KR20090034806A - 표면검사장치 - Google Patents

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다케오 오모리
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가부시키가이샤 니콘
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Abstract

[과제] 반복 패턴의 복수 종류의 결함에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있는 표면검사장치를 제공한다.
[해결 수단] 피검물체(20)의 표면에 형성된 반복 패턴을 조명하고, 반복 패턴의 형상 변화에 의한 정반사광(L2)의 강도의 변화를 측정하는 수단(13∼15)과, 반복 패턴을 직선 편광에 의해 조명하고, 반복 패턴의 반복 방향과 직선 편광의 진동면의 방향이 이루는 각도를 경사진 각도로 설정하고, 반복 패턴의 형상 변화에 의한 정반사광(L2)의 편광 상태의 변화를 측정하는 수단(13∼15)과, 정반사광(L2)의 강도의 변화와 편광 상태의 변화에 기초하여, 반복 패턴의 결함을 검출하는 수단(15)을 구비한다.

Description

표면검사장치{SURFACE INSPECTION APPARATUS}
본 발명은, 피검물체의 표면에 형성된 반복 패턴의 결함 검사를 행하는 표면검사장치에 관한 것이다.
피검물체(예를 들면 반도체 웨이퍼나 액정 기판 등)의 표면에 형성된 반복 패턴에 검사용의 조명광을 조사하여, 이 때 반복 패턴으로부터 발생하는 빛에 기초하여, 반복 패턴의 결함 검사를 행하는 장치가 알려져 있다. 이러한 검사 장치에는, 반복 패턴으로부터 발생하는 빛의 종류(예를 들면 회절광이나 산란광이나 정반사광 등)에 따라서 여러 가지 방식이 있다. 또한, 검사용의 조명광에 대해서도, 비편광을 이용하는 장치나, 직선 편광을 이용하는 장치(예를 들면 특허 문헌 1을 참조) 등이 알려져 있다. 이들 검사장치는, 모두, 피검물체의 표면의 비교적 넓은 영역(예를 들면 전역 등)에서, 일괄하여 반복 패턴의 결함을 검출할 수 있고, 스루풋이 높은 결함 검사를 가능하게 하는 것이다.
특허 문헌 1 :국제 공개2005/040776호 팸플릿
[발명이 해결하고자 하는 과제]
그러나, 반복 패턴의 결함에는 여러가지 종류가 있다. 예를 들면 피검물체에 대한 노광시의 결함으로서는 디포커스 결함과 도스 결함이 대표적이다. 상기의 장치에서는, 이들 각종 결함을 구별하여 검출하는 것이 어렵고, 복수 종류의 결함을 일괄하여 검출하고 있는 것이 현상황이었다. 그러나, 본 발명자들이 연구를 거듭한 결과, 결함의 검출 감도는 결함의 종류와 검출 방식의 조합에 크게 의존하며, 어느 특정의 검출 방식으로는 결함의 종류에 따라서 충분한 검출 감도를 얻을 수 없는 것을 알 수 있었다. 또한, 어느 검출 방식으로는 충분한 검출 감도를 얻을 수 없는 결함이라도, 다른 검출 방식을 이용하면 고감도로 검출이 가능한 것도 알 수 있었다.
본 발명의 목적은, 반복 패턴의 복수 종류의 결함에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있는 표면검사장치를 제공하는 것에 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명의 표면검사장치는, 피검물체의 표면에 형성된 반복 패턴을 조명하고, 상기 반복 패턴으로부터 발생한 정반사광의 강도에 기초하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 강도의 변화를 측정하는 제1 측정수단과, 상기 반복 패턴을 직선 편광에 의해 조명하고, 상기 반복 패턴의 반복 방향과 상기 직선 편광의 진동면의 상기 표면에 있어서의 방향이 이루는 각도를 경사진 각도로 설정하고, 상기 반복 패턴으로부터 발생한 정반사광의 편광 상태에 기초하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 편광 상태의 변화를 측정하는 제2 측정수단과, 상기 제1 측정수단이 측정한 상기 강도의 변화와, 상기 제2 측정수단이 측정한 상기 편광 상태의 변화에 기초하여, 상기 반복 패턴의 결함을 검출하는 검출수단을 구비한 것이다.
본 발명의 다른 표면검사장치는, 피검물체의 표면에 형성된 반복 패턴에 조명광을 조사함과 함께, 상기 조명광의 광로속에 출납이 가능한 제1 편광판을 가진 조명수단과, 상기 반복 패턴으로부터 발생한 정반사광에 기초하여 수광 신호를 출력함과 함께, 상기 정반사광의 광로속에 출납이 가능한 제2 편광판을 가지며, 상기 제2 편광판의 투과축이 상기 제1 편광판의 투과축과는 교차하는 수광수단과, 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판의 어느 한쪽을 광로속에 배치하고, 상기 수광수단으로부터 상기 정반사광의 강도에 관한 상기 수광 신호를 입력하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 강도의 변화를 측정하는 제1 처리수단과, 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판의 쌍방을 광로속에 배치하고, 상기 반복 패턴에 상기 조명광으로서 조사되는 직선 편광의 진동면의 상기 표면에 있어서의 방향과 상기 반복 패턴의 반복 방향이 이루는 각도를 경사진 각도로 설정하고, 상기 수광수단으로부터 상기 정반사광의 편광 상태에 관한 상기 수광 신호를 입력하고, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 편광 상태의 변화를 측정하는 제2 처리수단과, 상기 제1 처리수단이 측정한 상기 강도의 변화와, 상기 제2 처리수단이 측정한 상기 편광 상태의 변화에 기초하여, 상기 반복 패턴의 결함을 검출하는 검출수단을 구비한 것이다.
또한, 상기 제1 처리수단은, 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판중에서, 상기 조명광의 입사면에 대해서 투과축이 직교하는 편광판을 광로속에 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검출수단은, 상기 강도의 변화에 기초하여 상기 반복 패턴의 제1 종류의 결함을 검출하고, 상기 편광 상태의 변화에 기초하여 상기 반복 패턴의 제2 종류의 결함을 검출하여, 상기 표면중의 상기 제1 종류의 결함과 상기 제2 종류의 결함중의 적어도 한쪽이 검출된 개소를 상기 반복 패턴의 최종적인 결함으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 검출수단은, 상기 최종적인 결함의 정보에 상기 결함의 종류의 정보를 부가하여 출력하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 종류의 결함은, 상기 피검물체에 대한 노광시의 도스 결함이고, 상기 제2 종류의 결함은, 상기 피검물체에 대한 노광시의 디포커스 결함인 것이 바람직하다.
