TW200931009A - Inspecting apparatus and inspecting method - Google Patents

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200931009 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關在半導體元件或液晶顯示元件等之製造 2^^ ，m 用以檢測形成於被檢基板表面之圖案的檢查裝置 及檢查方法。 【先前技術】 以往’利用由形成於被檢基板（如半導體晶圓或液晶玻 璃基板等）表面之圖案所發出之反射光，以供檢查基板表面 之不均勻或損傷等缺陷之裝置，已知有各種提案（例如參照 專利文獻1)。特別是，近年來隨著半導體製程的微細化， 對於被檢基板之缺陷管理亦有更高的精度要求。 例如’藉SEM進行被檢基板之圖案線寬之測定時，雖 然有高測定精度，但由於觀察倍率亦高而須取樣數個點進 行測定，因而在測定上會耗上大量時間。對此，已提出一 種方法’其係使由光源射出之既定波長的光透過偏光元件 及物鏡，藉落射照明照射在被檢基板的表面，使該照明舍 中來自被檢基板的反射光透過物鏡以及能滿足偏光元件與 正交偏光鏡之條件的檢光元件，然後使用所取得之影像以 進行評價。 [專利文獻1)曰本特開2000-155099號公報 【發明内容】 然而’在上述方法中’來自被檢基板之反射光非常微 200931009 會有為取得影像而須*時間曝光 弱，隨被檢基板之不同， 之情形。 發明係有鏗於此問題而揭， 能高感度、高速地進行檢查之檢=的在於4供 盔、去丄、 旦<懷宜裒置及檢查方法。

將昭==上述目的，本發明之檢查裝置m明部， 照射於被檢基板的表面；光路切換部且有二 方：路切換元件’可將該複數個光路切換元件各自、之反射 切換=一方向與另—方向;2維影像感測器，當該光路 向該一方向•，可檢測出來自受該照明光照射 :::檢基板的光；光感測器，當該光路切換元件朝向該 向時，可檢測出來自受該照明光照射之該被檢基板 广控制部’用以控制該光路切換部的動作；以及檢查 部：根據該光感測器所測得之資訊，檢查該被檢基板的表 面’該控制部’根據將該光路切換元件朝向該一方向，由 該2維影像感測器所測得之資訊，求出在㉟2維影像感測 器之檢測區域中適於該檢查的部分，然後將與所求出之適 於忒檢查之部分對應之該光路切換元件，控制成朝向該另 方向；該檢查部，係根據當與適於該檢查之部分對應之 該光路切換元件處於朝向該另一方向之狀態下由該光感測 器所測得的資訊，進行該檢查。 再者，在上述檢查裝置中’該照明光最好係照射於具 有反復圖案之該被檢基板表面之直線偏光；該2維影像感 測器及該光感測器最好係檢測來自該被檢基板的光中偏光 方向與該直線偏光大致正交的直線偏光成分。 7 200931009 又，在此時之該照明部最好係藉由落射照明將該照明 光照射在該被檢基板的表面。 又，上述檢查裝置中’以該2維影像感測器所測得之 資訊，最好係以該2維影像感測器所測得之傅利葉影像中 之亮度資訊。 又，上述之檢查裝置中’最好係具備使從該光路切換 元件導向該光感測器的光就複數個波長逐一予以分光的分 光稜鏡；該光感測器，最好係就被該分光稜鏡所分光之該 複數個波長逐一設置》 又，上述之檢查裝置中’該複數個光路切換元件，最 好係構成數位微鏡元件之複數個微鏡。 又’本發明之檢査方法，係以檢查裝置檢查被檢基板 之表面’該檢查裝置具備：照明部，將照明光照射於被檢 基板的表面；光路切換部，具有複數個光路切換元件，可 將該複數個光路切換元件各自之反射方向切換於一方向與 另一方向，2維影像感測器，當該光路切換元件朝向該一方 向時’可檢測來自受該照明光照射之該被檢基板的光；以 及光感測器，當該光路切換元件朝向該另一方向時，可檢 測來自受該照明光照射之該被檢基板的光；該方法包含以 下步驟.第1步驟’將該光路切換元件朝向該一方向，根 據以該2維影像感測器所測得之資訊，求出在該2維影像 感測器之檢測區域中適於該檢查的部分；及第2步驟，將 以該第1步驟所求出之適於該檢查之部分對應之該光路 切換7L件朝向該另—方肖根據以該光感測器所測得之資 200931009 訊進行該檢查。 