JP2006125967A - Inspection device, inspection method, and manufacturing method of pattern substrate - Google Patents
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Description
本発明は検査装置及び検査方法並びにそれを用いたパターン基板の製造方法に関し、特に、光学式走査を用いた検査装置及び検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection apparatus, an inspection method, and a pattern substrate manufacturing method using the inspection apparatus, and more particularly to an inspection apparatus and an inspection method using optical scanning.
近年、半導体デバイスの高集積化が進展し、それに伴って半導体デバイスに用いられる半導体ウエハの表面に形成されるパターンも極めて微細化されてきている。半導体ウエハにおいては、パターン形成時にウエハ上に欠陥が存在すると製造の歩留りが大幅に低下する。このため、半導体ウエハに形成される半導体デバイスのパターンの加工寸法の微細化に伴って、許容される欠陥の制約が厳しくなっている。したがって、半導体ウエハ上の微小な欠陥を検出する検査は、半導体製品及びその製造の歩留まりや信頼性を向上させる上で重要である。 In recent years, with the progress of high integration of semiconductor devices, patterns formed on the surface of semiconductor wafers used for semiconductor devices have become extremely fine. In a semiconductor wafer, if a defect exists on the wafer at the time of pattern formation, the manufacturing yield is greatly reduced. For this reason, with the miniaturization of the processing dimension of the pattern of the semiconductor device formed on the semiconductor wafer, restrictions on allowable defects are becoming strict. Therefore, inspection for detecting minute defects on a semiconductor wafer is important for improving the yield and reliability of semiconductor products and their manufacture.
このような欠陥を検出する方法として、所定の光源からの照射光による欠陥からの散乱光をシグナル光として光検出器で検出することによって、照射光を照射した検査位置における半導体ウエハ上の欠陥の有無を検査する方式がある(例えば、特許文献1参照。)。 As a method for detecting such a defect, by detecting the scattered light from the defect by the irradiation light from a predetermined light source as a signal light with a photodetector, the defect on the semiconductor wafer at the inspection position irradiated with the irradiation light is detected. There is a method for inspecting the presence or absence (see, for example, Patent Document 1).
また、半導体ウエハのOSF(Oxidation Induced Stacking Fault)やBMD(Bulk Micro Defect)などの結晶欠陥の検査においては、欠陥の検出精度を向上させるために欠陥の発生個数、発生密度を判断基準として、検出した欠陥が真の欠陥であるかどうかを判定する方法が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 In addition, in the inspection of crystal defects such as OSF (Oxidation Induced Stacking Fault) and BMD (Bulk Micro Defect) of semiconductor wafers, detection is performed using the number of generated defects and the generation density as criteria for improving the defect detection accuracy. There has been proposed a method for determining whether or not a defect is a true defect (see, for example, Patent Document 2).
さらに、各不具合部分の相互間の距離を算出し、前記距離が所定値未満である複数の不具合部分の面積の合計値を求める表面欠陥検査装置が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。
通常、半導体ウエハの欠陥検査は、半導体ウエハにレーザなどの光を照射し、その散乱/反射光を受光して生成した、出力信号の強弱を演算処理することによって行う方式が一般的である。つまり、生成した出力信号を、欠陥検出回路に供給し、正負のしきい値(スライスレベル)と比較する。そして、出力信号がこのスライスレベルを超えている場合、欠陥として検出する。 In general, a defect inspection of a semiconductor wafer is generally performed by performing processing on the intensity of an output signal generated by irradiating a semiconductor wafer with light such as a laser and receiving scattered / reflected light. That is, the generated output signal is supplied to the defect detection circuit and compared with a positive / negative threshold value (slice level). If the output signal exceeds this slice level, it is detected as a defect.
しかし、この出力信号には、熱雑音またはショットノイズなどのノイズがランダムに発生する。したがって、実際には欠陥がない部分であっても、ノイズによってスライスレベル超えると、擬似欠陥として検出されてしまうことがある。欠陥の検出感度を向上させるためには、欠陥による出力信号とノイズによる出力信号とを分離する必要がある。 However, noise such as thermal noise or shot noise is randomly generated in this output signal. Therefore, even a portion that does not actually have a defect may be detected as a pseudo defect if it exceeds the slice level due to noise. In order to improve the defect detection sensitivity, it is necessary to separate the output signal due to the defect and the output signal due to the noise.
また、このような半導体ウエハに対して有効な検査を行うためには、スライスレベルを下げることが必要となる。しかしながら、スライスレベルを下げると、ノイズによる誤検出が多くなってしまうことが問題となる。 In order to perform an effective inspection on such a semiconductor wafer, it is necessary to lower the slice level. However, when the slice level is lowered, there is a problem that false detection due to noise increases.
上記のような問題は、半導体装置製造用のマスクブランクスの欠陥検出など半導体ウエハ以外の表面検査においても同様に生じるものである。 The problem as described above also occurs in the surface inspection other than the semiconductor wafer such as the defect detection of the mask blank for manufacturing the semiconductor device.
本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、簡便に高い検出感度を得ることができる検査装置および検査方法並びにそれを用いたパターン基板の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in the background of such circumstances, and an object thereof is to provide an inspection apparatus and an inspection method that can easily obtain high detection sensitivity, and a method of manufacturing a pattern substrate using the inspection apparatus. .
本発明の第1の態様にかかる検査装置は、光ビームを発生する光源と、前記光源から出射した光ビームを集光して試料表面に光スポットを形成する対物レンズと、前記対物レンズから前記試料に入射した光ビームのうち、前記試料表面で反射した反射光、前記試料の欠陥箇所からの散乱光又は前記試料を透過した透過光を受光し、受光した光の光量に基づく出力信号を出力する光検出器と、前記試料と前記光スポットとの相対的な位置を走査ラインに沿って走査する走査手段であって、前記光スポットが隣接する走査ラインの光スポットと重複した領域を照明するように走査する走査手段と、前記光検出器からの出力信号に基づいて欠陥候補を検出する欠陥候補検出部と、前記欠陥候補検出部において検出された欠陥候補間の距離に基づいて欠陥か否かを判定する欠陥判定部とを備えるものである。これにより、高い検出感度で欠陥を検出することができる。 An inspection apparatus according to a first aspect of the present invention includes: a light source that generates a light beam; an objective lens that collects the light beam emitted from the light source to form a light spot on a sample surface; Of the light beam incident on the sample, the reflected light reflected from the sample surface, the scattered light from the defective part of the sample, or the transmitted light transmitted through the sample is received, and an output signal based on the amount of the received light is output. And a scanning means for scanning a relative position between the sample and the light spot along a scanning line, wherein the light spot illuminates a region overlapping with a light spot of an adjacent scanning line Based on a distance between defect candidates detected by the defect candidate detection unit, a defect candidate detection unit that detects a defect candidate based on an output signal from the photodetector, In which and a determining defect determining section whether Recessed. Thereby, a defect can be detected with high detection sensitivity.
本発明の第2の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、前記走査手段は、前記光スポットの走査ライン間のピッチを当該光スポットのスポット径の半分以下とするものである。これにより、試料全面に対して欠陥を高感度で検出することができる。 In the inspection apparatus according to the second aspect of the present invention, in the above-described inspection apparatus, the scanning unit sets the pitch between the scanning lines of the light spots to half or less of the spot diameter of the light spots. Thereby, a defect can be detected with high sensitivity on the entire surface of the sample.
