45 56 7 3 A7 B7 經濟耶智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（/ ) 〔發明所屬之技術領域〕 本發明係關於矽所製成之1C晶圓或玻璃所製成之液晶 基板的製造過程中，爲檢測出基板上所連續形成之圖案的 缺陷之缺陷檢測方法及裝置。 〔先前技術〕 半導體晶圓或液晶基板等的製造過程中，針對基板表 面之電路形成用之光阻所形成的圖案，必須進行是否有缺 陷的檢查。 以往，爲進行缺陷檢測，檢查員是用照明系統來照明 半導體晶圓或液晶基板的表面，並進行轉動或爲改變照射 角度而進行半導體晶圓的傾斜，而以直接目視的方式來檢 測傷痕和灰塵等。 又，近年來，就自動進行缺陷檢測的手段而言，例如 有日本專利特公平6-87S9號公報所記載的檢查裝置。該 檢查裝置，係利用照射於半導體晶圓上的光之反射光來將 半導體晶圓像抓入圖像處理裝置，以檢測出半導體晶圓的 缺陷。 〔發明所要解決的課題〕 然而，以往的缺陷檢測手段中，仍有以下的課題。亦 即，利用人工的目視檢查，由於有個人間的差異存在’故 效率不佳。又，用繞射光圖像來檢查的裝置，基於連續圖 案的高度（光阻劑不平整等的高度）或基層高度之變化’將 產生圖像不均一或圖像信號變差，而有造成錯誤檢測的問 題。又，對於間距寬稍偏離設計値的圖案，也會產生圖像 4 — [ — —I— I I IkI ----I I < — — — 1— I [ r p (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4現格（210 X 297公釐） 4 5 5673 A7 B7_ 五、發明說明（> ) 信號變差，而有造成錯誤檢測的問題° 例如，如圖4(a)所不般，在砂晶圓W上等間隔地形成 有光阻劑R構成的圖案，當光阻劑R的厚度及底層爲良好 無缺陷時，如圖4(b)所示般繞射圖像的輸出光量爲一定。 又，如圖5(a)所示般，當光阻劑R的厚度及底層良好 但有缺陷部分D存在時，如圖5(b)所示般，繞射圖像中缺 陷部分Ε»的輸出光量會降低。 又，如圖6(a)所示般，當光阻劑R的厚度不同而無缺 陷時，如圖6(b)所示般，繞射圖像中光阻劑R厚度不同部 分的輸出光量會產生變化。 相對於此，如圖7(a)所示般，當光阻劑R的厚度不同 且有缺陷部分D存在時，如圖7(b)所示般，繞射圖像中缺 陷部分D的輸出光量會降低，且光阻劑R厚度不同的部分 之輸出光量也會產生變化，而產生不易檢測出缺陷部分D 和其他部分的受光量差的情彤。 本發明係有鑑於前述課題而完成者，其目的是提供一 缺陷檢測方法及裝置，不管光阻劑厚度或底層高是否有變 化’皆能以不造成錯誤檢測的方式來檢測出圖案的缺陷。 〔用以解決課題之手段〕 用以解決上述課題之申請專利範圍第1項之缺陷檢測 方法’係爲了檢測出基板上所形成的圖案之缺陷，其特徵 在於，係具備： 將照明光入射於基板上之步驟； 接收照明光之來自基板的繞射光之步驟；以及 5 本紙張尺度適用t國困家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 衣------ί —訂---------線 (請先閱讀背面之主意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 455673 ___B7______ 五、發明說明（^ ) 將照明光的波長'照明光的入射角、繞射光的繞射角 、繞射光的繞射次數中至少2個參數作改變，根據參數改 變後所接收之繞射光的複數個圖案像來檢測缺陷的步驟。 申請專利範圍第2項之發明，是在申請專利範圍第1 項之缺陷檢測方法中，前述缺陷檢測步驟，當基板表面所 形成的圖案之間距爲P、照明機構之照明光的波長爲λ、 照明光的入射角爲θί、照明光之來自基板的繞射光之繞射 角爲6> d '繞射光的繞射次數爲m時，係以滿足關係式 P X (sin θά- sin Θ i)=m λ 的方式來變更θί、0d、m、λ中至少2個參數。 