[발명의 효과]
본 발명의 표면검사장치에 의하면, 반복 패턴의 복수 종류의 결함에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있다.
[도 1] 표면검사장치(10)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
[도 2] 피검물체(20)의 표면의 개략도이다.
[도 3] 조명광(L1)의 입사면(3A)과 반복 패턴(22)의 반복 방향(X방향)과의 기울기 상태를 설명하는 도면이다.
[도 4] 노광시의 디포커스 결함을 설명하는 도면이다.
[도 5] 노광시의 도스 결함을 설명하는 도면이다.
[도 6] 조명광(L1)과 정반사광(L2)의 편광 상태를 설명하는 도면이다.
[도 7] 조명광(L1)의 진동면의 방향(V방향)과 반복 패턴(22)의 반복 방향(X 방향)과의 기울기 상태를 설명하는 도면이다.
이하에, 도면을 이용하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 표면검사장치(10)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 피검물체(20)를 지지하는 스테이지(11)와, 얼라이먼트계(12)와, 조명계(13)와, 수광계(14)와, 화상 처리부(15)와, 제어부(16)로 구성된다.
피검물체(20)는, 예를 들면 반도체 웨이퍼나 액정 유리 기판 등이다. 피검물체(20)의 표면(레지스트층)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 칩 영역(21)이 배열되고, 각 칩 영역(21) 속에 검사해야 할 반복 패턴(22)이 형성되어 있다. 반복 패턴(22)은, 배선 패턴 등의 라인·앤드·스페이스의 패턴이다. 반복 패턴(22)의 라인부의 배열 방향(X방향)을 「반복 패턴(22)의 반복 방향」이라고 한다.
본 실시형태의 표면검사장치(10)는, 반도체 회로 소자나 액정 표시 소자의 제조 공정에 있어서, 피검물체(20)의 표면에 형성된 반복 패턴(22)의 결함 검사를 자동으로 행하는 장치이다. 이 표면검사장치(10)에는, 표면(레지스트층)에의 노광·현상이 끝난 후의 피검물체(20)가, 도시하지 않은 반송계에 의해서 카세트 또는 현상 장치로부터 옮겨져, 스테이지(11)에 흡착된다.
스테이지(11)는, 피검물체(20)를 윗면에 얹어 놓고 예를 들면 진공 흡착에 의해 고정 유지한다. 또한, 스테이지(11)에는 회전 기구(1A)가 설치된다. 스테이 지(11)의 회전축은, 피검물체(20)를 얹어 놓는 윗면에 수직이다. 회전 기구(1A)는, 제어부(16)로부터의 지시에 따라서 스테이지(11)를 회전시키고, 그 윗면에 얹어 놓여진 피검물체(20)를 회전시킨다. 이 때문에, 피검물체(20)의 반복 패턴(22)의 반복 방향(도 2의 X방향)을, 피검물체(20)의 표면 내에서 회전시킬 수 있다.
얼라이먼트계(12)는, 스테이지(11)가 회전하고 있을 때, 피검물체(20)의 바깥가장자리부를 조명하고, 바깥가장자리부에 설치된 외형 기준(예를 들면 노치)의 회전 방향의 위치에 기초하여, 피검물체(20)상의 반복 패턴(22)의 방향을 검출한다. 얼라이먼트계(12)에 의한 검출 결과는 제어부(16)에 입력되고, 반복 패턴(22)의 반복 방향(X방향)이 원하는 방향이 되면, 스테이지(11)의 회전이 정지된다.
반복 패턴(22)의 원하는 방향은, 예를 들면, 조명계(13)로부터 반복 패턴(22)에 조사되는 조명광(L1)의 입사면(3A)(도 3)를 기준으로 하고, 이 입사면(3A)의 방향과 반복 패턴(22)의 반복 방향(X방향)이 이루는 각도 Ø에 의해서 정해진다. 본 실시형태에서는, 각도 Ø를 경사진 각도로 설정한다(0도＜Ø＜90도). 각도 Ø는 예를 들면 45도이다. 한편, 입사면(3A)이란, 조명광(L1)의 조사 방향과 피검물체(20)의 표면의 법선을 포함한 평면이다.
조명계(13)는, 피검물체(20)의 표면에 형성된 반복 패턴(22)(도 2, 도 3)에 대해서 검사용의 조명광(L1)을 조사하는 수단으로서, 램프 하우스(31)와, 라이트 가이드 파이버(33)와, 편광판(34)과, 요면 반사경(35)으로 구성된다. 이 조명계(13)는, 피검물체(20)측에 대해 텔레센트릭 광학계이다.
램프 하우스(31)에는, 도시는 생략했지만, 광원과, 파장 선택 필터와, 광량 조정용의 ND 필터 등이 내장된다. 광원은, 할로겐 램프나 메탈 하라이드 램프나 수은 램프 등의 염가의 방전광원이다. 파장 선택 필터는, 광원으로부터 출사되는 빛중의 소정 파장의 휘선 스펙트럼을 선택적으로 투과한다.
라이트 가이드 파이버(33)는, 램프 하우스(31)로부터 출사되는 빛을 전송하고, 발산광속의 조명광(비편광)을 사출한다.
편광판(34)은, 라이트 가이드 파이버(33)의 사출단 근방에 배치되고, 그 투과축이 소정의 방위로 설정된다. 그리고, 라이트 가이드 파이버(33)로부터의 발산 광속의 조명광(비편광)을, 투과축의 방위에 따른 편광 상태(즉 직선 편광)로 변환한다. 편광판(34)의 투과축의 방위는, 반복 패턴(22)(도 3)에 대한 조명광(L1)의 입사면(3A)과 평행하다.
