JP2000105203A - Defect inspecting device and method - Google Patents

Defect inspecting device and method

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JP2000105203A JP11206078A JP20607899A JP2000105203A JP 2000105203 A JP2000105203 A JP 2000105203A JP 11206078 A JP11206078 A JP 11206078A JP 20607899 A JP20607899 A JP 20607899A JP 2000105203 A JP2000105203 A JP 2000105203A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly and precisely inspect a defect such as a very small contaminant by calculating dispersion based on signals in a portion with the same circuit patterns formed or in its vicinity, and by extracting a signal indicating the defect such as the very small contaminant out of detected signals based on a threshold set on the basis of a result calculated hereinbefore. SOLUTION: An illumination optical system 100 having a laser beam 101, lenses 102-104, a beam splitter and the like has a precdribed inclination with respect to a main straight line group of a circuit pattern, and an inspected objective substrate 1 is irradiated subtantially orthogonally to a traveling direction of a substrate mounting table 304 for mounting the objective substrate 1. An inspecting optical system 200 detects reflected scattered light provided by a defect such as a contaminant existing on the substrate 1, using image sensors 205, 206 through lenses 201, 203 and a beam aplitter 204, to feed signals to a processing circuit 400. A threshold as a determination reference is set in a defect determining process in the circuit 400 based on a dispersion of the resulting signals, and the signal indicating the defect such as the contaminant is extracted, based on the set threshold.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造工程、 The present invention relates to a semiconductor manufacturing process,
液晶表示素子製造工程プリント基板製造工程等、基板上にパターンを形成して対象物を製作していく製造工程で、発生する異物等の欠陥を検出し、分析して対策を施す製造工程における異物等の欠陥の発生状況を検査する欠陥検査装置およびその方法に関する。 The liquid crystal display device manufacturing process PCB manufacturing process or the like, in the manufacturing step of forming a pattern on a substrate will be fabricated objects, foreign material in the manufacturing process to detect defects such as a foreign material generated, analyzed to take measures It relates defect inspection apparatus and method for inspecting the occurrence of defects and the like.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来の半導体製造工程では、半導体基板(ウエハ)上に異物が存在すると配線の絶縁不良や短絡などの不良原因になり、さらに半導体素子が、微細化して半導体基板中に微細な異物が存在した場合にこの異物が、キャパシタの絶縁不良やゲート酸化膜などの破壊の原因にもなる。 In a conventional semiconductor manufacturing process, it becomes poor causes such as insulation failure or a short circuit of the wiring and the foreign matter on a semiconductor substrate (wafer) is present, further semiconductor elements, the fine semiconductor substrate is miniaturized the foreign substance when the foreign matter is present, also cause breakdown of an insulation failure or a gate oxide film of the capacitor. これらの異物は、搬送装置の可動部から発生するものや、人体から発生するもの、プロセスガスによる処理装置内で反応生成されたもの、薬品や材料に混入していたものなど種々の原因により種々の状態で混入される。 These foreign substances, and those generated from the movable portion of the transport apparatus, those generated from the human body, what is the reaction product in the processing apparatus by the process gases, various by various causes such as those which had been mixed in chemicals and materials It is incorporated in the state. 同様の液晶表示素子製造工程でも、パターン上に異物が混入したり、何らかの欠陥が生じると、表示素子として使えないものになってしまう。 Also in the liquid crystal display element manufacturing process of, or mixed foreign matter on the pattern, if any defects occur, become shall not be used as a display device. プリント基板の製造工程でも状況は同じであって、異物の混入はパターンの短絡、不良接続の原因に成る。 A situation is the same for printed circuit board manufacturing process, foreign substances are short pattern, cause poor connection. 従来のこの種の半導体基板上の異物を検出する技術の1つとして、特開昭62−89336号公報(従来技術1)に記載されているように、半導体基板上にレーザを照射して半導体基板上に異物が付着している場合に発生する異物からの散乱光を検出し、直前に検査した同一品種半導体基板の検査結果と比較することにより、パターンによる虚報を無くし、高感度かつ高信頼度な異物及び欠陥検査を可能にするものがある。 One technique for detecting a conventional foreign matter on this kind of semiconductor substrates, as described in JP 62-89336 JP (prior art 1), the semiconductor is irradiated with a laser on a semiconductor substrate detecting the scattered light from the foreign matter that occurs when a foreign object is adhered on the substrate, by comparing the test results of the same type semiconductor substrate examined immediately before, eliminating the false information by pattern, high sensitivity and reliability there are those that enable the degree of foreign matter and defect inspection. また、特開昭63−135848号公報(従来技術2)に開示されているように、半導体基板上にレーザを照射して半導体基板上に異物が付着している場合に発生する異物からの散乱光を検出し、この検出した異物をレーザフォトルミネッセンスあるいは2次X線分析(XMR)などの分析技術で分析するものがある。 Also, as disclosed in JP 63-135848 discloses (prior art 2), scattered from a particle that occurs when a foreign object on a semiconductor substrate is irradiated with a laser on a semiconductor substrate is attached detects light, it is intended to analyze the detected foreign material in the analytical techniques such as laser photoluminescence or secondary X-ray analysis (XMR).

【0003】また、上記異物を検査する技術として、ウエハにコヒーレント光を照射してウエハ上の繰り返しパターンから射出する光を空間フィルターで除去し繰り返し性を持たない異物や欠陥を強調して検出する方法が知られている。 [0003] As a technique for inspecting the foreign matter, to detect the light by irradiating a coherent light to the wafer emerges from the repetitive pattern on the wafer emphasizes the foreign substances and defects having no repeatability was removed by the spatial filter methods are known. また、ウエハ上に形成された回路パターンに対して該回路パターンの主要な直線群に対して45度傾けた方向から照射して主要な直線群からの0次回折光を対物レンズの開口内に入力させないようにした異物検査装置が、特開平1−117024号公報(従来技術3)において知られている。 The input to the circuit pattern formed on the wafer by irradiating the 45-degree inclined direction relative to the main straight lines of the circuit pattern 0-order diffracted light from the main line group in the opening of the objective lens let no way foreign matter inspection apparatus are known in JP-a 1-117024 Patent Publication (prior art 3). この従来技術3においては、主要な直線群ではない他の直線群を空間フィルタで遮光することについても記載されている。 In this prior art 3 have also been described to shield the other straight lines not the primary straight lines in the spatial filter. また、異物等の欠陥検査装置およびその方法に関する従来技術としては、特開平1−250847号公報(従来技術4)、特開平6−258239号公報(従来技術5)、特開平6 As the prior art relating to the defect inspection apparatus and method of the foreign matter or the like, JP-A-1-250847 discloses (prior art 4), JP-A-6-258239 Publication (prior art 5), JP-A-6
−324003号公報(従来技術6)、特開平8−21 -324003 discloses (prior art 6), JP-A-8-21
0989号公報(従来技術7)、および特開平8−27 0989 JP (prior art 7), and JP-A-8-27
1437号公報(従来技術8)が知られている。 1437 JP (prior art 8) is known.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来技術1〜8では、繰り返しパターンや非繰り返しパターンが混在する基板上の微細な異物等の欠陥を、高感度で、且つ高速で検出することは容易にできなかった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, the in the prior art 1-8, defects such fine foreign matter on the substrate repetitive pattern or non-repetitive patterns are mixed, with high sensitivity, it and be detected at high speed It could not be easier. 即ち、上記従来技術1〜8では、たとえばメモリのセル部等の繰り返し部分以外の部分では、検出感度(最小検出異物寸法)が著しく落ちるという課題があった。 That is, in the prior art 1-8, in the portion other than the repeating portion of the example cell portion of the memory or the like, the detection sensitivity (minimum detectable foreign material size) was a problem that fall significantly. また、 Also,
上記従来技術1〜8では、照明光を透過するような酸化膜上では、感度が著しく落ちる等の課題があった。 It said the conventional art 1-8, on the oxide film so as to transmit the illumination light, a problem such as a less sensitive considerably. また、上記従来技術1〜8では、微細な異物等の欠陥を検出できないと言う課題があった。 Further, the in the prior art 1-8, there is problem that can not be detected defects such fine foreign matter.

【0005】また、上記従来技術1〜8では、半導体製造工程の量産立上げ時と量産ラインとが区別されておらず、量産立上げ作業で使用した検査装置がそのまま量産ラインでも適用されており、量産ラインでは異物発生をいち早く感知し対策を施す必要がある。 Further, the in the prior art 1-8, and mass production line has not been distinguished from mass production start-up of the semiconductor manufacturing process, it is also applied in testing apparatus as mass production line used in the production start-up operations , it is necessary to perform quickly sensed measures the generation of foreign particles in the mass production line. ところが従来の欠陥検査装置は装置規模が大きく、独立して設置せざるおえない構成であったため、製造ラインで処理した半導体基板、液晶表示素子基板およびプリント基板を検査装置の箇所に持ち込んで異物および欠陥の検査をするものであった。 However the conventional defect inspection apparatus large apparatus size, because it was configured to unmanageable but to set up independently, foreign matter brought semiconductor substrate was processed in the manufacturing lines, the liquid crystal display element substrate and a printed circuit board in place of the inspection apparatus and It was to inspection of defects. したがって、これら基板の搬送、異物および欠陥の検査に時間を要し、全数の検査が難しかったり、 Therefore, the transport of these substrates, it takes time for the inspection of the foreign matter and defect, or difficult to test the total number,
抜き取り検査であっても十分な検査頻度を得ることは難しかった。 It is also a sampling inspection to obtain a sufficient inspection frequency is difficult. また、このような構成には人手が必要であった。 Moreover, manpower was required to such a configuration.

【0006】本発明の目的は、上記課題を解決すべく、 It is an object of the present invention, in order to solve the above problems,
繰り返しパターンと非繰り返しパターンとパターンなしとが混在する被検査対象基板に対して、微小な異物等の欠陥を高速で、しかも高精度に検査できるようにした欠陥検査装置およびその方法を提供することにある。 Relative object substrate to the repetitive pattern and a non-repeating pattern and the pattern without bets are mixed, fast defects such minute foreign object, yet to provide a defect inspection apparatus and method thereof to allow the inspection with high precision It is in. また、本発明の他の目的は、全数の検査、十分な検査頻度の抜き取り検査実現し、高効率の基板製造ラインを構築できるようにした欠陥検査装置およびその方法を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide inspection of all, and sampling inspection realize sufficient inspection frequency, the defect inspection apparatus and method thereof to allow building a highly efficient substrate production line. また、本発明の更なる他の目的は、通常の安価な光源、例えばレーザ光源から出射されるガウスビーム光束の光量を有効利用し、0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で検査できるようにした欠陥検査装置およびその方法を提供することにある。 Further, yet another object of the present invention is typically inexpensive light sources, for example by effectively utilizing the light intensity of the Gaussian beam flux emitted from the laser light source, even a defect such as 0.1μm about the following very small foreign matter is to a high sensitivity, and provides a defect inspection apparatus and method thereof to allow inspection at high speed. また、本発明の更なる他の目的は、例えばレーザ光源から出射されるガウスビーム光束の光量を有効利用し、しかも検出光学系において光軸から離れるに従ってMTFが低下するに従って被検査対象基板上の検出領域の周辺部における照度不足を解消し、0.1μ Also, further another invention purposes, for example by effectively utilizing the light intensity of the Gaussian beam flux emitted from the laser light source, moreover on object substrate in accordance with the MTF decreases as the distance from the optical axis in the detection optical system to eliminate the lack of illuminance on the periphery of the detection area, 0.1μ
m程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で検査できるようにした欠陥検査装置およびその方法を提供することにある。 Also defects such as the following very small foreign matters about m, lies in the high sensitivity, and provides a defect inspection apparatus and method thereof to allow inspection at high speed.

【0007】また、本発明の更なる他の目的は、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域に合わせて判定基準であるしきい値レベルを最適な感度に設定して虚報を著しく増加させることなく、真の異物等の欠陥を検査できる欠陥検査装置を提供することにある。 Further, yet another object of the present invention, for the best sensitivity threshold level is criteria to suit the various circuit pattern region in the structure which are arranged to be inspected on the substrate without significantly increasing the false alarm Te is to provide an inspection apparatus capable of inspecting defects such as a true foreign matter. また、本発明の更なる他の目的は、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域において検出したい異物等の欠陥サイズに合わせて判定基準であるしきい値レベルを設定して検出したいサイズの異物等の欠陥を検査することができる欠陥検査装置を提供することにある。 Further, yet another object of the present invention, set a threshold level which is a criterion to fit the defect size of the foreign matter to be detected in various circuit pattern region in the structure which are arranged to be inspected on the substrate to provide a defect inspecting apparatus capable of inspecting defects such as a foreign particle sizes to be detected. また、本発明の更なる他の目的は、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域において存在する異物等の欠陥のサイズを推定できるようにして異物等の欠陥を検査することができる欠陥検査装置を提供することにある。 Further, yet another object of the present invention, inspecting defects of foreign matter so as defect size can be estimated in the foreign matter present in the various circuit pattern region in the array has been structures to be inspected on the substrate to provide a defect inspecting apparatus which can be.

【0008】また、本発明の更なる他の目的は、半導体基板を高効率で、歩留まりよく製造できるようにした半導体基板の製造方法を提供することにある。 Further, yet another object of the present invention, a semiconductor substrate with high efficiency, is to provide a manufacturing method of a semiconductor substrate to allow good yield.

【0009】 [0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明は、長手方向にはほぼ平行光からなるスリット状ビームを、回路パターンが形成された被検査対象基板に対して、該基板の法線方向から所定の傾き(π/2 To achieve the above object of the Invention The present invention provides a slit-shaped beam of substantially parallel light in the longitudinal direction, relative to the object substrate on which a circuit pattern is formed, the predetermined inclination from a normal direction of the substrate ([pi / 2
−α1)を有し、前記回路パターンの主要な直線群に対して平面上所定の傾きφ1を有し、長手方向が前記被検査対象基板を載置して走行させるステージの走行方向に対してほぼ直角になるように照明する照明過程と、該照明過程で照明された被検査対象基板上に存在する異物等の欠陥から得られる反射散乱光をイメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出過程と、該検出過程で検出された信号に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出する欠陥判定過程とを有することを特徴とする欠陥検査方法である。 Has -Arufa1), it has a planar on predetermined inclination φ1 to the main straight lines of the circuit pattern, with respect to the running direction of the stage in which the longitudinal direction is caused to travel by placing the object substrate an illumination step of illuminating to be approximately at right angles, the detection is converted into signal by receiving the reflected scattered light by the image sensor obtained from the defect such as a foreign material present in the inspection target substrate illuminated by the illumination process a detection process of a defect inspection method characterized by having a defect determination step of extracting a signal indicating a defect such as a foreign material based on the signal detected by the detection process. また、本発明は、前記欠陥検査方法における検出過程において、被検査対象基板上に存在する回路パターンの少なくとも繰り返しパターンからの回折光パターンを空間フィルタによって遮光することを特徴とする。 Further, the present invention is in the detection process in the defect inspection method, characterized by light shielding by the spatial filter diffracted light pattern from at least a repeating pattern of the circuit patterns present inspection target board. また、本発明は、前記欠陥検査方法における欠陥判定過程において、本来同一の回路パターンが形成された箇所またはその近傍から前記検出によって得られる信号に基にしてばらつきを算出し、該算出されたばらつきに基づいて設定される判定基準(しきい値)を基に前記検出された信号から異物等の欠陥を示す信号を抽出することを特徴とする。 Variation The present invention, when the defect determination process in the defect inspection method, to calculate the variation based on a signal obtained by the detection from the original same circuit pattern formed or at the vicinity thereof, issued the calculated and extracting a signal indicating a defect such as a foreign particle from the detected signal based on the criterion (threshold) that is set based on. また、本発明は、前記欠陥検査方法における欠陥判定過程において、前記検出された信号に対して前記回路パターンを構成する各種領域毎に設定された判定基準(しきい値)に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出することを特徴とする。 Further, the present invention is the in the defect determination process in the defect inspection method, a foreign matter on the basis of the detected set with various each area constituting the circuit pattern with respect to the signal by criterion (threshold) and extracting a signal indicating a defect. また、本発明は、前記欠陥検査方法における照明過程において、スリット状ビームの回路パターンの主要な直線群に対する平面上の傾きφ1が45度程度であることを特徴とする。 Further, the present invention provides the illumination process in the defect inspection method, and wherein the inclination φ1 of the plane relative to the main straight lines of a circuit pattern of the slit-shaped beam is about 45 degrees.

【0010】また、本発明は、回路パターンが形成された被検査対象基板を載置して走行させるステージと、光源から出射されるビームを、長手方向にはほぼ平行光からなるスリット状ビームにして、前記被検査対象基板に対して、該基板の法線方向から所定の傾き(π/2−α Further, the present invention includes a stage for running by placing the object substrate on which a circuit pattern is formed, a beam emitted from the light source, the slit-like beam of substantially collimated light in the longitudinal direction Te, with respect to the object substrate, the predetermined tilt from the normal direction of the substrate (π / 2-α
1)を有し、前記回路パターンの主要な直線群に対して平面上所定の傾きφ1を有し、長手方向が前記ステージの走行方向に対してほぼ直角になるように照明する照明光学系と、該照明光学系によってスリット状ビームが照明された被検査対象基板上に存在する異物等の欠陥から得られる反射散乱光をイメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系のイメージセンサから検出された信号に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 1) it has, has a planar on predetermined inclination φ1 to the main straight lines of the circuit pattern, an illumination optical system for illuminating so that the longitudinal direction is substantially perpendicular to the running direction of the stage a detecting optical system for detecting and converting the signal is received by the image sensor reflected scattered light resulting from defects of foreign matter present in the inspection target board to the slit-shaped beam is illuminated by the illumination optical system, a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for extracting a detection signal indicating a defect such as a foreign material based on the detected signal from the image sensor of the optical system. また、本発明は、前記欠陥検査装置における画像処理部において、本来同一の回路パターンが形成された箇所またはその近傍から前記検出光学系のイメージセンサから検出によって得られる信号に基にしてばらつきを算出し、該算出されたばらつきに基づいて判定基準(しきい値)を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段で設定された判定基準を基に前記検出光学系のイメージセンサから検出された信号から異物等の欠陥を示す信号を抽出する抽出手段とを有することを特徴とする。 Further, the present invention is calculated in the image processing section, a variation was originally from the same circuit pattern portion or its vicinity formed based on a signal obtained by detecting from the image sensor of the detection optical system in the defect inspection apparatus and it was detected from the image sensor of the detection optical system based on a set criteria with criterion setting means and said criterion setting means for setting a criterion (threshold) based on the variation issued the calculated and having an extraction means for extracting a signal indicating a defect such as a foreign material from the signal. また、本発明は、前記欠陥検査装置における画像処理部において、前記検出された信号に対して前記回路パターンを構成する各種領域毎に設定された判定基準に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出する手段を有することを特徴とする。 Further, the present invention is an image processing unit in the defect inspection apparatus, a signal indicating a defect such as foreign matters on the basis of set criteria for various each region constituting the circuit pattern with respect to the detected signal characterized in that it comprises means for extracting. また、本発明は、前記欠陥検査装置における検出光学系において、光軸が、被検査対象基板に対してほぼ垂直であることを特徴とする。 Further, the present invention provides a detection optical system in the inspection apparatus, the optical axis, characterized in that it is substantially perpendicular to the object substrate.

【0011】また、本発明は、前記欠陥検査装置における照明光学系において、光源がレーザ光源であることを特徴とする。 [0011] The present invention also provides an illumination optical system in the inspection apparatus, wherein the light source is a laser light source. また、本発明は、前記欠陥検査装置における照明光学系において、円錐表面に近似する形状の絞る光学要素を有することを特徴とする。 The present invention also provides an illumination optical system in the defect inspection apparatus, characterized by having an optical element to narrow the shape similar to a cone surface. また、本発明は、 In addition, the present invention is,
前記欠陥検査装置における照明光学系において、更に、 In the illumination optical system in the defect inspection apparatus further includes
白色光を法線に対して傾けた方向から照明する光学系を備えたことを特徴とする。 Characterized by comprising an optical system for illuminating a direction inclined white light with respect to the normal. また、本発明は、前記欠陥検査装置における検出光学系において、空間フィルタを備えたことを特徴とする。 Further, the present invention provides a detection optical system in the defect inspection apparatus, characterized by comprising a spatial filter. また、本発明は、前記欠陥検査装置において、検出光学系におけるイメージセンサをT The present invention, in the defect inspection apparatus, an image sensor in a detection optical system T
DIセンサで構成することを特徴とする。 Characterized in that it consists of DI sensor. また、本発明は、前記TDIセンサがアンチブルーミングタイプであることを特徴とする。 Further, the present invention is characterized in that the TDI sensor is anti-blooming type.

【0012】また、本発明は、前記欠陥検査装置における検出光学系において、光軸を被検査対象基板の法線に対して傾けたことを特徴とする。 [0012] The present invention also provides a detection optical system in the defect inspection apparatus, characterized by tilting the optical axis with respect to the normal line of the object substrate. また、本発明は、被検査対象物の表面に対して法線方向からある傾きを持って光を照明し、被検査対象物の表面内の少なくとも一方向に照明光束を絞るための円錐表面に近似した形状の光学要素を有する照明光学系と、前記被検査対象物から反射する光をイメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系で検出された信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention illuminates the light with an inclination in the direction normal to the surface of the object to be inspected, the conical surface for throttling at least the illumination light beam in one direction in the surface of the object to be inspected an illumination optical system having an optical element of the approximate shape, the detection optical system for detecting and converting to a signal by receiving the light reflected from the inspection object with an image sensor, signal detected by the detection optical system a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing. また、本発明は、被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、生み出された電荷を蓄積する手段と蓄積した電荷がある一定量を越えた際に該一定量を超えた電荷を流し出す電流経路と該一定量までの範囲の蓄積された電荷を読み出す手段とで構成されるイメージセンサを有し、前記被検査対象物から反射する光を、前記イメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系で検出された信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an illumination optical system, the predetermined amount when exceeding the predetermined amount is charge accumulation means for accumulating the generated electric charges exceeds that illuminates light to the surface of the object to be inspected had an image sensor constituted by the means for reading out the charges stored in the range of up to the current path and said predetermined amount of flush out charges, the light reflected from the object to be inspected, and received by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the signal Te is a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the signal detected by the detection optical system.

【0013】また、本発明は、前記欠陥検査装置における検出光学系において、被検査対象物からの反射光束を分岐し、該分岐される一つの反射光束の強度を他の一つの反射光束の強度の概ね1/100にする分岐光学系と、該分岐光学系で分岐された各反射光束の受光する複数のイメージセンサとを有することを特徴とする。 [0013] The present invention also provides a detection optical system in the defect inspection apparatus, splits the reflected light beam from the object to be inspected, the intensity of the reflected light beam, one strength of another one of the reflected light beam to be the branch a branch optical system roughly 1/100 of and having a plurality of image sensors for receiving each reflected light beam branched by the branching optical system. また、本発明は、被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、前記被検査対象物の表面に形成されたパターンからの散乱光を遮光するようにほぼ平行に設置された線状の複数の遮光手段を有し、光軸が前記被検査対象物の表面の法線方向からある一定角度の傾きを有し、前記被検査対象物から反射する光を光電変換手段で受光して信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系で検出された信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an illumination optical system for illuminating a light to the surface of the object to be inspected is disposed substantially parallel to the shielding scattered light from the pattern formed on the surface of the object to be inspected has a linear plurality of light blocking means is, has a slope of a predetermined angle to the optical axis from the normal direction of the surface of the object to be inspected, the photoelectric conversion means light reflected from the inspected object a detection optical system for detecting and converting the received light to signal a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the signal detected by the detection optical system. また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系から検出された画像信号を基に同一形状の構造物の対応する対応画素またはその近傍の画素について画像信号のばらつきを算出し、該算出されたばらつきに応じて異物等の欠陥の存在を判定する画素の信号レベルの判定基準(しきい値)を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段で設定された判定基準を基に前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有し、前記画像信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 The present invention also receives an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converted into an image signal, the variation of the detection corresponding corresponding pixels or image signals for the pixels in the vicinity of the structure of the same shape on the basis of the detected image signal from the optical system to calculate Te the criterion setting means and said criterion setting means set criteria in setting the determined pixel signal level of the criteria (thresholds) for the presence of defects such as a foreign material in accordance with the variation issued the calculated in the defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a determination means for determining presence of defects on the detected image signal from the detection optical system based on, for processing said image signal is there.

【0014】また、本発明は、前記欠陥検査装置における画像処理部には、前記画像信号のばらつきに対する前記判定基準の倍率を設定する設定手段を有することを特徴とする。 Further, the present invention is the image processing unit in the defect inspection apparatus is characterized by comprising a setting means for setting the magnification of the criteria for variations in the image signal. また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系から検出された画像信号を基に同一形状の構造物の対応する画素についての画像信号の差分値を算出する差分値算出手段と異物等の欠陥の存在を判定する画素に近隣する複数の画素における前記差分値算出手段で算出された差分値のばらつきを算出し、該算出されたばらつきに応じて異物等の欠陥の存在を判定する画素の信号レベルの判定基準を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段で設定された判定基準を基に前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有 The present invention also receives an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the image signal Te, the difference value calculating means for calculating a difference value between the image signals for the corresponding pixels of the detection structures of the same shape on the basis of the detected image signal from the optical system and calculating the variation of the difference value calculated by the difference value calculating unit in the plurality of pixels close to the pixel for determining the presence of a defect such as a foreign particle, the presence of defects such as foreign matter in accordance with the variation issued the calculated determining the presence of defects on the detected image signal criterion setting means and said criterion setting set criteria by means for setting the signal level of the criteria determining pixels from said detection optical system based on Yes and a determination means 、前記画像信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 A defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the image signal. また、本発明は、前記欠陥検査装置における画像処理部には、前記判定手段で判定された欠陥の検査結果と前記判定基準設定手段で設定された判定基準に対応するデータとを出力する出力手段を有することを特徴とする。 Further, the present invention is the image processing unit in the defect inspection apparatus, output means for outputting the data corresponding to the set criteria in the inspection result and the criterion setting means of the determined defect in the determination unit characterized in that it has a.

【0015】また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段と該判定手段において判定される判定基準についての同一形状の構造物に対するマップ情報もしくは画像を表示する表示手段とを有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an image sensor and an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object in the determination received by a detection optical system for detecting and converting the image signal, the determination means and said determining means for determining the presence of defects on the basis of the criterion with respect to detection detected image signals from the optical system a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a display means for displaying the map information or image on the structure of the same shape for criteria that. また、本発明は、前記欠陥検査装置における画像処理部には、エリア優先モード、標準モード、および感度優先モードに応じて前記判定基準を設定可能な手段を有することを特徴とする。 Further, the present invention is the image processing unit in the defect inspection apparatus is characterized in that it has means capable of setting the judgment criteria according area priority mode, standard mode, and the sensitivity priority mode. また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段と該判定手段において判定される判定基準とそれに対応する検査面積に関する指標との関係を表示する表示手段とを有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 The present invention also receives an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the image signal Te, the criterion to be determined in the determination means and said determining means for determining the presence of defects on the basis of the criterion with respect to detection detected image signals from the optical system a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a display means for displaying the relationship between the indicators of the inspection area and the corresponding.

【0016】また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段と該判定手段において判定される判定基準に対応した同一形状の構造物に対する感度情報を表示する表示手段とを有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an image sensor and an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object in the determination received by a detection optical system for detecting and converting the image signal, the determination means and said determining means for determining the presence of defects on the basis of the criterion with respect to detection detected image signals from the optical system a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a display means for displaying the sensitivity information to the structure of the same shape corresponding to the criterion that. また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、判定基準を、前記同一形状の構造物における下地の状態に対応させて変えて設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段によって設定された判定基準を基に、 The present invention also receives an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the image signal Te, the criteria set by the criterion setting means and said criterion setting means for setting changed in correspondence to the state of the underlying in the structure of the same shape based on criteria,
前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有し、前記画像信号に対して処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 And a determination means for determining presence of defects on the detected image signal from said detecting optical system, the defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing on the image signal is there. また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、欠陥のサイズを指定する指定手段と該指定手段によって指定された欠陥のサイズに応じて判定基準を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段によって設定された判定基準を基に、前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有し、前記画像信号に対して処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 The present invention also receives an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the image signal Te, the criterion setting means and said criterion setting for setting a criterion depending on the size of the specified defect by the specified means and said specifying means for specifying the size of the defect based on the set criteria by means, and a determination means for determining presence of defects on the detected image signal from said detecting optical system, an image processing unit for processing on the image signal a defect inspection apparatus characterized by comprising.

【0017】また、本発明は、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、欠陥のサイズを指定する指定手段と該指定手段された欠陥のサイズに応じて前記照明光学系で照明される照明光のパワーを制御する制御系とを有し、前記検出光学系から検出される画像信号に対して処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an image sensor and an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, the reflected light from the inspected object a detection optical system for detecting and converting into an image signal by receiving in the power of the illumination light is illuminated by the illumination optical system in accordance with the designation means and said designating means defect size to specify the size of the defect and a control system for controlling a defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit that processes the image signal detected from the detection optical system.
また、本発明は、ステージ上に載置され、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と前記被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系とを有する撮像光学系と、該撮像光学系の検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段を有する画像処理部と、更に、前記被検査対象物上の光学像を観察するために前記撮像光学系と並設された光学観察顕微鏡とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention is placed on the stage, the reflection from a plurality of substantially the inspected object the same shape illumination optical system for illuminating light to the surface of the inspection object structures are arranged in defects based on an imaging optical system, a criterion for the detected image signal from the detection optical system of the imaging optical system and a detection optical system for detecting and receiving light by the image sensor into image signals an image processing unit having a determining means for determining the presence of, further, a feature the fact that an imaging optical system and the juxtaposed optical observation microscope for observing an optical image on said object to be inspected a defect inspection apparatus for.

【0018】また、本発明は、前記欠陥検査装置における光学観察顕微鏡を紫外線光学観察顕微鏡で構成することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized by forming the optical observation microscope in the defect inspection apparatus of an ultraviolet optical observation microscope. また、本発明は、被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物から反射する光を光電変換手段で受光して信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系で検出した信号を処理して欠陥検査を行ない、この欠陥検査結果を欠陥の存在するパターン情報を含めて出力する手段を有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an illumination optical system for illuminating a light to the surface of the inspection object, a detection optical system that detects and converts the signal is received by the photoelectric conversion means light reflected from the inspected object If, performs defect inspection processing the signal detected by the detection optical system, characterized by comprising an image processing unit having means for outputting including pattern information that contains the defective and the defect inspection result it is a defect inspection apparatus. また、本発明は、前記欠陥検査装置における画像処理部の手段において、出力されるパターン情報が、構造物の設計データから得られた情報であることを特徴とする。 Further, the present invention provides the means of the image processing unit in the defect inspection apparatus, pattern information to be outputted, characterized in that the information obtained from the design data structure. また、本発明は、被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、被検査対象物から反射する光を光電変換手段で受光して信号に変換して検出する検出光学系と、該検出光学系で検出した信号を処理して欠陥の信号レベルを抽出し、この抽出された欠陥の信号レベルを欠陥の大きさを示すように補正し、この補正された欠陥の信号レベルを出力する手段を有する画像処理部とを備えた欠陥検査装置である。 Further, the present invention includes an illumination optical system for illuminating a light to the surface of the inspection object, a detection optical system that detects and converts the signal is received by the photoelectric conversion means light reflected from the inspected object If, detection by processing the detected signal by the optical system to extract the signal level of the defect, and corrects the signal level of the extracted defect shown the size of the defect, the signal level of the corrected defect a defect inspection apparatus and an image processing section having means for outputting.

【0019】また、本発明は、前記欠陥検査装置における手段において、欠陥の信号レベルの補正を、照明強度、または構造物表面の反射率のデータに基いて行なうことを特徴とする。 [0019] The present invention also provides a means in the defect inspection apparatus, a correction of the signal level of the defect, and performing based on the data of the reflectance of the illumination intensity or structure surfaces. また、本発明は、前記欠陥検査装置における照明光学系において、前記スリット状ビーム光束として、前記光源から出射されるビームを、前記被検査対象基板上における検出領域に対して、該検出領域の光軸から周辺部までの長さをほぼ標準偏差とするガウス分布となる照度分布を有するように整形してスリット状ガウスビーム光束を得る光学系を有することを特徴とする。 The present invention also provides an illumination optical system in the inspection apparatus, as the slit-like beam flux, the beam emitted from the light source, the detection region of the object to be inspected on the substrate, the light detection region It is shaped to have a substantially illuminance distribution becomes Gaussian distribution with a standard deviation to a length of the peripheral portion from the axis and having an optical system to obtain a slit-shaped Gaussian beam flux. また、本発明は、前記欠陥検査装置における照明光学系において、前記スリット状ビーム光束として、前記光源から出射されるビームを、前記被検査対象基板上における検出領域に対して、該検出領域の中心部の照度に対する検出領域の周辺部の照度の比が0.46〜0.7 The present invention also provides an illumination optical system in the inspection apparatus, as the slit-like beam flux, the beam emitted from the light source, the detection region of the object to be inspected on the substrate, the center of the detection area illuminance ratio of the perimeter of the detection area with respect to the illuminance of the section is 0.46 to 0.7
3程度になるように前記検出領域の光軸を中心とする周辺部間の長さに径もしくは長軸長さを適合させて整形してスリット状ガウスビーム光束を得る光学系を有することを特徴とする。 Characterized in that it has an optical system to adapt the length to the diameter or major axis between the peripheral portion around the optical axis of the detection area to be about 3 to shape obtain a slit-shaped Gaussian beam flux to. また、本発明は、前記欠陥検査装置における照明光学系で照明されるスリット状ガウスビーム光束が、DUVビーム光束であることを特徴とする。 Further, the present invention, a slit-shaped Gaussian beam light beam is illuminated by the illumination optical system in the defect inspection apparatus, characterized in that it is a DUV beam flux. また、本発明は、前記欠陥検査装置において、検出光学系におけるイメージセンサをTDIイメージセンサで構成することを特徴とする。 The present invention, in the defect inspection apparatus, an image sensor in a detection optical system characterized in that it consists of a TDI image sensor.

【0020】以上説明したように、前記構成によれば、 [0020] As described above, according to the arrangement,
繰り返しパターンと非繰り返しパターンとパターンなしとが混在する被検査対象基板に対して、微小な異物等の欠陥を高速で、しかも高精度に検査することができる。 Relative object substrate to the repetitive pattern and a non-repeating pattern and the pattern without bets are mixed, fast defects such minute foreign object, yet can be inspected with high accuracy.
また、前記構成によれば、通常の安価な光源、例えばレーザ光源から出射されるガウスビーム光束の光量を有効利用し、0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で検査することができる。 Further, according to the configuration, conventional inexpensive light sources, for example, by effectively utilizing the light intensity of the Gaussian beam flux emitted from the laser light source, even a defect such as 0.1μm about following very minute foreign object, sensitive it can and inspected at high speed. また、前記構成によれば、例えばレーザ光源から出射されるガウスビーム光束の光量を有効利用し、しかも検出光学系において光軸から離れるに従ってMTFが低下するに従って被検査対象基板上の検出領域の周辺部における照度不足を解消し、0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で検査できるようにした欠陥検査装置およびその方法を提供することにある。 Further, according to the configuration, for example by effectively utilizing the light intensity of the Gaussian beam flux emitted from the laser light source, moreover periphery of the detection area on the object substrate in accordance with the MTF decreases as the distance from the optical axis in the detection optical system to eliminate the deficiency illuminance at section, also defects such as 0.1μm about the following very small foreign objects is to provide a defect inspecting apparatus and method and to a high sensitivity, can be and inspection at high speed. また、前記構成によれば、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域に合わせて判定基準であるしきい値レベルを最適な感度に設定して虚報を著しく増加させることなく、真の異物等の欠陥を検査することができる。 Further, according to the arrangement, increasing significantly the false alarm by setting the optimal sensitivity threshold level is criteria to suit the various circuit pattern region in the structure which are arranged to be inspected on the substrate no, it is possible to inspect a defect, such as a true foreign matter.

【0021】また、前記構成によれば、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域において検出したい異物等の欠陥サイズに合わせて判定基準であるしきい値レベルを設定して検出したいサイズの異物等の欠陥を検査することができる。 [0021] According to the configuration, sets the threshold level which is a criterion to fit the defect size of the foreign matter to be detected in various circuit pattern region in the structure which are arranged to be inspected on the substrate defects such as a foreign particle sizes to be detected Te can be inspected. また、前記構成によれば、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域において存在する異物等の欠陥のサイズを推定できるようにして異物等の欠陥を検査することができる。 Further, according to the configuration, it is possible to inspect a defect such as a foreign particle as the defect size can be estimated in the foreign matter present in the various circuit pattern region in the array has been structures to be inspected on the substrate . また、前記構成によれば、全数の検査、十分な検査頻度の抜き取り検査実現し、高効率の基板製造ラインを構築することができる。 Further, according to the configuration, it is possible to test the total number, and sampling inspection realize sufficient inspection frequency, to build a high efficiency of the substrate production line.

