JP4567016B2

JP4567016B2 - 欠陥検査装置及び欠陥検査方法

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Publication number: JP4567016B2
Application number: JP2007084680A
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Inventors: 浩司川木; 高根　　淳; 博志菊地; 伸裕小原; 雄二井上
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Filing date: 2007-03-28
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Description

本発明は、半導体ウエハ（以下、単にウエハと記載する）等の試料の被検査面上の異物、傷、欠陥、汚れ等（以下、これらを総称して欠陥と記載する）を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。

近年、半導体集積回路装置（ＩＣ）の高集積化および回路パターンの微細化が進み、今日では線幅が１μｍ以下の回路パターンも製造されるようになってきている。こうした微細化したＩＣを高歩留まりで製造するためには、ウエハ表面の欠陥を検出し、そのサイズや形状等を検査したり各種半導体製造装置や工程の清浄度を定量的に把握したりすることで、製造プロセスを的確に管理することが重要である。そこで、従来からウエハ製造メーカやＩＣ製造工場等においては、製造プロセスを的確に管理するために欠陥検査装置によるウエハの欠陥検査が実施されている。

この種の欠陥検査装置は、検査方式によって２つに大別される。一方は、垂直落射照明による明視野中の画像と予め記憶された標準パターンとの比較を行う画像比較方式の欠陥検査装置である。他方は、特許文献１等に記載されているような暗視野画像を用いた欠陥検査装置である。これは、斜方照明による暗視野における散乱光を検出し、散乱光が発生したと推定される箇所の座標や散乱光の強度から欠陥の有無や位置座標、個数を認識する方式である。

特開平１１−５１６２２号公報

暗視野画像を用いた欠陥検査装置では、散乱光を検出する検出器を複数設ける場合がある。この場合、個々の散乱光検出器による散乱光信号（散乱光強度）は、画像処理部に入力されると平均化処理や積分処理等により１つの散乱光信号にまとめられ、演算された１つの散乱光信号（散乱光強度）をしきい値と比較することによって欠陥か否かが判定されるのが通常である。そのため、検査結果としては欠陥の座標と演算された単一の散乱光信号しか得ることができず、検出された欠陥に関する個々の検出器の散乱光信号を取得することができなかった。個々の散乱光検出器による各散乱光信号は欠陥の形状分類等に有効なデータともなり得るが、このように従来は個々の散乱光検出器による散乱光信号が取得されてこなかった。

しかしながら、散乱光検出器を複数設けた欠陥検査装置において、個々の散乱光検出器の散乱光強度情報が取得可能な構成とするにしても、取得データの肥大化を抑えるために個々の散乱光検出器に適切なしきい値を設定しなければならない。個々の検出器のしきい値を最適化することはなかなか容易ではなく、しきい値があまり高いと取得情報が不足してしまうし、かといってしきい値を低めに設定すれば膨大な不必要情報まで取得されてしまいメモリの負荷が著しく増大してしまう。

本発明は上記に鑑みなされたもので、複数の散乱光検出器のしきい値設定を容易化し、個々の散乱光検出器の検出データを適切に取得することができる欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、試料を載置するとともに、載置した試料を移動させる機構を有する試料台と、前記試料台上の試料に検査光を照射する検査光照射装置と、試料からの散乱光を検出する複数の散乱光検出器と、前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号のそれぞれ又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号に対する、欠陥の有無を判定するためのしきい値が設定されたしきい値設定器、及び散乱光信号の取得条件を切り換える信号取得条件切換器を有し、前記試料台の機構によって前記試料を移動させて前記検査光を前記試料上に走査しながら、前記信号取得条件切換器で設定された信号取得条件で前記散乱光信号を取得するしきい値回路とを備え、特定の特徴を持つ欠陥からの散乱光の事前に特定された散乱パターンに応じて前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号のうちから選択された少なくとも１つの散乱光信号を選択信号としたとき、前記信号取得条件切換器は、前記選択信号の全てがそのしきい値を超えた場合にのみ前記複数の散乱光検出器の全ての散乱光信号を取得する第１の条件、及び前記選択信号がそのしきい値を超えるか否かに関わらず、それぞれのしきい値を超えた散乱光信号を取得する第２の条件のいずれかに、散乱光信号の取得条件を切り換える
ことを特徴とする。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記選択信号は、前記複数の散乱光検出器のうちのいずれか１つの散乱光検出器の散乱光信号であることを特徴とする。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記選択信号は、前記複数の散乱光検出器のうちの複数の散乱光検出器の散乱光信号であり、前記信号取得条件切換器は、前記複数の選択信号のいずれもがそのしきい値を超えた場合に前記第１の条件に切り換えることを特徴とする。

（４）上記（３）において、好ましくは、前記信号取得条件切換器は、前記複数の散乱光検出器の散乱光信号の取得条件の選択肢に、前記複数の選択信号のうちの特定の１つの選択信号がそのしきい値を超えた場合にのみ前記複数の散乱光検出器の全ての散乱光信号を取得する第３の条件を更に有することを特徴とする。