再者，在上述檢查方法中，該照明光最好係照射於具 有反覆圖案之該被檢基板之表面的直線偏光；該2維影像 感測器及該光感測器最好係檢測來自該被檢基板的光中偏 光方向與該直線偏光大致正交之直線偏光成分。 又’在此時，最好係藉由落射照明將該照明光照射在 該被檢基板的表面。 又，在上述檢查方法中，以該2維影像感測器所測得 之負sfL，最好係以該2維影像感測器所測得之傅利葉影像 中的亮度資訊。 又，在上述檢查方法中之該第丨步驟，最好係將根據 該被檢基板表面狀態之變化而檢測出之光之亮度變化較大 的部分作為適於該項檢查的部分。 2步驟，最好係具有將 的光就複數個波長逐一 就該複數個波長被逐一 以檢測。 ❹ 又’在上述檢查方法中之該第 從該光路切換元件導向該光感測器 予以分光的次步驟；藉由該次步驟 分光後的光，分別以該光感測器加 又，在上述檢查方法中之該複數個光路切換元件 取 好係構成數位微鏡元件的複數個微鏡 又，第2之本發明之檢查裝置，具備：照明部，將昭 明光照射於被檢基板的表面；2維影像感測器，可檢測受咳 照明光照射之該被檢基板的傅利葉影像；選擇檢測部，用 以檢測該傅利葉影像之—部分之亮度，其他部分則不予檢 測；控制部’用以控制該選擇檢測部的作動；以及檢查部， 9 200931009 係根據以該選擇檢測部所測得之 表面；該控制部係根據以該 5 ’檢查該被檢基板的 利笨麥後的眘呻嘴， 維影像感測器所測得之該傅 利葉影像的資訊，31擇㈣ M iH nn 』。卩所檢測之該一部分。 藉由依本發明，能以高感度 〜W阿速檢查。 【實施方式】 以下，參照圖式說明本發明之較佳實施形態。圖】係 本發明之檢查裝置。本實施形態之檢查裳置ι之主體構成 如圖i所示’包含晶圓載台5、物鏡(1〇〇倍)6、半反射鏡7、 〇 照明光學系統H)、檢測光學系，统2〇、攝影部3〇、及控制單 元40。 晶圓載台5係以圖案（反覆圖案）形成面朝上之狀態裝 載著作為被檢基板之半導體晶圓W(以下稱為晶圓w)。該晶 圓載台5’係以可朝彼此正交之x、y、z軸之3個方向移動 之方式構成（此外，圖1之上下方向為z軸方向藉此，晶 圓載台5’係以可將晶圓W移動於x、y、z軸方向之方式 而予保持。又，晶圓載台5能以z軸為中心旋轉。 〇 照明光學系統10，由圖1之左側朝右側，依其配置順 序依序具有：光源Π (例如白色LED或鹵素燈等）、聚光透 鏡12、照度均一化單元13 '孔徑光闌14 '視野光闌15、 準直透鏡16、及可拆卸之偏光元件17(偏光過濾器）。 此處，由照明光學系統1 〇之光源11所放出的光，透 過聚光透鏡12及照度均一化單元13，被導向孔徑光闌14 及視野光闌1 5。照度均一化單元1 3能使照明光分散進而使 10 200931009 光量分布均一化。又，亦可包含干涉濾光器。孔徑光闌i4 及視野光闌15，係以可相對照明光學系統1〇之光軸變更其 開口部大小及位置的方式而構成。因此，照明光學系統1〇， 可藉由孔徑光闌14及視野光闌15的操作，進行照明區域 之大小及位置的變更’以及照明之開口角的調整。又，通 過孔徑光闌14及視野光闌15的光，經準直透鏡16的校準 後’通過偏光元件1 7而射入半反射鏡7。

半反射鏡7將來自照明光學系統1〇的光反射至下方而 導向物鏡6。藉此，通過物鏡6之來自照明光學系統丨〇的 光，落射照明於晶圓W。另一方面，落射照明於晶圓w的 光，可在晶圓w反射再次回到物鏡6，透過半反射鏡7而 射入至檢測光學系統20。 檢測光學系統20，由圖1之下側朝上側依其配置順序 依序具有.可拆裝之檢光元件21(偏光濾光器）、透鏡22、 半稜鏡23、勃氏透鏡透鏡（Bemand Lens)24、及視野光闌 25。檢光元件21被配置成相對照明光學系統1〇之偏光元 件17成正交的狀態(偏光方向正交之狀態）。由於照明光學 系統10之偏光元件17與檢測光學系統2〇之檢光元件21 有滿足正交偏光鏡條件’因& ’只要在晶圓w之圖案未旋 轉偏光主軸，由檢測光學系統2〇所檢測出之光量會近於零。 半禮鏡23將射人光束分歧為：方向。通過半種鏡u 之-方之光束，會透過勃氏透鏡24將晶圓w之像成像於視 野光闌25’絲物鏡6之瞳面之像投影至攝影部％之讀 元件(數位微鏡元件)31。由於攝影部3〇之2維攝影元件Μ 11 200931009 與DMD兀件31成共輛，因而會在2維攝影元件η之攝影 面重現物鏡6在瞳面上之亮度分布，可藉2維攝影元件η， 對级過傅利葉轉換之晶目w之影像（傅利葉影像）進行攝 ^此外視野光闌25 ’可在相對檢測光學系統20之光軸 呈垂直方向之面内改變開口形狀。