【0022】 [0022]

【発明の実施の形態】本発明に係る実施の形態を図を用いて説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. まず、本発明に係る異物等の欠陥を検査する被検査対象物1について図1および図2を用いて説明する。 First, the inspected object 1 for inspecting defects of a foreign matter according to the present invention will be described with reference to FIGS. 異物等の欠陥を検査する被検査対象物1としては、図1に示すように、メモリLSIからなるチップ1 The inspected object 1 for inspecting defects of foreign matter, as shown in FIG. 1, the chip 1 of memory LSI
aaを所定の間隔で2次元に配列した半導体ウエハ1a Semiconductor wafer 1a having an array of aa two-dimensionally at predetermined intervals
がある。 There is. そして、メモリLSIからなるチップ1aaには、主としてメモリセル領域1abと、デコーダやコントロール回路等からなる周辺回路領域1acと、その他の領域1adとが形成されている。 Then, the chip 1aa of memory LSI, are mainly the memory cell area 1ab, and a peripheral circuit region 1ac consisting decoder and control circuit and the like, formed from other areas 1ad. メモリセル領域1a The memory cell area 1a
bは、最小線幅が例えば0.1〜0.3μm程度のメモリセルパターンを2次元に規則的に配列して(繰り返して)形成している。 b are regularly arranged the minimum line width of for example 0.1~0.3μm about memory cell pattern in a two-dimensional (repeatedly) are formed. しかしながら、周辺回路領域1ac However, the peripheral circuit region 1ac
は、最小線幅が例えば0.2〜0.4μm程度のパターンを2次元的に規則的に配列されていない非繰り返しパターンで形成されている。 Is formed in a non repetitive pattern minimum line width is not regularly arranged e.g. 0.2~0.4μm about patterns two-dimensionally. また、その他の領域としては、例えば、ボンディングエリア領域(最小線幅が例えば10μmオーダ程度で、パターンなしに近い)がある。 Further, as the other regions, for example, (the minimum line width of for example 10μm order about, closer to no pattern) bonding area region is.

【0023】異物等の欠陥を検査する被検査対象物1としては、図2に示すように、マイコン等のLSIからなるチップ1baを所定の間隔で2次元に配列した半導体ウエハ1bがある。 [0023] As the inspection object 1 for inspecting defects of foreign matter, as shown in FIG. 2, there is a semiconductor wafer 1b of an array of chips 1ba consisting LSI such as a microcomputer in a two-dimensional at a predetermined interval. そして、マイコン等のLSIからなるチップ1baは、主としてレジスタ群領域1bbと、 Then, the chip 1ba consisting LSI such as a microcomputer includes a predominantly register group region 1bb,
メモリ部領域1bcと、CPUコア部領域1bdと、入出力部領域1beとで形成されている。 A memory unit area 1bc, the CPU core region 1bd, is formed by the output unit area 1be. なお、図2は、 It should be noted that FIG. 2,
メモリ部領域1bcと、CPUコア部領域1bdと、入出力部領域1beとの配列を概念的に示したものである。 A memory unit area 1bc, the CPU core region 1bd, conceptually shows the arrangement of the input-output region 1be. レジスタ群領域1bbおよびメモリ部領域1bc Register group region 1bb and the memory unit area 1bc
は、最小線幅が0.1〜0.3μm程度のパターンを2 The minimum line width of the pattern of about 0.1 to 0.3 [mu] m 2
次元に規則的に配列して(繰り返して)形成している。 And regularly arranged in the dimensions are (repeatedly) formed.
CPUコア部領域1bdおよび入出力部領域1beは、 CPU core region 1bd and the input-output region 1be is
最小線幅が0.1〜0.3μm程度のパターンを非繰り返しで形成している。 Minimum line width is formed in a non-repeating pattern of about 0.1 to 0.3 [mu] m. このように、異物等の欠陥を検査する被検査対象物1は、半導体ウエハを対象としても、 Thus, the inspection object 1 for inspecting defects of foreign matter can be directed to a semiconductor wafer,
チップは規則的に配列されているが、チップ内においては、最小線幅が領域毎に異なり、しかもパターンが繰り返し、非繰り返し、なしであったり、様々な形態が考えられる。 While chips are regularly arranged, in the chip, unlike the minimum line width for each region, yet the pattern is repeated, non-repeating, or even without, can be considered various forms.

【0024】本発明に係る異物等の欠陥検査装置および方法は、このような被検査対象物1において、チップ内の非繰り返しパターン領域上の直線群からなるパターン(線状パターン)からの0次回折光を、図12および図21に示すように対物レンズの入射瞳20a、20cに入射させないようにすると共に非繰り返しパターン領域上に存在する異物等の欠陥によって生じる散乱光を受光することによって異物等の欠陥から信号を検出できるようにし、その欠陥の位置座標を算出できるようにした。 The defect inspection apparatus and method of the foreign matter or the like according to the present invention, in such an object to be inspected 1, 0-order from the pattern consisting of straight lines on the non-repeated pattern region of the chip (linear pattern) the diffracted light, foreign matter by receiving the scattered light caused by defects of foreign matter present in the non-repeated pattern region while so as not to be incident on the entrance pupil 20a, 20c of the objective lens as shown in FIGS. 12 and 21 from defects can be detected signals, and to be able to calculate the position coordinates of the defect.
また、本発明に係る異物等の欠陥検査装置および方法は、上記被検査対象物1では、欠陥にならないプロセスの微妙な違い、検出時のノイズ等により背景信号にばらつきが生じたとしても、このばらつきに応じて異物等の欠陥を抽出するための閾値を設定することによって異物等の欠陥の検出感度およびスループットを向上するようにした。 Further, the defect inspection apparatus and method of the foreign matter or the like according to the present invention, in the inspection object 1, a subtle difference of the process does not become defective, even variation occurs in the background signal due to noise or the like at the time of detection, the and to improve the detection sensitivity and throughput of defect such as a foreign particle by setting a threshold value for extracting a defect such as a foreign material in accordance with the variation.

【0025】次に、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の第1の実施の形態を図3および図4を用いて説明する。 Next, a description will be given of a first embodiment of the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention with reference to FIGS. 異物等の欠陥検査装置の第1の実施の形態は、基板設置台304、xyzステージ301、302、303 The first embodiment of the defect inspection apparatus such as a foreign particle, the substrate holding table 304, xyz stage 301, 302, 303
およびステージコントローラ305から構成されるステージ部300と、レーザ光源101、凹レンズ102および凸レンズ103より構成されるビームスプリッタ、 And a stage unit 300 configured from the stage controller 305, a beam splitter composed of a laser light source 101, a concave lens 102 and convex lens 103,
および円錐曲面を持つ照明レンズ104より構成される3つの照明光学系部100と、検出レンズ201、空間フィルタ202、結像レンズ203、ND(Neutral De And the three illumination optical system 100 composed of an illumination lens 104 having a conical curved surface, a detection lens 201, spatial filter 202, an imaging lens 203, ND (Neutral De
nsity)フィルタ207、ビームスプリッター204、 Nsity) filter 207, a beam splitter 204,
偏光素子208、TDIセンサ等の1次元検出器(イメージセンサ)205、206より構成される検出光学系部200と、図4に示すようにA/D変換部401、例えばチップ間は必ずパターンが繰り返されることから1 A polarizing element 208, TDI 1-dimensional detector such as a sensor (image sensor) 205, 206, the detection optical system unit 200 composed of, A / D conversion unit 401, for example, between the chips always pattern as shown in FIG. 4 1 to be repeated
チップ分遅延させるデータメモリ402、チップ間の信号の差をとる差分処理回路403、チップ間の差信号を一時記憶するメモリ404、差信号における通常でない最大および最小の信号を除去する最大最小除去回路40 Difference processing circuit 403, a memory 404 for temporarily storing the difference signals between chips, maximum and minimum removal circuit for removing the maximum and minimum signal unusual in the difference signal having a difference signal between the data memory 402, a chip delays chips 40
5、信号レベルsの2乗算出回路406、信号レベルs 5, squaring detection circuit 406 of the signal level s, the signal level s
の算出回路407、個数カウント回路408、sの2乗を積分する2乗和算出回路409、sを積分する和算出回路410、ばらつきを求めるためのサンプリング個数nを算出する計数回路411、上限判定基準(正側閾値)算出回路412、下限判定基準(負側閾値)算出回路413、比較回路414、415、異物等の欠陥検出結果を記憶すると共に欠陥検出結果を出力する出力手段417より構成される演算処理部400と、白色光源1 The calculation circuit 407, the number counting circuit 408, the sum calculation circuit 410 for integrating the square sum calculating circuit 409, s integrating the square of s, counting circuit 411 for calculating the sampling number n for determining the variation, the upper limit determination reference (positive threshold value) calculation circuit 412, the lower limit criterion (negative threshold value) calculation circuit 413, is constituted by the output means 417 for outputting a defect detection result stores the comparison circuit 414, 415, defect detection result, such foreign matter a calculation processing unit 400 that a white light source 1
06、照明レンズ107より構成される白色照明光学系部500とにより構成される。 06, composed of a white illumination optical system 500 constituted by the illumination lens 107. 特に、TDIセンサとしては、アンチブルーミングタイプが望ましい。 In particular, as the TDI sensor, the anti-blooming type is desirable. このようにTDIセンサとして、アンチブルーミングタイプを用いると、飽和領域近傍での異物等の欠陥検査が可能となる。 As the TDI sensor as, the use of anti-blooming type, it is possible to defect inspection of foreign substances in the saturation region near.

【0026】なお、演算処理部400については、後で詳しく説明する。 [0026] Note that the arithmetic processing unit 400 will be described in detail later. 3つの照明光学系部100は、レーザ光源101から射出された光を、凹レンズ102および凸レンズ103より構成されるビームスプリッタ、円錐曲面を持つ照明レンズ104を通して、図5に示すようにスリット状のビーム3を平面的に3方向10、11、 Three illumination optical system unit 100, the light emitted from the laser light source 101, a beam splitter composed of a concave lens 102 and convex lens 103, through the illumination lens 104 having a conical curved, slit-like beam, as shown in FIG. 5 3 planarly three directions 10, 11,
12から載置台304上に設置されたウエハ(被検査対象基板)1に対して上記スリット状のビーム3の長手方向がチップの配列方向に向くように照明するよう構成される。 Configured to the longitudinal direction of the slit-shaped beam 3 illuminates to face the direction of arrangement of the chips on the wafer (object substrate) 1 which is placed on the mounting table 304 from 12. なお、照明光として、スリット状のビーム3にするのは、異物等の欠陥の検査を高速化を実現したためである。 Incidentally, as the illumination light, to the slit-shaped beam 3, the inspection of defects such as a foreign particle because that achieves faster. 即ち、図5に示すように、xステージ301の走査方向のx方向およびyステージ302の走査方向のy That is, as shown in FIG. 5, the scanning direction of the scanning direction of the x-direction and y stage 302 in the x stage 301 y
方向に向けてチップ2を配列したウエハ1上に照明されるビーム3は、yステージ302の走査方向yに狭く、 Beam 3 is illuminated on the wafer 1 having an array of chip 2 in the direction is narrower in the scanning direction y of the y stage 302,
その垂直方向x(xステージ301の走査方向)に広いスリットビームで照明する。 Its illuminating a wide slit beam (scanning direction of the x stage 301) vertical x. そして、このスリット状のビーム3は、y方向には、光源の像が結像するように、 Then, the slit-shaped beam 3, the y-direction, so that the image of the light source is imaged,
x方向には、平行光になるように照明される訳である。 The x-direction is always illuminated so as to be parallel light.
なお、3方向10、11、12からのスリット状のビーム3の照明は、個別に行ってもよいし、また2方向1 The three slit-shaped illumination beam 3 from directions 10, 11, 12, may be performed individually, also two directions 1
0、12からは同時に行ってもよい。 It may be carried out at the same time from 0, 12. ところで、スリット状のビーム3の長手方向を、ウエハ(被検査対象基板)1に対してチップの配列方向に向け、且つyステージ302の走査方向yに対して直角にしたのは、TDI Incidentally, the longitudinal direction of the slit-shaped beam 3, toward a direction of arrangement of the chips on the wafer (object substrate) 1, and was at right angles to the scanning direction y of the y stage 302, TDI
センサ205、206の積分方向とステージの走行方向とを平行に保つことができるようにして、図14に示すように、通常のTDIセンサを用いることができるようにし、しかも画像信号のチップ間比較を簡素化することができると共に欠陥位置座標の算出も容易に行うことができ、その結果異物等の欠陥検査の高速化を実現できるようにした。 A traveling direction of the integration direction and stage sensors 205 and 206 so as to ensure that it is parallel, as shown in FIG. 14, to be able to use a normal TDI sensor, moreover inter-chip comparison of the image signals also calculating the defect position coordinates it is possible to simplify can be easily carried out, and to be able to realize high-speed defect inspection resulting foreign matter. 特に、方向10および12からのスリット状のビーム3の照明で、ウエハ(被検査対象基板)1に対してチップの配列方向に向け、且つyステージ302 In particular, a slit-shaped illumination beam 3 from the direction 10 and 12, towards the direction of arrangement of the chips on the wafer (object substrate) 1, and y stage 302
の走査方向yに対して直角になるようにするためには、 In order to be at right angles to the scanning direction y of the
円錐曲面を持つ照明レンズ104が必要となる。 Illumination lens 104 having a conical curved surface is required.

【0027】図6に円錐形状の照明レンズ104を示す。 [0027] showing the illumination lens 104 conical in FIG. この照明レンズ104は、シリンドリカルレンズの長手方向の位置で、焦点距離が異なり、直線的にこの焦点距離を変えたレンズである。 The illumination lens 104 is in the longitudinal position of the cylindrical lens, different focal length, a linear lens for changing the focal length. この構成により、図6に示すように斜めから照明(α1,φ1の傾きを両立)しても、y方向に絞り込み、x方向にコリメートされたスリット状のビーム3で照明することができる。 This configuration can also be illuminated from an oblique ([alpha] 1, both the inclination of .phi.1) as shown in FIG. 6, narrowing in the y-direction, and illuminates a slit-shaped beam 3 is collimated in the x-direction. 即ち、この照明レンズ104により、図9(a)に示すようなx That is, by the illumination lens 104, x as shown in FIG. 9 (a)
方向に平行光を有し、かつφ1=45度付近の照明を実現することができる。 A parallel light in a direction, and it is possible to provide an illumination in the vicinity of degrees .phi.1 = 45. 特に図9(a)に示すように、スリット状のビーム3をx方向に平行光にすることによって、主要な直線群がx方向およびy方向を向いた回路パターンから回折光パターンが得られ、空間フィルタ20 In particular, as shown in FIG. 9 (a), by the parallel light a slit-shaped beam 3 x direction, the diffraction light pattern obtained from the circuit pattern main line group is oriented in the x and y directions, spatial filter 20
2によって遮光することができることになる。 So that it can be blocked by 2. 次に、円錐曲面を持つ照明レンズ104の製造方法について、図7および図8を用いて説明する。 Next, a method of manufacturing the illumination lens 104 having a conical curved surface, will be described with reference to FIGS. この円錐レンズ104 The conical lens 104
は、ガラス或いは石英等を材料にして、所定の底面積および高さを有する円錐23を磨きだし、所定の位置から片側平面のレンズを切り出して作成することができる。 Can be a glass or quartz material, out shine a cone 23 having a predetermined footprint and height, to create cut out on one side planar lens from a predetermined position.
本発明で必要とされる図6に示したレンズの曲面は、本来円錐でなく、図8に示したような曲面24で有るべきである。 Curved surface of the lens shown in FIG. 6 which is required in the present invention is not a conical nature, it should be a curved surface 24 as shown in FIG. しかしながら、図8に示した立体は、回転体でないため、磨くことが難しいため、図7に示した円錐2 However, three-dimensional as shown in FIG. 8, because it is not rotating body, it is difficult to polish, cones 2 shown in FIG. 7
3で近似している。 It is approximated by 3. 現実には、N. In reality, N. A. A. が0.02から0.2程度のレンズであれば、大きな問題はない。 There if 0.02 to about 0.2 lens, no major problems.

【0028】図7に示す円錐23面の形状は、原点を頂点に置き、頂角をθ1とすると、次に示す(数1)式に従うことになる。 The shape of the cone 23 surface as shown in FIG. 7, placing the apex at the origin, when the apex angle .theta.1, the following equation (1) will follow the equation. 2 +y 2 =(ztanθ1) 2 (数1) また、図8に示す曲面24は、原点を頂点に置き、頂角をθ2とすると、次に示す(数2)式に従うことになる。 x 2 + y 2 = (ztanθ1 ) 2 ( Equation 1) Moreover, the curved surface 24 shown in FIG. 8 is placed in the apex at the origin, when the apex angle .theta.2, following equation (2) will follow the equation. (x−ztanθ2) 2 +y 2 =(z・tanθ2) 2 (数2) なお、円錐レンズ104の作成方法は、ここで示した作成方法に限らす、他の方法、たとえば、あらかじめ作成した、円錐面を有する型に、たとえばプラスチック等を流し込む射出成型法、あらかじめ作成した円錐面にガラス基板を乗せ、基板を溶融させる方法等でも作成できる。 (X-ztanθ2) 2 + y 2 = (z · tanθ2) 2 ( Equation 2) where, creating a conical lens 104, to only the creation method shown here, other methods, for example, previously created, conical a mold having a surface, such as injection molding method for pouring plastic, placing the glass substrate on the conical surface which is created in advance, can also create a way to melt the substrate.

【0029】本発明では、この円錐レンズ104を用いてy方向クリティカル、x方向コリメートの照明を実現している。 [0029] In the present invention, y-direction critical with this conical lens 104 is realized illumination in the x direction collimator. そのための構成を図9(a)、(b)に示す。 Figure 9 (a) the structure therefor is shown in (b). レーザ光源101から射出した光は、凹レンズ10 Light emitted from the laser light source 101, a concave lens 10
2、凸レンズ103から構成されるビームエキスパンダを介して、円錐レンズ104に入射する。 2, via the configured beam expander from the convex lens 103, is incident on the conical lens 104. 円錐レンズ1 Conical lens 1
04では、x方向にはレンズ効果を持たないためコリメートされた形で照明される。 In 04, it is illuminated with collimated form because it has no lens effect in the x-direction. また円錐レンズ104の両端で、曲率が異なるため、焦点位置が異なる。 Also at both ends of the conical lens 104, the curvature is different, the focus position varies. 同時に、 at the same time,
y方向では、円錐レンズ104の曲率によりウエハ1上に集光する。 The y-direction is condensed on the wafer 1 by the curvature of the conical lens 104.

【0030】図10は、レーザ光源101として、一つのレーザ光源101で構成した3つの照明光学系部10 FIG. 10 is a laser light source 101, a laser light source 101 three illumination optical system unit which is constituted by 10
0を示す平面図である。 0 is a plan view showing a. レーザ光源101から出射したレーザビームをハーフミラー等の分岐光学要素110で2つの光路に分岐し、一方はミラー111、112で反射させてミラー113で下方に向けて凹レンズ102に入射させることによって11の方向からの照明ビームを得ることができ、他方はハーフミラー等の分岐光学要素114へと進行する。 The laser beam emitted from the laser light source 101 is branched into two optical paths by branching optical element 110 such as a half mirror, by one causes incident on the concave lens 102 downward by the mirror 113 is reflected by the mirror 111, 112 11 can of obtaining an illumination beam from the direction and the other travels to the branching optical element 114 such as a half mirror. 該分岐光学要素114で分岐された一方は、ミラー115で反射させてミラー117で下方に向けて凹レンズ102に入射させることによって1 The branch whereas branched by the optical element 114, 1 by causing it to be reflected by the mirror 115 is incident on the concave lens 102 downward by the mirror 117
0の方向からの照明ビームを得ることができ、他方はミラー116で下方に向けて凹レンズ102に入射させることによって10の方向からの照明ビームを得ることができる。 0 can be obtained illumination beam from the direction of the other can be obtained an illumination beam from the direction of 10 by entering the concave lens 102 downward by the mirror 116. ところで、11の方向からのみ照明する場合には、分岐光学要素110からミラー要素118に切り換えることによって実現することができる。 Incidentally, in the case of lighting only from the direction of 11 can be achieved by switching from the branch optical element 110 to the mirror element 118. また、10および12の方向からのみ照明する場合には、光路から分岐光学要素110を退出させるかまたは素通りの光学要素に切り換えることによって実現することができる。 Further, in the case of illumination from only 10 and 12 directions, it may be achieved by switching the optical element or pass-through Eject the branching optical element 110 from the optical path. また、10および12方向からの照明の内、例えば12方向からのみ照明する場合には、分岐光学要素114からミラー要素119に切り換えることによって実現することができる。 Also, among the illumination from 10 and 12 directions, for example in the case of illumination from only 12 direction can be achieved by switching from the branching optical element 114 to the mirror element 119.

【0031】なお、レーザ光源101として、分岐する関係で高出力のYAGレーザの第2高調波SHG、波長532nmを用いるのがよいが、必ずしも532nmである必要はない。 [0031] Incidentally, as the laser light source 101, a second harmonic of SHG YAG laser of a high output in relation to the branch, but it is preferable to use a wavelength 532 nm, not necessarily 532 nm. また、レーザ光源101として、YA Further, as the laser light source 101, YA
GSHGである必要もない。 A need not be GSHG. すなわち、レーザ光源10 That is, the laser light source 10
1として、Arレーザ、窒素レーザ、He−Cdレーザ、エキシマレーザ等他の光源であっても良い。 As 1, Ar laser, a nitrogen laser, the He-Cd laser, may be an excimer laser or the like other light sources. 検出光学系部200は、ウエハ1から射出した光を、検出レンズ(対物レンズ)201、繰り返しパターンからの反射回折光によるフーリエ変換像を遮光する空間フィルタ2 Detection optical system unit 200, the light emitted from the wafer 1, the detecting lens (objective lens) 201, a spatial filter 2 for blocking the Fourier transform image by the reflected diffracted light from the repetitive pattern
02、結像レンズ203、NDフィルタ(波長帯域によらず光量を調整する。)207、ビームスプリッター2 02, (to adjust the amount of light regardless of the wavelength band.) An imaging lens 203, ND filter 207, a beam splitter 2
04、偏光素子208を通して、TDIセンサ等の1次元検出器205、206で検出するように構成される。 04, through the polarizing element 208, configured to detect a one-dimensional detector 205 and 206, such as a TDI sensor.
空間フィルタ202は、繰り返しパターンからの反射回折光によるフーリエ変換像を遮光すべく、対物レンズ2 Spatial filter 202, in order to shield the Fourier transform image by the reflected diffracted light from the repetitive pattern, an objective lens 2
01の空間周波数領域、即ちフーリエ変換(射出瞳に相当する。)の結像位置に置かれている。 Spatial frequency region of 01, that is placed at an imaging position of the Fourier transform (corresponding to the exit pupil.). また、偏光素子208は、照明光学系部100で偏光照明した際、回路パターンのエッジから生じる反射散乱光による偏光成分を遮光し、異物等の欠陥から生じる反射散乱光による偏光成分の一部分を透過するもので、本発明においては必ずしも必要としない。 Further, the polarizing element 208, when the polarized illumination in the illumination optical system unit 100, transmitting a portion of the polarized light component due to reflected scattered light from light polarization components due to reflection scattering light generated from the edges of the circuit pattern, resulting from the defect such as a foreign material It intended to not necessarily require in the present invention. ここで、図5に示すウエハ1上の照明エリア4が、リレーレンズを構成する対物レンズ2 Here, the objective lens 2 illumination area 4 on the wafer 1 shown in FIG. 5, which constitute the relay lens
01、結像203により、検出器205、206上に結像される。 01, the imaging 203, is imaged on the detector 205 and 206. 即ち、4は、TDIセンサ等の1次元検出器205、206の受光エリアを示すものである。 That is, 4 shows a light-receiving area of ​​the one-dimensional detectors 205 and 206, such as a TDI sensor.

【0032】前述したように様々な形態の回路パターンが形成されたウエハ(基板)1に対してスリット状のビーム3が照明されると、この反射回折光(あるいは散乱光)が、ウエハの表面、回路パターン、異物等の欠陥から射出することになる。 [0032] slit-shaped beam 3 to the wafer (substrate) 1 on which a circuit pattern is formed in various forms as described above is illuminated, this reflected diffracted light (or scattered light), the surface of the wafer , so that the injection circuit pattern, the defect such as a foreign material. この射出した光は、検出レンズ201、空間フィルタ202、結像レンズ203、ND The injection was light detection lens 201, spatial filter 202, an imaging lens 203, ND
フィルタ207、偏光素子208、およびビームスプリッター204を通して、検出器205、206で受光されて光電変換される。 Filter 207, through the polarizing element 208, and beam splitter 204, it is received by the detector 205 and 206 is photoelectrically converted. ここで、NDフィルタ207、偏光素子208、ビームスプリッター204の順序は、ここにあげた順序である必要はない。 Here, ND filter 207, the polarizing element 208, the order of the beam splitter 204 need not be the order listed here. 特に、NDフィルタ207は、ビームスプリッター204の後に配置すると、2つの検出器205、206に入る光の強度を独立に制御できるという効果をを持つ。 In particular, ND filter 207, when placed after the beam splitter 204, with the effect that the intensity of light entering the two detectors 205 and 206 can be controlled independently. また、ビームスプリッター204の透過、反射率は、50%である必要はない。 Further, transmission of the beam splitter 204, the reflectivity is not necessarily 50%. たとえば、1%、99%と言う風に構成すると、一方の検出器に約100分の1の強度の光が入射することになり、これら強度の異なる光をそれぞれ受光する2つの検出器から得られる信号を用いることで、検出器の見かけ上のダイナミックレンジを向上することが出来る。 For example, 1%, configuring the wind say 99%, obtained from one will be the light of the first intensity of about 100 minutes to the detector is incident, two detectors for receiving light these different intensities, respectively it is a signal by using, it is possible to improve the apparent dynamic range of the detector.
従って、演算処理部400において、検出器205から得られる信号と検出器206から得られる信号とを用いることによってダイナミックレンジを向上させた異物等の欠陥からの検出信号を得ることができる。 Therefore, the operation processing unit 400, it is possible to obtain a detection signal from a defect such as a foreign substance with an improved dynamic range by using a signal obtained from the signal detector 206 obtained from the detector 205. 特に、強度が大きい光を検出器が受光して得られる信号は強度が大きい欠陥を示す成分が強調されることになり、強度が小さい光を検出器が受光して得られる信号は強度が小さい背景に近い成分が強調されることになる。 In particular, the signal strength is greater light detector obtained by receiving will be components showing the defect intensity is large is emphasized, the signal is small intensity obtained light intensity is small detector by receiving so that the component close to the background is emphasized. 従って、両信号の比などの相関をとることによって欠陥を示す信号のダイナミックレンジを向上させることができる。 Therefore, it is possible to improve the dynamic range of the signal indicating the defect by correlating such ratio between the two signals. しかし、レーザ光源101等の照明光学系から照射されるビーム光束の照度(パワー)を制御して変えることによっても、ダイナミックレンジを変えることができ、ビームスプリッタ−204および一方の検出器206をなくすことができる。 However, by changing by controlling the intensity (power) of the light beam flux emitted from the illumination optical system such as a laser light source 101, it is possible to change the dynamic range, eliminating the beam splitter -204 and one of the detectors 206 be able to.

【0033】次に、本発明に係る照明光学系部100でウエハ1に対して照明するスリット状のビーム3と検出光学系部200との関係について更に具体的に説明する。 Next, more specifically described the relationship between the slit-shaped beam 3 and the detection optical system unit 200 for illuminating the wafer 1 in the illumination optical system unit 100 according to the present invention. 図5には、スリット状のビーム3による照明とTD 5 shows, the illumination and TD by the slit-shaped beam 3
Iセンサ等の1次元検出器205、206による検出の方向の平面図を示す。 It shows a plan view in the direction of the detection by the one-dimensional detectors 205 and 206, such as I sensor. パターン2が形成されたウエハ1 Wafer pattern 2 is formed 1
上を、スリット状のビーム3で照明する。 The above illuminating a slit-shaped beam 3. 1次元検出器205、206の検出光学系による像4を示す。 It shows an image 4 by the detection optical system of one-dimensional detector 205 and 206. スリット状のビーム3は、平面的な方向10、11、12から照明される。 Slit-shaped beam 3 is illuminated from the planar direction 10, 11, 12. 図11(a)は、図5を補足説明するものであり、照明方向10、検出方向14(ウエハの表面と垂直の場合を示す)、x軸、y軸を示している。 11 (a) is intended to supplement description of FIG. 5, the illumination direction 10, the detection direction 14 (showing the case of the surface perpendicular to the wafer), x-axis indicates the y-axis. また、 Also,
球面17は、仮想に想定したものであり、図5で検出光学系部100のおける対物レンズ201の開口位置を考えるためのものである。 Sphere 17, which has assumed a virtual, is for considering the aperture position of the objective lens 201 definitive detection optical system unit 100 in FIG. この球面17と照明光10、検出光14との交点がそれぞれ15、16である。 The sphere 17 and the illumination light 10, the intersection of the detection light 14 is respectively 15, 16. 図11 Figure 11
(b)は、方向10から照明した際の回折光の射出の様子を示す。 (B) shows the state of emission of diffracted light when illuminated from a direction 10. 正反射光の射出方向19と仮想球面17との交点18を0次光として、図7(b)に示すようにパターン方向(x方向、y方向)を中心とし、照明点を頂点とする円錐の稜の方向に射出するため、仮想球面17との交点の奇跡は、この円錐の底面の円周上になる。 The intersection 18 between the exit direction 19 of the specular reflection light and the virtual sphere 17 as 0-order light, the pattern direction (x direction, y direction) as shown in FIG. 7 (b) is centered on the vertices illumination point cone for injection of the direction of the edge, miracle intersection of the virtual sphere 17 is made on the circumference of the bottom of the cone.

【0034】従って、この奇跡を法線方向から見るとx [0034] Therefore, when looking at this miracle from the normal direction x
軸、y軸に平行な直線になる。 Axis, the straight line parallel to the y-axis.

【0035】ところで、β1=0の傾いていない検出光学系部200における対物レンズ201の開口は、図1 By the way, the opening of the objective lens 201 in the detection optical system unit 200 which is not inclined with .beta.1 = 0, as shown in FIG. 1
2および図13に示す開口20aとなる。 The opening 20a shown in 2 and 13. ここで、照明の方向10、12の角度φ1、φ2は、たとえば、45 Here, the angle .phi.1, .phi.2 illumination direction 10 and 12, for example, 45
度程度に設定する。 Set to about degrees. 図3に示すように検出光学系200 Detecting optical system as shown in FIG. 3 200
の光軸をウエハ1の表面に対して垂直、すなわちβ1= Perpendicularly to the optical axis to the surface of the wafer 1, i.e. .beta.1 =
0にした場合、検出レンズ(対物レンズ)201の開口数(N.A.)と照明光の角度α1(図3)との関係は、図12に示すように、主たる直線群がxおよびy方向に向いた回路パターンからのx、およびy方向の0次の回折光21x、21yが検出レンズ201の瞳に入射させない条件を元に、次に示す(数3)式から決定される範囲に設定されるべきである。 If you 0, the relationship between the detection lens (objective lens) 201 numerical aperture (N.A.) and the angle of the illumination light [alpha] 1 (FIG. 3), as shown in FIG. 12, a main group of lines is x and y x from the circuit pattern facing the direction and y-direction of the zero-order diffracted light 21x, 21y based on the condition not to enter the pupil of the detection lens 201, the following equation (3) to the range determined from the equation It should be set. 即ち、照明の方向1 In other words, the direction of the illumination 1
0、12の角度φ1、φ2を、45度程度にし、検出レンズ(対物レンズ)201の開口数(N.A.)と照明光の角度α1(図3)との関係を次に示す(数3)式を満足するようにすることによって、非繰り返しパターンであっても、主たる直線群がxおよびy方向に向いた回路パターンからのx、およびy方向の0次の回折光21 0,12 angle .phi.1, the .phi.2, to about 45 degrees, following the relationship between the detection lens (objective lens) 201 numerical aperture (N.A.) and the angle of the illumination light [alpha] 1 (FIG. 3) (Number 3) being set to satisfy the equation, even non-repeating pattern, x from the circuit pattern mainly linear group oriented in the x and y directions, and the y-direction of the zero-order diffracted light 21
x、21yを対物レンズ201の開口20aに入射させることをなくすことが可能となる。 x, it is possible to eliminate that is incident 21y on the opening 20a of the objective lens 201.

【0036】 N. [0036] N. A. A. <cosα1・sinφ1 かつ N. <Cosα1 · sinφ1 and N. A. A. <cosα1・sin(π/2−φ1) (数3) なお、α1を30°以下にすれば、対物レンズ201の開口数(N.A.)を約0.4以下にすればよい。 <Cosα1 · sin (π / 2-φ1) (Equation 3) Note that, if the α1 to 30 ° or less, may be numerical aperture of the objective lens 201 (N.A.) of about 0.4 or less. これらの条件は、特に、被検査対象物1として、メモリLS These conditions, in particular, as an object to be inspected 1, the memory LS
I1aaにおける非繰り返しパターンを有する周辺回路領域1ac、マイコン等のLSI1baにおける非繰り返しパターンを有するCPUコア部領域1bdおよび入出力部領域1be、および非繰り返しパターンを有するロジックLSI等に対して有効になる。 Peripheral circuit region 1ac having non-repeating pattern in I1aa, enabled for a logic LSI or the like having a non-repetitive CPU core region having a pattern 1bd and the input-output region 1be, and non-repeating pattern in LSI1ba such as a microcomputer. これらLSIパターンは、多くの場合、直角平行に(主要な直線群が直角に)パターンが形成されているため、これらの0次回折光が特定の方向に射出することになる。 These LSI patterns, often to a right angle parallel are (major straight lines at right angles) pattern formed, so that these 0-order diffracted light is emitted in a specific direction. そこで、この射出した0次回折光を対物レンズ201に入射させないようにすることで、これらの多くのパターンからの回折光が消去され、異物等の欠陥からの反射回折光のみの検出を容易にする。 Therefore, by this injection were 0-order diffracted light so as not to enter the objective lens 201, it erases the diffracted light from many of these patterns, to facilitate detection of only light reflected and diffracted from a defect such as a foreign material . 具体的には、回路パターンからの検出信号レベルが低下して異物等の欠陥を高感度での検出可能領域が増えることになる。 Specifically, becomes a defect such as a foreign material decreases the detection signal level from the circuit pattern on the detection area of ​​high sensitivity is increased. 当然、非繰り返しパターンの場合、高次(1次、2次、3次、・・・)の回折光は対物レンズ201の開口20aに入射されることになるので、この高次の回折光は、図12に示す0次の回折光21x、21yと平行な直線群として現れることになる。 Of course, in the case of a non-repetitive pattern, high-order (first, second, third,...) Since the diffracted light will be incident on the opening 20a of the objective lens 201, the diffraction light of the higher order , 0-order diffracted light 21x shown in FIG 12, will appear as 21y parallel straight lines. そこで、このような高次の回折光を細帯状の空間フィルタ202で遮光することによって、消去することも可能である。 Therefore, by shielding such higher-order diffracted light by the spatial filter 202 of strip-like, it is also possible to erase.

【0037】また、被検査対象基板(ウエハ)1に対して、配線等の間の凹部に入り込んだ異物あるいは欠陥、 Further, with respect to 1 object substrate (wafer), it entered into the concave portions between the wiring and the like foreign matters or defects,
エッチ残り等を検査する必要がある。 There is a need to examine the etching residues and the like. しかしながら、被検査対象基板1上には非繰り返しパターンが存在し、該非繰り返しパターンからの0次の回折光が対物レンズ2 However, there are non-repeating pattern on object substrate 1, the non-repeat 0-order diffracted light objective lens from the pattern 2
01に入射しないようにするために、上記に説明したように、y軸に対してほぼ45度の角度の方向10、12 In order not to enter the 01, as described above, the direction of an angle of approximately 45 degrees to the y-axis 10 and 12
からx方向に長手方向を有するスリット状のビーム3を基板1上に照明したのでは、凸部である配線等が邪魔をして凹部を十分に照明することが難しくなる。 A slit-shaped beam 3 having a longitudinal direction in the x-direction than illuminated on the substrate 1, wiring and the like is a convex portion that is sufficiently illuminate the recess in the way difficult from. そこで、 there,
配線パターンが多くの場合、直角、平行方向に形成されていることから、y軸に平行な方向11から基板1に対してスリット状のビーム3を照明することによって、配線等の間の凹部を十分照明することが可能となる。 When the wiring patterns are many, right angle, since they are formed in parallel, by illuminating the slit-shaped beam 3 to the substrate 1 in a direction parallel 11 to the y-axis, the concave portions between the wiring and the like it is possible to sufficiently illuminated. 特に、メモリLSIの配線パターンは数mmの長さの直線パターンで有ることが多く、この方向11からの照明により検査可能になることが多い。 In particular, the memory LSI wiring pattern is often there with a straight line pattern of a length of several mm, is often possible inspection by the illumination from the direction 11. また、パターンにより、90度方向の場合は、ウエハを90度回転させて検査するか、照明方向をx方向にすることにより検査可能となる。 Further, the pattern, in the case of 90-degree direction, or a wafer is rotated 90 degrees to inspect, thereby enabling inspection by the illumination direction in the x-direction.

