JP2011158356A - 欠陥検査装置および欠陥検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】微細な欠陥の検査を精度よく且つ短時間に行うことができる欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供する。
【解決手段】第１の光源２から出射された第１の波長を有する光を載置部１２に載置された被検査体へ導くとともに、被検査体からの第１の反射光を第１の検出部１０へ導く第１の光学系３と、第２の光源６から出射された第２の波長を有する光を載置部に載置された被検査体へ導くとともに、被検査体からの第２の反射光を第２の検出部１１へ導く第２の光学系９と、第１の光源と、第２の光源と、を制御する制御部１３と、を備え、前記制御部は、前記被検査体の検査対象部分の材質に応じて、第１の光源と、第２の光源と、を制御して、前記第１の波長を有する光と、前記第２の波長を有する光と、の切り替えを行うことを特徴とする欠陥検査装置１が提供される。
【選択図】図１
【解決手段】第１の光源２から出射された第１の波長を有する光を載置部１２に載置された被検査体へ導くとともに、被検査体からの第１の反射光を第１の検出部１０へ導く第１の光学系３と、第２の光源６から出射された第２の波長を有する光を載置部に載置された被検査体へ導くとともに、被検査体からの第２の反射光を第２の検出部１１へ導く第２の光学系９と、第１の光源と、第２の光源と、を制御する制御部１３と、を備え、前記制御部は、前記被検査体の検査対象部分の材質に応じて、第１の光源と、第２の光源と、を制御して、前記第１の波長を有する光と、前記第２の波長を有する光と、の切り替えを行うことを特徴とする欠陥検査装置１が提供される。
【選択図】図１
Description
本発明は、欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
半導体装置、フラットパネルディスプレイ、ＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)などの分野においては、表面に微細なパターンが形成された構造体（以下、微細構造体と称する）がリソグラフィ技術などを用いて製造されている。そして、この様な微細なパターンに生じた欠陥を検査するための欠陥検査装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
この様な欠陥検査装置においては、照射光を被検査体に照射して得られる反射光を受光部上に結像させて被検査体の検査画像を得るようにしている。そして、被検査体の対応する２箇所において撮像された検査画像を比較して、互いに異なる部分を欠陥として検出するようにしている。
この様な欠陥検査装置においては、照射光を被検査体に照射して得られる反射光を受光部上に結像させて被検査体の検査画像を得るようにしている。そして、被検査体の対応する２箇所において撮像された検査画像を比較して、互いに異なる部分を欠陥として検出するようにしている。
ここで、近年においては、表面に形成されるパターンがより精緻なものとなってきており、製造工程中で生じる欠陥も微細なものとなってきている。この場合、照射光の波長に対する欠陥の大きさが小さくなると欠陥による散乱光の強度比が低下するので、欠陥の有無による反射率の差が小さくなりコントラストが低下してしまう。
そのため、照射光の短波長化が図られており、例えば、デザインルールが２０ｎｍ（ナノメートル）〜３０ｎｍ（ナノメートル）の半導体装置に対しては、波長が２６６ｎｍ（ナノメートル）の深紫外線（ＤＵＶ；Deep Ultra Violet）が用いられるようになってきている。
そのため、照射光の短波長化が図られており、例えば、デザインルールが２０ｎｍ（ナノメートル）〜３０ｎｍ（ナノメートル）の半導体装置に対しては、波長が２６６ｎｍ（ナノメートル）の深紫外線（ＤＵＶ；Deep Ultra Violet）が用いられるようになってきている。
しかしながら、波長が２６６ｎｍ（ナノメートル）の深紫外線を用いたのでは、例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検査する際の検査精度が著しく悪化するおそれがある。
この場合、波長が数ｎｍ（ナノメートル）の電子ビームを利用するＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置を用いれば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検出することができる。しかしながら、ＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置は、前述した光学式欠陥検査装置と比べて検査時間がかかりすぎるという問題がある。
この場合、波長が数ｎｍ（ナノメートル）の電子ビームを利用するＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置を用いれば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検出することができる。しかしながら、ＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置は、前述した光学式欠陥検査装置と比べて検査時間がかかりすぎるという問題がある。
本発明は、微細な欠陥の検査を精度よく且つ短時間に行うことができる欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供する。