因此’藉由視野光闌25 的操作’2維攝影元件33可測出在晶圓W之任意區域的資 訊此外，通過半稜鏡23之另一方的光束，被導向用以對 未經傅利葉轉換之影像進行攝影的第2攝影部5〇。 此處在本實施形態之缺陷檢查中拍攝傅利葉影像（亦 〇 即物鏡6之瞳面之像)乃是基於以下理由。若在缺陷檢查中 使用將晶® W之圖案直接拍攝出的影像，當圖案之間距在 檢查裝置之解析度以下時，則不能以光學方式檢測出圖案 的缺陷。另-方面，在傅利葉影像中，若是㈣w之圖案 具有缺陷則會破壞反射光的對稱性，因構造性複折射所 致’與傅利葉影像之光軸正交之部分彼此之亮度或顏色等 會產生變化。因此’即使圖案之間距在檢查裝置之解析度 以下時，仍可藉由檢測出傅利葉影像中之上述變化，而㈣ 〇 出圖案的缺陷。 進一步地，以下參照圖2說明射入晶圓w之照明光之 射入角度與在瞳面内之成像位置的關係。如圖2之虛線所 示，當射入晶圓W之照明光的射入角度為〇。 像位置為瞳中，。另-方面，如圖2之實線所示，當射入 角度為64。(相當於NA=0.9)時’瞳上之成像位置為瞳的外緣 部。亦即，射入晶® W之照明光的射入角度，在瞳上對應 12 200931009 於瞳内之半徑方向的位置。又，由瞳内之光軸成像於同一 半徑内之位置的光，乃是以同一角度射入晶圓w的光。 攝影部30的構成如圖1所示，具有DMD(Digital Micromirror Device)元件 31、透鏡 32、2 維攝影元件 33、 設置在反向側之透鏡34、分光稜鏡35、及3個檢測元件 3 6a、3 6b、3 6c。DMD元件31具有在平面上並排之複數個 可動式微鏡（未圖示;^DMD元件31之微鏡，藉由電氣驅動， ❹ 在ON狀態時傾斜成使來自檢測光學系統20的光朝2維攝 影元件31的方向反射，在0FF狀態時傾斜成使來自檢測光 學系統20的光朝檢測元件36a、36b、36c(分光稜鏡35)的 方向反射。因此，由ON狀態之微鏡所反射之來自檢測光學 系統20的光’通過透鏡32(擺動與傾斜（swing and title)光 學式）而被導向2維反射元件33的攝影面《另一方面，由 OFF狀態之微鏡所反射之來自檢測光學系統2〇的光，通過 透鏡34(擺動與傾斜光學系統），由分光稜鏡35而分光成 ❾ R(紅色）、G(綠色）、B(藍色）的光後’分別被導向3個檢測 元件 36a、36b、36c 〇 2維攝影元件33 ’係具有貝爾（Bayer)排列之彩色濾光 片陣列之CCD或CMOS等，以對前述之傅利葉影像實施攝 影。又，3個檢測元件36a、36b、36c，係光電二極體或累 崩（avalanche)元件等，用以分別檢測由分光稜鏡35所分光 之R(紅色）光、G(綠色）光、及B(藍色）光。 控制單元40的構成中具有：用以記錄傅利葉影像之資 料之記錄部41、輸入介面42、用以執行各種運算處理之 13 200931009 CPU43、顯示器44、及操作部45，供執行檢查裝置工的統 籌控制。又，記錄部41、輸入介面42、顯示器4心及操作 部45 ’分別與CPU43成電氣連接。cpU43係藉由程式的執 行而解析傅利葉影像’求出由2維攝影元件Η所攝得之傅 利葉影像中對於圖案變化有高感度的區域。又，輸入介面 42具有連接記錄媒體（未圖示）之接頭，或是用來與外部電 腦（未圖示）連接的連接端子，以讀取來自記錄媒體或電腦之 資料。 〇 以下參照圖3至圖5所示之流程圖說明使用具有上述 構成之檢查裝置1來檢查晶圓w的方法。首先係使用圖3 所示之流程圖，說明2維攝影元件33與DMD31之像素對 應表的作成方法。像素對應表之作成方法，首先在步驟 S 101，係使照明光學系統1 〇之偏光元件丨7與檢測光學系 統20之檢光元件21自光軸離開。接著，在步驟sl〇2，將 不具圖案之晶圓W藉晶圓載台5而移動至物鏡6的下方（觀 察位置）。 〇 在次一步驟S103，係將照明光學系統1〇之光源丨丨點 亮。此時，由光源11所放出之照明光，透過聚光透鏡12 及照度均一化單元1 3，通過孔徑光闌14及視野光闌15， 經準直透鏡Ιό之校準而由半反射鏡7反射後，通過物鏡6 照射於晶圓W。