요면 반사경(35)은, 구면의 안쪽을 반사면으로 한 반사경이며, 앞쪽 초점이 라이트 가이드 파이버(33)의 사출단과 대략 일치, 뒤쪽 초점이 피검물체(20)의 표면과 대략 일치하도록 배치된다. 이 때문에, 편광판(34)으로부터의 발산 광속의 조명광(직선 편광)은, 요면 반사경(35)에 의해서 콜리메이트되어, 검사용의 조명광(L1)으로서 피검물체(20)상의 반복 패턴(22)에 조사된다.
또한, 상기의 편광판(34)은, 라이트 가이드 파이버(33)와 요면 반사경(35)의 사이의 광로속(즉 발산 광속의 조명광의 광로속)에 출납이 가능하도록 구성되고, 도 1에 실선으로 도시한 광로속의 위치로부터 점선의 위치로 퇴피가 가능하도록 되어 있다. 이를 실현하기 위해서, 편광판(34)에는, 구동 모터(4A)의 회전축이 연결된다. 편광판(34)은, 구동 모터(4A)의 회전축을 중심으로 회전이 가능하다. 편광 판(34)의 회전(출납)은, 제어부(16)로부터의 지시에 따라서 구동 모터(4A)가 행한다.
편광판(34)을 광로속으로부터 퇴피시켰을 때에는, 라이트 가이드 파이버(33)로부터의 발산광속의 조명광(비편광)이 그대로 요면 반사경(35)에 입사한다. 그리고, 요면 반사경(35)에 의해서 콜리메이트되어, 검사용의 조명광(L1)으로서 피검물체(20)상의 반복 패턴(22)에 조사된다.
이와 같이, 상기의 조명계(13)에서는, 라이트 가이드 파이버(33)와 요면 반사경(35) 사이의 광로속에 편광판(34)을 배치했을 때에, 직선 편광의 조명광(L1)에 의해서 반복 패턴(22)을 조명할 수 있고, 또한, 그 광로속으로부터 편광판(34)을 퇴피시켰을 때에, 비편광의 조명광(L1)에 의해서 반복 패턴(22)을 조명할 수 있다.
또한, 어느 경우든, 조명광(L1)은, 피검물체(20)의 표면의 비교적 넓은 영역(예를 들면 전역 등)의 각 점에 대해서, 기울어진 위쪽으로부터 대략 일정한 각도 조건으로 입사한다. 이것은, 램프 하우스(31)로부터의 광속을 발산시킨 후, 요면 반사경(35)으로 콜리메이트하는 것에 의해 실현된다. 피검물체(20)의 표면의 전역을 조명하면, 표면의 전역에서 일괄적으로 반복 패턴(22)의 결함을 검출할 수 있고, 높은 스루풋으로 결함 검사가 가능해진다.
상기의 직선 편광 또는 비편광의 조명광(L1)을 이용하여 반복 패턴(22)을 조명하면, 반복 패턴(22)에서는 정반사광(L2)이 발생한다. 또한, 본 실시형태에서는, 반복 패턴(22)의 피치가 조명광(L1)의 파장과 비교하여 충분히 작기 때문에, 조명광(L1)이 조사되었을 때에, 반복 패턴(22)으로부터 회절광이 발생하는 경우는 없 다.
본 실시형태의 표면검사장치(10)는, 직선 편광 또는 비편광의 조명광(L1)에 의해서 피검물체(20)의 표면의 반복 패턴(22)을 조명하고, 이 때 반복 패턴(22)으로부터 발생하는 정반사광(L2)를 수광계(14)로 유도하고, 정반사광(L2)의 강도 또는 편광 상태에 기초하여, 반복 패턴(22)의 결함 검사를 행하는 것이다.
수광계(14)는, 반복 패턴(22)으로부터 발생한 정반사광(L2)에 기초하여 수광 신호를 출력하는 수단으로서, 요면 반사경(36)과, 편광판(37)과, 집광렌즈(38)와, 촬상 소자(39)로 구성된다. 수광계(14)는, 피검물체(20)측에 대해서 텔레센트릭 광학계이다.
요면 반사경(36)은, 조명계(13)의 요면 반사경(35)과 동일한 구성이며, 피검물체(20)의 표면의 반복 패턴(22)으로부터 발생한 정반사광(L2)를 반사하여 집광광속으로 변환하여, 편광판(37) 쪽으로 유도한다. 그리고, 요면 반사경(36)으로부터의 빛{정반사광(L2)}은, 편광판(37)을 투과한 후, 집광렌즈(38)를 통하여, 촬상 소자(39)에 입사한다.
다만, 편광판(37)은, 요면 반사경(36)과 집광렌즈(38)의 사이의 광로속{즉 집광광속의 정반사광(L2)의 광로속}에 출납이 가능하도록 구성되고, 도 1에 실선으로 도시한 광로속의 위치로부터 점선의 위치로 퇴피가 가능하다. 이를 실현하기 위해서, 편광판(37)에는, 구동 모터(7A)의 회전축이 연결된다. 편광판(37)은, 구동 모터(7A)의 회전축을 중심으로 회전이 가능하다. 편광판(37)의 회전(출납)은, 제어부(16)로부터의 지시에 따라서 구동 모터(7A)가 행한다.
편광판(37)을 광로속으로부터 퇴피시켰을 때에는, 반복 패턴(22)으로부터의 정반사광(L2)이, 그대로{편광판(37)을 통하지 않고} 촬상 소자(39)에 입사한다. 또한, 편광판(37)을 광로속에 배치했을 때에는, 반복 패턴(22)으로부터의 정반사광(L2)이, 편광판(37)을 통하여 촬상 소자(39)에 입사한다.
편광판(37)은, 광로속에 배치되었을 때, 집광렌즈(38)의 근방에 배치되고, 그 투과축이 다음과 같은 소정의 방위로 설정된다. 즉, 편광판(37)의 투과축의 방위는, 조명광(L1)의 입사면(3A)(도 3)에 대해서 직교하도록 설정된다.
그리고, 편광판(37)의 출납 상태에 상관없이, 촬상 소자(39)의 촬상면에는, 피검물체(20)의 표면의 각 점{반복 패턴(22)}으로부터의 정반사광(L2)에 따라서, 피검물체(20)의 표면의 반사상이 형성된다.