（５）上記目的を達成するために、また本発明は、試料を載置するとともに、載置した試料を移動させる機構を有する試料台と、前記試料台上の試料に検査光を照射する検査光照射装置と、試料からの散乱光を検出する複数の散乱光検出器とを備え、前記試料台の機構によって前記試料を移動させて前記検査光を前記試料上に走査しながら前記散乱光信号を取得する欠陥検査装置を用いた欠陥検査方法において、前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号のそれぞれ又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号に対する、欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定し、特定の特徴を持つ欠陥からの散乱光の事前に特定された散乱パターンに応じて前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号のうちから選択された少なくとも１つの散乱光信号を選択信号としたとき、前記選択信号の全てがそのしきい値を超えた場合にのみ前記複数の散乱光検出器の全ての散乱光信号を取得する第１の条件、及び前記選択信号がそのしきい値を超えるか否かに関わらず、それぞれのしきい値を超えた散乱光信号を取得する第２の条件のいずれかに、散乱光信号の取得条件を切り換えることを特徴とする。

本発明によれば、複数の散乱光検出器のしきい値設定を容易化し、個々の散乱光検出器の検出データを適切に取得することができる。

以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る欠陥検査装置を示す図である。
図１に示したように、本実施の形態に係る欠陥検査装置は、試料であるウエハ１に斜方照明による暗視野下における散乱光１１０〜１１２を検出し、散乱光強度をしきい値と比較して欠陥の有無を判定する。このとき、θテーブル１０及びＸＹテーブル２０の位置情報を基に散乱光１１０〜１１２が発生したと推定されるレーザ光（検査光）３１の照射位置の座標を割り出し、検出した欠陥に座標情報を対応付ける。これにより欠陥の有無や検出した欠陥の座標情報及び個数が認識される。ウエハ１の表面に欠陥があると不良の原因となるため、各種半導体製造装置や工程の清浄度を定量的に把握して製造プロセスを的確に管理する上でも、このような欠陥検査装置によってウエハ１の表面の欠陥の情報を取得することが重要である。

（１）構成
図１に示した欠陥検査装置は、ウエハ１を載置するステージ装置（試料台）５０と、ステージ装置５０上のウエハ１に斜めからレーザ光３１を照射するレーザ照射装置（検査光照射装置）３０と、ウエハ１からの散乱光１１０〜１１２を検出しそれぞれ散乱光信号（散乱光強度）を出力する複数の散乱光検出器１３０〜１３２と、散乱光検出器１３０〜１３２からの散乱光信号を基に欠陥の有無等を判定する欠陥判定装置１５０とを備えている。

（１−１）ステージ装置５０
ステージ装置５０は、被検査物としてウエハ１を走査させるためのＸＹテーブル２０と、θ方向に回転させるθテーブル１０と、Ｚ方向に上下移動させてレーザ光３１を自動的に合焦させる自動焦点合わせ機構（図示せず）と、これらを制御するステージ制御コントローラ１４とを備えている。ウエハ１の表面全体を検査する場合、θテーブル１０を回転させながらＸＹテーブル２０を適宜ＸＹ方向に移動させてレーザ光３１をウエハ１上に走査する。レーザ光３１の走査中、θテーブル１０及びＸＹテーブル２０の位置情報は、ウエハ１上のレーザ光３１のビームスポット（つまり散乱光１１０〜１１２の発生箇所）の座標情報としてステージ制御コントローラ１４から欠陥判定装置１５０に出力される。

（１−２）レーザ照射装置３０
レーザ照射装置３０は、ステージ装置５０上のウエハ１の斜め上方に位置するように設けられ、集光レンズ（図示せず）とともに照射光学系を構成している。レーザ照射装置３０からウエハ１に向かって斜めに照射されたレーザ光３１は、図示しない集光レンズにより集光され、ステージ装置５０上に載置されたウエハ１に低角度で照射される。

（１−３）散乱光検出器１３０〜１３２
散乱光検出器１３０〜１３２は、ステージ装置５０上のウエハ１の上方に位置するように設けられており、レーザ光３１がウエハ１の表面に斜めに照射されるのに伴ってウエハ１の表面で乱反射された散乱光１１０〜１１２を集光する。すなわち、散乱光検出器１３０〜１３２は暗視野下における散乱光１１０〜１１２をそれぞれ検出するように構成されている。

散乱光検出器１３０〜１３２で検出された散乱光１１０〜１１２は、それぞれＡ／Ｄ変換器１４０〜１４２に入力されて、アナログ信号からデジタル信号に変換され数値化されて散乱光信号（散乱光強度）１４０ａ〜１４２ａとして出力される。

本実施の形態では３つの散乱光検出器１３０〜１３２を設けた場合を例示しているが、散乱光検出器は複数、すなわち２つ以上あれば成立する。すなわち散乱光検出器は２つであっても良いし、４つ以上であっても良い。