接著，來自晶圓w的反射光，通過物鏡6 及半反射鏡7射入檢測光學系統20，射入檢測光學系統20 的光，通過透鏡22、半稜鏡23、勃氏透鏡24、及視野光闌 25，將傅利葉影像投影在攝影部30的DMD元件31。 14 200931009 在次一步驟S104,使DMD元件31僅有丨個像素（微鏡） 呈ON狀態，其他像素（微鏡）則呈〇FF狀態。如此，由οχ 狀態之像素所反射之來自檢測光學系統2〇的光，通過透鏡 32而被導至2維攝影元件33的攝影面。 在次一步驟S105,由2維攝影元件33進行攝影，檢測 出由ON狀態之像素（微鏡）所反射的光，由cpU43算出由 ON狀態之像素所反射的光在攝影面上（2維攝影元件^^^的 像素位置。

❹ 在次—步驟S106’CPU43將步驟S105所求出之2維攝 景^件33之像素位置，與此時之DMD元件31的像素位置 (微鏡的位置）之關係，登錄於記錄部41的像素對應表。 在次-步驟S107, CPU43判定是否已對DMD元件31 之所有像素皆實施測定。若判定為％，職束像素對應表 之作成，若判定為N〇，則進入步驟s丨〇8。 在步驟S108，將DMD元件 兄)變更為尚未完成測定的像素，回到步驟si〇5。藉由上述 之步驟T將2維攝影元件33之像素與DMD元件3 1之傻L 素之關係登錄於像素對應表。 33所其二，使用圖4所示之流程圖’說明纟2維攝影元件 之區域/傅利葉影像中，決定出對於圖案變化有高感度 域的方法。高感度區域之決定方法，首先， S201，將昭步驟 2〇之檢光广 1〇之偏光元件17與檢測光學系統 元件=…插入至光轴上。在次一步驟隨，使_ 所有像素（微鏡）成為0N狀態，使來自晶圓w的 15 200931009 光完全朝2維攝影元件33的方向反射》在次一步驟S203， 將照明光學系統10的光源11點亮。 在次一步驟S204 ’將形成有反覆圖案之晶圓贾裝載於 晶圓載台5上，將晶圓W上之測定圖案（1個照射區域之一 部分）藉晶圓載台5而移動至物鏡6下方。此時，係使用形 成有曝光條件（劑量及對焦）各自不同之複數個同一形狀之 圖案之晶圓W。

如此，由光源11所放出之照明光，透過聚光透鏡12 及照度均一化單元13，通過孔徑光闌14及視野光闌15， 經準直透鏡16之校準後，通過偏光元件17而被半反射鏡7 反射，之後通過物鏡6照射在晶圓w。又，來自晶圓w之 反射光，通過物鏡6及半反射鏡7而射入檢測光學系統2〇 射入檢測光學系統20的光，通過檢光元件21、透鏡22、 半稜鏡23、勃氏透鏡24、及視野光闌25，將傅利葉像投景 在攝影部30的DMD元件31β此時，由於Dmd元件^ 所有像素（微鏡）呈0N狀態，因此，由DMD元件Μ所反务

的光會通過透鏡32,將傅·像㈣在2維攝 ^ 攝影面。 m w $ 在次一步驟S205,由2維攝影元件33對 攝影’將攝得之傅利葉影像記錄於記錄部4卜、像進; 之所有义要步驟S2G6，由CPU43判定是否已對晶圓W 之所有必要之圖案皆已實施測 - 步驟S207,若利—兔N目丨右判疋為Yes，則前進」 右判疋為No，則回到步驟S2〇4， 屑疋之圖案（其他之照 D元1 勒至物鏡6的下方，進行— 16 200931009 的攝影。藉此’在記錄部41，對於同一形狀之圖案， δ己錄有曝光條件相異之複數個傅利葉影像的色彩資 料〇 傻久彻步驟S2()7，CPU43對於各傅利葉影像，於傅利葉影 料Π位置\別生成R(紅色）、G(綠色）、B(藍色）的亮度資 德 '均值)。亮度資料之求取方法，首先’如圖6所示，將 利葉如像（例如第i個鴨框（frame)之傅利葉影像FI】）以縱 ❹=、橫向成等間隔之方式分割成正方格子狀的複數個分割 二域P’對於傅利葉影像之各個分割區域P，各依照色別而 J长取RGB之亮度值的平均。繼而，對於各個傅利葉影 像進行此步驟。藉，l t , ' 鞛此對於由第1幀框至第II幀框之傅利 '、景“象FI丨至FIn ’分別在各傅利葉影像之各個分割區域p， 各自生成用以表示R、G、B各色成分之色階的亮度資料。 、在次一步驟S208，如圖7所示般地著眼於相同分割區 域CPU43按照R、G、B的各色成分，分別生成色階差 ο ρ差資料’係表示在相同分割區域於傅利葉影像 η間之色階差。具體而言，若設傅利葉影像FI上之 八〜刀°】區域為Pm ’首先，對於各傅利葉影像FI!至Fln， 刀別抽出在各分割區域pm之各色成分的亮度 S207所求出去、杜# 、你7驟 出者）。