촬상 소자(39)는, 피검물체(20)의 표면과 공역인 위치에 배치된다. 촬상 소자(39)는, 예를 들면 CCD 촬상 소자 등으로, 촬상면에 형성된 피검물체(20)의 반사상을 광전 변환하여, 화상 신호{정반사광(L2)에 관한 정보}를 화상 처리부(15)에 출력한다.
화상 처리부(15)는, 촬상 소자(39)로부터 출력되는 화상 신호에 기초하여, 피검물체(20)의 반사 화상을 받아들인다. 그리고, 반복 패턴(22)의 결함을 검출하는 처리를 행한다.
다음에, 본 실시형태의 표면검사장치(10)에 있어서의 반복 패턴(22)의 결함 검사의 순서를 설명한다. 여기서는, 반복 패턴(22)의 결함 중에서, 피검물체(20)에 대한 노광시의 결함(즉 디포커스 결함과 도스 결함)의 검출에 대하여 설명한다. 즉, 노광시의 결함은, 피검물체(20)의 쇼트 영역마다 나타난다.
디포커스 결함이란, 피검물체(20)에 대한 노광시의 디포커스량(노광기에 의한 노광시의 포커스 위치의 어긋남량)이 허용 레벨을 넘어 커졌을 때에 발생하는 결함이며, 도 4에 나타내는 반복 패턴(22)의 형상 변화(즉 라인부의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화)로서 나타난다. 노광시의 포커스가 적정치인 경우(도 4 (a)), 반복 패턴(22)의 에지 E1, E2는 수직이 된다. 그리고, 노광시의 포커스가 적정치로부터 벗어나면(도 4(b), (c)), 에지 E1, E2가 기울어지게 된다(θ≠90도). 다만, 디포커스량에 따라서 반복 패턴(22)의 피치 P나 라인부의 선폭 D가 변화하는 경우는 없다.
도스 결함이란, 피검물체(20)에 대한 노광시의 도스량(노광기에 의한 노광시의 노광량)이 허용 레벨을 넘어 커지거나 작아지거나 했을 때에 발생하는 결함이며, 도 5에 도시한 바와 같은 반복 패턴(22)의 형상 변화(즉 라인부의 선폭 D의 변화)로서 나타난다. 노광시의 도스량이 적정치의 경우(도 5(a)), 반복 패턴(22)의 선폭 D는 설계치와 같아진다. 그리고, 노광시의 도스량이 적정치로부터 벗어나면(도 5(b), (c)), 그 선폭 D가 설계치와는 달라진다. 다만, 도스량에 의해서 반복 패턴(22)의 피치 P나 라인부의 에지 E1, E2의 기울기각 θ이 변화하는 경우는 없다.
이러한 2종류의 결함(디포커스 결함과 도스 결함)의 검출에 관한 것으로, 본 발명자들이 연구를 거듭한 결과, 다음과 같은 2개의 검출 방식을 이용하면, 디포커스 결함과 도스 결함을 구별하여 검출 가능한 것을 알 수 있다.
제1의 검출 방식은, 디포커스 결함에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있지만, 도스 결함에는 충분한 검출 감도를 얻을 수 없다. 이 때문에, 제1의 검출 방식을 이용하면, 반복 패턴(22)의 디포커스 결함을 선택적으로 검출할 수 있다.
반대로, 제2의 검출 방식은, 도스 결함에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있지만, 디포커스 결함에는 충분한 검출 감도를 얻을 수 없다. 이 때문에, 제2의 검출 방식을 이용하면, 반복 패턴(22)의 도스 결함을 선택적으로 검출할 수 있다.
본 실시형태의 표면검사장치(10)는, 조명계(13)의 편광판(34)을 광로속에 출납 가능하게 하고, 수광계(14)의 편광판(37)을 광로속에 출납 가능하게 한 것에 의해, 제1의 검출 방식과 제2의 검출 방식의 쌍방을 실현할 수 있도록 하고 있다.
반복 패턴(22)의 결함을 검사할 때, 제어부(16)는, 조명계(13)의 구동 모터(4A)와 수광계(14)의 구동 모터(7A)를 제어하여, 2매의 편광판(34,37)의 회전(출납)을 연동하여 행하도록 지시를 내린다. 즉, 편광판(34,37) 중의 한쪽을 광로속에 배치할 때는 다른 한쪽도 광로속에 배치하고, 한쪽을 광로속으로부터 퇴피시킬 때는 다른 한쪽도 광로속으로부터 퇴피시킨다. 그리고, 편광판(34,37)의 쌍방을 배치 또는 퇴피시킨 각 상태에서, 다음과 같은 처리를 행한다
먼저, 제1의 검출 방식을 이용하여, 반복 패턴(22)의 디포커스 결함을 선택적으로 검출하기 위해서, 편광판(34,37)의 쌍방을 광로속에 배치한다. 이 때, 조명계(13)의 편광판(34)의 투과축의 방위는, 상기와 같이, 조명광(L1)의 입사면(3A)(도 3)과 평행하다. 또한, 수광계(14)의 편광판(37)의 투과축의 방위는, 조명 광(L1)의 입사면(3A)에 대해서 수직이다. 즉, 2매의 편광판(34,37)은, 각각의 투과축이 서로 직교하도록 배치된다(크로스 니콜의 배치).
그리고, 조명계(13)의 편광판(34)을 통하여 얻어지는 직선 편광의 조명광(L1)에 의해서 반복 패턴(22)이 조명되고, 이 때 반복 패턴(22)으로부터 발생하는 정반사광(L2)이 수광계(14)의 편광판(37)을 통하여 촬상 소자(39)에 입사한다.
여기서, 본 실시형태에 있어서, 직선 편광의 조명 L1은 p편광이다. 즉, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 조명광(L1)의 진행 방향과 전기(또는 자기) 벡터의 진동 방향을 포함한 평면{조명광(L1)의 진동면}은, 조명광(L1)의 입사면(3A) 내에 포함된다.