【0038】しかしながら、方向11からスリット状のビーム3を照明した場合、図13に示すように、0次回折光21x'、21y'の内、y方向の0次回折光21 [0038] However, when the illuminating beam 3 of the slit from the direction 11, as shown in FIG. 13, 0-order diffracted light 21x ', 21y' of, y direction 0-order diffracted light 21
y'が対物レンズ201の開口20aに入射することになるので、少なくともこの0次回折光21y'を空間フィルタ202によって遮光して消去する必要が生じることになる。 'Since made incident on the opening 20a of the objective lens 201, at least the 0-order diffracted light 21y' y will be a need to erase the dark by the spatial filter 202 results. この際、当然高次の回折光を空間フィルタ2 In this case, the spatial filter 2 naturally high-order diffracted light
02によって遮光して消去することも可能である。 It is also possible to erase the dark by 02. 以上、被検査対象基板1上のチップ2内に存在する非繰り返しパターンの場合における非繰り返しパターンからの特に0次回折光の消去方法について説明したが、チップ2内には、メモリLSI1aaにおけるメモリセル領域1abや、マイコン等のLSI1baにおけるレジスタ群領域1bbおよびメモリ部領域1bcのように、繰り返しパターンが存在することになり、この繰り返しパターンからの回折光縞(回折干渉光縞)を空間フィルタ2 Having described particular 0 erasing method of diffracted light from the non-repetitive pattern in the case of non-repeating patterns present in the chip 2 on object substrate 1, the chip 2, a memory cell region of the memory LSI1aa 1ab and, as in the register group region 1bb and the memory area 1bc in LSI1ba such as a microcomputer, will be the repeating pattern is present, the diffracted light pattern from the repetitive pattern (diffracted interference light fringes) a spatial filter 2
02によって遮光することが要求される。 It is blocked required by 02. 要するに、チップ2内には、繰り返しパターンと非繰り返しパターンとパターンなしとが混在することになり、しかも夫々線幅も異なることになるので、通常は、頻度の多い例えば繰り返しパターンからの回折光を消去するように空間フィルタ202の遮光パターンが設定されることになる。 In short, in the chip 2, will be repeated patterns and non-repeating pattern and the pattern without bets are mixed, and since also becomes different each line width, usually, the diffracted light from more frequent for example repetitive pattern light shielding pattern of the spatial filter 202 to erase is to be set.
また、空間フィルタ202として、特開平5−2181 Further, as the spatial filter 202, JP-A-5-2181
63号公報および特開平6−258239号公報に記載されているように. As described in 63 and JP Hei 6-258239 Patent Gazette. 遮光パターンを変更できるものを用いれば、チップ2内の回路パターンに応じて変更させればよい。 The use of it can change the light-shielding pattern, it is sufficient to change according to the circuit pattern in the chip 2. また、空間フィルタ202として、遮光パターンが異なるものを用意しておいて、チップ2内の回路パターンに応じて切り換えてもよい。 Further, as the spatial filter 202, in advance to prepare what shielding patterns are different, it may be switched in accordance with a circuit pattern in the chip 2.

【0039】次に、検出しようとする異物等の欠陥サイズに応じた検出感度調整について説明する。 Next, the detection sensitivity adjustment will be described in accordance with the defect size of the foreign matter to be detected. 即ち、TD In other words, TD
Iセンサ等の1次元検出器(イメージセンサ)205、 I 1-dimensional detector such as a sensor (image sensor) 205,
206の被検査対象物1上での検出画素サイズを小さくすると、スループットは落ちるものの、検出感度の向上が見込める。 206 Reducing the detection pixel size on the inspection object 1, although the throughput drops, the improvement of detection sensitivity can be expected. そこで、0.1μm程度以下の異物等の欠陥を検出する際、画素サイズを小さくする検出光学系2 Therefore, when detecting a defect such as a 0.1μm about following foreign object, detecting optical system to reduce the pixel size 2
00に切り替えて用いると良い。 It may be used to switch to the 00. 具体的には、TDIセンサ等の画素についてウエハ1上での像のサイズが2ミクロン、1ミクロン、0.5ミクロンとなるような3種類の検出光学系200を持つと良い。 Specifically, the pixel such as the TDI sensor size 2 microns image on the wafer 1, 1 micron, may have three types of the detection optical system 200 such that 0.5 microns. この構成の実現方法として、光学系200すべてを切り替えても良いし, As method for realizing this configuration may be switched every optical system 200,
レンズ(レンズ群)203のみを切り替えても良いし、 Lens (lens group) 203 only may be switched,
あるいは、レンズ(レンズ群)201を切り替えても良い。 Alternatively, a lens (lens group) 201 may be switched. この際、ウエハ1から、TDIセンサ等の1次元検出器205、206までの光路長を変えずに済むように、レンズの構成を設計しておくと良い。 In this case, from the wafer 1, as need without changing the optical path length to the one-dimensional detectors 205 and 206, such as a TDI sensor, it is advisable to design the structure of the lens. もちろん、このような設計が難しい場合、レンズの切り替えに併せて、センサまでの距離を変えられるような機構を用いても良い。 Of course, if such is difficult to design, in conjunction with the switching of the lens, it may be used a mechanism that can change the distance to the sensor. また、センサ自体の画素サイズを変えたものを切り替えても良い。 It is also possible to switch the ones with different pixel size of the sensor itself. 次に、3方向からのスリット状のビーム3とTDIセンサ205、206との関係の具体的実施例について図14を用いて説明する。 Next, specific examples of the relationship between the slit-shaped beam 3 and the TDI sensor 205, 206 from three directions will be described with reference to FIG. 14. 図14には、 In FIG. 14,
ウエハ1上のTDIの像4と、方向10からのスリット状ビーム3−10および方向12からのスリット状ビーム3−12との関係を示す。 An image 4 of the TDI on the wafer 1, showing the relationship between the slit-shaped beam 3-12 from the slit-shaped beam 3-10 and direction 12 from the direction 10. 図10に示すように、同一レーザ光源101から分岐して得られる照明ビームを、 As shown in FIG. 10, the illumination beam obtained by branching from the same laser light source 101,
方向10、12の方向から照明する場合、これらのビームは、それぞれ干渉し、照明範囲内で、強度にばらつきがでてしまう。 Is illuminated from the direction of the direction 10 and 12, these beams interfere each within the illumination area would out variations in strength. そこで、図14に示すように、TDIの像4の範囲内で、これらのビーム3−10、3−12が交わらないように照明することにより、干渉の影響を除くことができる。 Therefore, as shown in FIG. 14, within the image 4 of TDI, by illuminating as the beams 3-10,3-12 do not intersect, it is possible to eliminate the influence of interference. TDIセンサ205、206を用いる場合は、4の範囲内で、検出出力をy方向にyステージの走行と同期して積分することになるため、このように位置がずれていても問題ない。 When using the TDI sensor 205 and 206, in the range of 4, since the detection output will be integrated in synchronism with the travel of the y stage in the y direction, there is no problem even if the deviation thus position. また、照明方向11からのスリット状ビーム3−11を用いる場合も同様に、3 Similarly, when using a slit-shaped beam 3-11 from the illumination direction 11, 3
つのビームを重なりが問題にならない範囲で、交わらないように照明すればよい。 One of the extent of the overlap of the beam is not a problem, it is sufficient lighting so as not intersect. 10、11、12の内2本のビームを用いる場合も同様であることは言うまでもない。 It goes without saying if it is also to use two beams of 10, 11, 12.

【0040】また、ここには、図示していないが、方向10、12から照射されるスリット状ビームを同時に同一箇所に重ねて照明しても、干渉することになるが、干渉縞がy方向に対して傾くため、上記TDIセンサ20 Further, here, although not shown, be illuminated to overlap the same time the same portion of the slit-like beam is irradiated from the direction 10 and 12, but will be interference, the interference fringes y-direction since inclined with respect to, the TDI sensor 20
5、206の積分効果により、照明強度の干渉によるばらつきを低減できる。 The integration effect of 5,206, can reduce variations caused by interference illumination intensity. そのため、図14に示すようにビーム3−10と3−12とが交わらないように照明する必要はない。 Therefore, it is not necessary to illuminate so do not intersect the beam 3-10 and 3-12 as shown in FIG. 14. 次に、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の第2の実施の形態について説明する。 Next, a description will be given of a second embodiment of the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention. 第2の実施の形態は、図15に示すように、異物等の欠陥からの散乱光強度を強めるために、検出光学系部200の光軸を垂直からβ1傾けたものである。 The second embodiment, as shown in FIG. 15, in order to increase the intensity of scattered light from the defect such as a foreign particle, in which inclined β1 optical axis of the detection optics unit 200 from the vertical. 他の構成は、図3に示す第1の実施の形態と同様である。 Other configurations are the same as those of the first embodiment shown in FIG. ところで、検出光学系部200の光軸を垂直からβ1傾けた理由は、図16に示すように、検出対象の微粒子(異物)からの散乱光強度が大きくなり、検出感度が向上する。 Incidentally, the reason why the optical axis inclined from the vertical β1 optical imaging system 200, as shown in FIG. 16, the scattered light intensity from particles (foreign matter) to be detected is increased, the detection sensitivity is improved. これは、照明波長に対して数分の一より大きい粒子(異物)は、前方散乱光51が大きいのに対し、波長の1/10以下に近い表面のあれ等からの散乱光52はほぼ当方に散乱するため、前方では相対的に微粒子からの散乱光が大きくなることに起因する。 This is a fraction of larger particles to the illumination wavelength (foreign matter) based on the greater the forward scattered light 51, nearly our side scattered light 52 from any of the surface close to 1/10 or less of the wavelength to scatter, caused by scattered light from a relatively fine particles becomes large in the front. この結果、回路パターン上の面あれが、検出画素内に複数個ある場合でもその総量は強度5 As a result, the surface roughness on the circuit pattern, the total amount thereof even when a plurality in the detection pixel intensity 5
3に示すようになる。 As it is shown in 3. 従って、前方散乱を取ることにより、面あれに対して、微粒子あるいは欠陥を検出可能になる。 Therefore, by taking a forward scatter against any surface, it is possible detect particles or defects.

【0041】しかしながら、検出器205、206にT [0041] However, T to the detector 205 and 206
DI(Time Delay Integration)センサを用いた場合、 DI (Time Delay Integration) in the case of using the sensor,
焦点深度の関係で、検出光学系部200の光軸を傾けることができない。 In relation to the focal depth, it is not possible to tilt the optical axis of the detection optics unit 200. 従って、この第2の実施の形態の場合、1次元のセンサを使用するか、検出光学系201〜 Accordingly, in this second embodiment, whether to use one-dimensional sensor, the detection optical system 201 to
203を等倍あるいは数倍にして、図17に示すようにTDIセンサ205、206の傾きを次に示す(数4) 203 in the magnification or several times, following the inclination of the TDI sensor 205, 206 as shown in FIG. 17 (number 4)
式に従ってβ2に設定する。 Set to β2 according to the formula. このようにすることにより全面で倍率を合わせることができる。 Thus it is possible to adjust the magnification on the entire surface by the. tanβ2=M・tanβ1 (数4) ただし、Mは検出光学系201〜203の倍率とする。 tanβ2 = M · tanβ1 (number 4), however, M is the magnification of the detection optical system 201 to 203.
なお、1次元のセンサを用いる場合、この傾きβ2は必要ない。 Incidentally, there is no need case, the inclination β2 is to use a one-dimensional sensor.

【0042】次に、この第2の実施の形態において、非繰り返しパターン、および繰り返しパターンから生じる回折光を消去して異物等の欠陥からの散乱光をTDIセンサ等の1次元検出器205、206で検出することについて説明する。 Next, in the second embodiment, the non-repetitive pattern, and a one-dimensional, such as a TDI sensor scattered light from defects such as a foreign material to erase the diffracted light produced from the repetitive pattern detector 205 and 206 in will be explained to be detected. この第2の実施の形態においても、被検査対象基板(ウエハ)1に対してスリット状のビーム3が図5に示すように照明される。 Also in the second embodiment, the slit-shaped beam 3 with respect to 1 object substrate (wafer) is illuminated as shown in FIG. そして、図11 Then, as shown in FIG. 11
(a)に示すように方向10から照明した際、基板1からの回折光の射出の様子は、第1の実施例と同様に、図11(b)に示すようになる。 When illuminated from a direction 10 (a), the state of emission of diffracted light from the substrate 1, similarly to the first embodiment, as shown in FIG. 11 (b). 即ち、正反射光の射出方向19と仮想球面との交点18を0次光として、図11 That is, an intersection point 18 between the exit direction 19 of the specular reflection light and the virtual sphere as 0-order light, 11
(b)に示すようにパターン方向(x方向、y方向)を中心とし、照明点を頂点とする円錐の稜の方向に射出するため、仮想球面17との交点の奇跡は、この円錐の底面の円周上になる。 Pattern direction (x direction, y direction) as shown in (b) around the, to be ejected in the direction of the conical ridge whose apex illumination point, miracle intersection of the virtual sphere 17, the bottom surface of the cone made on the circumference. 従って、繰り返しパターンの場合、 Thus, in the case of a repeated pattern,
0次回折光の奇跡は、法線方向から見ると図18に示すようにx軸、y軸に平行な直線になる。 0 Miracle-order diffracted light, x-axis as shown in FIG. 18 when viewed from the normal direction, the straight line parallel to the y-axis. 特に、繰り返しパターンの場合、0次回折光の極大は、この直線群の交点22に位置する。 In particular, when the repeating pattern, 0 maxima of diffracted light is located at the intersection 22 of the straight lines. 従って、β1傾いた検出光学系20 Therefore, .beta.1 tilted detection optical system 20
0における対物レンズ201の開口20bは、図18に示すようになる。 Opening 20b of the objective lens 201 in the 0 is as shown in FIG. 18. そして、この開口20bを方向14 Then, the opening 20b direction 14
(光軸方向)から見ると、図19(a)に示すような曲線と直線の交点に0次回折光22が射出して見える。 Viewed from (optical axis direction), the curve and the straight line of intersection, as shown in FIG. 19 (a) 0-order diffracted light 22 appears to injection. そこで、空間フィルタ202において、図19(b)に示すような直線状の遮光部207によりこれらの回折光を遮光すると、パターンからの信号を除去できることになる。 Therefore, the spatial filter 202 and to shield these diffracted light by the linear light shielding portion 207 as shown in FIG. 19 (b), becomes possible to eliminate a signal from the pattern. また、ウエハ1上の繰り返しパターンのパターン形状、ピッチが変わった場合、図18の射出点18を中心に、x、y方向の奇跡のピッチが変わる。 The pattern shape of the repetitive pattern on the wafer 1, if the pitch is changed, the central injection point 18 in FIG. 18, x, pitch miracle in the y direction is changed. 従って、開口20b内では、回折光22のピッチと位相が変わることになる。 Thus, in the opening 20b, so that the pitch and phase of the diffracted light 22 is changed. これらの回折光を遮光するためには、空間フィルタ202における直線状遮光部207のピッチと位相を変えればよい。 To shading these diffracted light may be changed pitch and phase of the linear light blocking portion 207 in the spatial filter 202. 以上説明したように、繰り返しパターンについては、空間フィルタ202によって生じる回折光を遮光することが可能となる。 As described above, the repeating pattern, it is possible to shield the diffracted light generated by the spatial filter 202.

【0043】次に、非繰り返しパターンの場合について説明する。 Next, a description will be given of a case of non-repeating pattern. 非繰り返しパターンにおいても、主としてx In the non-repeating pattern, mainly x
およびy方向を向いた直線パターンから形成されている。 It is formed from a straight line pattern and oriented in the y direction. 従って、方向10からスリット状のビーム3を照明した場合、図12と同様に、図20に示すようにx、y Thus, when illuminating a slit-shaped beam 3 from the direction 10, similarly to FIG. 12, as shown in FIG. 20 x, y
方向の0次回折光21x、21yが生じることになる。 The direction of the 0-order diffracted light 21x, so that the 21y occurs.
ところが、検出光学系200の光軸がβ1傾けられていると、微粒子からの散乱光は大きくなるが、y方向に出射された0次回折光21xが対物レンズ201の開口2 However, the detection when the optical axis of the optical system 200 is inclined .beta.1, although scattered light from the particles is increased, 0-order diffracted light 21x emitted in the y direction of the objective lens 201 aperture 2
0b内に入ってしまうことになる。 So that would fall within the 0b. 従って、非繰り返しパターンの場合においても、空間フィルタ202によって0次回折光21xを遮光する必要が生じてくる。 Accordingly, even in the case of non-repetitive pattern, it arises the need to shield the zero-order diffracted light 21x by the spatial filter 202. このように、繰り返しパターンの場合生じる回折光縞と非繰り返しパターンの場合の0次回折光パターンとが相違することになるため、空間フィルタ202に両方の回折光パターンを持たせる必要が生じる。 Thus, since the zero-order diffracted light pattern in the case of the diffracted light pattern and a non-repetitive pattern when occurring in repeating patterns will differ, it becomes necessary to have both the diffracted light pattern of the spatial filter 202. しかしながら、空間フィルタで両方の回折光パターンを遮光しようとすると、該空間フィルタを透過する異物等の欠陥からの散乱光の強度が減衰し、感度が低下することになる。 However, an attempt to shield the both diffracted light pattern of the spatial filter, the intensity of the scattered light is attenuated from a defect such as a foreign particle that passes through the spatial filter, the sensitivity is lowered. そこで、前述した第1の実施の形態のように、検出光学系2 Therefore, as in the first embodiment described above, the detection optical system 2
00の光軸を垂直にして対物レンズ201の開口を20 00 of 20 the opening of the objective lens 201 the optical axes perpendicular
aに位置付けることによって、非繰り返しパターンに対して方向10、12からスリット状のビーム3を照明したとしても、0次回折光パターン21x、21yが対物レンズ201の開口20a内に入射するのを防止することが可能となり、非繰り返しパターン上に存在する異物等の欠陥を検出することが可能となる。 By positioning the a, even if the illumination beam 3 of the slit from the direction 10 and 12 for non-repeating pattern, zero-order diffracted light pattern 21x, 21y can be prevented from entering the opening 20a of the objective lens 201 it becomes possible, it is possible to detect a defect such as a foreign material present on a non-repeating pattern.

【0044】しかしながら、前述した第1の実施の形態で説明したように、配線間の間の凹部に存在する異物等の欠陥を検出しようとすると、図13に示すように、y [0044] However, as described in the first embodiment described above, when a defect such as a foreign material present in the recesses of the course of the wiring is to be detected, as shown in FIG. 13, y
軸方向11からスリット状のビーム3を照明することが必要とされる。 It is necessary to illuminate the slit-shaped beam 3 from the axial direction 11. しかし、図13に示すように対物レンズ201の開口20aには、0次回折光21y'が入射されてしまい、空間フィルタ202等で遮光する必要が生じる。 However, the opening 20a of the objective lens 201 as shown in FIG. 13, 0 would be order diffracted light 21y 'is incident, it becomes necessary to shield the spatial filter 202 and the like. でも、配線間の間の凹部に存在する異物等の欠陥の検出は、異物等の欠陥の検出の主たるものでなく、被検査対象パターンが特定されるものであるため、画像処理においても対策が可能である。 But the detection of defects such as a foreign material present in the recesses of the course of the wiring is not primarily intended detection of defects such as foreign substances, since those are the inspection object pattern is identified, measures in the image processing possible it is. 以上説明した条件を次に説明するように構成すれば満足させることが可能となる。 It is possible to satisfy if configured then described the conditions described above. 即ち、y軸に対して45度程度傾けた方向10、1 That is, the direction inclined approximately 45 degrees with respect to the y-axis 10,1
2からの照明をやめてy軸方向11からのスリット状のビーム3で照明し、検出光学系200の光軸を垂直からyおよびx軸方向に傾けることによって対物レンズ20 Stop illumination from 2 illuminated by the slit-shaped beam 3 from the y-axis direction 11, the objective lens 20 by tilting the optical axis of the detection optical system 200 from the normal to the y and x-axis direction
1の開口を図21に示す20cの位置におくことによって、非繰り返しパターンの場合において0次回折光21 By placing one of the openings at the position of 20c shown in FIG. 21, in the case of non-repetitive pattern 0-order diffracted light 21
x'、21y'が対物レンズ201の開口20cに入射するのを防止することができる。 x ', 21y' can be prevented from entering the opening 20c of the objective lens 201. このようにすれば、空間フィルタ202は、繰り返しパターンから生じる回折光縞のみ遮光するように構成でき、空間フィルタを透過する異物等の欠陥からの散乱光の強度の低下を防ぐことが可能となる。 In this way, the spatial filter 202, only the diffracted light fringes arising from the repetitive pattern can be configured so as to shield, it becomes possible to prevent a decrease in the intensity of scattered light from the defect such as a foreign particle that passes through the spatial filter .

【0045】しかしながら、この場合、対物レンズ20 [0045] However, in this case, the objective lens 20
1のN. 1 of N. A. A. を小さくすることが必要となる。 It is necessary to be reduced. 問題は、 The problem is,
検出器205、206の焦点位置であるが、図17に示すように、検出器205、206を傾けた構成により結像全域で焦点を合わせることができる。 Although the focal position of the detector 205 and 206, as shown in FIG. 17, it can be focused by the imaging throughout the structure by tilting the detector 205 and 206. この場合、検出器205、206の傾きは、β2の方向だけでなく、β In this case, the inclination of the detector 205 and 206, not only the direction of the .beta.2, beta
2および方向14の両方に垂直な方向に同時に傾ける必要がある。 It is necessary to tilt simultaneously in a direction perpendicular to both the 2 and the direction 14. さらに、検出光学系200では、テレセントリック光学系を用いているため、焦点位置が異なる部分で横倍率が変動することはない。 Furthermore, the detection optical system 200, due to the use of telecentric optics, does not focus position fluctuates lateral magnification in different parts.

【0046】次に、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の第3の実施の形態について説明する。 Next, a description will be given of a third embodiment of the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention. この第3の実施の形態は、第1および第2の実施の形態よりも劣るものである。 The third embodiment is inferior than the first and second embodiments. この第3の実施の形態は、図22に示すように、回路パターンに対して45度の方向10、12から、円錐レンズ104を用いないで、シリンドリカルレンズ104'を用いて単にスリット状のビームの長手方向を照明方向10、12に向けたスリット状のビーム3'をウエハ1上に照明するものである。 The third embodiment, as shown in FIG. 22, the direction 10, 12 of 45 degrees with respect to the circuit pattern, without using a conical lens 104, simply slit-shaped beam using a cylindrical lens 104 ' the beam 3 'slit with its longitudinal direction in the illumination direction 10 and 12 is intended to illuminate on the wafer 1. 即ち、ウエハ1上に形成されたチップの配列方向から45に近い角度だけ傾けた方向10、12から、照明の入射面に平行な形状のビームをウエハ1上に照明するものである。 That is intended to illuminate the angle by tilting direction 10, 12 closer to the array direction of the chips formed on the wafer 1 45, a beam of parallel shape on the wafer 1 to the incident surface of the illumination. 当然、スリット状のビーム3'は、長手方向には平行光で形成され、幅方向には絞られたものである。 Of course, a slit-shaped beam 3 'is formed with parallel light in the longitudinal direction, in which is narrowed down in the width direction. なお、ウエハ1上にチップ2内に形成された繰り返しパターン、非繰り返しパターンからの回折光については、上記第1および第2の実施の形態と同様になる。 Incidentally, the repeating pattern formed on the chip 2 on the wafer 1, for the diffracted light from the non-repetitive pattern, it becomes similar to the first and second embodiments. この第3の実施の形態では、チップ比較を簡略化するために、ステージの走査方向yは、チップに平行あるいは直角にする必要がある。 In the third embodiment, in order to simplify the chip comparison, the scanning direction y of the stage, it is necessary to collimate or perpendicular to the chip. さらに、この実施の形態では、TDIセンサの積分方向がステージ走査方向yと平行にならないため、検出器205、206としてTDIセンサは使えない。 Further, in this embodiment, since the integration direction of the TDI sensor is not parallel to the stage scanning direction y, TDI sensor can not be used as a detector 205 and 206. 従って、検出器205、206として1次元のリニアセンサを使う必要がある。 Therefore, it is necessary to use a linear sensor of a one-dimensional as the detector 205 and 206. リニアセンサの場合、照明のビーム幅より狭いエリアからの光信号を検出することになるため、照明光を効率よく利用するため、照明ビーム3' For linear sensor, since that would detect the optical signal from the narrower than the beam width of the illumination area, in order to utilize the illumination light efficiently, the illumination beam 3 '
はセンサの像4に近い幅まで絞ると良い。 May squeeze to a width close to the image 4 of the sensor. 具体的には、 In particular,
たとえば、センサの画素サイズが、13ミクロン、光学系の倍率が6.5倍の場合、ウエハ上でのセンサの像は、画素サイズ2ミクロンとなる。 For example, the pixel size of the sensor, 13 microns, when the magnification of the optical system is 6.5 times, the image sensor on the wafer is a pixel size 2 microns. この場合、たとえば、波長532nmのレーザを用いる場合、照明系のレンズ104'のセンサの長手方向に直角な方向の開口数N. In this case, for example, when using a laser having a wavelength of 532 nm, the numerical aperture of the longitudinal direction perpendicular to the direction of the sensor in the illumination system lens 104 'N. A. A. は、次に示す(数5)式で、0.5程度にすると良い。 Is shown below in equation (5), may be about 0.5. もちろんこれは、照明の効率を上げるためのものであり、この必要がない場合は、さらに小さなN. Of course, this is intended to increase the efficiency of the illumination, this If not, smaller N.
A. A. であってかまわない。 It may be in. d=1.22・λ/N. d = 1.22 · λ / N. A. A. (数5) ここで、dは、ビームの半値幅、λは照明の波長である。 (5) where, d is the half-value width of the beam, lambda is the wavelength of the illumination. また、図22に示す照明方法で、センサ205、2 Further, in the illumination method shown in FIG. 22, the sensor 205,2
06にTDIを用いる場合、図23に示すような形状の特殊なTDIを用いる必要がある。 06 In the case of using a TDI, it is necessary to use a special TDI a shape as shown in FIG. 23. すなわち、積分方向がφ1傾いた画素構成になっている特殊なTDIセンサとなる。 In other words, a specialized TDI sensor integration direction is the inclined pixel configuration .phi.1.

【0047】次に、異物等の欠陥検査を行う被検査対象として、パターンがない酸化膜等の絶縁膜上に存在する異物等の欠陥検査について説明する。 Next, as an object to be inspected for a defect inspection of the foreign matter will be described defect inspection of foreign matter present on the insulating film such as no pattern oxide film. 図24には、酸化膜等の透明膜での光の散乱の状況を示す。 FIG 24 shows a status of light scattering in the transparent film such as an oxide film. たとえば、基板33上の酸化膜32の表面に十分小さい(照明波長の数分の1)の微粒子(異物)34が有った場合、ここからの光の波面が球面状に射出する。 For example, if the fine particles (foreign material) 34 there sufficiently small on the surface of the oxide film 32 on the substrate 33 (the number of illumination wavelength fraction), the wavefront of the light from here is emitted in a spherical shape. すなわち酸化膜側に射出すると同時に検出器側に射出する。 That injection simultaneously detector side when injected into the oxide film side. ここで、射出した波面は酸化膜32と下地33との界面で反射する。 Here, the injected wave is reflected at the interface between the oxide film 32 and the substrate 33. この反射光と検出器側に射出した光が干渉により、射出方向に強弱が生じる。 The light emitted to the detector side and the reflected light interference, intensity occurs in the injection direction. この結果、たとえば、方向36、3 As a result, for example, direction 36, 3
7、38によって、検出出力が変わることになる。 By 7, 38, so that the detection output is changed. 酸化膜の厚さ、屈折率に応じて、この強度分布が変化し、その結果同じ方向から検出した場合検出光の強度が変化し、感度が変わることになる。 The thickness of the oxide film, depending on the refractive index, the intensity distribution is changed, so that intensity when the detection light detected from the same direction is changed, so that the sensitivity is changed. ただし、このモデルで考えた場合、照明の方向によって検出光の出力は変わらない。 However, when considered in this model, the output of the detection light by the direction of the illumination does not change. また、実験により照明光の入射角を変えても検出光の出力は変わらないことを確認している。 Further, it was confirmed that the unchanged output of the detection light even by changing the incident angle of the illumination light by experiments. しかしながら、白色照明をすると、光の干渉をなくすことができる。 However, when white illumination, it is possible to eliminate the interference of light. このため、上記第1および第2の実施の形態において、設置された白色照明光学系500は、酸化膜等の絶縁膜32状の異物を検出するためのものである。 Therefore, in the first and second embodiments, the installed white illumination optical system 500 is for detecting the insulating film 32 foreign matter such as an oxide film. 従って、絶縁膜32上の異物を検出するとき、白色光源10 Therefore, when detecting foreign objects on the insulating film 32, the white light source 10
6をONにし、レーザ光源101をOFFすればよい。 6 is ON, the may be OFF a laser light source 101.
また、通常の回路パターン上の異物等の欠陥を検出するときには、レーザ光源101をONにし、白色光源10 Further, when detecting a defect such as a foreign material on the normal circuit pattern, the laser light source 101 ON, the white light source 10
6をOFFすればよい。 6 should be OFF. また、照明光の波長の影響を受ける被検査対象に対しては、白色照明を用いればよい。 Further, with respect to the object to be inspected that are affected by the wavelength of the illumination light may be used white illumination.

【0048】白色照明の場合、TDIセンサの視野より大きなスポット状で照明することになる。 [0048] When the white illumination will be illuminated in a large spot than the field of view of the TDI sensor. また、照明光としてレーザ光源を用いる場合には、酸化膜32上での検出出力を安定にするためには、ウエハ表面から射出する光の大部分を検出できるような大きな開口数の対物レンズ201で検出する必要がある。 In the case of using a laser light source as the illumination light, in order to stabilize the detection output on the oxide film 32, the large numerical aperture such that it can be detected most of the light emitted from the wafer surface objective lens 201 in it it is necessary to detect. また、小さな開口数の対物レンズを用いる場合には、複数の対物レンズを使用し、これらによる検出出力を積分しても良い。 In the case of using a small numerical aperture of the objective lens, using a plurality of objective lenses may be integrated detection outputs by these. あるいは、照明光の波長を複数用い、これらによる検出結果を積分しても良い。 Alternatively, using a plurality of wavelengths of the illumination light may be integrated detection results by these. ここで、異物からの散乱光の膜内での吸収(減衰)は、ほとんどないと考えて良い。 Here, the absorption in the films of the scattered light from the foreign matter (attenuation) can be considered to little. 異物が無い場合、射出方向は一方向になるため、干渉により、この方向の出力は変動する。 If there are no foreign objects, the emission direction is to become in one direction, by interference, the output of the direction varies. しかし、異物があり、射出方向が広がる場合、この射出方向による強度分布という形で干渉が生じるためである。 However, there are foreign objects, if the injection direction spreads, because the interference in the form of the intensity distribution according to the emission direction occurs.

【0049】図25には、複数の方向から検出する場合の実施例の構成を示す。 [0049] Figure 25 shows a configuration example of the case of detecting a plurality of directions. 方向213、214、215に射出した光を検出レンズ210、211、212で結像し、それぞれ検出器213、214、215で検出する。 Imaging the light emitted in a direction 213, 214 and 215 by the detection lens 210, 211 and 212 is detected by each detector 213, 214 and 215. この結果は、451,452,453でアナログデジタル(A/D)変換され、積分手段454で積分され、適当なしきい値により2値化されて検出結果となる。 The result is an analog-to-digital (A / D) conversion 451, is integrated by the integrating means 454, a detection result is binarized by a suitable threshold. この検出系210、211、212は必ずしも3個である必要はなく、2つであっても良い。 The detection system 210, 211, 212 need not necessarily be three, or may be two. またここでの検出系は、図3に示す検出系200を複数(たとえば、 The detection system where a plurality of detection system 200 shown in FIG. 3 (e.g.,
β1=0度、β1=45度)、用いる場合も含むものである。 .beta.1 = 0 degrees, .beta.1 = 45 degrees), but includes the case of using. 図26には、酸化膜の膜厚を変えた場合の検出信号の変化を示す。 Figure 26 shows the change in the detection signal when changing the thickness of the oxide film. (a)は、ある波長での強度分布4 (A), the intensity distribution at a certain wavelength 4
8、(b)は3つの異なる波長での強度変化48、4 8, (b) the intensity variation at three different wavelengths 48,4
9、50を重ねて示している。 It is shown superimposed 9,50. この図26(b)により、複数の波長を用いその検出結果を積分することで、 This FIG. 26 (b), the by integrating the detection result using a plurality of wavelengths,
図26(a)に示すような強度変化が大きく低減できることが判る。 Intensity change as shown in FIG. 26 (a) is seen to be able to greatly reduced. この場合、検出信号強度は照明光の入射角には依存しないことが判っているため、異なる波長の照明は、入射角、あるいは、φ1を変えた方向から照明すればよい。 In this case, since the detection signal intensity on the incident angle of the illumination light has been found to be independent, the illumination of different wavelength, incident angle, or may be illuminated from the direction changing .phi.1. 即ち、10、11、12の方向からのスリット状のビームの波長を互いに異ならしめることによって、同一の検出光学系200により、酸化膜等の絶縁膜上の異物を示す信号を検出することが可能となる。 That is, by made different from each other wavelengths of the slit-shaped beam from the direction of 10, 11 and 12, the same detection optical system 200, capable of detecting a signal indicating a foreign matter on the insulating film such as an oxide film to become. このように、各方向からのスリット状のビームの波長を異ならしめることによって、互いに干渉しないため、同一の検出光学系200で検出することが可能となり、検出光学系を複数用意する事によるコストアップをさけることができる。 By thus made different wavelengths of the slit-shaped beam from each direction, since it does not interfere with each other, it is possible to detect the same detection optical system 200, cost due possible to prepare a plurality of detection optical system it is possible to avoid. また、検出光学系200は、少なくとも2つの波長で、容易に色収差(および焦点距離)を補正することができるため、2つの波長を用いる限り実現上の困難性はない。 The detection optical system 200 in at least two wavelengths, it is possible to easily correct the chromatic aberration (and focal length), are not difficulties on realized unless using two wavelengths.

【0050】次に、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の第4の実施の形態について説明する。 Next, a description will be given of a fourth embodiment of the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention. ところで、半導体素子は益々極微細化が進む一方で、歩留まりも一層向上させることが要求されている。 Incidentally, semiconductor devices increasingly While extremely miniaturization, it is required to further improve the yield. 従って、このような半導体素子を製造するための半導体ウエハ等の半導体基板には、0.3〜0.2μm以下の極微細化された回路パターンが形成されている関係で、半導体基板上に存在する異物等の欠陥が0.1μm程度以下の極微小な分子もしくは原子レベルに近いものが存在しても半導体素子として動作不良の原因となる状況である。 Therefore, in the semiconductor substrate of the semiconductor wafer or the like for manufacturing such a semiconductor device, in relation following extremely miniaturized circuit pattern 0.3~0.2μm is formed, it exists on the semiconductor substrate also defects such as a foreign particle which is present close to the following very small molecules or atomic level of about 0.1μm is condition causing the malfunction as a semiconductor element. このような状況にあるため、本発明に係る異物等の欠陥検査装置では、 Because of this situation, in the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention,
0.3〜0.2μm程度以下の極微細化された回路パターンが存在する半導体ウエハ等の半導体基板上に存在する極微小の異物等の欠陥を、高感度で、且つ高速で検査できることが要求されてきている。 A defect such as a foreign particle microfine present on a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer 0.3~0.2μm about following very miniaturized circuit pattern is present, with high sensitivity, and required to be inspected at high speed it has been.