本発明の一態様によれば、第１の波長を有する光を出射する第１の光源と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する光を出射する第２の光源と、入射した光を光電変換する第１の検出部と、入射した光を光電変換する第２の検出部と、被検査体を載置する載置部と、前記第１の光源から出射された前記第１の波長を有する光を前記載置部に載置された前記被検査体へ導くとともに、前記被検査体からの第１の反射光を前記第１の検出部へ導く第１の光学系と、前記第２の光源から出射された前記第２の波長を有する光を前記載置部に載置された前記被検査体へ導くとともに、前記被検査体からの第２の反射光を前記第２の検出部へ導く第２の光学系と、前記第１の光源と、前記第２の光源と、を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記被検査体の検査対象部分の材質に応じて、前記第１の光源と、前記第２の光源と、を制御して、前記第１の波長を有する光と、前記第２の波長を有する光と、の切り替えを行うことを特徴とする欠陥検査装置が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、被検査体に光を照射し、その反射光に基づいて欠陥を検査する欠陥検査方法であって、前記被検査体の検査対象部分の材質に応じて、第１の波長を有する光と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する光と、の切り替えを行うことを特徴とする欠陥検査方法が提供される。
本発明によれば、微細な欠陥の検査を精度よく且つ短時間に行うことができる欠陥検査装置および欠陥検査方法が提供される。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る欠陥検査装置を例示するための模式図である。 図２は、散乱光の強度比に対する波長と材質の依存性に関して例示をするためのグラフ図である。なお、図２は、欠陥を直径寸法が１０ｎｍ（ナノメートル）の微小球体とし、欠陥（微小球体）からの散乱光の強度比に対する波長と材質の依存性をシミュレーションにより求めたものである。この場合、散乱光の強度比は、基準波長に対するものとしている。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る欠陥検査装置を例示するための模式図である。 図２は、散乱光の強度比に対する波長と材質の依存性に関して例示をするためのグラフ図である。なお、図２は、欠陥を直径寸法が１０ｎｍ（ナノメートル）の微小球体とし、欠陥（微小球体）からの散乱光の強度比に対する波長と材質の依存性をシミュレーションにより求めたものである。この場合、散乱光の強度比は、基準波長に対するものとしている。
まず、図２に例示をする散乱光の強度比に対する波長と材質の依存性に関して例示をする。
欠陥検査において、照射光の波長に対する欠陥の大きさが小さくなると欠陥による散乱光の強度比が低下するので、欠陥の有無による反射率の差が小さくなりコントラストが低下してしまう。そのため、照射光の短波長化を図ることでコントラストが低下することを抑制することができれば、さらに微細な欠陥を検出することができるようになる。
しかしながら、本発明者らの得た知見によれば、欠陥部分（例えば、球状の欠陥など）の材質、または、欠陥（例えば、孔など）が発生したパターンなどの材質（以下、「検査対象部分の材質」と称する）によっては散乱光の強度比が最大となる波長が異なることが判明した。すなわち、単に照射光の短波長化を図るだけでは、必ずしも散乱光の強度比を高めることができないことが判明した。
欠陥検査において、照射光の波長に対する欠陥の大きさが小さくなると欠陥による散乱光の強度比が低下するので、欠陥の有無による反射率の差が小さくなりコントラストが低下してしまう。そのため、照射光の短波長化を図ることでコントラストが低下することを抑制することができれば、さらに微細な欠陥を検出することができるようになる。
しかしながら、本発明者らの得た知見によれば、欠陥部分（例えば、球状の欠陥など）の材質、または、欠陥（例えば、孔など）が発生したパターンなどの材質（以下、「検査対象部分の材質」と称する）によっては散乱光の強度比が最大となる波長が異なることが判明した。すなわち、単に照射光の短波長化を図るだけでは、必ずしも散乱光の強度比を高めることができないことが判明した。
例えば、図２に示すように、半導体であるシリコン（Ｓｉ）や誘電体である二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の場合には、照射光の波長が１５０ｎｍ（ナノメートル）近傍において散乱光の強度比が最大となる。また、誘電体である窒化シリコン（ＳｉＮ）や金属である銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）の場合には、照射光の波長が１００ｎｍ（ナノメートル）以下において散乱光の強度比が最大となる。
一般に、光の散乱量（散乱光の強度比）は短波長であるほど大きくなる。そのため、単に照射光の波長を短くすれば光の散乱量（散乱光の強度比）を増加することができるようにも思える。しかしながら、本発明者らの得た知見によれば、紫外領域では照射光が照射される物質の光学特性が、物質の材質や照射光の波長により変化する。例えば、照射光の波長が短くなれば、照射光が照射された物質の屈折率が空気の屈折率に近づくので照射光が透過してしまい反射量が減少して光の散乱量（散乱光の強度比）がかえって減少するようになる。そのため、図２に例示をしたような波長依存性が生じることになる。
本実施の形態に係る欠陥検査装置および欠陥検査方法においては、この様な波長依存性を利用するようにしている。すなわち、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光を選択し、この様にして選択された照射光を用いて欠陥検査を行うようにしている。
本実施の形態に係る欠陥検査装置および欠陥検査方法においては、この様な波長依存性を利用するようにしている。すなわち、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光を選択し、この様にして選択された照射光を用いて欠陥検査を行うようにしている。
次に、図１に戻って本発明の第１の実施形態に係る欠陥検査装置を例示する。
図１に示すように、欠陥検査装置１には、第１の光源２、第１の光学系３、第２の光源６、第２の光学系９、入射した光を光電変換する第１の検出部１０、入射した光を光電変換する第２の検出部１１、載置部１２、制御部１３、検査部１４が設けられている。
図１に示すように、欠陥検査装置１には、第１の光源２、第１の光学系３、第２の光源６、第２の光学系９、入射した光を光電変換する第１の検出部１０、入射した光を光電変換する第２の検出部１１、載置部１２、制御部１３、検査部１４が設けられている。
