KR101729952B1 - 결함 검출 방법 및 그 장치 및 결함 관찰 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

암시야 현미경을 사용하여 미세한 결함을 검출할 때에 발생하는 결함의 암시야상의 테일링 현상을 억제하기 위해서, 시료의 표면에 광을 사방으로부터 조사하여 시료로부터 발생한 산란광 중 대물 렌즈에 입사한 산란광을 집광하여 산란광의 상을 결상하고, 이 산란광의 상을 촬상하여 화상을 취득하고, 이 화상을 처리하여 시료 위의 결함을 추출해서 이 결함의 위치 정보를 구하고, 구한 결함의 위치 정보를 출력하는 결함 검사 방법에 있어서, 산란광의 상을 결상하는 것을, 대물 렌즈에 입사한 산란광 중, 시료 표면에서 발생한 산란광 중 대물 렌즈의 시야의 외연부에 가까운 영역을 투과한 전방 산란광의 성분을 일부 차광한 광을 결상함으로써, 전방 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 결상하고, 결함의 위치 정보를, 촬상한 전방 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 화상으로부터 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 구하도록 했다.

Description

결함 검출 방법 및 그 장치 및 결함 관찰 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR DETECTING DEFECTS AND METHOD AND DEVICE FOR OBSERVING DEFECTS}

본 발명은 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 반도체 웨이퍼 위에 발생한 미세한 결함의 위치를 고정밀도로 검출하는 것을 가능하게 하는 결함 검출 방법 및 그 장치 및, 그 결함 검출 장치를 사용하여 다른 검사 장치에서 검출한 결함을 관찰하는 결함 관찰 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

예를 들면, 반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 반도체 기판(웨이퍼) 위에 이물 또는 쇼트나 단선 등의 패턴 결함(이하, 이들을 총칭하여 결함이라고 기술함)이 존재하면, 배선의 절연 불량이나 단락 등의 불량 원인이 된다. 또한, 웨이퍼 위에 형성하는 회로 패턴의 미세화에 따라, 보다 미세한 결함이 캐패시터의 절연 불량이나 게이트 산화막 등의 파괴 원인도 된다. 이들 결함은, 반송 장치의 가동부에서 발생하는 것이나, 인체로부터 발생하는 것, 프로세스 가스에 의한 처리 장치의 내부에서 반응 생성된 것, 약품이나 재료에 혼입해 있었던 것 등, 다양한 원인에 의해 다양한 상태에서 혼입된다. 이 때문에, 제조 공정 중에서 발생한 결함을 검출하고, 결함의 발생원을 재빨리 밝혀내어, 불량 발생을 막는 것이 반도체 디바이스를 양산함에 있어서 중요해진다.

종래, 결함의 발생 원인을 추구하는 방법에는, 우선, 결함 검사 장치에서 결함 위치를 특정하고, SEM(Scanning Electron Microscope : 주사형 전자 현미경) 등의 리뷰 장치에서 당해 결함을 상세히 관찰 및 분류하고, 제조의 각 공정에서 취득한 검사 결과를 보존한 데이터 베이스와 비교하여 결함의 발생 원인을 추정하는 방법이 있었다.

여기에서, 결함 검사 장치란, 반도체 기판의 표면을 레이저로 조명하고, 결함으로부터의 산란광을 암시야 관찰하여 결함의 위치를 특정하는 광학식 결함 검사 장치나, 램프 또는 레이저, 또는 전자선을 조사하여, 반도체 기판의 명시야 광학상을 검출하고, 이것을 참조 정보와 비교함으로써 반도체 기판 위의 결함 위치를 특정하는 광학식 외관 검사 장치나 SEM식 검사 장치이다. 이러한 관찰 방법에 관해서는, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2에 개시되어 있다.

또한 SEM으로 결함을 상세히 관찰하는 장치에 관해서는, 특허문헌 3에 다른 검사 장치에서 검출한 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 SEM식 결함 관찰 장치에 장착된 광학 현미경으로 시료 위의 위치를 검출하여 다른 검사 장치에서 검출하여 얻은 결함의 위치 정보를 수정한 후에 SEM식의 결함 관찰 장치에서 결함을 상세히 관찰(리뷰)하는 방법 및 그 장치에 대해서 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 4에는, 검출 광학계의 동면(瞳面) 위 혹은 그 근방에 공간적으로 분포를 갖은 필터를 배치함에 따른 암시야식 광학 현미경의 고감도화에 대해서 기재되어 있다.

일본국 특개2000-352697호 공보 일본국 특개2008-157638호 공보 미국 특허 제6407373호 공보 일본국 특개2011-106974호 공보

최근의 LSI 제조에 있어서는, 고집적화의 요구에 대응한 회로 패턴의 미세화에 따라, 디바이스의 성능에 악영향을 미치는 결함의 사이즈도 미소화하고 있다. 이것에 대응하여, 광학식 결함 검사 장치가 검출해야 할 결함 치수의 미소화가 요구되고 있다. 이러한 가운데, 검사 장치의 감도 향상을 위해 검출 광학계의 고(高)NA화(NA : Numerical Aperture)가 행해지고 있다. 검출 광학계의 분해능은 NA에 반비례한다. 또한, NA가 클수록, 검출 대상 결함으로부터의 산란광을 많이 포집할 수 있다. 그 때문에, 결함 검출의 고감도화에 있어서 고NA의 검출 광학계가 유효하다. 그러나, 고NA의 검출 광학계를 갖는 암시야 광학 현미경의 경우, 공간적으로 국소적으로 집중하여 산란하는 결함에 있어서, 결함의 암시야상이 점으로 결상되지 않고 혜성과 같이 꼬리를 끄는 문제가 발생한다(이하, 테일링(tailing) 현상이라고 함). 결함의 암시야 화상으로부터 결함 좌표를 도출하는 경우, 테일링 현상에 의해 생긴 꼬리에 의해, 도출되는 결함 좌표 정밀도가 저하한다. 또한, 관찰자에게 본래의 결함 형상과는 크게 다른 인상을 주게 된다는 과제가 있다.

상기한 특허문헌 1 내지 4 중 어디에도, 암시야 현미경을 사용하여 미세한 결함을 검출할 때에 발생하는 결함의 암시야상의 테일링 현상을 억제하는 것에 대해서는 기재되어 있지 않다.

그래서, 본 발명에서는 종래의 과제를 해결하여, 테일링 현상의 발생을 억제하는 결함 검출 방법 및 그 장치 및 결함 관찰 방법 및 그 장치를 제공한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 결함 검출 방법을, 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 시료에 조사하고, 광이 조사된 시료로부터 발생한 산란광 중 대물 렌즈에 입사한 산란광을 집광(集光)하여 산란광의 상(像)을 결상하고, 이 결상한 산란광의 상을 촬상하여 화상을 취득하고, 취득한 화상을 처리하여 시료 위의 결함을 추출해서 이 추출한 결함의 위치 정보를 구하고, 이 구한 결함의 위치 정보를 출력함으로써 행하고, 산란광의 상을 결상하는 것을, 대물 렌즈에 입사한 산란광 중, 광의 조사에 의해 시료 표면에서 발생한 산란광 중 대물 렌즈 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광의 성분을 일부 차광한 광을 결상함으로써, 대물 렌즈의 개구의 외연(外緣)부에 가까운 영역에 산란하는 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 결상하고, 추출한 결함의 위치 정보를, 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란하는 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 촬상하여 취득한 화상으로부터 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 구하도록 했다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 결함 검출 장치를, 시료를 재치(載置)하는 재치 수단과, 이 재치 수단에 재치된 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 시료에 조사하는 조명 수단과, 이 조명 수단에 의해 광이 조사된 시료로부터 발생한 산란광을 집광하는 대물 렌즈와 이 대물 렌즈로 집광한 산란광의 상을 결상하는 결상 렌즈와 이 결상 렌즈로 결상한 산란광의 상을 촬상하는 촬상 소자를 갖는 촬상 수단과, 촬상 수단으로 산란광의 상을 촬상하여 얻은 산란광의 화상을 처리해서 시료 위의 결함을 추출하여 이 추출한 결함의 위치 정보를 구하는 화상 처리 수단과, 화상 처리 수단으로 구한 결함의 위치 정보를 출력하는 출력 수단을 구비하여 구성하고, 촬상 수단은, 대물 렌즈에 입사한 산란광 중 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광을 일부 차광하는 필터를 더 구비하고, 이 필터를 투과한 산란광을 결상 렌즈로 결상함으로써 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 결상하고, 이 결상한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 촬상 소자로 촬상하고, 화상 처리 수단은, 결함의 위치 정보를, 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 촬상하여 취득한 화상으로부터 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 구하도록 했다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 결함 관찰 방법을, 다른 검사 장치에서 검출된 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 스테이지 위에 재치된 시료에 광을 조사하여 시료로부터 발생하는 산란광의 상을 촬상하고, 이 촬상하여 얻은 산란광의 화상을 처리하여 결함의 스테이지 위에서의 위치 정보를 구하고, 이 구한 결함의 스테이지 위에서의 위치 정보를 사용하여 다른 검사 장치에서 검출한 시료 위의 결함의 위치 정보를 수정하고, 이 수정한 위치 정보를 사용하여 스테이지 위에 재치된 시료 위의 다른 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰함으로써 행하고, 산란광의 상을 촬상하는 것을, 스테이지 위에 재치된 다른 검사 장치에서 결함이 검출된 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 시료에 조사하고, 이 광의 조사에 의해 시료 표면에서 발생한 산란광 중 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광의 성분을 일부 차광한 광에 의해 결상함으로써, 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 결상하고, 이 결상한 산란광의 상을 촬상하여 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 취득함으로써 행하고, 결함의 스테이지 위에서의 위치 정보를 구하는 것을, 취득한 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 처리하여 시료 위의 결함을 추출하고, 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상을 억제한 산란광의 화상으로부터 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 추출한 결함의 위치 정보를 구하도록 했다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 결함 관찰 방법을, 다른 검사 장치에서 검출된 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 스테이지 위에 재치된 시료에 광을 조사해서 시료로부터 발생하는 산란광의 상을 촬상하고, 이 촬상하여 얻은 산란광의 화상을 처리하여 결함의 스테이지 위에서의 위치 정보를 구하고, 이 구한 결함의 스테이지 위에서의 위치 정보를 사용하여 다른 검사 장치에서 검출한 시료 위의 결함의 위치 정보를 수정하고, 이 수정한 위치 정보를 사용하여 스테이지 위에 재치된 시료 위의 다른 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰함으로써 행하고, 산란광의 상을 촬상하는 공정에 있어서, 촬상한 산란광의 상에 테일링 현상이 발생하고 있는지를 체크하고, 산란광의 상에 테일링 현상이 발생하고 있는 경우에는, 테일링 현상이 발생한 결함에 광을 사방으로부터 조사하고, 광의 조사에 의해 결함에서 발생한 산란광 중 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광의 성분을 일부 차광한 광에 의해 결상함으로써, 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 산란광의 상을 결상하고, 이 결상한 산란광의 상을 촬상하여 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 취득하고, 이 취득한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 처리하여 시료 위의 결함을 추출하고, 이 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 추출한 결함의 위치 정보를 구하도록 했다.

또한, 상기한 과제를 해결하기 위해서는, 본 발명에서는, 결함 관찰 장치를, 다른 검사 장치에서 검사되어 결함이 검출된 시료를 재치하는 스테이지 수단과, 이 스테이지 수단에 재치된 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 시료에 광을 조사하여 시료로부터의 산란광의 상을 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 수단으로 촬상하여 얻은 산란광의 화상으로부터 결함을 검출하여 이 검출한 결함의 위치 정보를 구하는 위치 정보 추출 수단과, 위치 정보 추출 수단으로 구한 결함의 위치 정보를 사용하여 다른 검사 장치에서 검출한 시료 위의 결함의 위치 정보를 수정하는 결함 위치 정보 수정 수단과, 이 결함 위치 정보 수정 수단으로 수정한 위치 정보를 사용하여 시료 위의 다른 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 결함 관찰 수단을 구비하여 구성하고, 촬상 수단은, 스테이지 수단에 재치된 다른 검사 장치에서 결함이 검출된 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 시료에 조사하는 조명부와, 이 조명부에 의해 광이 조사된 시료로부터 발생한 산란광을 집광하는 대물 렌즈와 이 대물 렌즈로 집광한 산란광 중 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광을 일부 차광하는 필터와, 이 필터를 투과한 산란광을 결상시킴으로써 테일링 현상의 발생이 억제된 산란광의 상을 결상하는 결상 렌즈와, 이 결상 렌즈에 의해 결상한 테일링 현상의 발생이 억제된 산란광의 상을 촬상하는 촬상 소자를 갖는 촬상부를 구비하고, 위치 정보 추출 수단은, 촬상부로 테일링 현상의 발생이 억제된 산란광의 상을 촬상하여 얻은 화상을 처리해서 시료 위의 결함을 추출하고, 이 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 결함의 위치 정보를 구하도록 구성했다.

