JP2014228496A - Surface defect inspection device and surface defect inspection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面欠陥検査装置、およびその方法に関し、特に、半導体ウエハなどの被検査物の表面に存在する異物、傷、欠陥、汚れなどを検出する表面検査に有効な技術に関する。 The present invention relates to a surface defect inspection apparatus and method, and more particularly to a technique effective for surface inspection that detects foreign matter, scratches, defects, dirt, and the like present on the surface of an inspection object such as a semiconductor wafer.
半導体デバイスの製造工程では、半導体ベアウエハ上に幾つものプロセス工程を経て回路パターンを形成する。この過程での歩留まりを低下させる原因として、半導体ベアウエハの結晶起因の欠陥や装置起因の異物などが考えられる。 In a semiconductor device manufacturing process, a circuit pattern is formed on a semiconductor bare wafer through a number of process steps. Possible causes of a decrease in the yield in this process are defects due to crystals of the semiconductor bare wafer and foreign matters due to the apparatus.
よって、半導体ベアウエハの表面を検出する表面欠陥査装置により、これらの欠陥や異物を高感度、かつ高スループットにて検査し、検出したものが欠陥なのか異物などの分類情報を出力して管理する必要がある。 Therefore, a surface defect inspection device that detects the surface of the semiconductor bare wafer inspects these defects and foreign matters with high sensitivity and high throughput, and outputs classification information such as whether the detected ones are defects or manages them. There is a need.
この種の表面欠陥検査装置は、レーザ光などの検査光をウエハ表面に照射し、ウエハの表面で発生した反射光又は散乱光を検出することにより、ウエハの表面に存在する欠陥、および異物を検出するものが広く知られている。 This type of surface defect inspection apparatus irradiates the wafer surface with inspection light such as laser light, and detects reflected light or scattered light generated on the wafer surface, thereby removing defects and foreign matter existing on the wafer surface. What is detected is widely known.
また、検出する欠陥や異物の大きさ、形状、ならびに材質とベアウエハ上に成膜する膜種、およびその膜厚、検査光の波長により、検査光を照射したときに発生する欠陥、および異物の光散乱の強度分布も異なる。 Also, depending on the size and shape of the defect or foreign matter to be detected, the material, the type of film to be deposited on the bare wafer, its film thickness, and the wavelength of the inspection light, the defect and foreign matter that are generated when the inspection light is irradiated The intensity distribution of light scattering is also different.
上述した欠陥、および異物を検査する技術としては、例えばウエハ表面に偏光を調整可能な検査光を照射し、該ウエハの表面において発生した散乱光を受光角が調整できる検出器、または複数の検出器を配置するもの(特許文献1、および特許文献2参照)がある。
As a technique for inspecting the above-described defects and foreign matters, for example, a detector that can adjust the light reception angle of scattered light generated on the wafer surface by irradiating the wafer surface with inspection light capable of adjusting polarization, or a plurality of detections There is a device (see
その他に、欠陥、および異物を検査する技術としては、例えば受光角度を検査光の入射角度と等しい角度で非検査物からの正反射光を測定するものなどがある(特許文献3、および特許文献4参照)。
In addition, as a technique for inspecting defects and foreign matter, for example, there is a technique of measuring specularly reflected light from a non-inspected object at a light receiving angle equal to the incident angle of inspection light (
ところで、表面欠検査装置では、レーザ光などの検査光をウエハ表面に照射し、非検査物上にある欠陥、および異物からの散乱光、すなわち、前方散乱、後方散乱、側方散乱の何れかの方向に散乱する光を効率良く受光できる受光器の構成や配置などが重要であり、検出能力に大きく影響を及ぼす。 By the way, in the surface defect inspection apparatus, the surface of the wafer is irradiated with inspection light such as laser light, and scattered light from a defect on a non-inspection object and a foreign substance, that is, any of forward scattering, back scattering, and side scattering. The configuration and arrangement of a light receiver that can efficiently receive light scattered in the direction of the light is important and greatly affects the detection capability.
前方散乱光の測定では、受光角度を検査光の入射角度と等しい角度で正反射方向に配置した場合、正反射光が前方散乱光の受光器に入り込む。この正反射光強度に比べて、散乱強度が低い上記欠陥、および異物からの前方散乱光は、受光器上では区別が難しく、ノイズ成分となって欠陥検出感度を低下することになる。 In the measurement of the forward scattered light, when the light receiving angle is arranged in the regular reflection direction at an angle equal to the incident angle of the inspection light, the regular reflected light enters the forward scattered light receiver. The above-described defect having a low scattering intensity compared to the regular reflection light intensity and the forward scattered light from the foreign matter are difficult to distinguish on the light receiver and become noise components, thereby reducing the defect detection sensitivity.
また、特許文献3のように正反射光においても、被検査物からの散乱光強度情報を含んでいるため、正反射光による被検査物の欠陥検出感度をも低下する要因となっている。
Further, as in
そこで、例えば前方散乱光測定においては、正反射光が入らないように検出器の配置を受光レンズの開口(NA)を考慮して上下左右方向にずらして配置する、などの工夫で対応している。 Therefore, for example, in forward scattered light measurement, the detector is arranged by shifting it vertically and horizontally in consideration of the aperture (NA) of the light receiving lens so that regular reflection light does not enter. Yes.
また、前方散乱光とは別に正反射光の測定を行う場合には、それぞれ測定時間を分けて順番に測定することによって、互いに影響しないようにしている。後方散乱光測定では、レーザ光などの検査光と全く同じ方向に検出器の配置することは、検出レンズからの戻り光がレーザ本体に入り込みレーザ発振に悪影響を及ぼす原因になり難しく、前方散乱と同じく受光レンズの開口(NA)を考慮して上下左右方向にずらし配置する、などの工夫で対応している。 When measuring specularly reflected light separately from the forward scattered light, the measurement time is divided and measured in order so as not to affect each other. In backscattered light measurement, placing the detector in exactly the same direction as the inspection light such as laser light makes it difficult for the return light from the detection lens to enter the laser body and adversely affect laser oscillation. Similarly, it is possible to cope with such an arrangement that the aperture (NA) of the light receiving lens is shifted and arranged in the vertical and horizontal directions.
しかしながら、検出器の配置を上下左右方向にずらして配置することによって、受光器の受光効率が低下してしまい、被検査物の欠陥検出感度が低くなってしまうと問題がある。 However, there is a problem in that the light receiving efficiency of the light receiver is lowered and the defect detection sensitivity of the inspection object is lowered by disposing the detectors in the vertical and horizontal directions.
本発明の目的は、被検査物からの前方散乱光、および後方散乱光に対する測定感度を向上させることのできる技術を提供することにある。 The objective of this invention is providing the technique which can improve the measurement sensitivity with respect to the front scattered light from a to-be-inspected object, and back scattered light.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴については、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
すなわち、代表的なものの概要は、表面欠陥検査装置、および表面欠陥検査方法に適用され、以下のような特徴を有するものである。 That is, the outline of a typical one is applied to a surface defect inspection apparatus and a surface defect inspection method, and has the following characteristics.
表面欠陥検査装置は、照明部と、前方散乱光検出部と、後方散乱光検出部と、処理装置と、ステージとを有する。照明部は、被検査物に検査光を照射する。前方散乱光検出部は、被検査物からの前方散乱光を検出する。 The surface defect inspection apparatus includes an illumination unit, a forward scattered light detection unit, a back scattered light detection unit, a processing device, and a stage. The illumination unit irradiates the inspection object with inspection light. The forward scattered light detection unit detects forward scattered light from the inspection object.