（１−４）欠陥判定装置１５０
欠陥判定装置１５０は、図１に一部拡大して示したように、散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを演算処理する演算処理回路１５１と、しきい値を設定するしきい値回路１６０と、欠陥の有無等を判定する欠陥判定回路１７０とを備えている。

（１−４．１）演算処理回路１５１
演算処理回路１５１は、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを入力し、それら散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に所定の演算処理（例えば平均化処理、積分処理等）を実行して１つの散乱光信号１５１ａを演算する。

（１−４．２）しきい値回路１６０
しきい値回路１６０は、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａ又はそれら散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に演算された散乱光信号１５１ａのうちの選択された散乱光信号（以下、適宜選択信号と記載する）に対し欠陥の有無を判定するための対応のしきい値を設定する手段、さらには、選択信号が対応のしきい値を超えた場合にのみ散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１３０ａ〜１３２ａ及び散乱光信号１５１ａを取得する手段として機能する。

図２はしきい値回路１６０の詳細を表すブロック図である。
図２に示すように、しきい値回路１６０は、演算処理回路１５１で演算された散乱光信号１５１ａ及び散乱光検出器１３０〜１３２の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａの個々にそれぞれ欠陥の有無を判定するための対応のしきい値を設定するしきい値設定器５３０〜５３３と、散乱光信号を取得する条件を切り換える信号取得条件切換器５１０とを備えている。

本実施の形態において、演算処理回路１５１から出力される散乱光信号１５１ａは、信号取得条件切換器５１０を介してしきい値設定器５３０に入力される。その他、散乱光検出器１３０〜１３２で検出された散乱光信号１４０ａ〜１４２ａは、それぞれしきい値設定器５３１〜５３３に入力される。

しきい値回路１６０は、信号取得条件切換器５１０の設定に応じ、次の２つの条件（Ａ１）（Ｂ１）のうちで、散乱光信号を取得する条件を切り換える。
（Ａ１）選択信号（本例では散乱光信号１５１ａとする）が対応のしきい値を超えた場合にのみ、散乱光信号１５１ａ及び散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを全て取得する。
（Ｂ１）選択信号が対応のしきい値を超えるか否かに関わらず、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのうち対応のしきい値を超えた個々の散乱光信号を取得する。

例えば、信号取得条件切換器５１０の設定がＯＮの場合は条件（Ａ１）で散乱光信号が取得され、設定がＯＦＦの場合は条件（Ｂ１）で散乱光信号が取得される。

なお、上記の信号取得条件切換器５１０の設定切り換え（ＯＮ／ＯＦＦ切り換え）は、図示しない操作画面又は操作入力装置から信号取得条件切換器５１０に入力される操作信号に応じてなされる。また、しきい値設定器５３０〜５３３のしきい値も、図示しない操作画面又は操作入力装置からしきい値設定器５３０〜５３３にそれぞれ入力される操作信号に応じて設定される。

（１−４．３）欠陥判定回路１７０
欠陥判定回路１７０は、例えば、しきい値回路１６０から入力される欠陥信号（対応のしきい値を超えた散乱光信号）を、ステージ制御コントローラ１４から入力される欠陥信号の検出時の座標情報を対応付ける。また、しきい値回路１６０から入力される欠陥信号とその対応のしきい値との差分を演算する。これらの情報は、基になった散乱光信号とともに、例えば本欠陥検査装置外の別の装置（ＰＣやレビュー装置等）に出力され、欠陥の位置（座標）・大きさ・個数等の管理、欠陥の形状や種類等の分類・分析、各種半導体製造装置や工程の清浄度の定量的な把握、ひいては製造プロセスの管理等に役立てられる。

（２）欠陥検査手順
続いて本実施の形態における欠陥検査手順を説明する。

欠陥検査が開始されると、まずステージ制御コントローラ１４からの指示によりθテーブル１０が回転し、レーザ光照射装置３０によりウエハ１上にレーザ光３１が低角度で照射される。その後、ステージ制御コントローラ１４からの指示によりＸＹテーブル２０がＸＹ方向に移動し、ウエハ１上にレーザ光３１が走査される。

ウエハ１上にレーザ光３１が照射されると、ウエハ１の表面の欠陥や回路パターン（パターン形成後の場合）から暗視野下の散乱光１１０〜１１２が発生する。この散乱光１１０〜１１２はそれぞれ散乱光検出器１３０〜１３２に入力され集光される。

散乱光検出器１３０〜１３２で検出された散乱光は、後段のＡ／Ｄ変換機１４０〜１４２にそれぞれ入力され、デジタル信号化され数値化された散乱光信号（散乱光強度）１４０ａ〜１４２ａとして欠陥判定装置１５０に出力される。