第１の光源２は、第１の波長を有する光を出射する。例えば、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光を出射するものとすることができる。この場合、例えば、波長が１９３ｎｍ（ナノメートル）の照射光を出射するＡｒＦエキシマレーザ光源、波長が１５７ｎｍ（ナノメートル）の照射光を出射するＦ2レーザ光源などとすることができる。また、クリプトン（Ｋｒ）系エキシマランプ、フッ素（Ｆ）系エキシマランプなどとすることもできる。
第１の光学系３は、第１の光源２から出射された第１の波長を有する光を載置部１２に載置された被検査体Ｗへ導くとともに、被検査体Ｗからの第１の反射光Ｌ１１を第１の検出部１０へ導く。
図１において例示をした第１の光学系３には、ビームスプリッタ４、対物レンズ５が設けられている。
ビームスプリッタ４は、第１の光源２から出射した光Ｌ１を反射させることで被検査体Ｗへ導く。また、被検査体Ｗからの反射光を透過させて第１の検出部１０の受光面へ導く。 対物レンズ５は、ビームスプリッタ４により反射させた光Ｌ１を被検査体Ｗ上に集光させる。
ビームスプリッタ４や対物レンズ５は、一般的には、石英から形成されるが、これらを石英から形成するものとすれば、第１の光源２から出射される１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の波長を有する照射光の透過率が著しく低下してしまうおそれがある。そのため、ビームスプリッタ４や対物レンズ５は、フッ素化合物から形成されるようにすることが好ましい。例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化ランタン（ＬａＦ３）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦ３）などから形成されるようにすることが好ましい。
第１の光学系３は、第１の光源２から出射された第１の波長を有する光を載置部１２に載置された被検査体Ｗへ導くとともに、被検査体Ｗからの第１の反射光Ｌ１１を第１の検出部１０へ導く。
図１において例示をした第１の光学系３には、ビームスプリッタ４、対物レンズ５が設けられている。
ビームスプリッタ４は、第１の光源２から出射した光Ｌ１を反射させることで被検査体Ｗへ導く。また、被検査体Ｗからの反射光を透過させて第１の検出部１０の受光面へ導く。 対物レンズ５は、ビームスプリッタ４により反射させた光Ｌ１を被検査体Ｗ上に集光させる。
ビームスプリッタ４や対物レンズ５は、一般的には、石英から形成されるが、これらを石英から形成するものとすれば、第１の光源２から出射される１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の波長を有する照射光の透過率が著しく低下してしまうおそれがある。そのため、ビームスプリッタ４や対物レンズ５は、フッ素化合物から形成されるようにすることが好ましい。例えば、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）、フッ化ランタン（ＬａＦ３）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化ネオジウム（ＮｄＦ３）などから形成されるようにすることが好ましい。
なお、後述する第２の光源６から出射し、被検査体Ｗで反射された反射光Ｌ２２は波長が極めて短いため（７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過することができない。
第２の光源６は、第１の波長よりも短い第２の波長を有する光を出射する。例えば、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光を出射するものとすることができる。この場合、例えば、アルゴン（Ａｒ）系エキシマランプ、ネオン（Ｎｅ）系エキシマランプなどとすることができる。
第２の光学系９は、第２の光源６から出射された第２の波長を有する光を載置部１２に載置された被検査体Ｗへ導くとともに、被検査体Ｗからの第２の反射光Ｌ２１を第２の検出部１１へ導く。
図１において例示をした第２の光学系９には、フレネルゾーンプレート７、フレネルゾーンプレート８が設けられている。
第２の光源６から出射される照射光の波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満と極めて短いため、レンズのような光学要素を用いることができない。そのため、図１において例示をしたものの場合には、フレネルゾーンプレート７、フレネルゾーンプレート８を設けるようにしている。
図１において例示をした第２の光学系９には、フレネルゾーンプレート７、フレネルゾーンプレート８が設けられている。
第２の光源６から出射される照射光の波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満と極めて短いため、レンズのような光学要素を用いることができない。そのため、図１において例示をしたものの場合には、フレネルゾーンプレート７、フレネルゾーンプレート８を設けるようにしている。
フレネルゾーンプレート７、フレネルゾーンプレート８は、間隔が規則的に変化する同心円帯を有し、各同心円帯からの光が同位相で集光されるようになっている。そのため、フレネルゾーンプレート７は、第２の光源６から出射された光Ｌ２を被検査体Ｗ上に集光させることができる。また、フレネルゾーンプレート８は、被検査体Ｗからの光Ｌ２１を第２の検出部１１の受光面に集光させることができる。
この場合、第１の光源２から出射し、被検査体Ｗで反射された反射光Ｌ１２もフレネルゾーンプレート８により第２の検出部１１の受光面に集光される。
この場合、第１の光源２から出射し、被検査体Ｗで反射された反射光Ｌ１２もフレネルゾーンプレート８により第２の検出部１１の受光面に集光される。
なお、第２の光学系９に設けられる光学要素は、フレネルゾーンプレート７、フレネルゾーンプレート８に限定されるわけではなく、光の反射を利用して集光を行う光学要素を適宜選択することができる。例えば、ウォルター型斜入射ミラー、シュバルツシルトミラーなどを用いることができる。また、光の反射を利用して集光を行う光学要素（例えば、フレネルゾーンプレート、ウォルター型斜入射ミラー、シュバルツシルトミラーなど）を適宜組み合わせることもできる。
第１の検出部１０は、入射した光（受光面に結像された像の光）を光電変換して検査データを作成する。すなわち、第１の検出部１０は、ビームスプリッタ４を透過した被検査体Ｗからの反射光Ｌ１１を光電変換して検査データを作成する。