【0051】図35には、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の第4の実施の形態の概略構成を示した図である。 [0051] Figure 35 is a fourth diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the defect inspection apparatus of the foreign matter or the like according to the present invention. 図36は、その照明光学系の一実施例を示した図である。 Figure 36 is a diagram showing an example of the illumination optical system. 即ち、異物等の欠陥検査装置は、上記半導体ウエハ(半導体基板)等のように極微細化された回路パターンが形成された異物等の欠陥を検査する被検査対象物1 That is, the defect inspection apparatus, such as a foreign matter, the semiconductor wafer (semiconductor substrate) inspection object inspecting defects of foreign materials extremely miniaturized circuit pattern is formed as such 1
を載置するステージ301,302,303と、半導体レーザ、アルゴンレーザ、YAG−SHGレーザ、エキシマレーザ等のレーザ光源等からなる照明光源101 A stage 301, 302 and 303 for mounting a semiconductor laser, argon laser, YAG-SHG laser, the illumination light source 101 composed of a laser light source such as an excimer laser
と、該照明光源(レーザ源)101から出射された高輝度の光を、斜め方向から、図37に示すように照度としてほぼガウス分布をもつスリット状のガウスビーム光束(照明領域3)107で被検査対象基板1上に照明する照明光学系102〜105と、検出レンズ(対物レンズ)201、空間フィルタ202、結像レンズ203、 When the high brightness of the light emitted from said illumination light source (laser source) 101, from an oblique direction, a slit-shaped Gaussian beam flux (illumination area 3) 107 having a substantially Gaussian distribution as a luminance as shown in FIG. 37 an illumination optical system 102 to 105 for illuminating on object substrate 1, a detection lens (objective lens) 201, a spatial filter 202, an imaging lens 203,
NDフィルタ207、およびビームスプリッタ204等から構成され、検出領域4からの反射回折光(あるいは散乱光)に基いて通過して結像させる検出光学系と、T ND filter 207, and is composed of the beam splitter 204 and the like, a detection optical system for imaging through based on the reflected diffraction light (or scattered light) from the detection area 4, T
DIイメージセンサ、CCDイメージセンサ等から構成され、検出領域4に対応する受光面を有する検出器20 DI image sensor is composed of a CCD image sensor or the like, the detector 20 having a light receiving surface corresponding to the detection area 4
5、206と、該検出器205、206から検出される画像信号に基いて異物等の欠陥を検出する演算処理部4 And 5,206, the processing unit 4 for detecting a defect such as a foreign matter on the basis of the image signal detected from the detector 205 and 206
00とによって構成される。 00 to be composed by. なお、この欠陥検査装置には、被検査対象物1の表面を検出器205、206の受光面に結像させるように自動焦点制御系を備えている。 Note that this defect inspection apparatus includes an automatic focus control system so as to form an image on the light receiving surface of the detector 205, 206 the surface of the inspection object 1.

【0052】照明光源101、および照明光学系102 The illumination light source 101, and the illumination optical system 102
〜105の具体的構成は、図36に示すように、照明光源101から出射された例えばレーザビーム1006のビーム径を拡大させる凹レンズまたは凸レンズ102 Specific configuration of to 105, as shown in FIG. 36, a concave lens or a convex lens to enlarge the beam diameter of the emitted example laser beam 1006 from the illumination light source 101 102
と、凹または凸レンズ102で拡大されたビームをほぼ平行な光束に変換するコリメートレンズ103と、該コリメートレンズ103で変換されたほぼ平行な光束についてy軸方向に集束して被検査対象物1上に図37に示すように照度としてほぼガウス分布をもつスリット状のガウスビーム光束(照明領域3)1007で照射する円錐曲面を持つ照明レンズ(y軸方向に集束機能を有する光学系)104とで構成される。 When, the concave or a collimator lens 103 for converting the beam enlarged by the convex lens 102 substantially parallel light flux, the collimator lens 103 in the converted substantially parallel the light flux focused on the y-axis direction inspected object 1 above in the 104 (optical system having a focusing function in the y-axis direction) illumination lens having a conical curved surface irradiated with slit-shaped Gaussian beam flux (illumination area 3) 1007 with approximately Gaussian as illuminance, as shown in FIG. 37 constructed. なお、凹レンズまたは凸レンズ102とコリメートレンズ103とによってビーム径を拡大するビームエキスパンダを構成する。 Incidentally, constituting a beam expander for enlarging the beam diameter by a concave lens or a convex lens 102 and the collimator lens 103. この照明光学系102〜104として、コリメータレンズ、 As the illumination optical system 102 to 104, a collimator lens,
凹レンズ、およびレシーバレンズからなるビームエキスパンダと、該ビームエキスパンダで変換されたほぼ平行な光束についてy軸方向に集束して被検査対象物1上に図36に示すように照度としてほぼガウス分布をもつスリット状のガウスビーム光束(照明領域2)1007で照射する円錐レンズ(y軸方向に集束機能を有する光学系)104と、該円錐レンズ104で得られるスリット状ガウスビーム光束1007を反射させて被検査対象物1に対して斜め方向から照射するミラーとで構成することができる。 Concave lens, and a beam expander comprising a receiver lens, approximately Gaussian as illuminance, as shown in FIG. 36 and focused in the y-axis direction on the inspected object 1 for almost parallel light beam converted by the beam expander and 104 (optical system having a y-axis direction in focusing function) conical lens for irradiating a slit-shaped Gaussian beam flux (illumination area 2) 1007 with, reflects the slit-shaped Gaussian beam flux 1007 obtained in the conical lens 104 can be composed of a mirror is irradiated from an oblique direction with respect to the inspection object 1 Te.

【0053】ところで、この構成により、凹または凸レンズ102とコリメートレンズ103との間の距離bまたは凹レンズとレシーバレンズとの間の距離を可変して設定することにより、照度としてほぼガウス分布をもったx方向の照明幅を可変して設定することができる。 By the way, this configuration is concave or by setting length variable to the between the distance b or concave lens and receiver lens between the convex lens 102 and the collimator lens 103, having a substantially Gaussian distribution as illumination the lighting width of the x-direction can be variably set. 即ち、ビームエキスパンダーを調整することにより、照度としてほぼガウス分布をもった照明領域(スリット状の光束1007)3のx方向の長さLxを可変して設定することができる。 That can be by adjusting the beam expander, to variably set approximately Gaussian with a lighting area in the x direction (slit-shaped light flux 1007) 3 the length Lx as illuminance. また、円錐レンズ104と被検査対象物1との間の距離を変えることによって集束された照明領域(スリット状のガウスビーム光束1007)3のy Further, y of 3 distance (Gaussian beam flux 1007 of the slit) focused illumination area by changing the between the conical lens 104 and the inspected object 1
方向の幅Lyを可変して設定することができる。 It can be set by varying the width Ly. 図37 Figure 37
に示す検出領域4は、被検査対象物1上におけるTDI Detection region 4 shown in the, TDI in the inspected object on one
イメージセンサやCCDイメージセンサによる検出領域を示す。 Indicating the detection region by the image sensor, a CCD image sensor. 例えば、TDIイメージセンサの場合、各画素サイズが例えば27μm×27μmで、時間遅延積分(TDI)方向に例えば64行、TDIモードで動作するMUX方向に例えば4096列の64×4096CC For example, in the case of TDI image sensor, each pixel size, for example 27 [mu] m × 27 [mu] m, TDI (TDI) direction, for example, 64 rows, 64 × 4096CC of the MUX direction operating in TDI mode for example 4096 columns
D撮像センサで構成される。 D consists of the image sensor. 即ち、TDIイメージセンサ205a、206aは、図38に示すように、ラインセンサがn(例えば64)段形成されたものである。 That, TDI image sensor 205a, 206a, as shown in FIG. 38, in which the line sensor is n (e.g. 64) stage form. センサから出力される情報量であるラインレートは、ラインセンサと同等であるが、ラインレートrt毎に、蓄積された電荷がライン1、2、・・・と順々に転送されていき、被検査対象物1をy軸方向に移動させるyステージ302の送り速度を、ラインレートと同期させることにより、例えば微小異物5からの散乱光あるいは回折光に基づく光像6はラインnに到るまでの長時間にわたって蓄積されることになり、極微小な異物等の欠陥に対しても高感度で検出することが可能となる。 Line rate is the amount of information that is output from the sensor is comparable to the line sensors, each line rate rt, accumulated charge lines 1, will be transferred one after the other and ..., the the feed rate of the y stage 302 to move the measurement object 1 in the y-axis direction, by synchronizing with the line rate, for example, the light image 6 based on the scattered light or diffracted light from the fine foreign matter 5 up to the line n of would be accumulated for a long time, it becomes possible to detect with high sensitivity to defects such as very small foreign substances. このイメージセンサでは、基本的には微小異物等の欠陥の像がライン1からラインnに到達するまでの散乱光あるいは回折光強度の総和を検出することになるが、ライン各々に到達する被検査対象基板の同一点からの散乱光あるいは回折光は、時間的に全くインコヒーレントとなる。 In this image sensor is basically made to detect the sum of the scattered light or diffracted light intensity to the image defects such as minute foreign matter arriving from line 1 to line n, the inspection to reach the line each scattered light or diffracted light from the same point of the target substrate is a temporally completely incoherent.

【0054】以上説明したように、照明光源101より出射されたビームを照明光学系(照射光学系)102〜 [0054] As described above, it emitted from the illumination light source 101 beam an illumination optical system (illumination optical system) 102 to
104でスリット状のガウスビーム光束1007に変換し、この変換されたスリット状の光束1007で、ステージ301〜303上の被検査対象基板1の表面に照明領域3が形成されるように例えば斜め方向から照射する。 104 into a slit-shaped Gaussian beam flux 1007, in the transformed slit-like light beam 1007, for example, an oblique direction as the illumination region 3 to be inspected surface of the substrate 1 on the stage 301 to 303 are formed irradiated from. TDIイメージセンサ等から構成された検出器20 Detector 20 which is composed of a TDI image sensor
5a、206aは、yステージ302をy軸方向に移動させることによって被検査対象基板1をy軸方向に移動させながら、該送り速度と同期したラインレートrtで各画素に蓄積された電荷を順次転送していくことにより、検出光学系201〜204で結像される被検査対象基板1上における検出領域4の光像を撮像しながら検出領域4の幅Hで走査して各画素(素子)毎に検出し、この検出される信号を演算処理部400で処理することにより上記検出領域4に存在する微小異物等の欠陥を、高感度で、且つ高速に検査をすることができる。 5a, 206a, while moving the object substrate 1 in the y-axis direction by moving the y-stage 302 in the y-axis direction, the charge accumulated in each pixel line rate rt synchronized with said transmission up speed sequential by going forwards, the scanning width H of the detection area 4 while capturing a light image of the detection region 4 in object substrate on a pixel to be imaged by the detection optics 201-204 (device) detecting each, defects such as minute foreign substance present in the detection region 4 by processing the signal detection by the arithmetic processing unit 400, a high sensitivity, and can be inspected at high speed. このように、TDIイメージセンサ205a、206aを用いることによって、微小異物等の欠陥から生じる散乱光あるいは回折光の照度の総和(光量=照度×時間)をとることができ、感度を向上させることができる。 Thus, TDI image sensor 205a, by using 206a, sum of the illuminance of the scattered light or diffracted light resulting from defects such as minute foreign substances (light amount = illuminance × time) can take, to improve the sensitivity it can. また、一度にスリット状のビーム光束1007を照射領域3に照射し、TDIイメージセンサ205a、206aのラインレートrtと同期させて被検査対象基板1をy軸方向に移動させながら、TDIイメージセンサで検出領域4について受光することによって、広い幅Hを有する検出領域4に存在する微小異物等の欠陥を、高速に検査をすることができる。 Further, a slit-shaped beam beam 1007 is irradiated to the irradiation region 3 at a time, TDI image sensor 205a, the object substrate 1 in synchronization with the line rate rt of 206a while moving in the y-axis direction, with TDI image sensor by receiving the detection area 4, defects such as minute foreign matter present in the detection region 4 has a width H, can be inspected at high speed.

【0055】更に、0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥を、高感度で、且つ高速に検査するための本発明に係る第4の実施の形態について説明する。 [0055] Further, defects such as 0.1μm about following very minute foreign object, sensitive, and a description will be given of a fourth embodiment according to the present invention for high-speed inspection. 即ち、 In other words,
0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥を、高感度で検出しようとすると、TDIイメージセンサ302a Defects such as 0.1μm about the following very small foreign matters, when trying to detect with high sensitivity, TDI image sensor 302a
の各画素において受光する極微小な異物等の欠陥からの散乱光あるいは回折光強度を強くする必要があると共に、被検査対象基板1上での各画素サイズを1μm×1 Together it is necessary to increase the scattered light or diffracted light intensity from a defect such as a very small foreign matter received in each pixel of, 1 [mu] m × 1 pixels size on object substrate 1
μm程度以下にする必要がある。 There needs to be equal to or less than about μm. このように被検査対象基板1上での各画素サイズを1μm×1μm程度以下にするためには、TDIイメージセンサの各画素サイズが例えば27μm×27μmの場合、対物レンズ等の検出光学系201〜204の結像倍率Mを約27倍程度以上にすればよく、実現することは可能となる。 To this way each pixel size on object substrate 1 below about 1 [mu] m × 1 [mu] m in the case of the pixel size is for example 27 [mu] m × 27 [mu] m of TDI image sensor, the detection optical system such as an objective lens 201 to It may be a 204 imaging magnification M of the above about 27-fold, and possible to achieve. なお、TD In addition, TD
Iイメージセンサ205a、206aとして26×40 I image sensor 205a, 26 × 40 as 206a
96CCD撮像センサで構成したものと使用すると、検出領域4はW=26μm程度以下、H=4096μm程度以下となる。 Use as that constituted by 96CCD image sensor, the detection area 4 is below about W = 26 .mu.m, the following order of H = 4096μm. また、被検査対象基板1の表面から得られる散乱光あるいは回折光による光像をTDIイメージセンサ205a、206aの受光面に結像させる検出光学系201〜204は、対物レンズ等で構成される関係で、レンズ収差に基いてレンズの中心部(光軸200 Further, scattered light or TDI image sensor 205a an optical image by the diffracted light obtained from the surface of the object substrate 1, 206a detection optical system 201 to 204 to be formed on the light receiving surface of the relationship constituted by an objective lens, etc. in the center of the lens based on lens aberrations (optical axis 200
1)に比べて周辺に行くに従ってMTF(Modula MTF toward the periphery compared to the 1) (Modula
tion Transfer Function)(正弦波パターンの像のコントラストの変化を空間周波数の関数として表わしたもの)が低下する特性を有する。 tion Transfer Function) (that represents the change in contrast of an image of a sinusoidal pattern as a function of spatial frequency) has the property to decrease. そのため、図38(a)に示すTDIイメージセンサ20 Therefore, TDI image sensor 20 shown in FIG. 38 (a)
5a、206aの受光面における光軸2001から最も離れてMTFが最も低下する端部(周辺)の画素205 5a, a pixel 205 of end lowered MTF is most farthest from the optical axis 2001 on the light receiving surface of 206a (surrounding)
ae、206ae、即ち、図37に示す検出領域4の光軸2001から最も離れてMTFが最も低下する端部(周辺)に位置する極微小な異物等の欠陥からの散乱光あるいは回折光強度を強くする必要がある。 ae, 206Ae, i.e., the scattered light or diffracted light intensity from a defect such as a very small foreign object located at the end of MTF is most lowered farthest from the optical axis 2001 of the detection area 4 shown in FIG. 37 (peripheral) there is a need to strengthen.

【0056】ところで、照明光源101および照明光学系102〜104により被検査対象基板1の表面に照射領域3で照射されるスリット状のガウスビーム光束10 [0056] Incidentally, the slit-shaped Gaussian beam bundle 10 emitted by the irradiated region 3 on the surface of the object substrate 1 by the illumination source 101 and illumination optical system 102 to 104
07の照度は、図37に示すように、通常ガウス分布を有する関係で、検出領域4外の照明は無駄となるが照明領域3を検出領域4よりも広げて照明する必要がある。 07 of the illuminance, as shown in FIG. 37, in relation with ordinary Gaussian distribution, the illumination outside the detection area 4 is wasted is necessary to illuminate spread illumination region 3 than the detection region 4.

【0057】そこで、このような状態から、本発明は、 [0057] Therefore, from such a state, the present invention is,
照明光源101から出射される照度を増大させずに、照明光源101から出射される光量を有効に活用し、検出領域4の光軸2001から最も離れてMTFが最も低下する端部(周辺)に位置する照度を最も増大させて、 Without increasing the illuminance emitted from the illumination light source 101, the end effectively utilizing amount of light emitted from the illumination light source 101, MTF farthest from the optical axis 2001 of the detection area 4 is most reduced (near) position most increased illumination,
0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥を、高感度で検出することにある。 Defects such as 0.1μm about the following very small foreign matters, is to detect with high sensitivity. 即ち、必要最小限の照度を出射する安価な照明光源(半導体レーザ、アルゴンレーザ、 That is, inexpensive illumination light source for emitting the minimum illuminance (the semiconductor laser, argon laser,
YAG−SHGレーザ、エキシマレーザ等のレーザ光源、キセノンランプ、水銀ランプ等の放電管、ハロゲンランプ等のフィラメント光源等からなる。 YAG-SHG laser, a laser light source such as an excimer laser, a xenon lamp, a discharge tube such as a mercury lamp, consisting of a filament light source such as a halogen lamp. )101を用いて、照明光学系102〜104によって検出領域4の光軸2001から最も離れてMTFが最も低下する端部(周辺)に位置する照度を最も増大させて、効率の高い照明を実現することにある。 ) 101 using, the most increase the illuminance on the edge portion to decrease the MTF is the most farthest from the optical axis 2001 of the detection area 4 (near) by the illumination optical system 102 to 104, realizing a high-efficiency lighting It is to.

【0058】即ち、本発明は、具体的には、照明光源1 [0058] Namely, the present invention specifically, the illumination light source 1
01および照明光学系102〜104によりガウス分布の照度を有するスリット状のビーム光束1007で被検査対象基板1の照射領域3に照射する際、検出領域4の周辺部での照度が最大になるように照明光学系102〜 The 01 and illumination optical system 102 to 104 when irradiating the irradiation region 3 of the object substrate 1 with a slit-shaped beam bundle 1007 having an illuminance of the Gaussian distribution, so that the illuminance at the periphery of the detection area 4 is maximized the illumination optical system 102 to
104を調整(制御)して照明の幅を決定する。 104 adjustment (control) to determine the width of the illumination. ここで、スリット状のビーム光束1007の照度がガウス分布の場合、図37に示すように次に示す(数6)式になるので、照明領域の最外周で照度が最大になるのは、次に示す(数7)式のときとなる。 Here, when the illuminance of the slit-shaped light beam flux 1007 is a Gaussian distribution, since the following equation (6) as shown in FIG. 37, the illuminance is maximized at the outermost periphery of the illumination area, the following a time to indicate the (number 7).

【0059】 [0059]

【数6】 [6]

【0060】 [0060]

【数7】 [Equation 7]

【0061】この場合、TDIイメージセンサ205 [0061] In this case, TDI image sensor 205
a、206aの受光面が対応する検出領域4のx軸方向の最外周(端部)での照度f(x0)は、中心部f(0)の約60.7%で最大となる。 a, a light receiving surface of 206a illuminance f (x0) at the outermost periphery of the x-axis direction of the corresponding detection region 4 (end) is maximized at about 60.7% of the center f (0). 即ち、(数7)式において、x0=σ(σ=1で、x0=1)のとき、最大値f That is, in equation (7), (in σ = 1, x0 = 1) x0 = σ when the maximum value f
(x0)=0.607f(0)となる。 A (x0) = 0.607f (0). なお、上記(数6) It is to be noted that the (number 6)
式において、x0=0.8σ〜1.2σ(σ=1で、x In the formula, with x0 = 0.8σ~1.2σ (σ = 1, x
0=0.8〜1.2(ガウスビーム光束1007について照明光学系102〜104による±20%程度の整形誤差を許容する。))のとき、f(x0)=0.49f 0 = (allowing shaping error of about ± 20% due to the illumination optical system 102 to 104 for a Gaussian beam flux 1007.) 0.8 to 1.2) when, f (x0) = 0.49f
(0)〜0.73f(0)となる。 To become (0) ~0.73f (0). また、上記(数6)式において、0.8x0〜1.2x0=σ(σ=0.8〜 In the above (6) formula, 0.8x0~1.2x0 = σ (σ = 0.8~
1.2(ガウスビーム光束1007について照明光学系102〜104による±20%程度の整形誤差を許容する。)で、x0=1)のとき、f(x0)=0.46f 1.2 (allowing shaping error of about ± 20% due to the illumination optical system 102 to 104 for a Gaussian beam flux 1007.), X0 = 1) when, f (x0) = 0.46f
(0)〜0.71f(0)となる。 To become (0) ~0.71f (0). 従って、照明光学系10 Accordingly, the illumination optical system 10
2〜104によるガウスビーム光束1007のx0=σ 2~104 x0 = σ of the Gaussian beam light beam 1007 by
(σ=1で、x0=1)にする整形誤差として±20% (In σ = 1, x0 = 1) ± 20% as a shaping error to
程度許容すると、検出領域4において中心部(光軸20 When tolerable degree, center in the detection area 4 (the optical axis 20
01)の照度f(0)に対する周辺部(外周部)の照度f Peripheral portion with respect to the illuminance f (0) 01) illuminance f of (outer peripheral portion)
(x0)の比は、0.46〜0.73(f(x0)=0. The ratio of (x0) is, 0.46~0.73 (f (x0) = 0.
46f(0)〜0.73f(0))となる。 To become 46f (0) ~0.73f (0)). なお、照明光学系102〜104によるガウスビーム光束1007のx Incidentally, x Gaussian beam flux 1007 due to the illumination optical system 102 to 104
0=σ(σ=1で、x0=1)にする整形誤差として± 0 = sigma (in σ = 1, x0 = 1) ± a shaping error to
10%程度許容すると、検出領域4において中心部(光軸2001)の照度f(0)に対する周辺部(外周部)の照度f(x0)の比は、0.54〜0.67(f(x0) Allowing about 10%, the ratio of the center portion in the detection region 4 periphery with respect to the illuminance f (0) of the (optical axis 2001) (outer periphery) of the illuminance f (x0) is, from .54 to .67 (f ( x0)
=0.54f(0)〜0.67f(0))となる。 = Become 0.54f (0) ~0.67f (0)).

【0062】いずれにしても、検出領域4において中心部(光軸2001)の照度f(0)に対する周辺部(外周部)の照度f(x0)の比が、0.46〜0.73になるようにガウスビーム光束1007を照明光学系102 [0062] In any case, the ratio of the central portion in the detection region 4 periphery with respect to the illuminance f (0) of the (optical axis 2001) (outer periphery) of the illuminance f (x0) is a 0.46 to 0.73 Gaussian beam flux 1007 an illumination optical system 102 so as to
〜104によって整形することによって、照明光源10 By shaping the -104, the illumination light source 10
1から出射されるビームを有効に活用して検出領域4の周辺部における照度を最大に近づけることが可能となる。 It is possible to approach the maximum illuminance in the peripheral portion of the detection area 4 by effectively utilizing the beam emitted from the 1. 図39に示すグラフには、照明光源101から出射される照度の総和である光量を変えずに、x軸方向の照明の幅、即ち標準偏差σを変えたときの検出領域4のx The graph shown in FIG. 39, without changing the amount of light is the sum of the illuminance emitted from the illumination light source 101, x-axis direction of the illumination width, i.e. the detection region 4 when changing the standard deviation sigma x
軸方向の外周部(x0=1)での照度(単位面積当たりの光量)f(x0=1)の変化を示した。 It shows the change of the illuminance (light intensity per unit area) f (x0 = 1) at the outer peripheral portion of the axial (x0 = 1).

【0063】また、図40に示すグラフには、照明光源101から出射される照度の総和である光量を変えずに、照明の幅、即ち標準偏差σをσ=0.5、σ=1、 [0063] Further, in the graph shown in FIG. 40, without changing the amount of light is the sum of the illuminance emitted from the illumination light source 101, an illumination width, i.e. the standard deviation σ σ = 0.5, σ = 1,
σ=2と変えたときの検出領域4のx軸方向の座標x0 sigma = 2 the x-axis direction of the coordinate of the detection area 4 when changing x0
における照度(単位面積当たりの光量)f(x0)の変化を示した。 It shows the change of the illuminance (light intensity per unit area) f (x0) in. これら図39および図40からも明らかなように、検出領域4のx軸方向の外周部(x0=1)における照度をほぼ最大にするためには、照明光学系102 As is apparent from FIGS. 39 and 40, in order to substantially maximize illuminance at the outer peripheral portion of the x-axis direction of the detection region 4 (x0 = 1), the illumination optical system 102
〜104によるガウス分布に基づくx軸方向の照明の幅をほぼσ=1(標準偏差σ=x0)になるように照明すればよいことになる。 -104 it is sufficient illumination to be substantially sigma = 1 the width of the x-axis direction illumination based on the Gaussian distribution (standard deviation sigma = x0) by. 即ち、図37に示すように、検出領域4の光軸である中心からx軸方向の外周部までの長さをx0としたとき、照明光学系102〜104によりほぼ標準偏差σ=x0(検出領域4の光軸である中心からx軸方向の外周部までの長さ)となるガウス分布の照度を有するスリット状のビーム光束1007に整形して被検査対象基板1に対して照明領域3(Lx、Lyは照度fがf(0)の0.2以上の領域を示す。)として照明すればよいことになる。 That is, as shown in FIG. 37, when the center is the optical axis of the detection area 4 was x0 up to a length of the outer peripheral portion of the x-axis direction, substantially standard deviation sigma = x0 (detected by the illumination optical system 102 to 104 illumination region 3 with respect to object substrate 1 is shaped like a slit beam light beam 1007 having an illuminance of the Gaussian distribution as the length) from the center is the optical axis to the outer peripheral portion of the x-axis direction of a region 4 ( Lx, Ly is it is sufficient illumination as.) showing 0.2 or more regions of the illumination f is f (0). なお、実際は、検出器205, In practice, the detector 205,
206として、TDIイメージセンサや2次元リニアイメージセンサを用いる場合、光軸2001から最も離れてMTFが最も低下する画素は、検出領域4の角部(T As 206, the case of using a TDI image sensor or a two-dimensional linear image sensor, the pixel to decrease the MTF is the most farthest from the optical axis 2001, the corners of the detection region 4 (T
DIイメージセンサの場合図38に示す角部に位置する画素205ac、206acが対応する。 DI pixels located at the corner portion shown in Figure 38 when the image sensor 205ac, 206ac correspond. )に位置するものとなるため、上記x0として、√((H/2)2+ Since it becomes located), as the x0, √ ((H / 2) 2+
(W/2)2)にすることが望まれる。 (W / 2) be in 2) is desired. Wを無視することができれば、x0=(H/2)となる。 If it is possible to ignore the W, the x0 = (H / 2). HおよびW H and W
は、被検査対象基板上における検出領域4のx軸方向の幅(長さ)およびy軸方向の幅を示す。 Indicates the width of the detection region 4 in the x-axis direction of the width (length) and y-axis direction of the inspection target board. TDIイメージセンサや2次元リニアイメージセンサにおける受光領域(撮像領域)におけるx軸方向の幅は(H×M)、y軸方向の幅は(W×M)で示されることになる。 TDI image sensor and the light receiving region in the two-dimensional linear image sensor width in the x-axis direction in the (imaging area) (H × M), the width of the y-axis direction will be represented by (W × M). なお、M In addition, M
は、結像光学系201〜204による結像倍率を示す。 Indicates an imaging magnification of the imaging optical system 201 to 204.

【0064】以上説明したように、検出領域4のx軸方向の外周部(TDIイメージセンサや2次元リニアイメージセンサを用いる場合、光軸2001から最も離れた画素)をx0(=√((H/2)2+(W/2)2)または(H/2))としたとき、照明光学系102〜10 [0064] As described above, (the case of using a TDI image sensor or a two-dimensional linear image sensor, farthest pixels from the optical axis 2001) the outer peripheral portion of the x-axis direction of the detection region 4 x0 (= √ ((H / 2) 2+ (W / 2) 2) or (H / 2)) and the time, the illumination optical system 102 to 10
4によりほぼσ=x0となるガウス分布の照度を有するスリット状のビーム光束1007に整形して被検査対象基板1に対して照明領域3(Lx、Lyは照度fがf 4 illumination region 3 with respect to object substrate 1 is shaped like a slit beam light beam 1007 having an illuminance of the Gaussian distribution which is a substantially sigma = x0 by (Lx, Ly illuminance f is f
(0)の0.2以上の領域を示す。 It indicates 0.2 or more areas of (0). )として照明することによって、パワーの大きな特殊な照明光源を用いることなく、安価な通常の照明光源(半導体レーザ、アルゴンレーザ、YAG−SHGレーザ、エキシマレーザ等のレーザ光源、キセノンランプ、水銀ランプ等の放電管、ハロゲンランプ等のフィラメント光源等からなる。)10 By illuminating a), without using a large special illumination light source power, inexpensive normal illumination light source (semiconductor laser, argon laser, YAG-SHG laser, a laser light source such as an excimer laser, a xenon lamp, a mercury lamp, etc. discharge tube, consisting of a filament light source such as a halogen lamp.) 10
1を用いて、効率の良い照明を実現でき、その結果、検出光学系201〜204によってMTFが最も低下する検出器205、206の周辺部における画素によって受光する微小な異物等の欠陥からの散乱光あるいは回折光強度を強くすることができ、0.1〜0.5μm程度の微小異物は固より0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で(高スループットで)検出することができる。 With 1, efficient illuminate realized, so that scattering from defects such as minute foreign object that receives the pixel in the peripheral portion of the detector 205, 206 MTF by the detection optical system 201 to 204 is most reduced light or diffracted light intensity can be made stronger, also defects of minute foreign matter such as 0.1μm about the following very small foreign matter from the solid of about 0.1 to 0.5 [mu] m, with high sensitivity, and high-speed ( in high throughput) can be detected. なお、検出領域4の特にx Incidentally, in particular x of the detection area 4
軸方向の中央部と周辺部との間において照度が(f(x Illuminance between the central portion and the peripheral portion in the axial direction (f (x
0)=0.46f(0)〜0.73f(0))の関係のように異なっていても、画像処理部400において、被検査対象物1をy軸方向に移動させてTDIイメージセンサ等の検出器205,206から検出される検出領域におけるx軸方向の同じ画素列から得られる画像信号同志が比較されることになるので、中央部と周辺部との間における照度の相違の影響はほとんどないことになる。 0) = 0.46f (0) ~0.73f (0)) be different as the relationship, in the image processing unit 400, TDI image sensor or the like by moving the inspection object 1 in the y-axis direction since the image signal comrades obtained from the same pixel column in the x-axis direction in the detection area detected from the detector 205 and 206 are compared that, the influence of the difference in illuminance between the central portion and the peripheral portion It will be almost no. そして、画像処理部400において、被検査対象物1をy軸方向に移動させてTDIイメージセンサ等の検出器20 Then, the image processing unit 400, a TDI image sensor or the like by moving the inspection object 1 in the y-axis direction detector 20
5,206から検出される画像信号を元に、同じ回路パターンで繰り返されるチップ毎あるいはセル毎同志の差画像信号を抽出し、この抽出された差画像信号を所望の判定基準で判定することによって、異物等の欠陥を検出して検査することができる。 Based on an image signal detected from 5,206, to extract the difference image signal of the chip or each cell every comrades are repeated in the same circuit pattern, by determining the extracted differential image signal at a desired criterion it can be tested by detecting the defect such as a foreign material.

【0065】ここで、重要なことは、検出領域4の周辺部での照度(光量)をほぼ最大にすることであって、そのための手段は、上記実施の形態では、照明光学系10 [0065] Here, it is important, be to near maximum illuminance (light quantity) at the periphery of the detection area 4, it means therefor, in the above embodiment, the illumination optical system 10
2〜104で照明の幅を変えているが、他の手段、たとえば、照明光学系102〜104によって照明の2次光源の形状を変える、あるいは、2次光源を形成するフーリエ変換の位置での大きさを変える等の手段であっても良い。 While changing the width of the illumination at 2-104, other means, for example, changing the shape of the secondary light sources of the illumination by the illumination optical system 102 to 104, or, at the location of the Fourier transform to form a secondary light source and it means such as changing the size or. また、照明光源101としてDUV(遠紫外線: Also, as the illumination light source 101 DUV (deep ultraviolet:
Deep Ultra−violet)レーザ光源を使用するため、イメージセンサ205,206としてDU Deep Ultra-violet) for using a laser light source, DU as an image sensor 205, 206
Vに対して感度のあるものを用いる必要がある。 It is necessary to use some of the sensitivity to V. しかし、イメージセンサ205、206として、図41 However, as the image sensor 205 and 206, FIG. 41
(a)に示す表面照射型TDIイメージセンサを用いると、入射光がカバーガラス805を透過し、金属膜80 When using the surface-illuminated TDI image sensor (a), the incident light is transmitted through the cover glass 805, the metal film 80
2の間のゲート801にある酸化膜(SiO2)803 Oxide film on the gate 801 between the 2 (SiO2) 803
を通過してSi基板804に形成されたCCDに入るため、短波長の入射光が減衰し400nm以下の波長に対して感度がほとんどなく、そのままではDUV光の検出はできない。 To enter the CCD formed on the Si substrate 804 through a little sensitive to the wavelength incident light attenuated following 400nm short wavelength can not detect the DUV light as it is. そこで、表面照射型イメージセンサでDU Therefore, DU surface illuminated image sensor
Vの感度を得るためには、ゲート801における酸化膜803を薄くして短波長の減衰を少なくする方法がある。 To obtain a sensitivity of V, there is a method to reduce the attenuation of short wavelength by reducing the oxide film 803 in the gate 801. 他の方法としては、カバーガラス805に有機薄膜コーティングを施し、DUV光が入射されるとそれに応じて可視光を発光するようにすることで、可視光にしか感度のないイメージセンサでDUV光を検出する方法がある。 Other methods include applying an organic thin film coated on the cover glass 805, that so as to emit visible light in response thereto when the DUV light is incident, a DUV light by the image sensor without the sensitivity only to visible light there is a method to detect.

【0066】これに対し、イメージセンサ205、20 [0066] On the other hand, the image sensor 205,20
6として、図41(b)に示す如く、Si基板804の厚さを薄くし、この薄くした裏側から光を入射するように構成した裏面照射型TDIイメージセンサを用いて、 As 6, as shown in FIG. 41 (b), the thickness of the Si substrate 804, using a back-illuminated TDI image sensor configured as light enters from the thinned back side,
ゲート構造のない裏側から光を入射することによって、 By incidence of light from the back side without the gate structure,
DVD量子効率を10%程度以上にして量子効率が高くダイナミックレンジが大きくとれ、400nm以下の波長にも感度を有するようにすることができる。 It made large high dynamic range quantum efficiency a DVD quantum efficiency about 10% or more, it is possible to have a sensitivity in a wavelength 400 nm. また、イメージセンサ205、206を、上記の如く、TDI In addition, the image sensor 205 and 206, as described above, TDI
(Time Delay Integration)にすることで、感度を大きくすることができる。 By the (Time Delay Integration), it is possible to increase the sensitivity. 以上説明したように、前記第4の実施の形態によれば、検出光学系201〜204における光軸2001から離れるに従ってMTFが低下するのに適合させてTDIイメージセンサ等の検出器205、206で検出する検出領域4の周辺部における照度を増大させて照明の効率向上を図ることによって安価なレーザ光源等を用いて、LSIウエハ等の被検査対象基板上の0.1〜0.5μm程度の微小異物は固より0.1μm程度以下の極微小な異物をも高感度で、且つ高スループットで検出することができる。 As described above, according to the fourth embodiment, the detector 205 and 206, such as a TDI image sensor adapted for MTF decreases as the distance from the optical axis 2001 in the detection optical system 201 to 204 using an inexpensive laser light source or the like by improving the efficiency of the illumination increases the illuminance in the peripheral portion of the detection area 4 to be detected, on the order 0.1~0.5μm on object substrate such as an LSI wafer minute foreign substance at high sensitivity to 0.1μm about following very small foreign matter from the solid, can be detected and at a high throughput. また、前記第4の実施の形態によれば、被検査対象基板から得られるエキシマレーザ光等のUVD(遠紫外)レーザ光に基づく光像をTDIイメージセンサで受光できるようにして0.1〜0.5μm程度の微小異物は固より0.1μm程度以下の極微小な異物をも検査することができる。 In addition, according to the fourth embodiment, 0.1 as a light image based on UVD (far ultraviolet) laser beam of the excimer laser beam or the like obtained from the object substrate can be received by the TDI image sensor 0.5μm about minute foreign substances can also inspect the 0.1μm about following very small foreign matter from the solid.

【0067】次に、本発明に係る上記第1〜第4の実施の形態に共通する画像処理部400の実施例について説明する。 Next, a description will be given of an embodiment of the image processing unit 400 which is common to the first to fourth embodiments of the present invention. 実際の被検査対象基板1であるLSI等のデバイスでは、欠陥にならないプロセスの微妙な違い、検出時のノイズ等により、検出器205、206から得られる検出信号にばらつきが乗ってくることになる。 In an actual device such as an LSI which is an object to be inspected substrate 1, so that the subtle differences in the process does not become defective, due to noise or the like at the time of detection, come variations riding detection signals obtained from the detector 205 and 206 . つまり、図27(a)に示すように、チップ71、72間の対応する画素、たとえば73、74の信号レベルは、同じにならず、ばらつきが生じる。 That is, as shown in FIG. 27 (a), the corresponding pixel, for example 73 and 74 the signal level of between chips 71 and 72, not the same, variations occur. 具体的には、図27 Specifically, FIG. 27
(b)に示すようなパターンの構造の違う場所(例えばメモリLSIの場合、メモリセル領域、周辺回路領域、 Structure of different places in the pattern as shown in (b) (for example, in the case of memory LSI, the memory cell region, the peripheral circuit region,
その他の領域など)75、76、77等によって検出信号のばらつきは異なることになる。 Variations in the other such region) detected signal by 75, 76, 77, etc. will be different. 結果的に、ばらつきの小さな部分では、より小さな信号変化を生じさせる小さな欠陥を検出できるのに対し、大きなばらつきの部分では、大きな信号変化を生じさせる大きな欠陥しか検出できない。 Consequently, the small portion of the variation, more contrast can detect small defects cause small signal change, the portion of the large dispersion, large defect can only detect cause large signal change. そこで、本発明に係る画像処理部400の特徴とするところは、チップ内の画素ごとに対応するチップ間でばらつき(標準偏差)を算出し、その値を閾値の設定に用いることにより、ばらつきの小さな領域は小さな閾値で、大きな領域は大きな閾値で異物等の欠陥の判定をして検査するようにしてた点にある。 Accordingly, it is an aspect of the image processing unit 400 according to the present invention calculates a variation (standard deviation) between chips corresponding to each pixel in the chip, by using that value to set the threshold value, the variation small area is a small threshold value, a large area is the point which has been so inspected by the determination of a defect such as a foreign particle in large threshold. これにより、 As a result,
ばらつきの小さい場所(例えばメモリLSIの場合メモリセル領域)での閾値を、ばらつきの大きな領域に影響されることなく小さくすることができ、その結果、0. The threshold for small variations location (for example, when a memory cell region of the memory LSI), can be reduced without being affected by the large area of ​​variation, as a result, zero.
1μm以下の微細な異物をも検出することが可能となる。 It is possible to detect the following minute foreign matter 1 [mu] m.