欠陥判定装置１５０に入力された散乱光信号１４０ａ〜１４２ａは演算処理回路１５１に入力される。演算処理回路１５１では、所定の演算処理により散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に散乱光信号１５１ａを演算する。演算処理回路１５１で演算された散乱光信号１５１ａは、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａとともにしきい値回路１６０に入力される。具体的には、散乱光信号１５１ａは信号取得条件切換器５１０を介してしきい値設定器５３０に入力され、散乱光信号１４０ａ〜１４２ａはそれぞれしきい値設定器５３１〜５３３に入力される。

図３はしきい値回路１６０による処理手順を表したフローチャートである。
図５に示すように、しきい値回路１６０では、まずステップ５５０で、信号取得条件切換器５１０の設定がＯＮになっているか否かを確認する。信号取得条件切換器５１０の設定がＯＦＦの場合はステップ５５１に、ＯＮの場合はステップ５５３に手順を移行する。

信号取得条件切換器５１０の設定がＯＦＦであることが確認されてステップ５５１に手順が移行したら、しきい値回路１６０は、前述した条件（Ｂ１）に従って散乱光信号を取得する。これにより、演算処理回路１５１からの散乱光信号１５１ａ及び散乱光検出器１３０〜１３２からの個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａ（ローデータ）のうち、それぞれしきい値設定器５３０〜５３３に個別に設定された対応のしきい値以下のものについてはフィルタされ、対応のしきい値を超えた散乱光信号が欠陥判定回路１７０に出力される。

他方、信号取得条件切換器５１０の設定がＯＮであることが確認されてステップ５５３に手順が移った場合、しきい値回路１６０は、前述した条件（Ａ１）に従って散乱光信号を取得する。これにより、演算処理回路１５１からの散乱光信号１５１ａがしきい値設定器５３０に設定された対応のしきい値を超えた場合に限り、その散乱光信号１５１ａ及びその算出に用いられた散乱光検出器１３０〜１３２からの個々の１４０ａ〜１４２ａ（ローデータ）が欠陥判定回路１７０に出力される。散乱光信号１５１ａがしきい値設定器５３０のしきい値を超えない場合は、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａの全てがフィルタされる。

ステップ５５１，５５３の手順を実行した後、しきい値回路１６０は図３の手順を終了する。しきい値回路１６０は、欠陥検査中、この一連の処理を繰り返し実行する。
（３）比較例
図４は本実施の形態の欠陥検査装置に対する比較例を示す図である。
図４に示した比較例は、その欠陥判定装置１５０ａの構成が本実施の形態の欠陥判定装置１５０と相違する。具体的には、しきい値回路１６０を省略し、代わりにしきい値設定器５３０と同様の役割を果たすしきい値設定器１５２を設けたものである。

しきい値設定器１５２には、演算処理回路１５１により演算された散乱光信号１５１ａのみが入力され、しきい値回路１６０のように個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａは入力されない。したがって、単に散乱光信号１５１ａがしきい値設定器１５２に設定されたしきい値と比較され、しきい値を超えた散乱光信号１５１ａ（欠陥信号）が欠陥判定回路１７０に出力されるようになっている。

ここで、図５は散乱光信号（散乱光強度）としきい値の関係を表した図である。
この種の欠陥検査装置では、図５に示したように、散乱光検出器により検出された散乱光信号（散乱光強度）をしきい値３０４と比較し、しきい値３０４を超える散乱光信号（欠陥信号３０３）の基になった散乱光が発生したウエハ上の位置に欠陥がある可能性が高いと判断する。しかし、比較例のように、複数の散乱光検出器１３０〜１３２を用いる場合、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号を基に所定の演算処理により算出された１つの散乱光信号１５１ａをしきい値３０４と比較するだけでは、欠陥信号３０３が検出されても後段の欠陥判定回路１７０で得られる情報は欠陥信号３０３の大きさと座標のみであり、個々の散乱光検出器１３０〜１３２でそれぞれどの程度の散乱光強度が検出されたのかは判らない。

図６は欠陥形状による散乱光の発生の仕方の違いを説明する図で、ウエハ１の上方から見た図に相当する。
ウエハ１の表面に異物４０１，４０２が付着している場合、これに対してレーザ光照射装置３０によりレーザ光３１が照射されると、異物４０１,４０２から発生した散乱光１１０〜１１２がそれぞれ散乱光検出器１３０〜１３２で検出される。ところが、散乱光１１０〜１１２は必ずしも全方位に一様に散乱する訳ではなく散乱光１１０〜１１２の強度の方位によるばらつき方は異物４０１，４０２の形状によって異なってくる。

つまり、図６（ａ）のように、異物４０１が球形に近く散乱光検出器１３０〜１３２に入力される散乱光１１０〜１１２がほぼ一様になる場合等もあるのに対し、異物４０２のように形状が球形とは程遠く（例えば三角形状）、例えば散乱光検出器１３０に入力される散乱光１１０は強く、それに比べて散乱光検出器１３１，１３２に入力される散乱光１１１，１１２が弱くなる場合もある。