本発明の第3の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、前記光源から出射した光ビームを複数本のサブビームに変換する回折格子をさらに備え、前記試料表面において、前記サブビームの軌跡が隣のサブビームの軌跡と重なるように複数の光スポットを形成し、前記光検出器が前記複数本のサブビームに対応する複数の受光素子を有するものである。これにより、高速に検査を行うことができる。 An inspection apparatus according to a third aspect of the present invention further includes a diffraction grating that converts the light beam emitted from the light source into a plurality of sub-beams in the above-described inspection apparatus, and the trajectory of the sub-beams on the sample surface. A plurality of light spots are formed so as to overlap the trajectory of the adjacent sub beam, and the photodetector has a plurality of light receiving elements corresponding to the plurality of sub beams. Thereby, an inspection can be performed at high speed.
本発明の第4の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、前記光源を複数有し、前記試料表面において、前記光源からの光ビームの軌跡が他の前記光源からの光ビームの軌跡と重なるように複数の光スポットを形成し、前記光検出器が前記複数の光源からの光ビームに対応する複数の受光素子を有するものである。 An inspection apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the above-described inspection apparatus, wherein the inspection apparatus includes a plurality of the light sources, and the locus of the light beam from the light source is the locus of the light beam from another light source on the sample surface. A plurality of light spots are formed so as to overlap with each other, and the photodetector has a plurality of light receiving elements corresponding to light beams from the plurality of light sources.
本発明の第5の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、前記欠陥判定部が、前記走査ラインのうち、第1の走査ラインに対応する光スポットにより検出された欠陥候補の前記試料上の位置から欠陥判定距離内に、第2の走査ラインに対応する光スポットにより検出された欠陥候補が存在するか否かによって欠陥か否かを判定するものである。これにより、ノイズによる誤検出を防ぐことができる。 The inspection apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the inspection apparatus according to the above-described inspection apparatus, wherein the defect determination unit detects the defect candidate detected by the light spot corresponding to the first scanning line among the scanning lines. Whether there is a defect or not is determined by whether or not there is a defect candidate detected by the light spot corresponding to the second scanning line within the defect determination distance from the upper position. Thereby, erroneous detection due to noise can be prevented.
本発明の第6の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、前記欠陥候補検出部において、出力信号がスライスレベルを超えた位置で前記欠陥候補が検出されるものである。 An inspection apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the inspection apparatus described above, wherein the defect candidate detection unit detects the defect candidate at a position where an output signal exceeds a slice level.
本発明の第7の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、前記欠陥候補検出部では、1つの走査ラインにおいて前記スライスレベルを超えた位置が前記欠陥判定距離内に2つ以上ある場合、1つの欠陥候補として検出するものである。これにより、欠陥候補の誤検出を防ぐことができる。 The inspection apparatus according to the seventh aspect of the present invention is the inspection apparatus described above, wherein, in the defect candidate detection unit, there are two or more positions within the defect determination distance that exceed the slice level in one scanning line. One defect candidate is detected. This can prevent erroneous detection of defect candidates.
本発明の第8の態様にかかる検査装置は、上述の検査装置において、試料表面に実際に存在する欠陥の数が判明している標準試料において、前記欠陥候補を検出し、前記欠陥候補の数に基づいて誤って前記欠陥として判定された誤検出欠陥の数を算出し、前記誤検出欠陥の数に基づいて前記スライスレベルを設定するものである。これにより、誤検出欠陥数が許容値以下となる範囲において、高感度の検出を行うことができる。 An inspection apparatus according to an eighth aspect of the present invention is the above-described inspection apparatus, wherein the defect candidate is detected in a standard sample in which the number of defects actually present on the sample surface is known, and the number of defect candidates is detected. The number of erroneously detected defects erroneously determined as the defect is calculated based on the above, and the slice level is set based on the number of erroneously detected defects. As a result, high-sensitivity detection can be performed in a range where the number of erroneously detected defects is less than or equal to an allowable value.
本発明の第9の態様にかかる検査方法は、光ビームを出射するステップと、前記光ビームを集光して試料表面に光スポットを形成するよう前記試料に照射するステップと、前記光スポットが隣接する走査ラインの光スポットと重複した領域を照明するように前記試料と前記光スポットとの相対的な位置を走査ラインに沿って走査するステップ、前記試料に入射した光ビームのうち、前記試料の表面で反射した反射光、前記試料の欠陥箇所からの散乱光又は前記試料を透過した透過光を検出するステップと、前記検出した反射光、散乱光又は透過光に基づいて出力信号を出力するステップと、前記出力信号に基づいて欠陥候補を検出するステップと、前記検出された欠陥候補間の距離に基づいて欠陥か否かを判定するステップとを備えるものである。これにより、高感度で欠陥を検出することができる。 An inspection method according to a ninth aspect of the present invention includes: emitting a light beam; condensing the light beam to irradiate the sample so as to form a light spot on a sample surface; and Scanning a relative position of the sample and the light spot along the scan line so as to illuminate a region overlapping with a light spot of an adjacent scan line; among the light beams incident on the sample, the sample Detecting reflected light reflected from the surface of the sample, scattered light from a defective portion of the sample or transmitted light transmitted through the sample, and outputting an output signal based on the detected reflected light, scattered light or transmitted light A step of detecting a defect candidate based on the output signal, and a step of determining whether the defect is a defect based on a distance between the detected defect candidates. That. Thereby, a defect can be detected with high sensitivity.
本発明の10の態様にかかる検査方法は、上述の検査方法において、前記走査するステップでは、前記光スポットの走査ライン間のピッチを当該光スポットのスポット径の半分以下として走査するものである。 In the inspection method according to the tenth aspect of the present invention, in the above-described inspection method, in the scanning step, the pitch between the scanning lines of the light spot is scanned with a half or less of the spot diameter of the light spot.
本発明の第11の態様にかかる検査方法は、上述の検査方法において、前記光スポットが前記試料表面に複数形成され、前記複数の光スポットに対応した複数の受光素子で前記複数の光スポットを検出するものである。これにより、高速に検査を行うことができる。 An inspection method according to an eleventh aspect of the present invention is the inspection method described above, wherein a plurality of the light spots are formed on the sample surface, and the plurality of light spots are formed by a plurality of light receiving elements corresponding to the plurality of light spots. It is to detect. Thereby, an inspection can be performed at high speed.
本発明の第12の態様にかかる検査方法は、上述の検査方法において、前記欠陥候補を検出するステップでは、前記出力信号がスライスレベルを超えた位置で欠陥候補を検出することを特徴とするものである。 An inspection method according to a twelfth aspect of the present invention is the inspection method described above, wherein in the step of detecting the defect candidate, the defect candidate is detected at a position where the output signal exceeds a slice level. It is.
本発明の第13の態様にかかる検査方法は、上述の検査方法において、一つの走査ラインにおいて、前記スライスレベルを超えた位置が所定距離内に2つ以上ある場合、1つの欠陥候補として検出するものである。これにより、欠陥候補の誤検出を防ぐことができる。 In the inspection method according to the thirteenth aspect of the present invention, in the above-described inspection method, when there are two or more positions within the predetermined distance in one scanning line that exceed the slice level, they are detected as one defect candidate. Is. This can prevent erroneous detection of defect candidates.