따라서, 조명광(L1)의 입사면(3A)(도 3)의 방향과, 반복 패턴(22)의 반복 방향(X방향)이 이루는 각도 Ø를, 기울어진 각도(0도＜Ø＜90도)로 설정하는 경우에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 피검물체(20)의 표면에 있어서의 조명광(L1)의 진동면의 방향(V방향)과 반복 패턴(22)의 반복 방향(X방향)이 이루는 각도 Ø도, 기울어진 각도(0도＜Ø＜90도)로 설정할 수 있다. 각도 Ø는 예를 들면 45도이다.
바꾸어 말하면, 직선 편광의 조명광(L1)은, 피검물체(20)의 표면에 있어서의 진동면의 방향(도 7의 V방향)이, 반복 패턴(22)의 반복 방향(X 방향)에 대해서 각도 Ø(예를 들면 45도)만큼 기울어진 상태로, 즉 반복 패턴(22)을 비스듬하게 가로 지르는 상태로, 반복 패턴(22)에 입사한다.
이러한 조명광(L1)과 반복 패턴(22)의 각도 상태는, 피검물체(20)의 표면의 전역에서 균일하다. 한편 45도를 135도, 225도, 315도의 어느 하나로 바꾸어 말해 도, 조명광(L1)과 반복 패턴(22)의 각도 상태는 동일하다.
그리고, 상기의 조명광(L1)(직선 편광)을 이용하여 반복 패턴(22)을 조명하면, 반복 패턴(22)의 이방성에 기인하는 구조성 복굴절(form birefringence)에 의해서 직선 편광{조명광(L1)}이 타원화하고, 반복 패턴(22)으로부터 타원 편광의 정반사광(L2)(도 6(b))가 발생한다.
반복 패턴(22)에 의한 직선 편광의 타원화란, 반복 패턴(22)에 입사하는 직선 편광의 진동면{여기서는 조명광(L1)의 입사면과 일치}에 대해, 이 진동면에 직교하는 새로운 편광 성분(L3)(도 6(c))이 발생하는 것을 의미한다.
또한, 직선 편광의 타원화의 정도는, 새로운 편광 성분(L3)(도 6 (c))의 크기에 의해 표시할 수 있고, 도 4에 도시한 반복 패턴(22)의 라인부의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(디포커스 결함)에 의존하여 크게 변화하는 것을, 본 발명자들의 연구에 의해 알 수 있다. 또한, 도 5에 도시한 라인부의 선폭 D의 변화(도스 결함)에 대한 의존성은 매우 작은 것도 알 수 있다.
즉, 피검물체(20)의 표면의 각 점{반복 패턴(22)}에 있어서, 피검물체(20)에 대한 노광시의 디포커스량이나 도스량의 변화에 의해서 반복 패턴(22)의 형상 변화(도 4, 도 5)가 발생해도, 직선 편광의 타원화의 정도(도 6(c)의 편광 성분(L3)의 크기)를 변화시킬 수 있는 것은, 도 4에 나타내는 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(디포커스 결함) 뿐인 것을 알 수 있다.
또한, 경향으로서 직선 편광의 타원화의 정도(도 6(c)의 편광 성분(L3)의 크 기)는, 도 4(a)에 도시한 바와 같이 라인부의 에지 E1, E2가 수직인 경우(노광시의 포커스가 적정치의 경우)에 가장 커지고, 도 4 (b), (c)와 같이 에지 E1, E2의 기울기각 θ이 90도로부터 벗어날(노광시의 포커스가 적정치로부터 벗어날)만큼 작아지는 것도 알 수 있다.
이러한 직선 편광의 타원화의 결과, 반복 패턴(22)으로부터는 타원 편광의 정반사광(L2)(도 6 (b))가 발생한다. 한편, 타원화의 상세한 설명은, 본 출원인이 이미 출원한 국제 공개2005/040776호 팸플릿에 기재되어 있으므로, 여기서는 상세한 설명을 생략한다. 또한, 상기한 바와 같이, 반복 패턴(22)의 피치가 조명광(L1)의 파장과 비교하여 충분히 작기 때문에, 반복 패턴(22)으로부터 회절광이 발생하는 경우는 없다.
직선 편광의 조명광(L1)을 조사했을 때에 반복 패턴(22)으로부터 발생하는 타원 편광의 정반사광(L2)(도 6(b))는, 상기의 직선 편광의 타원화에 의해 발생한 새로운 편광 성분(L3)(도 6(c))를 포함하고, 이 편광 성분(L3)의 크기가, 정반사광(L2)의 편광 상태를 표시하고 있다. 한편, 상기의 설명으로부터 알 수 있듯이, 정반사광(L2)의 편광 상태(도 6(c)의 편광 성분(L3)의 크기)는, 도 4에 나타내는 반복 패턴(22)의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(디포커스 결함)에 의존하여 크게 변화한다.
따라서, 제1의 검출 방식에서는, 반복 패턴(22)으로부터 발생한 정반사광(L2)를 수광계(14)(도 1)로 유도하여, 수광계(14)의 광로속의 편광판(37)을 투과 할 때에, 정반사광(L2)의 편광 성분(L3)(도 6(c))을 추출한다. 그리고, 이 편광 성분(L3)만을 촬상 소자(39)에 입사시켜, 촬상 소자(39)로부터의 출력에 기초하여, 피검물체(20)의 반사 화상을 화상 처리부(15)에 취입한다.
피검물체(20)의 반사 화상에는, 피검물체(20)의 표면의 각 점{반복 패턴(22)}으로부터 발생한 정반사광(L2)의 편광 성분(L3)(도 6(c))의 크기에 따른 명암, 즉, 정반사광(L2)의 편광 상태에 따른 명암이 나타난다. 한편, 반사 화상의 명암은, 피검물체(20)의 표면의 쇼트 영역마다 변화하고, 편광 성분(L3)의 크기에 대략 비례한다.
또한, 상기의 설명으로부터 알 수 있듯이, 피검물체(20)의 반사 화상의 명암은, 도 4에 도시한 반복 패턴(22)의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(디포커스 결함)에 의존하여 크게 변화한다. 경향으로서는, 에지 E1, E2가 수직에 가까운 이상적인 형상(도 4 (a))일수록 밝고, 수직으로부터 벗어날수록 어두워진다(도 4 (b), (c) 참조).