比較例の場合、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａが取得されず、検出される欠陥信号は個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを統合した１つの散乱光信号１５１ａであるため、欠陥の形状を分析するための情報量が必ずしも十分でない。

しかしながら、比較例において、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号も併せて取得しようとすると、取得情報量の容量の肥大化を抑えるためにも、散乱光検出器１３０〜１３２のそれぞれに適切なしきい値を設定しなければならない。個々の検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａのしきい値をそれぞれ最適化することはなかなか容易ではなく、しきい値があまり高いと取得情報が不足するし、低ければ不要な情報まで取得されてしまいメモリの負荷が著しく増大してしまう。

（４）発明の実施の形態の効果
本実施の形態の場合、条件（Ａ１）に従って散乱光信号を取得する場合、散乱光信号１５１ａとそのしきい値との比較により欠陥信号が検出された場合に、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａが取得される。欠陥信号に関する個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａが取得されるので、取得情報量が増加し、欠陥の座標・大きさ・個数に加え、欠陥形状の分類・分析等にも有益である。

このとき、本実施の形態では、条件（Ａ１）に従って散乱光信号を取得する場合には、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａのしきい値は無関係であるため、図４の比較例で個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを取得する場合に比べてしきい値の設定を容易化することができる。

加えて、（Ａ１）の条件下では、散乱光信号１５１ａが対応のしきい値を超えなければ、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのいずれも後段の欠陥判定回路１７０に出力されない。つまり、欠陥信号に関わる必要な情報に関してのみ重点的に豊富な情報量を取得し、欠陥以外の情報を極力取得しないようにする上でも有益である。このことから、図４の比較例で個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを取得する場合のように取得データの容量が肥大化する恐れを軽減することができ、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを適切に取得することができる。よって、個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを取得することによるデータ量の増加を抑制することができ、後段の欠陥判定回路１７０での良好なスループットの実現にも効果的である。

また、本実施の形態の場合、散乱光信号の取得条件を（Ａ１）と（Ｂ１）とで切り換えることができるので、しきい値設定器５３０で設定された単一のしきい値よらず、各散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａの個々に設定されたしきい値を利用して散乱光信号を取得したい場合にも容易に対応することができる。

なお、本実施の形態では、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａ又はそれら散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に演算した散乱光信号１５１ａのうちの散乱光信号１５１ａを選択し、条件（Ａ１）に従って散乱光信号を取得する場合を例に挙げて説明したが、他の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａのいずれかを選択信号としても構わない。

（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａ又はそれら散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に演算した散乱光信号１５１ａのうちのいずれか１つの散乱光信号を選択する場合を例に挙げて説明したが、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのうちの複数（２つ〜全て）の散乱光信号を選択信号としても良い。この場合、複数の選択信号のいずれもが対応のしきい値を超えた場合にのみ散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａが全て取得されるようにしても良いし、そのうちの少なくとも１つの選択信号が対応のしきい値を超えたら散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａが全て取得されるようにすることも考えられる。

本実施の形態では、複数の選択信号のいずれもが対応のしきい値を超えた場合にのみ散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａを全て取得する場合を例示する。

図７は本発明の第２の実施の形態に係る欠陥検査装置に備えられたしきい値回路の詳細を表すブロック図である。
図７に示すように、本実施の形態におけるしきい値回路１６０Ａは、散乱光信号１５１ａのしきい値設定器５３０だけでなく、個々の散乱光検出器１３０〜１３２のしきい値設定器５３１〜５３３にも信号取得条件切換器５１１〜５１３を設けてある。本実施の形態において、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａは、それぞれ信号取得条件切換器５１０〜５１３を介して、対応のしきい値設定器５３０〜５３３に入力される。信号取得条件切換器５１１〜５１３の設定切り換え（ＯＮ／ＯＦＦ切り換え）も、図示しない操作画面又は操作入力装置から信号取得条件切換器５１０に入力される操作信号に応じてなされる。その他の構成は第１の実施の形態と同様であり、しきい値回路１６０Ａの処理内容以外の動作も第１の実施の形態と同様である。

しきい値回路１６０Ａは、信号取得条件切換器５１０〜５１３の設定に応じ、次の３つの条件（Ａ２）（Ｂ２）（Ｃ２）のうちで、散乱光信号を取得する条件を切り換える。
（Ａ２）特定（代表）の選択信号（本例では散乱光信号１５１ａとする）が対応のしきい値を超えた場合にのみ、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを全て取得する。
（Ｂ２）選択信号（本例では散乱光信号１５１ａ，１４０ａ）が対応のしきい値を超えるか否かに関わらず、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのうち対応のしきい値を超えた個々の散乱光信号を取得する。
（Ｃ２）選択信号（本例では散乱光信号１５１ａ，１４０ａ）のいずれもが対応のしきい値を超えた場合にのみ、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを全て取得する。