本発明の第14の態様にかかる検査方法は、上述の検査方法において、前記試料表面に実際に存在する欠陥数が予め判明している標準試料において前記欠陥候補を検出するステップと、前記標準試料における前記欠陥候補数に基づいて、誤って前記欠陥として判定される誤検出欠陥の数を推定するステップと、前記誤検出欠陥の数が許容誤検出欠陥数以下となるように前記スライスレベルを設定するステップとをさらに備えるものである。 The inspection method according to a fourteenth aspect of the present invention is the above inspection method, wherein the defect candidate is detected in a standard sample in which the number of defects actually existing on the sample surface is known in advance, and the standard sample Estimating the number of erroneously detected defects that are erroneously determined as the defect based on the number of defect candidates in, and setting the slice level so that the number of erroneously detected defects is less than or equal to the allowable number of erroneously detected defects Further comprising the step of:
本発明の第15の態様にかかるパターン基板の製造方法は、上述の検査方法により前記試料である基板の欠陥を検出するステップと、前記欠陥を検出するステップにより検出された欠陥を修正するステップと、前記欠陥が修正された基板にパターンを形成するステップとを有するものである。これにより、パターン基板の生産性を向上することができる。 A pattern substrate manufacturing method according to a fifteenth aspect of the present invention includes a step of detecting a defect of the substrate that is the sample by the above-described inspection method, and a step of correcting the defect detected by the step of detecting the defect. And a step of forming a pattern on the substrate in which the defect is corrected. Thereby, the productivity of the pattern substrate can be improved.
本発明によれば、簡便に高い検出感度を得ることができる検査装置及び検査方法並びにそれを用いたパターン基板の製造方法を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the inspection apparatus and inspection method which can obtain a high detection sensitivity simply, and the manufacturing method of a pattern board | substrate using the same can be provided.
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能である。尚、各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略されている。 Hereinafter, embodiments to which the present invention can be applied will be described. The following description is to describe the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. For clarity of explanation, the following description and drawings are omitted and simplified as appropriate. Moreover, those skilled in the art can easily change, add, and convert each element of the following embodiments within the scope of the present invention. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same element and the duplication description is abbreviate | omitted as needed for clarification of description.
本発明に係る検査装置の構成について図1を用いて説明する。図1は、本発明にかかる欠陥検査装置100の一例の構成を示す概略図である。101はレーザ光源、102は回折格子、103は第1のリレーレンズ、104は第2のリレーレンズ、105はビームスプリッタ、106は対物レンズ、107は試料、108はステージ、109は第3のリレーレンズ、110は光検出器、200は処理装置を示している。
The configuration of the inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an example of a
レーザ光源101から発生したレーザビームは、回折格子102に入射する。回折格子102は、例えば、1次元回折格子であり、入射したレーザビームをn本のサブビームに変換する。これらサブビームは一列に整列しているものとする。回折格子102から出射したn本のサブビームは第1のリレーレンズ103及び第2のリレーレンズ104を通過し、ビームスプリッタ105を経て対物レンズ106に入射する。
A laser beam generated from the
対物レンズ106は、入射したn本の光ビームを微小スポット状に集束して検査すべき試料107上にn個の光スポットを形成する。このn個の光スポットのピッチは、光スポットのスポット径の半分と略等しくなっている。すなわち、試料107上で隣接する光スポットの中心の間隔が光スポット径の半分となっている。ここでは、光スポットのスポット径(ピーク強度に対して1/e2の強度における幅)が、例えば、0.4μm程度のものを用いることができる。
The
試料107を載置するステージ108はX−Y駆動機構を有するX−Yステージであり、光スポットに対して試料1077を相対的に移動することができる。コントローラ(不図示)などのステージ制御手段を用いてステージ108を水平方向に移動させることによって、ステージ108上に載置した試料107の任意の位置に光スポットを照射することができる。また、コントローラを用いてステージ108を移動させ、n個の光スポットによりそれぞれの光スポットを走査ラインに沿って走査することで、試料107を全面にわたって照明することができる。すなわち走査ラインに沿って複数の光スポットを走査した後、走査ラインと垂直な方向にステージ108を移動させる。これを繰り返して走査を行い、試料全面を照明する。各走査ラインのピッチは光スポットの径の半分以下とすることが好ましい。例えば、光スポット径が0.4μmの場合、走査ラインのピッチは0.2μm以下とすることが好ましい。これにより、隣接する走査ラインにおいて光スポットが重複するように走査される。
The
試料107上に形成された光スポットからの反射ビームは、再び対物レンズ106を経てビームスプリッタ105で反射する。ビームスプリッタ105で反射された反射ビームは第3のリレーレンズ109を経て光検出器110に入射する。光検出器110は、例えば、ライン状に配列された複数の受光素子を有するリニアイメージセンサである。リニアイメージセンサとしては、例えば、フォトダイオードアレイやCCDラインセンサを用いることができる。そして、試料107上の各光スポットからの反射ビームは、光検出器110の対応する受光素子にそれぞれ入射する。リニアイメージセンサの各受光素子は、遮光部材により互いに分離され、遮光部材又はその枠が受光素子に入射する光を規制するピンホールとしての機能を果たす。従って、リニアイメージセンサ自体がピンホールを有する空間フィルタを有している。
The reflected beam from the light spot formed on the
各受光素子からの出力信号は、増幅器(不図示)により増幅され処理装置200に供給される。処理装置200は、光検出器110の各受光素子からの出力信号を正負のしきい値(スライスレベル)と比較し、欠陥候補を検出する欠陥候補検出部、欠陥候補の中から欠陥を判定する欠陥判定部などを有している。処理装置200については、後述する。
