JP5869817B2 - 欠陥検査方法および欠陥検査装置 - Google Patents
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Description
なお、以下の説明においては、半導体ウェハの検査を例に述べるが、本発明は、それに限ることなく、パターンが形成された検査対象における検査方法および検査装置に適用可能であり、例えばフラットパネルディスプレイ(液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等)や、パターンの形成されたストレージ製品(DTM:ディスクリートトラックメディア、BPM:ビットパターンメディア)等の基板検査へも適用可能である。
図4は、長円形レンズ111の単レンズ形状を説明する図である。長円形レンズ111の平面形状は図4(a)に示すように、円形レンズの左右を2つの直線状の切断面1110で切除して左右対称の長円形になるように加工する。また、側面形状は、図4(c)に示すように、前記単レンズを組合せて組レンズとして構成するときの検出開口角(短辺方向)をθw2としたときレンズ焦点面からの距離L、に対しレンズの半幅W2≒L・tanθw2となるよう、斜めに切除する。これによりレンズの検出開口は、図4(b)に示したy方向の開口θw1と図4(c)に示したx方向の開口θw2とで異なるものとなり、θw1>θw2となるが、これを実際の装置上でどのように配置するかは次に説明する。
NAx=sinθw ・・・(数1)
であるとする。照明光源の波長をλとするとき、対物レンズ111bの焦点深度をDOFとすると:
DOF=λ/(sinθw)2 ・・・(数2)
である。
Wi<DOF/sinθd ・・・(数3)
が必要である。
±Δz/cosθd ・・・(数4)
である。
DOF/sinθd>Wi+2×(Δz/cosθd) ・・・(数5)
が必要となる。
Wd1≧M×Wi×sinθd ・・・(数6)
であることが望ましい。
Wd1<M×Wi×sinθd (数7)
であり、検出範囲が照明範囲の一部に限られる場合、イメージセンサ115bの検出範囲外となる照明光が有効利用されず、検出光が低減して検査スループットが低下するためである。
Wd1≧M×Wi ・・・(数8)
であることが望ましい。
Wd2=(0.61×λ/NAy)/N (N=1、2・・・) ・・・(数9)
とする。
(a)は、検査対象のパターン付基板と検出光学系の対物レンズとの関係を示す正面図、(b)は、細線照明された検査対象のパターン付基板と検出光学系の対物レンズとの関係を示す平面図である。
・・・結像レンズ 115a、115b、115c・・・イメージセンサ 12
・・・信号処理ユニット 12・・・データ処理部 121a、 121b、 121c・・・信号処理部 122・・・画像処理部 13・・・ステージユニット。
Claims (14)
- 表面にパターンが形成された試料に、前記試料の表面に対して傾いた方向から光を照射
する照射工程と、
前記照射工程にて照射された光により前記試料の表面から散乱した複数の散乱光を複数
の検出光学系によりそれぞれ検出する検出工程と、
前記検出工程にて前記複数の検出光学系によりそれぞれ検出された前記複数の散乱光に
基づく複数の信号を処理する処理工程と、を備え、
前記検出工程では、少なくとも、前記試料の表面に対して法線方向に検出器が配置され
た第一の検出光学系と前記試料の表面に対して前記第一の検出光学系とは異なる仰角方向
に検出器が配置された第二の検出光学系と前記試料の表面に対して前記第一の検出光学系
および前記第二の検出光学系とは異なる仰角方向に検出器が配置された第三の検出光学系
とを備えた前記複数の検出光学系により前記複数の散乱光を検出し、
前記処理工程では、前記第一の検出光学系により検出された第一の散乱光に基づく第一
の信号を基準とし、前記第二の検出光学系により検出された第二の散乱光に基づく第二の
信号および前記第三の検出光学系により検出された第三の散乱光に基づく第三の信号を評価して欠陥を検出することを特徴とする欠陥検査方法。 - 前記処理工程では、前記第一の信号と前記第二の信号との差分と前記第一の信号と前記第
三の信号との差分と、を用いて評価することを特徴とする請求項1記載の欠陥検査方法。 - 前記試料の表面に対する前記第一の検出光学系の角度と前記試料の表面に対する前記第二