따라서, 화상 처리부(15)는, 피검물체(20)의 반사 화상을 받아들이면, 그 휘도 정보와 예를 들면 양품 샘플의 반사 화상의 휘도 정보를 비교한다. 양품 샘플이란, 노광시의 포커스를 적정치로 유지하고, 이상적인 형상(도 4 (a))의 반복 패턴(22)을 표면 전역에 형성한 것이다. 또한, 양품 샘플의 반사 화상의 휘도 정보는, 가장 높은 휘도치를 나타낸다고 생각된다.
화상 처리부(15)는, 양품 샘플의 반사 화상의 휘도치를 기준으로 하고, 피검 물체(20)의 반사 화상의 휘도치의 변화량(즉 저하량)을 측정한다. 얻어진 휘도치의 변화량(저하량)은, 반복 패턴(22)의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(도 4)에 의한 정반사광(L2)의 편광 상태의 변화를 나타내고 있다.
그리고, 화상 처리부(15)는, 피검물체(20)의 반사 화상에 있어서의 휘도치의 변화량{즉 정반사광(L2)의 편광 상태의 변화}에 기초하여, 반복 패턴(22)의 디포커스 결함을 검출한다. 예를 들면, 휘도치의 변화량이 미리 정한 역치(허용치)보다 크면 「결함」이라고 판정하고, 역치보다 작으면 「정상」으로 판정하면 된다. 또한, 양품 샘플을 사용하지 않고, 피검물체(20)의 반사 화상 중에서의 휘도치의 변화량을 소정의 역치와 비교해도 좋다.
이와 같이, 제1의 검출 방식으로는, 직선 편광의 조명광(L1)에 의해 반복 패턴(22)을 조명하여, 반복 패턴(22)으로부터 발생한 정반사광(L2)의 편광 상태(도 6(c)의 편광 성분(L3)의 크기)에 따라 피검물체(20)의 반사 화상을 받아 들이고, 이 반사 화상의 명암에 기초하여, 반복 패턴(22)의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(도 4)에 의한 정반사광(L2)의 편광 상태의 변화를 측정한다.
따라서, 제1의 검출 방식에 의하면, 반복 패턴(22)의 도스 결함(도 5)에는 충분한 검출 감도를 얻을 수 없지만, 디포커스 결함(도 4)에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있고, 이 디포커스 결함을 선택적으로 검출할 수 있다. 한편, 도 7의 진동면의 방향(V방향)과 반복 방향(X방향)이 이루는 각도 Ø를 45도로 설정하면, 반복 패턴(22)의 디포커스 결함의 검출 감도를 가장 높게 할 수 있다.
다음에, 제2의 검출 방식을 이용하여, 반복 패턴(22)의 도스 결함(도 5)을 선택적으로 검출하기 위해서, 편광판(34,37)의 쌍방을 광로속으로부터 퇴피시킨다. 이 때, 반복 패턴(22)은 비편광의 조명광(L1)에 의해서 조명되고, 반복 패턴(22)으로부터 발생하는 비편광의 정반사광(L2)이, 그대로(편광판(37)을 통하지 않고) 촬상 소자(39)에 입사한다. 그리고, 촬상 소자(39)로부터의 출력에 기초하여, 피검물체(20)의 반사 화상이 화상 처리부(15)에 받아들여진다.
한편, 비편광의 조명광(L1)을 이용하는 경우에도, 그 입사면(3A)(도 3)의 방향과, 반복 패턴(22)의 반복 방향(X방향)이 이루는 각도 Ø는, 제1의 검출 방식의 경우와 마찬가지로, 기울기의 각도(0도＜Ø＜90도)로 설정하면 좋다. 즉, 제1의 검출 방식으로부터 제2의 검출 방식으로 이행할 때, 반복 패턴(22)의 방향을 바꿀 필요는 없다. 제2의 검출 방식에서는, 각도 Ø를 경사진 각도로 설정함으로써, 반복 패턴(22)으로부터의 노이즈광(예를 들면 회절광 등)을 수광계(14)로 유도하지 않도록 할 수 있다. 다만, 제2의 검출 방식으로는, 각도 Ø를 0도로 설정하더라도 상관없다.
화상 처리부(15)에 받아들여진 피검물체(20)의 반사 화상에는, 피검물체(20)의 표면의 각 점{반복 패턴(22)}으로부터 발생한 정반사광(L2)(비편광)의 강도에 따른 명암이 나타난다. 한편 반사 화상의 명암은, 피검물체(20)의 표면의 쇼트 영역마다 변화하고, 정반사광(L2)의 강도에 대략 비례한다.
또한, 피검물체(20)의 반사 화상의 명암{∝정반사광(L2)의 강도}은, 도 5에 도시한 반복 패턴(22)의 라인부의 선폭 D의 변화(도스 결함)에 의존하여 크게 변화 하는 것을, 본 발명자들의 연구에 의해서 알 수 있다. 또한, 도 4에 나타내는 라인부의 에지 E1, E2의 기울기각 θ의 변화(디포커스 결함)에 대한 의존성은 매우 작은 것도 알 수 있다.
즉, 피검물체(20)의 표면의 각 점{반복 패턴(22)}에 있어서, 피검물체(20)에 대한 노광시의 디포커스량이나 도스량의 변화에 의해서 반복 패턴(22)의 형상 변화(도 4, 도 5)가 발생해도, 피검물체(20)의 반사 화상의 명암{∝정반사광(L2)의 강도}을 변화시킬 수 있는 것은, 도 5에 도시한 라인부의 선폭 D의 변화(도스 결함) 뿐임을 알 수 있다.
다만, 이것은, 반복 패턴(22)의 라인부의 선폭 D(예를 들면 55nm)가 사용 파장(예를 들면 436nm)보다 짧은 경우에 유효하다. 이 경우, 상기의 정반사광(L2)은, 반복 패턴(22)의 라인부(레지스트)에서의 빛의 간섭에 의해 발생한다. 그리고, 노광시의 도스량의 변화에 의해서 반복 패턴(22)의 라인부의 선폭 D가 변화하면, 단위면적당의 라인부의 양(즉 상기한 빛의 간섭이 일어나는 부분의 양)이 변화하고, 라인부에서의 반사율이 변화하기 때문에, 정반사광(L2)의 강도가 변화한다고 생각할 수 있다.