An output signal from each light receiving element is amplified by an amplifier (not shown) and supplied to the
ここで、図2を参照して、本実施形態にかかる欠陥検査方法について説明する。図2は、試料107上の実欠陥114aが存在する部分を走査したときに生成される出力信号を示す図である。なお、実欠陥114aとは、試料表面上に異物等が付着し、正常な箇所に対して反射率が大きく変化するものを示す。ここでは、光スポット111が4個の場合について図示している。4つの光スポット111は縦方向に並んで配置されている。図2に示すように、隣接する光スポット111の軌跡の一部が重なるように一列に整列している。すなわち、第1の光スポット111aの軌跡と第2の光スポット111bの軌跡とが一部重なるように、第2の光スポット111bの軌跡と第3の光スポット111cの軌跡とが一部重なるように、第3の光スポット111cの軌跡と第4の光スポット111dの軌跡とが一部重なるように、各光スポットの軌跡が一列に並んで配置されている。これらの光スポット111は図2の矢印に示すよう横方向、すなわち走査ラインに沿って、走査される。なお、図2において走査ラインを示す矢印は光スポットの中心が通過する軌跡を示している。
Here, the defect inspection method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing an output signal generated when a portion where the
この4つの光スポット111によって、図2中の矢印の方向に試料107上を走査し、欠陥検査を行う。各光スポットの軌跡のピッチはスポット径の半分と一致している。すなわち、各光スポット111を走査することによって得られる照明領域はそれぞれ半分が重複している。具体的には、光スポット111bを走査することによって照明された領域の上半分は、光スポット111aを走査することによって照明された領域の下半分と重複している。一方、光スポット111bを走査することによって照明された領域の下半分は、光スポット111aを走査することによって照明された領域の上半分と重複している。他の光スポット111についても同様にである。このように、隣接する光スポットが走査されることによって照明される領域は半分づつ重なり合っている。なお、上述の説明ではレーザ光源101からの光が回折格子102によりサブビームが重複するように分岐されていると説明したが、本発明の実施形態はこれに限るものではない。例えば、回折格子102により分岐されたサブビームのうち、隣接する2つのサブビームが重複する光スポットを形成しなくてもよい。すなわち、所定の間隔で分岐されたサブビームにより形成される光スポット111のうちいずれかが重複するように走査するようにすればよい。換言すれば、走査される光スポット111の軌跡が重複するように走査すればいよい。例えば、レーザ光源101から光ビームを2つのサブビームに分岐した場合、一方のサブビームが光スポット111aを形成し、他方のサブビームが光スポット111cを形成するようにしてもよい。この場合、光スポット111aと光スポット111bが一方のサブビームにより形成され、光スポット111cと光スポット111dが他方のサブビームにより形成されるよう順次、走査する。さらには、光ビームを分岐しないで1本の光ビームのみを用いた場合、この1本の光ビームの軌跡が重複するように走査すればいよい。
By using these four light spots 111, the
この走査によって得られる出力信号がスライスレベルを超えた部分を、欠陥候補112として検出する。スライスレベルは、図2(a)〜(d)中の横方向の実線で示している。さらにスライスレベルは基準となる基準レベルの対して上下に設定されている。すなわち、試料表面における反射率が増加し、光検出器110の受光量が高くなると出力信号が基準レベルより上のスライスレベルを超える。一方、試料表面における反射率が低下し、光検出器110の受光量が低くなると、出力信号が基準レベルより下のスライスレベルを超える。これらの時に、ステージ108からの信号により欠陥候補の位置が特定され、欠陥候補112が検出される。隣接する光スポット111で検出された欠陥候補112が所定の距離内に2つ以上あると、その箇所に欠陥が存在すると判定される。欠陥が存在すると判定された箇所を欠陥箇所114とする。一方、隣接する光スポット111で検出された欠陥候補112が所定の距離内に1つ以下しか存在しない箇所では欠陥が存在しないと判定される。欠陥が存在しないと判定された箇所を正常箇所113とする。ここで、欠陥箇所114のうち、試料上に異物などが付着して実際に欠陥となっている箇所を実欠陥114aとし、試料に異物などが付着していないが、ノイズなどにより所定の距離内に欠陥候補112が2つ以上存在した箇所を誤検出欠陥114b(擬似欠陥箇所)とする。すなわち、欠陥箇所114には実欠陥114aと誤検出欠陥114bの2種類が存在する。この欠陥が存在するか否かを判定するための欠陥候補112同士の所定の距離を欠陥判定距離とする。
A portion where the output signal obtained by this scanning exceeds the slice level is detected as a
まず、試料上に実際に異物が存在する実欠陥114aにおける出力信号について説明する。図2に示すように、第2の光スポット111bと第3の光スポット111cの走査ライン間に異物が付着した場合について考える。第2の光スポット111bによって照射された領域と、第3の光スポット111cによって照射された領域とが重なり合っている。このため、第2の光スポット111bと第3の光スポット111cとが重なり合う領域に実際に異物が存在すると、第2の光スポット111b及び第3の光スポット111cにそれぞれ対応する受光素子の両方において出力信号がスライスレベルを超える。すなわち、第2の光スポット112bに対応する受光素子では欠陥候補112bが検出され(図2(b))、第3の光スポット112cに対応する受光素子では欠陥候補112cが検出されることになる、(図2(c))。このように、実欠陥114aでは走査ラインの方向において略同じ位置でスライスレベルを超えるため、重複する光スポットによって欠陥候補112bの近傍に他の欠陥候補112cが検出される。この場合、欠陥候補112bと112cとの距離は欠陥判定距離以内となるので、これらの欠陥候補112が存在する部分を欠陥箇所114として判定する。
First, an output signal in the
次に正常箇所113における出力信号について説明する。ノイズはランダムに発生するものであるため、通常、発生場所が離れている。ひとつの光スポットによって欠陥候補112が検出されても、これに隣接する光スポットで該欠陥候補112が検出された位置から欠陥判定距離内に他の欠陥候補112が検出される確率はきわめて低い。なお、この確率はスライスレベルの設定によって、変化する。例えば、第1の光スポット111aに対応する受光素子で欠陥候補112aが検出されたとしても(図2(a))、第2の光スポット111bに対応する受光素子では、欠陥候補112aの近傍には欠陥候補は検出されない。(図2(b))。したがって、通常、ノイズ等により出力信号がスライスレベルを超えた箇所は正常箇所113として判定される。
Next, the output signal at the
さらに、誤検出欠陥114bにおける出力信号について説明する。上述に示すようにノイズによる欠陥候補は欠陥判定距離内で2つ以上発生する確率は極めて低い。しかしながら、この確率を0とするのは困難であるため、ある一定の低い確率で欠陥判定距離内に2つノイズによる欠陥候補が2つ以上検出されてしまう。欠陥判定距離内にノイズによる欠陥候補112が検出された場合、それは欠陥箇所と判定される。しかしながら、試料上には欠陥がないため、これが誤検出欠陥114bとなる。すなわち、誤検出欠陥114bはスライスレベルを超えるノイズが、隣接する走査ラインにおいて近傍に発生した箇所である。具体的には、隣接する走査ラインにおいて、欠陥判定距離内にノイズによる欠陥候補112が2つ以上発生すると、その箇所が誤検出欠陥114bとなる。この誤検出欠陥114bの発生確率は、スライスレベルに応じて変化する。すなわち、スライスレベルを下げると、欠陥候補112の密度が高くなるため、誤検出欠陥114bの発生確率が高くなる。
Further, an output signal in the
走査ラインのピッチは、光ビームの試料107上に集束したときのスポット径の半分以下となるようにする。これにより、試料全面が2つ以上の光スポットにより重複して照明されるため、試料全面に対して欠陥判定を行うことができる。
The pitch of the scanning line is set to be equal to or less than half the spot diameter when the light beam is focused on the