接者，從與分割區域Pm對應之亮度資料 值色P白值中，抽出R、G、b各色成分各自之最大值與最小 值、算所抽出之最大值與最小值的差分值。又對於所 有刀。]區域進行此等之步驟。藉此，對於傅利葉影像之所 有分割區域，^ 埤按照R、G、B各色成分，各自生成用以表示 17 200931009 在分割區4 Pm之傅利葉影像間的色階差的色階差資料(色 階之最大值與最小值之差分值）。 又，在步驟S209 ’ CPU43根據在步驟S2〇8所求出之色 階差資料（色階之最大值與最小值的差分值），求出在傅利葉 影像之分割區域中，色階之最大值與最

大之顏色與分割㈣，將該分割區域衫為高感 將此決定為檢測條件。圖8至圖1〇,係按照各個色成分示 出傅利葉影像之各分割區域之色階差的分布狀態。在圖8 至圖10之例中’在圖10所示之B之色階差的左上區域， 係最大感度的區域。藉此’可決定為了要高感度地檢測圖 案之線寬或分布狀態之變化，宜使用R、G、B中的那一種 顏色、及使用傅利葉影像中的那一個分割區域為佳。 如上述，可藉由以2雉攝影元件33所攝得之影像檢測 未知之圖案的變化。然而，會有來自晶圓W之反射光微弱， 2維攝影元件33之曝光時間過長而無法提高產能的情形。

此處，使用圖5所示之流程圖，說明以高感度高速地 檢測圖案變化的方法。該圖案之檢測方法，首先，在步驟 S301，係將照明光學系統1〇之偏光元件π與檢測光學系 統20之檢光元件21插入於光軸上。 繼而，在步驟S302，CPU43決定DMD元件31之像素 (微鏡）中的ΟΝ/OFF狀態，以將來自晶圓w之反射光導至 各檢測元件36a、36b、36c的方向。具體而言，係參照由步 驟S101至S108所求出之2維攝影元件33與DMD元件3! 的像素對應表’求出DMD元件31的像素中，與步驟s2〇i 18 200931009 之高感度像素區域 至S209所求出之在2維攝影元件33上 (分割區域）相對應者。 在次一步驟S303’CPU43將步驟S302所求出之與高感 度像素區域（分割區域）相對應之DMD元件3丨的像素設定成 OFF狀態’以導向各檢測元件36a、鳩、—的方向，且將 其他像素設定成ON狀態以導向2維攝影元件33的方向。 在次一步驟S304，將照明光學系統1〇之光源丨丨點亮。 其次，於步驟S305，將待檢査之晶圓w裝載於晶圓載台$ 上，將晶圓W上之待檢查圖案（1個照射區域量）藉晶圓載台 5而移動至物鏡6的下方。 如此，由光源11放出的照明光，透過聚光透鏡12及 照度均一化單元13，通過孔徑光闌14及視野光闌15，經 準直透鏡16之校準後，通過偏光元件17,在半反射鏡7的 反射之後，通過物鏡6而照射在晶圓W。繼而，來自晶圓 W的反射光，通過物鏡6及半反射鏡7而射入檢測光學系 統20 ’射入檢測光學系統2〇的光，通過檢光元件21、透 鏡22、半稜鏡23、勃氏透鏡24、及視野光闌25，到達攝 影部30的DMD元件3 1。此時，對於晶圓w之圖案變化具 有尚感度之區域之反射光，受到DMD元件31中呈OFF狀 態之像素（微鏡）的反射而通過透鏡34，並藉由分光稜鏡 35，使紅色的光導向第1檢測元件36a、綠色的光導向第2 檢測元件36b、藍色的光導向第3檢測元件36c。 接著，在步驟S306，CPU43藉各檢測元件36a、36b、 36c檢測出自DMD元件31引導之高感度的反射光，根據其 19 200931009 ‘ 檢測訊號測定（根據於亮度變化）反射光之亮度（光量），以檢 測出晶圓w上之圖案變化（亦即圖案之缺陷）。此時，如上 述’由於在各檢測元件36a、36b、3 6c係使用光二極體或累 朋兀件等’藉此，可將對應於來自晶圓W之反射光的微弱 訊號’高速的轉換成電氣訊號（檢測訊號）（例如，相對於CCD 的100ms左右，累崩元件係數ms左右），而能高速地檢測 曰曰圓W上之圖案的狀態（變化）。此外，在圖8至圖1 〇之例 中’可使用由第3檢測元件36c所檢測出的藍色的光。又， DMD元件3 1之像素（微鏡），儘管在〇N狀態時有較高的位 ❹ 置精度，但仍將之設定成在OFF狀態時導向各檢測元件 36a、36b、36c的方向時，由於將透鏡34設置成縮小透鏡， 因此即使在OFF狀態時之反射方向有發生誤差，仍在容許 範圍内。 