つまり、散乱光信号１５１ａ（代表の選択信号）に対するしきい値設定器５３０の機能をＯＮ／ＯＦＦする信号取得条件切換器５１０の設定がＯＮで、なおかつ散乱光信号１４０ａ（他の選択信号）に対するしきい値設定器５３１の機能をＯＮ／ＯＦＦする信号取得条件切換器５１１の設定がＯＦＦの場合は、条件（Ａ２）で散乱光信号が取得される。そして、信号取得条件切換器５１０，５１１の設定がともにＯＦＦの場合は条件（Ｂ２）で散乱光信号が取得され、信号取得条件切換器５１０，５１１の設定がともにＯＮの場合は条件（Ｃ２）で散乱光信号が取得される。

続いて本実施の形態における欠陥検査手順を説明する。

図８はしきい値回路１６０Ａによる処理手順を表したフローチャートである。
図８に示すように、しきい値回路１６０Ａでは、まずステップ６５０で、散乱光信号１５１ａ（代表の選択信号）に対する信号取得条件切換器５１０の設定がＯＮになっているか否かを確認する。信号取得条件切換器５１０の設定がＯＦＦの場合はステップ６５１に、ＯＮの場合はステップ６５２に手順を移行する。

信号取得条件切換器５１０の設定がＯＦＦであることが確認されてステップ６５１に手順が移行したら、しきい値回路１６０Ａは、前述した条件（Ｂ２）に従って散乱光信号を取得する。これにより、演算処理回路１５１からの散乱光信号１５１ａ及び散乱光検出器１３０〜１３２からの個々の散乱光信号１４０ａ〜１４２ａ（ローデータ）のうち、それぞれしきい値設定器５３０〜５３３に個別に設定された対応のしきい値以下のものについてはフィルタされ、対応のしきい値を超えた散乱光信号が欠陥判定回路１７０に出力される。このステップ６５１の処理は第１の実施の形態のステップ５５１の処理に対応する。

他方、信号取得条件切換器５１０の設定がＯＮであることが確認されてステップ６５２に手順が移った場合、しきい値回路１６０Ａは、散乱光信号１４０ａ（他の選択信号）に対する信号取得条件切換器５１１の設定がＯＮになっているか否かを確認する。信号取得条件切換器５１１の設定がＯＦＦの場合はステップ６５３に、ＯＮの場合はステップ６５４に手順を移行する。

信号取得条件切換器５１１の設定がＯＦＦであることが確認されてステップ６５３に手順が移行したら、しきい値回路１６０Ａは、前述した条件（Ａ２）に従って散乱光信号を取得する。これにより、演算処理回路１５１からの散乱光信号１５１ａがしきい値設定器５３０に設定された対応のしきい値を超えた場合に限り、その散乱光信号１５１ａ及びその算出に用いられた散乱光検出器１３０〜１３２からの個々の１４０ａ〜１４２ａ（ローデータ）が欠陥判定回路１７０に出力される。散乱光信号１５１ａがしきい値設定器５３０のしきい値を超えない場合は、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａの全てがフィルタされる。このステップ６５３の処理は第１の実施の形態のステップ５５３の処理に対応する。

それに対し、信号取得条件切換器５１１の設定がＯＮであることが確認されてステップ６５４に手順が移った場合、しきい値回路１６０Ａは、前述した条件（Ｃ２）に従って散乱光信号を取得する。これにより、演算処理回路１５１からの散乱光信号１５１ａがしきい値設定器５３０に設定された対応のしきい値を超え、なおかつ散乱光検出器１３０による散乱光信号１４０ａがしきい値設定器５３１に設定された対応のしきい値を超えた場合に限り、その散乱光信号１５１ａ及びその算出に用いられた散乱光検出器１３０〜１３２からの個々の１４０ａ〜１４２ａ（ローデータ）が欠陥判定回路１７０に出力される。散乱光信号１５１ａ，１４０ａの両方が揃って対応のしきい値を超えない場合、つまり散乱光信号１５１ａ，１４０ａがいずれか一方でも対応のしきい値を超えない場合は、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａの全てがフィルタされる。

ステップ６５１，６５３，６５４の手順を実行した後、しきい値回路１６０Ａは図８の手順を終了する。しきい値回路１６０Ａは、欠陥検査中、この一連の処理を繰り返し実行する。

本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。それに加え、条件（Ｃ２）に従って散乱光信号の取得が可能となることで、より柔軟な欠陥検出方法の選択が可能となる。条件（Ｃ２）に従って散乱光信号を取得する場合、例えば特定の特徴を持つ欠陥からの散乱光の散乱方向等が欠陥の分類・分析により判明したときには、その散乱方向のパターンを基に特定の方向（一方向に限らず複数の方向の場合もある）に設置された散乱光検出器の散乱光信号を重視し、それらが全て対応のしきい値を超えた場合にのみ、全散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａを取得することで、特定の欠陥の推定される欠陥の情報を重点的に取得することができる。このように、目的でない欠陥に関する情報が不要な場合には、条件（Ｃ２）のように特定の散乱光検出器の検出結果を重視して散乱光信号を取得することで、取得データ量をさらに少なく抑えることができる。