後方散乱光検出部は、被検査物からの後方散乱光を検出する。処理装置は、前方散乱光検出部、および後方散乱光検出部にて検出した結果を処理する。ステージは、被検査物を支持する。 The backscattered light detection unit detects backscattered light from the inspection object. The processing device processes the results detected by the forward scattered light detection unit and the back scattered light detection unit. The stage supports the object to be inspected.
前方散乱光検出部は、第1の検出レンズと、第1の全反射ミラーと、第1の光電変換素子とを有する。第1の検出レンズは、照明部から被検査物に照射された検査光による欠陥からの前方散乱光を受光する。第1の全反射ミラーは、第1の検出レンズを通過した前方散乱光を反射させる。第1の光電変換素子は、前方散乱光を検出する。 The forward scattered light detection unit includes a first detection lens, a first total reflection mirror, and a first photoelectric conversion element. The first detection lens receives forward scattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object from the illumination unit. The first total reflection mirror reflects the forward scattered light that has passed through the first detection lens. The first photoelectric conversion element detects forward scattered light.
後方散乱光検出部は、第2の検出レンズと、第2の全反射ミラーと、第2の光電変換素子とを有する。第2の検出レンズは、照明部から被検査物に照射された検査光による欠陥からの後方散乱光を受光する。第2の全反射ミラーは、第2の検出レンズを通過した後方散乱光を反射させる。 The backscattered light detection unit includes a second detection lens, a second total reflection mirror, and a second photoelectric conversion element. The second detection lens receives backscattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object from the illumination unit. The second total reflection mirror reflects the backscattered light that has passed through the second detection lens.
第2の光電変換素子は、後方散乱光を検出する。第1の検出レンズ、第2の検出レンズ、第1の全反射ミラー、および第2の全反射ミラーは、光を直接透過させる直接光透過部をそれぞれ有する。 The second photoelectric conversion element detects backscattered light. Each of the first detection lens, the second detection lens, the first total reflection mirror, and the second total reflection mirror includes a direct light transmission unit that directly transmits light.
そして、第1の光電変換素子は、第1の検出レンズが有する直接光透過部を通過して第1の全反射ミラーによって側方に分離された前方散乱光を検出し、第2の光電変換素子は、第2の検出レンズが有する直接光透過部を通過して第2の全反射ミラーによって側方に分離された後方散乱光を検出する。 The first photoelectric conversion element detects the forward scattered light that has passed through the direct light transmitting portion of the first detection lens and is laterally separated by the first total reflection mirror, and the second photoelectric conversion element. The element detects the backscattered light that has passed through the direct light transmitting portion of the second detection lens and is laterally separated by the second total reflection mirror.
また、表面欠陥検査方法は、第1の検出レンズと、第1の全反射ミラーと、第2の検出レンズと、第2の全反射ミラーとを有する表面欠陥検査装置による検査方法である。第1の検出レンズは、照明部から被検査物に照射された検査光による欠陥からの前方散乱光を受光する。第1の全反射ミラーは、第1の検出レンズを通過した前方散乱光を反射させる。 The surface defect inspection method is an inspection method by a surface defect inspection apparatus having a first detection lens, a first total reflection mirror, a second detection lens, and a second total reflection mirror. The first detection lens receives forward scattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object from the illumination unit. The first total reflection mirror reflects the forward scattered light that has passed through the first detection lens.
第2の検出レンズは、被検査物に照射された検査光による欠陥からの後方散乱光を受光する。第2の全反射ミラーは、第2の検出レンズを通過した後方散乱光を反射させる。また、第1の検出レンズ、第2の検出レンズ、第1の全反射ミラー、および第2の全反射ミラーは、光を直接透過させる直接光透過部をそれぞれ有する。 The second detection lens receives backscattered light from a defect caused by inspection light applied to the inspection object. The second total reflection mirror reflects the backscattered light that has passed through the second detection lens. In addition, the first detection lens, the second detection lens, the first total reflection mirror, and the second total reflection mirror each have a direct light transmission portion that directly transmits light.
この表面欠陥検査方法は、以下のステップを有する。 This surface defect inspection method includes the following steps.
第1の全反射ミラーによって側方に分離された前方散乱光を第1の光電変換素子によって検出するステップである。第1の検出レンズ、および第1の全反射ミラーがそれぞれ有する直接光透過部を通過する正反射光を正反射光検出部によって検出するステップである。 This is a step of detecting the forward scattered light separated to the side by the first total reflection mirror by the first photoelectric conversion element. In this step, the specular reflection light detection unit detects specular reflection light that passes through the direct light transmission unit of each of the first detection lens and the first total reflection mirror.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。 Among the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
(1)被検査物における検出感度を向上することができる。 (1) The detection sensitivity in the inspection object can be improved.
(2)上記(1)により、欠陥捕捉率の高い、高効率な表面欠陥検査を実現することができる。 (2) According to the above (1), it is possible to realize a highly efficient surface defect inspection with a high defect capture rate.
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。 In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. There are some or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like.
また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。 Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Needless to say.
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Similarly, in the following embodiments, when referring to the shape, positional relationship, etc. of components, etc., the shape of the component is substantially the case unless it is clearly specified and the case where it is clearly not apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。 In all the drawings for explaining the embodiments, the same members are denoted by the same reference symbols in principle, and the repeated explanation thereof is omitted. In order to make the drawings easy to understand, even a plan view may be hatched.
〈発明の概要〉
本発明の第1の概要は、表面欠陥検査装置である。この表面欠陥検査装置は、照明部(照明部10a,10b)、前方散乱光検出部(前方散乱光検出部20b)、後方散乱光検出部(後方散乱光検出部20a)、処理装置(処理装置50)、およびステージ(XZθステージ40)を有する。
<Summary of invention>
The first outline of the present invention is a surface defect inspection apparatus. The surface defect inspection apparatus includes an illumination unit (
照明部は、被検査物(半導体ウエハ1)に検査光を照射する。前方散乱光検出部は、被検査物からの前方散乱光を検出する。後方散乱光検出部は、被検査物からの後方散乱光を検出する。処理装置は、前方散乱光検出部、および後方散乱光検出部にて検出した結果を処理する。ステージは、被検査物を支持する。 The illumination unit irradiates the inspection object (semiconductor wafer 1) with inspection light. The forward scattered light detection unit detects forward scattered light from the inspection object. The backscattered light detection unit detects backscattered light from the inspection object. The processing device processes the results detected by the forward scattered light detection unit and the back scattered light detection unit. The stage supports the object to be inspected.
また、前方散乱光検出部は、第1の検出レンズ(検出レンズ21b)、第1の全反射ミラー(全反射ミラー22b)、および第1の光電変換素子(光電変換素子23b)を有する。
The forward scattered light detection unit includes a first detection lens (
第1の検出レンズは、照明部から被検査物に照射された検査光による欠陥からの前方散乱光を受光する。第1の全反射ミラーは、第1の検出レンズを通過した前方散乱光を反射させる。第1の光電変換素子は、前方散乱光を検出する。 The first detection lens receives forward scattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object from the illumination unit. The first total reflection mirror reflects the forward scattered light that has passed through the first detection lens. The first photoelectric conversion element detects forward scattered light.
後方散乱光検出部は、第2の検出レンズ(検出レンズ21a)、第2の全反射ミラー(全反射ミラー22a)、および第2の光電変換素子(光電変換素子23a)を有する。
The backscattered light detection unit includes a second detection lens (
第2の検出レンズは、照明部から被検査物に照射された検査光による欠陥からの後方散乱光を受光する。第2の全反射ミラーは、第2の検出レンズを通過した後方散乱光を反射させる。第2の光電変換素子は、後方散乱光を検出する。 The second detection lens receives backscattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object from the illumination unit. The second total reflection mirror reflects the backscattered light that has passed through the second detection lens. The second photoelectric conversion element detects backscattered light.