【0068】図28には、画像処理部400の第1の実施例を示す。 [0068] Figure 28 shows a first embodiment of the image processing unit 400. 画像処理部400の第1の実施例は、TD The first embodiment of the image processing unit 400, TD
Iイメージセンサ等から構成されるイメージセンサ20 Composed of I image sensor such as an image sensor 20
5、206から被検査対象基板1のy軸方向の移動に同期して得られる列画素ごとに蓄積された濃淡値で示される画像信号をAD変換するA/D変換部401、サンプリングのタイミングを取るスタートストップ指令回路4 A / D conversion unit 401 an image signal indicated by the stored gray values ​​for each column of pixels obtained in synchronism with the movement of the y-axis direction of the object substrate 1 from 5,206 to AD conversion, the timing of sampling start-stop command circuit 4 to take
16、データメモリ404、最大および最小のレベルの信号を除去する最大最小除去回路405、信号レベルs 16, the data memory 404, the maximum and minimum removal circuit 405 that removes the maximum and minimum levels of the signal, the signal level s
の2乗を算出する2乗算出回路406、信号レベルsを算出する算出回路407、個数カウント回路408、s Squaring detection circuit 406 calculates the square of the calculation circuit 407 for calculating the signal level s, number counting circuit 408, s
の2乗を積分する2乗和算出回路409、sを積分する和算出回路410、積分してnを求める計数回路41 Sum calculating circuit 410 for integrating the square sum calculating circuit 409, s integrating the square of the integral to determine the n counting circuit 41
1、正側閾値(上限判定基準)算出回路412、負側閾値(下限判定基準)算出回路413、データメモリ40 1, the positive threshold (upper limit criterion) calculating circuit 412, the negative side threshold value (lower limit criterion) calculating circuit 413, a data memory 40
4に一時記憶された検出信号を正側閾値算出回路412 The temporarily stored detection signal to the fourth positive side threshold calculation circuit 412
で算出されて設定された正側閾値と比較して異物等の欠陥を示す信号を出力する比較回路414、データメモリ404に一時記憶された検出信号を負側閾値算出回路4 In compared with the calculated and set positive threshold comparator circuit 414 for outputting a signal indicating a defect such as foreign matter, the data memory 404 the negative side threshold calculation circuit temporarily stored detection signal to the 4
13で算出されて設定された負側閾値と比較して異物等の欠陥を示す信号を出力する比較回路415、上記比較回路414および415から出力される異物等の欠陥を示す信号に対して被検査対象基板1に対して設定された座標系における位置座標を付加し、更に被検査対象基板1に関する情報も付けて検出結果を出力する出力手段4 Comparator circuit 415 for comparing the calculated and set negative threshold and outputs a signal indicating a defect such as foreign matter 13, the relative signal indicating a defect, such foreign matter that is output from the comparator circuit 414 and 415 adding the position coordinate in a coordinate system set with respect to the inspection target board 1, output means 4 also outputs the detection result with further information about the object substrate 1
17より構成される。 Composed of 17. なお、上記最大最小除去回路40 Note that the maximum and minimum removal circuit 40
5は、必ずしも必要としない。 5, it does not necessarily need. 上記最大最小除去回路4 The maximum and minimum removal circuit 4
05を用いない場合、しきい値のレベルの算出において検出される全ての画像データ(異物を示す画像データも含む。)を用いることになるので、しきい値のレベルを正確かつ安定に検出できる。 Without the 05, it means the use of all the image data detected in the calculation of the level of the threshold (image data showing a foreign matter including.), The threshold level can be accurately and stably detected . その反面、この作成したしきい値で、このしきい値を作成した領域の異物の検査を行なうことができなくなる。 On the other hand, in the created threshold, it can not be inspected for foreign matter area created this threshold. そこで、検査したい領域のしきい値は、被検査対象基板1内の別のチップ列の対応する領域で作成することが必要となる。 Therefore, the threshold of the region to be inspected, it is necessary to create in the corresponding region of another chip sequence object substrate 1. その結果、しきい値作成と異物の検査とを別ラインにする必要が生じて、スループットが多少多めにかかることになる。 As a result, it is necessary to an inspection threshold creation and foreign matter in a different line, the throughput is possible according to the slightly more. 特に、チップ数の少ない場合等では、複数のラインに亘る画像データを用いてしきい値を作成すると良い。 In particular, in such case low number of chips, it is preferable to create a threshold using the image data over a plurality of lines. この場合、スタートストップ指令手段416によりデータ取り込み位置を指定する。 In this case, to specify the data capture position by the start-stop instruction unit 416.

【0069】また、出力手段417には、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の全体を制御するCPUが備えられている。 [0069] Further, the output unit 417 is provided with a CPU for controlling the entire defect inspection apparatus such as a foreign particle in accordance with the present invention. そして、406〜411までは、チップ内の所定領域毎の背景信号のばらつきσを求めるためのものである。 Until the 406-411, it is intended for determining the variation σ of the background signal for each predetermined area of ​​the chip. そして、求められたチップ内の所定領域毎の背景信号のばらつきσを元に正側閾値算出回路412と負側閾値算出回路413によって、異物等の欠陥を示す信号を抽出するための正側と負側の閾値Th(H)、Th Then, the positive-side threshold calculation circuit 412 and the negative side threshold calculation circuit 413 based on the variation σ of the background signal for each predetermined area of ​​the chip obtained, and the positive side for extracting a signal indicating a defect such as a foreign material negative threshold Th (H), Th
(L)が設定されることになる。 (L) so that is set. これら406〜413までが、閾値設定回路424となる。 Until these 406-413 becomes the threshold setting circuit 424. 一方、データメモリ404は、閾値設定回路424によって閾値が設定されるまで、検出デジタル画像信号を一時記憶しておくためのものである。 On the other hand, the data memory 404, until the threshold is set by the threshold setting circuit 424 is for temporarily storing detection digital image signal. また、被検査対象基板1に対して設定された座標系における位置座標は、被検査対象基板1に設けられた基準マークを原点にして、測長器(図示せず) The position coordinate in a coordinate system set for the object substrate 1, and the origin the reference mark provided on the object to be inspected substrate 1, (not shown) the length measuring machine
によって測定されたステージの変位とTDIセンサ等の読み出し信号(走査信号)とに基づいて求められるものである。 Displacement and TDI sensor or the like read signal of the measured stage by those obtained based on (scanning signal) and. また、421は、ばらつき(標準偏差σ)を示す正側閾値Th(H)を例えば表示手段に表示して出力するための出力手段である。 Further, 421 is an output means for variations in display (standard deviation sigma) a positive side threshold value shown Th (H) for example on the display unit output. 該表示手段421を設けることによって、比較回路414および415から抽出される異物等の欠陥抽出出力を見ながら、閾値がチップ内の領域毎に適切であるか否か判定することが可能となる。 By providing the display unit 421 while viewing the defect extraction output of such foreign materials extracted from the comparator circuit 414 and 415, the threshold value it is possible to determine whether it is suitable for each area in the chip.

【0070】ここで、検出結果出力手段417は、CR [0070] In this case, the detection result output means 417, CR
T等のディスプレイに表示するもの、ハードコピーとして印刷するもの、ハードディスク、フロッピディスク、 Those to be displayed on the display of the T or the like, which prints a hard copy, a hard disk, floppy disk,
光磁気記録媒体、光記録媒体、LSIメモリ、LSIメモリカード等に記録するもの、他の検査装置または検査システムまたは製造プロセス装置や製造ラインを管理している管理システムに接続されているネットワークも含むものである。 Magneto-optical recording medium, optical recording medium, LSI memory, shall be recorded in the LSI such as a memory card, also the network that is connected to the management system that manages the other inspection apparatus or inspection system or manufacturing process equipment and production lines including is Dressings. しかも、出力手段417には、本発明に係る異物等の欠陥検査装置の全体を制御するCPUが備えられている。 Moreover, the output unit 417, and CPU is provided for controlling the entire defect inspection apparatus such as a foreign particle in accordance with the present invention. ここで、A/D変換器401は、TDI Here, A / D converter 401, TDI
センサ等の検出器205、206から出力される信号をデジタル信号で現される画素信号に変換するものである。 The signal output from the detector 205 and 206 of the sensor or the like and converts the pixel signals revealed by a digital signal. そして、A/D変換器401は、検出信号処理系4 Then, A / D converter 401, the detection signal processing system 4
00の中の同一基板内であってもあるいは、検出光学系200内のTDIセンサ等の検出器205、206の近くであってもよい。 00 be in the same substrate in or may also be a near detector 205 and 206, such as a TDI sensor in the optical system 200. 検出器205、206の近くにおく場合は、デジタル化されるため、電送時のノイズが減る効果がある一方、信号電送ケーブル数が増えるというデメリットもある。 When placing in the vicinity of the detector 205, 206 to be digitized, while the effect of electrical transmission time noise decreases, there is also a disadvantage that the number of signal electrical transmission cable increases.

【0071】ここで、閾値設定回路424で行う信号処理内容について図27を用いて説明する。 [0071] Here it will be described with reference to FIG. 27 for the signal processing content performed by the threshold setting circuit 424. 図27(a) Figure 27 (a)
には、ウエハ1上のチップ71、72等の配列例を示している。 To show an arrangement example of such chips 71 and 72 on the wafer 1. 多くのLSI製造では、これらチップは、同一のものを繰り返して製造する。 In many LSI manufacture, these chips are prepared by repeating the same thing. 時として、一回の露光で複数(2から4等)のチップを同時に製造する場合もある。 Sometimes, it may be simultaneously producing a chip of the plurality (2 to 4 or the like) in a single exposure. 従って、これらチップ間の同一位置では、同一のパターンが製作されている。 Therefore, in the same position between these chips, the same pattern is manufactured. 従って、これらのチップの対応位置の検出信号は、本来は同一である。 Therefore, the detection signal of the corresponding positions of these chips, originally the same. このチップ This chip
(f,g)の中の画素(i,j)の信号をs(i,j、f,g)とする。 (F, g) the signal of the pixel (i, j) in the to s (i, j, f, g). 上記のように、対応画素では、信号レベルは一致するはずである。 As described above, in the corresponding pixel should signal level match.

【0072】しかしながら、実際には、欠陥にならないプロセスの微妙な違い、検出時のノイズ等により、チップ間の対応する画素の検出信号sにばらつきが生じることになる。 [0072] However, in practice, a subtle difference of the process does not become defective, due to noise or the like at the time of detection, so that the variations in the detection signal s of the corresponding pixels between chips. しかも、チップ内においても、パターンの構造が違う場所で、ばらつきが異なることになる。 Moreover, even within the chip, at a location structure pattern are different, the variations are different. そこで、次に示す(数8)式に基づいて、チップの対応位置間の検出信号s((i,j、f、g)のばらつき(標準偏差σ(s、f、g))を求めて閾値Th(H)、Th(L)を設定することになる。 Th(H)=μ(s、f,g)+m1・σ(s(i,j、f,g)、f,g) Th(L)=μ(s、f,g)−m1・σ(s(i,j、f,g)、f,g) (数8) ここで、Th(H)は、正側の閾値算出回路412で算出されて設定される閾値、Th(L)は、負側の閾値算出回路413で算出されて設定される閾値である。μ Therefore, based on the following equation (8), seeking detection signal s between the corresponding position of the chip ((i, j, f, g) the variation of (standard deviation sigma (s, f, g)) threshold Th (H), will set the Th (L). Th (H) = μ (s, f, g) + m1 · σ (s (i, j, f, g), f, g) Th (L) = μ (s, f, g) -m1 · σ (s (i, j, f, g), f, g) (8) where, Th (H) is calculated positive threshold threshold set is calculated by the circuit 412, Th (L) is a threshold value set is calculated by the threshold calculation circuit 413 of the negative side .μ
(s、f、g)は、次に示す(数9)式に基づいて算出される信号sのf、gの値を変えた時の平均値である。 (S, f, g) is the mean value when f, changing the value of g the signal s which is calculated based on the following equation (9) below.

【0073】 μ(s、f,g)=Σs/n (数9) Σs(i,j、f、g)は、信号レベルsを算出する算出回路407とsを積分する積分回路410とによって算出され、nは個数カウント回路408と計数回路411 [0073] μ (s, f, g) = Σs / n (number 9) Σs (i, j, f, g) is by an integration circuit 410 that integrates the calculation circuit 407 and s to calculate a signal level s is calculated, the counting n is the number count circuit 408 circuit 411
とによって算出される。 It is calculated by the. σ(s、f,g)は、次に示す(数10)式に基づいて算出される信号sのf、gの値を変えた時の標準偏差を示す。 sigma (s, f, g) is the following (Equation 10) of the signal s which is calculated based on the formula f, shows the standard deviation when changing the value of g. m1は倍率(係数)である。 m1 is the magnification (coefficient). σ(s、f,g)=√(Σs 2 /n−Σs/n) (数10) Σs(i,j、f,g) 2は、信号レベルsの2乗を算出する回路406とsの2乗を積分する回路409とによって算出される。 σ (s, f, g) = √ (Σs 2 / n-Σs / n) ( number 10) Σs (i, j, f, g) 2 is a circuit 406 for calculating the square of the signal level s and s It is calculated by the circuit 409 for integrating the square of the. このように標準偏差σ(s、f,g)を数倍したところにしきい値を引く。 In this way the standard deviation σ (s, f, g) pulling the threshold was several times. 倍率m1は、通常6程度が良いと考えられる。 Magnification m1 is usually about 6 is considered to be good. これは、6σ以上の発生確率が、1×10の(−11)乗程度になるからである。 This probability of occurrence of more than 6σ is because becomes (-11) power of about 1 × 10. この確率は、たとえば、φ300mmのウエハ内を画素サイズ2×2ミクロンで検出した際の画像数が7×10の10乗で有るため、このしきい値を越える値(虚報)が統計的にウエハ全域で、1画素未満になることから求めたものである。 This probability, for example, since the number of images upon detection of the wafers φ300mm pixel size 2 × 2 microns is 10 square of 7 × 10, a value exceeding the threshold value (false alarm) is statistically wafer across, those obtained from the less than 1 pixel. もちろん、この値は、必ずしも6にする必要のあるものではなく、本発明の効果を発揮する上では、別の値であっても良いことは言うまでもない。 Of course, this value is not necessarily need to be 6, in order to exhibit the effect of the present invention is, of course may be a different value. 許容される虚報の数も1未満で有る必要は必ずしもないことからも別の倍率が選択される可能性はある。 The number of false information which is allowed necessary that there is less than 1 there is a possibility that another factor is selected from the fact that not necessarily.

【0074】図4には、画像処理部400の第2の実施例を示す。 [0074] Figure 4 shows a second embodiment of the image processing unit 400. 第1の実施例と相違する点は、データメモリ402によって1チップの画像信号を遅延させ、差分処理回路403においてチップ間の画像信号に差分Δs= Differs from the first embodiment, the data memory 402 delays the 1-chip image signal of the difference in image signal between chips in the difference processing circuit 403 Delta] s =
{s(i,j、f,g)−s(i,j、f+1,g)}を抽出をすることにある。 There {s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g)} to the extract. 従って、比較回路414、415 Therefore, the comparison circuit 414, 415
においては、この差分信号Δs={s(i,j、f,g) In this differential signal Δs = {s (i, j, f, g)
−s(i,j、f+1,g)}に対して次に示す(数1 -s (i, j, f + 1, g)} The following respect (number 1
1)式で示される上限閾値Th(H)と下限閾値Th 1) the upper threshold value Th of formula (H) and lower limit threshold value Th
(L)と比較されて異物等の欠陥を示す信号が抽出されることになる。 (L) are compared with the results in a signal indicating defects such as foreign matter is extracted. したがって、406〜413の閾値設定回路においては、次に示す(数11)式に基づいて上限閾値Th(H)、下限閾値Th(L)が設定されることになる。 Accordingly, in the threshold setting circuit 406 to 413, the following equation (11) the upper threshold Th (H) based on the equation, so that the lower limit threshold Th (L) is set.

【0075】 Th(H)=+m1・σ(s(i,j、f,g)−s(i,j、f+1,g)、f,g) Th(L)=−m1・σ(s(i,j、f,g)−s(i,j、f+1,g)、f,g) (数11) なお、この場合、隣接チップの差画像の標準偏差σ(Δ [0075] Th (H) = + m1 · σ (s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g), f, g) Th (L) = - m1 · σ (s ( i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g), f, g) (Equation 11) in this case, the standard deviation of the difference image of the adjacent chip sigma (delta
s、f,g)は、次に示す(数12)式に基いて算出される。 s, f, g) is calculated based on the following equation (12) below. ΣΔsは、信号レベルΔsを算出する算出回路40 ΣΔs is calculating circuit calculates a signal level Delta] s 40
7とΔsを積分する積分回路410とによって算出され、nは個数カウント回路408と計数回路411とによって算出される。 It is calculated by an integration circuit 410 for integrating the 7 and Delta] s, n is calculated by the number counting circuit 408 and counting circuit 411. ΣΔs 2は、信号レベルΔsの2乗を算出する2乗算出回路406とΔsの2乗を積分する2乗積分回路409とによって算出される。 [Sigma] [Delta] S 2 is calculated by the square integrating circuit 409 for integrating the squaring detection circuit 406 and the square of the Delta] s to calculate the square of the signal level Delta] s. σ(Δs、f,g)=√(ΣΔs 2 /n−ΣΔs/n) (数12) このように隣接チップの差画像Δsを用いることで、チップ内において検出画像信号に分布を有していても、標準偏差σが小さくなり、より高感度の異物等の欠陥検査が可能となる。 σ (Δs, f, g) = √ (ΣΔs 2 / n-ΣΔs / n) ( equation 12) By using the difference image Delta] s of such adjacent chips, it has a distribution in the detected image signal in the chip be the standard deviation σ is small, thereby enabling more defect inspection of the foreign substance such as a high sensitivity.

【0076】また、たとえば、ウエハ内で、中心から周囲に向かって段階的にプロセス条件が異なった場合、ウエハ面内の信号レベルは中心から周囲に向かって段階的に変化する。 [0076] Also, for example, in the wafer, when different stepwise process conditions toward the periphery from the center, the signal level of the wafer surface is changed stepwise from the center toward the periphery. この結果、(数8)式による閾値の算出では、ばらつき(標準偏差σ(s、f,g))が大きく算出されることになる。 As a result, in the calculation of the threshold by the equation (8), the variation (standard deviation sigma (s, f, g)) so that is calculated greatly. このような場合、隣接チップ間のみの信号差のばらつき(標準偏差σ(Δs、f,g))は、 In such a case, the variation of the signal difference only between adjacent chips (standard deviation σ (Δs, f, g)) is
実際には(数8)式ほど大きくなく、現実にはさらに小さなしきい値で検出可能である。 In practice, not as great as (number 8), a further detectable in small threshold in reality. そこで、(数11)式および(数12)式のように差分値Δsに基いて算出する事により、より低いレベルのしきい値を引くことを可能とするものである。 Therefore, it is intended to make it possible to draw that the lower levels of the threshold is calculated based on equation (11) and (Expression 12) the difference value as equation Delta] s. また、この手法の改善手法として、閾値を次に示す(数13)式で、算出しても良い。 Further, as a method of improving this technique, under the following equation (13) the threshold may be calculated. Th=m1・σ(|s(i,j、f,g)−s(i,j、f+1,g)|、f,g)(数13) ここで、|Δs|は、差分信号Δsの絶対値を意味する。 Th = m1 · σ (| s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g) |, f, g) (Equation 13) where, | Delta] s |, the differential signal Delta] s It refers to the absolute value.
この場合、図29および図30に示す差分処理回路を、 In this case, the difference processing circuit shown in FIGS. 29 and 30,
隣接チップの差画像の絶対値|Δs|を取る絶対値差分処理回路403'とすることになる。 Absolute value of the difference image between adjacent chips | Delta] s | will be a difference absolute value processing circuit 403 'to take. また、閾値算出回路423は、閾値の絶対値Thが算出されて設定されることになる。 Further, the threshold value calculation circuit 423, so that the absolute value Th threshold is set is calculated. また、比較回路414において、差分の絶対値と閾値Thとが比較されて異物等の欠陥の信号が抽出されることになる。 Further, the comparator circuit 414, so that the absolute value and the threshold value Th of the difference signal of a defect such as a foreign material is compared are extracted.

【0077】なお、この場合、隣接チップの差画像の標準偏差σ(|Δs|、f,g)は、次に示す(数14)式に基いて算出される。 [0077] In this case, the standard deviation of the difference image of the adjacent chip σ (| Δs |, f, g) is calculated based on the following equation (14) below. Σ|Δs|は、信号レベル|Δs Σ | Δs |, the signal level | Δs
|を算出する算出回路407と|Δs|を積分する積分回路410とによって算出される。 | Is calculated by an integration circuit 410 for integrating the | a calculating circuit 407 for calculating the | Delta] s. σ(|Δs|、f,g)=√(ΣΔs 2 /n−Σ|Δs|/n) (数14) ところで、図30に示す第4の実施例は、図29に示す第3の実施例に対して、メモリ位置コントローラ422 σ (| Δs |, f, g) = √ (ΣΔs 2 / n-Σ | Δs | / n) ( number 14) By the way, the fourth embodiment shown in FIG. 30, a third embodiment of shown in FIG. 29 For the example, memory location controller 422
を付加したものである。 It is obtained by adding a. このメモリ位置コントローラ4 This memory position controller 4
22は、検出信号sまたは差分信号Δsに対するウエハ上の座標を指定するものである。 22 is for specifying the coordinates on the wafer with respect to the detection signal s or the difference signal Delta] s. 即ち、標準偏差σを求めるチップ間の画素をウエハ上の座標を基に任意に指定することができる。 That is, it is possible to arbitrarily specified pixels between chips of determining of the standard deviation σ based on the coordinates on the wafer. また、ウエハ上の座標を任意に指定することができることから、チップ間の着目画素の周辺同志から標準偏差σを求めることも可能となる。 Further, the coordinates on the wafer since it is possible to arbitrarily specify, it is possible to determine the standard deviation σ from the periphery comrades of the pixel of interest between the chips. 図29 Figure 29
に示す第3の実施例では、ウエハ上の位置座標は、信号数のカウント結果から算出されている。 In the third embodiment shown, the position coordinates on the wafer is calculated from the count result of the number of signals. この場合、標準偏差σを求めるチップが横一列に並んでいる場合はよいが、2列のチップの対応点から標準偏差を求めることができない。 In this case, chips of determining of the standard deviation σ is but good if are arranged in a row, it is impossible to determine the standard deviation from the corresponding points of two rows of chips.

【0078】そこで、第3の実施例のように、メモリ位置コントローラ422が、ステージコントローラ305 [0078] Therefore, as in the third embodiment, the memory position controller 422, stage controller 305
から得られるステージ座標系等の信号から、流れてきている検出信号sまたは差分信号Δsの位置座標を算出し、その算出された結果を、メモリ機能を有する2乗和算出回路409、和算出回路410、および計数回路4 From the signal of the stage coordinate system such as that obtained from, it calculates the position coordinates of the detected signal s or the difference signals Δs and flowed, the results thereof are calculated, square sum calculation circuit 409, a sum calculation circuit having a memory function 410, and counting circuits 4
11に提供することにより、信号の格納先、つまり検出信号の座標上に格納する。 By providing a 11 to store the signal of the storage destination, i.e. on the coordinates of the detected signal. この構成により、ウエハ周辺で、一列でチップ数が少ない場合にも標準偏差算出のサンプル数を増やすことができ、閾値算出回路423において安定した閾値算出が可能となる。 With this configuration, in the peripheral wafer, it is possible to increase the number of samples also standard deviation calculated when a small number of chips in a row, a stable threshold calculation can be performed in the threshold value calculation circuit 423.

【0079】以上説明したように、差分処理回路403 [0079] As described above, the difference processing circuit 403
において差分の絶対値にすれば、符号を持たないため、 Because if the absolute value of the difference, having no reference numerals in,
メモリ404などの容量を低減できる効果がある。 There is an effect of reducing the capacity of such a memory 404. また、絶対値を算出した結果から、算出された標準偏差σ Further, from the result of calculating the absolute value, the standard deviation σ calculated
は差分値からの算出結果より小さく算出され、発生確率を1×10の(−11)乗にするためには、すなわち正規分布上で6σにするためには、約1.66倍大きな倍率である約10倍する必要がある。 Is smaller calculated from the calculation result from the difference value, to the probability to 1 × 10 in (-11) squared, that in order to 6σ on the normal distribution is about 1.66 times greater magnification it is necessary to multiply there about 10. σが差分値からの算出より0.6倍に小さく算出されると考えても良い。 σ may be considered to be small calculated 0.6 times than the calculation of the difference value. またこの手法では、信号レベルsに対する閾値が残らないため、プロセス管理、不良解析上問題になる。 In this technique, since the threshold value for the signal level s not left, the process management becomes failure analysis problems. そこで、 there,
図29および図30に示すようにチップ内の位置(i, Position in the chip as shown in FIG. 29 and FIG. 30 (i,
j)の閾値のレベルをしきい値マップとして算出する回路を有する。 Having a circuit for calculating the level of the threshold of j) as a threshold map. この回路において、しきい値マップは、閾値算出回路423おいて(数14)式に基いて得られる標準偏差σ×m1(倍率)、および平均値算出回路42 In this circuit, the threshold map threshold calculating circuit 423 Oite (number 14) × sigma standard deviation obtained based on the equation m1 (magnification), and the average value calculating circuit 42
5において算出される差分信号の絶対値の平均値Σ|Δ The average value of the absolute value of the difference signal calculated at 5 sigma | delta
s|/nを用い、検出画像信号sまたは差分信号Δsに対する閾値算出回路418によりこれらの値の和((m s | / n using the sum of these values ​​by the threshold calculation circuit 418 for detecting the image signal s or the difference signal Delta] s ((m
1×σ)+Σ|Δs|/n)を求めることで算出される。 Is calculated by / n) to determine the | 1 × σ) + Σ | Δs. この結果は、ステージ301,302およびセンサ205,206の位置から算出される位置データ(i, As a result, the position data (i calculated from the position of the stage 301, 302 and sensors 205 and 206,
j)に応じて、チップ全域の各画素(i,j)に対応するメモリを持つ閾値マップ格納手段419内に格納され、閾値マップ出力手段(表示手段等)421によりユーザの必要に応じて表示などして出力される。 Depending on j), each pixel of chips throughout (i, stored in the threshold map storage means 419 having a memory corresponding to j), the threshold value map output unit (display unit, etc.) 421 according to the needs of the user by the display It is output by, for example. また、表示手段421において、比較回路414から抽出される異物等の欠陥出力と閾値マップとを表示して閾値が適切であるかどうかを判定することができる。 In the display unit 421 can be a threshold to display the defect output and threshold map, such foreign matter is extracted from the comparison circuit 414 to determine whether the appropriate. また、閾値マップの情報を出力手段417に提供することによって、 Further, by providing information threshold mapped to output means 417,
比較回路414から抽出される異物等の欠陥出力と閾値マップとを出力することが可能となる。 It is possible to output the defect output and threshold map, such foreign matter is extracted from the comparison circuit 414.

【0080】この閾値レベルは、下地の状況に関連しているため、たとえば下地が、繰り返しパターンなのか、 [0080] The threshold level, because they relate to the situation of the foundation, for example, the base is, or repeated patterns of,
面あれのひどいエリアなのか、膜厚の薄いエリアなのか、パターン寸法の小さいエリアなのかと言った情報と対応する。 Surface or any terrible area of ​​the, or a small thickness area of ​​the corresponding information to said whether a small area of ​​the pattern dimension. 従って、検出した異物が、どのレベルの閾値に対して検出されたかを分析することは重要である。 Therefore, the detected foreign matter, it is important to analyze what has been detected for any level of the threshold. 従って、たとえば、検出異物データとして、異物信号レベルに付加する形で、その異物があった位置の閾値を表示手段421に表示するなどして出力することは意味のあることである。 Thus, for example, as detected foreign object data in a form to be added to the foreign material signal level, it would be of meaningful output, such as by displaying the threshold position where there is the foreign object on the display unit 421. このためには、ここで算出された閾値マップが必要となる。 For this purpose, it is necessary threshold map that is calculated here.

【0081】ちなみに、異物の信号レベルsは、(差分値+閾値)ではなく、差分値Δsがこれに当たると考えられる。 [0081] By the way, the signal level s of foreign matter, (the difference value + threshold), rather than the difference value Δs is considered to fall under this category.

【0082】また、異物が検出された位置の下地データとしては、上記の閾値のレベルだけでなく、あらかじめ、設計データから求められた、たとえば、チップ内の領域(メモリエリア、論理回路エリア、電源供給エリア、配線の無いエリア等)の情報で有っても良い。 [0082] As the base data of the foreign matter is detected positions, not only the level of the threshold, in advance, obtained from the design data, for example, the region of the chip (memory areas, the logic circuit area, power supply supply area, may be there in the information of no area, and the like) of the wiring. このためには、設計データから算出されたチップ内のエリアマップを作成し、このチップ内の座標から閾値データのように異物表示時にコード化してあるいは、言葉として表示などして出力しても良い。 To do this, create a map to within the chip that is calculated from design data or encoding when foreign materials displayed as threshold data from the coordinates in the chip, may be output to a display as a word. また、上記いずれもの下地データは、下地データごとの異物マップ、下地データごとの異物数という形で、表示などして出力しても良い。 The base data of any of the above, the foreign matter maps for each base data, in the form of the number of foreign matters each base data, may be output to a display. 以上、本発明の基本思想は、信号のばらつきの大きさを求め、この求められた信号のばらつきの大きさに応じてしきい値を決定するものであり、あらかじめ、数チップのデータを取り込んで、その値からチップ内の各画素ごとに閾値設定回路424で閾値を算出してもよい。 Above, the basic idea of ​​the present invention determines the magnitude of variation of the signal, which determines the threshold according to the magnitude of variation in the obtained signal, in advance, fetches the number chips of data it may calculate the threshold by the threshold value setting circuit 424 for each pixel in the chip from that value.
この際この算出は、同一品種のLSIの同一工程であらかじめ算出し、その結果を、検査時に閾値設定回路42 In this case the calculation is previously calculated LSI of the same process of the same kind, the result, the threshold setting circuit during the inspection 42
4内の閾値メモリに読み込んで、比較回路414、41 Loading the threshold memory in the 4, comparison circuit 414,41
5において順次入ってくる信号レベルと比較する構成であっても良い。 It may be configured to compare successively the incoming signal level at 5. また、このしきい値算出用のデータを、 In addition, the data for this threshold value calculation,
ロット(13枚から25枚のウエハ)ごとに1回算出しても良いし、ウエハごとに算出しても良い。 May be calculated once per lot (25 wafers from 13 sheets), it may be calculated for each wafer.

【0083】なお、本発明では、上記に説明したようにしきい値レベルが下地の状態で変わるため、しきい値レベルは下地の状態を示していることになる。 [0083] In the present invention, a threshold level as described above for changes in the state of the underlying, threshold levels would indicate the status of the underlying. つまり、出力手段417であるCPUは、異物等の欠陥を示す信号を、しきい値マップ格納手段419から得られるしきい値レベルで分類すると、異物等の欠陥がどのような下地上に付着・存在していたかを知ることができる。 That is, an output unit 417 CPU a signal indicating a defect such as a foreign particle, when classified by the threshold levels obtained from the threshold map storage unit 419, deposited on what underlying defects such as foreign matter, it is possible to know whether or not exist. この下地の状態とは、例えばパターンがない領域、セル部の領域、周辺パターン部等の分類ができることになる。 The underlying condition is, for example there is no pattern area, the area of ​​the cell portion, so that it is classified, such as peripheral pattern portion. また、出力手段417であるCPUに対して、CADシステム等から、ネットワークや記憶媒体等で構成された入力手段426を用いて入力されたCAD情報に基いて得られる図1あるいは図2に示したようなチップ内の領域データを用いれば、さらに直接的に、異物等の欠陥が存在した下地の状態を知ることができる。 Further, the output unit 417 a is CPU, shown from the CAD system or the like, in FIG. 1 or FIG. 2 obtained on the basis of the CAD information input by using the input means 426 composed of a network or a storage medium using the region data in the chip as, further directly, it is possible to know the state of the underlying defects such as foreign matter exists. ここで、領域データを使わずに、上記の下地の信号レベル(しきい値レベル)から下地の状態を類推する手法は、事前に、チップ内の領域を設定しなくても良いという効果がある。 Here, without using the region data, a technique of inferring the state of the underlying from the underlying signal level (threshold level), in advance, there is an effect that it is unnecessary to set the area of ​​the chip . この場合、CPU417は、一度、チップ全域のしきい値レベルをしきい値マップ格納手段419に格納されたしきい値マップより求め、そのしきい値レベルの大小から、下地のレベルを領域(例えばセル部等)として分類することができる。 In this case, CPU 417 is once determined the threshold map the threshold level stored in the threshold map storage unit 419 of the chip throughout the magnitude of the threshold level, the level of the background area (e.g. it can be classified as a cell unit, etc.). ここで、このしきい値レベルからの領域判定は、隣接チップ間の差分Δsを用いた場合でも、信号レベルそのものから算出した場合でも可能である。 Here, the region determining from the threshold level, even when a difference Δs between adjacent chips is possible even when calculated from the signal level itself. このように、CPU417は、下地状態を知った上で、例えば、セル部上の異物あるいは欠陥のみを検出し、出力し、管理することができる。 Thus, CPU 417 may, after knowing the underlying condition, for example, to detect only the foreign matter or defect on the cell unit, and the output can be managed.

【0084】次に、演算処理回路400の第5の実施例について、図31を用いて説明する。 [0084] Next, a fifth embodiment of the arithmetic processing circuit 400 will be described with reference to FIG. 31. 即ち、第5の実施例は、隣接チップのデータ(検出信号s)の差分値Δs That is, the fifth embodiment, the difference value data of the adjacent chip (the detection signal s) Delta] s
を算出した後、対象画素の周囲のデータのばらつき(標準偏差σ(Δs、f,g))を求めるものである。 After calculating the, and requests a variation of the data surrounding the target pixel (standard deviation σ (Δs, f, g)). この第5の実施例は、遅延メモリ425、426、およびウインドウ切り出し回路427により構成され、いわゆるパイプライン処理系を用いて構成される。 The fifth embodiment is constituted by a delay memory 425 and 426, and window cutting circuit 427 constructed of a so-called pipeline processing system. 406〜41 406-41
3によりウインドウの中央の値(Δs(i,j、f、 Center value of the window by 3 (Δs (i, j, f,
g))を除いた周辺画素の値(Δs(i+1,j+1、 The value of the peripheral pixels excluding g)) (Δs (i + 1, j + 1,
f、g)、Δs(i+1,j、f、g)、Δs(i+ f, g), Δs (i + 1, j, f, g), Δs (i +
1,j−1、f、g)、Δs(i,j−1、f、g)、 1, j-1, f, g), Δs (i, j-1, f, g),
Δs(i−1,j−1、f、g)、Δs(i−1,j、 Δs (i-1, j-1, f, g), Δs (i-1, j,
f、g)、Δs(i−1,j+1、f、g)、Δs f, g), Δs (i-1, j + 1, f, g), Δs
(i,j+1、f、g))により次に示す(数15)式に基いてばらつきσ(Δs、f,g)を算出し、この算出されたσを基に閾値Th(H)、Th(L)を算出して設定する。 (I, j + 1, f, g)) based on the in the following equation (15) the variation σ by (calculated Delta] s, f, g) the threshold Th (H) on the basis of σ this is calculated, Th calculated and set the (L).