本実施形態の場合、検出された欠陥候補112の試料107上の位置から、あらかじめ設定してある欠陥判定距離内に、他の光スポットによる欠陥候補112が検出されれば、その欠陥候補112が存在する部分を欠陥箇所114として判定するような構成としている。例えば、図2では、欠陥候補112bと欠陥候補112cとが隣接する光スポットにより走査ラインの方向において同じ位置に検出された例を示しているが、第2の光スポット111bによって検出された欠陥候補112bの試料107上の位置と第3の光スポット111cによる欠陥候補112cとの試料107上の位置が、走査ラインの方向において、同じ位置でなくても欠陥判定距離内であれば、その欠陥候補を欠陥箇所114として判定する。これにより、より確実にノイズによる誤検出を防ぐことができる。
In the case of the present embodiment, if a
なお、本実施の形態における欠陥波形の検出では、ノイズ除去のためバンドパスフィルタを用いることがある。この場合、欠陥判定を行う信号波形は図2に示す信号波形が微分されたものとなる。このとき、欠陥箇所における信号波形は例えば、図3に示すようになる。図3は検出光の光量が減少する欠陥箇所の信号波形を模式的に示している。バンドパスフィルタを用いると、信号波形は検出光量の変化の微分波形となるので、上述の欠陥箇所では下のスライスレベルを超えた後、上のスライスレベルを超える。したがって、バンドパスフィルタを用いた場合、欠陥位置では2箇所においてスライスレベルを超える。この2箇所間の距離が欠陥判定距離以内であっても、この箇所を欠陥箇所114として判定しないようにする。すなわち、1つの走査ラインにおいて、所定の距離以内にスライスレベルを超えた箇所が2つある場合、その箇所はまとめて1つの欠陥候補112とする。この場合、図3の点線に示すよう、下のスライスレベルを超えた位置から、上のスライスレベルを超えなくなる位置までを1つの欠陥箇所112として判定する。このように一つの走査ラインにおいて、スライスレベルを超える箇所が所定の距離以内にある場合、まとめて1つの欠陥候補112として判断される。この所定の距離はバンドパスフィルタの時定数に基づいて決定される。この処理を行うことにより、バンドパスフィルタを用いた場合でも、正確に欠陥候補を判定することができる。もちろん、バンドパスフィルタを用いない場合やその他のノイズフィルタを用いた場合でも、上記の処理を行うようにしてもよい。このように1つの走査ラインにおいて、所定の距離内に2つ以上の欠陥候補が検出されるときは、それらを一つの欠陥候補として検出することが好ましい。
In the detection of a defect waveform in this embodiment, a band pass filter may be used for noise removal. In this case, the signal waveform for determining the defect is obtained by differentiating the signal waveform shown in FIG. At this time, the signal waveform at the defective portion is, for example, as shown in FIG. FIG. 3 schematically shows a signal waveform of a defective portion where the amount of detection light decreases. When the band pass filter is used, the signal waveform becomes a differential waveform of the change in the detected light amount, and therefore exceeds the upper slice level after exceeding the lower slice level at the above-described defect location. Therefore, when the bandpass filter is used, the slice level is exceeded at two positions at the defect position. Even if the distance between the two locations is within the defect determination distance, this location is not determined as the
欠陥判定距離は、走査ラインのピッチ以上する。さらに、欠陥判定距離は走査ラインのピッチ、走査時における光ビームの位置精度などを考慮して、実欠陥114aを検出し損ねないように決定することが好ましい。このように、欠陥候補が欠陥判定距離内にあるか否かにより欠陥か否かを判定することにより、ノイズによる擬似欠陥の検出を防ぐことができる。
The defect determination distance is greater than or equal to the scanning line pitch. Furthermore, it is preferable that the defect determination distance is determined so as not to fail to detect the
しかし、欠陥判定距離を大きくしすぎると、誤検出欠陥114bが発生してしまう確率が高くなる。誤検出欠陥114bとは、上述の通り、隣接する走査ラインにおいてノイズによる欠陥候補間の距離が欠陥判定距離以内になっているものである。図2に示すように、第1の光スポット111aによって検出された欠陥候補112d及び、第4の光スポット111dによって検出された欠陥候補112eは欠陥判定距離以内に存在する。そのため、実際には試料上に欠陥が存在しないが、欠陥箇所114と判定されるはずである。すなわち、欠陥候補112dと欠陥候補112eはノイズによって発生しているが、これらが欠陥判定距離以内に存在すると欠陥箇所114として判定される。したがって、この位置が誤検出欠陥114bとなる。
However, if the defect determination distance is too large, the probability that the
欠陥判定距離が大きい場合、欠陥候補112dの欠陥判定距離内に欠陥候補112eが入ってしまうため、これらの欠陥候補112d及び112eが存在する部分は欠陥箇所114として判定されてしまう。このため、欠陥判定距離は、実欠陥を検出し損ねないよう、また、誤検出欠陥が少なくなるように最適な値に設定する必要がある。すなわち、欠陥判定距離の上限は、誤検出欠陥の数を少なくするよう設定される。欠陥判定判定距離を欠陥候補112dと欠陥候補112eとの間の距離よりも小さくすることにより、欠陥候補112dとその近傍で検出された欠陥候補112eを正常箇所113として判定することが可能になる。これにより、誤検出欠陥114bの数を減少することができる。例えば、欠陥判定距離を光スポット111の半径に光ビームの位置誤差を加えた距離をする。具体的には走査ラインのピッチに、走査による光ビームの位置ずれ量を加えた距離を欠陥判定距離とすることができる。
When the defect determination distance is large, the
次に、図4を参照してスライスレベルの決定方法の一例について説明する。本実施形態では、誤検出欠陥114bの密度が許容限度ぎりぎりに設定された場合に最高感度が得られるので、そのような設定を行う方法について説明する。すなわち、欠陥候補112を検出する確率はスライスレベルに依存するため、誤検出欠陥114bを検出する確率もスライスレベルに依存する。このスライスレベルの絶対値を大きくした場合、欠陥候補112及び誤検出欠陥114bが検出される確率が低くなるが、実欠陥114aの検出感度が低下する。一方、このスライスレベルの絶対値を小さくした場合、異物の検出感度が向上するが欠陥候補112及び誤検出欠陥114bが検出される確率が高くなる。したがって、誤検出欠陥114bの密度の許容限度を所定値に設定すると、そのときのスライスレベルを決定することができる。これにより、スライスレベルを下げることができるため、高感度で欠陥を検出することができる。なお、以下の説明において誤検出欠陥114bの密度を誤検出欠陥密度とし、誤検出欠陥114bの数を誤検出欠陥数とする。
Next, an example of a slice level determination method will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the maximum sensitivity can be obtained when the density of the erroneously detected
具体的には、欠陥候補判定のスライスレベルの最適値を決定する。スライスレベルの絶対値が小さいほど検出感度が高くなる。しかし、その値が小さすぎると欠陥候補数が増加し、誤検出欠陥114bの数が増加してしまう。したがって、検出感度を向上するため最適なスライスレベルを決定する必要がある。そこで、実際に検査するときに、ひとつの試料に対して、何個まで誤検出欠陥を許容するかを決定する。これを許容誤検出欠陥総数とすると、この許容誤検出欠陥総数から誤検出欠陥密度を求めることができる。