また、第1の検出レンズ、第2の検出レンズ、第1の全反射ミラー、および第2の全反射ミラーは、光を直接透過させる直接光透過部をそれぞれ有する。 In addition, the first detection lens, the second detection lens, the first total reflection mirror, and the second total reflection mirror each have a direct light transmission portion that directly transmits light.
そして、第1の光電変換素子は、第1の検出レンズが有する直接光透過部を通過して第1の全反射ミラーによって側方に分離された前方散乱光を検出する。第2の光電変換素子は、第2の検出レンズが有する直接光透過部を通過して第2の全反射ミラーによって側方に分離された後方散乱光を検出する。 Then, the first photoelectric conversion element detects the forward scattered light that has passed through the direct light transmitting portion of the first detection lens and is laterally separated by the first total reflection mirror. The second photoelectric conversion element detects the backscattered light that has passed through the direct light transmission portion of the second detection lens and has been laterally separated by the second total reflection mirror.
本発明の第2の概要は、表面欠陥検査方法である。この表面欠陥検査方法は、第1の検出レンズ(検出レンズ21b)、第1の全反射ミラー(全反射ミラー22b)、第2の検出レンズ(検出レンズ21a)、第2の全反射ミラー(全反射ミラー22a)を有する表面欠陥検査装置による表面欠陥検査方法である。
The second outline of the present invention is a surface defect inspection method. This surface defect inspection method includes a first detection lens (
第1の検出レンズは、照明部から被検査物に照射された検査光による欠陥からの前方散乱光を受光する。第1の全反射ミラーは、第1の検出レンズを通過した前方散乱光を反射させる。第2の検出レンズは、被検査物に照射された検査光による欠陥からの後方散乱光を受光する。第2の全反射ミラーは、第2の検出レンズを通過した後方散乱光を反射させる。また、第1の検出レンズ、第2の検出レンズ、第1の全反射ミラー、および第2の全反射ミラーは、光を直接透過させる直接光透過部をそれぞれ有する。 The first detection lens receives forward scattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object from the illumination unit. The first total reflection mirror reflects the forward scattered light that has passed through the first detection lens. The second detection lens receives backscattered light from a defect caused by inspection light applied to the inspection object. The second total reflection mirror reflects the backscattered light that has passed through the second detection lens. In addition, the first detection lens, the second detection lens, the first total reflection mirror, and the second total reflection mirror each have a direct light transmission portion that directly transmits light.
この表面欠陥検査装置による表面欠陥検査方法は、以下のステップを有する。 The surface defect inspection method by this surface defect inspection apparatus includes the following steps.
第1の全反射ミラーによって側方に分離された前方散乱光を第1の光電変換素子によって検出するステップである。第1の検出レンズ、および第1の全反射ミラーがそれぞれ有する直接光透過部を通過する正反射光を正反射光検出部によって検出するステップである。 This is a step of detecting the forward scattered light separated to the side by the first total reflection mirror by the first photoelectric conversion element. In this step, the specular reflection light detection unit detects specular reflection light that passes through the direct light transmission unit of each of the first detection lens and the first total reflection mirror.
以下、上記した概要に基づいて、実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, the embodiment will be described in detail based on the above-described outline.
〈表面欠陥検査装置の構成例〉
図1は、本発明の一実施の形態による表面欠陥検査装置の概略構成の一例を示す説明図である。
<Configuration example of surface defect inspection system>
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a schematic configuration of a surface defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
表面欠陥検査装置は、図1に示すように、照明部10a,10b、後方散乱光検出部20a、前方散乱光検出部20b、正反射光検出部30、XZΘステージ40、および処理装置50を有している。
As shown in FIG. 1, the surface defect inspection apparatus includes
ここで、図2、および図3を用いて、図1の前方散乱光検出部20b、正反射光検出部30、および照明部10bの構成について説明する。
Here, the configuration of the forward scattered
図2は、欠陥からの前方散乱光の強度分布の一例を示した説明図であり、図2(a)は側面図、図2(b)は平面図である。 2A and 2B are explanatory views showing an example of the intensity distribution of the forward scattered light from the defect. FIG. 2A is a side view and FIG. 2B is a plan view.
検査対象物である半導体ウエハ1に照射された検査光3bによる欠陥2からの散乱光が、例えば検査光3bの正反射方向に散乱強度分布4bを有する、いわゆる前方散乱の模式図を示している。
A schematic diagram of so-called forward scattering is shown in which the scattered light from the
上記した前方散乱光を効率良く受光するには、検査光3bの正反射方向に検出レンズを配置する必要がある。しかしながら、半導体ウエハ1からの正反射光も検査光3bの入射角度と同じ受光角度方向に反射する。
In order to efficiently receive the above-described forward scattered light, it is necessary to arrange a detection lens in the regular reflection direction of the
〈前方散乱光検出部の構成例〉
図3は、図2に示した前方散乱光と正反射光7とを同時に測定する光学系の構成の一例を示す説明図である。
<Configuration example of forward scattered light detector>
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of an optical system that simultaneously measures the forward scattered light and the
前方散乱光検出部20bは、図中の光路A−B−Cにて示す前方散乱光を受光する光学系である。この前方散乱光検出部20bは、検出レンズ21b、全反射ミラー22b、および光電変換素子23bを備えている。
The forward scattered
検出レンズ21bは、照明部10bから検査対象物である半導体ウエハ1に照射された検査光3bによる欠陥2からの散乱光を受光する。全反射ミラー22bは、ほぼ全ての光を反射させるミラーである。光電変換素子23bは、受光した散乱光を光電変換する。ここでは、光電変換素子として、例えばホトマルチプライヤなどが用いられる。
The
ここで、検出レンズ21b、および全反射ミラー22bは、中央部、言い換えれば検査光入射平面と直行した方向で切除された隙間が形成される構成となっている。そして、この隙間が直接光を透過させる直接光透過部となる。
Here, the
このように、検出レンズ21b、および全反射ミラー22bが有する直接光透過部を正反射光7が通過する構造となっている点に特徴がある。また、前方散乱光検出部20bは、正反射光7の影響を受けることなく受光角度6bを可変できる構造を有している。
As described above, there is a feature in that the regular reflection light 7 passes through the direct light transmission portion of the
前述したように、検出レンズ21b、および全反射ミラー22bにおける直接光透過部を正反射光7が通過する構造とすることによって、前方散乱光のみを効率よく受光させることができ、すなわち検出感度の向上を図ることができる。
As described above, by adopting a structure in which the regular reflection light 7 passes through the
続いて、正反射光検出部30は、図中の光路A−B−Dにて示す正反射光7を受光する光学系である。この正反射光検出部30は、検出レンズ31、透過率調整部32、および光電変換素子33を有する。検出レンズ31は、照明部10bより、検査対象物である半導体ウエハ1に照射された検査光3bからの正反射光を受光する。
Subsequently, the specular reflection
透過率調整部32は、例えばND(Neutral Density)フィルタなどからなり、受光する光量を調整する。光電変換素子33は、受光した散乱光を光電変換する。ここでは、光電変換素子として、光電変換素子23bと同様に、例えばホトマルチプライヤなどが用いられる。さらに、正反射光検出部30は、検査光3bの入射角度5bと同じ受光角度6bに自動的に調整する構造を具備している。
The
照明部10bは、照射レンズ11bと、例えば、所定波長のレーザ光などの検査光を発生するレーザ装置12bとによって構成されている。この照明部10bは、検査光3bを被検査物である半導体ウエハ1の表面へ照射する。また、例えば波長板を照射光中に挿入可能にし、検査光3bの偏光を変える機構を具備するようにしてもよい。
The
続いて、図4、および図5を用いて、後方散乱光検出部20a、ならびに照明部10aの構成について説明する。
Then, the structure of the backscattered
図4は、欠陥からの後方散乱光の強度分布の一例を示す説明図であり、図4(a)は、側面図であり、図4(b)は、平面図である。 FIG. 4 is an explanatory view showing an example of an intensity distribution of backscattered light from a defect, FIG. 4 (a) is a side view, and FIG. 4 (b) is a plan view.