본 발명에 의하면, 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서 웨이퍼 위에 발생한 미세한 결함을, 높은 위치 정밀도로 검출할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 광학식 결함 검출 장치에서 검출한 결함을 리뷰 장치에서 상세히 관찰하는 경우에 있어서, 관찰 대상의 미소한 결함을 확실하게 SEM 등의 관찰 시야 내에 넣을 수 있도록 되고, SEM 등을 사용한 결함의 상세 검사의 스루풋을 낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예1에 있어서의 결함 검출 장치의 개략의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 결함의 형상과 테일링 현상의 관계를 나타낸 도면.
도 3a는 검출 광학계의 NA와 결함의 암시야 화상의 관계를 나타낸 도면.
도 3b는 사방 조명된 결함으로부터 발생하는 산란광의 상태를 나타낸 반구면의 도면과 그때의 암시야 화상을 나타낸 도면.
도 4는 테일링 현상의 요인을 설명하는 도면.
도 5는 테일링 현상에 의한 결함 좌표 도출 정밀도 저하의 사례를 설명하기 위한 도면.
도 6a는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 산란광을 투과하는 영역과 차광하는 영역으로 구성한 예를 나타낸 필터의 평면도.
도 6b는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 산란광을 투과하는 영역과 투과율을 서서히 저하시켜서 차광하는 영역으로 구성한 예를 나타낸 필터의 평면도.
도 7a는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 산란광을 투과하는 영역의 일부에 전방 산란광을 차광하는 영역을 마련하여 구성한 예를 나타낸 필터의 평면도.
도 7b는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 산란광을 투과하는 영역의 일부에 전방 산란광의 투과율을 서서히 저하시켜서 차광하는 영역을 마련하여 구성한 예를 나타낸 필터의 평면도.
도 8a는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 전방 산란광을 투과하며 그 외의 영역을 차광하는 구성의 필터의 평면도.
도 8b는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 전방 산란광을 투과하며 그 외의 영역을 산란광의 투과율을 서서히 저하시켜서 차광하는 영역을 마련한 구성의 필터의 평면도.
도 8c는 암시야 광학 현미경의 동면 위 혹은 그 근방에 배치되는 필터의 예이며, 산란광을 투과하는 영역의 일부에 전방 산란광의 투과율을 서서히 저하시켜서 차광하는 영역과, 전방 산란광을 투과하며 그 외의 영역을 산란광의 투과율을 서서히 저하시켜서 차광하는 영역을 마련한 구성의 필터의 평면도.
도 9는 본 발명의 실시예1의 변형예에 있어서의 결함 검출 장치의 개략의 구성을 나타낸 블록도.
도 10은 본 발명의 실시예2에 있어서의 리뷰 장치의 개략의 구성을 나타낸 블록도.
도 11은 본 발명의 실시예2에 있어서의 리뷰 장치의 광학 현미경의 개략의 구성을 나타낸 블록도.
도 12는 본 발명의 실시예2에 있어서의 결함 좌표 도출 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 13은 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 결함을 검출하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 14는 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 결함을 검출하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 15는 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 결함을 검출하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 16은 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 결함을 검출하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 17은 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 18은 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.
도 19는 본 발명의 실시예2에 있어서 광학 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 순서의 예를 설명하는 플로우도.

본 발명은 암시야 광학 현미경을 사용하여 결함을 검출할 때에, 미세한 결함을 고속으로 검출하는 것과, 미세한 결함의 위치를 정밀하게 검출하는 것을 양립시키는 것을 가능하게 하는 결함 검출 방법 및 그 장치 및 이 결함 검출 장치를 사용하여 다른 검사 장치에서 검출한 결함을 관찰하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

이하에, 도면을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

실시예1

우선, 본 발명에 의한 암시야 광학 현미경을 사용한 결함 검출 장치(100)의 실시예를, 도 1을 사용하여 설명한다.

도 1에 나타낸 본 실시예에 따른 결함 검사 장치(100)는, 광학 현미경(105), 신호 처리부(221), 화상 표시부(222), 신호 기억부(223), 제어부(224)를 구비하여 구성된다. 제어부(224)는, 도시하고 있지 않은 통신 수단으로 외부의 데이터 처리 장치와 접속되어 있다.

광학 현미경(105)은, 조명 유닛(201), 시료(101)로부터의 산란광을 채광하거나 또는 명시야 관찰을 하기 위한 대물 렌즈(202), 대물 렌즈의 높이 제어 기구(209), 명시야 관찰에 필요한 조명을 도입하는 하프 미러(214), 조명 렌즈(213), 명시야 광원(212), 대물 렌즈(202)에 의해 채광된 산란광에 의한 시료(101)의 상을 촬상 소자(207)에 결상시키는 결상 광학계(210), 촬상 소자(207), 촬상 소자(207)에서 얻어진 신호를 처리하는 신호 처리부(221), 신호 처리부에서 얻어진 신호를 표시하는 화상 표시부(222), 신호 처리부에서 얻어진 신호를 보존하는 신호 기억부(223)를 적절히 사용하여 구성되어 있다. 이에 더하여, 결상 광학계(210)는, 공간 분포 광학 소자(필터)(205) 및 공간 분포 광학 소자 전환 기구(208)를 적절히 구비하여 구성되어 있다.

명시야 광원(212)은 램프, 또는 레이저를 사용할 수 있다. 레이저를 사용하는 경우에는, 집광 렌즈(213)는 없어도 되며, 하프 미러(214)를 다이클로익 미러로 교환함으로써, 조명을 밝게 하여, 보다 많은 산란광을 촬상 소자(207)에 도입할 수 있다.

하프 미러(214)의 반사와 투과의 비율은 임의여도 된다. 단, 명시야 광원(212)의 광 강도가 충분히 확보되는 경우에는, 결함으로부터의 산란광을 보다 많은 결상 광학계(210) 및 촬상 소자(207)에 도입하는 구성으로 하는 편이 바람직하고, 가동식으로 하여 명시야 조명 유닛을 사용하지 않는 경우에는 광축(301)으로부터 벗어나게 할 수 있도록 해도 상관없다. 그 경우에는 보다 많은 산란광을 촬상 소자(207)에 도입할 수 있는 이점이 있다.

조명 광학계 유닛(201)은, 광원(2011), 광원(2011)으로부터 조사되는 광선을 시료(101) 위에 집광 조사하기 위한 집광 렌즈(2012)를 적절히 사용하여 구성된다.

높이 제어 기구(209)의 구성으로서는, 예를 들면 피에조 소자를 사용하여 이동시키는 구성, 또는, 스테핑 모터와 볼 나사를 사용하여 리니어 가이드를 따라 Z방향(결상 광학계(210)의 광축(301)에 따른 방향)으로 이동시키는 구성, 또는, 초음파 모터와 볼 나사를 사용하여 리니어 가이드를 따라 Z방향으로 이동시키는 구성 등을 사용할 수 있다.

촬상 소자(207)의 배치는 시료 표면과 공역(共役) 위치 혹은 대물 렌즈의 동면과 공역 위치여도 된다. 결상 광학계(210)는, 대물 렌즈(202)의 동면(302)을 취출하는 렌즈(203, 204), 시료(101)의 상을 촬상 소자(207) 위에 결상시키는 결상 렌즈(206), 렌즈(203과 204)에서 취출된 대물 렌즈(202)의 동면(303) 혹은 동면 근방에 삽입하는 필터(205)를 적절히 사용하여 구성된다.

본 실시예에서는, 특성이 다른 필터(205)를 복수 유지하고, 전환 가능한 필터 홀더(208)를 동면(303) 혹은 동면 근방에 삽입한 구성으로 하고 있다. 또한, 필터(205)는, 결상 광학계(210)의 광축(301) 위에 배치하지 않아도 된다. 또한, 촬상 소자(207)는 화상 처리부(221)와 접속되어 있다. 렌즈(203, 204)는 대물 렌즈(202)의 동면(302)을 외부로 인출하여 결상 광학계(210)의 내부에 형성하기 위해 사용한다.

또한, 필터 홀더(208)는 구동될 수 있고, 결상 광학계(210)의 내부에 취출한 동면(303) 위에 필터 홀더(208)로 유지하는 복수의 필터(205) 중에서 선택한 필터(205)를 삽입한다.

또한, 필터 홀더(208)는, 명시야 관찰을 하는 경우 혹은 필터(205)를 사용하지 않는 경우에는, 취득 화상이 흐트러지는 것을 회피하기 위해 필터 홀더(208)의 위치를 필터(205)가 설치되어 있지 않는 장소로 설정하여 관찰한다. 또는, 필터 홀더(208)에 필터(205)와 같은 두께의 평행 평판 유리를 설치한 장소로 전환한다. 필터(205)와 같은 두께의 평행 평판 유리를 설치하는 것은, 필터(205)를 제거하면 광로 길이가 변화하여 촬상 소자(207)에 시료(101)의 상이 결상되지 않게 되는 것을 회피하기 위함이다. 또는, 평행 평판 유리를 설치하지 않고, 상을 결상시키는 결상 렌즈(206) 또는 촬상 소자(207)의 위치를 조정하고, 촬상 소자(207)에 결상시키는 기구를 사용해도 된다.

본 실시예에 있어서는, 대물 렌즈(202), 렌즈(203, 204)와 결상 렌즈(206)는 4개 1세트이며, 시료(101)의 상을 촬상 소자(207)의 검출면 위에 각각 결상시킨다. 본 실시예에서는, 대물 렌즈(202)와 결상 렌즈(206) 이외에, 렌즈(203, 204)의 렌즈 2매를 사용하는 결상 광학계(210)로 되어 있지만 렌즈(203, 204)는 어느 1매여도 되며, 적절히 선택 가능하다.

본 실시예에서는, 도 1에 나타낸 구성에 있어서, 대물 렌즈(202)의 동면(302)을, 렌즈(203, 204)를 사용하여 동면(303)에 결상하고 있다. 그러나, 동면(302)에 필터를 배치 가능한 대물 렌즈(202)를 사용하는 경우, 또는, 직선 편광 검출과 같이 필터(205)를 동면(302), 혹은 동면(303) 혹은 동면 근방에 배치할 필요가 없는 필터를 사용하는 경우에는, 렌즈(203, 204)를 사용하지 않고, 대물 렌즈(202), 결상 렌즈(206)를 사용하여, 촬상 소자(207) 위에 결상해도 된다.

다음으로, 도 2 내지 도 4를 사용하여, 고NA의 검출 광학계에 있어서 발생하는 테일링 현상에 대해서 설명한다.

최근의 LSI 제조에 있어서는, 고집적화의 요구에 대응한 회로 패턴의 미세화에 따라, 디바이스의 성능에 악영향을 미치는 결함의 사이즈도 미소화하고 있다. 이것에 대응하여, 광학식 결함 검사 장치가 검출해야 할 결함 치수의 미소화가 요구되고, 결함의 검출 감도 향상을 위해 고NA의 검출 광학계가, 검사 장치로 채용되고 있다. 이것은, 검출 광학계의 분해능이 NA에 반비례하는 것, NA가 클수록 검출 대상 결함으로부터의 산란광을 많이 포집할 수 있는 것에 따른 것이다. 그러나, 고NA의 검출 광학계를 갖는 암시야 광학 현미경의 경우, 공간적으로 국소적으로 집중하여 산란하는 결함에 있어서, 결함의 암시야상이 점으로 결상되지 않고 혜성과 같이 꼬리를 끄는 테일링 현상이 발생하고, 결함의 암시야 화상으로부터 결함 좌표를 도출하는 경우, 테일링 현상에 의해 생긴 꼬리에 의해, 도출되는 결함 좌표 정밀도가 저하된다. 또한, 관찰자에게 본래의 결함 형상과는 크게 다른 인상을 주게 된다는 과제가 있다.

다음으로, 도 2를 사용하여, 일부의 결함에 있어서 발생하는 광학 현미경 화상의 테일링 현상에 대해서 설명한다.

광학 현미경 화상의 테일링 현상이란, 실제의 결함 형상과는 달리, 길게 뻗은 결함상이 되는 현상을 말한다. 도 2의 (a)의 결함 예(381)에 나타낸 상방에서 보았을 때(Top view)와 정면에서 보았을 때(Front view)에 모두 거의 등방적인 형상의 결함(3811 내지 3814)에 있어서, 결함의 암시야상의 예(383)에 나타낸 바와 같이, 레이저의 입사 방향(314)을 따라 연장되는 방향(암시야상 예(383) 중의 왼쪽으로부터 오른쪽)으로 꼬리가 연장되는 테일링 현상이 있다.

또한, 도 2의 (b)의 결함 예(382)에 나타낸 상방에서 보았을 때(Top view)와 정면에서 보았을 때(Front view)에 어느 것이나 등방적이 아닌 결함(3821 내지 3824)에 있어서, 결함의 암시야상 예(384)에 나타낸 바와 같이, 레이저의 입사 방향(314)에 관련이 없는 방향(암시야상 예(384)에서는 왼쪽 아래로부터 오른쪽 위와, 오른쪽 아래로부터 왼쪽 위)으로 꼬리가 연장되는 테일링 현상이 있다. 결함 예(382)의 경우, 레이저의 입사 방향으로부터 연장되는 방향으로 꼬리가 연장되는 결함도 존재한다. 또한, 결함 예(382)의 경우, 암시야상 예(384)에 나타낸 바와 같이 복수 방향으로 꼬리가 연장되는 테일링 현상과, 한 방향으로 꼬리가 연장되는 테일링 현상이 있다.

테일링 현상을 일으키는 결함 형상은, 결함 예(381)의 결함(3811 내지 3814), 및 결함 예(382)의 결함(3821 내지 3824)에 한정되는 것은 아니며, 또한, 테일링 현상이 생긴 암시야상도, 암시야상 예(383, 384)에 한정되는 것은 아니다.

도 3a는 검출 광학계의 NA를 0.40, 0.75, 0.90, 1.00으로 변화시키고, 각 NA의 검출 광학계를 사용했을 경우의, 테일링 현상이 발생하는 결함의 결함 산란광 분포(386)와 암시야상(387)의 시뮬레이션 결과의 예를 나타낸다. 도 3a는 레이저의 입사 방향(314)을 따른 방향으로 꼬리를 끄는 결함의 결과이다. 결함의 산란광 분포(386)는, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 조명광(315)이 결함에서 산란된 광(316)의 반구면 위의 산란광 강도 분포를 시료면과 평행한 2차원면(317) 위에 투영한 강도 분포를 나타내고 있다.

