JP2010014635A - 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents
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Abstract
半導体等の製造工程で用いられる欠陥検査において、欠陥から発生する散乱分布・光量は欠陥形状や材質に依存して大きくかつ非線形に変化するため、様々な形状・材質を含む複数の欠陥種に対する高精度分類、寸法計測は困難であった。
【解決手段】
試料上にて複数の方向に発生する光を複数の検出器を用いて一括で検出し、得た複数の検出器出力に基づいて散乱光分布の情報を含む多次元の特徴量を抽出し、その特徴量を散乱光分布ライブラリのデータと比較することで欠陥の種類および寸法を判定する。特徴量抽出工程においては、前記検出工程において得られる屈折率および形状が既知の散乱体の散乱光検出信号の大きさに基づいて出力する特徴量を補正することで、高精度な判定を実現する。
【選択図】 図1
Description
照明条件および検出条件を時間的に切り替える方法の具体例について、図19を用いて説明する。図19(a)は照明条件を切り替える方法の具体例を示す。光源1011として周期的にストロボ発光するパルスレーザあるいはフラッシュランプを用いる。偏光変調素子1012は、光源のストロボ発光の周期またはその整数倍の周期に合わせて、与える位相差を時間的に変化させるもの、例えば電気光学素子、磁気光学素子、音響光学素子、液晶素子などを用いる。偏光変調素子1012により、光源から出た周期的なパルス光の偏光状態が時間的に切り替わる。偏光ビームスプリッタ1013によって偏光状態に応じて光路を分岐することで、パルス光の通る光路が時間的に切り替わる。これにより、偏光状態、照明方位、照明入射角などを時間的に切り替えながら同一箇所が照明される。検出側にも、物像間に空間光変調素子を設置し、透過する光の偏光分布、位相分布、強度分布を時間的に切替えることで、検出する光学条件を時間的に切り替えることができる。空間光変調素子cとしては、液晶素子、電気光学素子、磁気光学素子、音響光学素子、マイクロミラーデバイス、GLV(グレーティングバルブ)、機械的に駆動する遮光板などが用いられる。
2…レーザ光源
3…アッテネータ
4…偏光素子
5…照度分布制御素子
6…集光レンズ
7…ビームエキスパンダ
8…集光系
9…センサ
10…並進ステージ
11…回転ステージ
13…偏光フィルタ
14…コントローラ
15…遮光シャッタ
16…シャッタコントローラ
20…照明スポット
31…標準粒子塗布領域
50…欠陥判定部
51…特徴量抽出部
52…欠陥種寸法判定部
53…全体制御部
54…表示部
55…入力部
101…照明部
102a…検出部
102b…検出部
102c…検出部
104…正反射検出部
105…信号処理部
201…欠陥集合
202…欠陥データ
203…光散乱シミュレータ
204…散乱光分布ライブラリ
205a…特徴量
205b…欠陥散乱光分布
206…検出条件
207…欠陥特徴量
Claims (22)
- 光源から出射した光を試料上に導く照明部と、
前記照明部の照明による前記試料からの散乱光のうち互いに異なる複数の方向に散乱する散乱光成分を検出し、各々検出された散乱光成分に対応する複数の検出信号を出力する検出部と、
前記複数の検出信号を用いて欠陥に対応する多次元の特徴量を抽出し、前記多次元の特徴量と予め記憶された散乱光分布データとを比較して、欠陥の種類及び寸法を判定する信号処理部と、
前記信号処理部にて判定された判定結果を表示する表示部と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項1記載の欠陥検査装置であって、
前記信号処理部は、前記複数の検出信号を処理して欠陥の存在を判定する欠陥判定部と、前記欠陥判定部において判定された欠陥各々に対応する前記多次元の特徴量を出力する特徴量抽出部と、
を有することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項1記載の欠陥検査装置であって、
前記散乱光分布データは、前記信号処理部の記憶部に予め保持された複数の種類及び複数の寸法の欠陥の散乱光分布データの集合である散乱光分布ライブラリから選択されたものであることを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記検出部は、前記試料からの散乱光のうち互いに異なる複数の方向に散乱する散乱光成分を一括に検出する複数の検出器を有することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記信号処理部では、予め算出された補正係数を用いて前記多次元の特徴量を補正することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項5記載の欠陥検査装置であって、
前記補正係数は、屈折率および形状が既知の散乱体の散乱光を検出し、得られた検出信号実測値から算出した特徴量と、シミュレーションにより求めた特徴量と、の比較により算出したものであることを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記表示部は、ユーザにより選択された欠陥種の検出個数又は前記試料上における分布の少なくとも1つを表示することを特徴とする欠陥検査装置。 - 光源から出射した光を試料上に導く照明部と、
前記照明光学部による照明により試料上にて発生する散乱光のうち互い異なる複数の方向に出射する複数の散乱光成分を検出して対応する複数の検出信号を出力する検出部と、
前記検出部による複数の検出信号を処理して欠陥の存在を判定する欠陥判定部と、
前記複数の検出信号に基づいて前記欠陥判定部において判定された欠陥各々に対応する多次元の特徴量を出力する特徴量抽出部と、
複数の種類および複数の寸法の欠陥の散乱光分布データの集合である散乱光分布ライブラリを保持する記憶部と、
前記特徴量と前記散乱光分布ライブラリとの比較により欠陥の種類および寸法を判定する欠陥種寸法判定部と、