第２の検出部１１は、入射した光（受光面に結像された像の光）を光電変換して検査データを作成する。すなわち、第２の検出部１１は、フレネルゾーンプレート８により集光された被検査体Ｗからの反射光Ｌ２１を光電変換して検査データを作成する。
第２の検出部１１は、入射した光（受光面に結像された像の光）を光電変換して検査データを作成する。すなわち、第２の検出部１１は、フレネルゾーンプレート８により集光された被検査体Ｗからの反射光Ｌ２１を光電変換して検査データを作成する。
また、反射光Ｌ１２が第２の検出部１１の受光面に集光される場合には、反射光Ｌ１２を光電変換して検査データを作成する。
載置部１２は、被検査体Ｗを載置、保持する。また、載置部１２には図示しない移動手段が設けられ、載置部１２に載置された被検査体Ｗの位置を変化させて欠陥検査が行われる位置を移動させることができるようになっている。載置部１２は、例えば、図示しない静電チャックを備えたＸＹテーブルなどとすることができる。なお、必ずしも図示しない移動手段を載置部１２に設ける必要はなく、欠陥検査が行われる位置が相対的に変化するようになっておればよい。
制御部１３は、第１の光源２、第２の光源６、載置部１２の制御を行う。例えば、第１の光源２、第２の光源６からの照射光の出射、停止などを制御する。この場合、第１の光源２または第２の光源６のいずれかを選択することで欠陥検査に用いられる照射光の波長を選択するようにすることができる。すなわち、制御部１３は、被検査体Ｗの「検査対象部分の材質」に応じて、第１の光源２と、第２の光源６と、を制御して、第１の波長（例えば、１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下）を有する光と、第２の波長（例えば、７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）を有する光と、の切り替えを行う。
また、制御部１３は、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。
また、制御部１３は、第１の光源２から出射された第１の波長を有する光が、第２の光学系９へ入射するように切り替えを行うこともできる。例えば、第１の光源２の位置を相対的に変化させたり、光が出射される位置や光路を変化させたりすることで、第１の光学系３と第２の光学系９との切り替えを行うようにすることもできる。
また、制御部１３は、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。
また、制御部１３は、第１の光源２から出射された第１の波長を有する光が、第２の光学系９へ入射するように切り替えを行うこともできる。例えば、第１の光源２の位置を相対的に変化させたり、光が出射される位置や光路を変化させたりすることで、第１の光学系３と第２の光学系９との切り替えを行うようにすることもできる。
検査部１４は、第１の検出部１０からの検査データに基づいて欠陥の有無を検査する。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無を検査する。
また、検査部１４は、第２の検出部１１からの検査データに基づいて欠陥の有無を検査する。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無を検査する。
なお、第１の光源２から照射光を出射させて欠陥検査を行う場合には、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
また、検査部１４は、第２の検出部１１からの検査データに基づいて欠陥の有無を検査する。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無を検査する。
なお、第１の光源２から照射光を出射させて欠陥検査を行う場合には、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
また、他の光学要素を適宜設けるようにすることもできる。例えば、光路の方向を変化させるためのミラーを設けるようにすることもできるし、第１の検出部１０とビームスプリッタ４との間に対物レンズを設けるようにすることもできる。この場合、第１の検出部１０とビームスプリッタ４との間に設けられた対物レンズは、ビームスプリッタ４を透過した光Ｌ１１を第１の検出部１０の受光面に集光させるものとすることができる。
次に、欠陥検査装置１の作用とともに本実施の形態に係る欠陥検査方法について例示をする。
まず、図示しない搬送装置や作業者などにより被検査体Ｗを載置部１２に載置し、これを保持させる。
次に、制御部１３からの指令に基づいて第１の光源２または第２の光源６のいずれかから照射光を出射させる。すなわち、第１の光源２または第２の光源６のいずれかを選択することで欠陥検査に用いられる照射光の波長を選択するようにする。
まず、図示しない搬送装置や作業者などにより被検査体Ｗを載置部１２に載置し、これを保持させる。
次に、制御部１３からの指令に基づいて第１の光源２または第２の光源６のいずれかから照射光を出射させる。すなわち、第１の光源２または第２の光源６のいずれかを選択することで欠陥検査に用いられる照射光の波長を選択するようにする。
この場合、図２において例示をしたように、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光が出射されるような光源を選択するようにする。
例えば、半導体であるシリコン（Ｓｉ）や誘電体である二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の場合には、波長が１５０ｎｍ（ナノメートル）の照射光が出射される第１の光源２を選択するようにする。
また、誘電体である窒化シリコン（ＳｉＮ）や金属である銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）の場合には、波長が１００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光が出射される第２の光源６を選択するようにする。
例えば、半導体であるシリコン（Ｓｉ）や誘電体である二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の場合には、波長が１５０ｎｍ（ナノメートル）の照射光が出射される第１の光源２を選択するようにする。