도 3a에 나타낸 결함 산란광 분포(386)에 있어서의 시뮬레이션의 결과인 각 결함 산란광 분포(3861 내지 3864)는, 각각 상대값으로 표시하고 있다. 각 NA에 있어서의 결함 산란광 분포(3861 내지 3894)를 결상시켜, 각각의 암시야상(3871 내지 3874)을 얻었다. 진짜 결함 중심 위치는 각 암시야상(3871 내지 3874) 중에 상하좌우 4방향으로부터 나타낸 화살표의 교점 위치이다. 도 3a에 나타낸 결함의 예에서는, 전방 산란 방향의 저(低)각도 영역(시료(101)의 표면의 법선 방향에 가까운 각도 방향)에 국소적으로 집중하여 산란하고 있는 것을 알 수 있다. 결함의 산란광 분포(386)의 예에 나타낸 바와 같이, 테일링 현상이 발생하기 쉬운 결함은, 국소 영역에 집중하여 산란하는 경향이 있다. 그리고, 암시야상(387)으로부터, 도 3a의 결함에 있어서, 암시야상(3872와 3873), 즉 NA0.75, 0.90일 때 테일링 현상이 발생하고 있는 것을 확인할 수 있다.

실험에 있어서도, 시뮬레이션과 같은 결과가 얻어졌다. NA0.60, 0.75의 검출 광학계에서는, 일부의 결함에 있어서, 테일링 현상이 발생한다. 한편, 암시야상(3871)에 나타낸 바와 같이, NA0.40의 검출 광학계에서는, NA0.60 및 0.75와 같은 고NA의 검출 광학계에 있어서 테일링 현상이 발생한 결함에 있어서도, 테일링 현상이 발생하지 않거나, 혹은 발생해도 꼬리의 길이가 고NA의 검출 광학계에 비하여 현저하게 짧다.

테일링 현상의 발생 원인으로서, 하기 3가지가 있다.

(A) 개구 경계에서의 회절광 강도의 이방성

(B) 산란광이 개구 경계 근방에 투영되어 신(新)광원의 발생

(C) 개구 경계에서의 급격한 산란광 강도의 변화

이하, 도 4를 사용하여 테일링 현상 발생 메커니즘의 상세를 설명한다.

도 4의 (a)는, 레이저의 입사 방향으로부터 연장되는 방향으로 꼬리를 끄는 테일링 결함의 산란광 분포예(NA1.00)이다. 영역(342)은 산란광 강도가 현저하게 강한 영역, 영역(341)은 산란광 강도가 약한 영역이다. 선(343)은, 조명의 입사면을 나타내고 있다. 조명광의 입사면이란, 시료 표면에 수직이며, 조명광의 광축에 평행한 면이며, 또한 조명광의 광축을 면내에 포함하는 면이다. 원(345)은 NA0.90, 원(346)은 NA0.40의 개구 경계를 각각 나타내고 있다. 도 4의 (a)의 경우, NA0.90의 검출 광학계에서는, 개구 경계와 결함 산란광의 강도가 강한 영역이 중첩되어 있다.

(A) 개구 경계에서의 회절광 강도의 이방성

도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 산란광 강도가 강한 영역(342)과 개구 경계(도 4의 (b)에서는 NA0.90의 개구 경계(345))가 중첩했을 경우, 개구 경계에서의 산란광 강도의 이방성이 커진다. 개구 경계에서의 산란광 강도가 강한 영역에서는, 다른 영역에 비하여, 회절광 강도가 강해진다. 상면(像面)에 집광하기 위해, 상이 넓어지는 방향은 강한 산란광 강도의 방위각과, 그 방위각과 광축 대칭인 방위각 방향이다.

도 4의 (b)에서는, 산란광 강도가 극단적으로 강한 방위각과 그 방위각과 광축 대상인 방위각의 방위각(347)의 방향으로 상이 연장된다. 한편, 방위각(347) 이외의 방위각(348)에서는, 개구 경계에서의 산란광의 회절광 강도는 약하고, 방위각(347)에 비하여 상의 퍼짐이 작다.

도 4의 (c)에 있어서, 점선(301)은 검출 광학계의 광축, 351은 산란체(이물), 화살표(359)는 강한 산란광, 화살표(360)는 약한 산란광, 선(354)은 동면, 선(355)은 개구 경계, 화살표(356)는 강한 회절광, 화살표(357)는 약한 회절광, 선(352)은 상면, 선(353)은 암시야상의 강도를 각각 나타내고 있다.

(B) 산란광이 개구 경계 근방에 투영되어 신광원의 발생

산란광 강도가 강한 영역이, 개구 경계와 중첩함으로써, 강한 산란광이 개구 경계에 조사되고 개구 경계에 있어서 산란광이 반사 혹은 산란되고, 새로운 광원(358)이 되어, 테일링 현상을 발생시킨다.

(C) 개구 경계의 급격한 산란광 강도의 변화

도 4의 (a)와 같이, 결함으로부터의 산란광이, 저각도의 국소 영역(0차 광)에 집중하여 산란하는 경우의, 개구 경계에서의 산란광 강도가 강한 영역(342)과, 검출 광학계의 광축(301)을 통과하는 선(343) 위의 산란광의 강도 변화(360)를 도 4의 (d) 및 (e)에 기재한다. 도 4의 (d)에 있어서, 횡축(344)은 조명의 입사면(도 4의 (a)의 선(343)) 위의 위치를, 종축(361)은 산란광 강도를, 영역(346)은 NA0.40의 검출 광학계의 검출 영역을, 영역(345)은 NA0.90의 검출 광학계의 검출 영역을 각각 나타내고 있다. 또한, 도 4의 (e)의 점선(362)은 개구 경계의 강도 변화를 나타내고 있다. 도 4의 (e)로부터 알 수 있는 바와 같이, 개구가 넓어짐에 따라 개구 경계에서의 강도 변화(362)가 현저하게 커진다. 이 강도 변화가 클수록, 보다 개구 외로 광이 퍼진다.

다음으로, 테일링 현상에 의한 결함 좌표 정밀도의 저하에 대해서, 암시야 화상을 사용한 가장 단순한 좌표 도출 방법을 예로 들어, 도 5에서 설명한다. 대상 시료의 암시야 화상(371)을 취득하고(Step6011), 취득한 암시야 화상(371)을 2치화 처리하고(Step6012), 2치화 처리된 암시야상(372)의 휘도 중심(重心)(365)을 도출하고(Step6013), 휘도 중심(365)을 결함 좌표로서 출력한다(Step6014).

도 5에 나타낸 바와 같이, 테일링 현상에 의해, 진짜 결함 좌표(364)와 결함 검사 장치가 출력하는 결함 좌표(365)에 괴리가 발생한다. 괴리량이 큰 경우, 결함 검사 장치가 검출한 결함을, 결함 좌표(365)를 바탕으로 확대하여 관찰하고자 했을 때, 결함이 관찰 시야로부터 벗어나게 되는 경우를 생각할 수 있다. 이것으로부터, 테일링 현상을 억제하는 수단, 혹은, 테일링 현상의 발생을 판단하는 수단이 필요하다.

테일링 현상을 억제하는 수단에 대해서 설명한다. 도 3, 도 4에서 설명한 테일링 현상 발생 메커니즘으로부터, 테일링 현상을 억제하는 방법으로서, 결함 산란광의 극단적으로 강도가 강한 영역과, 개구 경계를 중첩하지 않는 것이 유효한 것을 알 수 있다. 테일링 현상을 억제하는 방법으로서, [1] 검출 광학계의 NA를 작게 하거나, 혹은 [2] 개구 경계에서의 강도 변화를 완화하는 방법이 있다.

검출 광학계 NA를 작게 하는 것을 실시하는 방법으로서는, NA가 작은 대물 렌즈의 사용, 혹은, 검출 광학계의 동면 혹은 그 근방에 개구를 제한하는 공간 필터(401)(도 6a)를 배치하는 방법이 있다. 시뮬레이션의 조건(조명 입사각 80도, 가시광)에 있어서는, NA0.40에서는 테일링 현상의 영향이 작고, NA0.60에서는 테일링 현상의 영향이 크므로, 공간 필터(401)의 광투과 영역(4011)의 주변에 차광 영역(4012)을 마련하여, 적어도 NA0.60 이하로 제한할 필요가 있다. 단, 테일링 현상의 영향 정도는, 조명 입사각, 조명 파장에 따라 변화되기 때문에, 개구 제한에 필요한 NA는 그것으로 제한되지 않는다.

개구 경계에서의 강도 변화를 완화하는 방법으로서는, 검출 광학계의 동면 혹은 동면 근방에, 반경 방향에 대해서 투과율이 서서히 변화하는 투과율 분포를 가진 ND 필터(감광 필터)(402)(도 6b)를 배치하는 방법이 있다. ND 필터(402)는, 중앙의 광투과 영역(4021)의 주변에, 차광 영역(4022)을 마련하며, 차광 영역(4022)은 중심으로부터 외주 방향을 향해 투과율이 작아지는 공간 분포를 가지고 있다.

단, 도 6a 또는 도 6b에서 설명한 방법으로는, 결함 산란광이 차광, 혹은 감광(減光)되어, 결함 검출 감도가 저하한다. 그 때문에, 최고 감도의 검출과 테일링 현상이 발생하지 않는 검출의 적절한 사용이 필요해진다. 이것은, 검사 스루풋을 저하시키게 된다.

그래서 다음으로, 결함 산란광의 저하를 극력 억제하고, 또한, 테일링 현상을 억제하는 수단으로서 부분적인 광학 특성을 갖는 필터를 사용하는 방법이 있다. 도 2의 (a)에 나타낸 결함 예(381)와 같이, 거의 등방적인 형상을 하고 있고 꼬리를 끄는 결함은, 암시야상(383)과 같이, 도 4의 (a)에 나타낸 바와 같이 전방의 저각도 영역(342) 부근에 국소적으로 집중하여 강하게 산란하는 경향을 알 수 있다. 그래서, 시료 위에서 산란해 오는 광을 극력 투과시키기 위해서, 최저한의 영역만 차광, 혹은 감광하는 방법이 있다.

전방의 저각도 영역에 국소적으로 집중하여 강하게 산란하는 결함에 대해서 테일링 현상을 억제하기 위해서, 광투과 영역(4031) 중에 전방의 저각도 영역을 차광하는 영역(4032)을 마련한 공간 필터(403)(도 7a)를, 혹은, 전방의 저각도 영역의 개구 경계 근방에서의 급격한 강도 변화를 완화하기 위해서, 광투과 영역(4031) 중에 전방의 저각도 영역에 반경 방향에 투과율 분포를 가진 영역(4042)을 마련한 ND 필터(404)(도 7b)를, 검출 광학계의 동면 혹은 동면 근방에 배치하는 방법이 있다.

웨이퍼의 산란광은 후방에 강하게 산란하지만, 전방의 저각도 영역에도 산란하기 때문에, 십수 ㎚ 사이즈의 미소 결함 검출에 있어서는, 전방 저각도 영역을 차광해도, 감도 저하의 영향이 작다. 그 때문에, 도 7a 또는 도 7b의 공간 필터(403 또는 404)를 사용하는 경우, 고감도 검출과 테일링 현상 억제 검출의 적절한 사용을 하지 않고 검사 가능하다. 또한, 별개의 또 다른 고감도화 검출용의 필터와, 도 7a 또는 도 7b에 나타낸 바와 같은 부분적인 광학 특성을 갖는 필터를 사용한 검출을 적절히 사용해도 된다.

부분적인 광학 특성을 갖는 필터 이외의 고감도 검출용의 필터를 사용하는 방법으로서는, 검출 광학계의 임의의 장소에 직선 편광자를 사용하는 방법이 있다. 이것은, P편광 조명의 경우, 전방의 저각도 영역의 산란광의 편광 방향은, 조명의 입사면에 평행한 편광 방향이 주성분이기 때문이다. 직선 편광자를, 조명의 입사면에 평행한 편광을 차광하는 방향에 배치함으로써, 전방 저각도 영역의 산란광의 강도를 저하시킬 수 있고, 테일링 감소를 억제하는 것이 가능하다.

직선 편광자를 사용하는 경우, 2가지 이점이 있다. 제1 이점은, 직선 편광자의 배치 위치는, 동면 근방일 필요는 없고, 검출 광학계의 임의의 장소에 배치할 수 있는 점이다. 제2 이점은, 편광자를 사용한 검출은, 웨이퍼로부터의 산란광을 억제하여 미소 결함 검출 감도가 높기 때문에, 고감도 검출과 테일링 현상 억제 검출의 적절한 사용을 하지 않고 검사 가능하다. 또한, 별개의 또 다른 고감도화 검출과, 직선 편광자를 사용한 검출을 적절히 사용해도 된다.

또한, 테일링 현상은, 레이저 사입사(斜入射) 조명, 또한 고NA의 결상 검출 광학계를 갖는 암시야 광학 현미경에 있어서 현저하게 발생하는 현상이므로, 백색 혹은 레이저 광원의 링 조명의 암시야 광학 현미경, 백색 사입사 조명의 암시야 광학 현미경, 백색 혹은 레이저 조명의 명시야 광학 현미경, 위상차 현미경, 집광 검출 광학계를 갖는 암시야 광학 현미경, SEM 등에 있어서는, 테일링 현상이 발생하지 않는다. 그 때문에, 테일링 현상 억제 수단으로서, 백색 혹은 레이저 광원의 링 조명의 암시야 광학 현미경, 백색 사입사 조명의 암시야 광학 현미경, 백색 혹은 레이저 조명의 명시야 광학 현미경, 위상차 현미경, 집광 검출 광학계를 갖는 암시야 광학 현미경, SEM 등 테일링 현상이 발생하지 않는 수단을 사용해도 된다. 백색 사입사 조명의 암시야 광학 현미경은, 조명 파장이 레이저에 비하여 큰 폭을 갖기 때문에, 산란광 분포가 극단적으로 집중하는 경우가 없고, 퍼짐을 갖기 때문에, 테일링 현상이 발생하지 않는다.