検査対象物である半導体ウエハに照射された検査光3aによる欠陥2からの散乱光が、例えば検査光3aの入射方向と同じ方向に散乱強度分布4aをもつ、いわゆる後方散乱の模式図を示している。この後方散乱光を効率よく受光するには、検査光3aの照射方向に検出レンズを配置する必要がある。
A schematic diagram of so-called back scattering is shown in which the scattered light from the
〈後方散乱光検出部の構成例〉
図5は、図4に示す後方散乱光を測定する光学系の構成を示している。
<Configuration example of backscattered light detector>
FIG. 5 shows the configuration of an optical system for measuring the backscattered light shown in FIG.
後方散乱光検出部20aは、図中の光路A−E−Fにて示す後方散乱光7aを受光する光学系である。この後方散乱光検出部20aは、検出レンズ21a、全反射ミラー22a、および光電変換素子23aを有する構成からなる。受光する検出レンズ21aは、照明部10aから検査対象物である半導体ウエハに照射された検査光3aによる欠陥2からの後方散乱光7aを受光する。
The backscattered
全反射ミラー22aは、ほぼ全ての光を反射させるミラーである。光電変換素子23aは、受光した後方散乱光7aを光電変換する。ここでも、光電変換素子23aは、例えばホトマルチプライヤが用いられる。
The
ここで、検出レンズ21a、および全反射ミラー22aは、中央部、言い換えれば検査光入射平面と直行した方向で切除されており、この切除された部分が直接光を透過させる直接光透過部となる。そして、この中央部の直接光透過部を検査光3aが通過する構造となっている点に特徴がある。また、後方散乱光検出部20aは、受光角度6aを可変できる構造を有している。
Here, the
この場合も、後方散乱光検出において、検出レンズ21a、および全反射ミラー22aの中央部の直接光透過部を検査光3aが通過する構造とすることによって、検出レンズ21aの真後ろから検査光を欠陥に照射することが可能になる。これによって、後方散乱光を効率よく受光でき、すなわち検出感度の向上を図ることができる。
Also in this case, in the detection of the backscattered light, the
なお、ここでは、検出レンズ21b、全反射ミラー22b、検出レンズ21a、および全反射ミラー22aの中央部の領域を切除した領域である直接光透過部によって検査光が通過させる構成とした。しかし、これら検出レンズ21b、全反射ミラー22b、検出レンズ21a、および全反射ミラー22aは、検査光が通過する構成であればよい。
Here, the inspection light is passed through the
検出レンズ21b、および検出レンズ21aを2つに分割した場合、レンズ性能などを維持するには、2つに分割されたそれぞれのレンズの精密な位置合わせなどが必要となってしまい、作業工数が大きくなってしまう。また、レンズの位置合わせ精度が悪い場合には、性能低下などの恐れがある。これは、全反射ミラー22b、および全反射ミラー22aについても同様である。
When the
そこで、例えば、検出レンズ21b、全反射ミラー22b、検出レンズ21a、および全反射ミラー22aを2つに分割するのではなく、中央部に、楕円形、あるいは長方形状のスリットなどの孔を設けて検査光を通過させるようにしてもよい。
Therefore, for example, instead of dividing the
〈検出レンズの例〉
図6は、孔が設けられた検出レンズ21aの一例を示す説明図である。
<Example of detection lens>
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of the
なお、図6では、検出レンズ21aの例を示しているが、検出レンズ21b、全反射ミラー22b、および全反射ミラー22aについても同様の構成とする。
Although FIG. 6 shows an example of the
検出レンズ21aの中央部には、図6に示すように、長方形状の孔25が形成されている。この孔25を設けることによって、検出レンズ21aは分割されることなく、該検出レンズ21aの周辺部によって固定されてレンズ形状が維持されることになる。
As shown in FIG. 6, a
この構成にすることによって、検出レンズ21b、全反射ミラー22b、検出レンズ21a、および全反射ミラー22aが分割されずに固定されるので、位置合わせなどの作業を不要とすることができる。
With this configuration, the
〈表面欠陥検査装置による走査例〉
図7は、図1の表面欠陥検査装置における検査光の走査の一例を示す説明図である。
<Example of scanning with surface defect inspection equipment>
FIG. 7 is an explanatory view showing an example of scanning of inspection light in the surface defect inspection apparatus of FIG.
この図7において、XZθステージ40上で吸着され支持された半導体ウエハ1をθ方向に回転させながら、図7に示した半導体ウエハ1の半径方向であるX方向へ直進移動することによって、該半導体ウエハ1の表面全体をスパイラル状9に走査が行われる。
In FIG. 7, the
図1に戻り、XZθステージ40は、例えばX方向の座標位置検出にはレーザースケール、θ方向の座標位置検出にはロータリーエンコーダを用い、その座標位置情報を出力する。
Returning to FIG. 1, the
処理装置50は、座標管理装置41、増幅器51a,51b,51c、A/D変換器52a,52b,52c、欠陥判定装置53、検査結果記憶装置54、検査結果表示装置55、入力装置57、およびしきい値設定回路58を備えている。
The
座標管理装置41は、XZθステージ40から入力した位置情報、すなわち半導体ウエハ1の位置情報に基づいて、その座標情報を、欠陥判定装置53に出力する。
The coordinate
増幅器51a,51b,51cは、後方散乱光検出部20a、前方散乱光検出部20b、および正反射光検出部30から入力したアナログ信号を、それぞれ増幅して出力する。A/D変換器52a,52b,52cは、増幅器51a,51b,51cが増幅したアナログ信号をデジタル信号にそれぞれ変換して出力する。また、例えばA/D変換器52a,52b,52cには、ノイズ除去を目的としたデジタルフィルタリング機能を備えるようにしてもよい。
The
欠陥判定装置53は、判定回路53a,53b,53cを有している。これら判定回路53a,53b,53cは、後方散乱光検出部20a、前方散乱光検出部20b、および正反射光検出部30にて検出した信号を、しきい値設定回路58から入力されたしきい値とそれぞれ比較し、欠陥の有無を判定する。
The
検査結果記憶装置54は、欠陥判定装置53から入力した検査結果と、座標管理装置41から出力された半導体ウエハ1上の座標情報とを対応付けして記憶する。欠陥判定装置53から入力した検査結果は、半導体ウエハ1における欠陥の有無、検出信号強度、および欠陥分類種である。
The inspection
〈欠陥の検出原理〉
ここで、図8、および図9を用いて欠陥の検出原理について説明する。
<Defect detection principle>
Here, the principle of defect detection will be described with reference to FIGS.