如上述，根據本實施形態，係將可高精度地檢測2維 亮度資訊（位置）之2維攝影元件33，與可高速地對光（亮度 資訊）進行檢測之各檢測元件36a、36b、36c，以及DMD元 件3 1，予以組合後使用，藉此，於晶圓製造之各步驟能以 〇 最佳條件，以高感度高速地檢查形成於晶圓w表面的圖案。 此時’ 2維攝影元件33及各檢測元件36a、36b、36c， 係檢測出來自晶圓W的光中與屬於直線偏光的照明光在偏 光方向大致正交的直線偏光成分，藉此而成為所謂的正交 偏光鏡狀態，而可利用構造性複折射進行高感度的檢查。 此外，偏光元件17與檢光元件21的偏光方向並不侷限於 90。（正交偏光鏡的狀態），亦可配合在檢查對象圖案所產生 20 200931009 構lei1 生複折射造成之橢圓偏光的旋轉，而施以微幅的調 整。 又，在此時，係藉由落射照明來照明於晶圓w的表面， 藉此而能使裝置尺寸達到小型化。 又，如上述，由2維攝影元件33所取得之2維亮度資 訊，較佳係傅利葉影像中之亮度資訊，如此，就算圖案之 間距在檢查裝置之分解能力以下時，亦可檢測圖案之缺陷。 〇 ，又，如上述，各檢測元件36a、36b、36c，較佳係依分 光稜鏡35所分光之複數個波長（亦即紅色、綠色、及藍色之 光）而逐一設置，藉此，可在每一波長檢測出高感度之區域， 而有更高感度的檢查結果。 又，作為切換來自晶圓w的光之行進方向之光路切換 凡件，較佳係使用具有複數個微鏡之DMD元件3丨，藉此， 來自晶圓W之光的行進方向，能在像素單位之微小區域間 切換。 〇 此外，上述實施形態中，雖係將對應於步驟S302所求 出之高感度像素區域（分割區域）之DMD元件3丨的像素設定 成OFF狀態，以使導向各檢測元件36a、36b、36c的方向， 且使其他像素成ON狀態而導向2維攝影元件33的方向， 但並不侷限於此。例如，亦可如圖n所示，將半稜鏡％ 配置在DMD元件31與透鏡32之間，使由dmd元件31朝 向2維攝影元件33之光的—部分，由半稜鏡％透過透鏡 34及分光稜鏡35而導向各檢測元件36a、36b、36c。在此 情形，步驟S303中的CPU43,係將對應於步驟S3〇2所求 21 200931009 出之高感度像素區域（分割區域）之DMD元件31的像素咬定 成ON狀態’以使導向2維攝影元件33及各檢測元件36a、 36b、3 6c的方向’且將其他像素設為〇FF狀態而不導向各 檢測元件36a、36b、36c的方向。藉此，可使DMD元件31 之像素處於位置精度較jlj的ON狀態，將來自晶圓w的光 導向各檢測元件36a、36b、36c的方向。 又，在上述實施形態中，係以用來進行晶圓w之缺陷 檢查之檢查裝置1為其說明例，但被檢物並不侷限於晶圓 W ’例如液晶玻璃基板亦可。 又，在上述實施形態中，係根據色階差資料（色階之最 大值與最小值的差分值），以決定對圖案變化具有高感度的 區域’但其並不偈限於此。此處’使用圖12之流程圖，說 明南感度區域之決定方法的變形例。此方法，與上述實施 形態時相同’係使用形成有曝光條件（劑量及對焦）各自不同 之複數個同一形狀圖案的晶圓W，並根據各個圖案之傅利 葉影像與各圖案之線寬資料，來決定對於圖案變化具有高 感度的區域。此外，與上述之圖案相對應的線寬資料，例 如係利用散射計或掃描型電子顯微鏡等線寬測定器 而測疋者’此等線寬之資料群，係預先藉由輸入介面42之 輸入而記錄於記錄部41。 首先，與上述實施形態時相同，在步驟S 2 5 1，將照明 光學系統1 0之偏光元件1 7與檢測光學系統2〇之檢光元件 21插入光軸上。繼而，在步驟S252，使DMD元件31之所 有像素（微鏡）成ON狀態，使來自晶圓w的光完全朝2維攝 200931009 :70件33的方向反射。在次一步驟咖 10之光源11點亮。 月尤學系統 自不2::驟⑵4,將形成有曝光條件(劑量及對焦)各 上，將曰圓一形狀圖案之晶圓W，裝载於晶圓載台5 圓载二而：ί之待測定圖案〇個照射區域的-部分)藉晶 2:攝V動至物鏡6的下方。在之後的步驟伽，藉 ❹ φ 影像記錄㈣錄部Γ 進讀景”將測得之傅利葉 有二ΐ:步驟S256，CPU43判定是否已對晶圓W上之所 若判定A 為YeS，則前進至步驟S257， 右A疋為否，則回到步驟幻54， 6 他照射區域)移動至物鏡6的下方，以 ' 〜之圖案(其 在步驟S257，CPU43與上辻膏旛/ S255的攝影。 