前記欠陥種寸法判定部において得られた分類結果および寸法判定結果を表示する表示部とを有することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項8記載の欠陥検査装置であって、
前記検出光学部において、複数の方向に散乱する欠陥散乱光を複数の検出器を用いて一括検出することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項8又は9記載の欠陥検査装置であって、
前記検出光学部において屈折率および形状が既知の散乱体の散乱光を検出して得られる信号の大きさに基づいて、前記特徴量抽出部において出力する特徴量を補正することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項8又は9記載の欠陥検査装置であって、
前記記憶部において、前記検出光学部において得られる屈折率および形状が既知の散乱体の散乱光検出信号の大きさ、基板表面の膜の材質、あるいは基板表面の膜の厚さに基づいて散乱光分布データを補正することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項8又は9記載の欠陥検査装置であって、
さらに、検出対象欠陥種をユーザが入力可能な入力部を有し、
前記表示部において、前記欠陥判定部にて欠陥と判定されたものの中で、前記検出対象欠陥種と指定された欠陥種のみの検出個数あるいは検査対象物上における分布を表示することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項8又は9記載の欠陥検査装置であって、
さらに、非検出対象欠陥種をユーザが入力可能な入力部を有し、
前記表示部において、前記欠陥判定部にて欠陥と判定されたものの中で、前記非検出対象欠陥種と指定された欠陥種を除外した検出個数あるいは検査対象物上における分布を表示することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項12又は13記載の欠陥検査装置であって、
前記表示部において、前記入力部にて指定された欠陥種に属する欠陥の、形状の模式図、電子顕微鏡などによる拡大像、散乱光分布、あるいは散乱光分布に対応する特徴量を表示することを特徴とする欠陥検査装置。 - 光源から出射した光を試料上に導く照明工程と、
前記照明工程の照明による前記試料からの散乱光のうち互いに異なる複数の方向に散乱する散乱光成分を検出し、各々検出された散乱光成分に対応する複数の検出信号を出力する検出工程と、
前記複数の検出信号を用いて欠陥に対応する多次元の特徴量を抽出し、前記多次元の特徴量と予め記憶された散乱光分布データとを比較して、欠陥の種類及び寸法を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする欠陥検査方法。 - 光源から出射した光を試料上に導く照明工程と、
前記照明工程において試料上にて発生する散乱光のうち互い異なる複数の方向に出射する複数の散乱光成分を検出して対応する複数の検出信号を出力する検出工程と、
前記検出工程おいて得られる複数の検出信号を処理して欠陥の存在を判定する欠陥判定工程と、
前記複数の検出信号に基づいて前記欠陥判定工程において判定された欠陥各々に対応する多次元の特徴量を出力する特徴量抽出工程と、
予め保持された複数の種類および複数の寸法の欠陥の散乱光分布データの集合である散乱光分布ライブラリと前記特徴量との比較により欠陥の種類および寸法を判定する欠陥種寸法判定工程と、
前記分類処理工程において得られた分類結果および寸法判定結果を表示する表示工程と、を有することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項16記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程では複数の方向に散乱する欠陥散乱光を一括検出することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項16又は17記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程において屈折率および形状が既知の散乱体の散乱光を検出して得られる検出信号の大きさに基づいて、前記特徴量抽出工程において出力する特徴量を補正することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項16又は17記載の欠陥検査方法であって、
前記記憶工程において、前記検出工程において得られる屈折率および形状が既知の散乱体の散乱光検出信号の大きさ、基板表面の膜の材質、あるいは基板表面の膜の厚さに基づいて散乱光分布データを補正することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項16又は17記載の欠陥検査方法であって、
検出対象欠陥種をユーザが入力可能な入力工程を有し、
前記表示工程において、前記欠陥判定工程にて欠陥と判定されたものの中で、前記検出対象欠陥種と指定された欠陥種のみの検出個数あるいは検査対象物上における分布を表示することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項16又は17記載の欠陥検査方法であって、
非検出対象欠陥種をユーザが入力可能な入力工程を有し、
前記表示工程において、前記欠陥判定工程にて欠陥と判定されたものの中で、前記非検出対象欠陥種と指定された欠陥種を除外した検出個数あるいは検査対象物上における分布を表示することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項16又は17記載の欠陥検査方法であって、
前記表示工程において、前記入力工程にて指定された欠陥種に属する欠陥の、形状の模式図、電子顕微鏡などによる拡大像、散乱光分布、あるいは散乱光分布に対応する特徴量を表示することを特徴とする欠陥検査方法。
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