또한, 부분적인 광학 특성을 갖는 고감도 검출용의 필터의 예로서, 도 8a 또는 도 8b에 나타낸 바와 같은 필터가 있다. 도 8a에 나타낸 필터(411)는, 시료(101)로부터의 전방 산란광 성분을 투과 영역(412)에서 투과시키고, 그 이외의 산란광 성분이나 미광을 차광부(413)에서 차광하는 것이다. 이러한 필터를 사용함으로써, 검출 신호의 S/N을 향상시킬 수 있고, 보다 미소한 결함 신호를 검출할 수 있다.

한편, 도 8b에 나타낸 필터(421)는, 시료(101)로부터의 전방 산란광 성분을 투과 영역(422)에서 투과시키고, 그 이외의 산란광 성분이나 미광을, 투과율이 서서히 커지는 차광부(423 내지 425)에서 차광하는 것이다. 이러한 필터를 사용해도, 도 8a의 필터(411)의 경우와 같이 검출 신호의 S/N을 향상시킬 수 있고, 보다 미소한 결함 신호를 검출할 수 있다.

또한 도 8c에는, 도 7b에 나타낸 필터(404)와 도 8b에 나타낸 필터(421)를 조합시킨 필터(431)를 나타낸다. 이러한 필터를 사용함으로써, 고감도 검출과 테일링 현상을 억제한 검출을 동시에 실현하는 것이 가능하게 된다. 도 7a에 나타낸 필터(403)와 도 8a에 나타낸 필터(411)를 조합시켜도 같은 효과를 얻을 수 있다.

상기한 구성을 구비한 결함 검출 장치(100)를 사용하여, 시료(101)를 검사하는 방법에 대해서 설명한다.

우선, 결상 광학계(210)의 조정 방법에 대해서 설명한다.

검사 대상의 시료(101)를 시료 홀더(102)에 재치한 상태에서 시료(101)를 명시야 관찰하기 위해서, 명시야 광원(212)으로부터 조명광을 발사하고, 조명 렌즈(213)를 투과한 조명광을 하프 미러(214)에서 광량의 절반을 대물 렌즈(202)의 측에 반사하여 대물 렌즈(202)에 입사시켜서, 시료(101)의 표면을 명시야 조명한다. 시료(101)로부터 반사한 광 중 대물 렌즈(202)에 입사한 반사광은, 그 절반의 광량이 하프 미러(214)를 투과하여 렌즈(203 및 204)에서 집광되고, 결상 렌즈(206)에 의해 시료(101)의 표면의 상이 촬상 소자(207)의 검출면 위에 결상된다.

이 결상된 시료(101)의 표면의 상을 촬상 소자(207)로 촬상하여 얻어진 신호는 신호 처리부(221)로 보내지고, 시료(101)의 표면의 화상으로서 화상 표시부(222)의 표시 화면(2221) 위에 표시된다.

오퍼레이터는, 이 표시 화면(2221) 위에 표시된 시료(101)의 표면의 명시야 화상을 관찰하여, 시료(101)의 표면의 상이 촬상 소자(207)의 촬상면 위에 올바르게 결상되어 있는 것을 확인한다. 시료(101)의 표면의 상이 촬상 소자(207)의 촬상면 위에 올바르게 결상되어 있지 않는 경우에는, 대물 렌즈의 높이 조정 기구(209)를 조작하여, 시료(101)의 표면의 상의 결상 위치를 촬상 소자(207)의 촬상면 위에 올바르게 맞춘다.

또한, 시료(101)의 방향이 스테이지(103)의 이동 방향인 X 및 Y방향에 대해서 일치하고 있는지를 확인하고, 방향이 어긋나 있는 경우에는 스테이지(103)를 θ방향으로 회전시켜서 시료(101)의 방향을 조정한다. 이 조정은, 검사의 개시 전에 행하고, 조정 종료 후에는, 복수의 시료(101)에 대해서 순차적으로 설명하는 검사를 실행한다.

다음으로, 결상 광학계(210)가 조정된 상태에서, 시료(101)를 검사하는 순서에 대해서 설명한다.

검사 대상의 시료(101)를 시료 홀더(102)에 재치한 상태에서 조명 유닛(201)에서 시료(101)의 표면에 조명광을 조사한다(암시야 조명). 다음으로, 제어부(224)에서 평면 내에서 X, Y방향으로 이동 가능한 스테이지(103)의 구동을 제어해서, 시료 홀더(102)에 재치된 시료(101)를 X방향으로 일정한 속도로 연속적으로 이동시킨다. 이 연속적으로 이동하는 시료(101)의 표면의 조명 유닛(201)에 의해 조명광이 조사된 영역으로부터 발생한 산란광 중, 대물 렌즈(202)에 입사한 산란광은 하프 미러(214)를 투과하여 광량의 절반이 반감되고, 렌즈(203 및 204)를 투과하여 공간 분포 광학 소자로서의 필터(205)로 필터링된 산란광의 상이 결상 렌즈(206)에 의해 촬상 소자(207)의 검출면(도시 생략) 위에 결상된다. 촬상 소자(207)에서 산란광의 상을 촬상한 신호는, 신호 처리부(221)로 보내져 A/D 변환된 후에 문턱값 처리에 의해 문턱값보다 큰 신호가 결함으로서 추출된다.

여기에서, 필터 홀더(208)를 구동하여 결상 광학계(210)의 광축(301) 위에 배치하는 필터(205)를 바꿔 넣음으로써, 검사의 광학 조건을 전환할 수 있다. 이와 같이 필터(205)를 바꿔 넣어 시료(101)를 복수회 검사함으로써, 시료(101)를 복수의 검사 조건으로 검사할 수 있다.

예를 들면, 시료(101)에 대해서 1회째의 검사에서는 필터(205)로서 테일링 현상의 발생을 억제하기 위한 필터를 사용하여 시료(101)의 전면(前面)을 검사하고, 다음으로 2회째의 검사에서는 필터(205)로 하여 고감도 검출에 적합한 필터로 바꿔 넣어 시료(101)의 전면을 검사함으로써, 테일링 현상이 발생하기 쉬운 결함의 위치를 높은 정밀도로 구하고, 미세한 결함을 고감도로 검출할 수 있다.

여기에서, 필터(205)로서는, 테일링 현상의 발생을 억제하기 위한 필터로서, 도 6a 내지 도 7b 중 어느 하나에 나타낸 공간 필터(401 내지 404) 중 어느 하나를 채용한다. 이러한 공간 필터(205)를 채용함으로써, 촬상 소자(207)로 촬상하여 얻어진 산란광의 화상에서는 테일링 현상이 억제된다. 그 결과, 촬상 소자(207)로 촬상하여 얻어진 산란광의 화상의 휘도값 분포의 중심 위치로 하여 구해지는 결함 좌표와 실제의 시료 위의 결함 좌표의 괴리는 저감되어, 검출 화상으로부터 결함의 위치를 정밀하게 구할 수 있다.

한편, 고감도 검출용의 필터로서는, 예를 들면 도 8a 또는 도 8b에 나타낸 바와 같은, 전방 산란광 성분을 투과하고 노이즈 성분이 되기 쉬운 후방 산란광이나 측방 산란광 성분을 컷하도록 개구를 제한하여 구성된 필터(411 또는 412)를 사용한다. 도 8a에 나타낸 공간 필터(411)의 구성은, 화살표(314)의 방향으로부터 입사한 조명광에 의해 시료(101)로부터 발생한 산란광 중 412의 부분에 입사한 전방 산란광을 투과하고, 413의 부분에 입사한 산란광을 차광하도록 구성되어 있다.

한편, 도 8b에 나타낸 공간 필터(421)는, 화살표(314)의 방향으로부터 입사한 조명광에 의해 시료(101)로부터 발생한 산란광 중 422의 부분에 입사한 전방 산란광을 투과하고, 423의 부분으로부터 424의 부분에 입사한 산란광을 서서히 차광률이 높아져, 425의 부분에 입사한 산란광을 완전하게 차광하도록 구성되어 있다.

도 8a 또는 도 8b에 나타낸 바와 같은 고감도 검출용의 필터를 투과한 산란광을 결상 렌즈(206)로 결상하고, 그 상을 촬상 소자(207)로 촬상하여 얻어진 산란광의 화상으로부터 문턱값 이상의 휘도를 갖는 영역을 결함으로서 추출하고, 이 추출한 결함의 화상의 휘도값 분포의 중심 위치를 결함 좌표로서 구한다. 검출된 결함의 화상과 이 결함의 위치 정보는 신호 기억부(223)로 보내져 기억됨과 함께, 화상 표시부(222)로 보내져 표시 화면(2221) 위에 표시된다. 또한, 검출된 결함의 화상과 이 결함의 위치 정보는, 도시하고 있지 않은 통신 회선을 통해, 상위의 처리 장치에 송신된다.

상기한 실시예에 있어서는, 조명 광학계 유닛(201)에서 광원(2011)으로부터 발사된 레이저를 집광 렌즈(2012)로 집광하여 시료(101) 위에 조사하는 구성에 대해서 설명했지만, 집광 렌즈(2012)에 실린드리컬 렌즈를 사용하여 선 형상으로 형성한 광으로 시료(101) 위를 조명하도록 해도 된다. 또한, 필터(205)를 바꿔 넣어 2회 검사를 하는 예에 대해서 설명했지만, 필터(205)를 전환하지 않고, 필터(205)로서 테일링 현상의 발생을 억제하기 위한 필터를 사용하여 시료(101)의 전면을 1회 검사하는 방법이어도 된다.

본 실시예에 의하면, 암시야 조명에 의한 시료 위의 미소한 결함의 검출에 있어서, 테일링 현상의 발생을 저감하여 결함 화상을 검출하는 것이 가능하게 되고, 결함의 위치를 고정밀도로 검출할 수 있게 되었다.

[변형예]

실시예1에서 설명한 결함 검사 장치(100)의 변형예를 도 9를 사용하여 설명한다.

본 변형예는, 도 1에 나타낸 실시예1에 있어서의 결함 검사 장치(100)의 구성에 있어서, 광학 현미경(1051)에 조명 광학계를 2세트 구비한 점이 다르다. 즉, 본 변형예에 있어서의 결함 검사 장치(200)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 광학 현미경(1051), 신호 처리부(221), 화상 표시부(222), 신호 기억부(223), 제어부(2241)를 구비하여 구성된다. 제어부(2241)는, 도시하고 있지 않은 통신 수단으로 외부의 데이터 처리 장치와 접속되어 있다.

광학 현미경(1051)은 실시예1에서 설명한 조명 유닛(201) 외에, 조명 광학계 유닛(251)을 구비하고 있다. 도 9에 있어서 도 1에 나타낸 번호와 같은 번호를 부여한 구성에 대해서는, 실시예1에서 설명한 구성과 같으므로, 설명을 생략한다. 신호 처리부(221), 화상 표시부(222), 신호 기억부(223)에 대해서도, 실시예1에서 설명한 것과 같으므로, 설명을 생략한다.

본 변형예에 있어서는, 필터 홀더(2081)로 유지하는 복수의 필터(2051)에는, 조명 광학계 유닛(201)에서 시료(101)를 조명했을 때에 적합한 필터와, 조명 광학계 유닛(251)에서 시료(101)를 조명했을 때에 적합한 필터가 포함되어 있다.

조명 광학계 유닛(251)은, 조명 광학계 유닛(201)과 마찬가지로, 광원(2511), 광원(2511)으로부터 조사되는 광선을 시료(101) 위에 집광 조사하기 위한 집광 렌즈(2512)를 적절히 사용하여 구성된다. 조명 유닛(251)은, 시료(101)에 대해서 조명 유닛(101)과 같은 방위각 방향에서 다른 앙각 방향에 배치되고, 시료(101)에 대해서 조명 유닛(101)에서 조명하는 영역과 같은 영역을 조명한다.

필터 홀더(2081)로 유지하는 복수의 필터(2051)로서는, 실시예1에 있어서 도 6a 및 도 6b 또는 도 7a 및 도 7b를 사용하여 설명한 바와 같은 조명 광학계 유닛(201)에 대응하는 필터 외에, 조명 광학계 유닛(251)에 대응하는 도 6a 및 도 6b 또는 도 7a 및 도 7b에 준한 필터도 구비하고 있다.

제어부(2241)는, 검사 시에, 조명 광학계 유닛(201)과 조명 광학계 유닛(251)을 순차 바꿔 넣어 시료(101)를 조명한다. 즉, 제어부(2241)는, 스테이지(103)를 구동하여 시료(101)를 X방향 또는 Y방향에 주사하는 것을 반복하여 행하고, 1회째의 주사에서는, 조명 광학계 유닛(251)에 의한 조명을 정지한 상태에서 조명 광학계 유닛(201)에서 시료(101)를 조명하여 검사를 행하고, 2회째의 주사에 있어서는, 조명 광학계 유닛(201)에 의한 조명을 정지한 상태에서 조명 광학계 유닛(251)에서 시료(101)를 조명하여 검사를 행한다.