なお、本実施の形態では、散乱光信号１５１ａ，１４０ａを選択信号とした場合を例に挙げて説明したが、選択信号は任意に設定することができる。また、条件（Ａ２）で判定に用いる選択信号（本例では散乱光信号１５１ａ）が条件（Ｃ２）で判定に用いる選択信号（本例では散乱光信号１５１ａ，１４０ａ）のうちの特定の散乱光信号である場合を例に挙げて説明したが、これにも限定されない。したがって、例えば、条件（Ａ２）での散乱光信号の取得では散乱光信号１４０ａを判定に用い、条件（Ｃ２）での散乱光信号の取得では散乱光信号１４１ａ，１４２ａを判定に用いるようにしても良い。各条件下でどの散乱光信号を判定に用いるかは、それぞれの条件の検査が検出対象とする欠陥の種類により任意に設定される。

さらに、条件（Ｃ２）での散乱光信号の取得の判定に用いる選択信号に散乱光信号１５１ａ，１４０ａの２つの散乱光信号を選択した場合を例に挙げて説明したが、３つ乃至全て（第２の実施の形態の場合は４つ）の散乱光信号を選択しても良い。

また、条件（Ｃ２）で散乱光信号を取得する場合のように、複数の散乱光信号を選択信号に設定する場合、選択信号の全てが対応のしきい値を超えた場合に全散乱光信号を取得するのではなく、複数の選択信号のうちのいずれかが対応のしきい値を超えた場合に全散乱光信号を取得するようにしても良い。選択信号が３つ以上ある場合には、そのうちの複数の選択信号が対応のしきい値を超えた場合に全散乱光信号を取得するようにすることも考えられる。

（その他）
以上の各実施の形態では、各散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのそれぞれを対応のしきい値と比較して散乱光信号を個別に取得するモード（条件Ｂ１，Ｂ２）が選択できる構成としたため、散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａやそれらを基に演算される散乱光信号１５１ａのそれぞれに個々のしきい値が設定された場合を例に挙げて説明した。しかし、条件（Ｂ１）や条件（Ｂ２）で散乱光信号を取得するモードが不要な場合には、個々の散乱光信号に対してしきい値を設定する必要はなく、第１の実施の形態における散乱光信号の取得条件（Ａ１）や第２の実施の形態における散乱光信号の取得条件（Ａ２）及び（Ｃ２）で散乱光信号を取得するモードでは、選択信号にのみ対応のしきい値が設定されていれば良い。

また、条件（Ｂ１）や条件（Ｂ２）で散乱光信号を取得するモードが不要な場合には、選択信号を設ける代わりに、各散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａに対し共通のしきい値を設定し、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのうちのいずれかが共通のしきい値を超えた場合にのみ散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａを取得するようにすることも考えられる。この場合、例えば図７のしきい値回路１６０Ａを利用するなら、例えば、しきい値設定器５３０〜５３３に同一のしきい値を設定し、信号取得条件切換器５１０〜５１３を全てＯＮに設定しておく。そして、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのいずれかが対応のしきい値（つまり共通のしきい値）を超えた場合に、全散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａを取得するようにすれば良い。共通のしきい値を設定する設定器を別に設ける場合、個々のしきい値設定器５３０〜５３３は省略しても良い。また、対応のしきい値を超えた散乱光信号の数を判定に利用することも考えられる。例えば、散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａのうちの任意の２つが対応のしきい値又は共通のしきい値を超えた場合にのみ、全散乱光信号１５１ａ，１４０ａ〜１４２ａを取得する等である。

さらには、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に、演算処理回路１５１で散乱光信号１５１ａを演算する場合を例に挙げて説明したが、個々の散乱光検出器１３０〜１３２による散乱光信号１４０ａ〜１４２ａが検出可能である場合、散乱光信号１５１ａを演算する必要は必ずしもない。散乱光信号１５１ａを演算しない場合、演算処理回路１５１、信号取得条件切換器５１０、しきい値設定器５３０は不要であり省略可能である。この場合、条件（Ａ１）（Ａ２）（Ｃ２）の下では、散乱光検出器１３０〜１３２のいずれかによる散乱光信号又は選択された複数の散乱光検出器（その全て又はそのうちの特定の検出器）による散乱光信号が、対応のしきい値又は共通のしきい値を超えた場合に、散乱光検出器１３０〜１３２の個々の散乱光信号を取得するようにすれば良い。この場合、演算処理回路１５１で演算される散乱光信号１５１ａに相当する値が必要なら、例えば欠陥判定回路１７０や本欠陥検査装置とは別の装置（ＰＣやレビュー装置、分析装置等）等といった後段の処理系で散乱光信号１４０ａ〜１４２ａを基に値を演算するようにプログラムすれば足りる。