따라서, 화상 처리부(15)는, 피검물체(20)의 반사 화상을 받아들이면, 그 휘도 정보와 예를 들면 양품 샘플의 반사 화상의 휘도 정보를 비교한다. 양품 샘플이란, 노광시의 도스량을 적정치로 유지하고, 이상적인 형상(예를 들면 도 5(a))의 반복 패턴(22)을 표면 전역에 형성한 것이다.
화상 처리부(15)는, 양품 샘플의 반사 화상의 휘도치를 기준으로 하고, 피검물체(20)의 반사 화상의 휘도치의 변화량을 측정한다. 얻어진 휘도치의 변화량은, 반복 패턴(22)의 라인부의 선폭 D의 변화(도 5)에 의한 정반사광(L2)의 강도의 변화를 나타내고 있다.
그리고, 화상 처리부(15)는, 피검물체(20)의 반사 화상에 있어서의 휘도치의 변화량{즉 정반사광(L2)의 강도의 변화}에 기초하여, 반복 패턴(22)의 도스 결함을 검출한다. 예를 들면, 휘도치의 변화량이 미리 정한 역치(허용치)보다 크면 「결함」이라고 판정하고, 역치보다 작으면 「정상」이라고 판정하면 된다. 또한, 양품 샘플을 사용하지 않고, 피검물체(20)의 반사 화상 중에서의 휘도치의 변화량을 소정의 역치와 비교해도 좋다.
이렇게, 제2의 검출 방식에서는, 비편광의 조명광(L1)에 의해 반복 패턴(22)을 조명하고, 반복 패턴(22)으로부터 발생한 정반사광(L2)의 강도에 따라 피검물체(20)의 반사 화상을 받아들이고, 이 반사 화상의 명암에 기초하여, 반복 패턴(22)의 라인부의 선폭 D의 변화(도 5)에 의한 정반사광(L2)의 강도의 변화를 측정한다.
따라서, 제2의 검출 방식에 의하면, 반복 패턴(22)의 디포커스 결함(도 4)에는 충분한 검출 감도를 얻을 수 없지만, 도스 결함(도 5)에 대해서 충분한 검출 감도를 확보할 수 있고, 이 도스 결함을 선택적으로 검출할 수 있다.
이렇게 해서, 제1의 검출 방식에 의한 디포커스 결함(도 4)의 검출과 제2의 검출 방식에 의한 도스 결함(도 5)의 검출이 종료하면, 본 실시형태의 표면검사장 치(10)에서는, 다음에, 이들 2개의 결과에 기초하여, 반복 패턴(22)의 최종적인 결함의 검출을 행한다.
예를 들면, 피검물체(20)의 표면 중 디포커스 결함(도 4)과 도스 결함(도 5)의 적어도 한쪽이 검출된 개소를, 반복 패턴(22)의 최종적인 결함으로서 검출한다. 즉, 제1의 검출 방식에 의한 결과와 제2의 검출 방식에 의한 결과의 논리합을 구하여, 이것을 최종적인 검출 결과로 한다.
상기와 같이, 본 실시형태의 표면검사장치(10)에서는, 반복 패턴(22)의 형상 변화(도 4, 도 5)에 의한 정반사광(L2)의 강도 또는 편광 상태의 변화를 측정하여, 이들 양쪽의 결과에 기초하여 반복 패턴(22)의 최종적인 결함의 검출을 행한다. 이 때문에, 반복 패턴(22)의 복수 종류의 결함(디포커스 결함과 도스 결함)에 대해서, 충분한 검출 감도를 확보할 수 있다.
또한, 2개의 검출 방식의 어디에서 검출된 결함인지 등에 따라서, 결함의 원인을 판정할 수도 있다. 이 때문에, 반복 패턴(22)의 최종적인 결함의 정보에, 결함의 종류의 정보를 부가하여 출력할 수도 있다. 최종적인 결함의 종류란, 제1의 검출 방식만으로 검출된 결함(디포커스), 제2의 검출 방식만으로 검출된 결함(도스), 및, 제1의 검출 방식과 제2의 검출 방식의 쌍방에서 검출된 결함(디포커스/도스)의 3종류이다.
본 실시형태의 표면검사장치(10)에서는, 반복 패턴(22)의 복수 종류의 결함을 구별하여 검출이 가능하기 때문에, 최종적인 결함의 정보를 결함의 종류의 정보와 함께 출력하여, 노광 장치에 피드백하는 것이 유효하다. 이러한 피드백을 행하 는 것에 의해서, 노광 장치의 리얼타임의 수정이 가능해진다.
또한, 본 실시형태의 표면검사장치(10)에 있어서, 반복 패턴(22)의 최종적인 결함의 정보{피검물체(20)의 표면에 있어서의 위치}를 1개의 화상위에 표시 출력 가능하게 하는 것이 바람직하다. 이 때, 결함의 종류마다 예를 들면 마크의 색이나 형상 등을 바꾸어 용이하게 구별할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
(변형예)
한편, 상기한 실시형태에서는, 제1의 검출 방식을 이용하여 디포커스 결함을 검출할 때에 2매의 편광판(34,37)을 크로스 니콜의 배치로 했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 편광판(34,37)의 각 투과축을 직교 이외의 각도로 설정해도 상관없다. 즉, 편광판(34,37)의 각 투과축을 교차시키면, 제1의 검출 방식에 의한 디포커스 결함의 검출이 가능해진다. 다만, 디포커스 결함의 검출 감도가 가장 높아지는 것은, 편광판(34,37)을 크로스 니콜의 배치로 한 경우이다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 제1의 검출 방식을 이용하여 디포커스 결함을 검출할 때에, 조명계(13)의 편광판(34)의 투과축을 조명광(L1)의 입사면(3A)과 평행하게 배치했지만{즉 조명광(L1)을 p편광으로 했지만}, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 조명계(13)의 편광판(34)의 투과축을 조명광(L1)의 입사면(3A)과 수직으로 배치하고, 조명광(L1)을 s편광으로 해도 좋다. 입사면(3A)을 비스듬하게 가로지르도록 편광판(34)의 투과축을 설정하더라도 상관없다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 제1의 검출 방식을 이용하여 디포커스 결함을 검출할 때에, 수광계(14)의 편광판(37)의 투과축을 조명광(L1)의 입사면(3A)과 수 직으로 배치했지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 수광계(14)의 편광판(37)의 투과축을 조명광(L1)의 입사면(3A)과 평행하게 배치해도 상관없다. 입사면(3A)을 비스듬하게 횡단하도록 편광판(37)의 투과축을 설정해도 상관없다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 제2의 검출 방식을 이용하여 도스 결함을 검출할 때에, 2매의 편광판(34,37)을 모두 광로속으로부터 퇴피시켰지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 편광판(34,37)의 어느 한쪽을 광로속에 배치하는 경우에도, 반복 패턴(22)으로부터의 정반사광(L2)의 강도의 변화에 기초하여 도스 결함을 검출할 수 있다.