傅利葉影像，分別在各_^實施㈣時相同’對於各 色).。(綠色)、二:?二影像的分割區域生“(紅 (監邑）之冗度資料（平均值）。 依昭Γ:Β欠了驟S258,著眼於相同分割區域，_ 依照R、G、B之各色成分， 叫至FIn之相同分MW J求出可表示各傅利葉影像 的近似式。具體::::， 區域設為^首二：:傅， ^ ψ Μ °己錄部41之中，讀出與各個傅 利㈣像F…』對應之圖案線 ：:傅 ，各個傅利葉影像Fll至F“，係分 在:時， 之各色成分的亮度資料(步…U域P- 各個傅利葉影像FI,至FI， 者）。接著，對於 “未出圖案線寬與在分割區域Pm 23 200931009 之亮度資料之色階值的對應關係。 繼而’根據圖案線寬與在分 紹存接山#丨卫士 〇在刀割&域^之色階值的對應 關係’藉由最小平方法求出表示在分割區域pm之色階值與 圖案線寬之變化率的近似式。此處，將對應於各傅利葉譽 像FIl至FIn之圖案的線寬設為y，將分割區域(或只 或是G)的色階值設為x，斜率設為a，y截距設為^ 似式能以下列之（1)式來表示。 y = ax + b • · · · · · (1)

再者，係數a之絕對值，相當於對應圖案線寬之變化戈 色階變化的倒數（亦即，係對於㈣變化之檢測感度的隹 數換言之，上述係數a之絕對值越小，就算線寬的差木 同’仍使傅利葉影像的色階變化增大，因此，對於圖㈣ 化之檢測感度將會更高…對於所有分割區域，依r、G B之各色成分而分別進行此等之步驟。

繼而，在步驟S259, CPU43在傅利葉影像上之各分割 區域’依r、g、b之各色成分’分別求出在步驟s258所 得到之近似式與圖案之線寬的相關誤差。具體而言，係依 '、、^ B之各色成分’分別算出對應於各傅利葉影像叫 至FIn之圖案線寬、與使用近似式所算出之圖案線寬的偏差 之資料，根據所算出之偏差之資料，對於各分割區域之各 個色成分分別算出標準差，以該值作為相關誤差。 繼而，在步驟S260，CPU43根據在步驟3258所求出之 係數a與步驟S259所求出的相關誤差，求出在傅利葉影像 之分割區域中，係數a之絕對值低且相關誤差極小的分割區 24 200931009 域，將該分割區域決定為高感度之區$，將此決定為檢測 條件。具體而言，例如，係按照係數a之絕對值低與相關誤 f小而料個分割區域進行量化’根據該量化的結果而決 疋出感度尚之分割區域。藉此方式，同樣能夠為了要高感 度地檢測圖案線寬或分布狀態的變化，而決定宜使用R、G、 B中的那一種頻色’及使用傅利葉影像中的那-分割區域為 佳。 "、 【圖式簡單說明】 圖1係本發明之檢查裝置之概要圖。 、圖2係顯示進入晶圓之照明光之射入角度與在曈内之 成像位置的關係說明圖。 圖3係顯不2維攝影元件與dmd元件之像素 作成方法流程圖。 囷4係顯示對於圖案變化有高感度之區域之決定方法 的流程囷。 圖5係顯示以高感度高速地檢測圖案之變化之方法 流程圖。 圖。圖6係顯示將傅利葉影像予以區域分割之一狀態例的 圖7係顯不亮度資料之抽出狀態之示意圖。 圖8係顯7^傅利葉影像中R之色階差之分布狀態的圖。 係顯不傅利葉影像中G之色階差之分布狀態的圖。 1 〇係顯不傅利葉影像中B之色階差之分布狀態的 25 200931009 圖。 圖11係顯示檢查裝置之變形例之概要圖。 圖12係顯示高感度區域之決定方法之變形例的流程 圖。 主要元件符號說明 W 晶圓（被檢物） 1 檢查裝置 10 照明光學系統（照明部） 17 偏光元件 20 檢測光學系統 21 檢光元件 30 攝影部 31 DMD元件（光路切換元件） 33 2維攝影元件（2維影像感測器） 35 分光棱鏡 36a 第1檢測元件（光學感測器） 36b 第2檢測元件（光學感測器） 36c 第3檢測元件（光學感測器） 40 控制單元 43 CPU(控制部等）

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Claims (1)

1. 200931009 十、申請專利範圍： h一種檢查裝置’其特徵在於，具備： 照明部，將照明光照射於被檢基板的表面； 個 向 、，光路切換部，具有複數個光路切換元件，可將該 光路切換元件各自之反射方向切換於一方向與另Λ ^方