제어부(2241)에서는, 1회째의 주사에 있어서 촬상 소자(207)에서 검출한 신호를 신호 처리부(221)에서 검출한 결과 얻어지는 시료(101) 위에 형성된 기준 패턴(도시 생략)의 위치 정보와, 2회째의 주사에 있어서 촬상 소자(207)에서 검출한 신호를 신호 처리부(221)에서 검출한 결과 얻어지는 시료(101) 위에 형성된 기준 패턴의 위치 정보에 의거하여, 1회째의 주사에 있어서 촬상 소자(207)에서 검출한 신호를 신호 처리부(221)에서 처리한 결과와 2회째의 주사에 있어서 촬상 소자(207)에서 검출한 신호를 신호 처리부(221)에서 처리한 결과를 통합하여, 결함의 검출 및 검출한 결함의 화상 특징량에 의거하여 분류를 행한다.

이와 같이, 조명 조건이 다른 상태에서 반복 검사를 행하고, 그 결과를 통합하여 처리함으로써, 보다 상세한 결함의 분류를 행할 수 있다.

또, 도 9에 나타낸 구성에 있어서는, 같은 방위각에서 앙각이 다른 2방향 조명의 예에 대해서 설명했지만, 앙각이 같고 방위각이 다른 2방향 조명으로 해도 되며, 또한, 그들을 조합시킨 3방향 조명으로 해도 된다. 또한, 조명 광학계 유닛(201 및 251)에 편광 필터를 추가하여, 시료(101)를 편광 조명하는 구성으로 해도 된다.

또한, 도 9에 나타낸 구성에 있어서는, 조명 광학계 유닛(201)과 조명 광학계 유닛(251)에 각각 광원(2011 또는 2511)을 구비하고 있지만, 광원(2011 또는 2511)의 한쪽만을 사용하여 조명 광학계 유닛(201)과 조명 광학계 유닛(251)에서 광원을 공유시키는 구성으로 해도 된다.

실시예2

다음으로, 본 발명의 제2 실시형태로서, 실시예1에서 설명한 도 1에 나타낸 광학 현미경(105)을, 리뷰 장치에 포함시킨 예에 대해서 적절히 도면을 사용하여 상세히 설명한다.

일반적으로, 반도체의 제조 공정에서 기판 위에 발생한 결함을 관찰하는 경우, 이하의 결함 관찰 순서로 실시되고 있다. 우선, 검사 장치에서 시료 전체면을 주사하고, 시료 위에 존재하는 결함을 검출하여, 결함이 존재하는 좌표를 취득한다. 다음으로, 검사 장치에서 검출된 결함의 몇몇 혹은 모든 결함을, 검사 장치에서 취득한 결함 좌표를 바탕으로, 리뷰 장치에서 상세히 관찰하고, 결함 분류, 발생 원인 분석 등을 행하고 있다.

도 10에 본 실시예에 있어서의 리뷰 장치(1000)의 구성의 일례를 나타낸다.

본 실시형태의 리뷰 장치(1000)는, 피검사 대상의 시료(101)를 탑재하는 시료 홀더(102), 이 시료 홀더(102)를 이동시켜서 시료(101)의 전체면을 주사 전자 현미경(106)(이하 SEM으로 기술) 아래로 이동 가능한 스테이지(103), 시료(101)를 상세 관찰하는 SEM(106), SEM(106)의 초점을 시료(101)의 표면에 맞추기 위해 시료(101)의 표면의 높이를 검출하는 광학식 높이 검출 시스템(104), 시료(101)의 결함을 광학적으로 검출하여 시료(101) 위의 결함의 상세 위치 정보를 취득하는 광학 현미경(105), SEM(106)과 광학 현미경(105)의 대물 렌즈를 수납하는 진공조(112), SEM(106) 및 광학식 높이 검출 시스템(104) 및 광학 현미경(105)을 제어하는 제어 시스템(125), 유저 인터페이스(123), 라이브러리(122), 검사 장치(107) 등의 상위 시스템에 접속하는 네트워크(121), 검사 장치(107)의 외부 데이터 등을 보존하여 제어 시스템에 주는 기억 장치(124)로 구성되어 있다.

SEM(106)은 내부에 전자선원(電子線源)(1061), 전자선원에서 발사된 1차 전자를 빔 형상으로 인출하여 가속하는 인출 전극(1062), 인출 전극에 의해 인출되어 가속된 1차 전자빔의 궤도를 제어하는 편향 전극(1063), 편향 전극에 의해 궤도가 제어된 1차 전자빔을 시료(101)의 표면에 수속(收束)시키는 대물 렌즈 전극(1064), 궤도를 제어되어서 수속한 1차 전자빔이 조사된 시료(101)로부터 발생한 2차 전자를 검출하는 2차 전자 검출기(1065), 수속한 1차 전자빔이 조사된 시료(101)로부터 발생한 반사 전자 등의 비교적 고에너지의 전자를 검출하는 반사 전자 검출기(1066) 등을 구비하여 구성되어 있다.

SEM(106)은, 진공조(112)의 내부에 배치되어 있다. 진공조(112)의 내부에는, 또한 광학 현미경(1052)의 일부도 배치되어 있다.

광학 현미경(1052)의 구성 및 그 기능은, 실시예1에서 도 1 내지 도 7b를 사용하여 설명한 광학 현미경(105)과 기본적으로는 같지만, 본 실시예에 있어서의 광학 현미경(1052)의 일부가 SEM(106)과 같은 진공조(112)의 내부에 배치되어 있는 점이 다르다.

즉, 도 11에 나타낸 바와 같이, 진공조(112)에는, 조명 유닛으로부터 발사된 조명광을 도입하기 위한 유리창(1121)이 마련되어 있다. 또한, 진공조(112)의 내부에는, 도입된 조명광의 광로를 시료(101)의 방향으로 변환하기 위해 미러(2013), 시료(101)로부터의 산란광을 집광하기 위한 대물 렌즈(202) 및 대물 렌즈(202)의 광축 방향의 위치를 조정하기 위한 높이 제어 기구(209)가 광학 현미경(1052)의 일부로서 배치되어 있어서, 대물 렌즈(202)로 집광한 광을 진공조(112)에 마련된 유리창(1122)을 투과시켜서 하프 미러(214), 렌즈(203, 204)에 도입하는 구성으로 되어 있는 점이, 도 1을 사용하여 설명한 실시예1에 있어서의 광학 현미경(105)의 구성과 다르다.

실시예1에 있어서, 도 2 내지 도 7b를 사용하여 설명한 산란광 화상의 테일링 현상과 그것에 대응하는 필터의 구성에 대해서는, 본 실시예에도 그대로 적용된다.

제어 시스템(125)은, SEM(106)을 제어하는 SEM 제어부(1251), 광학 현미경을 제어하는 광학 현미경 제어부(1252)(도 1에 나타낸 실시예1에 있어서의 제어부(224)에 상당), 리뷰 장치(1000) 전체를 제어하는 전체 제어부(1256)를 구비하고 있다.

또한, 스테이지(103), 광학식 높이 검출 시스템(104), 광학 현미경(105), SEM(106), 유저 인터페이스(123), 라이브러리(122), 기억 장치(124)는 제어 시스템(125)과 접속되고, 제어 시스템(125)은 네트워크(121)를 통해 상위 또는 상류의 시스템(예를 들면, 검사 장치(107))과 접속되어 있다.

이상과 같이 구성된 리뷰 장치(1000)에 있어서, 특히, 광학 현미경(1052)은, 상위 시스템인 검사 장치(107)에서 검출된 시료(101) 위의 결함을 검사 장치(107)에서 검출한 결함의 위치 정보를 사용하여 재검출(이하 검출이라 기술)하는 기능을 갖고, 광학식 높이 검출 시스템(104)은 SEM(106)의 1차 전자빔을 시료(101)의 표면에 수속시키기 위한 1차 전자빔의 초점 맞춤을 행하는 초점 맞춤 수단으로서의 기능을 갖고, 제어 시스템(125)은 광학 현미경(1052)으로 검출된 결함의 위치 정보에 의거하여 다른 검사 장치(107)로 검사하여 검출된 결함의 위치 정보를 보정하는 위치 보정 수단으로서의 기능을 갖고, SEM(106)은 제어 시스템(125)으로 위치 정보가 보정된 결함을 관찰하는 기능을 갖는 구성으로 되어 있다. 스테이지(103)는, 시료(101)를 재치하여, 광학 현미경(1052)으로 검출한 결함이 SEM(106)에서 관찰할 수 있도록, 광학 현미경(1052)과 SEM(106)의 사이를 이동한다.

다음으로, 검사 장치(107)(도 10)에서 검출된 결함을, 도 10에서 설명한 리뷰 장치(1000)로 관찰하는, 일반적인 처리의 흐름을 도 12를 사용하여 설명한다.

우선, 상위 또는 상류의 시스템인 검사 장치(107)를 사용하여, 시료(101) 위의 결함을 검출하고, 다른 검사 장치(107)는 시료(101)의 검사 정보를, 네트워크(121)를 통해 출력하고, 리뷰 장치(1000)의 기억 장치(124)에 입력한다. 다른 검사 장치(107)가 출력하는 시료(101)의 검사 정보는, 결함 좌표, 결함 신호, 결함 형상, 결함 산란광의 편광, 결함 종류, 결함 라벨, 결함의 특징량, 시료(101) 표면의 산란 신호 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 결과와, 다른 검사 장치(107)의 조명 입사각, 조명 파장, 조명의 방위각, 조명 강도, 조명 편광, 검출부의 방위각, 검출부의 앙각, 검출부의 검출 영역 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 조건에서 구성되는 검사 정보이다. 다른 검사 장치(107)에 복수의 검출기가 존재하는 경우에는, 검출기마다 출력되는 시료(101)를 검사한 결과 얻어지는 검사 정보 혹은, 복수의 검출기 출력을 통합한 시료(101)의 검사 정보를 사용한다.

다음으로, 기억 장치(124)에 기억한 정보를 사용하여 다른 검사 장치(107)에서 검출한 결함 중에서 추출한 일부의 결함, 혹은 전부의 결함을 리뷰 장치(1000)로 관찰한다. 우선, 시료(101)의 러프 얼라인먼트를 행한다. 이것은 광학 현미경(105)에 의한 명시야 관찰에 의해 행한다. 다음으로, 다른 검사 장치(107)에서 취득한 결함 좌표를 바탕으로 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6001). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행한다(Step6002).

다음으로, 광학 현미경(1052)의 촬상 소자(207)에서 화상을 취득하고(Step6003), 취득한 화상을 휘도값의 양자화를 행하고(Step6004), 화상 내에서 결함을 탐색하고(Step6005), 결함을 검출한 것이라면(Step6006-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출하고(Step6007), 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6008-No), 광학 현미경(1502)에 의한 결함 검출을 종료한다(Step6009). 그리고, 광학 현미경(1052)으로 검출한 결함의 좌표와 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보의 차로부터 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 이 결함을 SEM(106)에서 관찰하고자 했을 때의 결함에 대한 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 산출한다.

이 산출한 어긋남량을 바탕으로 하여 상기 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 보정하고, 스테이지(103)를 구동하여 이 위치 정보가 보정된 결함을 SEM(106)의 시야로 이동하고, SEM(106)에서 관찰을 행한다. 이때, 관찰된 정보는 제어 시스템(125)에 보내져, 데이터 베이스(122)에 등록된다. 또, 관찰해야 할 결함이 다수 있는 경우에는, 그 중의 대표적인 몇몇 점을 추출하고, 그들 추출한 결함의 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 위치 정보와 광학 현미경(1052)으로 검출하여 얻은 각각의 결함의 위치 정보로부터, 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치와 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 구한다. 이 구한 어긋남량의 정보를 사용하여, 대표적인 몇몇 점 이외의 광학 현미경(1052)으로 검출하지 않은 결함에 대해서도 미리 다른 검사 장치(107)에서 검출하여 얻은 위치 정보를 보정한다.

다음으로, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6008-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 광학 현미경(1052)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6001), 처리를 진행한다. 또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6006-NO), 결함이 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6010-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6001), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6010-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

다음으로, 다른 검사 장치(107)(도 10 참조)로 검출된 결함을, 도 10에서 설명한 리뷰 장치(1000)로 관찰하기 위해서, 테일링 현상이 발생할 가능성이 있는 암시야 광학 현미경(1052)의 고감도 검출(이하, 고감도 검출이라고 함) 수단과, 테일링 현상이 억제된 수단을 사용하여, 관찰 대상 결함을 리뷰 장치(1000)로 결함을 검출하는 경우의 처리 플로우 예를 도 13 내지 도 15를 사용하여 설명한다.

다른 검사 장치(107)를 사용하여, 시료(101) 위의 결함을 검출하고, 다른 검사 장치(107)는 시료(101)의 검사 정보를, 네트워크(121)를 통해 출력하고, 리뷰 장치(1000)의 기억 장치(124)에 입력한다. 다른 검사 장치(107)가 출력하는 시료(101)의 검사 정보는, 결함 좌표, 결함 신호, 결함 형상, 결함 산란광의 편광, 결함 종류, 결함 라벨, 결함의 특징량, 시료(101) 표면의 산란 신호 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 결과와, 다른 검사 장치(107)의 조명 입사각, 조명 파장, 조명의 방위각, 조명 강도, 조명 편광, 검출부의 방위각, 검출부의 앙각, 검출부의 검출 영역 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 조건에서 구성되는 검사 정보이다. 다른 검사 장치(107)에 복수의 검출기가 존재하는 경우에는, 검출기마다 출력되는 시료(101)를 검사한 결과 얻어지는 검사 정보 혹은, 복수의 검출기 출력을 통합한 시료(101)의 검사 정보를 사용한다.