Specifically, the optimum value of the slice level for defect candidate determination is determined. The smaller the absolute value of the slice level, the higher the detection sensitivity. However, if the value is too small, the number of defect candidates increases and the number of erroneously detected
欠陥判定距離を半径とする円の総面積と総検査領域面積の比率、及び総欠陥候補数から誤検出欠陥数を求める。ただし、この場合は、無欠陥の試料を用いるか、実欠陥114aの数があらかじめ求められている試料を用いる必要がある。なお、実欠陥114aの数が予め判明している試料を標準試料とする。なお、無欠陥の試料も実欠陥114aの数が0として判明しているため、標準試料に含まれるものとする。さらに、試料において実欠陥の数が予め判明していない領域があったとしても、実欠陥の数が予め判明している領域がある場合、その試料も標準試料に含まれる。すなわち、標準試料には、実欠陥の数が予め判明している領域があればよい。実欠陥114aの数は複数回、光スポットを走査して、同じ位置に欠陥候補が検出された箇所に基づいて求めることができる。
The number of erroneously detected defects is determined from the ratio of the total area of the circle having the radius of the defect determination distance to the total inspection area and the total number of defect candidates. However, in this case, it is necessary to use a defect-free sample or a sample whose number of
ここでは、このスライスレベルの決定を、無欠陥試料により行う場合について説明する。実欠陥114aがないかどうかを判定するには、複数回同じ部分を走査し、同じ位置で欠陥候補112が検出されなければよい。実欠陥114aの数があらかじめ求められている試料を用いる場合は、実欠陥114aの部分の信号を除いてスライスレベルを決定するようにすればよい。図4では、無欠陥の試料を用いた場合の欠陥候補の分布について図示している。なお、図4において、小さい白丸は欠陥候補112を示し、その周りの大きな白丸は欠陥判定距離を半径とする円を示す。この大きな白丸を欠陥判定領域117とする。
Here, a case where the determination of the slice level is performed using a defect-free sample will be described. In order to determine whether or not there is an
上述したように、熱雑音やショットノイズなどのノイズによって、欠陥候補112はランダムに発生する。欠陥候補112がランダムに発生すると仮定すると、2個の欠陥候補112が一定の欠陥判定距離内に発生する確率、すなわち、欠陥候補112が欠陥箇所114として判定されてしまう確率から誤欠陥検出密度を求めることができる。
As described above,
スライスレベルの決定のために検査した標準試料の総検査領域116の面積をS、総検査領域116内に検出された欠陥候補検出数をCとすると、単位面積当たりの欠陥候補検出数すなわち欠陥候補密度Dは、
また、欠陥判定距離をrとすると、欠陥判定領域117の面積S0は、
When the defect determination distance is r, the area S 0 of the
ここで、Cは欠陥候補検出数、Fは誤検出欠陥数である。誤検出欠陥数Fとは、面積S内で、実欠陥114aが存在しないのに、欠陥判定距離内にノイズによる欠陥候補112が2つ以上存在し、欠陥箇所114と判定されてしまう誤検出欠陥114bの総数である。
Here, C is the number of defect candidates detected, and F is the number of erroneously detected defects. The number of erroneously detected defects F is an erroneously detected defect in which there are two or
上記の確率から誤検出欠陥数Fは式(4)のように推定される。
ここで許容欠陥候補数C0は面積Sにおいて許容することができる欠陥候補数の最大値である。ここで、ある特定の面積Sにおいて検出した欠陥候補112の数が許容欠陥候補数C0であれば、誤検出欠陥114bの個数が許容誤検出欠陥数F0となる。この許容誤検出欠陥数は例えば、1mm角に1個の誤検出欠陥が発生する程度の数に設定することができる。誤検出欠陥114bの個数を許容誤検出欠陥数F0とすると、スライスレベルを最も低く設定することができる。よって、高感度で欠陥の検出ができ、かつ、誤検出欠陥数を許容する範囲内とすることができる。したがって、ある特定の面積Sにおける欠陥候補検出数Cが許容欠陥候補数C0となるようにスライスレベルを設定すればよい。すなわち、標準試料を検査したときに検出された欠陥候補の数が許容欠陥候補数C0となるようにスライスレベルを設定する。許容誤検出欠陥数F0は、検査する試料に応じて、適当な値に設定することができる。これにより、検査する試料に適したスライスレベルを設定することができ、高感度の検出を行うことができる。
Here, the allowable defect candidate number C 0 is the maximum number of defect candidates that can be allowed in the area S. Here, if the number of
スライスレベルの設定は、具体的には、あらかじめ設定しておいた複数のスライスレベルについて誤検出欠陥数Fをそれぞれ算出して行う。すなわち、面積Sを走査した時の出力信号に対して、それぞれのスライスレベルに基づいて欠陥候補112を検出する。そして、この欠陥候補112から誤検出欠陥の数、すなわち誤検出欠陥数Fを算出する。そして、図5には、横軸をスライスレベルとし、縦軸をそのスライスレベルにおける誤検出欠陥数Fとしたときのグラフを示す。このグラフに算出した誤検出欠陥数Fとスライスレベルとの関係をプロットすると、例えば図5に示すような反比例のグラフが得られる。ここで、あらかじめ決めておいた許容誤検出欠陥数F0と反比例のグラフとの交点を好適なスライスレベルとして決定する。もちろん、スライスレベルと誤検出欠陥数Fとの関係は反比例に限るものではない。
Specifically, the slice level is set by calculating the number of erroneously detected defects F for each of a plurality of slice levels set in advance. That is, the
なお、以上から、許容誤検出欠陥密度D0は、
このように、許容誤検出欠陥密度D0からスライスレベルの決定を行う方法では、試料の全面を検査しなくても試料の一部を検査するだけで、様々な試料に対して簡単に好適なスライスレベルを決定することができる。よって、高感度検出を行うことができるスライスレベルの決定にかかる時間を短縮することができる。好適なスライスレベルを決定することで、高感度で欠陥検出を行った場合でも、誤検出欠陥数を許容値以下とすることができる。
From the above, the allowable false detection defect density D 0 is
As described above, the method of determining the slice level from the allowable false detection defect density D 0 is suitable for various samples simply by inspecting a part of the sample without inspecting the entire surface of the sample. The slice level can be determined. Therefore, it is possible to reduce the time required to determine the slice level at which high sensitivity detection can be performed. By determining a suitable slice level, even when defect detection is performed with high sensitivity, the number of erroneously detected defects can be reduced to an allowable value or less.