図8は、欠陥の有無の判定手法の一例を示す説明図である。この図8においては、後方散乱光検出部20a、または前方散乱光検出部20bから出力される欠陥の信号強度としきい値との関係を示している。
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating an example of a method for determining the presence / absence of a defect. FIG. 8 shows the relationship between the signal intensity of the defect output from the backscattered
図8(a)は、前方散乱光検出部20bにおいて、例えば欠陥からの散乱光と正反射光7が同時に受光した際の検出信号の一例であり、欠陥の信号がノイズ信号に埋もれてしまい検出が不可能な状態を示している。
FIG. 8A shows an example of a detection signal when, for example, scattered light from a defect and
一方、図1の表面欠陥検査装置による前方散乱光と正反射光7とを分離して検出する方式では、図8(b)のように、ノイズ信号が低減されており、欠陥の信号が顕在化し、しきい値を設定することで欠陥の高精度検出を可能にすることができる。
On the other hand, in the method in which the forward scattered light and the specular reflected
図9は、正反射光の信号強度の一例を示す説明図である。この図9は、正反射光検出部30から出力される正反射光7のステージθの1回転分の信号強度を示している。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing an example of the signal intensity of the regular reflection light. FIG. 9 shows the signal intensity for one rotation of the stage θ of the
正反射光7からの光強度は非常に強いため、例えば透過率調整部32によりホトマルチプライヤで受光する光量を調整する必要がある。ホトマルチプライヤ電圧を低くして感度を落としてもよい。
Since the light intensity from the
調整が適切でない場合、図9の上方に示すように、信号は、飽和状態になり、正確な情報が得られない。調整が適切の場合、図9の下方に示すように、波形信号が得られる。 If the adjustment is not appropriate, as shown in the upper part of FIG. 9, the signal becomes saturated and accurate information cannot be obtained. When the adjustment is appropriate, a waveform signal is obtained as shown in the lower part of FIG.
図1に戻り、入力装置57は、例えば検査条件に関わるしきい値、および半導体ウエハ1周辺部からの非検査エリア範囲、例えばエッジカットなどを入力する入力部である。また、入力装置57は、後述する図13における検査条件設定部101の入力なども行う。
Returning to FIG. 1, the
検査結果表示装置55は、検査結果記憶装置54から入力した検査結果情報を表示する。例えば、後述する図12のレーダーチャート式分類しきい値設定画面90や図13の検査結果表示部102に示す検査マップ103a〜107a、および信号強度ヒストグラム103b〜107bなどを表示する。
The inspection
〈検査処理例〉
図10は、図1の表面欠陥検査装置による検査処理の一例を示すフローチャートである。
<Example of inspection processing>
FIG. 10 is a flowchart showing an example of inspection processing by the surface defect inspection apparatus of FIG.
まず、半導体ウエハ1を検査装置にロードする。そして、第1検出系、および第2検出系に関わる検査ファイルを生成する(ステップS101)。
First, the
ここで、図10において、検出器Aは、前方散乱光検出部20bであり、検出器Bは、前方散乱光検出部20bである。検出器Cは、照明部10bをオフにすることで側方散乱光を検出する後方散乱光検出部20aであり、検出器Dは、後方散乱光検出部20aである。検出器Eは、照明部10aをオフにすることで、側方散乱光を検出する前方散乱光検出部20bである。また、第1検出系とは、検出器A,B,Cを示し、第2検出系とは、検出器D,Eを示している。
Here, in FIG. 10, the detector A is the forward scattered
さらに、検査ファイルの内容は、ウエハ検査光照明角度、レーザパワー、および検出器A〜Eに関わる検査情報などである。ここで、検査情報は、検出角度、ホトマルチプライヤ電圧、しきい値、および透過率調整部32であるNDフィルタなどの設定などである。
Further, the contents of the inspection file include wafer inspection light illumination angle, laser power, and inspection information related to the detectors A to E. Here, the inspection information includes a detection angle, a photomultiplier voltage, a threshold value, a setting of an ND filter that is the
この時、後方散乱光検出部20a、および前方散乱光検出部20bと、正反射光検出部30とのどちらを使用するか選択できてもよい。尚、例えばシミュレーションを活用し、被検査物の材質、膜厚、および欠陥の大きさなどによる散乱強度分布から、最適な検査光3a,3bの入射角度5a,5bと受光角度6a,6bとの組み合わせを求める方法もある。
At this time, it may be possible to select which one of the backscattered
また、例えば、後方散乱光検出部20aを選択時には、前方散乱光検出部20bに使用していた照明部10bをオフにすることで、後方散乱光検出、および側方散乱光検出を可能とすることができる。よって、この場合、例えば後方散乱光検出部20aが検出器Cとして機能する。
For example, when the backscattered
また、その逆の選択、すなわち前方散乱光検出部20bを選択時には、後方散乱光検出部20aに使用していた照明部10aをオフにすることで、前方散乱光検出、および側方散乱光検出が可能となる。よって、例えば前方散乱光検出部20bが検出器Eとして機能する。設定は、後述する図13における検査条件設定部101にて行う。
On the contrary, when the forward scattered
続いて、検査を開始し(ステップS102)、検査結果表示を行い(ステップS103)、検査マップに異常がないかの判定を行う(ステップS104)。ステップS104の処理において、異常がある場合は、ステップS101の処理に戻り、しきい値、レーザパワー、およびホトマルチプライヤ電圧などを変更する。 Subsequently, the inspection is started (step S102), the inspection result is displayed (step S103), and it is determined whether there is any abnormality in the inspection map (step S104). If there is an abnormality in the process of step S104, the process returns to the process of step S101, and the threshold value, laser power, photomultiplier voltage, and the like are changed.
そして、ステップS104の処理において、マップの異常がなくなるまでステップS101〜S104の処理を繰り返す。マップの異常がなくなったところで、半導体ウエハ1をアンロードし、処理が終了となる。
Then, in the process of step S104, the processes of steps S101 to S104 are repeated until there is no map abnormality. When the map is no longer abnormal, the
〈欠陥分類の処理例〉
図11は、図1の表面欠陥検査装置による被検査物の欠陥分類出力における処理の一例を示すフローチャートである。
<Example of defect classification processing>
FIG. 11 is a flowchart showing an example of processing in defect classification output of an inspection object by the surface defect inspection apparatus of FIG.
この図11を用いて、前述のように後方散乱光、前方散乱光、および側方散乱光の検査条件の完了を前提に被検査物の欠陥分類出力する処理について説明する。 With reference to FIG. 11, a process for outputting the defect classification of the inspection object on the premise that the inspection conditions of the back scattered light, the forward scattered light, and the side scattered light are completed as described above will be described.
まず、後述する図13における検査条件設定部101にて各設定を行う。続いて、図10の第1検出系、すなわち検出器Aによる前方散乱光、検出器Bによる正反射光、および検出器Cによる側方散乱光における検査を行い、検出座標、および各散乱光の散乱輝度情報などを検査結果記憶装置54に記憶する(ステップS201)。
First, each setting is performed by an inspection
そして、図10の第2検出系、すなわち検出器Dによる後方散乱光、検出器Eによる側方散乱光での検査を行い(ステップS202)、検出座標、および各散乱光の散乱輝度情報などを検査結果記憶装置54に記憶する。
Then, the second detection system in FIG. 10, that is, the back scattered light by the detector D and the side scattered light by the detector E are inspected (step S202), and the detected coordinates and the scattered luminance information of each scattered light are obtained. The result is stored in the inspection
続いて、検査結果表示装置55によってステップS201の処理、およびステップS202の処理から得られた情報をマージし(ステップS203)、検出座標、ならびに各散乱光の散乱輝度情報などを検査結果記憶装置54に記憶する。
Subsequently, the inspection
ステップS203の処理にて得られた検出座標情報に基づいて、SEM(Scanning Electron Microscope)レビューを行う(ステップS204)。SEMレビューは、各種欠陥のレビューや分類を行う。 A SEM (Scanning Electron Microscope) review is performed based on the detected coordinate information obtained in the process of step S203 (step S204). The SEM review performs review and classification of various defects.