又，申請專利範圍第3項之缺陷檢測裝置，係爲了檢 測出基板上所形成的圖案之缺陷，其特徵在於，係具備： 入射部2、12，用以將照明光入射於基板上； 受光部4 ' Μ，用以接收照明光之來自基板的繞射光 f 圖像處理部5,將受光部所接收的繞射光的圖案像施 予圖像處理，以進行缺陷的檢測；以及 可變機構1、3、10，能將照明光的波長、照明光的入 射角、繞射光的繞射角、繞射光的繞射次數中至少2個參 數作改變； 前述圖像處理部，係根據經可變機構改變參數後再抓 入之複數個圖案像來檢測缺陷。 又’申請專利範圍第4項之發明，是在申請專利範圍 第3項之缺陷檢測裝置中，前述可變機構，當基板表面所 6 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） — If--1— — — !— — — <11—— — — — 1 — llllllt t (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 455673 經濟部智慧財產局員工消費合作社印*1^ B7 五、發明說明（ί/·) 形成的圖案之間距爲P、照明機構之照明光的波長爲λ ' 照明光的入射角爲6M、照明光之來自基扳的繞射光之繞射 角爲0d、繞射光的繞射次數爲〇時，係以滿足關係式 P X (sin θά- sin Θ i)=m λ 的方式來變更βί、0d、m、λ中至少2個參數。 申請專利範圍第5項之發明，是在申請專利範圍第3 項之缺陷檢測裝置中’前述照明光爲白色光。 申請專利範圍第6項之發明，是在申請專利範圍第3 項之缺陷檢測裝置中’前述可變機構，係能支撐住基板並 能調整基板相對照明光的傾斜。 申請專利範圍第7項之缺陷檢測裝置，係爲了檢測出 基板表面所存在的缺陷’其特徵在於，係具備： 照明部2，用以照明基板表面的至少一部分； 攝像部4c ’用以接收來自基板表面的至少一部分之反 射光’以按照基板表面的至少一部分之反射率來生成圖像 信號； 條件變更部1、3、1〇，用以將攝像部所生成的圖像信 號之生成條件作任意的變更；以及 檢測部5,將變更生成條件後所生成之複數個圖像信 號作比較，藉以檢測出基板表面的至少一部分所存在的缺 陷。 申請專利範圍第8項之發明，是在申請專利範圍第7 項之缺陷檢測裝置中，前述生成條件，係當基板表面所形 成的圖案之間距爲P、照明機構之照明光的波長爲λ、照 7 本紙張尺度適用中國國家標準^(CNS)A4規格（210 X 297公爱^ ------— till! ^ -----I ( I — — — — — — — » I <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 5 5 6 7 3 A7 _ B7 五、發明說明（Γ) 明光的入射角爲^丨、照明光之來自基板的繞射光之繞射角 爲、繞射光的繞射次數爲m時，以滿足關係式 P X (sin θά- sin Θ i)=m λ 的方式來變更θί、^d、m、λ中至少2個參數來決定出。 〔發明之實施形態〕 以下，參照圖1及圖2來說明本發明的缺陷檢測方法 及缺陷檢測裝置之第1實施形態。 圖1係顯示本實施形態的缺陷檢測裝置，圖中之缺陷 檢測裝置備有：發光部2(具備爲變更照射於矽晶圓（基板 )W表面的的照明光的入射角度之可變機構之發光側驅動系 1)，受光部4(具備爲變更來自矽晶圓的繞射光之繞射角的 可變機構之受光側驅動系3)，爲處理受光部4所接收的繞 射光的圖像信號來檢測出缺陷之圖像處理部5。 控制部7，係和發光側驅動系1、受光側驅動系3、圖 像處理部5相連，能將照明光波長的變更、照明光入射角 度的變更、繞射光繞射角度的變更等的條件之變更指示送 往各部。 