JP5452571B2 - 欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents
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(1)光源から出射した光を検査対象基板上の所定の領域に所定の複数の光学条件をもって導く照明工程と、前記所定領域において、前記複数の光学条件に対応して生じる複数の散乱光分布の各々につき、所定の方位角範囲および所定の仰角範囲に伝播する散乱光成分を受光器に導き電気信号を得る検出工程と、該検出工程において得られる複数の電気信号に基づいて欠陥を判定する欠陥判定工程とを有することを特徴とする。
Z-θステージ152から構成されている。照明部101a、101b、対物レンズ102、光路分岐素子103、フィルタ部104a、104b、結像レンズ105a、105b、検出部106a、106b、ステージ駆動部151、X-Y-Z-θステージ152が光学部10を構成する。また、検査対象基板2上の任意の位置の静止画像(光学顕微像あるいは電子顕微像)を得ることが可能なレビュー顕微鏡(図示せず)を備える。
結像レンズ105bを介して、検出部106bにて電気信号に変換される。得られた複数の電気信号に基づき、処理部20において欠陥が判定される。判定された結果は全体制御部301を介し、記憶部304に記憶され、表示部302に表示される。
ている。また、光学部を構成する部品コストおよびメンテナンスコストを抑えるにはYAGレーザ第2高調波・ハロゲンランプ・水銀ランプ・キセノンランプなどの可視光波長の光源が適している。
入力される。処理部20は入力された複数の散乱光強度信号に基づき欠陥情報を出力する。出力部40は処理部20より得られた欠陥情報を出力する。
ある。任意の変更を選択するための波長板602a、602bが必要に応じて設置される。偏光ビームスプリッタ601をダイクロイックミラーなど波長選択機能を持つ光学素子に置き換えれば3板式CCDセンサと同等の構成となり、これを用いれば複数波長を含む散乱光を波長ごとに分離して個別に検出することができる。図9(b)は、検出器の受光画素ごとに異なる偏光状態を検出することで、互い偏光成分の異なる複数の検出信号を得る検出器の例である。線状に配列した受光画素611にて、画素毎に互いに異なる2種類の偏光を検出するよう、交互に偏光子が配置されている。このような受光器は、特許第3325825号に述べられている方法などで作成した偏光子アレイをリニアセンサの画素に合わせて貼り付けることで実現される。リニアCCDセンサとして図9(b)に示したように、奇数番目画素の信号を片側の水平転送レジスタ612に、偶数番目画素の信号をもう一方の水平転送レジスタ613に出力する構成のものを用いれば、各々のレジスタの出力が偏光成分ごとの検出信号に対応する。図9(a)の構成は図9(b)と比較して高解像度が実現できる特徴がある。一方、図9(b)の構成は、センサが1つで済むため安価に実現できる特徴がある。
欠陥部と正常部との分布を引き離し、欠陥を判定することも可能である。この方法は例えば、ある照明条件Aでの欠陥部あるいは正常部の散乱光分布の振る舞いと、それと異なる照明条件Bでの散乱光分布の振る舞いが大きく異なるような場合に有効であり、照明条件Aに対応する特徴量を図15(c)のf、gで選択し、照明条件Bに対応する特徴量を図15(d)のf’、g’で選択し、それらの間の散布図上の変化量を図15(e)のようにプロットすればよい。
法を決めるために行う試し検査の対象とする領域が設定される(F2)。試し検査対象領域を含む領域が走査され、選択された光学条件セットにて検出信号が検出される(F3)。検出信号が図15に示したような1種類以上の処理方法にて処理される(F4)。試し検査対象領域内の欠陥候補のリストと、各々の位置や特徴量を含めた欠陥候補に関する情報が表示される(F5)。欠陥候補リストに含まれる欠陥候補位置が、試し検査と同等以上の解像度で、装置に備えられたレビュー顕微鏡によりレビューされる、すなわちその位置の静止画像が取得される。欠陥候補位置の静止画像を装置に備えられたレビュー顕微鏡を用いて得るほかに、試し検査の走査時に得られた画像を記憶部に蓄えておいて用いても、装置が出力した欠陥候補位置をもとに欠陥レビューSEM、測長SEM、あるいは卓上SEM、AFMなどにより得た画像を用いてもよい(F6)。欠陥候補ごとに、レビューで得られた画像が表示部に表示され、画像を元にした判断によりそれが実際の欠陥であるかそうでないかが教示入力される(F7)。教示結果にもとづいて、欠陥判定処理のパラメータを変更し、再処理がなされる(F8)。再処理の結果が表示部に出力され、欠陥検出個数、欠陥捕捉率(欠陥と教示された欠陥候補個数に対して、再処理で欠陥として検出された個数の比率)、擬似欠陥の割合(再処理で欠陥として検出された個数のうち、欠陥でないと教示された欠陥候補個数の割合)などが製造工程管理上許容範囲内であるか判定がなされる(F9)。許容範囲内であれば、そこで検査条件が決定される(F11)。許容範囲外であれば、試し検査の条件と結果(各欠陥候補について位置情報、教示結果、光学条件・特徴量抽出条件ごとに対応する特徴量)が記憶部に保存され、F1に戻り、過去の試し検査の条件と結果と照らし合わせて別の光学条件セットが選択され、再度試し検査が行われる。
1a、1b…照明部
2…ウェハ
3a、3b…散乱光
4a、4b…検出部
10、10’、10’’…光学部
20…処理部
21…前処理部
22a〜d…特徴量
23…判定部
40…出力部
101a、101b…照明系
102…対物レンズ
103…光路分岐素子
104a、104b…フィルタ部
105a、105b…結像レンズ
106a、106b…検出器
107…オートフォーカス照明部
108…オートフォーカス検出部
151…ステージ駆動部
152…X-Y-Z-θステージ152