SEMレビューによって欠陥の形状、種類などを分類し、カテゴリNo.を検出座標情報に付加し、検出座標、および各散乱光の散乱輝度情報とカテゴリNo.の関連付けを行い、後述する図12のレーダーチャート式分類しきい値設定画面でしきい値を決定し、分類しきい値としてしきい値設定回路58に記憶する(ステップS205)。 The defect shape and type are classified by SEM review. Is added to the detected coordinate information, and the detected coordinates, the scattered luminance information of each scattered light, and the category number. And the threshold value is determined on the radar chart type classification threshold value setting screen shown in FIG. 12, which will be described later, and stored as a threshold value in the threshold value setting circuit 58 (step S205).
そして、分類しきい値を元に分類処理を行い(ステップS206)、検査マップ上に表示する(ステップS207)。また、分類処理後のカテゴリNo.は、検出座標データと関連付けられ出力されてもよい。 Then, classification processing is performed based on the classification threshold value (step S206) and displayed on the inspection map (step S207). In addition, the category No. after classification processing. May be output in association with the detected coordinate data.
〈操作画面の一例〉
図12は、図1の検査結果表示装置に表示される操作画面の一例を示す説明図である。図12(a)は、レーダーチャート式分類しきい値設定画面の一例を示しており、図12(b)は、カテゴリ判定テーブルの一例を示している。
<Example of operation screen>
FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating an example of an operation screen displayed on the inspection result display device of FIG. FIG. 12A shows an example of a radar chart type classification threshold setting screen, and FIG. 12B shows an example of a category determination table.
レーダーチャート式分類しきい値設定画面90は、図12(a)に示すようにGUI(Graphical User Interface)表示される。このレーダーチャート式分類しきい値設定画面90は、前述した図11のステップS205の処理における分類しきい値を設定する際に使用される。
The radar chart type classification
前方散乱光の散乱強度を項目93、後方散乱光の散乱強度を項目95、前方散乱光と同時に検出した側方散乱光の散乱強度を項目94、後方散乱光と同時に検出した側方散乱光の散乱強度を項目96にとり、視覚的に被検査物からの散乱光がどちらに強いのかが判るように配置し、例えば、破線98に示すように測定した各散乱強度をプロットさせる。
The scattering intensity of the forward scattered light is
項目93は、例えば検出器Aによる前方散乱光の散乱強度であり、項目94は、例えば検出器Cによる前方散乱光と同時に検出した側方散乱光の散乱強度である。項目95は、例えば検出器Dによる後方散乱光の散乱強度であり、項目96は、例えば検出器Eによる後方散乱光と同時に検出した側方散乱光の散乱強度である。
この時、「Class」の「読込」ボタン91からカテゴリNo.を選択することによって、スクラッチの輝度分布、あるいは異物の輝度分布などのカテゴリを変更することができ、図12(a)の実線97にて示すしきい値を設定できる。
At this time, a category such as a scratch luminance distribution or a foreign substance luminance distribution can be changed by selecting a category number from the “Read” button 91 of “Class”, and a
また、カテゴリ分類テーブルボタン99を押すと、図12(b)に示すように、カテゴリ判定テーブル900が表示される。分類数は、例えば4つの検出器A,C,D,Eに対して各々しきい値を設定し検出有り/なしを判定するので16通りになる。
When the category
前述したように、側方散乱光を検出できることから、欠陥の各散乱光強度の傾向からカテゴリ分類機能を備えている。よって、検出が困難、もしくは見逃していた欠陥をも検出し、捕捉率を高めて、また、分類情報を付加し、半導体製造プロセスでの歩留まり向上に貢献することができる。 As described above, since the side scattered light can be detected, a category classification function is provided based on the tendency of each scattered light intensity of the defect. Therefore, it is possible to detect defects that are difficult to detect or have missed, increase the capture rate, and add classification information, thereby contributing to improvement in yield in the semiconductor manufacturing process.
図12(b)に示すように、カテゴリ判定テーブル900において、表901は、上述した16通りの組み合わせを表示したものであり、分類No.(ClassNo.)の割り付け状況が表示されている。分類しきい値設定保存92にファイル名を入力することによってカテゴリ判定テーブル900は保存される。
As shown in FIG. 12B, in the category determination table 900, a table 901 displays the 16 combinations described above. The (Class No.) allocation status is displayed. The category determination table 900 is stored by inputting a file name to the classification
図12(a)において、破線98に示す各散乱強度の検査結果では、前方散乱光の散乱強度が、実線97にて示すしきい値を超えていることが視覚的に確認することができる。このように、すべての検査結果を同時に表示することができるので、欠陥捕捉率の高い高効率の表面欠陥検査を可能とすることができる。
In FIG. 12A, it can be visually confirmed that the scattering intensity of the forward scattered light exceeds the threshold value indicated by the
〈入力画面例〉
図13は、図1の検査結果表示装置に表示される入力画面の一例を示す説明図である。
<Example of input screen>
FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of an input screen displayed on the inspection result display device of FIG.
操作画面100は、GUI表示される。この操作画面100は、図示するように、検査条件設定部101、検査結果表示部102、および欠陥分類条件設定部108を有する。検査条件設定部101は、前述した検査ファイルを生成する際に必要な各項目を入力して設定する。検査ファイルは、図10のステップS101の処理にて設定される情報である。
The
検査結果表示部102には、検査マップ103aと信号強度ヒストグラム103b、検査マップ104aと信号強度ヒストグラム104b、検査マップ105aと信号強度ヒストグラム105b、検査マップ106aと信号強度ヒストグラム106b、および検査マップ107aと信号強度ヒストグラム107bがそれぞれ表示される。
The inspection
検査マップ103aは、前方散乱光検出部20bにて検出した検査マップであり、信号強度ヒストグラム103bは、検査マップ103aにおける信号強度と頻度との分布を示している。
The
検査マップ104aは、正反射光検出部30にて検出した検査マップであり、信号強度ヒストグラム104bは、検査マップ104aにおける信号強度と頻度との分布を示している。
The
検査マップ105aは、前方散乱光検出部20bにて同時に検出した検査マップであり、信号強度ヒストグラム105bは、検査マップ105aにおける信号強度と頻度との分布を示している。
The
検査マップ106aは、後方散乱光検出部20aにて検出した検査マップであり、信号強度ヒストグラム106bは、検査マップ106aにおける信号強度と頻度との分布を示している。
The
検査マップ107aは、後方散乱光検出部20aにて同時に検出した検査マップであり、信号強度ヒストグラム107bは、検査マップ107aにおける信号強度と頻度との分布を示している。
The
検査マップ103a,104a,105a,106a,107aの表示枠内には、拡大ボタン110がそれぞれ設けられて降り、信号強度ヒストグラム103b,104b,105b,106b,107bの表示枠内には、結果一覧ボタン111がそれぞれ設けられている。
拡大ボタン110は、該拡大ボタン110を押すことによってそれぞれの検査マップが拡大表示されるボタンである。結果一覧ボタン111は、押すことによって半導体ウエハ上の検出座標(X,Y)と信号強度情報が表示される。この時、欠陥分類したカテゴリNo.を関連付けて表示し、また、検査マップ表示もカテゴリNo.を色分けして表示してもよい。
The
検査結果表示部102の下方には、欠陥分類条件設定部108が表示されている。この欠陥分類条件設定部108には、検査データ読込108a、SEM分類データ読込108b、教示ボタン108c、分類しきい値設定画面ボタン108d、および分類しきい値ファイル選択108eを有している。
A defect classification
検査データ読込108aは、図1の検査結果記憶装置54に記憶されていた検査結果を読み込む。SEM分類データ読込108bは、SEMで分類しカテゴリNo,を付加したデータを読み込む。
The inspection data reading 108a reads the inspection result stored in the inspection
教示ボタン108cは、検査データとSEM分類データとの関連付けを行う。分類しきい値設定画面ボタン108dは、図12のレーダーチャート式分類しきい値設定画面を表示する。分類しきい値ファイル選択108eは、表面欠陥検査時に使用する分類しきい値を設定する。
The
以上により、被検査物である半導体ウエハからの前方、および後方散乱光を検出する検出系である検出器A,Dと正反射光を検出する検出系である検出器Bと、両検出系の選択により側方散乱光も同時に検出できる検出器C,Eとを有することによって、検査結果を同時に表示することができる。 As described above, the detectors A and D, which are detection systems that detect forward and backscattered light from the semiconductor wafer that is the object to be inspected, the detector B that is a detection system that detects specularly reflected light, and the two detection systems. By having the detectors C and E capable of simultaneously detecting side scattered light by selection, the inspection result can be displayed simultaneously.