【0085】 σ(Δs、f,g)=√(ΣΔs 2 /8−ΣΔs/8) (数15) そして、比較手段414、415において、設定された閾値Th(H)、Th(L)と先のウインドウの中央の値(Δs(i,j、f、g))と比較することにより異物等の欠陥を抽出する。 [0085] σ (Δs, f, g) = √ (ΣΔs 2/8-ΣΔs / 8) ( number 15) and, in the comparing means 414, set threshold Th (H), and Th (L) previous center value of the window (Δs (i, j, f, g)) by comparing the extracted defect such as a foreign material. ここでのウインドウサイズは、 Window size here,
必ずしも図示したような3×3である必要はなく、4× Need not necessarily be 3 × 3 as shown, 4 ×
4、5×5、7×7等他の大きさであってもよく、あるいは複数のウインドウサイズに対して算出するように構成してもよい。 It may be 4,5 × 5,7 × 7 like other size, or may be configured to calculate for the plurality of window size. また、被検査対象は中央の値である必要はなく、ウインドウ内のいずれか、あるいは複数の画素の平均、和等と比較してもよい。 Further, the object to be inspected does not have to be a central value, or in the window, or the average of a plurality of pixels, it may be compared to the sum or the like. ウインドウサイズは、 Window size,
検出すべき異物サイズ、あるいは背景パターンのパターン形状に応じて決定されるべきものである。 Foreign object size to be detected, or is to be determined according to the pattern of the background pattern.

【0086】次に、演算処理部400の絶対感度の閾値を設けた場合の第6の実施例について説明する。 Next, a description will be given of a sixth embodiment example of a case in which the threshold value of the absolute sensitivity of the arithmetic processing unit 400. 上記(数13)式に基いて絶対感度の閾値をもうけることにより、LSI製造工程での異物あるいは欠陥の管理サイズを、工程間で同一にできる。 By providing the threshold of the absolute sensitivity based on the equation (13), a management size of the foreign matter or defects in the LSI manufacturing process, can be the same between steps. 検出信号処理回路400 Detection signal processing circuit 400
で検出された検出結果(異物の座標、信号レベル(差分レベル))の内、CPU417において、信号レベル(差分値ssが望ましい)に対して、いずれのレベルなのかを補正する。 In of the detected detection result (foreign object coordinates, the signal level (differential level)), the CPU 417, to the signal level (difference value ss is desired), to correct any of the levels are. 具体的には、検査時の、レーザパワーPl、NDフィルターの値ND(%)、偏光板の有無k Specifically, at the time of inspection, the laser power Pl, ND filter value ND (%), the presence or absence of the polarizer k
(有りの場合1,無しの場合10程度が望ましい)、下地の反射率rb、酸化膜の厚さによる補正係数k(t) (If there of 1, is preferably about 10 case without) the reflectivity of the underlying rb, the correction coefficient due to the thickness of the oxide film k (t)
として、以下の(数16)式により補正された信号レベルss'を用いると良い。 As a preferably used following corrected signal level ss by (number 16) '. 尚、レーザパワーは、照明位置で分布(いわゆるシェーディング)を持つためこの分布Pl(x)を用いるとさらによい。 The laser power is better using this distribution Pl (x) to have a distribution in the illumination position (the so-called shading). ss'=ss/(Pl・ND・k・rb・k(t)) (数16) この様にして算出された補正信号レベルss'を用い、 Using ss '= ss / (Pl · ND · k · rb · k (t)) (Equation 16) the correction signal level ss which is calculated in this way',
あらかじめ求めた信号レベルssと異物・欠陥サイズd Previously calculated signal level ss and foreign matter and defect size d
との対応関数df(ss)により、異物サイズdを表示手段421により表示することができる。 The corresponding function df (ss) with can be displayed by the display unit 421 a foreign object size d.

【0087】 d=df(ss') (数17) ここで、特に異物が小さい場合、Mie散乱の理論を用い、補正された信号レベルss'が、異物サイズdの− [0087] 'When (Expression 17) where, in particular foreign matter smaller, using the theory of Mie scattering, corrected signal level ss d = df (ss)' is a foreign object size d -
6乗に比例するという関係を用いても良い。 It may be using the relationship that is proportional to the sixth power.

【0088】次に、演算処理回路400において、微小異物はもとより、広がりをもった大きな異物についても高S/N比で欠陥判定する実施例について説明する。 Next, the arithmetic processing circuit 400, the fine foreign matter as well as also described defect determining Example with a high S / N ratio for a large foreign object having a spread. ところで、演算処理回路400の欠陥判定する比較回路4 Incidentally, the defect determining comparator circuit 4 of the arithmetic processing circuit 400
14、415では、必ずしも微小異物だけではなく、大きなあるいは数ミクロンの範囲に広がった薄膜状の異物を見逃しすることなく検出する必要がある。 In 14,415, not necessarily by a minute foreign object, it is necessary to detect without overlooked spread thin film of foreign material in the range of large or several microns. しかし、この大異物からは、必ずしも、検出信号レベルとしては大きくならないために、画素単位の検出信号では、S/N However, from this large foreign matter, not necessarily, in order to not become large as the detection signal level, the detection signal of the pixel unit, S / N
が低く、見逃しが生じることになる。 It is low, so that the miss occurs. そこで、1画素平均の検出信号レベルをSとし、平均のばらつきをσ/n Therefore, the detection signal level of one pixel average and S, variations in the average sigma / n
とすると、大異物の大きさに相当するn画素×n画素の単位で切出して畳み込み演算をすることによって、検出信号レベルはn 2 Sとなり、ばらつきはnσとなり、S When, by the excised convolution operation in units of n pixels × n pixels corresponding to the size of a large foreign object detection signal level n 2 S, and the variation nσ, and the S
/N比は、nS/σとなる。 / N ratio becomes nS / sigma. 他方、大異物について1画素単位で検出しようとすると、検出信号レベルはSとなり、ばらつきはσとなり、S/N比は、S/σとなる。 On the other hand, when trying to detect in units of pixels for large foreign matter detection signal level S, and the variation becomes sigma, S / N ratio becomes S / sigma.
従って、大異物の大きさに相当するn画素×n画素の単位で切出して畳み込み演算をすることによって、S/N Therefore, by setting the cut-out by convolution operation in units of n pixels × n pixels corresponding to the size of a large foreign matter, S / N
比は、n倍向上させることができる。 The ratio may be n times improved. 1画素単位程度の微小異物については、1画素単位で検出される検出信号レベルはSとなり、ばらつきはσとなり、S/N比は、 For one pixel unit about the fine foreign matter, the detection signal level S becomes detected by the unit of one pixel, variation becomes sigma, S / N ratio,
S/σとなる。 The S / σ. 仮に、1画素単位程度の微小異物についてn画素×n画素の単位で切出して畳み込み演算をすると、検出信号レベルはS/n 2となり、ばらつきはnσ Assuming that the convolution operation are cut out for one pixel unit about a minute foreign substance in units of n pixels × n pixels, the detection signal level S / n 2 becomes, the variation nσ
となり、S/N比は、S/nσとなる。 Next, S / N ratio becomes S / nσ. 従って、1画素単位程度の微小異物については、画素単位の信号そのままの方が、S/N比として向上が図れる。 Therefore, 1 for the pixel order of the fine foreign matter, towards the intact signal of the pixel units, thereby improving the S / N ratio.

【0089】以上説明したことから明らかなように、図52に示すように、画像メモリ404から得られる画像信号を、欠陥判定のための画素単位のサイズを変えた複数のオペレータ520(例えば、1画素単位のオペレータ521、3×3画素の単位で切出すオペレータ52 [0089] As apparent from the above description, as shown in FIG. 52, an image signal obtained from the image memory 404, a plurality of operators 520 with different sizes in units of pixels for defect determination (e.g., 1 the operator 52 is cut out in units of operators 521,3 × 3 pixels of the pixel unit
2、4×4画素の単位で切出すオペレータ523、5× Cutting operator 523,5 × in units of 2, 4 × 4 pixels
5画素の単位で切出すオペレータ524、n×n画素の単位で切出すオペレータ525等から構成される。 In units of five pixels cut out cut in units of the operator 524, n × n pixels composed of the operator 525 and the like. )の各々において切出し、切出された各オペレータにおいて畳み込み演算を施して1画素平均の検出信号レベルをS Cut in each), the detection signal level of one pixel average subjected to a convolution operation in each operator cut out S
としたとき、S、9S、16S、25S、n 2 Sのレベルの階調信号が中央の画素から出力されることになる。 When a, becomes S, 9S, 16S, 25S, that level gray scale signal of the n 2 S is outputted from the central pixel.
他方、掛け算回路541、542,543、544の各々は、閾値設定回路424の閾値回路423から得られるしきい値(m1・σ)を、3倍、4倍、5倍、n倍する。 On the other hand, each of the multiplication circuits 541-544 includes a threshold obtained from the threshold circuit 423 threshold setting circuit 424 (m1 · σ), 3, 4, 5, and n times. この近似的しきい値係数3、4、5、nは、中心極限定理より推定される。 The approximate threshold factor 3, 4, 5, n is estimated from the central limit theorem. そして、比較回路414'を構成する比較回路531、532、533、534、53 The comparison circuit constituting the comparator circuit 414 '531,532,533,534,53
5の各々において、各オペレータにおいて畳み込み演算が施された階調信号と、しきい値(m1・σ)に対して3倍、4倍、5倍、n倍されたしきい値と比較されて欠陥判定が行なわれ、異物を示す信号が出力されることになる。 In each of the 5, and the gradation signal calculation is performed convolution at each operator, 3 times the threshold (m1 · σ), 4-fold, 5-fold, compared with the n-times threshold defect determination is performed, so that the signal indicating a foreign object is output. 即ち、1画素単位程度の微小異物については比較回路531から、3×3画素単位程度の大きさの異物については比較回路532から、4×4画素単位程度の大きさの異物については比較回路533から、5×5画素単位程度の大きさの異物については比較回路534から、n×n画素単位程度の大きさの異物については比較回路535から検出されることになる。 That is, 1 from the pixel unit about the comparison circuit 531 for the fine foreign matter, 3 × 3 from the comparison circuit 532 for the pixels in the order of the unit size of the foreign matter, 4 × 4 comparison about the size of the foreign matter of about pixel circuits 533 from the comparison circuit 534 for 5 × 5 pixels about the size of the foreign matter it will be detected from the comparison circuit 535 for n × n pixels about the size of the foreign matter. 従って、論理和回路550で比較回路531〜535の各々から検出される異物を示す信号の論理和をとることによって、様々な大きさを有する異物を示す信号が高いS/N比でもって検出され、検出信号レベルとしては小さく、しかも広がりを持った大きな異物についても捕捉率を向上させることができる。 Therefore, by taking the logical sum of the signal indicating the foreign substance is detected from each of the comparator circuits 531 to 535 in the OR circuit 550, a signal indicating a foreign matter having various sizes can be detected with high S / N ratio small as a detection signal level, yet can also be improved acquisition rate for a large foreign objects with a spread.

【0090】なお、差分処理回路403'の後に、上記のように欠陥判定のための画素単位のサイズを変更できるオペレータを備え、画素単位のサイズを変更する都度、画素信号を積分して出力するようにすれば、比較回路414からは、変更した画素単位のサイズに合った大きさの異物を示す信号が検出されることになる。 [0090] Incidentally, after the difference processing circuit 403 'comprises an operator can change the size of the pixels for the defect determination, as described above, each time it changes the size of the pixel unit, and outputs the integrated pixel signal if so, from the comparator circuit 414, so that the signal indicating the size of the foreign matter that matches the size of the modified pixel is detected. しかし、この場合、画素単位のサイズを変更する複数回数検査することが必要となるが、しきい値としては正確な値が設定されることになる。 However, in this case, it becomes necessary to multiple times examined to change the size of the pixel units, so that the exact value is set as a threshold. また、差分処理回路403' In addition, the difference processing circuit 403 '
の後に、欠陥判定のための画素単位のサイズを変更できる複数のオペレータを備える場合には、画像メモリ40 After, when a plurality of operators that can change the size of the pixels for the defect determination, the image memory 40
4の記憶容量が複数倍必要とする。 Storage capacity of 4 and a multiple needs. また、閾値設定回路424としては、複数設けてもよく、また閾値設定回路424の閾値回路423から得られるしきい値(m1・ As the threshold setting circuit 424 may be multiply provided, also the threshold (m1 · obtained from the threshold circuit 423 threshold setting circuit 424
σ)に対して近似的しきい値係数を掛けてしきい値を求めてもよい。 It may be calculated threshold by multiplying the approximate threshold factor to sigma). 以上説明したように、比較回路414'において、矩形関数を畳み込むもしくは積分する欠陥判定のための画素単位のサイズを、検出したい異物のサイズに合わせることによって、検出信号レベルとしては小さく、しかも広がりを持った大きなた異物を正確に捕捉することが可能となる。 As described above, in the comparator circuit 414 ', the size of pixels for defect determination to convoluted or integrating the rectangular function, by matching the size of the foreign matter to be detected, smaller as the detection signal level, yet spread it is possible to accurately capture the large was foreign substances having.

【0091】次に、本発明に係る異物等の欠陥検査装置における条件だし手法についての実施例について図42 [0091] Then, to it conditions in the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention for the embodiment of the method Figure 42
〜図46を用いて説明する。 It will be described with reference to to 46. 即ち、本発明に係る異物等の欠陥検査装置は、図42に示すような条件出しのシーケンスを持っていて、このシーケンスで作られた検査条件により、検査が実行される。 That is, the defect inspection apparatus of foreign matter according to the present invention, have a sequence of condition setup as shown in FIG. 42, the test conditions were made in this sequence, check is performed. 即ち、CPU417は、 That is, the CPU417,
ステップS41において、表示手段421に、図43に示すような各種モード選択用の画面を表示し、キーボードやマウス等の入力手段426を用いてウエハ内のチップマトリックス(チップの大きさ、チップの開始点座標、およびチップがない等のチップ配列のデータ)S4 In step S41, the display unit 421 displays a screen for various modes selected as shown in FIG. 43, the chip matrix (chip size of the wafer by using the input means 426 such as a keyboard or mouse, the start of the chip point coordinate, and data chip layout of a chip is not like) S4
11、条件だしモード(a.エリア優先、b.標準、 11, It's conditions mode (a. Area priority, b. Standard,
c. c. 感度優先、d. Sensitivity Priority, d. 感度表示後選択)S412、しきい値事前選択(a.m1=6:虚報発生確率OO%、b. Sensitivity display after selection) S412, threshold preselection (a.m1 = 6: false alarm probability OO%, b.
m1=10:虚報発生確率OO%、c. m1 = 10: false alarm probability OO%, c. m1=15:虚報発生確率OO%)S413等のモードを選択する。 m1 = 15: false alarm probability OO%) to select a mode such as the S413. 条件だしモードS411において、a. In's a condition mode S411, a. エリア優先とは、 The area priority,
例えば照明光のパワーを弱くすることにより、標準モードよりも広い面積で比較的大きな異物が検査できる検査条件モードである。 For example, by weakening the power of the illumination light, an inspection condition mode a relatively large foreign matter can be examined with an area larger than the standard mode. 背景レベルが飽和した領域は、実質的に非検査領域になってしまうわけだが、エリア優先とは、非検査領域の面積を例えば5%以下に設定されればよい。 Area background level is saturated, but they always will effectively a non-inspection area, the area priority may be set the area of ​​the non-inspection area for example 5% or less. 図45においては、エリア優先は、全ての面積から2.5μm程度の異物が検査できる場合を示している。 In Figure 45, the area priority shows the case where the 2.5μm about foreign material from all of the area can be inspected.

【0092】b.標準とは、標準の感度で異物を検査できる検査条件モードである。 [0092] b. Standards and is an inspection condition mode that can be inspected foreign matter in the standard sensitivity. 図45においては、標準は、全体の検査面積の90%程度から1.0μm程度の異物が検査でき、しかも0.2μm程度の異物まで検査できる標準モードを示している。 In Figure 45, the standard is made inspection 1.0μm about the foreign matter 90% of the test area of ​​the entire, yet shows a standard mode that can be inspected to foreign matter of about 0.2 [mu] m.

【0093】c. [0093] c. 感度優先とは、標準モードより微小な異物を検出できるように感度を高くするように設定したモードか、あるいは指定した検出感度を確保できるように設定された検査条件モードである。 The sensitivity priority, a set inspection conditions mode as if the mode was set to a higher sensitivity so that it can detect minute foreign matter than the standard mode, or the specified detection sensitivity can be ensured. 図45においては、感度優先は、検出全体の検査面積の75%程度から0.5μm程度の異物が検査でき、しかも0.1μmまでの異物の検査ができるモードを示している。 In Figure 45, the sensitivity priority, foreign matter of about 0.5μm to 75% of the test area of ​​the entire detection can be inspected, moreover shows the modes in which the inspection of the foreign matter to 0.1 [mu] m. 具体的には、照明光のパワーを上げることにより、検出サイズ指定で指定された異物より小さな異物(図45においては、0.1μm程度)を検出できるような検査条件、あるいは指定した検出感度(図45においては、0.5μ Specifically, by increasing the power of the illumination light, small particles than the specified foreign matter detection size specified (in FIG. 45, approximately 0.1 [mu] m) test conditions can be detected or specified detection sensitivity, ( in FIG. 45, 0.5 [mu]
m程度の異物が検査面積で75%以上)を確保できるレベルに照明光のパワーを設定する。 m degree of foreign matter to set the power of the illumination light to a level which can ensure more than 75%) in the inspection area.

【0094】d. [0094] d. 感度表示後選択とは、上記3つのモードでの検査結果、あるいはチップ内のしきい値マップ、 The sensitivity display after selection, test results of the above three modes or threshold map in the chip,
あるいは異物のサイズ(しきい値に対応する感度)と検査面積(しきい値ヒストグラム)との関係を表示し、適当なものを選択するモードである。 Or size of the foreign matter to display the relationship between the inspection area and (sensitivity corresponding to the threshold) (threshold histogram), a mode for selecting an appropriate one. エリア優先が照明光のパワーを最も弱めてダイナミックレンジを高め、標準、感度優先に行くに従って、照明光のパワーを強めてダイナミックレンジを低くしていくことになる。 Increasing the dynamic range area priority is most weakened the power of the illumination light, standard, toward the sensitivity priority, so that will lower the dynamic range strengthen the power of the illumination light. 従って、しきい値マップにおいて、エリア優先モードの場合には、異物が検出できない非検査領域は少ないが、0. Thus, the threshold map, in the case of area priority mode, non-inspection area foreign matter can not be detected but little, 0.
5μm程度までの異物しか検査することができない。 Can not only foreign matter up to about 5μm to inspection. 標準モードの場合には、図45に白で表示された異物が検出できない飽和する非検査領域は多くなるが、0.2μ In the case of the standard mode, the non-examination region to saturate foreign matter appears white can not be detected increases in FIG 45, 0.2.mu.
m程度の異物まで検査できることになる。 Until the foreign matter on the order of m so that that can be inspected. 感度優先モードの場合では、図45に白で表示された異物が検出できない飽和する非検査領域は更に増大することになるが、 Sensitivity In the case of priority mode, the non-examination region to saturate foreign objects displayed in white in FIG. 45 can not be detected but will be further increased,
0.1μm程度の異物まで検査できることになる。 It would be examined to foreign matter of about 0.1 [mu] m. なお、しきい値ヒストグラムには、感度に対する面積比率471とその積分値472とを示していて、何れの値を表示してもよい。 Incidentally, the threshold histogram is shows the area ratio 471 on the sensitivity and the integration value 472 may be displayed any value. しきい値事前設定の選択は、表示された虚報の発生確率(発生頻度)OO%を見て許容する虚報の発生確率から行なうことができる。 Selection of the threshold preset can be performed from the occurrence probability of false alarm to allow watching the probability (frequency of occurrence) OO% of false information which is displayed. 即ち、前記した如く、しきい値が検出画像のレベルのばらつきσから設定されるので、倍率m1に応じて虚報の発生確率OO% That is, as mentioned above, the threshold is set from variations in the level of the detected image sigma, generation of false information in accordance with the magnification m1 probability OO%
を統計理論に基いて自動的に算出して表示することが可能となる。 The on the basis of the statistical theory it is possible to display automatically calculated. これにより、虚報の発生確率に応じた倍率m Thus, the magnification m in accordance with the detection error occurrence probability
1、即ちしきい値設定が容易に行なうことができる。 1, that is, the threshold setting is easily performed.

【0095】次に、CPU417は、ステップS42において、選択されたウエハ内の回路パターン構造に応じた空間フィルタ202を手動または自動で設定し、ステップS43において、図46に示すように、該空間フィルタ202の像をフィルタ位置にピントを合わせた結像光学系227およびTVカメラ228による像により目視観察または自動で確認を行ない、NOの場合にはステップS42に戻って再度空間フィルタ202の設定を行ない、YESの場合には次のステップへ進む。 [0095] Next, CPU 417 in step S42, sets a spatial filter 202 in accordance with the circuit pattern structure in the selected wafer manually or automatically, at step S43, as shown in FIG. 46, the spatial filter the 202 image of performs confirmed visually observed or automatically by an image by the imaging optical system 227 and the TV camera 228 in focus in the filter position, in the case of NO, make settings of the spatial filter 202 again returns to step S42 , in the case of YES, the process proceeds to the next step. 空間フィルタ202としては、遮光パターンの位相とピッチとを変えられるように構成される。 The spatial filter 202, configured to be changed the phase and pitch of the light-shielding pattern. なお、図46に示すように、ハーフミラー226、結像レンズ227、およびT Incidentally, as shown in FIG. 46, a half mirror 226, an imaging lens 227, and T
Vカメラ228から構成された空間フィルタ観察光学系と、ビームスプリッタ204とを一体に構成したもの2 A spatial filter observation optical system constituted by V camera 228, those that have been configured and a beam splitter 204 integrally 2
25を、矢印230で示すように切替え可能に構成する。 25, configured to be switched as indicated by arrow 230. 即ち、通常異物を検出する場合には、ビームスプリッタ204を検出光軸に位置付け、空間フィルタ観察時にはハーフミラー226を検出光軸に位置付けるように切替えることになる。 That is, when detecting a normal foreign body positions the beam splitter 204 to detect the optical axis, so that the switch to position the detection optical axis by the half mirror 226 in the space-time filter observed. そして、自動の場合には、図19 And, in the case of automatic, as shown in FIG. 19
(b)に示すと同様に開口20a内に検出される遮光パターンおよび回折光をTVカメラ228によって撮像することによって、遮光パターンの位相とピッチとを回折光を遮光するように合わせることができる。 When shown in (b) a light shielding pattern and the diffracted light is detected in the same manner as the opening 20a by imaging by the TV camera 228, it is possible to match the phase and pitch of the light-shielding pattern so as to shield the diffracted light. また、TV In addition, TV
カメラ228の位置を矢印229で示すようにずらすことによって、被検査対象基板における回路パターンの像も観察して遮光パターンの方向性についても合わせることができる。 By shifting the position of the camera 228 as indicated by arrow 229, it can be adjusted also on the direction of the light-shielding pattern was observed image of the circuit pattern in the object substrate.

【0096】次に、CPU417は、ステップS44において、しきい値Thを設定するための標準偏差σに対する倍率(係数)m1を6〜15程度の範囲で入力手段426を用いて入力することにより設定する。 [0096] Next, CPU 417, at step S44, setting by inputting using input means 426 in the range of magnification (coefficient) m1 of about 6 to 15 to the standard deviation σ for setting the threshold value Th to. 次に、C Then, C
PU417は、ステップS45において、入力手段42 PU417, in step S45, the input means 42
6を用いて異物の検出サイズを入力することにより、検出サイズの指定S451が行なわれ、この指定されたサイズの異物が検出可能なレーザパワーを算出し、この算出されたレーザパワーになるようにレーザ光源101を制御信号430によって制御することによって設定される。 By inputting the detected size of the foreign matter by using a 6, designation of detection size S451 is performed, as the foreign substance of the specified size is calculated laser power detectable, becomes the calculated laser power It is set by controlling the laser light source 101 by the control signal 430. 次に、CPU417は、ステップS46において、 Next, CPU 417, in step S46,
チップの一部あるいは全域のしきい値を作成するために、ウエハ上を走査・検査し、閾値算出手段418で算出されたしきい値マップをしきい値マップ格納手段41 To create a threshold of some or entire area of ​​the chip, on the wafer scanned and inspected, threshold map storing means a threshold map calculated by the threshold calculating means 418 41
9に格納し、図44および図45に示すしきい値マップ(しきい値画像)、あるいはしきい値ヒストグラム(感度(例えば横軸)とその感度を持つ検査面積との関係)、あるいはこのヒストグラムを積分した形で表示したもの(図45)を、表示手段421に表示し、該表示されたしきい値マップ等に基いてしきい値が所望のレベル(検出したい異物サイズ)にあるかどうかの感度を確認し、NOの場合にはステップS45に戻って再度検出サイズの指定を行ない、YESの場合には、次のステップに進むことになる。 Stored in 9, (the relationship between the sensitivity (e.g., horizontal axis) and the inspection area with its sensitivity) threshold map shown in FIG. 44 and FIG. 45 (threshold image), or the threshold histogram, or the histogram those displayed in integrated form (Fig. 45), and displayed on the display unit 421, whether the threshold based on the displayed threshold map or the like is at the desired level (foreign matter size to be detected) check the sensitivity performs designation again detected size returns to step S45 in the case of NO, i.e., if YES will proceed to the next step.

【0097】次に、CPU417は、ステップS47において、ウエハ全域を検査し、一部に虚報が出てくる領域があれば、場合によっては、この領域を非検査領域(インヒビット領域)として、チップ内のCAD情報またはしきい値マップの情報に基づいて設定する。 [0097] Next, CPU 417, at step S47, the check the entire wafer, if any region comes out false alarm in part, in some cases, the region as a non-inspection area (inhibit area), the chip set on the basis of the CAD information or threshold map information. その後、ステップS48において、CPU417からの指令に基づいて、被検査対象基板1に対して異物等の検査を行い、演算処理回路400において、異物等の欠陥と判断された場合には、その検出信号レベルと検出座標とが記憶装置427に格納されることになる。 Thereafter, in step S48, the based on the command from the CPU 417, performs inspection of foreign matter against the object substrate 1, in the arithmetic processing circuit 400, when it is determined that a defect such as a foreign particle, the detection signal so that the level and the detected coordinates are stored in the storage device 427. 次に、ステップS49において、最終的に、上記異物検査装置と並設される共焦点顕微鏡もしくは紫外線顕微鏡等から構成される光学観察顕微鏡700を用いて実際の被検査対象基板1を光学的に観察し、異物などの欠陥なのか虚報なのか否かの確認を実施する。 Next, in step S49, the finally, optically observing actual the object substrate 1 by using the optical observation microscope 700 composed of a confocal microscope or UV microscope which is the foreign substance inspection apparatus juxtaposed and, carrying out the check of whether a defect of the or false alarm of the of the foreign matter. この確認によって、初めて、 By this confirmation, for the first time,
条件だしが最適に設定できていたか否かの確認をすることができることになる。 Conditions floats will be able to confirm whether or not been able to optimally set. 特に、被検査対象基板1上のチップ内には、微細な複雑な回路パターンが存在する部分や色むらが発生する部分が混在することになり、光学観察顕微鏡700を用いて条件だしの最終確認をする必要がある。 In particular, in the chip on the object substrate 1, will be part portion or color irregularity exists fine complex circuit patterns are generated are mixed, the final confirmation of the conditions out using optical observation microscope 700 there is a need to. そして、ステップS49における虚報確認において、NOの場合には、ステップS50において、場合によって、しきい値設定用の倍率(係数)m1を増加、 Then, the false alarm confirmation in step S49, the in the case of NO, in step S50, in some cases, increase the magnification (coefficient) m1 for threshold setting,
減少させてステップS45に戻り、必要に応じてレーザパワーを変える。 Reduced by the process returns to step S45, changing the laser power as required. YESの場合には、条件だしが完了する。 In the case of YES, the conditions out is completed.

【0098】ここで、上記手順は、一部を割愛しても、 [0098] In this case, the above-mentioned procedure, even if the omitted part,
あるいは順序を入れ替えても目的を達成することができる。 Alternatively it can be out of sequence to achieve the purpose. 以上説明したように、所望の検出したい異物サイズ(感度)に対する最適な条件だしの設定を容易に、且つ短時間で行なうことができる。 As described above, it facilitates the setting of the optimum conditions out against foreign size (sensitivity) to be desired detection and short time can be performed. なお、ステップS49における光学観察は、ステージ301、302を動かすことにより、図46に示す光学観察顕微鏡700の検出光学系701の位置に、被検査対象物1上の検出した異物(虚報も含む)を移動させ、この画像を観察するものである。 Incidentally, the optical observation at the step S49, (including also false information) by moving the stage 301 and 302, the position of the detection optical system 701 for optical observation microscope 700 shown in FIG. 46, the detected foreign matter on the inspected object 1 moving the, it is to observe the image. 本発明の検出系200では、高解像度の結像光学系を有しているため、この移動の際の座標精度が高いため(特に暗視野照明系102〜105では、検出光学系200の解像限界よりも小さな異物を検出可能なため)、通常の顕微鏡では、観察できない場合が多い。 In the detection system 200 of the present invention, a high resolution because it has an imaging optical system, in this order coordinate precision in the movement is high (especially a dark-field illumination system 102 to 105, the resolution of the detection optical system 200 because it also can detect small particles than the limit), in a normal microscope, it is often not observed. そこで、この光学観察顕微鏡700は、極めて解像度の高い、例えば共焦点光学系、あるいは照明波長の短い(例えば、248nm、365nm、266nm、あるいはこれらの近辺の波長、紫外線あるいは遠紫外線)の照明を有する光学系で有ることが望ましい。 Therefore, the optical observation microscope 700 has a very high resolution, for example, a confocal optical system, or short illumination wavelength (e.g., 248 nm, 365 nm, 266 nm, or a wavelength near these, ultraviolet or far ultraviolet) illumination it is desirable to have an optical system. 即ち、光学観察光学系700は、このように、200nm前後の波長の画像では、電子線顕微鏡画像に近い画像が得られ、異物等の欠陥サイズを高精度に求めたり、異物等の欠陥の形状などを分類することも可能なる。 That is, the optical observation optical system 700, thus, the image of the wavelength around 200 nm, an image is obtained close to the electron microscope image, the defect size of the foreign matter or determined with high precision, the shape of the defect such as a foreign material It can also be made to classify the like. なお、図46には、 It should be noted that, in FIG. 46,
光学観察顕微鏡700の構成を示す。 It shows the configuration of an optical observation microscope 700. 明視野あるいは暗視野紫外線照射光学系と図41に示す紫外線検知可能なTDIセンサとを有する検出光学系701と、該検出光学系701のTDIセンサから検出される画像をA/D A detection optical system 701 and a UV detectable TDI sensor shown in bright field or dark-field ultraviolet irradiation optical system and FIG. 41, the image A / D detected from TDI sensor of the detection optical system 701
変換などを行なう画像処理系702と、該画像処理系7 An image processing system 702 for performing conversion etc., the image processing system 7
02でA/D変換された画像を、演算処理回路400から検出された異物(虚報と思われるもの)の座標データに基づくアドレスに記憶する画像メモリ704と、画像を表示する表示手段703とで構成される。 The 02 A / D-converted image, in an image memory 704 for storing the address based on the coordinate data of the arithmetic processing are detected from the circuit 400 foreign substances (which seems to be a false alarm), a display unit 703 for displaying an image constructed. 従って、演算処理回路400から検出された異物(虚報と思われるもの)の座標データに基いてステージ301,302が制御され、虚報と思われる画像を表示手段703に表示して観察することによって、光学観察顕微鏡700による虚報の確認をすることができる。 Thus, by the stage 301 and 302 based on the coordinate data of the foreign objects detected from the arithmetic processing circuit 400 (what appears to misinformation) are controlled, is observed by displaying the image seems to be a false alarm on the display means 703, it is possible to confirm the false information by optical observation microscope 700. 即ち、記憶装置42 That is, the storage device 42
7に格納された検出座標の位置を、光学観察顕微鏡70 The location of the stored detected coordinates to 7, the optical observation microscope 70
0の視野内にステージ301、302を移動し、光学観察顕微鏡700により視野内の画像を検出して表示手段703に表示、もしくは画像メモリ704に数値画像データとして格納する。 0 stage 301 and 302 moves into the field of view, displayed on the display unit 703 detects an image of the field of view by an optical observation microscope 700, or stored in the image memory 704 as the numerical image data. このデータは、必要なときに再度表示することもできる。 This data may be displayed again when needed. また、画像メモリ704に格納されたデータは、演算処理回路400のCPU417に提供することを可能にし、他の異物検査装置から転送された画像データと共に後で観察することができる。 Further, data stored in the image memory 704 makes it possible to provide the CPU417 of the arithmetic processing circuit 400, it can be observed later together with the image data transferred from another particle inspection apparatus. 何れにしても、光学観察顕微鏡700としては、上記高解像度を有する明視野顕微鏡視や、上記照明光学系100を持つ暗視野顕微鏡や、インコヒーレント照明を持つ暗視野顕微鏡や、位相差顕微鏡や、共焦点顕微鏡でもかまわない。 Anyway, as the optical observation microscope 700, and brightfield microscopy view with the high resolution, and dark-field microscope having the illumination optical system 100, and dark-field microscope with incoherent illumination, and phase-contrast microscope, it may be a confocal microscope.

【0099】また、上記条件だしにおいて、ステップS [0099] In addition, in the above-mentioned conditions However, step S
41におけるチップマトリックスと、ステップS45における検査したい異物サイズとを入力して設定するだけで、条件だしを完了させることができる。 A chip matrix in 41, only configuration by entering the foreign matter sizes to be inspected in the step S45, it is possible to complete the conditions out. すなわち、チップマトリックスと異物サイズ(異物サイズに応じた感度でも良い。)の入力設定は、条件だしにおける必須設定条件である。 That is, the input set of the chip matrix and foreign material size (may be a sensitivity corresponding to the foreign matter size.) Is an essential setting condition in condition out. また、ステップS43におけるフィルタ確認、ステップS44における倍率m1の設定、ステップS46における感度確認、ステップS47におけるインヒビット(非検査領域)の設定、およびステップS4 The filter confirmation in step S43, setting of the magnification m1 in step S44, sensitivity confirmation in step S46, the setting of the inhibit (non-inspection area) in step S47, the and S4
9における虚報確認は、オプション設定条件である。 False alarm confirmation at 9, is an option setting conditions. また、しきい値設定において、安定側のしきい値(大きなしきい値)で使用することにより虚報の発生を抑えることができ、逆に、しきい値を小さくすることにより多少の虚報は出ても、高感度の異物を検査することができる。 Further, in the threshold setting, it is possible to suppress the generation of false information by using in a stable side threshold (large threshold), on the contrary, it appears somewhat in the false information by reducing the threshold also, it is possible to inspect the foreign substance with high sensitivity. 前者は、ウエハの処理装置の品質管理(異常になったことを見つける。)に向き、後者は、不良欠陥の発生状況を解析(不良発生原因の究明のための異物欠陥の分類)するのに向く。 The former quality control of a wafer processing apparatus (find it becomes abnormal.) Orientation, the latter, to parse the occurrence of defective defective (classification of foreign matter defects for investigation of failure cause) face.

【0100】次に、イメージセンサ205,206から検出され、A/D変換器401でA/D変換されて画像メモリ404に記憶される散乱光画像からCPU417 Next, detected from the image sensor 205 and 206, the scattered light image is A / D converted by the A / D converter 401 is stored in the image memory 404 CPU 417
が行なう異物粒径推定について、図47を用いて説明する。 For foreign matter particle size estimation performed is explained with reference to FIG. 47. 即ち、散乱光の信号レベル(差分値ssが望ましい)は、散乱光を発生する粒子あるいは傷等の大きさに対応している。 That is, the signal level of the scattered light (difference value ss is desired) corresponds to the size of such particles or flaws that generates scattered light. 従って、CPU417は、レーザパワー、検査時の偏光板208、空間フィルタ202、照明の角度φ1、α1等の条件に応じて算出される補正係数k(t)を検出信号ssに乗じることにより、補正された検出信号ss'を、異物あるいは欠陥のサイズdに対応付けすることができる。 Accordingly, CPU 417, the laser power, at the time of inspection polarizing plate 208, by multiplying the detection signal ss the correction coefficient k (t) that is calculated according to the spatial filter 202, the illumination angle .phi.1, the α1 such conditions, correction It has been a detection signal ss', can be correlated with the size d of foreign matter or defect. そこで、CPU417は、このように求めた異物あるいは欠陥のサイズ情報を上記条件だしにおいてステップS45における検出サイズ指定に用いることができる。 Therefore, CPU 417 is the size information of the thus obtained foreign substances or defects can be used to detect the size specified in the step S45 in the above-mentioned conditional out. また、図47に示すようにTD Further, TD as shown in FIG. 47
Iイメージセンサ205a、206aによって検出されて画像メモリ404に記憶される検出画像における異物を示す画像の大きさ(異物の像の広がりを示す画素数) I image sensor 205a, an image showing a foreign object in the detection image are stored is detected in the image memory 404 by 206a size (number of pixels indicating the spread of foreign matter images)
と異物の大きさには一定の傾向が見られるので、CPU And since the size of the foreign matter a certain trend can be seen, CPU
417が画像メモリ404に記憶された検出画像から異物を示す画素数を計数することによって異物粒径を対応付けすることが可能となる。 417 it is possible to correspond the foreign substance particle size by counting the number of pixels showing the foreign substance from the detected image stored in the image memory 404. 特に、異物の大きさが0. In particular, the size of the foreign matter is 0.
13μm〜0.2μm程度においても、異物を示す画像の大きさと相関が有ることに見出すことができ、異物の大きさ(粒径)を推定することが可能となる。 Also in order 13Myuemu~0.2Myuemu, can be found in the magnitude correlation of the image showing the foreign substance is present, it is possible to estimate the size of the foreign matter (particle diameter). また、一つの画素内に入る異物サイズであり、且つ信号レベルがイメージセンサ205、206のダイナミックレンジを越えるような場合には、以下のような方法で異物サイズを推定することができる。 Also, a foreign body size falling within one pixel, and if the signal level is that exceeds the dynamic range of the image sensor 205, 206 can estimate the foreign material size in the following manner. 即ち、一つの画素に入る場合であっても、図48(a)に示すように、広がりを持って結像されるため、この広がり部分の立ち上がりと立ち下がりの幅(あるしきい値の幅W)からピークレベル、 That is, even when entering one pixel, as shown in FIG. 48 (a), to be imaged with a spread of the diverging portion rising and falling of the width (a certain threshold width W) from the peak level,
即ちダイナミックレンジを越えた信号強度を推定することができる。 That it is possible to estimate the signal strength exceeding the dynamic range. この場合、図48(b)に示すように、イメージセンサ205,206のカバーガラス220を特定の表面粗さにすることで、カバーガラス220の表面で散乱を生じさせ、強制的に広がりを作ることで、更に検出画像から異物サイズの推定を容易にすることができる。 In this case, as shown in FIG. 48 (b), by the cover glass 220 of the image sensor 205 and 206 to a particular surface roughness causes scattering on the surface of the cover glass 220, forcibly creating a spread it is, can facilitate further estimation of the foreign matter size from the detected image.