301…全体制御部
302…表示部
303…演算部
304…記憶部
1010…照明光源
1010a、1010b…光源
1011…アッテネータ
1012…偏光板
1013…位相板
1014…位相板
1015…ビームエキスパンダ
1016…光路
1017…ビーム成型光学素子
M1〜M7…ミラー
Claims (12)
- 検査対象基板の表面に対して上方から光を照射する照射工程と、
前記照射工程により該検査対象基板の表面に照射し、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち所定の散乱光を第一の空間フィルタにより遮光して該第一の空間フィルタを透過した第一の散乱光と、該検査対象基板の表面に対して斜方に散乱する散乱光のうち所定の散乱光を第二の空間フィルタにより遮光して該第二の空間フィルタを透過した第二の散乱光とを検出する検出工程と、
前記検出工程により検出した該第一の散乱光に基づく信号と該第二の散乱光に基づく信号とを処理して欠陥を検出する処理工程と、を備える欠陥検査方法。 - 請求項1記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程では、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち反射光成分を該第一の空間フィルタにより遮光することを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項1または2記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程では、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち、該検査対象基板の表面のパターンからの0次回折光を遮光する位置に該第一の空間フィルタが配置されていることを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程では、該検査対象基板の表面に対して斜方に散乱する散乱光のうち、該検査対象基板の表面のパターンからの0次回折光を遮光する位置に該第二の空間フィルタが配置されていることを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程では、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち、所定の散乱光を遮光する位置に該検査対象基板の表面のパターンに対応した格子状の第一の空間フィルタが配置されていることを特徴とする欠陥検査方法。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記検出工程では、該検査対象基板の表面に対して斜方に散乱する散乱光のうち、所定の散乱光を遮光する位置に該検査対象基板の表面のパターンに対応した格子状の第二の空間フィルタが配置されていることを特徴とする欠陥検査方法。 - 検査対象基板の表面に対して上方から光を照射する照射部と、
前記照射部により照射された該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち所定の散乱光を遮光する第一の空間フィルタと、該検査対象基板の表面に対して斜方に散乱する散乱光のうち所定の散乱光を遮光する第二の空間フィルタと、を備え、前記第一の空間フィルタを透過した第一の散乱光と前記第二の空間フィルタを透過した第二の散乱光とを検出する検出部と、
前記検出部により検出した該第一の散乱光に基づく信号と該第二の散乱光に基づく信号とを処理して欠陥を検出する処理部と、を備える欠陥検査装置。 - 請求項7記載の欠陥検査装置であって、
前記検出部の前記第一の空間フィルタは、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち反射光成分を遮光することを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項7または8記載の欠陥検査装置であって、
前記検出部の前記第一の空間フィルタは、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち、該検査対象基板の表面のパターンからの0次回折光を遮光する位置に配置されていることを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項7乃至9のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記検出部の前記第二の空間フィルタは、該検査対象基板の表面に対して斜方に散乱する散乱光のうち、該検査対象基板の表面のパターンからの0次回折光を遮光する位置に配置されていることを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項7乃至10のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記検出部の前記第一の空間フィルタは、該検査対象基板の表面に対して上方に散乱する散乱光のうち所定の散乱光を遮光する位置に配置された、該検査対象基板の表面のパターンに対応した格子状のフィルタであることを特徴とする欠陥検査装置。 - 請求項7乃至11のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記検出部の前記第二の空間フィルタは、該検査対象基板の表面に対して斜方に散乱する散乱光のうち所定の散乱光を遮光する位置に配置された、該検査対象基板の表面のパターンに対応した格子状のフィルタであることを特徴とする欠陥検査装置。
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