern imaged by an image imaging element of the inspection apparatus.
FIG. 4 is a diagram showing an intensity profile created by an image processing computer based on an image of a resist pattern imaged by the image imaging device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection apparatus, 2 Movable table, 3 Light source, 4 Shutter, 5 Light quantity monitor, 6 Image pick-up element, 7 Image processing computer, 8 Control part, 9 Integration circuit, 18 Polarization beam splitter, 19 1/4 wavelength plate, 20 Objective lens, 23 capacitive sensor, 100 semiconductor wafer, 101 resist pattern

Claims (11)

照明光により照明された検査対象を観察してこの検査対象の状態を検査する検査装置であって、
上記検査対象を照明する照明光を出射する光源と、
上記光源から出射された照明光を上記検査対象に導く照明光学系と、
上記検査対象に照射される照明光の照射光量をモニタリングするための光量モニタ手段とを備え、
上記照明光学系中に、上記光源から出射された照明光を透過又は遮断するシャッタ手段が設けられており、このシャッタ手段を上記光量モニタ手段によりモニタリングされた照明光の照射光量に応じて制御することによって、上記検査対象に照射される照明光の照射光量を調整すること
を特徴とする検査装置。
An inspection apparatus that inspects the inspection object illuminated by the illumination light and inspects the state of the inspection object,
A light source that emits illumination light for illuminating the inspection object;
An illumination optical system for guiding the illumination light emitted from the light source to the inspection object;
A light amount monitoring means for monitoring the irradiation light amount of the illumination light irradiated to the inspection object,
The illumination optical system is provided with shutter means for transmitting or blocking the illumination light emitted from the light source, and the shutter means is controlled according to the illumination light amount monitored by the light amount monitor means. By this, the inspection apparatus characterized by adjusting the irradiation light quantity of the illumination light irradiated to the said test object.
照明光により照明された上記検査対象の画像を撮像する画像撮像手段と、
上記検査対象の画像を上記画像撮像手段に結像させる結像光学系と、
上記画像撮像手段により撮像された上記検査対象の画像を処理する画像処理手段とを備え、
上記画像処理手段により、上記検査対象の画像を処理し解析することによって、上記検査対象の状態を検査すること
を特徴とする請求項1記載の検査装置。
Image capturing means for capturing an image of the inspection object illuminated by illumination light;
An imaging optical system for forming an image of the inspection object on the image pickup means;
Image processing means for processing the image to be inspected imaged by the image imaging means,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the state of the inspection object is inspected by processing and analyzing the image of the inspection object by the image processing means.
上記照明光のフォーカス状態を調整するフォーカス制御手段を備えることを特徴とする請求項1記載の検査装置。The inspection apparatus according to claim 1, further comprising a focus control unit that adjusts a focus state of the illumination light. 上記フォーカス制御手段は、静電容量型センサを備え、この静電容量型センサにより検出された情報に基づいて、上記照明光のフォーカス状態を調整することを特徴とする請求項3記載の検査装置。4. The inspection apparatus according to claim 3, wherein the focus control unit includes a capacitance type sensor, and adjusts the focus state of the illumination light based on information detected by the capacitance type sensor. . 上記光源として、波長が355nm以下の紫外レーザ光を出射する紫外線固体レーザ装置を備えることを特徴とする請求項1記載の検査装置。2. The inspection apparatus according to claim 1, further comprising an ultraviolet solid-state laser device that emits ultraviolet laser light having a wavelength of 355 nm or less as the light source. 上記シャッタ手段として音響光学素子を備えることを特徴とする請求項1記載の検査装置。The inspection apparatus according to claim 1, further comprising an acousto-optic element as the shutter unit. 上記光量モニタ手段として、波長が355nm以下の紫外レーザ光に対して高い感度を有するCCDカメラを備えることを特徴とする請求項5記載の検査装置。6. The inspection apparatus according to claim 5, further comprising a CCD camera having high sensitivity to ultraviolet laser light having a wavelength of 355 nm or less as the light quantity monitoring means. 