なお、以上においては、ウエハ１に対してレーザ光（検査光）３１を斜めから照射する欠陥検査装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、ウエハ１に対するレーザ光３１の照射方向に特別な限定はなく、ウエハ１に対してレーザ光３１を斜方照射する欠陥検査装置及び垂直照射する欠陥検査装置のいずれにも本発明は適用可能である。また、暗視野画像により欠陥検を検出する欠陥検査装置に本発明を適用した場合を例に挙げて説明したが、それ以外の場合でも、１台の検査装置に複数の検出器を備える場合には本発明は適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る欠陥検査装置を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係る欠陥検査装置に備えられたしきい値回路の詳細を表すブロック図である。本発明の第１の実施の形態に係る欠陥検査装置に備えられたしきい値回路による処理手順を表したフローチャートである。一比較例に係る欠陥検査装置を示す図である。散乱光信号（散乱光強度）としきい値の関係を表した図である。欠陥形状による散乱光の発生の仕方の違いを説明する図である。本発明の第２の実施の形態に係る欠陥検査装置に備えられたしきい値回路の詳細を表すブロック図である。本発明の第２の実施の形態に係る欠陥検査装置に備えられたしきい値回路による処理手順を表したフローチャートである。

１ウエハ
３０レーザ光照射装置
３１レーザ光
５０ステージ装置
１１０〜１１２散乱光
１３０〜１３２散乱光検出器
１４０ａ〜１４２ａ散乱光信号
１５１演算処理回路
１５１ａ散乱光信号
１６０，１６０Ａしきい値回路
５１０〜５１３信号取得条件切換器
５３０〜５３３しきい値設定器

Claims

試料を載置するとともに、載置した試料を移動させる機構を有する試料台と、
前記試料台上の試料に検査光を照射する検査光照射装置と、
試料からの散乱光を検出する複数の散乱光検出器と、
前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号のそれぞれ又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号に対する、欠陥の有無を判定するためのしきい値が設定されたしきい値設定器、及び散乱光信号の取得条件を切り換える信号取得条件切換器を有し、前記試料台の機構によって前記試料を移動させて前記検査光を前記試料上に走査しながら、前記信号取得条件切換器で設定された信号取得条件で前記散乱光信号を取得するしきい値回路とを備え、
特定の特徴を持つ欠陥からの散乱光の事前に特定された散乱パターンに応じて前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号のうちから選択された少なくとも１つの散乱光信号を選択信号としたとき、
前記信号取得条件切換器は、前記選択信号の全てがそのしきい値を超えた場合にのみ前記複数の散乱光検出器の全ての散乱光信号を取得する第１の条件、及び前記選択信号がそのしきい値を超えるか否かに関わらず、それぞれのしきい値を超えた散乱光信号を取得する第２の条件のいずれかに、散乱光信号の取得条件を切り換える
ことを特徴とする欠陥検査装置。
請求項１の欠陥検査装置において、前記選択信号は、前記複数の散乱光検出器のうちのいずれか１つの散乱光検出器の散乱光信号であることを特徴とする欠陥検査装置。
請求項１の欠陥検査装置において、前記選択信号は、前記複数の散乱光検出器のうちの複数の散乱光検出器の散乱光信号であり、前記信号取得条件切換器は、前記複数の選択信号のいずれもがそのしきい値を超えた場合に前記第１の条件に切り換えることを特徴とする欠陥検査装置。
請求項３の欠陥検査装置において、
前記信号取得条件切換器は、前記複数の散乱光検出器の散乱光信号の取得条件の選択肢に、前記複数の選択信号のうちの特定の１つの選択信号がそのしきい値を超えた場合にのみ前記複数の散乱光検出器の全ての散乱光信号を取得する第３の条件を更に有することを特徴とする欠陥検査装置。
試料を載置するとともに、載置した試料を移動させる機構を有する試料台と、前記試料台上の試料に検査光を照射する検査光照射装置と、試料からの散乱光を検出する複数の散乱光検出器とを備え、前記試料台の機構によって前記試料を移動させて前記検査光を前記試料上に走査しながら前記散乱光信号を取得する欠陥検査装置を用いた欠陥検査方法において、
前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号のそれぞれ又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号に対する、欠陥の有無を判定するためのしきい値を設定し、
特定の特徴を持つ欠陥からの散乱光の事前に特定された散乱パターンに応じて前記複数の散乱光検出器の個々の散乱光信号又は前記複数の散乱光検出器の散乱光信号を演算処理して１つにした散乱光信号のうちから選択された少なくとも１つの散乱光信号を選択信号としたとき、
前記選択信号の全てがそのしきい値を超えた場合にのみ前記複数の散乱光検出器の全ての散乱光信号を取得する第１の条件、及び前記選択信号がそのしきい値を超えるか否かに関わらず、それぞれのしきい値を超えた散乱光信号を取得する第２の条件のいずれかに、散乱光信号の取得条件を切り換える
ことを特徴とする欠陥検査方法。