それにより、本実施の形態によれば、表面欠陥検査装置における検出感度を向上させることができ、高効率の表面欠陥検査を実現することができる。 Thereby, according to this Embodiment, the detection sensitivity in a surface defect inspection apparatus can be improved, and a highly efficient surface defect inspection can be implement | achieved.
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
なお、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to above-described embodiment, Various modifications are included. For example, the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。 Further, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. . In addition, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.
1 半導体ウエハ
2 欠陥
3a 検査光
3b 検査光
4a 散乱強度分布
4b 散乱強度分布
5a 入射角度
5b 入射角度
6a 受光角度
6b 受光角度
7 正反射光
7a 後方散乱光
9 スパイラル状
10a 照明部
10b 照明部
11b 照射レンズ
12b レーザ装置
20a 後方散乱光検出部
20b 前方散乱光検出部
21a 検出レンズ
21b 検出レンズ
22a 全反射ミラー
22b 全反射ミラー
23a 光電変換素子
23b 光電変換素子
30 正反射光検出部
31 検出レンズ
32 透過率調整部
33 光電変換素子
40 XZθステージ
41 座標管理装置
50 処理装置
51a 増幅器
51b 増幅器
51c 増幅器
52a A/D変換器
52b A/D変換器
52c A/D変換器
53 欠陥判定装置
53a 判定回路
53b 判定回路
53c 判定回路
54 検査結果記憶装置
55 検査結果表示装置
57 入力装置
58 しきい値設定回路
90 レーダーチャート式分類しきい値設定画面
91 ボタン
92 分類しきい値設定保存
93 項目
94 項目
95 項目
96 項目
97 実線
98 破線
99 カテゴリ分類テーブルボタン
100 操作画面
101 検査条件設定部
102 検査結果表示部
103a 検査マップ
103b 信号強度ヒストグラム
104a 検査マップ
104b 信号強度ヒストグラム
105a 検査マップ
105b 信号強度ヒストグラム
106a 検査マップ
106b 信号強度ヒストグラム
107a 検査マップ
107b 信号強度ヒストグラム
108 欠陥分類条件設定部
108a 検査データ読込
108b SEM分類データ読込
108c 教示ボタン
108d 分類しきい値設定画面ボタン
108e 分類しきい値ファイル選択
110 拡大ボタン
111 結果一覧ボタン
900 カテゴリ判定テーブル
901 表
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Defect 3a Inspection light 3b Inspection light 4a Scattering intensity distribution 4b Scattering intensity distribution 5a Incident angle 5b Incident angle 6a Light receiving angle 6b Light receiving angle 7 Regular reflection light 7a Back scattered light 9 Spiral shape 10a Illumination part 10b Illumination part 11b Irradiation Lens 12b Laser device 20a Backscattered light detection unit 20b Forward scattered light detection unit 21a Detection lens 21b Detection lens 22a Total reflection mirror 22b Total reflection mirror 23a Photoelectric conversion element 23b Photoelectric conversion element 30 Regular reflection light detection unit 31 Detection lens 32 Transmittance Adjustment unit 33 Photoelectric conversion element 40 XZθ stage 41 Coordinate management device 50 Processing device 51a Amplifier 51b Amplifier 51c Amplifier 52a A / D converter 52b A / D converter 52c A / D converter 53 Defect determination device 53a Determination circuit 53b Determination circuit 53c judgment circuit 54 inspection result storage device 55 Inspection Result Display Device 57 Input Device 58 Threshold Setting Circuit 90 Radar Chart Type Threshold Setting Screen 91 Button 92 Classification Threshold Setting Save 93 Item 94 Item 95 Item 96 Item 97 Solid Line 98 Dashed Line 99 Category Classification Table Button 100 operation screen 101 inspection condition setting unit 102 inspection result display unit 103a inspection map 103b signal intensity histogram 104a inspection map 104b signal intensity histogram 105a inspection map 105b signal intensity histogram 106a inspection map 106b signal intensity histogram 107a inspection map 107b signal intensity histogram 108 defect Classification condition setting unit 108a Inspection data reading 108b SEM classification data reading 108c Teaching button 108d Classification threshold setting screen button 108e Classification threshold file Selection 110 Expand button 111 Result list button 900 Category determination table 901 Table
Claims (16)
前記被検査物からの前方散乱光を検出する前方散乱光検出部と、
前記被検査物からの後方散乱光を検出する後方散乱光検出部と、
前記前方散乱光検出部、および前記後方散乱光検出部にて検出した結果を処理する処理装置と、
前記被検査物を支持するステージと、
を有し、
前記前方散乱光検出部は、
前記照明部から前記被検査物に照射された検査光による欠陥からの前方散乱光を受光する第1の検出レンズと、
前記第1の検出レンズを通過した前方散乱光を反射させる第1の全反射ミラーと、
前記前方散乱光を検出する第1の光電変換素子と、
を有し、
前記後方散乱光検出部は、
前記照明部から前記被検査物に照射された検査光による欠陥からの後方散乱光を受光する第2の検出レンズと、
前記第2の検出レンズを通過した後方散乱光を反射させる第2の全反射ミラーと、
前記後方散乱光を検出する第2の光電変換素子と、
を有し、
前記第1の検出レンズ、前記第2の検出レンズ、前記第1の全反射ミラー、および前記第2の全反射ミラーは、光を直接透過させる直接光透過部をそれぞれ有し、
前記第1の光電変換素子は、前記第1の検出レンズが有する前記直接光透過部を通過して前記第1の全反射ミラーによって側方に分離された前方散乱光を検出し、
前記第2の光電変換素子は、前記第2の検出レンズが有する前記直接光透過部を通過して前記第2の全反射ミラーによって側方に分離された後方散乱光を検出する、表面欠陥検査装置。 An illumination unit that irradiates the inspection object with inspection light; and
A forward scattered light detection unit for detecting forward scattered light from the inspection object;
A backscattered light detection unit for detecting backscattered light from the inspection object;
A processing device for processing results detected by the forward scattered light detection unit and the back scattered light detection unit;
A stage for supporting the inspection object;
Have
The forward scattered light detection unit is
A first detection lens that receives forward scattered light from a defect caused by inspection light applied to the inspection object from the illumination unit;
A first total reflection mirror that reflects forward scattered light that has passed through the first detection lens;
A first photoelectric conversion element for detecting the forward scattered light;
Have
The backscattered light detection unit is
A second detection lens that receives backscattered light from a defect caused by inspection light applied to the inspection object from the illumination unit;
A second total reflection mirror that reflects backscattered light that has passed through the second detection lens;
A second photoelectric conversion element for detecting the backscattered light;
Have
The first detection lens, the second detection lens, the first total reflection mirror, and the second total reflection mirror each have a direct light transmission part that directly transmits light,
The first photoelectric conversion element detects forward scattered light that has passed through the direct light transmission portion of the first detection lens and is laterally separated by the first total reflection mirror,
The second photoelectric conversion element detects a backscattered light that passes through the direct light transmitting portion of the second detection lens and is laterally separated by the second total reflection mirror. apparatus.