上記の処理を行うための処理装置の構成について図6を用いて説明する。図6は、処理装置200の構成を示すブロック図である。処理装置200は、通常のパーソナルコンピュータ等であり、所定の処理を行う中央処理装置(CPU)及び処理結果や信号波形を記憶するメモリやハードディスク等の記憶装置を備えている。さらに、処理結果や信号波形を画面上に表示する表示装置及びマウスやキーボードなどの所定の処理を実行させるための入力装置を備えている。処理装置200は、スライスレベル記憶部201、欠陥候補検出部202、誤検出欠陥算出部203、許容誤検出欠陥数記憶部204、スライスレベル算出部205、欠陥候補間距離算出部206、欠陥判定距離記憶部207、欠陥判定部208を有する。
A configuration of a processing apparatus for performing the above processing will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of the
まず、スライスレベルを決定する処理について説明する。スライスレベル記憶部201には、あらかじめ何点かのスライスレベルが入力され記憶してある。この複数のスライスレベルは、任意に決定することができる。欠陥候補検出部202では、標準試料上を走査している間、光検出器110によって出力された出力信号が入力される。そして、この出力信号がスライスレベルを超えた位置が欠陥候補の位置となる。そして、欠陥候補検出部202は1度の走査で、それぞれのスライスレベルについての欠陥候補112を検出する。すなわち、スライスレベル記憶部201に記憶されているそれぞれのスライスレベルについて欠陥候補の試料上での位置が特定される。このとき、1つの走査ラインにおいて、所定の距離以内にスライスレベルを超える箇所があるとき、欠陥候補検出部202はそれを1つの欠陥候補として判断する。これはスライスレベルを超えた位置(座標)により判断される。これにより、バンドパスフィルタを用いた場合でも欠陥候補の誤検出を防ぐことができる。欠陥候補間距離算出部206はこの欠陥候補検出部202によって検出された欠陥候補112の位置(座標)に基づいて欠陥候補間距離を算出する。誤検出欠陥算出部203において、この欠陥候補112及び欠陥判定距離に基づいて誤検出欠陥数Fが算出される。すなわち欠陥箇所114か否か判定には欠陥判定距離記憶部207に記憶されている欠陥判定距離と欠陥候補間距離算出部206によって算出された欠陥候補112の間の距離が参照される。そして、許容誤検出欠陥数記憶部204に記憶させた許容誤検出欠陥数F0と誤検出欠陥算出部203において算出された誤検出欠陥数Fに基づいて、スライスレベル算出部205は、好適なスライスレベルを決定する。このとき、図5に示すような、スライスレベルとそのスライスレベルに対する誤検出欠陥数Fの関係を自動的に求め、その関係から好適なスライスレベルを設定するようにしてもよい。すなわち、この関係に基づいて許容誤検出欠陥数F0となる時のスライスレベルを求めてもよい。このスライスレベルはスライスレベル記憶部201に記憶するようにしてもよい。
First, processing for determining the slice level will be described. In the slice
上記のように、決定されたスライスレベルを用いて、検査したい試料107に対して光スポットを走査する。欠陥候補検出部202では、光検出器110からの出力信号と上記スライスレベル決定処理であらかじめ設定した好適なスライスレベルとを比較して欠陥候補112を検出する。このとき、1つの走査ラインにおいて、所定の距離以内にスライスレベルを超える箇所があるとき、欠陥候補検出部202はそれを1つの欠陥候補として判断する。これはスライスレベルを超えた位置(座標)により判断される。これにより、ノイズフィルタを用いた場合でも欠陥候補112の誤検出を防ぐことができる。欠陥候補間距離算出部206では、欠陥候補検出部202で検出された欠陥候補間の距離を算出する。欠陥判定部208では、算出した欠陥候補間の距離と、欠陥判定距離記憶部207に記憶させた欠陥判定距離とを比較し、欠陥候補が欠陥箇所114か正常箇所113であるかを判定する。すなわち、欠陥候補間距離が欠陥判定距離よりも短ければ、その欠陥候補の部分を欠陥箇所114として判定する。
As described above, the light spot is scanned with respect to the
なお、スライスレベルの決定方法はこれに限られるものではなく、各領域ごとに電気信号値の平均値を算出し、平均値に基づいて欠陥検出を行う(特開昭60−135707号参照)方法を用いてもよいし、電気信号同士を加減演算して、受光量・受光位置などを割り出し、検出感度を向上させる(特開昭60−69539号参照)方法など、どのような方法を用いてもよい。 Note that the method for determining the slice level is not limited to this, and a method of calculating the average value of the electric signal values for each region and performing defect detection based on the average value (see Japanese Patent Laid-Open No. 60-135707). Or any other method such as a method of calculating the received light amount / light receiving position and improving the detection sensitivity by adding and subtracting the electric signals (see Japanese Patent Laid-Open No. 60-69539). Also good.
本実施形態では、一つのレーザ光源101から出射されたレーザビームを、回折格子102により複数のサブビームを形成する構成としたが、本発明はこれに限らず、複数の光源を備えるマルチビームとしてもよい。複数のビームをそれぞれ集束させた複数の光スポットを一括で走査してもよいし、それぞれ独立に走査するようにしてもよい。それぞれ独立に走査しても、試料上の位置に座標変換させることによって、それぞれの光スポットの位置を記憶させ、欠陥の判定を行うことができる。また、隣接する光源からの光ビームによる光スポットが重複するように走査しなくても、光スポットの軌跡が重複するように走査すればよい。
In the present embodiment, the laser beam emitted from one
また、複数の光スポットを用いなくても、ひとつの光スポットにより、走査領域が重複するように走査してもよい。光スポットを走査する走査ラインのピッチを、光スポットのスポット径の半分以下とすればよい。これによって、隣接する走査ラインにおいて光スポットが重複するように走査することができ、検出感度を向上させることができる。 Further, even if a plurality of light spots are not used, scanning may be performed so that the scanning regions overlap with one light spot. What is necessary is just to make the pitch of the scanning line which scans a light spot into half or less of the spot diameter of a light spot. As a result, scanning can be performed so that the light spots overlap in adjacent scanning lines, and detection sensitivity can be improved.
また、走査の方式は試料の表面に対してレーザビームを±X方向に走査するラスタスキャンでもよいし、試料を回転させてレーザビームを同心円状またはスパイラル状に走査してもよい。隣接する光スポット同士が重なるように、ビームピッチを設定し走査をすればよい。この場合も、座標系を試料上に変換し、欠陥候補の試料上の位置を比較するようにすればよい。 The scanning method may be a raster scan in which the laser beam is scanned in the ± X direction with respect to the surface of the sample, or the sample may be rotated to scan the laser beam concentrically or spirally. Scanning may be performed by setting the beam pitch so that adjacent light spots overlap each other. In this case as well, the coordinate system may be converted onto the sample, and the positions of the defect candidates on the sample may be compared.
なお、上述の説明において、試料で反射する反射光について説明したが、試料を透過する透過光についても同様に欠陥検出を行うことができる。すなわち、透過光を光検出器で検出して、その出力信号に基づいて同様に処理を行う。これにより、透過光に基づいて検査を行うことができる。さらには試料の欠陥箇所で散乱する散乱光を検出してもよい。これにより、正確に欠陥検査をすることができる。 In the above description, the reflected light reflected by the sample has been described. However, defect detection can be performed similarly for the transmitted light that passes through the sample. That is, the transmitted light is detected by a photodetector and the same processing is performed based on the output signal. Thereby, it can test | inspect based on the transmitted light. Furthermore, you may detect the scattered light scattered in the defect location of a sample. Thereby, a defect inspection can be performed accurately.
本発明にかかる欠陥検出方法によって欠陥が検出された半導体ウエハを用いることによって、半導体デバイス等の製造歩留まりを向上させることができる。すなわち、この欠陥検出方法により半導体ウエハの欠陥を検出し、その検出結果に基づいて欠陥を修正する。そして、この欠陥が修正された半導体ウエハに所望のパターンを形成し半導体装置を製造する。このパターンは、広く知られた薄膜堆積処理、エッチング処理、酸化処理、イオン注入処理などの処理により形成される。このように、半導体デバイスなどのパターン基板が形成される。本発明の欠陥検出装置あるいは欠陥検出方法を用いて欠陥が検出された半導体ウエハに所望のパターンを形成し、半導体デバイスの製造における露光処理を実施することができる。本発明の欠陥検出方法により、半導体デバイスに限らずパターン基板の製造歩留まりを向上させることができる。よって、パターン基板の生産性を向上することができる。 By using a semiconductor wafer in which a defect is detected by the defect detection method according to the present invention, it is possible to improve the manufacturing yield of a semiconductor device or the like. That is, a defect of the semiconductor wafer is detected by this defect detection method, and the defect is corrected based on the detection result. Then, a desired pattern is formed on the semiconductor wafer whose defect has been corrected, and a semiconductor device is manufactured. This pattern is formed by a widely known process such as a thin film deposition process, an etching process, an oxidation process, or an ion implantation process. Thus, a pattern substrate such as a semiconductor device is formed. A desired pattern can be formed on a semiconductor wafer from which a defect has been detected using the defect detection apparatus or the defect detection method of the present invention, and an exposure process in the manufacture of a semiconductor device can be performed. With the defect detection method of the present invention, it is possible to improve the manufacturing yield of not only a semiconductor device but also a pattern substrate. Therefore, the productivity of the pattern substrate can be improved.