また、誘電体である窒化シリコン（ＳｉＮ）や金属である銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）の場合には、波長が１００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光が出射される第２の光源６を選択するようにする。
第１の光源２から出射した光Ｌ１は、ビームスプリッタ４により反射されて被検査体Ｗへ導かれる。この際、ビームスプリッタ４により反射された光Ｌ１は、対物レンズ５により被検査体Ｗ上に集光される。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ１１は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過して第１の検出部１０の受光面に入射する。第１の検出部１０は、受光面に入射した反射光Ｌ１１を光電変換して検査データを作成する。
また、被検査体Ｗからの反射光Ｌ１２は、フレネルゾーンプレート８により集光されて第２の検出部１１の受光面に入射する。第２の検出部１１は、受光面に入射した反射光Ｌ１２を光電変換して検査データを作成する。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ１１は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過して第１の検出部１０の受光面に入射する。第１の検出部１０は、受光面に入射した反射光Ｌ１１を光電変換して検査データを作成する。
また、被検査体Ｗからの反射光Ｌ１２は、フレネルゾーンプレート８により集光されて第２の検出部１１の受光面に入射する。第２の検出部１１は、受光面に入射した反射光Ｌ１２を光電変換して検査データを作成する。
第１の検出部１０で作成された検査データは、検査部１４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
第２の検出部１１で作成された検査データは、検査部１４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
なお、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
第２の検出部１１で作成された検査データは、検査部１４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
なお、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
第２の光源６から出射した光Ｌ２は、フレネルゾーンプレート７により被検査体Ｗ上に集光される。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ２１は、フレネルゾーンプレート８により第２の検出部１１の受光面に集光される。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ２１は、フレネルゾーンプレート８により第２の検出部１１の受光面に集光される。
第２の検出部１１は、受光面に入射した反射光Ｌ２１を光電変換して検査データを作成する。
なお、被検査体Ｗからの反射光Ｌ２２は波長が極めて短いため（７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過することができない。
なお、被検査体Ｗからの反射光Ｌ２２は波長が極めて短いため（７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過することができない。
第２の検出部１１で作成された検査データは、検査部１４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
次に、制御部１３からの指令に基づいて、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。 そして、前述した手順を繰り返すことで、被検査体Ｗの欠陥検査が行われる。
次に、制御部１３からの指令に基づいて、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。 そして、前述した手順を繰り返すことで、被検査体Ｗの欠陥検査が行われる。
以上に例示をしたように、本実施の形態に係る欠陥検査方法においては、被検査体Ｗの「検査対象部分の材質」に応じて、第１の波長を有する光（例えば、１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下）と、第１の波長よりも短い第２の波長（例えば、７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）を有する光と、の切り替えを行うようにしている。
本実施の形態によれば、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光を選択して欠陥検査を行うことができる。
また、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光のそれぞれに適した光学系を設けているので、例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検査する場合であっても適切な欠陥検査を行うことができる。
また、「検査対象部分の材質」に応じて適切な波長を有する照射光に切り換えるだけで微細な欠陥（例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥）であっても精度の高い欠陥検査を行うことができる。そのため、ＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置などと比べて微細な欠陥の検査を短時間に行うことができる。
また、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光のそれぞれに適した光学系を設けているので、例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検査する場合であっても適切な欠陥検査を行うことができる。