前記第1および前記第2の検出レンズが有する前記直接光透過部は、レンズの中央部に形成された孔であり、
前記第1および前記第2の全反射ミラーが有する前記直接光透過部は、ミラーの中央部に形成された孔である、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The direct light transmission part of the first and second detection lenses is a hole formed in a central part of the lens,
The surface defect inspection apparatus, wherein the direct light transmission portion of the first and second total reflection mirrors is a hole formed in a central portion of the mirror.
前記第1および前記第2の検出レンズが有する前記直接光透過部は、レンズの中央部を切除した空間であり、
前記第1および前記第2の全反射ミラーが有する前記直接光透過部は、ミラーの中央部を切除した空間である、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The direct light transmission part of the first and second detection lenses is a space obtained by cutting a central part of the lens,
The direct light transmitting portion of the first and second total reflection mirrors is a surface defect inspection apparatus, which is a space obtained by cutting a central portion of the mirror.
さらに、正反射光を検出する正反射光検出部を有し、
前記正反射光検出部は、前記第1の検出レンズ、および前記第1の全反射ミラーがそれぞれ有する前記直接光透過部を通過する正反射光を検出する、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
Furthermore, it has a regular reflection light detection unit for detecting regular reflection light,
The said regular reflection light detection part is a surface defect inspection apparatus which detects the regular reflection light which passes through the said direct light transmission part which the said 1st detection lens and said 1st total reflection mirror each have.
前記第2の光電変換素子は、前記照明部から照射された前記検査光が前記第2の検出レンズ、および前記第2の全反射ミラーがそれぞれ有する前記直接光透過部を通過して前記被検査物に照射され、前記第2の全反射ミラーが反射する後方散乱光を検出する、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
In the second photoelectric conversion element, the inspection light irradiated from the illumination unit passes through the direct light transmission unit included in the second detection lens and the second total reflection mirror, respectively, and the inspection target A surface defect inspection device that detects backscattered light that is irradiated onto an object and reflected by the second total reflection mirror.
前記後方散乱光検出部は、前記照明部と前記前方散乱光検出部による前記前方散乱光の検出の際に、前記被検査物からの側方散乱光を検出し、
前記前方散乱光検出部は、前記照明部と前記後方散乱光検出部による前記後方散乱光の検出の際に、前記被検査物からの側方散乱光を検出する、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The backscattered light detection unit detects side scattered light from the inspection object when detecting the forward scattered light by the illumination unit and the forward scattered light detection unit,
The said front scattered light detection part is a surface defect inspection apparatus which detects the side scattered light from the said to-be-inspected object in the case of the detection of the said back scattered light by the said illumination part and the said back scattered light detection part.
前記ステージは、前記検査光を前記被検査物へ照射する際に、支持した前記被検査物を回転させながら前記被検査物の半径方向に移動する、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The stage is a surface defect inspection apparatus which moves in a radial direction of the inspection object while rotating the inspection object supported when the inspection light is irradiated onto the inspection object.
前記前方散乱光検出部は、前記前方散乱光を受光する受光角度が可変できる、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The front scattered light detection unit is a surface defect inspection apparatus in which a light receiving angle for receiving the forward scattered light can be varied.
前記正反射光検出部は、前記検査光の入射角度と前記正反射光検出部の受光角度とが等しくなるように可動する、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 4,
The surface reflection inspection apparatus, wherein the regular reflection light detection unit is movable so that an incident angle of the inspection light is equal to a light reception angle of the regular reflection light detection unit.
前記後方散乱光検出部は、前記後方散乱光を受光する受光角度が可変できる、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The said backscattered light detection part is a surface defect inspection apparatus which can change the light reception angle which light-receives the said backscattered light.
前記後方散乱光検出部は、前記検査光の入射角度と前記後方散乱光検出部の受光角度とが等しくなるように可動する、表面欠陥検査装置。 In the surface defect inspection apparatus according to claim 1,
The said backscattered light detection part is a surface defect inspection apparatus which moves so that the incident angle of the said inspection light and the light reception angle of the said backscattered light detection part may become equal.
前記第1の全反射ミラーによって側方に分離された前方散乱光を第1の光電変換素子によって検出するステップと、
前記第1の検出レンズ、および前記第1の全反射ミラーがそれぞれ有する前記直接光透過部を通過する正反射光を正反射光検出部によって検出するステップと、
を有する、表面欠陥検査方法。 A first detection lens that receives forward scattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the object to be inspected from the illumination unit, and a first total reflection mirror that reflects forward scattered light that has passed through the first detection lens A second detection lens that receives backscattered light from a defect caused by inspection light irradiated on the inspection object, and a second total reflection mirror that reflects backscattered light that has passed through the second detection lens And each of the first detection lens, the second detection lens, the first total reflection mirror, and the second total reflection mirror has a direct light transmitting portion that directly transmits light. A surface defect inspection method using a defect inspection apparatus,
Detecting forward scattered light separated laterally by the first total reflection mirror by a first photoelectric conversion element;
Detecting specularly reflected light that passes through the direct light transmitting part of each of the first detection lens and the first total reflection mirror by a specularly reflected light detecting part;
A surface defect inspection method.
さらに、前記第2の検出レンズが受光し、前記第2の全反射ミラーによって側方に分離された前記後方散乱光を第2の光電変換素子によって検出するステップを有する、表面欠陥検査方法。 The surface defect inspection method according to claim 12,
Further, the surface defect inspection method includes a step of detecting, by a second photoelectric conversion element, the backscattered light received by the second detection lens and laterally separated by the second total reflection mirror.
さらに、処理装置によって、前記第1および前記第2の光電変換素子によって検出された光散乱強度と前記被検査物の散乱傾向を分類する分類しきい値とに基づいて、前記被検査物の散乱傾向を分類するステップを有する、表面欠陥検査方法。 The surface defect inspection method according to claim 13.
Further, the scattering of the inspection object is performed based on the light scattering intensity detected by the first and second photoelectric conversion elements and the classification threshold value for classifying the scattering tendency of the inspection object by the processing device. A surface defect inspection method comprising the step of classifying a trend.
さらに、前記処理装置において、前記被検査物の散乱傾向の分類結果と前記分類しきい値とを表示する分類しきい値設定グラフを出力するステップを有する、表面欠陥検査方法。 The surface defect inspection method according to claim 14,
Furthermore, in the said processing apparatus, the surface defect inspection method which has a step which outputs the classification threshold value setting graph which displays the classification result of the scattering tendency of the said to-be-inspected object, and the said classification threshold value.
前記分類しきい値設定グラフは、前記前方散乱光の散乱強度、前記後方散乱光の散乱強度、前記前方散乱光を検出する際に検出した側方散乱光の散乱強度、および前記後方散乱光を検出する際に検出した側方散乱光の散乱強度の各項目を軸にとり、原点を1つに纏めたレーダーチャートである、表面欠陥検査方法。 The surface defect inspection method according to claim 15,
The classification threshold setting graph includes the scattering intensity of the forward scattered light, the scattering intensity of the backward scattered light, the scattered intensity of the side scattered light detected when detecting the forward scattered light, and the backward scattered light. A surface defect inspection method that is a radar chart in which each item of the scattered intensity of side scattered light detected at the time of detection is taken as an axis and the origins are combined into one.
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