【0101】次に、本発明に係る異物検査装置による複数の検査について説明する。 Next, a description will be given multiple inspection by the foreign matter inspection device according to the present invention. 即ち、複数の検査は、例えばダイナミックレンジを稼ぐために、エリア優先、標準、感度優先などのように照明光のパワーを大きくした条件と標準の条件と小さくした条件で、被検査対象基板1の表面を検査し、その結果を検査欠陥としてCPU4 That is, a plurality of inspection, for example, to make a dynamic range, area priority, standard, with small criteria largely the conditions and the standard conditions of the power of the illumination light, such as sensitivity priority, the object substrate 1 and inspecting the surface, CPU 4 the result as inspection defect
17は出力するものである。 17 outputs. CPU417は、上記複数の検査結果を単純に統合して検査結果マップ(検査結果マップとは、被検査対象基板1内において異物等の欠陥が検出された位置座標に欠陥のマークをプロットとした図面。)を出力することができる。 CPU417, said a plurality of inspection results simply integrate with test result map (test result map, defects such as a foreign material in the object substrate 1 was plotted mark defects the position coordinates detected drawings .) can be output. また、CPU417 In addition, CPU417
は、マップでなく、異物の座標リスト、あるいは異物の検出信号レベル等を示すリストやマップでもよい。 It is not a map, coordinate list of the foreign matter, or the detection signal level or the like may be a list or map showing the foreign substance. また、複数の検査としては、ダイナミックレンジを稼ぐためだけではなく、より微細な傷や異物等の欠陥を検出できるように、例えばステージ301,302の走行時間を変えたものでも良い。 As the plurality of test, not only to make the dynamic range, so as to detect defects more such fine scratches or foreign matter may be one example changing the traveling time of the stage 301. 更には、照明光学系100による照明方向α1、φ1(ゼロも含む)、φ2(ゼロも含む)の条件、偏光板208の有無、白色照明500とレーザ照明100とを用いる条件等を変えたものであっても良い。 Furthermore, the illumination direction α1 by the illumination optical system 100 (including zero) .phi.1, .phi.2 conditions (including zero), the presence or absence of the polarizing plate 208, which changed the conditions of using the white illumination 500 and a laser lighting 100 it may be.

【0102】また、CPU417における処理方法も、 [0102] Also, the processing method in the CPU417,
複数の検査条件で検査した欠陥の補正された検出信号レベルss'を、各次元(照明光のパワー、照明方向、偏光板の有無、白色照明とレーザ照明)の空間にマッピングして、空間内における距離からクラス分けした(分類した)結果であっても良い。 A plurality of inspection conditions detected signal level is corrected in the defect inspection in ss', each dimension is mapped into a space (illumination light power, lighting direction, the presence or absence of the polarizing plate, white illumination and laser illumination), the space distance may be classified with the (classified) results in. 例えば、図49に示すように、x軸に、レーザ照明系100による検出信号レベルss'を、y軸に、別の照明系(白色照明系500や図50に示す照明系とがある。)による検出信号レベルs For example, as shown in FIG. 49, the x-axis, a detection signal level ss' by laser illumination system 100, a y-axis, another illumination system (there is an illumination system shown in white illumination system 500 and FIG. 50.) detection signal level s by
s'をプロットする。 To plot the s'. これにより、予め設定した直線y Line y Thereby, preset
=βxによって、これらのプロットの位置を2つの領域に分類することができる。 By = .beta.x, it is possible to classify the location of these plots into two regions. そして、この分類結果は、異物の特徴を示すことになる。 Then, the classification result will show the characteristics of the foreign matter. 別の照明系として、図50 Another illumination system, FIG. 50
に示す照明系を用いる場合には、y>βxの領域にプロットされた異物等の欠陥は、斜方照明でさほど光らない傷や平坦な異物491であり、y<βxの領域にプロットされた異物等の欠陥は比較的高さのある異物492であることが実験によって確認されている。 When using the illumination system shown in, the defects such as foreign matter is plotted in the region of y> .beta.x, a scratch or flat foreign matter 491 is not less shine with oblique illumination, it plotted in the region of y <.beta.x it defect such as foreign matter is foreign matter 492 with a relatively high is confirmed by experiments. ここで、この境界線は、上記の直線である必要はなく、任意の曲線、 Here, the boundary need not be a straight line of the above, any curve,
あるいは複数の任意の直線もしくは曲線でもよい。 Or multiple may be any linear or curved. また、これらの距離を求める空間は、複数の次元を持たせても良い。 Also, space for obtaining these distances may be provided with a plurality of dimensions. さらに、これらの複数の検査は、検出器20 Furthermore, these plurality of inspection, the detector 20
5、206により、同時に検査されるものであっても良い。 The 5,206, or may be examined simultaneously. 図50に示す照明系は、図3に示すレーザ光束1 The illumination system shown in FIG. 50, the laser beam 1 shown in FIG. 3
0、11、12を斜方照明するのに変わって、直線状の微細ミラー240を、対物レンズ201と被検査対象基板1との間に挿着し、直線状の微細ミラー240でレーザ光束10を反射させて被検査対象基板1に対してほぼ垂直にビーム光束3を照明するものである。 0,11,12 changes to oblique illumination and the linear micro mirror 240, and inserted between the objective lens 201 and object substrate 1, the laser beam 10 into a straight fine mirrors 240 it is intended to illuminate the light beam bundle 3 substantially perpendicularly to object substrate 1 by reflecting. 従って、被検査対象基板1からの0次回折光(正反射光)は、直線状の微細ミラー240で遮光され、1次以上の回折光が対物レンズ201を通過することになる。 Therefore, zero-order diffracted light from the object substrate 1 (specular reflection light) is shielded by the linear micro mirror 240, primary or higher order diffracted light will pass through the objective lens 201. なお、直線状の微細ミラー240は、空間フィルタ202の面においては、空間フィルタ202の機能を果たすことができるように十分細い直線状の帯であることが好ましい。 Incidentally, a linear fine mirrors 240, in terms of the spatial filter 202 is preferably sufficient thin linear bands so that it can perform the function of the spatial filter 202.

【0103】次に、本発明に係る異物検査装置と外部装置との接続について説明する。 Next, a description will be given connection between particle inspection apparatus and an external device according to the present invention. 即ち、CPU471は、 That is, the CPU471,
本発明に係る異物検査装置の全体を制御するものである。 And it controls the entire foreign substance inspection apparatus according to the present invention. 従って、検査結果、あるいは検査のための条件(特にしきい値マップ)等は、CPU417に接続された記憶装置427内に格納される。 Thus, conditions for the test results, or inspection (especially threshold map) or the like is stored in the connected storage device 427 to the CPU 417. そして、これら記憶装置427に格納された検査結果、あるいは検査条件を、ローカルエリアネットワーク428あるいはモデムを介して他の計算機と結ぶことが望まれる。 And these storage 427 stored test results, or inspection conditions, be tied with other computers via a local area network 428 or modem is desired. 特に、インターネットと結ぶことにより、異物検査装置における検査条件の改善、異物検査装置の問題の状況等を、異物検査装置を使用するユーザと異物検査装置のメーカとの間でやり取りすることができる。 In particular, by connecting the Internet, improvement of the inspection conditions in the foreign substance inspection apparatus, the status of problems particle inspection apparatus can be exchanged between the manufacturer of the user and the foreign matter inspection apparatus using the particle inspection apparatus. これらのデータのやり取りでは、異物検査装置メーカとユーザとの間で、暗号キーを持ち、データを暗号化することにより、機密を保持することができる。 The exchange of these data, to and from the particle inspection apparatus manufacturers and users have the encryption key, by encrypting the data, it is possible to maintain the confidentiality. また、異物検査装置によって検査された異物等の検査結果に基づく、プロセス処理装置におけるプロセス条件の改善、プロセス処理装置の問題の状況等を、プロセス処理装置を使用するユーザとプロセス処理装置のメーカとの間でやり取りすることも可能となる。 Further, based on the inspection result, such foreign matter inspected by the particle inspection apparatus, improved process conditions in the process processor, the status of problems process processing apparatus, and the manufacturer of the user and the process apparatus using the process processor it is possible to exchange between.
また、本発明に係る画像処理装置400をプログラム可能なシステムで構成することにより、図4、図28、図29、図30、図31に示しアルゴリズムを書き換えて実行することができる。 Further, by configuring the image processing apparatus 400 according to the present invention a programmable system, 4, 28, 29, 30, can be performed by rewriting the algorithm shown in FIG. 31. これらのアルゴリズムは、ウエハ表面の酸化膜等の干渉による信号強度の部分的な変動に対応するためのもので、所謂色むら対応アルゴリズムを実現することができる。 These algorithms, intended to accommodate the partial change of the signal intensity due to the interference of the oxide film of the wafer surface, it is possible to realize a so-called color unevenness corresponding algorithm.

【0104】次に、以上説明した本発明に係る欠陥検査装置を用いた半導体等の製造ラインおよびその製造方法について図32〜図34を用いて説明する。 Next, above the production line and a method of manufacturing a semiconductor or the like using a defect inspection apparatus according to the present invention described will be described with reference to FIGS. 32 to 34 for. 図32に示すように、本発明に係る欠陥検査装置を用いた半導体等の製造ラインは、製造工程601乃至609、検査装置610乃至612、プローブ検査工程614、データ解析システム613により構成される。 As shown in FIG. 32, the production line of semiconductor or the like using a defect inspection apparatus according to the present invention, the manufacturing process 601 to 609, the inspection device 610 through 612, probe test step 614, and the data analysis system 613. 製造工程は、特に、歩留まりへの影響の大きい(歩留まりを左右する) Manufacturing process, in particular, a large effect on the yield (affecting yield)
工程601、605、608、609を含み、これらの工程は、上記本発明に係る欠陥検査装置等の検査装置6 Includes the step 601,605,608,609, these steps, the inspection apparatus of the defect inspection apparatus and the like according to the present invention 6
12により常時監視される。 It is constantly monitored by 12. また、この監視により、工程間の異常、例えば工程601、606間で異常が検出された際は、この間の工程602、603、604が、 Further, this monitoring, error between processes, for example, when an abnormality is detected between step 601, 606 may, during which time a step 602, 603, and 604,
検査装置610により監視され、異常を作り込む工程、 Is monitored by the inspection device 610, step to fabricate the abnormality,
あるいは装置を同定する。 Or to identify the devices. また、特に重要な工程607 In addition, especially important process 607
は、検査装置611により占有的に監視される。 It is occupied monitored by the inspection device 611.

【0105】ところで、所望の工程だけの異物あるいは最表面に付着した異物等の欠陥を、高い識別精度で検査できるためには、この工程のプロセス処理を実施する前とプロセス処理を実施した後とにおいて、本発明に係る異物検査装置612による異物等の欠陥検査を実施し、 [0105] Incidentally, the defect such as a foreign particle adhering to only foreign matter or the outermost surface desired step, in order to be inspected with high identification accuracy, a after performing the before and process treatment for implementing the process treatment of the step in, conduct defect inspection of the foreign matter such as foreign object inspection apparatus 612 according to the present invention,
プロセス処理後の欠陥検査結果とプロセス処理前の欠陥検査結果との論理差を求めると良い。 It may determine the logical difference between the defect inspection result of the previous defect inspection results and process process after process treatment. ここで、この論理差に基いて判断する際、当工程以前に発生した異物を、 Here, when determining based on the logical difference, foreign substances generated in those processes previously,
当工程で発生した欠陥と誤って判断されることがあってはならない。 It shall not be possible to be misjudged as a defect generated in this process. むしろ、この欠陥は見逃した方がよい。 Rather, this defect it is better to miss. それは、誤った判断に基づいて、欠陥が発生しないように対策が施されることとなるためである。 It is based on the erroneous determination, it is because it becomes possible to measure such defects do not occur is applied.

【0106】ところが、上記論理差によって、当プロセス処理工程で発生した異物等の欠陥のみを、必ずしも検出することができない。 [0106] However, by the logic difference, only defects such as those process treatment steps foreign substances generated in, can not always be detected. これは、以下のような理由による。 This is due to the following reasons. その理由は、例えば、成膜等により異物等の欠陥の表面に膜が形成され、その結果異物等の欠陥サイズが大きくなり、検査感度が向上し、成膜前から存在していた欠陥が、成膜後には検査されることになるためである。 The reason is, for example, film on the surface of the defect such as a foreign particle is formed by deposition or the like, the defect size of the result foreign matter increases, improved test sensitivity, defects that existed before film formation, This is because to be inspected after the film formation.
即ち、実は、以前から付いていたはずの欠陥がその成膜工程前では検査されずに該成膜工程後に発見され、該成膜工程で発生したように間違えて判断されることになる。 That, in fact, a defect that would have with previously its previous deposition step will be found after film forming step without being inspected will be determined by mistake as generated in the film forming process.

【0107】そこで、当成膜工程前の検査時に、予め、 [0107] Therefore, at the time of the previous ToNarumaku process inspection, in advance,
例えば倍率m1を小さくしてしきい値を下げて検査感度を上げておくことによって以前から付いていた微細な欠陥を検出できるようになり、間違った判断をなくすことができる。 For example by reducing the magnification m1 to be able to detect minute defects which stuck previously by keeping up the inspection sensitivity by lowering the threshold value, it is possible to eliminate erroneous judgment. このように、当成膜工程前の検査感度を上げると誤検出(虚報)が増えることになるが、図51に示すように、該工程前後の論理差(B−A)を取ることによって問題とはならない。 Thus, erroneous detection raising the inspection sensitivity before ToNarumaku step (misinformation) but would increase the problem by taking, as shown in FIG. 51, the logical difference between before and after enough 該工 the (B-A) It should not be. しかし、被検査対象基板1のチップ内の領域毎に、プロセス処理の前後で表面の状態が変わり得る。 However, for each region in the object substrate 1 chip, the state of the surface may vary before and after the process treatment. このため、プロセス処理前に、全体的にしきい値を下げたとしても、背景レベルが高く、結果的にしきい値が大きく事実上非検査状態もしくは低感度状態になってしまう領域が存在し、この領域からは以前から付いていた微細な欠陥が検出することができなくなる。 Therefore, before the process treatment even totally lower the threshold, high background levels, resulting in and there is a region where the threshold becomes larger virtually non-test state or the low sensitivity state, the from the region can not be fine defects equipped with a previously detected.

【0108】そこで、本発明に係る欠陥検査装置612 [0108] Therefore, the defect inspection apparatus according to the present invention 612
の演算処理回路400のCPU417において、 Ib In CPU417 of the arithmetic processing circuit 400, Ib
<Tbの場合において、Ia>Thaとして検出され、 <In case of Tb, Ia> is detected as Tha,
且つIa>κ・Thbのときのみ、当該プロセス処理工程Pで発生した欠陥と判断する。 And only when Ia> κ · Thb, it is determined that defects generated in the process step P. すなわち、当該プロセス処理工程P前の検査で、可能な限り検査感度を上げて検査しても欠陥が検出することができなかった場合において、当該プロセス処理工程後の検査で検査感度を落してしきい値を上げても欠陥が検出された場合のみ、当該プロセス処理工程Pで発生した欠陥と判断し、当該プロセス処理工程後の検査で検査感度を落してしきい値をκ That is, in the process step P before testing, in the case which could not be detected defects be tested by raising the test sensitivity as much as possible, to drop the inspection sensitivity inspection after the process step only if even raise the threshold defect is detected, it is determined that defects generated in the process step P, and the threshold drop the inspection sensitivity inspection after the process step κ
倍上げても欠陥が検出されない場合には、この欠陥を見逃す処理をして誤った判断をなくすことができる。 If the doubled up even defect is not detected, it is possible to eliminate the misjudgment by the process again with the defect. それは、当該プロセス処理工程で生じた欠陥と判断される確率が低下するからである。 It is because the probability of being determined that the defects generated in the process treatment steps is reduced. 当然、Ib≧Thbの場合には以前に発生した欠陥とみなすことができる。 Of course, in the case of Ib ≧ Thb it can be regarded as a defect that occurred previously. 但し、I However, I
aは、当該プロセス処理工程後の検査において検出された欠陥の検出信号レベル、Ibは、当該プロセス処理工程前の検査において検出された欠陥の検出信号レベルを示す。 a, the detection signal level of the detected defect in the inspection after the process step, Ib shows a detection signal level of the detected defect in the process step prior to the test. Thaは、当該プロセス処理工程後のしきい値マップ格納手段419から得られる検査しきい値レベル、 Tha, the inspection threshold levels obtained from the threshold map storage unit 419 after the process step,
Thbは、当該プロセス処理工程前の可能な限り下げたしきい値マップ格納手段419から得られる検査しきい値レベルを示す。 Thb shows inspection threshold levels obtained from the threshold map storage unit 419 is lowered the process step preceding as possible. κは、1を越えた係数で、Thbに応じて決定される。 κ is a factor in excess of 1 is determined according to the Thb. なお、欠陥検査装置の演算処理回路4 The arithmetic processing circuit of the defect inspection apparatus 4
00の比較回路414等では、IaとTha、IbとT 00 In such a comparison circuit 414, Ia and Tha, Ib and T
hbとについて比較されることになる。 It will be compared for the hb.

【0109】従って、CPU417が行なう上記欠陥判定処理には、しきい値マップ格納手段419からえられて記憶装置427に記憶されたプロセス処理工程前(場合によってはプロセス処理工程後も)のチップ全域あるいはこれに準じる領域のしきい値レベル(しきい値画像)、およびメモリ404から得られて記憶装置427 [0109] Therefore, in the defect determination process CPU417 performs the chip throughout the threshold map storage unit 419 Karae are in storage device 427 processes process a previously stored (optionally even after process step is) or threshold level of area pursuant thereto (threshold image), and obtained from the memory 404 storage 427
に記憶されたプロセス工程前後の欠陥検出信号が必要となる。 Defect detection signal before and after the stored process steps is required to the. 重要なのは、プロセス処理工程前の検査のときのしきい値マップの情報を記憶装置427に記憶しておき、このしきい値マップの情報を用いてプロセス処理工程後の検査のときのしきい値(κ・Tha)を決める係数κを決定することにある。 Importantly, the process step stores the threshold map information when the previous examination in the storage device 427, the threshold at the time of inspection after process step by using the information of the threshold map It is to determine the coefficient κ to determine the (κ · Tha). 当然、Thaは、プロセス処理工程後の検査のときに、閾値算出手段418において算出されることになる。 Naturally, Tha, when the inspection after process step, will be calculated in the threshold value calculation unit 418. 更に、欠陥検査装置612が工程602、603、604等に対して監視する監視手法について説明する。 Further, described monitoring technique defect inspection apparatus 612 is monitored for process 602, 603, 604 or the like. 第1の手法は、ロット内のウエハに着目し、工程を経るごとの着目ウエハの異物等の欠陥の付着の状態(変化)を監視する同一ウエハによる工程監視手法である。 The first approach is focused on the wafer in the lot, a process monitoring method based on the same wafer to monitor the state of attachment of a defect such as a foreign particle of interest wafers each time through the steps (change). 第2の手法は、あるプロセス装置あるいは工程に着目し、その工程を通過するウエハの前後の状態を監視することにより、そのプロセス装置あるいは工程の状態を監視する手法である。 The second approach focuses on a process device or process, by monitoring the states before and after the wafer passing through the process is a method of monitoring the status of the process device or process. いずれも、工程の状態を監視するという点では、共通するが、第1の手法は工程間を比較し、状態の悪い工程を探すのが目的であり、第2の手法はある工程の経時的な変化を比較することが主な目的である。 Both in terms of monitoring the state of the process, although common, first approach compares the inter-process is the purpose to find poor state process, over time of the second approach is step it is a main purpose to compare the Do changes. つまり、第2の手法は、突発的な異物発生等の異変をモニタしたり、あるいは何らかの異物等の欠陥低減対策を実施後の効果を評価することなどを目的とする。 That is, the second approach is intended or monitor the accident such as sudden occurrence of foreign matters, or the like to assess the effect after performing the defect reduction measures some foreign matter.

【0110】ここで、検査装置612による特に、特定のプロセス工程あるいはその装置に着目する管理は、当工程でどのように欠陥が増減しているかを知ることができる。 [0110] Here, in particular, by the inspection apparatus 612, the management of interest to a particular process step or a device, it is possible to know how defects are increased or decreased in this process. さらに、この管理において、特に、ここで検出した異物のサイズを用い、その異物の当工程での致命性を判定することにより、当異物の対策の重要性を知ることができ、対策を実施するときの動機付けとなり、大変有効となる。 Moreover, in this management, in particular, using the size of the foreign matter detected here, by determining the lethality in those steps of the foreign object, it is possible to know the importance of those foreign matters measures implement measures It becomes the motivation of the time, and very effective. つまり、異物等の欠陥の対策効果の大きさを知ることにより、対策への意識がより強く意識され、対策行動に結び付けることができる。 In other words, by knowing the magnitude of the measures the effect of the defects of foreign matter such as, awareness of the measures are more strongly consciousness, can be tied to measures action. 以上説明したように、監視され、取り込まれたデータは、データ解析システム613に取り込まれ、異常の発生、プローブ検査工程614からのデータとの関連から歩留まりとの関連、 As described above, are monitored, the data acquired is taken into the data analysis system 613, abnormal, associated with yield from the context of the data from the probe test step 614,
等が解析される。 Etc. are analyzed. 更に、上記検査装置610、611、 Furthermore, the inspection device 610 and 611,
612には、上記本発明に係る欠陥検査装置の他、光明視野検査、SEM検査等の検査装置が使用されている。 The 612, another defect inspection apparatus according to the present invention, bright field inspection device for inspecting a SEM inspection is used.
これらの検査装置はそれぞれの特長があり、検出できる異物が異なっている。 These inspection devices have their features, foreign matter can be detected are different. そこで、これらの検査装置を併用することにより検査の信頼性をトータルで向上できる。 Therefore, it is possible to improve the total reliability of the test by a combination of these inspection apparatus.
また、これらの検査装置は、その検出原理から、検査時間(検査のスループット)にも差異がある。 These inspection apparatus, the detection principle, there is a difference in inspection time (throughput inspection). 高スループットの上記欠陥検査方式のレーザ散乱方式は、微粒子の検査には適しているが、レーザの干渉性により検出時の捕捉率が低い。 Laser scattering system of the defect inspection method of high throughput, while suitable for inspection of the microparticles is low upon detection of the capture rate by laser interference. 光明視野検査は、捕捉率は高いが、比較検査時のためサンプリング時に高い解像度を必要とするため、スループットが低い。 The bright field inspection, but the capture rate is high, since it requires a high resolution at the time of sampling for the comparison test, a low throughput. 電子線を利用した検査は、 Inspection using an electron beam,
SNが低いため検査の高速化は難しいが、高解像の検査が可能な上導通不良等の検査に向く。 Faster SN for a low inspection difficult, facing the inspection of the upper conduction defects such inspection is possible high resolution.

【0111】LSI製造工程では、感度、スループット、検出できる対象等を考慮しながらこれらの検査装置をシステム化する必要がある。 [0111] In LSI manufacturing process, sensitivity, throughput, it is necessary to systematize these inspection apparatus taking into account the subject and the like that can be detected. 図33に示すように、それぞれの検査装置が、24から27へ、25から28 As shown in FIG. 33, each of the inspection apparatus, to 24 27, from 25 28
へ、26から29へと検出可能な異物等の欠陥を増やし、システムのトータルの検出数を増やすことにより、 To increase the defects such as detectable foreign matter from 26 to 29, by increasing the number of detected total system,
全体で高い性能を有するシステムを構築することができる。 It is possible to construct a system with a total of high performance. 図34に量産立ち上げ時の歩留まりの推移30を示す。 Figure 34 shows the transition 30 of the yield at the time of mass production start-up. また、欠陥数の推移31も同時に示す。 Also, changes in the number of defects 31 also shown. 歩留まりが向上するにつれて欠陥数が低下する。 Number of defects decreases as the yield is improved. しかしながら、歩留まりが立ち上がった状況でも突発的に欠陥数が上昇し歩留まりを低下させることがある。 However, suddenly number of defects in the yield rises conditions may reduce the yield increases. そこで、これらの欠陥発生をいち早く知り、欠陥発生工程の生産を一時的に止め欠陥発生原因を対策する必要がある。 So, to know these defects occur quickly, it is necessary to measure temporarily stop defect causes the production of defect generation process. そのため、本発明に係る異物等の欠陥検査装置が必要になる。 Therefore, it is necessary to defect inspection apparatus such as a foreign particle in accordance with the present invention.

【0112】 [0112]

【発明の効果】本発明によれば、照明の効率を向上できて、空間フィルタ、照明方向によりLSIパターン等の基板内のパターンからの回折光を低減でき、さらに、チップ内のばらつきの異なる位置毎にしきい値を低く設定できるので、LSIウエハ上等の基板上の異物や欠陥を高感度、高スループットで検出することができる効果を奏する。 According to the present invention, it can improve the efficiency of illumination, the spatial filter, the illumination direction can be reduced diffracted light from the pattern in the substrate such as an LSI pattern, further, a different position variation in the chip it can be set lower thresholds for each, an effect that can detect foreign matter and defect on the substrate of the LSI wafer choice high sensitivity, a high throughput. また、本発明によれば、高感度の通常のTDI Further, according to the present invention, conventional TDI sensitive
センサを用いて、繰り返しパターンと非繰り返しパターンとが混在する被検査対象基板上に存在する微小異物や欠陥を高感度で、且つ高速に検出することができる効果を奏する。 Using sensors, the foreign particles or defects existing in the inspected object on a substrate in which a repetitive pattern and the non-repetitive pattern are mixed with high sensitivity, and the effect which can be detected at high speed. また、本発明によれば、通常の安価な光源、 Further, according to the present invention, conventional inexpensive light sources,
例えばレーザ光源から出射されるガウスビーム光束の光量を有効利用し、0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で検査することができる効果を奏する。 For example effectively utilizing the light intensity of the Gaussian beam flux emitted from the laser light source, also defects such as 0.1μm about the following very small foreign matter, an effect that may be sensitive, and to inspect at high speed. また、本発明によれば、例えばレーザ光源から出射されるガウスビーム光束の光量を有効利用し、しかも検出光学系において光軸から離れるに従ってMTFが低下するに従って被検査対象基板上の検出領域の周辺部における照度不足を解消し、0.1μm程度以下の極微小な異物等の欠陥をも、高感度で、且つ高速で検査することができる効果を奏する。 Further, according to the present invention, for example by effectively utilizing the light intensity of the Gaussian beam flux emitted from the laser light source, moreover periphery of the detection area on the object substrate in accordance with the MTF decreases as the distance from the optical axis in the detection optical system to eliminate the deficiency illuminance at section, also defects such as 0.1μm about the following very small foreign matter, an effect that may be sensitive, and to inspect at high speed.

【0113】また、本発明によれば、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域に合わせて判定基準であるしきい値レベルを最適な感度に設定して虚報を著しく増加させることなく、真の異物等の欠陥を検査することができる効果を奏する。 [0113] Further, according to the present invention, significantly false alarm by setting the optimal sensitivity threshold level is criteria to suit the various circuit pattern region in the structure which are arranged to be inspected on the substrate without increasing an effect capable of inspecting defects such as a true foreign matter. また、本発明によれば、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域において検出したい異物等の欠陥サイズに合わせて判定基準であるしきい値レベルを設定して検出したいサイズの異物等の欠陥を検査することができる効果を奏する。 Further, according to the present invention, to be detected by setting the threshold level which is a criterion to fit the defect size of the foreign matter to be detected in various circuit pattern region in the structure which are arranged to be inspected on the substrate an effect that can be inspected defects such as a foreign particle sizes. また、本発明によれば、被検査対象基板上に配列された構造物内の各種回路パターン領域において存在する異物等の欠陥のサイズを推定できるようにして異物等の欠陥を検査することができる効果を奏する。 Further, according to the present invention, it is possible to inspect a defect such as a foreign particle as the defect size can be estimated in the foreign matter present in the various circuit pattern region in the array has been structures to be inspected on the substrate an effect.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係る被検査対象基板の一実施例であるメモリLSIが配列される半導体ウエハを示す図である。 [1] memory LSI according to an embodiment of the inspection target board in accordance with the present invention is a diagram showing a semiconductor wafer to be arranged.

【図2】本発明に係る被検査対象基板の他の実施例であるマイコン等のLSIが配列される半導体ウエハを示す図である。 2 is a diagram showing a semiconductor wafer on which an LSI is arranged such as a microcomputer which is another embodiment of the object substrate in accordance with the present invention.

【図3】本発明に係る欠陥検査装置の第1の実施の形態を示す概略構成図である。 Figure 3 is a schematic diagram showing a first embodiment of the defect inspection apparatus according to the present invention.

【図4】図3に示す画像処理部の第2の実施例を示すブロック構成図である。 4 is a block diagram showing a second embodiment of the image processing unit shown in FIG.

【図5】本発明に係る半導体ウエハ等の被検査対象基板上にスリット状のビームを照明する方法および検出方法を説明するための図である。 5 is a diagram for explaining a method and detection method for illuminating a slit-shaped beam to be inspected on a substrate of a semiconductor wafer or the like according to the present invention.

【図6】本発明に係る円錐曲面を持つ照明レンズによる照明光束を示す斜視図である。 Is a perspective view showing an illumination light flux by the illumination lens having a conical curved surface in accordance with the present invention; FIG.

【図7】本発明に係る円錐曲面を持つ照明レンズの製造方法の第1の実施例を説明するための図である。 7 is a diagram for explaining a first embodiment of the method of manufacturing the illumination lens having a conical curved surface in accordance with the present invention.

【図8】本発明に係る円錐曲面を持つ照明レンズの製造方法の第2の実施例を説明するための図である。 8 is a diagram for explaining the second embodiment of the method of manufacturing the illumination lens having a conical curved surface in accordance with the present invention.

【図9】本発明に係る照明光学系を示すy方向およびx Figure 9 shows an illumination optical system according to the present invention y and x
方向からみた側面図である。 It is a side view as viewed from the direction.

【図10】本発明に係る照明光学系において一つのレーザ光源を用いて3方向からスリット状のビームを半導体ウエハ等の被検査対象基板上に照明するための光学系を示す平面図である。 Is a plan view showing an optical system for illuminating the three directions a slit-shaped beam to be inspected on a substrate such as a semiconductor wafer using a single laser light source in the illumination optical system according to the present invention; FIG.

【図11】本発明に係る照明方向及び検出方向と、照明方向によるパターンからの回折光とを示す斜視図である。 The illumination direction and the detection direction according to Figure 11 the present invention, is a perspective view showing the diffracted light from the pattern by the illumination direction.

【図12】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して45度方向からスリット状のビームを照明したときの0次回折光パターンの発生状況と光軸を垂直にしたときの検出光学系の対物レンズの開口との関係を示す図である。 Detection optics of 0 when the vertical and the occurrence and the optical axis of the diffracted light pattern when illuminated with [12] The present invention according slit-shaped beam 45 degree direction relative to the main straight lines of a circuit pattern is a diagram showing the relationship between the aperture of the objective lens.

【図13】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して平行な方向からスリット状のビームを照明したときの0次回折光パターンの発生状況と光軸を垂直にしたときの検出光学系の対物レンズの開口との関係を示す図である。 Detection optics of 0 when the vertical and the occurrence and the optical axis of the diffracted light pattern when illuminated with slit-shaped beam from the direction parallel to the main straight lines of a circuit pattern according to Figure 13 the present invention is a diagram showing the relationship between the aperture of the objective lens.

【図14】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して異なる45度方向からスリット状のビームを照明する際交わらないよう照明し、TDIセンサで検出する検出領域との関係を示す図である。 [14] illuminates to not intersect when illuminating a slit-shaped beam from different 45 degree direction relative to the main straight lines of a circuit pattern according to the present invention, showing the relationship between the detection area detected by the TDI sensor Figure it is.

【図15】本発明に係る欠陥検査装置の第2の実施の形態を示す概略構成図である。 15 is a schematic configuration diagram showing a configuration of a second embodiment of the defect inspection apparatus according to the present invention.

【図16】異物からの射出角度と検出信号強度との関係を示すグラフ図である。 16 is a graph showing the relationship between the emission angle and the detection signal intensity from a particle.

【図17】検出光学系の光軸を傾けた場合にこの傾きに合わせてTDIセンサの受光面を傾けた場合の実施例を示す図である。 17 is a diagram showing an embodiment in which tilting the light receiving surface of the TDI sensor to reflect this inclination when tilting the optical axis of the detection optics.

【図18】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して異なる45度方向からスリット状のビームを照明したとき、繰り返しパターンから生じる回折光縞を示す平面への投影図である。 [18] When the different direction of 45 degrees relative to the main straight lines of a circuit pattern according to the present invention illuminates a slit-shaped beam, a projection view to a plane representing a diffracted light pattern resulting from the repetitive pattern.

【図19】本発明に係る検出光学系のフーリエ変換面での繰り返しパターンからの回折光縞と、該回折光縞と空間フィルタとの位置関係を示す平面図である。 A diffracted light pattern from the repetitive pattern at the Fourier transform plane of the detection optical system according to Figure 19 the present invention, it is a plan view showing the positional relationship between the diffraction light pattern and the spatial filter.

【図20】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して45度方向からスリット状のビームを照明したときの0次回折光パターンの発生状況と光軸を垂直にしたときおよびy方向に傾けたときの検出光学系の対物レンズの開口との関係を示す図である。 [Figure 20] to 0 Occurrence and and y-direction when the optical axis is vertical in order diffracted light pattern from a 45 degree direction relative to the main straight lines of a circuit pattern according to the present invention when illuminating a slit-like beam is a diagram showing the relationship between the opening of the detection optical system of the objective lens when tilted.

【図21】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して平行な方向からスリット状のビームを照明したときの0次回折光パターンの発生状況と該0回折光パターンが入り込まない検出光学系の対物レンズの開口の位置を示す図である。 [21] detection optical system does not enter the occurrence and the 0 diffracted light pattern of zero-order diffracted light pattern when illuminated with slit-shaped beam from the direction parallel to the main straight lines of a circuit pattern according to the present invention It shows the position of the aperture of the objective lens.

【図22】本発明に係る回路パターンの主要な直線群に対して45度方向から長手方向が照明方向を向けてスリット状のビームを照明する実施例を示す図である。 Longitudinally from 45 degree direction relative to the main straight lines of a circuit pattern according to Figure 22 the present invention is a diagram showing an embodiment for illuminating a slit-shaped beam toward an illumination direction.

【図23】図22に示すスリット状のビームを照明したとき、必要とする特殊なTDIセンサを示す図である。 [Figure 23] when illuminating a slit-shaped beam shown in FIG. 22 is a diagram showing a special TDI sensor in need.

【図24】本発明に係る酸化膜等の絶縁膜上に存在する異物からの散乱光の干渉モデルを示す側面図である。 Figure 24 is a side view showing an interference model of scattered light from foreign matter that is present on the insulating film such as an oxide film according to the present invention.

【図25】酸化膜等の絶縁膜上に存在する異物を検出するために複数の検出方向から異物からの散乱光を検出する実施例を説明するための図である。 25 is a diagram for explaining an embodiment of detecting the scattered light from the foreign matter from a plurality of detection direction to detect a foreign substance existing on the insulating film such as an oxide film.