また、「検査対象部分の材質」に応じて適切な波長を有する照射光に切り換えるだけで微細な欠陥（例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥）であっても精度の高い欠陥検査を行うことができる。そのため、ＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置などと比べて微細な欠陥の検査を短時間に行うことができる。
次に、本発明の第２の実施形態に係る欠陥検査装置を例示する。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る欠陥検査装置を例示するための模式図である。 図３に示すように、欠陥検査装置２０には、光源２２、第１の光学系３、第２の光学系９、第１の検出部１０、第２の検出部１１、載置部１２、制御部２３、検査部２４が設けられている。
光源２２は、前述した第１の光源２、第２の光源６を併せ持つものとすることができる。例えば、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光と、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光と、を出射可能なものとすることができる。
この場合、例えば、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光を出射するためのクリプトン（Ｋｒ）系エキシマランプやフッ素（Ｆ）系エキシマランプなどと、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光を出射するためのアルゴン（Ａｒ）系エキシマランプ、ネオン（Ｎｅ）系エキシマランプなどと、を備えたものとすることができる。
図３は、本発明の第２の実施形態に係る欠陥検査装置を例示するための模式図である。 図３に示すように、欠陥検査装置２０には、光源２２、第１の光学系３、第２の光学系９、第１の検出部１０、第２の検出部１１、載置部１２、制御部２３、検査部２４が設けられている。
光源２２は、前述した第１の光源２、第２の光源６を併せ持つものとすることができる。例えば、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光と、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光と、を出射可能なものとすることができる。
この場合、例えば、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光を出射するためのクリプトン（Ｋｒ）系エキシマランプやフッ素（Ｆ）系エキシマランプなどと、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光を出射するためのアルゴン（Ａｒ）系エキシマランプ、ネオン（Ｎｅ）系エキシマランプなどと、を備えたものとすることができる。
制御部２３は、光源２２、載置部１２の制御を行う。例えば、光源２２からの照射光の出射、停止などを制御する。この場合、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光と、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光と、のいずれかを選択することで欠陥検査に用いられる照射光の波長を選択するようにすることができる。
また、制御部２３は、第１の光学系３、第２の光学系９のいずれかを選択するようにすることができる。
また、制御部２３は、第１の光学系３、第２の光学系９のいずれかを選択するようにすることができる。
例えば、制御部２３は、光源２２から出射された第１の波長（例えば、１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下）を有する光が、第１の光学系３または第２の光学系９へ入射するように切り替えを行うことができる。この場合、例えば、光源２２の位置を相対的に変化させたり、光が出射される位置や光路を変化させたりすることで、第１の光学系３と第２の光学系９との切り替えを行うようにすることができる。 また、第２の波長（例えば、７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）の照射光が出射される場合には、第２の光学系９に入射するようにすることができる。
また、制御部２３は、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。
また、制御部２３は、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。
検査部２４は、第１の検出部１０からの検査データに基づいて欠陥の有無を検査する。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無を検査する。
また、検査部２４は、第２の検出部１１からの検査データに基づいて欠陥の有無を検査する。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無を検査する。
なお、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光を出射させて欠陥検査を行う場合には、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
また、検査部２４は、第２の検出部１１からの検査データに基づいて欠陥の有無を検査する。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無を検査する。
なお、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光を出射させて欠陥検査を行う場合には、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
また、他の光学要素を適宜設けるようにすることもできる。例えば、光路の方向を変化させるためのミラーを設けるようにすることもできるし、第１の検出部１０とビームスプリッタ４との間に対物レンズを設けるようにすることもできる。この場合、第１の検出部１０とビームスプリッタ４との間に設けられた対物レンズは、ビームスプリッタ４を透過した光Ｌ１１を第１の検出部１０の受光面に集光させるものとすることができる。