100 欠陥検出装置、101 レーザ光源、102 回折格子、103 第1のリレーレンズ、104 第2のリレーレンズ、105 ビームスプリッタ、106 対物レンズ、107 試料、108 ステージ、109 第3のリレーレンズ、110 光検出器、
111 光スポット、112 欠陥候補、113 正常欠陥、114実欠陥箇所、
114a 実欠陥、114b 誤検出欠陥、116 検査領域、117 欠陥判定領域、
200 処理装置、201 スライスレベル記憶部、202 欠陥候補検出部、
203 誤検出欠陥算出部、204 許容誤検出欠陥数記憶部、
205 スライスレベル算出部、206 欠陥候補間距離算出部、
207 欠陥判定距離記憶部、208 欠陥判定部
DESCRIPTION OF
111 light spot, 112 defect candidate, 113 normal defect, 114 actual defect location,
114a actual defect, 114b false detection defect, 116 inspection area, 117 defect determination area,
200 processing apparatus, 201 slice level storage unit, 202 defect candidate detection unit,
203 erroneous detection defect calculation unit, 204 allowable erroneous detection defect number storage unit,
205 slice level calculation unit, 206 defect candidate distance calculation unit,
207 Defect determination distance storage unit, 208 Defect determination unit
Claims (15)
前記光源から出射した光ビームを集光して試料表面に光スポットを形成する対物レンズと、
前記対物レンズから前記試料に入射した光ビームのうち、前記試料表面で反射した反射光、前記試料の欠陥箇所からの散乱光又は前記試料を透過した透過光を受光し、受光した光の光量に基づく出力信号を出力する光検出器と、
前記試料と前記光スポットとの相対的な位置を走査ラインに沿って走査する走査手段であって、前記光スポットが隣接する走査ラインの光スポットと重複した領域を照明するように走査する走査手段と、
前記光検出器からの出力信号に基づいて欠陥候補を検出する欠陥候補検出部と、
前記欠陥候補検出部において検出された欠陥候補間の距離に基づいて欠陥か否かを判定する欠陥判定部とを備える検査装置。 A light source that generates a light beam;
An objective lens for condensing the light beam emitted from the light source to form a light spot on the sample surface;
Of the light beam incident on the sample from the objective lens, the reflected light reflected by the sample surface, scattered light from the defect portion of the sample or transmitted light transmitted through the sample is received, and the amount of the received light is changed. A photodetector that outputs an output signal based thereon;
Scanning means for scanning a relative position between the sample and the light spot along a scanning line, wherein the light spot scans so as to illuminate a region overlapping with the light spot of an adjacent scanning line. When,
A defect candidate detector for detecting a defect candidate based on an output signal from the photodetector;
An inspection apparatus comprising: a defect determination unit that determines whether or not a defect is based on a distance between defect candidates detected by the defect candidate detection unit.
前記試料表面において、前記サブビームの軌跡が隣のサブビームの軌跡と重なるように複数の光スポットを形成し、
前記光検出器が前記複数本のサブビームに対応する複数の受光素子を有する請求項1又は2に記載の検査装置。 A diffraction grating for converting the light beam emitted from the light source into a plurality of sub-beams;
On the sample surface, a plurality of light spots are formed so that the trajectory of the sub beam overlaps the trajectory of the adjacent sub beam,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the photodetector has a plurality of light receiving elements corresponding to the plurality of sub beams.
前記試料表面において、前記光源からの光ビームの軌跡が他の前記光源からの光ビームの軌跡と重なるように複数の光スポットを形成し、
前記光検出器が前記複数の光源からの光ビームに対応する複数の受光素子を有する請求項1又は2に記載の検査装置。 A plurality of the light sources;
On the sample surface, a plurality of light spots are formed such that the trajectory of the light beam from the light source overlaps the trajectory of the light beam from the other light source,
The inspection apparatus according to claim 1, wherein the photodetector has a plurality of light receiving elements corresponding to light beams from the plurality of light sources.
試料表面に光スポットを形成するよう前記光ビームを集光して前記試料に照射するステップと、
前記光スポットが隣接する走査ラインの光スポットと重複した領域を照明するように前記試料と前記光スポットとの相対的な位置を走査ラインに沿って走査するステップ、
前記試料に入射した光ビームのうち、前記試料の表面で反射した反射光、前記試料の欠陥箇所からの散乱光又は前記試料を透過した透過光を検出するステップと、
前記検出した反射光、散乱光又は透過光に基づいて出力信号を出力するステップと、
前記出力信号に基づいて欠陥候補を検出するステップと、
前記検出された欠陥候補間の距離に基づいて欠陥か否かを判定するステップとを備える検査方法。 Emitting a light beam;
Condensing the light beam to form a light spot on the sample surface and irradiating the sample;
Scanning the relative position of the sample and the light spot along a scan line so that the light spot illuminates a region overlapping with the light spot of an adjacent scan line;
Detecting a reflected light reflected from the surface of the sample, a scattered light from a defect portion of the sample, or a transmitted light transmitted through the sample, among light beams incident on the sample;
Outputting an output signal based on the detected reflected light, scattered light or transmitted light;
Detecting defect candidates based on the output signal;
And a step of determining whether or not the defect is based on a distance between the detected defect candidates.
前記複数の光スポットに対応した複数の受光素子で前記複数の光スポットを検出する請求項9又は10に記載の検査方法。 A plurality of the light spots are formed on the sample surface,
The inspection method according to claim 9 or 10, wherein the plurality of light spots are detected by a plurality of light receiving elements corresponding to the plurality of light spots.
前記標準試料における前記欠陥候補数に基づいて、誤って前記欠陥として判定される誤検出欠陥の数を推定するステップと、
前記誤検出欠陥の数が許容誤検出欠陥数以下となるように前記スライスレベルを設定するステップとをさらに備える請求項12又は13記載の検査方法。 Detecting the defect candidates in a standard sample in which the number of defects actually present on the sample surface is known in advance;
Estimating the number of erroneously detected defects that are erroneously determined as the defect based on the number of defect candidates in the standard sample; and
The inspection method according to claim 12 or 13, further comprising the step of setting the slice level so that the number of the erroneously detected defects is equal to or less than the allowable number of erroneously detected defects.
前記欠陥を検出するステップにより検出された欠陥を修正するステップと、
前記欠陥が修正された基板にパターンを形成するステップとを有するパターン基板の製造方法。
Detecting a defect of the substrate, which is the sample, by the inspection method according to claim 9;
Correcting the defects detected by detecting the defects;
Forming a pattern on the substrate in which the defect is corrected.
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