도 13은 모든 검출 대상 결함을, 고감도 검출 조건과 테일링 현상 억제 조건의 복수의 광학 조건에서, 촬상·검사하는 경우의 처리 플로우 예이다. 우선, 다른 검사 장치(107)에서 취득한 결함 좌표를 바탕으로 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6001). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 촬상 소자(207)에서 취득한 화상을 취득하고(Step6016), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6017-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다.

다음으로, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6018-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6015), 처리를 진행한다. 또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6017-NO), 결함이 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다.

주변부를 탐색하는 경우에는(Step6024-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6025), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6024-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다. 다음으로, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(105)에서, 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6018-NO), 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록, 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6019).

다음으로, 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 암시야 광학 현미경(1052)을 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 상태에서 촬상 소자(207)로 촬상하여 화상을 취득하고(Step6020), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6021-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다. 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6022-No), 암시야 광학 현미경(1052)에 의한 결함 검출을 종료한다(Step6023).

다음으로, 암시야 광학 현미경(1052)을 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 상태에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6022-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6019), 처리를 진행한다.

또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6021-NO), 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6026-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6027), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6026-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

그리고, 암시야 광학 현미경(1052)을 고감도 조건 혹은 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 상태에서 얻어진 결함 좌표와 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보와의 차로부터 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 이 결함을 SEM(106)에서 관찰하고자 했을 때의 결함에 대한 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 산출한다. 이 산출한 어긋남량을 바탕으로 하여 상기 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 보정하고, 이 위치 정보가 보정된 결함을 SEM(106)의 시야로 이동시켜, 관찰을 행한다. 이때, 관찰된 정보는 제어 시스템(125)에 보내져, 데이터 베이스(122)에 등록된다.

또, 관찰해야 할 결함이 다수 있는 경우에는, 그 중의 대표적인 몇몇 점을 추출하고, 그들 추출한 결함의 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 위치 정보와 광학 현미경으로 검출하여 얻은 각각의 결함의 위치 정보로부터, 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치와 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 구한다. 이 구한 어긋남량의 정보를 사용하여, 대표적인 몇몇 점 이외의 광학 현미경으로 검출하지 않은 결함에 대해서도 미리 다른 검사 장치(107)에서 검출하여 얻은 위치 정보를 보정한다.

고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 취득 화상으로부터 도출한 결함 좌표(이하, 고감도 수단 도출 결함 좌표라고 함)와, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 취득 화상으로부터 도출한 결함 좌표(이하, 테일링 억제 수단 도출 결함 좌표라고 함)는, 어느 것을 사용해도 된다.

고감도 수단 도출 결함 좌표와 테일링 억제 수단 도출 결함 좌표의 괴리가 문턱값 이상일 때는, 테일링 억제 수단 도출 결함 좌표를 사용하고, 괴리가 문턱값 미만일 때는, 고감도 수단 도출 결함 좌표를 사용하는 방법, 혹은, 고감도 수단 도출 결함 좌표와 테일링 억제 수단 도출 결함 좌표의 괴리 방향으로부터, 테일링 현상 발생 유무를 판단하고, 테일링 현상이 발생하고 있을 때에는 테일링 현상 억제 수단 도출 결함 좌표를 사용하고, 테일링 현상이 발생하고 있지 않을 때에는 고감도 수단 도출 결함 좌표를 사용하는 방법 등이 있다. 또한, 고감도 조건의 암시야 광학 현미경, 혹은 테일링 현상이 억제된 광학 조건의 광학 현미경 중 어느 한쪽에서 촬상된 화상에서만, 검출된 결함은, 검출된 조건의 촬상 화상을 사용하여 결함 좌표로 한다.

도 13에 나타낸 방법에서는, 검출 대상 결함의 수가 많은 경우, 검출 시간이 걸리고, 스루풋 저하가 우려된다. 그래서, 다음으로, 처음에 테일링 현상 억제 수단을 사용하여, 모든 대상 결함을 촬상·검사하고, 다음으로, 테일링 현상 억제 수단으로 검출할 수 없었던 결함을 대상으로, 고감도 검출 수단을 사용하여 촬상·검사하는 경우의 처리 플로우에 대해서, 도 14에서 설명한다.

우선, 다른 검사 장치(107)에서 취득한 결함 좌표를 바탕으로 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록, 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6028). 다음으로, 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)으로 촬상한 화상을 취득하고(Step6029), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6030-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다.

테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6031-NO), 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에 의한 결함이 검출되어 있기 때문에(Step6032-YES), 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에 의한 결함 검출을 할 필요가 없고(Step6036-No), 결함 검출을 종료한다(Step6037).

다음으로, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6031-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6028), 처리를 진행한다. 또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6030-NO), 결함이 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다.

주변부를 탐색하는 경우에는(Step6038-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6039), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6038-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

또한, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함 검출할 수 없고(Step6030-NO), 주변을 탐색하여 촬상해도 결함을 검출할 수 없고, 주변 탐색을 종료했을 경우(Step3038-NO), 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서는 결함 검출 불가능해지고(Step6032-NO), 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함 검출을 행하기 위해서, 다른 검사 장치(107)에서 취득한 결함 좌표를 바탕으로 리뷰 장치(100)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록, 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6033).

다음으로, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서 촬상하여 화상을 취득하고(Step6034), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6035-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다. 다음으로, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6036-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6032), 처리를 진행한다.

또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6035-NO), 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6040-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6041), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6040-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다. 그리고, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052) 혹은 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)을 사용하여 얻은 결함 좌표와 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보와의 차로부터 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 이 결함을 SEM(106)에서 관찰하고자 했을 때의 결함에 대한 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 산출한다.

이 산출한 어긋남량을 바탕으로 하여 상기 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 보정하고, 이 위치 정보가 보정된 결함을 SEM(106)의 시야로 이동하여, 관찰을 행한다. 이때, 관찰된 정보는 제어 시스템(125)에 보내져, 데이터 베이스(122)에 등록된다.

또, 관찰해야 할 결함이 다수 있는 경우에는, 그 중의 대표적인 몇몇 점을 추출하고, 그들 추출한 결함의 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 위치 정보와, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052) 혹은 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하여 얻은 각각의 결함의 위치 정보로부터, 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치와 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 구한다. 이 구한 어긋남량의 정보를 사용하여, 대표적인 몇몇 점 이외의 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052) 혹은 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하지 않은 결함에 대해서도 미리 다른 검사 장치(107)에서 검출하여 얻은 위치 정보를 보정한다.

다음은, 스루풋 단축을 위해, 다른 검사 장치(107)의 출력 정보를 사용하여, 검출 대상 결함마다 검사 수단을 선택하고, 선택한 검사 수단을 사용하여 촬상·검사하는 경우의 처리 플로우에 대해서, 도 15를 사용하여 설명한다.

우선, 다른 검사 장치(107)가 출력한 검사 결과로부터, 검출 대상의 결함의 광학 현미경 검출 조건을 결정한다(Step6043). 결정에 사용하는 정보로서는, 결함 좌표, 웨이퍼 정보, 결함의 휘도, 결함 사이즈, 결함의 클래스 정보, 혹은, 그들에 의거하는 특징량을 사용한다. 예를 들면, 결함 산란광의 휘도값을 사용하는 경우, 문턱값 이상의 휘도를 갖는 결함은 암시야 광학 현미경(1052)을 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정하여 검출하고, 문턱값 이하의 휘도의 결함은 암시야 광학 현미경(1052)의 광학 조건을 고감도 조건으로 설정하여 검출한다. 그 외에는, 다른 검사 장치(107)에 검출 센서가 복수 존재하는 경우, 전방·저각도 영역의 센서 출력이 큰 결함을, 암시야 광학 현미경(1052)을 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정하여 검출하고, 그 이외의 결함을, 암시야 광학 현미경(1052)의 광학 조건을 고감도 조건으로 설정하는 방법이 있다.

다음으로, Step6043에서 결정된 검출 방법으로, 결함의 검출을 행한다. 암시야 광학 현미경(1052)의 광학 조건을 테일링 현상이 억제되는 광학 조건으로 설정한 상태에서 검출하는 결함은(Step6044-YES), 다른 검사 장치(107)에서 취득한 결함 좌표를 바탕으로 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 광학 현미경의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6045). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 암시야 광학 현미경(1052)의 촬상 소자(207)로 촬상한 화상을 취득하고(Step6046), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6047-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다.

다음으로, 테일링 현상을 억제하는 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6048-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 결함의 광학 현미경 검사 조건을 판단하는 순서로 돌아와서(Step6044), 처리를 진행한다. 또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6047-NO), 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6055-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6056), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6055-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

테일링 현상이 억제되는 광학 조건으로 설정된 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6048-NO), Step6043에서 결정된 검출 방법이 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하는 경우에는(Step6049-YES), 결함이 고감도 조건으로 설정된 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록, 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6050).

다음으로, 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 고감도 조건으로 설정된 암시야 광학 현미경(1052)의 촬상 소자(207)로 촬상하여 화상을 취득하고(Step6051), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6052-YES), 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다. 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6053-NO), 암시야 광학 현미경(1052)에서의 결함 검출을 종료한다(Step6054).

다음으로, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(S를 취득하고, 상술한 암시야 광학 현미경(105)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6050), 처리를 진행한다.

또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6052-NO), 결함이 광학 현미경(105)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 광학 현미경(105)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6058-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6059), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6058-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

그리고, 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052) 혹은 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)을 사용하여 얻은 결함 좌표와 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보와의 차로부터 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 이 결함을 SEM(106)에서 관찰하고자 했을 때의 결함에 대한 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 산출한다. 이 산출한 어긋남량을 바탕으로 하여 상기 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 보정하고, 이 위치 정보가 보정된 결함을 SEM(106)의 시야로 이동시켜, 관찰을 행한다.

이때, 관찰된 정보는 제어 시스템(125)에 보내져, 데이터 베이스(122)에 등록된다. 또, 관찰해야 할 결함이 다수 있는 경우에는, 그 중의 대표적인 몇몇 점을 추출하고, 그들 추출한 결함의 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 위치 정보와 테일링 현상이 억제된 광학 조건의 광학 현미경 혹은 고감도 조건의 암시야 광학 현미경에서 검출하여 얻은 각각의 결함의 위치 정보로부터, 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치와 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 구한다.

이 구한 어긋남량의 정보를 사용하여, 대표적인 몇몇 점 이외의 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하지 않은 결함에 대해서도 미리 다른 검사 장치(107)에서 검출하여 얻은 위치 정보를 보정한다. 또한, Step6043에 있어서 결정한 광학 현미경 검사 조건이, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출 대상의 결함에 있어서, 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출할 수 없었던 결함(Step6052-NO)을, 암시야 광학 현미경(1052)을 테일링 현상이 억제된 광학 조건으로 설정하여 검출해도 된다(도시 생략).

암시야 광학 현미경(1052)에 있어서, 고감도 검출 조건과, 테일링 현상을 억제한 광학 조건의 검출을 전환하는 방법은, 필터 홀더(208)(도 11)를 움직여, 광축 위의 필터(205)를 교환한다. 필터(205)를 전환할 때, 필터 홀더(208)와 같이 슬라이드식이 아닌, 회전 리볼버식의 필터 홀더를 사용해도 된다. 테일링 현상을 억제하기 위해서, 필터(205)(도 11)는, 실시예1에서 도 6a 또는 도 6b, 또는 도 7a 또는 도 7b에 기재한 필터, 편광자 중 하나, 혹은 복수를 사용해도 된다. 또한, 필터(205)에, MEMS나 액정을 사용했을 경우, 필터 홀더(208)에 의한 전환이 아닌, 인가 전압에 의해, 광학 특성을 변화시켜 전환하는 방법이 있다.

또한, 도 7a 또는 도 7b에 나타낸 바와 같은 전방의 저각도 영역에 부분적으로 작용하는 필터(403 또는 404)나 편광자를 사용하는 경우, 테일링 현상이 억제되고, 또한, 감도 저하가 작기 때문에, 도 13 내지 도 15에서 설명한 처리 플로우와 같은 고감도 수단과 테일링 현상 억제 수단을 적절히 사용해도, 적절히 사용하지 않아도 된다.

다음으로, 테일링 현상이 발생했는지, 혹은 발생하고 있지 않은지를 판단하고, 그 결과에 맞추어 결함 좌표 도출 알고리즘을 선택함으로써, 결함의 좌표 얼라인먼트 정밀도를 유지하는 방법에 대해서 설명한다. 이것에 의해, 테일링 현상을 억제하기 위한 광학 조건의 실장이 어려운 경우나, 테일링 현상을 억제하기 위한 광학 조건을 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서는 검출할 수 없지만, 고감도 조건을 설정한 암시야 광학 현미경(1052)에서는 꼬리를 끄는 결함에 있어서도, 결함의 좌표 얼라인먼트 정밀도를 높게 유지할 수 있다.

암시야 광학 현미경(1052)(도 11)에서 취득한 암시야 화상에, 테일링 현상이 발생하고 있는지의 여부를 판단하는 방법으로서는, 암시야 광학 현미경(1052)에서 취득한 결함 암시야상의 형상으로부터 판단하는 방법, 혹은, 암시야 광학 현미경(1052)을 사용하여 다른 광학 조건에서 취득한 복수 매의 암시야 화상을 비교하여 판단하는 방법이 있다. 이하, 암시야 광학 현미경(1052)에서 취득한 결함 암시야상에 있어서, 테일링 현상이 발생하고 있는 결함을 테일링 결함, 테일링 현상이 발생하고 있지 않은 결함을 비테일링 결함이라고 한다.