   β 2維影像感測器，當該光路切換元件朝向該—方向時， 可檢測出來自受該照明光照射之該被檢基板的光； 、光感測器’當該光路切換元件朝向該另一方向時，可 檢測出來自受該照明光照射之該被檢基板的光； 控制部 檢査部 基板的表面 用以控制該光路切換部的動作；以及 根據該光感測器所測得之資訊，檢查該被檢 邊控制部，根據將該光路切換元件朝向該一方向，由 該2維影像感測器所測得之資訊，求出㈣2維影像感測 '之檢測區域中適於該檢查的部分，然後將與所求出之適 於錢查之部分對應之該光路切換元件，控制成朝向該另 一方向； 該檢查部’係根據當與適於該檢查之部分對應之該光 路=換元件處於朝向該另—方向之狀態下由該光感測器所 測得的資訊，進行該檢查。 2,如申請專利範圍第1項之檢查裝置，其中，該照明 光’係照射於具有反覆圖案之該被檢基板表面之直線偏光； 該2維影像感測器及該光感測器，係檢測來自該被檢 27 200931009 基板的光中偏光方向與該直線偏光大致正交的直線偏光成 分。 3. 如申請專利範圍第2項之檢查裝置，其中，該照明 部，係藉由落射照明將該照明光照射在該被檢基板的表面。 4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之檢查裝置，其 中’以該2維影像感測器所測得之資訊，係以該2維影像 感測器所測得之傅利葉影像中之亮度資訊。 5_如申請專利範圍第1至4項中任一項之檢查裝置，其 具備使從該光路切換元件導向該光感測器的光就複數個波 ❹ 長逐一予以分光的分光棱鏡； 該光感測器，係就被該分光稜鏡所分光之該複數個波 長逐一設置。 6·如申請專利範圍第1至5項中任一項之檢查裝置，其 中’該複數個光路切換元件，係構成數位微鏡元件之複數 個微鏡。 7·—種檢查方法’係以檢查裝置檢查被檢基板之表面， 該檢查裝置具備： 〇 照明部，將照明光照射於被檢基板的表面； 光路切換部’具有複數個光路切換元件，可將該複數 個光路切換元件各自之反射方向切換於一方向與另一方 向； 2維影像感測器，當該光路切換元件朝向該一方向時， 可檢測來自受該照明光照射之該被檢基板的光；以及 光感測器’當該光路切換元件朝向該另一方向時，可 28 200931009 檢測來自受該照明光照射之該被檢基板 其特徵在於，該方法包含以下步驟：， 第:步驟，將該光路切換元件朝向該一方向，根據以 該2維影像感測器所測得之眘沖，七“丄 ^ ^ , 資訊未出在該2維影像感測 器之檢測區域中適於該檢查的部分；及 第2步驟，將與以該第1步驟所求出之適於該檢杳之 部分對應之該光路切換元件朝向該另一方向，根據以該光 感測器所測得之資訊進行該檢查。 8·如申請專利範圍第7項之檢查方法，其令，該照明 光，係照射於具有反㈣案之該被檢基板之表面的直線偏 光； -亥2維衫像感測器及該光感測器，係檢測來自該被檢 基板的光中偏光方向與該直線偏光大致正S之直線偏光成 分0 9.如申叻專利範圍第8項之檢查方法，其中，係藉由落 射照明將該照明光照射在該被檢基板的表面。 H).如申請專利範圍第…項中任一項之檢查方法， 其中’以該2、维影像感測器所測得之資訊，係以該2維影 像感測器所測得之傅利葉影像中的亮度資訊。 如申請專利範圍第7至1〇項中任一項之檢查方法， 其中，該第1步驟，係將根據該被檢基板表面狀態之變化 而檢測出之光之亮度變化較大的部分作為適於該項檢查的 部分。 12·如申凊專利範圍第7至Π項中任一項之檢查方法， 29 200931009 其中’該第2步驟’具有將從該光路切換元件導向該光感 測器的光就複數個波長逐一予以分光的次步驟； 藉由該次步驟就該複數個波長被逐一分光後的光，分 別以該光感測器加以檢測。 13. 如申請專利範圍第7至12項中任一項之檢查方法， 其中，該複數個光路切換元件，係構成數位微鏡元件的複 數個微鏡。 14. 一種檢查裝置’其特徵在於，具備： 照明部，將照明光照射於被檢基板的表面； 0 2維影像感測器，可檢測受該照明光照射之該被檢基板 的傅利葉影像； 選擇檢測部，用以檢測該傅利葉影像之一部分之亮 度’對其他部分則不予檢測； 控制部，用以控制該選擇檢測部的作動丨以及 、檢查部，係根據以該選擇檢測部所測得之資訊，檢查 該被檢基板的表面； 該控制部係根據以該2維影像感測器所測得之該傅利 〇 葉影像的資1K，選擇該選擇檢測部所檢測之該一部分。 Η、囷式： 如次頁 30