이 경우, 편광판(34,37) 중에서, 조명광(L1)의 입사면(3A)에 대해서 투과축이 직교하는 편광판(도 1의 예에서는 편광판(37))을 광로속에 배치하는 것이 바람직하다. 이러한 배치로 함으로써, 피검물체(20)의 기초층으로부터의 노이즈광을 저감할 수 있고, 도스 결함의 검출 감도를 더 높일 수 있다.
또한, 제2의 검출 방식을 이용하여 도스 결함을 검출할 때에는, 2매의 편광판(34,37)을 광로속에 배치한 상태에서, 편광판(34,37)의 각 투과축을 평행하게 나열해도 상관없다. 제1의 검출 방식으로부터 제2의 검출 방식으로 이행할 때에는, 편광판(34,37)의 적어도 한쪽을 광축 중심으로 회전시키면 좋다. 이 경우, 편광판(34,37)의 삽입이탈기구{구동 모터(4A,7A)}는 불필요하다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 제1의 검출 방식으로부터 제2의 검출 방식으로 이행했지만, 제2의 검출 방식으로부터 제1의 검출 방식으로 이행해도 좋다.
또한, 상기한 실시형태에서는, 촬상 소자(39)로서 CCD 등의 2차원 센서를 이 용했지만, 1차원 센서를 이용해도 좋다. 이 경우, 촬상 소자인 1차원 센서와 피검물체인 반도체 웨이퍼(또는 액정 기판)를 실은 스테이지를 상대 이동시켜, 1차원 센서가 반도체 웨이퍼(또는 액정 기판)의 표면의 전역을 주사하도록 하고, 반도체 웨이퍼(또는 액정 기판) 전면의 화상을 받아들이도록 하면 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은, 반도체 웨이퍼나 액정 기반 등의 표면을 검사하기 위한 표면검사장치에 이용 가능한 기술이다.

Claims (6)

  1. 피검물체의 표면에 형성된 반복 패턴을 조명하고, 상기 반복 패턴으로부터 발생한 정반사광의 강도에 기초하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 강도의 변화를 측정하는 제1 측정수단과,
    상기 반복 패턴을 직선 편광에 의해 조명하고, 상기 반복 패턴의 반복 방향과 상기 직선 편광의 진동면의 상기 표면에 있어서의 방향이 이루는 각도를 경사진 각도로 설정하고, 상기 반복 패턴으로부터 발생한 정반사광의 편광 상태에 기초하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 편광 상태의 변화를 측정하는 제2 측정수단과,
    상기 제1 측정수단이 측정한 상기 강도의 변화와, 상기 제2 측정수단이 측정한 상기 편광 상태의 변화에 기초하여, 상기 반복 패턴의 결함을 검출하는 검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 표면검사장치.
  2. 피검물체의 표면에 형성된 반복 패턴에 조명광을 조사함과 함께, 상기 조명광의 광로속에 출납이 가능한 제1 편광판을 가진 조명수단과,
    상기 반복 패턴으로부터 발생한 정반사광에 기초하여 수광 신호를 출력함과 함께, 상기 정반사광의 광로속에 출납이 가능한 제2 편광판을 가지며, 상기 제2 편광판의 투과축이 상기 제1 편광판의 투과축과는 교차하는 수광수단과,
    상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판중의 어느 한쪽을 광로속에 배치하고, 상 기 수광수단으로부터 상기 정반사광의 강도에 관한 상기 수광 신호를 입력하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 강도의 변화를 측정하는 제1 처리수단과,
    상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판의 쌍방을 광로속에 배치하고, 상기 반복 패턴에 상기 조명광으로서 조사되는 직선 편광의 진동면의 상기 표면에 있어서의 방향과 상기 반복 패턴의 반복 방향이 이루는 각도를 경사진 각도로 설정하고, 상기 수광수단으로부터 상기 정반사광의 편광 상태에 관한 상기 수광 신호를 입력하여, 상기 반복 패턴의 형상 변화에 의한 상기 편광 상태의 변화를 측정하는 제2 처리수단과,
    상기 제1 처리수단이 측정한 상기 강도의 변화와, 상기 제2 처리수단이 측정한 상기 편광 상태의 변화에 기초하여, 상기 반복 패턴의 결함을 검출하는 검출수단을 구비한 것을 특징으로 하는 표면검사장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 처리수단은, 상기 제1 편광판과 상기 제2 편광판중에서, 상기 조명광의 입사면에 대해서 투과축이 직교하는 편광판을 광로속에 배치하는 것을 특징으로 하는 표면검사장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출수단은, 상기 강도의 변화에 기초하여 상기 반복 패턴의 제1 종류의 결함을 검출하고, 상기 편광 상태의 변화에 기초하여 상기 반복 패턴의 제2 종 류의 결함을 검출하며, 상기 표면중에서 상기 제1 종류의 결함과 상기 제2 종류의 결함중의 적어도 한쪽이 검출된 개소를 상기 반복 패턴의 최종적인 결함으로 하는 것을 특징으로 하는 표면검사장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 검출수단은, 상기 최종적인 결함의 정보에 상기 결함의 종류의 정보를 부가하여 출력하는 것을 특징으로 하는 표면검사장치.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 종류의 결함은, 상기 피검물체에 대한 노광시의 도스 결함이고,
    상기 제2 종류의 결함은, 상기 피검물체에 대한 노광시의 디포커스 결함인 것을 특징으로 하는 표면검사장치.
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