の検出光学系の角度との差と、前記試料の表面に対する前記第一の検出光学系の角度と前
記試料の表面に対する前記第三の検出光学系の角度との差とは概略同一であることを特徴
とする請求項1記載の欠陥検査方法。 - 前記検査を行う温度環境及び気圧環境に対応して、前記複数の検出光学系で検出する前
記試料から発生した散乱光の像について、それぞれの像質の一致度を合わせ込んで検出す
ることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の欠陥検査方法。 - 前記それぞれの像質の一致度を合わせ込むことを、前記散乱光の像を形成するための結
像レンズと該結像レンズで形成された前記散乱光の像を検出するイメージセンサとの間隔
を調整することにより行うことを特徴とする請求項4記載の欠陥検査方法。 - 前記それぞれの像質の一致度を合わせ込むことを、前記散乱光の像を形成するための複
数のレンズを備えたレンズ系のうちの何れかのレンズを該レンズ系の光軸方向に対して移
動させることにより行うことを特徴とする請求項4記載の欠陥検査方法。 - 前記散乱光の像を複数の検出光学系で検出することを、光軸が前記テーブルの前記試料
を載置する面の法線と前記照明光を照明する線状の領域の長手方向とが成す面に直交する
同一平面内における異なる仰角方向でそれぞれ円形レンズの左右を切除した長円形レンズ
を介して検出することを特徴とする請求項1記載の欠陥検査方法。 - 表面にパターンが形成された試料に、前記試料の表面に対して傾いた方向から光を照射
する照射手段と、
前記照射手段にて照射された光により前記試料の表面から散乱した複数の散乱光を複数
の検出光学系によりそれぞれ検出する検出手段と、
前記検出手段にて前記複数の検出光学系によりそれぞれ検出された前記複数の散乱光に
基づく複数の信号を処理する処理手段と、を備え、
前記検出手段は、少なくとも、前記試料の表面に対して法線方向に検出器が配置された
第一の検出光学系と前記試料の表面に対して前記第一の検出光学系とは異なる仰角方向に
検出器が配置された第二の検出光学系と前記試料の表面に対して前記第一の検出光学系お
よび前記第二の検出光学系とは異なる仰角方向に検出器が配置された第三の検出光学系と
を備えた前記複数の検出光学系により前記複数の散乱光を検出し、
前記処理手段では、前記第一の検出光学系により検出された第一の散乱光に基づく第一
の信号を基準とし、前記第二の検出光学系により検出された第二の散乱光に基づく第二の
信号および前記第三の検出光学系により検出された第三の散乱光に基づく第三の信号を評価して欠陥を検出することを特徴とする欠陥検査装置。 - 前記処理手段は、前記第一の信号と前記第二の信号との差分と前記第一の信号と前記第三
の信号との差分と、を用いて評価することを特徴とする請求項8記載の欠陥検査装置。 - 前記試料の表面に対する前記第一の検出光学系の角度と前記試料の表面に対する前記第二
の検出光学系の角度との差と、前記試料の表面に対する前記第一の検出光学系の角度と前
記試料の表面に対する前記第三の検出光学系の角度との差とは概略同一であることを特徴
とする請求項8記載の欠陥検査装置。 - 前記検査を行う温度環境及び気圧環境に対応して、前記複数の検出光学系で検出する前
記試料から発生した散乱光の像について、それぞれの像質の一致度を合わせ込んで検出す
ることを特徴とする請求項8乃至10の何れかに記載の欠陥検査装置。 - 前記それぞれの像質の一致度を合わせ込むことを、前記散乱光の像を形成するための結
像レンズと該結像レンズで形成された前記散乱光の像を検出するイメージセンサとの間隔
を調整することにより行うことを特徴とする請求項11記載の欠陥検査装置。 - 前記それぞれの像質の一致度を合わせ込むことを、前記散乱光の像を形成するための複
数のレンズを備えたレンズ系のうちの何れかのレンズを該レンズ系の光軸方向に対して移
動させることにより行うことを特徴とする請求項11記載の欠陥検査装置。 - 前記散乱光の像を複数の検出光学系で検出することを、光軸が前記テーブルの前記試料
を載置する面の法線と前記照明光を照明する線状の領域の長手方向とが成す面に直交する
同一平面内における異なる仰角方向でそれぞれ円形レンズの左右を切除した長円形レンズ
を介して検出することを特徴とする請求項8記載の欠陥検査装置。
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