次に、欠陥検査装置２０の作用とともに本実施の形態に係る欠陥検査方法について例示をする。
まず、図示しない搬送装置や作業者などにより被検査体Ｗを載置部１２に載置し、これを保持させる。
次に、制御部２３からの指令に基づいて光源２２から照射光を出射させる。この際、欠陥検査に用いられる照射光の波長を選択するようにする。
この場合、図２において例示をしたように、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光が出射されるようにする。
まず、図示しない搬送装置や作業者などにより被検査体Ｗを載置部１２に載置し、これを保持させる。
次に、制御部２３からの指令に基づいて光源２２から照射光を出射させる。この際、欠陥検査に用いられる照射光の波長を選択するようにする。
この場合、図２において例示をしたように、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光が出射されるようにする。
例えば、半導体であるシリコン（Ｓｉ）や誘電体である二酸化シリコン（ＳｉＯ２）の場合には、波長が１５０ｎｍ（ナノメートル）の照射光が出射されるようにする。
また、誘電体である窒化シリコン（ＳｉＮ）や金属である銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）の場合には、波長が１００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光が出射されるようにする。
また、誘電体である窒化シリコン（ＳｉＮ）や金属である銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）の場合には、波長が１００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光が出射されるようにする。
光源２２から出射した光Ｌ１（波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光）は、ビームスプリッタ４により反射されて被検査体Ｗへ導かれる。この際、ビームスプリッタ４により反射された光Ｌ１は、対物レンズ５により被検査体Ｗ上に集光される。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ１１は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過して第１の検出部１０の受光面に入射する。第１の検出部１０は、受光面に入射した反射光Ｌ１１を光電変換して検査データを作成する。
また、被検査体Ｗからの反射光Ｌ１２は、フレネルゾーンプレート８により集光されて第２の検出部１１の受光面に入射する。第２の検出部１１は、受光面に入射した反射光Ｌ１２を光電変換して検査データを作成する。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ１１は、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過して第１の検出部１０の受光面に入射する。第１の検出部１０は、受光面に入射した反射光Ｌ１１を光電変換して検査データを作成する。
また、被検査体Ｗからの反射光Ｌ１２は、フレネルゾーンプレート８により集光されて第２の検出部１１の受光面に入射する。第２の検出部１１は、受光面に入射した反射光Ｌ１２を光電変換して検査データを作成する。
第１の検出部１０で作成された検査データは、検査部２４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
第２の検出部１１で作成された検査データは、検査部２４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
なお、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
第２の検出部１１で作成された検査データは、検査部２４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
なお、第１の検出部１０からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、第２の検出部１１からの検査データに基づいた欠陥検査結果と、から欠陥の有無を判定するようにすることもできる。
第２の光源６から出射した光Ｌ２（波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光）は、フレネルゾーンプレート７により被検査体Ｗ上に集光される。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ２１は、フレネルゾーンプレート８により第２の検出部１１の受光面に集光される。
被検査体Ｗからの反射光Ｌ２１は、フレネルゾーンプレート８により第２の検出部１１の受光面に集光される。
第２の検出部１１は、受光面に入射した反射光Ｌ２１を光電変換して検査データを作成する。
なお、被検査体Ｗからの反射光Ｌ２２は波長が極めて短いため（７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過することができない。
なお、被検査体Ｗからの反射光Ｌ２２は波長が極めて短いため（７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）、対物レンズ５、ビームスプリッタ４を透過することができない。
第２の検出部１１で作成された検査データは、検査部２４に送られ欠陥の有無が検査される。例えば、得られた検査データ同士の光のコントラストの違いを比較するなどして欠陥の有無が検査される。
次に、制御部２３からの指令に基づいて、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。そして、前述した手順を繰り返すことで、被検査体Ｗの欠陥検査が行われる。
次に、制御部２３からの指令に基づいて、載置部１２に設けられた図示しない移動手段を制御して、載置部１２に載置された被検査体Ｗの欠陥検査が行われる位置を移動させる。そして、前述した手順を繰り返すことで、被検査体Ｗの欠陥検査が行われる。