【図26】ある波長の照明光を照射した場合の酸化膜等の絶縁膜の膜厚変化と検出信号との関係、および、3つの異なる波長の照明光を照射した場合の酸化膜等の絶縁膜の膜厚変化と検出信号との関係を示す図である。 [Figure 26] is the relationship between the thickness change and the detection signal of the insulating film of the oxide film or the like when irradiated with illumination light of a wavelength, and an insulating oxide film or the like when irradiated with illumination light of three different wavelengths is a graph showing the relationship between the film thickness change detection signal of the film.

【図27】本発明に係る画像処理部において異物等の欠陥を抽出するための判定基準(閾値)を算出して設定することを説明するウエハと画素の関係を示す図、およびチップ(様々なパターン領域を有する。)と画素の関係を示す図である。 [Figure 27] defective wafer and illustrates the relationship of the pixel for explaining that calculates and sets the criterion (threshold) for extracting a foreign matter or the like in an image processing unit according to the present invention, and the chip (various having a pattern region.) and is a diagram showing the relationship of the pixel.

【図28】本発明に係る画像処理部の第1の実施例を示すブロック図である。 Is a block diagram showing a first embodiment of an image processing unit according to Figure 28 the present invention.

【図29】本発明に係る画像処理部の第3の実施例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a third embodiment of the image processing unit according to Figure 29 the present invention.

【図30】本発明に係る画像処理部の第4の実施例を示すブロック図である。 It is a block diagram showing a fourth embodiment of the image processing unit according to Figure 30 the present invention.

【図31】本発明に係る画像処理部の第5の実施例を示すブロック図である。 FIG. 31 is a block diagram showing a fifth embodiment of the image processing unit according to the present invention.

【図32】本発明に係る異物等の欠陥検査装置が設置された半導体の製造ラインの概略構成を示す図である。 32 is a diagram showing a schematic configuration of a semiconductor manufacturing line defect inspection apparatus is installed in the foreign matter or the like according to the present invention.

【図33】半導体の製造ラインにおいて各々の欠陥検査装置が検出可能な異物を増やすことによって、トータルとして高い性能を有するシステムを構築できるということを説明するための図である。 By each of the defect inspection apparatus increases the detectable foreign matter in FIG. 33 semiconductor manufacturing lines, is a diagram for explaining that a system can be constructed with high performance as a whole.

【図34】量産立ち上げ時における歩留まりと欠陥数の推移を示す図である。 34 is a diagram showing changes in yield and the number of defects at the time of production ramp.

【図35】本発明に係る欠陥検査装置の第4の実施の形態の概略構成を示す図である。 It shows a schematic configuration of a fourth embodiment of the defect inspection apparatus according to Figure 35 the present invention.

【図36】図35に示す欠陥検査装置の第4の実施の形態に用いられている照明光学系の一実施例の構成をy方向およびx方向から具体的に示す図である。 FIG. 36 is a fourth diagram showing the structure of an embodiment specifically from the y direction and the x direction of the illumination optical system used in an embodiment of the defect inspection apparatus shown in FIG. 35.

【図37】照明光学系によってスリット状のガウスビーム光束を整形して照明効率向上を図る基本思想を説明するための図である。 37 is a diagram for explaining a basic idea that shapes the slit-shaped Gaussian beam flux by the illumination optical system achieving an illumination efficiency.

【図38】検出器としてTDIイメージセンサを用いた場合における被検査対象基板上の検出領域の光像を受光して撮像する方法を説明するための図である。 38 is a diagram for by receiving an optical image illustrating a method for imaging the detection area of ​​the object to be inspected on the substrate in the case of using a TDI image sensor as a detector.

【図39】ガウスビーム光束において標準偏差σ(照明の幅に対応する)を変えたとき、検出領域の周辺部(x [Figure 39] when changing the Gaussian beam flux in the standard deviation sigma (corresponding to the width of illumination), the periphery of the detection region (x
0 =1)における照度f(x 0 )の変化を示す図である。 0 = 1) in a graph showing changes in intensity f (x 0).

【図40】標準偏差σを0.5、1、2にしたときのガウスビーム光束を照射した際、検出領域の光軸からの長さ(x 0 )に対する照度f(x 0 )の変化を示す図である。 [Figure 40] when irradiated Gaussian beam flux when the standard deviation σ to 0.5, 1, 2, a change in illuminance f (x 0) to the length of the optical axis (x 0) of the detection area It illustrates.

【図41】DUV光を受光できるようにしたTDIイメージセンサの実施例を説明するための図である。 41 is a diagram for explaining an embodiment of a TDI image sensor to be able to receive the DUV light.

【図42】本発明に係る欠陥検査装置における条件出しのシーケンスの実施例を示す図である。 42 is a diagram showing an example of a sequence of condition setting in the defect inspection apparatus according to the present invention.

【図43】表示手段に表示された条件だしモード選択としきい値事前選択とを行なう画面を示す図である。 43 is a diagram showing a screen's a condition displayed on the display means for the mode selection and the threshold preselection.

【図44】検出感度・検出面積を表示手段に表示した画面を示す図である。 44 is a diagram showing a screen displayed on the display means the detection sensitivity and detection area.

【図45】エリア優先、標準、感度優先の場合のしきい値マップと、感度に対する検査面積の関係とを表示手段に表示した画面を示す図である。 [Figure 45] Area priority illustrates standard, and the threshold map when sensitivity priority, the screen displayed on the display unit and a relationship between the inspection area to the sensitivity.

【図46】本発明に係る欠陥検査装置において、検出光学系に、空間フィルタの遮光パターンを観察する光学系を備え、光学観察顕微鏡をした実施の形態を示す図である。 In the defect inspection apparatus according to Figure 46 the present invention, the detection optical system, an optical system for observing the light shielding pattern of the spatial filter is a diagram showing an embodiment in which the optical observation microscope.

【図47】本発明に係る鏡面ウエハ上における標準粒子径と評価値(散乱光の検出信号レベル)との実験データに基づく関係を示す図である。 47 is a diagram showing the relationship based on the experimental data of the standard particle size evaluation value on the mirror wafer according to the present invention (detection signal level of the scattered light).

【図48】検出された画像信号から異物のサイズを推定する実施例を説明するための図である。 48 is a diagram for explaining an example of estimating the size of the foreign object from the detected image signal.

【図49】レーザ照明系による検出信号レベルと別の照明系による検出信号レベルとから欠陥の種類を分類することができる実施例を説明するための図である。 49 is a view for explaining an embodiment can classify the type of defect and a detection signal level by the detection signal level and another illumination system using a laser illumination system.

【図50】本発明に係る欠陥検査装置において、直線状の微細ミラーを用いてビーム光束を明視野照明する場合の照明光学系と検出光学系とを示す概略構成図である。 In the defect inspection apparatus according to Figure 50 the present invention, it is a schematic diagram showing an illumination optical system and the detection optical system when the light beam flux for bright field illumination using the linear micro mirror.

【図51】あるプロセス処理装置Pで処理する前において高感度で欠陥検査を実施し、該処理後において最適感度で欠陥検査を実施し、その論理差(B−A)を示す図である。 [Figure 51] is carried out defect inspection with high sensitivity before treatment with the process processor P, and defect inspection is carried out at the optimal sensitivity after the treatment, a diagram illustrating the logical difference (B-A).

【図52】本発明に係る欠陥検査装置において、微小異物から広がりを持った大きな異物まで高S/N比でもって欠陥判定できる構成を示す図である。 In the defect inspection apparatus according to Figure 52 the present invention, it is a diagram illustrating a configuration capable defect determination with a high S / N ratio from the fine foreign matter to a large foreign matter with a spread.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1…被検査対象基板(ウエハ)、1a、1b…半導体ウエハ、1aa…メモリLSI、1ab…メモリセル領域、1ac…周辺回路領域、1ad…その他の領域、1 1 ... object substrate (wafer), 1a, 1b ... semiconductor wafer, 1aa ... memory LSI, 1ab ... memory cell region, 1ac ... peripheral circuit region, 1ad ... other areas, 1
ba…マイコン等のLSI、1bb…レジスタ群領域、 ba ... LSI such as a microcomputer, 1bb ... register group area,
1bc…メモリ部領域、1bd…CPUコア部領域、1 1bc ... memory region, 1bd ... CPU core area, 1
be…入出部領域、2…チップ、3…スリット状ビーム(照明領域)、4…TDIセンサ等のイメージセンサの検出領域、100…照明光学系、101…レーザ光源、 be ... and out region, 2 ... chip, 3 ... slit-shaped beam (illumination area), 4 ... detection area of ​​image sensor such as a TDI sensor, 100 ... illumination optical system, 101 ... laser light source,
102…凹レンズ、103…凸レンズ、104…円錐曲面を持つ照明レンズ、200…検出光学系、201…対物レンズ(検出レンズ)、202…空間フィルタ、20 102 ... concave lens, 103 ... lens, 104 ... illumination lens having a conical curved surface, 200 ... detection optical system, 201 ... objective lens (detection lens), 202 ... spatial filter, 20
3…結像レンズ、204…ビームスプリッター、20 3 ... imaging lens 204 ... beam splitter, 20
5、206…TDIセンサ等の1次元検出器、207… 5,206 ... TDI 1-dimensional detector such as a sensor, 207 ...
NDフィルタ、208…偏光素子、226…ミラー、2 ND filter, 208 ... polarizing element 226 ... mirror, 2
27…結像光学系、228…TVカメラ、240…直線状の微細ミラー、300…白色照明系、400…演算処理回路(信号処理系)、401…A/D変換部、402 27 ... imaging optical system, 228 ... TV camera, 240 ... linear fine mirrors 300 ... white illumination system 400 ... arithmetic processing circuit (signal processing system), 401 ... A / D conversion unit, 402
…データメモリ、403…差分処理手段(差分処理回路)、403'…絶対値差分処理回路、404…データメモリ、405…最大最小除去回路、406…2乗算出回路、407…算出回路、408…個数カウント回路、 ... data memory, 403 ... differential processing unit (difference processing circuit), 403 '... absolute difference processing circuit, 404 ... data memory, 405 ... maximum and minimum removal circuit, 406 ... squaring detection circuit, 407 ... calculating circuit, 408 ... the number count circuit,
409…2乗和算出回路、410…和算出回路、411 409 ... square sum calculating circuit, 410 ... sum calculating circuit, 411
…計数回路、412…上限判定基準(正側閾値)算出回路、413…下限判定基準(負側閾値)算出回路、41 ... counter circuit, 412 ... upper criterion (positive side threshold value) calculating circuit, 413 ... lower criterion (negative threshold value) calculation circuit, 41
4、415、414'…比較回路、417…CPU(出力手段)、419…閾値マップ格納手段、421…出力手段(表示手段)、422…メモリ位置コントローラ、 4,415,414 '... comparison circuit, 417 ... CPU (output means), 419 ... threshold map storage unit, 421 ... output unit (display means), 422 ... memory position controller,
423…閾値算出回路、424…閾値設定回路、425 423 ... threshold value calculating circuit, 424 ... threshold value setting circuit, 425
…平均値算出回路、426…入力手段、427…記憶装置、428…ネットワーク、520、521〜525… ... The average value calculating circuit, 426 ... input unit, 427 ... storage device, 428 ... network, 520,521~525 ...
オペレータ、531〜535…比較回路、541〜54 Operator, 531-535 ... comparison circuit, 541-54
4…掛け算回路、550…論理和回路、600…光学観察顕微鏡、601…検出光学系、602…画像処理系、 4 ... multiplication circuit, 550 ... OR circuit, 600 ... optical observation microscope, 601 ... detection optical system, 602 ... image processing system,
603…表示手段、604…画像メモリ、610〜61 603 ... display unit, 604 ... image memory, 610-61
2…検査装置、613…データ解析システム、1007 2 ... inspection apparatus, 613 ... data analysis system, 1007
…ビーム光束。 ... beam beam.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 良正 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 西山 英利 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松本 俊一 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 見坊 行雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 松永 良治 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 酒井 恵寿 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 二宮 隆典 神奈川県横 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Yoshimasa Oshima Kanagawa Prefecture, Totsuka-ku, Yokohama-shi Yoshida-cho, 292 address Co., Ltd. Hitachi, production technology in the Laboratory (72) inventor Hidetoshi Nishiyama Kanagawa Prefecture, Totsuka-ku, Yokohama-shi Yoshida-cho address 292 Co., Ltd. Hitachi, production technology in the Laboratory (72) inventor Shunichi Matsumoto, Kanagawa Prefecture, Totsuka-ku, Yokohama-shi Yoshida-cho, 292 address Co., Ltd. Hitachi, production technology in the Laboratory (72) inventor Mibo Kanagawa Prefecture, Totsuka-ku, Yokohama-shi Yoshida Yukio town 292 address Co., Ltd. Hitachi, production technology in the Laboratory (72) inventor Ryoji Matsunaga Shibuya-ku, Tokyo East Third Street No. 16 No. 3 Hitachi Electronics engineering Co., Ltd. in the (72) inventor Sakai MegumiHisashi Shibuya-ku, Tokyo East Third chome 16th No. 3 Hitachi Electronics engineering Co., Ltd. in the (72) inventor Takanori Ninomiya Kanagawa Prefecture horizontal 浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 渡邊 哲也 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 中村 寿人 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 神宮 孝広 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 森重 良夫 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 近松 秀一 東京都渋谷区東三丁目16番3号 日立電子 エンジニアリング株式会社内 Hama City Totsuka-ku, Yoshida-cho, 292 address Co., Ltd. Hitachi, production technology in the Laboratory (72) inventor Tetsuya Watanabe Tokyo, Shibuya-ku, East Third Street No. 16 No. 3 Hitachi Electronics Engineering Co., Ltd. in the (72) inventor Hisato Nakamura Tokyo Shibuya-ku, East Third Street No. 16 No. 3 Hitachi Electronics engineering Co., Ltd. in the (72) inventor Takahiro Jingu Shibuya-ku, Tokyo East Third Street No. 16 No. 3 Hitachi Electronics engineering Co., Ltd. in the (72) inventor MORISHIGE Yoshio Shibuya-ku, Tokyo East Third Street No. 16 No. 3 Hitachi Electronics engineering Co., Ltd. in the (72) inventor Shuichi Chikamatsu Tokyo, Shibuya-ku, East Third Street No. 16 No. 3 Hitachi Electronics engineering Co., Ltd. in

Claims (40)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】長手方向にはほぼ平行光からなるスリット状ビームを、回路パターンが形成された被検査対象基板に対して、該基板の法線方向から所定の傾きを有し、前記回路パターンの主要な直線群に対して平面上所定の傾きを有し、長手方向が前記被検査対象基板を載置して走行させるステージの走行方向に対してほぼ直角になるように照明する照明過程と、 該照明過程で照明された被検査対象基板上に存在する異物等の欠陥から得られる反射散乱光をイメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出過程と、 該検出過程で検出された信号に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出する欠陥判定過程とを有することを特徴とする欠陥検査方法。 The method according to claim 1 slit-shaped beam of substantially parallel light in the longitudinal direction, relative to the object substrate on which a circuit pattern is formed has a predetermined inclination from a normal direction of the substrate, the circuit pattern has a planar on predetermined inclination relative to the main straight lines of an illumination process of longitudinally illuminates to be substantially perpendicular to the traveling direction of the stage for running by placing the object substrate a detecting step of detecting by converting the signals received by the image sensor reflected scattered light resulting from defects of foreign matter present in the inspection target substrate illuminated by the illumination process, it is detected by the detection process defect inspection method characterized by having a defect determination process signals based and to extract a signal indicating a defect such as foreign matter.
  2. 【請求項2】前記検出過程において、被検査対象基板上に存在する回路パターンの少なくとも繰り返しパターンからの回折光パターンを空間フィルタによって遮光することを特徴とする請求項1記載の欠陥検査方法。 2. A said detecting step, a defect inspection method according to claim 1, wherein the shielded by the spatial filter diffracted light pattern from at least a repeating pattern of the circuit patterns present inspection target board.
  3. 【請求項3】前記欠陥判定過程において、本来同一の回路パターンが形成された箇所またはその近傍から前記検出によって得られる信号に基にしてばらつきを算出し、 3. A said defect determination process to calculate the variation based on a signal obtained by the detection of the original same point circuit pattern is formed in or near the
    該算出されたばらつきに基づいて設定される判定基準を基に前記検出された信号から異物等の欠陥を示す信号を抽出することを特徴とする請求項1または2記載の欠陥検査方法。 Defect inspection method according to claim 1, wherein extracting the signal indicating a defect such as a foreign particle from the detected signal based on criteria that is set based on a variation issued the calculated.
  4. 【請求項4】前記欠陥判定過程において、前記検出された信号に対して前記回路パターンを構成する各種領域毎に設定された判定基準に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出することを特徴とする請求項1または2記載の欠陥検査方法。 4. A said defect determination process, characterized in that to extract a signal indicating a defect such as a foreign material on the basis of set criteria for various each region constituting the circuit pattern with respect to the detected signal defect inspection method according to claim 1 or 2 wherein the.
  5. 【請求項5】前記照明過程において、スリット状ビームの回路パターンの主要な直線群に対する平面上の傾きが45度程度であることを特徴とする請求項1または2または3または4記載の欠陥検査方法。 5. The illumination step, the defect inspection according to claim 1 or 2 or 3 or 4, wherein the inclination of the plane relative to the main straight lines of a circuit pattern of the slit-shaped beam is about 45 degrees Method.
  6. 【請求項6】回路パターンが形成された被検査対象基板を載置して走行させるステージと、 光源から出射されるビームを、長手方向にはほぼ平行光からなるスリット状ビームにして、前記被検査対象基板に対して、該基板の法線方向から所定の傾きを有し、前記回路パターンの主要な直線群に対して平面上所定の傾きを有し、長手方向が前記ステージの走行方向に対してほぼ直角になるように照明する照明光学系と、 該照明光学系によってスリット状ビームが照明された被検査対象基板上に存在する異物等の欠陥から得られる反射散乱光をイメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系のイメージセンサから検出された信号に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出する画像処理部とを備えたことを特徴とす 6. A stage for running by placing the object substrate on which a circuit pattern is formed, a beam emitted from the light source, in the slit-like beam of substantially collimated light in the longitudinal direction, the object the inspection target substrate has a predetermined inclination from a normal direction of the substrate has a plane on a predetermined inclination with respect to the main straight lines of the circuit pattern, the running direction of the longitudinal direction the stage almost an illumination optical system for illuminating such a right angle, received by the image sensor reflected scattered light resulting from defects of foreign matter present in the inspection target board to the slit-shaped beam is illuminated by the illumination optical system for a detection optical system for detecting and converting the signal to a feature in that an image processing unit for extracting a signal indicating a defect such as a foreign material based on the detected signal from the detection optical system image sensor to 欠陥検査装置。 Defect inspection apparatus.
  7. 【請求項7】前記画像処理部において、本来同一の回路パターンが形成された箇所またはその近傍から前記検出光学系のイメージセンサから検出によって得られる信号に基にしてばらつきを算出し、該算出されたばらつきに基づいて判定基準を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段で設定された判定基準を基に前記検出光学系のイメージセンサから検出された信号から異物等の欠陥を示す信号を抽出する抽出手段とを有することを特徴とする請求項6記載の欠陥検査装置。 7. The said image processing unit calculates a variation in the original of the same circuit portion pattern is formed or the vicinity thereof based on a signal obtained by detecting from the image sensor of the detection optical system, issued the calculated and a signal indicating a defect such as a foreign particle from the detected signal from the image sensor of the detection optical system based on criterion setting means and said criterion setting set criteria by means for setting a criterion based on the variation defect inspection apparatus according to claim 6, characterized in that it has extracting means for extracting.
  8. 【請求項8】前記画像処理部において、前記検出された信号に対して前記回路パターンを構成する各種領域毎に設定された判定基準に基いて異物等の欠陥を示す信号を抽出する手段を有することを特徴とする請求項6記載の欠陥検査装置。 8. in the image processing unit comprises means for extracting a signal indicating a defect such as a foreign material on the basis of set criteria for each various regions constituting the circuit pattern with respect to the detected signal defect inspection apparatus according to claim 6, wherein a.
  9. 【請求項9】前記検出光学系において、光軸が、被検査対象基板に対してほぼ垂直であることを特徴とする請求項6記載の欠陥検査装置。 9. The detection optical system, the optical axis, a defect inspection apparatus according to claim 6, wherein the substantially perpendicular to the object substrate.
  10. 【請求項10】前記照明光学系において、光源がレーザ光源であることを特徴とする請求項6または7または8 10. The illumination optical system according to claim 6 or 7 or 8 light source being a laser light source
    または9記載の欠陥検査装置。 Or defect inspection apparatus according 9.
  11. 【請求項11】前記照明光学系において、円錐表面に近似する形状の絞る光学要素を有することを特徴とする請求項6または7または8または9または10記載の欠陥検査装置。 11. The illumination optical system, a defect inspection apparatus according to claim 6 or 7 or 8 or 9 or 10, wherein further comprising an optical element to narrow the shape similar to a cone surface.
  12. 【請求項12】前記照明光学系において、更に、白色光を法線に対して傾けた方向から照明する光学系を備えたことを特徴とする請求項6または7または8または9または10または11記載の欠陥検査装置。 12. The illumination optical system further claim 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11, characterized in that it comprises an optical system for illuminating white light from a direction inclined with respect to the normal defect inspection apparatus according.
  13. 【請求項13】前記検出光学系において、空間フィルタを備えたことを特徴とする請求項6または7または8または9または10または11または12記載の欠陥検査装置。 13. The detection optical system, the defect inspection apparatus according to claim 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11 or 12, wherein further comprising a spatial filter.
  14. 【請求項14】前記検出光学系におけるイメージセンサをTDIセンサで構成することを特徴とする請求項6または7または8または9または10または11または1 14. The method of claim 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11 or 1, characterized in that configuring the image sensor in the detecting optical system in TDI sensor
    2または13記載の欠陥検査装置。 Defect inspection apparatus 2 or 13, wherein.
  15. 【請求項15】前記検出光学系において、光軸を被検査対象基板の法線に対して傾けたことを特徴とする請求項6または7または8または9または10または11または13または14記載の欠陥検査装置。 15. The detection optical system, the optical axis of the claims 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11 or 13 or 14, wherein the inclined with respect to the normal line of the object substrate defect inspection apparatus.
  16. 【請求項16】被検査対象物の表面に対して法線方向からある傾きを持って光を照明し、被検査対象物の表面内の少なくとも一方向に照明光束を絞るための円錐表面に近似した形状の光学要素を有する照明光学系と、 前記被検査対象物から反射する光をイメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系で検出された信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 Illuminating the light with an inclination in the direction normal to the surface of 16. inspection object, it approximates a conical surface for throttling at least the illumination light beam in one direction in the surface of the object to be inspected the illumination optical system having an optical element shape, the detection optical system for detecting and converting to a signal by receiving the light reflected from the inspection object with an image sensor, a signal detected by the detection optical system processing defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing section for.
  17. 【請求項17】被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 生み出された電荷を蓄積する手段と蓄積した電荷がある一定量を越えた際に該一定量を超えた電荷を流し出す電流経路と該一定量までの範囲の蓄積された電荷を読み出す手段とで構成されるイメージセンサを有し、前記被検査対象物から反射する光を、前記イメージセンサで受光して信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系で検出された信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 17. A illumination optical system for illuminating a light to the surface of the object to be inspected exceeds the predetermined amount when exceeding the predetermined amount is charge accumulation means for accumulating the generated electric charges having an image sensor composed of a means for reading out the charges stored in the range of up to the current path and said predetermined amount of flush out charges, the light reflected from the object to be inspected, it is received by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the signal, the defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the signal detected by the detection optical system.
  18. 【請求項18】前記検出光学系において、被検査対象物からの反射光束を分岐し、該分岐される一つの反射光束の強度を他の一つの反射光束の強度の概ね1/100にする分岐光学系と、該分岐光学系で分岐された各反射光束の受光する複数のイメージセンサとを有することを特徴とする請求項16または17記載の欠陥検査装置。 18. The detection optical system, and splits the reflected light beam from the object to be inspected, to approximately 1/100 of the intensity of the reflected light beam, one strength of another one of the reflected light beam which is the branch branching optical system and a defect inspection apparatus according to claim 16 or 17, wherein further comprising a plurality of image sensors for receiving each reflected light beam branched by the branching optical system.
  19. 【請求項19】被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 前記被検査対象物の表面に形成されたパターンからの散乱光を遮光するようにほぼ平行に設置された線状の複数の遮光手段を有し、光軸が前記被検査対象物の表面の法線方向からある一定角度の傾きを有し、前記被検査対象物から反射する光を光電変換手段で受光して信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系で検出された信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 19. A illumination optical system for illuminating a light to the surface of the object to be inspected, placed substantially in parallel to the shielding scattered light from the pattern formed on the surface of the object to be inspected has a linear plurality of shielding means, has an inclination of a predetermined angle to the optical axis from the normal direction of the surface of the object to be inspected, the light receiving by the photoelectric conversion means light reflected from the inspected object and a detection optical system for detecting and converting the signal, the defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the signal detected by the detection optical system.
  20. 【請求項20】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系から検出された画像信号を基に同一形状の構造物の対応する対応画素またはその近傍の画素について画像信号のばらつきを算出し、該算出されたばらつきに応じて異物等の欠陥の存在を判定する画素の信号レベルの判定基準を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段で設定された判定基準を基に前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有し、前記画像信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 20. an illumination optical system for illuminating a light to the surface of a plurality of substantially identical shape inspection object structures are arranged in, it receives reflected light from the inspected object by the image sensor calculating a detection optical system for detecting and converted into an image signal, the variation of the corresponding corresponding pixels or image signals for the pixels in the vicinity of the detection structures of the same shape on the basis of the detected image signal from the optical system, the detection optical system based on a set criteria with criterion setting means and said criterion setting means for setting a signal level of the criteria for determining pixels for the presence of defects such as foreign matter in accordance with the variation issued the calculated and a determination means for determining presence of defects on the detected image signal from the defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the image signal.
  21. 【請求項21】前記画像処理部には、前記画像信号のばらつきに対する前記判定基準の倍率を設定する設定手段を有することを特徴とする請求項20記載の欠陥検査装置。 The method according to claim 21, wherein said image processing unit, the defect inspection apparatus of claim 20, characterized in that it comprises a setting means for setting the magnification of the criteria for variations in the image signal.
  22. 【請求項22】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系から検出された画像信号を基に同一形状の構造物の対応する画素についての画像信号の差分値を算出する差分値算出手段と異物等の欠陥の存在を判定する画素に近隣する複数の画素における前記差分値算出手段で算出された差分値のばらつきを算出し、該算出されたばらつきに応じて異物等の欠陥の存在を判定する画素の信号レベルの判定基準を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段で設定された判定基準を基に前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有 22. A plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converting into image signals, and the difference value calculating means for calculating a difference value between the image signals for the corresponding pixels of the detection structures of the same shape on the basis of the detected image signal from the optical system calculating the variation of the difference value difference value calculated by the calculation means in a plurality of pixels close to the pixel for determining the presence of defects such as foreign matter, determine the presence of defects such as foreign matter in accordance with the variation issued the calculated determination for determining the presence of a defect with respect to criterion setting means and said criterion setting detected image signal from the detection optical system based on a set criteria with means for setting the signal level of the criteria of pixels Yes and means 、前記画像信号を処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 , The defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing the image signal.
  23. 【請求項23】前記画像処理部には、前記判定手段で判定された欠陥の検査結果と前記判定基準設定手段で設定された判定基準に対応するデータとを出力する出力手段を有することを特徴とする請求項20または21または22記載の欠陥検査装置。 The method according to claim 23, wherein said image processing unit, characterized in that it has an output means for outputting the data corresponding to the set criteria in the inspection result and the criterion setting means defects determined in the determination means defect inspection apparatus according to claim 20 or 21 or 22 wherein the.
  24. 【請求項24】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段と該判定手段において判定される判定基準についての同一形状の構造物に対するマップ情報もしくは画像を表示する表示手段とを有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 And 24. A plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converted into an image signal, the criterion to be determined in the determination means and said determining means for determining the presence of defects on the basis of the criterion with respect to detection detected image signals from the optical system defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a display means for displaying the map information or image on the structure of the same shape.
  25. 【請求項25】前記画像処理部には、エリア優先モード、標準モード、および感度優先モードに応じて前記判定基準を設定可能な手段を有することを特徴とする請求項24記載の欠陥検査装置。 The method according to claim 25, wherein said image processing unit, area priority mode, standard mode, and a defect inspection apparatus according to claim 24, wherein further comprising means capable of setting the judgment criteria according to the sensitivity priority mode.
  26. 【請求項26】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段と該判定手段において判定される判定基準とそれに対応する検査面積に関する指標との関係を表示する表示手段とを有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 And 26. A plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converted into an image signal, a criterion to be determined in the determining means and the determination means for determining the presence of defects on the basis of the criterion with respect to detection detected image signals from the optical system defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a display means for displaying the relationship between the indicators of the inspection area corresponding thereto.
  27. 【請求項27】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段と該判定手段において判定される判定基準に対応した同一形状の構造物に対する感度情報を表示する表示手段とを有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 And 27. A plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converting the image signal, the criterion to be determined in the determination means and said determining means for determining the presence of defects on the basis of the criterion with respect to detection detected image signals from the optical system defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit and a display means for displaying the sensitivity information for the structure of the corresponding same shape.
  28. 【請求項28】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 判定基準を、前記同一形状の構造物における下地の状態に対応させて変えて設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段によって設定された判定基準を基に、前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有し、前記画像信号に対して処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 And 28. A plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converted into an image signal, the criterion set by the criterion setting means and said criterion setting means for setting changed in correspondence with the underlying conditions in the structure of the same shape determination based on a reference, and wherein and a determination means for determining presence of defects on the detected image signal from the detection optical system, an image processing section for processing on the image signal defect inspection apparatus for.
  29. 【請求項29】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 欠陥のサイズを指定する指定手段と該指定手段によって指定された欠陥のサイズに応じて判定基準を設定する判定基準設定手段と該判定基準設定手段によって設定された判定基準を基に、前記検出光学系から検出された画像信号に対して欠陥の存在を判定する判定手段とを有し、 And 29. a plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converted into an image signal, the criterion setting means and said criterion setting means for setting a criterion depending on the size of the specified defect by the specified means and said specifying means for specifying the size of the defect based on the set criteria by, and a determination means for determining presence of defects on the detected image signal from said detecting optical system,
    前記画像信号に対して処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 Defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit for processing on the image signal.
  30. 【請求項30】複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系と、 欠陥のサイズを指定する指定手段と該指定手段された欠陥のサイズに応じて前記照明光学系で照明される照明光のパワーを制御する制御系とを有し、前記検出光学系から検出される画像信号に対して処理する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 And 30. A plurality of illumination optical system for illuminating a light to the surface of substantially the inspected object which structures are arranged in the same shape, and receives the reflected light from the inspected object by the image sensor a detection optical system for detecting and converted into an image signal, a control system for controlling the power of the illumination light is illuminated by the illumination optical system in accordance with the designation means and said designating means defect size to specify the size of the defect preparative has defect inspection apparatus characterized by comprising an image processing unit that processes the image signal detected from the detection optical system.
  31. 【請求項31】ステージ上に載置され、複数のほぼ同一形状の構造物が配列された被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と前記被検査対象物からの反射光をイメージセンサで受光して画像信号に変換して検出する検出光学系とを有する撮像光学系と、 該撮像光学系の検出光学系から検出された画像信号に対して判定基準を基に欠陥の存在を判定する判定手段を有する画像処理部と、 更に、前記被検査対象物上の光学像を観察するために前記撮像光学系と並設された光学観察顕微鏡とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 31. A mounted on the stage, the reflected light from a plurality of substantially identical shape the object to be inspected and an illumination optical system for illuminating light to the surface of the inspection object structures are arranged in the is received by the image sensor imaging optical system and a detection optical system for detecting and converted into an image signal and, of the defect on the basis of the criterion for the detected image signal from the detection optical system of the imaging optical system an image processing unit having a determining means for existence, further characterized in that an image pickup optical system and the juxtaposed optical observation microscope for observing an optical image on said object to be inspected defect inspection apparatus.
  32. 【請求項32】前記光学観察顕微鏡を紫外線光学観察顕微鏡で構成することを特徴とする請求項31記載の欠陥検査装置。 32. The defect inspection apparatus according to claim 31, wherein the configuring the optical observation microscope ultraviolet optical observation microscope.
  33. 【請求項33】被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物から反射する光を光電変換手段で受光して信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系で検出した信号を処理して欠陥検査を行ない、この欠陥検査結果を欠陥の存在するパターン情報を含めて出力する手段を有する画像処理部とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。 And 33. The illumination optical system for illuminating the light to the surface of the inspection object, a detection optical system for detecting and converting the signal is received by the photoelectric conversion means light reflected from the inspected object performs defect inspection processing the signal detected by the detection optical system, characterized by comprising an image processing unit having means for outputting including pattern information that contains the defective and the defect inspection results defect inspection equipment.
  34. 【請求項34】前記画像処理部の手段において、出力されるパターン情報が、構造物の設計データから得られた情報であることを特徴とする請求項33記載の欠陥検査装置。 In 34. means of the image processing unit, pattern information is output, the defect inspection apparatus according to claim 33, wherein the information is information obtained from the design data structure.
  35. 【請求項35】被検査対象物の表面に対して光を照明する照明光学系と、 被検査対象物から反射する光を光電変換手段で受光して信号に変換して検出する検出光学系と、 該検出光学系で検出した信号を処理して欠陥の信号レベルを抽出し、この抽出された欠陥の信号レベルを欠陥の大きさを示すように補正し、この補正された欠陥の信号レベルを出力する手段を有する画像処理部とを備えた欠陥検査装置。 And 35. The illumination optical system for illuminating the light to the surface of the inspection object, a detection optical system for detecting and converting the signal is received by the photoelectric conversion means light reflected from the inspected object It processes the signal detected by the detection optical system to extract the signal level of the defect, and corrects the signal level of the extracted defect shown the size of the defect, the signal level of the corrected defect defect inspection apparatus and an image processing section having means for outputting.
  36. 【請求項36】前記手段において、欠陥の信号レベルの補正を、照明強度、または構造物表面の反射率のデータに基いて行なうことを特徴とする請求項35記載の欠陥検査装置。 In 36. wherein said means, a correction of the signal level of the defect, the illumination intensity or the defect inspection apparatus according to claim 35, wherein the performed based on the data of the reflectance of the structure surface.
  37. 【請求項37】前記照明光学系において、前記スリット状ビーム光束として、前記光源から出射されるビームを、前記被検査対象基板上における検出領域に対して、 37. The illumination optical system, as the slit-like beam flux, the beam emitted from the light source, the detection region of the object to be inspected on the substrate,
    該検出領域の光軸から周辺部までの長さをほぼ標準偏差とするガウス分布となる照度分布を有するように整形してスリット状ガウスビーム光束を得る光学系を有することを特徴とする請求項6または7または8または9または10または11または12または13または14または15記載の欠陥検査装置。 Claims, characterized in that it has an optical system to obtain a slit-shaped Gaussian beam flux and shaped to have a substantially illuminance distribution becomes Gaussian distribution with a standard deviation to a length of the periphery from the optical axis of the detection area defect inspection apparatus 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11 or 12 or 13 or 14 or 15, wherein.
  38. 【請求項38】前記照明光学系において、前記スリット状ビーム光束として、前記光源から出射されるビームを、前記被検査対象基板上における検出領域に対して、 In 38. The illumination optical system, as the slit-like beam flux, the beam emitted from the light source, the detection region of the object to be inspected on the substrate,
    該検出領域の中心部の照度に対する検出領域の周辺部の照度の比が0.46〜0.73程度になるように前記検出領域の光軸を中心とする周辺部間の長さに径もしくは長軸長さを適合させて整形してスリット状ガウスビーム光束を得る光学系を有することを特徴とする請求項6または7または8または9または10または11または1 Diameter or the length between the peripheral portion of the illumination ratio of the perimeter of the detection area with respect to the illuminance of the center of the detection region around the optical axis of the detection region to be about .46-.73 claim characterized in that it has an optical system to obtain a slit-shaped Gaussian beam flux to shape by adapting the major axis 6 or 7 or 8 or 9 or 10 or 11 or 1
    2または13または14または15記載の欠陥検査装置。 Defect inspection apparatus 2 or 13 or 14 or 15, wherein.
  39. 【請求項39】前記照明光学系で照明されるスリット状ガウスビーム光束が、DUVビーム光束であることを特徴とする請求項37または38記載の欠陥検査装置。 39. slit-shaped Gaussian beam light beam is illuminated by the illumination optical system, a defect inspection apparatus according to claim 37 or 38, wherein the a DUV beam flux.
  40. 【請求項40】前記検出光学系におけるイメージセンサをTDIイメージセンサで構成することを特徴とする請求項37または38または39記載の欠陥検査装置。 40. The detection optical system defect inspection apparatus according to claim 37 or 38 or 39, wherein the configuring in TDI image sensor an image sensor in.
JP20607899A 1998-07-28 1999-07-21 Defect inspection apparatus and method Expired - Lifetime JP3566589B2 (en)

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