上記照明光学系中に、上記光源から出射された照明光を偏光分離して、上記検査対象に向かう光と上記光量モニタ手段に向かう光とに分光する偏光ビームスプリッタが設けられていることを特徴とする請求項1記載の検査装置。A polarization beam splitter is provided in the illumination optical system, the polarization beam splitter splitting the illumination light emitted from the light source into light that is directed toward the inspection object and light that is directed toward the light amount monitoring means. The inspection apparatus according to claim 1. 上記照明光学系中に、上記偏光ビームスプリッタにより偏光分離されて上記検査対象に向かう光を円偏向に変換する1/4波長板が設けられていることを特徴とする請求項8記載の検査装置。9. The inspection apparatus according to claim 8, wherein the illumination optical system is provided with a quarter-wave plate that converts light polarized by the polarizing beam splitter and directed to the inspection object into circular deflection. . 上記検査対象は、半導体ウェハ上に形成されたレジストパターンであり、
上記シャッタ手段を上記光量モニタ手段によりモニタリングされた照明光の照射光量に応じて制御することによって、上記レジストパターンに照射される照明光の照射光量を、上記レジストパターンに収縮を生じさせる照射閾値以下に調整すること
を特徴とする請求項1記載の検査装置。
The inspection object is a resist pattern formed on a semiconductor wafer,
By controlling the shutter unit according to the irradiation light amount of the illumination light monitored by the light amount monitoring unit, the irradiation light amount of the illumination light irradiated to the resist pattern is equal to or less than an irradiation threshold value that causes the resist pattern to contract. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection apparatus is adjusted.
光源から出射された照明光を照明光学系により検査対象に導いてこの検査対象を照明し、照明光により照明された検査対象を観察してこの検査対象の状態を検査するに際し、
上記検査対象に照射される照明光の照射光量を光量モニタ手段を用いてモニタリングすると共に、
上記照明光学系中に、上記光源から出射された照明光を透過又は遮断するシャッタ手段を配設し、このシャッタ手段を上記光量モニタ手段によりモニタリングされた照明光の照射光量に応じて制御することによって、上記検査対象に照射される照明光の照射光量を調整すること
を特徴とする検査方法。
When the illumination light emitted from the light source is guided to the inspection object by the illumination optical system to illuminate the inspection object, and when the inspection object illuminated by the illumination light is observed to inspect the state of the inspection object,
While monitoring the amount of illumination light irradiated to the inspection object using a light amount monitor means,
Shutter means for transmitting or blocking illumination light emitted from the light source is disposed in the illumination optical system, and the shutter means is controlled according to the amount of illumination light monitored by the light quantity monitor means. The inspection method characterized by adjusting the irradiation light quantity of the illumination light irradiated to the inspection object.
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US6900888B2 (en) 2001-09-13 2005-05-31 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for inspecting a pattern formed on a substrate
JP2004233163A (en) 2003-01-29 2004-08-19 Hitachi High-Technologies Corp Pattern defect inspection method and apparatus
JP4628947B2 (en) * 2005-12-22 2011-02-09 アイダエンジニアリング株式会社 Punch breakage detection method and molding apparatus
EP1813962A1 (en) * 2006-01-27 2007-08-01 Polytec GmbH Measuring device and method for optically measuring an object
JP4677367B2 (en) * 2006-06-05 2011-04-27 オリンパス株式会社 Illumination device and microscope system
JP5551404B2 (en) * 2009-10-15 2014-07-16 オリンパス株式会社 Semiconductor inspection apparatus and semiconductor inspection method
KR101390368B1 (en) * 2012-02-17 2014-04-30 주식회사 미르기술 Vision inspection apparatus comprising light quantity adjusing member
KR101884851B1 (en) * 2016-12-16 2018-08-02 세메스 주식회사 Apparatus for treating a substrate and method for controlling temperature of nozzle

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