以上に例示をしたように、本実施の形態に係る欠陥検査方法においては、被検査体Ｗの「検査対象部分の材質」に応じて、第１の波長を有する光（例えば、１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下）と、第１の波長よりも短い第２の波長（例えば、７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満）を有する光と、の切り替えを行うようにしている。
本実施の形態によれば、「検査対象部分の材質」に応じて光の散乱量（散乱光の強度比）がなるべく大きくなるような波長を有する照射光を選択して欠陥検査を行うことができる。
また、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光のそれぞれに適した光学系を設けているので、例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検査する場合であっても適切な欠陥検査を行うことができる。
また、「検査対象部分の材質」に応じて適切な波長を有する照射光に切り換えるだけで微細な欠陥（例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥）であっても精度の高い欠陥検査を行うことができる。そのため、ＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置などと比べて微細な欠陥の検査を短時間に行うことができる。
また、波長が１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下の照射光、波長が７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満の照射光のそれぞれに適した光学系を設けているので、例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥を検査する場合であっても適切な欠陥検査を行うことができる。
また、「検査対象部分の材質」に応じて適切な波長を有する照射光に切り換えるだけで微細な欠陥（例えば、１０ｎｍ（ナノメートル）以下の大きさの欠陥）であっても精度の高い欠陥検査を行うことができる。そのため、ＥＢ(電子ビーム)式欠陥検査装置などと比べて微細な欠陥の検査を短時間に行うことができる。
以上、本実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、欠陥検査装置１、欠陥検査装置２０が備える各要素の形状、寸法、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、欠陥検査装置１、欠陥検査装置２０が備える各要素の形状、寸法、配置、数などは、例示をしたものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
１ 欠陥検査装置、２ 第１の光源、３ 第１の光学系、６ 第２の光源、７ フレネルゾーンプレート、８ フレネルゾーンプレート、９ 第２の光学系、１０ 第１の検出部、１１ 第２の検出部、１２ 載置部、１３ 制御部、１４ 検査部、２０ 欠陥検査装置、２２ 光源、２３ 制御部、２４ 検査部
Claims (5)
- 第１の波長を有する光を出射する第１の光源と、
前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する光を出射する第２の光源と、
入射した光を光電変換する第１の検出部と、
入射した光を光電変換する第２の検出部と、
被検査体を載置する載置部と、
前記第１の光源から出射された前記第１の波長を有する光を前記載置部に載置された前記被検査体へ導くとともに、前記被検査体からの第１の反射光を前記第１の検出部へ導く第１の光学系と、
前記第２の光源から出射された前記第２の波長を有する光を前記載置部に載置された前記被検査体へ導くとともに、前記被検査体からの第２の反射光を前記第２の検出部へ導く第２の光学系と、
前記第１の光源と、前記第２の光源と、を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記被検査体の検査対象部分の材質に応じて、前記第１の光源と、前記第２の光源と、を制御して、前記第１の波長を有する光と、前記第２の波長を有する光と、の切り替えを行うことを特徴とする欠陥検査装置。 - 前記第１の波長は、１３０ｎｍ（ナノメートル）以上、２００ｎｍ（ナノメートル）以下であること、を特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
- 前記第２の波長は、７０ｎｍ（ナノメートル）以上、１３０ｎｍ（ナノメートル）未満であること、を特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
- 前記制御部は、前記第１の光源から出射された前記第１の波長を有する光が、前記第２の光学系へ入射するように切り替えを行うことを特徴とする請求項１または２に記載の欠陥検査装置。
- 被検査体に光を照射し、その反射光に基づいて欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記被検査体の検査対象部分の材質に応じて、第１の波長を有する光と、前記第１の波長よりも短い第２の波長を有する光と、の切り替えを行うことを特徴とする欠陥検査方法。
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|---|---|---|---|
| JP2010020415A JP2011158356A (ja) | 2010-02-01 | 2010-02-01 | 欠陥検査装置および欠陥検査方法 |
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013080810A (ja) * | 2011-10-04 | 2013-05-02 | Lasertec Corp | Ｅｕｖマスク検査装置及びｅｕｖマスク検査方法 |
| WO2015011968A1 (ja) * | 2013-07-24 | 2015-01-29 | 株式会社 日立ハイテクノロジーズ | 検査装置 |
-
2010
- 2010-02-01 JP JP2010020415A patent/JP2011158356A/ja active Pending
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