암시야 광학 현미경(1052)에서 취득한 결함 암시야상으로부터, 테일링 결함인지의 여부를 판정하는 방법으로서, 결함 암시야상의 형상으로부터 얻어지는 특징량을 사용하는 방법이 있다. 예를 들면, 결함 암시야상의 경사 각도, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 내에 차지하는 결함 암시야상의 크기, 혹은 영역에 대한 비율, 결함 암시야상의 장축과 단축의 비율, 혹은, 그들의 조합에 의거하는 특징량이 있다. 이들 결함 암시야상의 형상으로부터 얻어지는 특징량이 설정값을 만족시키는 결함을 테일링 결함, 그 이외를 비테일링 결함이라고 판정한다. 본 방법의 메리트는, 복수 조건에서 결함 암시야상을 취득할 필요가 없기 때문에, 결함 검출에 필요한 시간이 짧은 점이다.

암시야 광학 현미경(1052)을 사용하여 다른 광학 조건에서 취득한 복수 매의 암시야 화상을 비교하여, 테일링 결함인지의 여부를 판정하는 방법에 있어서, 서로 다른 광학 조건으로서는, 예를 들면, 조명 강도, 촬상 소자(207)의 화상 취득 축적 시간, 결함에 대한 조명의 입사 방위각 등이 있다. 조명의 입사 방위각을 바꾸는 방법으로서는, 웨이퍼를 회전시키는 방법, 혹은, 웨이퍼에 대한 조명 유닛(201)에서 발사된 레이저의 입사 방위각을 전환하는 방법이 있다. 예를 들면, 레이저의 입사 방위각을 π/2 전환하는 경우, 입사 방위로부터 길게 꼬리를 끄는 테일링 결함에 있어서는, 레이저의 입사 방위각에 의해 테일링 방향이 π/2 변화한다. 또한, 조명 강도를 작게 했을 경우, 혹은 촬상 소자(207)의 화상 취득 축적 시간을 짧게 했을 경우, 테일링 결함에서는 결함 암시야상의 형상의 변화가 이방적이 되지만(꼬리가 짧아지지만), 비테일링 결함에서는 거의 등방적으로 결함 암시야상의 형상이 변화한다.

다음으로, 검출한 결함이, 테일링 결함, 혹은 비테일링 결함인지를 판정하고, 판정 결과에 의거하여 결함 좌표 검출 알고리즘을 선택하는 경우의 결함 좌표 검출 처리 플로우에 대해서, 도 16을 사용하여 설명한다.

우선, 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 암시야 광학 현미경(105)의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6060). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 암시야 광학 현미경(105)에서 촬상하여 화상을 취득하고(Step6061), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6017-YES), 다음으로, Step6061에서 취득한 화상으로부터 테일링 결함인지의 여부를 판단한다.

대상 결함이 테일링 결함이면(Step6063-YES), 테일링 결함용의 알고리즘A를 사용하여 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다(Step6064). 또한, 대상 결함이 비테일링 결함이면(Step6063-NO), 비테일링 결함용의 알고리즘B를 사용하여 결함 화상의 휘도 분포로부터 결함 좌표를 도출한다. 예를 들면, 알고리즘A로서는, 취득 화상을 휘도값으로 양자화하고, 꼬리와는 역방향의 끝(도 2의 (b)의 암시야상(384)의 경우에는 좌단)을 결함 좌표로 하는 방법이 있다. 예를 들면, 알고리즘B로서는, 취득 화상을 휘도값으로 양자화하고, 그 휘도 중심을 결함 좌표로 하는 방법이 있다.

검출한 결함이, 테일링 결함, 혹은 비테일링 결함인지를 판정하는 방법으로서, 암시야 광학 현미경(1052)에서 취득한 결함 암시야상의 형상으로부터 얻어지는 특징량을 사용하는 방법이 있다. 예를 들면, 결함 암시야상의 경사 각도, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 내에 차지하는 결함 암시야상의 크기, 혹은 영역에 대한 비율, 결함 암시야상의 장축과 단축의 비율, 혹은, 그들의 조합에 의거하는 특징량이 있다. 이들 결함 암시야상의 형상으로부터 얻어지는 특징량이 설정값을 만족시키는 결함을 테일링 결함, 그 이외를 비테일링 결함이라고 판정한다. 예를 들면, 전방 저앙각 방향으로 강하게 산란하는 저단차의 볼록 형상의 결함의 경우, 조명의 입사면에 평행한 방향으로 꼬리가 연장되므로, 결함 암시야상의 경사 각도가, 조명의 입사 방위각 근방인 경우, 테일링 결함이라고 판정하는 경우를 생각할 수 있다.

다음으로, 암시야 광학 현미경(105)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6065-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(105)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6060), 처리를 진행한다.

또, 상술한 결함 검출 순서로 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6062-NO), 결함이 암시야 광학 현미경(105)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(105)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6067-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6068), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6067-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다. 다음으로, 암시야 광학 현미경(105)에서, 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6065-NO), 광학 현미경에서의 결함 검출을 종료한다(Step6066).

다음으로, 다른 검사 장치(107)(도 10)에서 검출된 결함을, 도 10에서 설명한 리뷰 장치(1000)에서 관찰하는 처리의 흐름을 도 17, 도 18, 도 19로 설명한다.

도 17의 처리 플로우에 대해서 설명한다. 우선, 다른 검사 장치(107)를 사용하여, 시료(101) 위의 결함을 검출하고, 검사 장치(107)는 시료(101)의 검사 정보를, 네트워크(121)를 통해 출력하고, 리뷰 장치(100)의 기억 장치(124)에 입력한다. 다른 검사 장치(107)가 출력하는 시료(101)의 검사 정보는, 결함 좌표, 결함 신호, 결함 형상, 결함 산란광의 편광, 결함 종류, 결함 라벨, 결함의 특징량, 시료(101) 표면의 산란 신호 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 결과와, 다른 검사 장치(107)의 조명 입사각, 조명 파장, 조명의 방위각, 조명 강도, 조명 편광, 검출부의 방위각, 검출부의 앙각, 검출부의 검출 영역 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 조건에서 구성되는 검사 정보이다. 검사 장치에 복수의 검출기가 존재하는 경우에는, 검출기마다 출력되는 시료(101)를 검사한 결과 얻어지는 검사 정보 혹은, 복수의 검출기 출력을 통합한 시료(101)의 검사 정보를 사용한다.

다음으로, 기억 장치(124)에 기억한 정보를 사용하여, 다른 검사 장치(107)에서 검출한 결함 중에서 추출한 일부의 결함, 혹은 전부의 결함을 리뷰 장치(1000)에서 관찰한다. 우선, 시료(101)의 러프 얼라인먼트를 행한다(Step6078). 이것은 암시야 광학 현미경(1052)에 구비한 것에 따라 명시야 관찰에 의해 행한다. 다음으로, 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6079). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행한다(Step6080).

다음으로, 암시야 광학 현미경(1052)에서 촬상하여 얻은 화상으로부터 결함을 탐색하고(Step6081), 결함을 검출한 것이라면(Step6082-YES), 광학 현미경(105)에 의한 결함 검출 위치와 미리 다른 결함 검사 장치에 의해 검출된 결함의 위치 정보와의 차로부터 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 이 결함을 SEM(106)에서 관찰하고자 했을 때의 결함에 대한 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 산출한다(Step6083). 이 산출한 어긋남량을 바탕으로 하여 상기 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 보정하고(Step6084), 이 위치 정보가 보정된 결함을 SEM(106)의 시야로 이동시키고, 관찰을 행한다(Step6086). 이때, 관찰된 정보는 제어 시스템(125)에 보내져, 데이터 베이스(122)에 등록된다.

또, 관찰해야 할 결함이 다수 있는 경우에는, 그 중의 대표적인 몇몇 점을 추출하고, 그들 추출한 결함의 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 위치 정보와 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하여 얻은 각각의 결함의 위치 정보로부터, 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치와 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 구한다. 이 구한 어긋남량의 정보를 사용하여, 대표적인 몇몇 점 이외의 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하지 않은 결함 혹은, 암시야 광학 현미경(105)에서 관찰했지만 검출할 수 없었던 결함(Step6082-NO)에 대해서도, 필요하면(Step6089-YES), 미리 다른 검사 장치(107)에서 검출하여 얻은 위치 정보를 보정한다(Step6090).

도 18의 처리 플로우에 대해서 설명한다. 우선, 다른 검사 장치(107)를 사용하여, 시료(101) 위의 결함을 검출하고, 다른 검사 장치(107)는 시료(101)의 검사 정보를, 네트워크(121)를 통해 출력하고, 리뷰 장치(1000)의 기억 장치(124)에 입력한다. 다른 검사 장치(107)가 출력하는 시료(101)의 검사 정보는, 결함 좌표, 결함 신호, 결함 형상, 결함 산란광의 편광, 결함 종류, 결함 라벨, 결함의 특징량, 시료(101) 표면의 산란 신호 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 결과와, 다른 검사 장치(107)의 조명 입사각, 조명 파장, 조명의 방위각, 조명 강도, 조명 편광, 검출부의 방위각, 검출부의 앙각, 검출부의 검출 영역 중 어느 하나이거나 혹은 이들의 조합으로 구성되는 검사 조건에서 구성되는 검사 정보이다. 검사 장치에 복수의 검출기가 존재하는 경우에는, 검출기마다 출력되는 시료(101)를 검사한 결과 얻어지는 검사 정보 혹은, 복수의 검출기 출력을 통합한 시료(101)의 검사 정보를 사용한다.

다음으로, 기억 장치(124)에 기억한 정보를 사용하여 다른 검사 장치(107)에서 검출한 결함 중에서 추출한 일부의 결함, 혹은 전부의 결함을 리뷰 장치(1000)에서 관찰한다. 우선, 시료(101)의 러프 얼라인먼트를 행한다(Step6078). 이것은 암시야 광학 현미경(1052)에 의한 명시야 관찰에 의해 행한다. 다음으로, 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6079). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행한다(Step6080).

다음으로, 암시야 광학 현미경(1052)에서 촬상하여 취득한 화상으로부터 결함을 탐색하고(Step6081), 결함을 검출한 것이라면(Step6082-YES), 암시야 광학 현미경(1052)에 의한 결함 검출 위치와 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보와의 차로부터 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 이 결함을 SEM(106)에서 관찰하고자 했을 때의 결함에 대한 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 산출한다(Step6083). 이 산출한 어긋남량을 바탕으로 하여 상기 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 보정하고(Step6084), 이 위치 정보가 보정된 결함을 SEM(106)의 시야로 이동시켜, 관찰을 행한다(Step6086). 이때, 관찰된 정보는 제어 시스템(125)에 보내져, 데이터 베이스(122)에 등록된다.

또, 관찰해야 할 결함이 다수 있는 경우에는, 그 중의 대표적인 몇몇 점을 추출하고, 그들 추출한 결함의 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 위치 정보와 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하여 얻은 각각의 결함의 위치 정보로부터, 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치와 SEM(106)의 시야 위치의 어긋남량을 구한다. 이 구한 어긋남량의 정보를 사용하여, 대표적인 몇몇 점 이외의 암시야 광학 현미경(1052)에서 검출하지 않은 결함 혹은, 암시야 광학 현미경(1052)에서 관찰했지만 검출할 수 없었던 결함(Step6082-NO)에 대해서도, 필요하면(Step6089-YES), 미리 다른 검사 장치(107)에서 검출하여 얻은 위치 정보를 보정한다(Step6090). 또, SEM(106)에서 결함을 검출할 수 없고(Step6091-NO), SEM(106)에서 주변을 탐색하는(Step6092-YES) 경우, SEM의 시야를 이동시키거나, 혹은 시료(101)를 이동시켜 주변을 탐색하여(Step6093), 처리를 진행한다.

SEM(106)에서 결함을 검출할 수 없고(Step6091-NO), 주변을 탐색하지 않고(Step6092-NO), 다른 결함 좌표 후보를 관찰하는 경우에는(Step6094-YES), Step6081에서 사용한 광학 조건과는 다른 광학 조건에서 결함을 재검출하거나(Step6095-YES) 혹은, 암시야 광학 현미경(1052)으로 재검출하지 않고(Step6095-NO), Step6081에서 취득한 화상을 사용하며, Step6085에서 이동한 좌표와는 다른, 결함이 존재할 가능성이 높은 결함 좌표에 SEM의 시야 혹은 시료를 이동시켜(Step6093), 처리를 진행한다. Step6085에서 이동한 좌표와는 다른, 결함이 존재할 가능성이 높은 결함 좌표는, 예를 들면, Step6083에서 결함 좌표 도출에 사용한 화상보다 촬상 소자의 축적 시간이 짧고, 테일링에 의한 좌표 어긋남량이 적은 화상을 사용하는 방법이나, Step6083에서 결함 좌표 도출에 사용한 알고리즘과는 다른 알고리즘을 사용하여 결함 좌표를 도출하는 방법에 의해, 도출한다.

다음으로, 암시야 광학 현미경(1052)에서 취득한 화상으로부터, 테일링 결함, 혹은 비테일링 결함인지를 판정하고, 판정 결과에 의거하여, 결함 좌표를 도출하는 처리 플로우에 대해서, 도 19를 사용하여 설명한다.

우선, 리뷰 장치(1000)에서 미리 다른 검사 장치(107)에 의해 검출된 결함의 위치 정보를 사용하여 시료(101) 위의 관찰하고자 하는 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야에 들어가도록 스테이지(103)를 이동시킨다(Step6096). 다음으로 높이 제어 기구(209)로 대물 렌즈(202)를 이동시켜서 초점 맞춤을 행하고, 암시야 광학 현미경(1052)에서 촬상하여 화상을 취득하고(Step6097), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6098-YES), 다음으로, Step6097에서 취득한 화상으로부터 테일링 결함인지의 여부를 판단하고, 대상 결함이 테일링 결함이면(Step6099-YES), 암시야 광학 현미경(1052)의 광학 조건을 테일링 현상의 영향이 적은 광학 조건으로 변경하고(Step6100), 암시야 광학 현미경(1052)에서 촬상하여 화상을 취득하고(Step6101), 취득한 화상 내에서 결함을 탐색하고, 결함을 검출한 것이라면(Step6102-YES), Step6101에서 취득한 화상으로부터 결함 좌표를 도출한다(Step6103). 또한, 대상 결함이 비테일링 결함이면(Step6099-NO), Step6097에서 취득한 화상으로부터 결함 좌표를 도출한다(Step6103).

다음으로, 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함 정보가 필요한 경우에는(Step6104-YES), 다른 검사 장치(107)의 출력 결과로부터 관찰하고자 하는 결함 위치 정보를 취득하고, 상술한 고감도 조건으로 설정한 암시야 광학 현미경(1052)으로 결함을 이동시키는 순서로 돌아와서(Step6096), 처리를 진행한다.

또, Step6097에서 취득한 화상으로부터 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6098-NO), 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6106-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6107), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6106-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

또한, Step6101에서 취득한 화상으로부터 결함 검출할 수 없었을 경우에는(Step6102-NO), 결함이 암시야 광학 현미경(1052)의 시야의 밖에 있는 경우를 생각할 수 있기 때문에, 암시야 광학 현미경(1052)의 시야 주변부를 탐색해도 된다. 주변부를 탐색하는 경우에는(Step6108-YES), 시야에 상당하는 만큼 시료(101)를 이동시켜(Step6109), 상술한 결함 검출 순서로부터 처리를 행한다. 또한, 주변 탐색을 하지 않는 경우에는(Step6108-NO), 순서에 따라서 처리를 진행한다.

다음으로, 암시야 광학 현미경(1052)에서, 다른 결함을 검출할 필요가 없으면(Step6104-NO), 암시야 광학 현미경(1052)에서의 결함 검출을 종료한다(Step6105). 또, Step6101에서 변경하는 광학 조건으로서는, 조명 광량, 조명의 입사각, 조명의 방위각, 화상 취득 시의 축적 시간, 필터(205)의 광학 특성 중 어느 하나, 혹은 그들이 조합된 광학 조건이다. 촬상 소자(207)의 축적 시간을 단축, 혹은, 조명 광량을 감광하면, 테일링 결함의 꼬리의 길이가 짧아져, 테일링 현상의 영향이 작아진다.

조명 강도를 가변하는 방법으로서는, 조명 광학계(201)에의 인가 전압의 제어, ND 필터를 검출 광학계의 광축 위에 배치, 조명의 입사각을 바꾸기 위한 광로 전환 등이 있다. 또한, 조명의 입사각, 조명의 방위각을 변경하면, 결함 산란광 분포가 바뀌기 때문에, 결함 산란광이 국소적으로 집중하여 강도가 강한 영역과, 검출 광학계의 개구 경계가 중첩하지 않는 조명 방위를 선택하면, 테일링 현상의 영향을 억제할 수 있다.

테일링 현상의 영향이 적은 광학 조건에서 사용하는 필터(205)로서는, 감광용의 ND 필터, 도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같은 개구 제한하기 위한 공간 필터, 도 6a 및 도 6b, 도 7a 및 도 7b에 기재의 필터 등이다.

이상, 본 발명자에 의해 이루어진 발명을 실시형태에 의거하여 구체적으로 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경 가능한 것은 물론이다.

101…시료 102…시료 홀더 103…스테이지 104…광학식 높이 검출 시스템 105…광학 현미경 106…전자 현미경 107…검사 장치 111…진공 밀봉창 112…진공조 121…네트워크 122…라이브러리 123…유저 인터페이스 124…기억 장치 125…제어 시스템 209…높이 제어 기구

Claims (18)

1. 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 상기 시료에 조사하고,
   당해 광이 조사된 상기 시료로부터 발생한 산란광 중 대물 렌즈에 입사한 산란광을 집광(集光)하여 상기 산란광의 상(像)을 결상하고,
   당해 결상한 산란광의 상을 촬상하여 화상을 취득하고,
   당해 취득한 화상을 처리하여 상기 시료 위의 결함을 추출해서 당해 추출한 결함의 위치 정보를 구하고,
   당해 구한 결함의 위치 정보를 출력하는 결함 검출 방법으로서,
   상기 산란광의 상을 결상하는 것을, 상기 대물 렌즈에 입사한 산란광을, 일부 영역이 상기 대물 렌즈의 반경 방향에 대하여 외주 방향을 향해 투과율이 서서히 감소하는 투과율 분포를 갖는 필터를 투과시켜, 상기 대물 렌즈의 개구의 외연(外緣)부에 가까운 영역에 산란한 산란광이 발생하는 영역의 일부를 투과한 산란광의 성분을 부분적으로 차광한 광을 결상함으로써, 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링(tailing) 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 결상하고,
   상기 추출한 결함의 위치 정보를, 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 촬상하여 취득한 화상으로부터 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 구하는
   것을 특징으로 하는 결함 검출 방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 시료를 재치(載置)하는 재치 수단과,
   당해 재치 수단에 재치된 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 상기 시료에 조사하는 조명 수단과,
   당해 조명 수단에 의해 광이 조사된 상기 시료로부터 발생한 산란광을 집광하는 대물 렌즈와 당해 대물 렌즈로 집광한 상기 산란광의 상을 결상하는 결상 렌즈와 당해 결상 렌즈로 결상한 상기 산란광의 상을 촬상하는 촬상 소자를 갖는 촬상 수단과,
   당해 촬상 수단으로 상기 산란광의 상을 촬상하여 얻은 상기 산란광의 화상을 처리하여 상기 시료 위의 결함을 추출해서 당해 추출한 결함의 위치 정보를 구하는 화상 처리 수단과,
   당해 화상 처리 수단으로 구한 결함의 위치 정보를 출력하는 출력 수단을 구비한 결함 검출 장치로서,
   상기 촬상 수단은, 상기 대물 렌즈에 입사한 산란광 중 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광이 발생하는 영역의 일부를 부분적으로 차광하는 상기 대물 렌즈의 반경 방향에 대하여 외주 방향을 향해 투과율이 서서히 감소하는 투과율 분포를 갖는 필터를 더 구비하고, 당해 필터를 투과한 산란광을 상기 결상 렌즈로 결상함으로써 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 결상하고, 당해 결상한 테일링 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 상기 촬상 소자로 촬상하고,
   상기 화상 처리 수단은, 상기 결함의 위치 정보를, 상기 테일링 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 촬상하여 취득한 화상으로부터 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 구하는
   것을 특징으로 하는 결함 검출 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 다른 검사 장치에서 검출된 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 스테이지 위에 재치된 상기 시료에 광을 조사하여 상기 시료로부터 발생하는 산란광의 상을 대물 렌즈를 통해 촬상하고,
   당해 촬상하여 얻은 상기 산란광의 화상을 처리해서 상기 결함의 상기 스테이지 위에서의 위치 정보를 구하고,
   당해 구한 결함의 상기 스테이지 위에서의 위치 정보를 사용하여 상기 다른 검사 장치에서 검출한 상기 시료 위의 결함의 위치 정보를 수정하고,
   당해 수정한 위치 정보를 사용하여 상기 스테이지 위에 재치된 시료 위의 상기 다른 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 결함 관찰 방법으로서,
   상기 산란광의 상을 촬상하는 것을,
   상기 스테이지 위에 재치된 상기 다른 검사 장치에서 결함이 검출된 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 상기 시료에 조사하고,
   당해 광의 조사에 의해 상기 시료 표면에서 발생한 산란광 중 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광의 성분을, 일부 영역이 상기 대물 렌즈의 반경 방향에 대하여 외주 방향을 향해 투과율이 서서히 감소하는 투과율 분포를 갖는 필터를 투과시켜 상기 대물 렌즈의 개구에 대해서 상기 산란광이 발생하는 영역의 일부를 부분적으로 차광한 광에 의해 결상함으로써, 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 결상하고,
   당해 결상한 산란광의 상을 촬상하여 상기 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 취득함으로써 행하고,
   상기 결함의 상기 스테이지 위에서의 위치 정보를 구하는 것을,
   상기 취득한 상기 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 처리하여 상기 시료 위의 결함을 추출하고,
   상기 산란광에 의한 테일링 현상을 억제한 상기 산란광의 화상으로부터 상기 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 상기 추출한 결함의 위치 정보를 구하는
   것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제7항에 있어서,
    상기 스테이지에 재치되어 상기 산란광의 상이 촬상되어서 결함의 위치 정보가 수정된 시료를, 상기 스테이지에 재치한 상태에서 반송하여 상기 결함의 관찰을 행하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
11. 다른 검사 장치에서 검출된 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 스테이지 위에 재치된 상기 시료에 광을 조사하여 상기 시료로부터 발생하는 산란광의 상을 대물 렌즈를 통해 촬상하고,
    당해 촬상하여 얻은 상기 산란광의 화상을 처리해서 상기 결함의 상기 스테이지 위에서의 위치 정보를 구하고,
    당해 구한 결함의 상기 스테이지 위에서의 위치 정보를 사용하여 상기 다른 검사 장치에서 검출한 상기 시료 위의 결함의 위치 정보를 수정하고,
    당해 수정한 위치 정보를 사용하여 상기 스테이지 위에 재치된 시료 위의 상기 다른 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 결함 관찰 방법으로서,
    상기 산란광의 상을 촬상하는 공정에서,
    상기 촬상한 산란광의 상에 테일링 현상이 발생하고 있는지를 체크하고,
    상기 산란광의 상에 테일링 현상이 발생하고 있는 경우에는,
    상기 테일링 현상이 발생한 결함에 광을 사방으로부터 조사하고,
    당해 광의 조사에 의해 상기 결함에서 발생한 산란광 중 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광의 성분을, 일부 영역이 상기 대물 렌즈의 반경 방향에 대하여 외주 방향을 향해 투과율이 서서히 감소하는 투과율 분포를 갖는 필터를 투과시켜 상기 대물 렌즈의 개구에 대해서 상기 산란광이 발생하는 영역의 일부를 부분적으로 차광한 광에 의해 결상함으로써, 상기 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 상기 산란광의 상을 결상하고,
    당해 결상한 산란광의 상을 촬상하여 상기 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 취득하고,
    당해 취득한 상기 산란광에 의한 테일링 현상의 발생을 억제한 화상을 처리하여 상기 시료 위의 결함을 추출하고,
    당해 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 상기 추출한 결함의 위치 정보를 구하는
    것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제11항에 있어서,
    상기 스테이지에 재치되어 상기 산란광의 상이 촬상되어서 결함의 위치 정보가 수정된 시료를, 상기 스테이지에 재치한 상태에서 반송하여 상기 결함의 관찰을 행하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 방법.
15. 다른 검사 장치에서 검사되어서 결함이 검출된 시료를 재치하는 스테이지 수단과,
    당해 스테이지 수단에 재치된 상기 시료 위의 결함의 위치 정보를 사용하여 당해 시료에 광을 조사해서 당해 시료로부터의 산란광의 상을 촬상하는 촬상 수단과,
    당해 촬상 수단으로 촬상하여 얻은 상기 산란광의 화상으로부터 결함을 검출하여 당해 검출한 결함의 위치 정보를 구하는 위치 정보 추출 수단과,
    당해 위치 정보 추출 수단으로 구한 결함의 위치 정보를 사용하여 상기 다른 검사 장치에서 검출한 상기 시료 위의 결함의 위치 정보를 수정하는 결함 위치 정보 수정 수단과,
    당해 결함 위치 정보 수정 수단으로 수정한 위치 정보를 사용하여 상기 시료 위의 상기 다른 검사 장치에서 검출된 결함을 관찰하는 결함 관찰 수단을 구비한 결함 관찰 장치로서,
    상기 촬상 수단은,
    상기 스테이지 수단에 재치된 상기 다른 검사 장치에서 결함이 검출된 시료의 표면에 광을 사방으로부터 입사시켜서 상기 시료에 조사하는 조명부와,
    당해 조명부에 의해 광이 조사된 상기 시료로부터 발생한 산란광을 집광하는 대물 렌즈와 당해 대물 렌즈로 집광한 상기 산란광 중 상기 대물 렌즈의 개구의 외연부에 가까운 영역에 산란한 산란광이 발생하는 영역의 일부를 부분적으로 차광하는 상기 대물 렌즈의 반경 방향에 대하여 외주 방향을 향해 투과율이 서서히 감소하는 투과율 분포를 갖는 필터와, 당해 필터를 투과한 산란광을 결상시킴으로써 테일링 현상의 발생이 억제된 상기 산란광의 상을 결상하는 결상 렌즈와, 당해 결상 렌즈에 의해 결상한 테일링 현상의 발생이 억제된 상기 산란광의 상을 촬상하는 촬상 소자를 갖는 촬상부를 구비하고,
    상기 위치 정보 추출 수단은, 상기 촬상부로 상기 테일링 현상의 발생이 억제된 산란광의 상을 촬상하여 얻은 화상을 처리해서 상기 시료 위의 결함을 추출하고, 당해 추출한 결함의 휘도 신호에 의거하여 당해 결함의 위치 정보를 구하는
    것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.
16. 삭제
17. 삭제
18. 제15항에 있어서,
    상기 스테이지 수단은, 상기 촬상 수단으로 상기 산란광의 상이 촬상되어서 결함의 위치 정보가 수정된 시료를, 상기 결함 관찰 수단의 위치까지 반송하고, 상기 결함 관찰 수단에서, 상기 시료를 상기 스테이지에 재치한 상태에서 결함의 관찰을 행하는 것을 특징으로 하는 결함 관찰 장치.

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