發光部2具備：白色光源之發光光源2a，用以反射來 自發光光源2a的照明光之發光側反射鏡2b ’用以將來自 發光側反射鏡2b的照明光成形爲平行光並照射至檢查對象 之矽晶圓W表面上之發光側凹面鏡2c » 受光部4具備：用以反射來自矽晶圓W的繞射光之受 光側凹面鏡4a，用以反射來自受光側凹面鏡4a的繞射光 之受光側反射鏡4b ’用以接受來自受光側反射鏡4b的繞 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) k-------—訂---------線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 45 56 7 3 _B7__ 五、發明說明（& ) 射光之CCD攝影機(攝像部)4c。 又，來自發光部2的白色光，由於會成爲具特定繞射 角的繞射光，而經由受光部4的受光側反射鏡4b，僅特定 波長成分會到達CCD攝影機4c。 圖像處理部5 ’係依據CCD攝影機4c所接收之繞射 光的複數個圖像信號，例如檢測出各像素的最大値，或進 行求出像素單位的平均値等的圖像處理，以檢測出缺陷。 又，本實施形態中’係驅動發光側驅動系1和受光側 驅動系3，以使相對矽晶圓W之照明光的入射角及繞射光 的繞射角能滿足以下的關係式（1): 亦即，當圖案的間距爲P、照明光的波長爲λ、照明 光的入射角爲βί、繞射光的繞射角爲、繞射光的繞射 次數爲m時，以滿足 P X (sin θ ά - ύηθ i)=m λ …⑴ 的方式來交互的改變以及Θ(1。 其次’針對依據本實施形態的缺陷檢測裝置之缺陷檢 測方法’參照圖2及圖8作說明。圖2係顯示本實施形態 的矽晶圓上的光阻圖案的截面圖，並顯示晶圓截面位置的 繞射光之受光量。又，圖8係顯示控制部7的處理順序之 流程圖。 首先’在控制部7 ’設定矽晶圓w上之光阻圖案的間 距寬Ρ '照明光之波長λ及繞射次數m(圖8之步驟801)。 控制部7對發光側驅動系1及受光側驅動系3進行驅動控 制（圖8之步驟802)，而以滿足關係式（丨）的方式，直到入 9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4蜆格（210 X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '4--------訂---------線—— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 5 6 7 3 a? —__ Β7 五、發明說明（7) 射角0i及繞射角θά成爲0i+X度(X是按照光阻厚所適當 的設定出)爲止。 這時，根據來自控制部7的指示，從發光光源2a射 出白色光，該白色光是透過發光側反射鏡2b及發光側凹面 鏡2c，作爲照明光而以上述條件的入射角θί照射於矽晶 圓W上。 該照明光的繞射光’被光阻圖案以上述條件的繞射角 Sd繞射後，透過受光側凹面鏡4a及受光側反射鏡4b而 被CCD攝影機4c接收。所接收之圖案像，係按照來自控 制部7的抓入指示，被當作圖像信號抓入圖像處理部5並 加以記憶（圖8之步驟803)。 控制部7，到獲得既定數目（至少2)的圖像信號爲止， 係反覆的控制成：在步驟802以不同於先前的條件之方式 對發光側驅動系1及受光側驅動系3進行驅動控制，在步 驟3抓入圖像。 之後，在圖像處理部5對所抓入的圖像信號施以圖像 處理，以處理成較均一的圖像，並進行缺陷檢測。 亦即，將所記憶之複數個圖案像的圖像信號作比較， 進行像素最大値檢測或平均値化等的圖像處理，以檢測出 缺陷ίϋ置。例如’如圖2之實線及虛線所示般，當至少獲 得2幀圖像信號(在晶圓截面位置之受光量分佈）時，藉由 僅對兩圖像信號的最大値作圖像處理，如圖2之—點鍵線 所示般’處理後的圖像信號在缺陷部分的受光量之變化變 顯著(變成最小）’而能明確的特定出其位置。 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 455673 _____B7____ 五、發明說明（/ ) 其次，針對本發明之缺陷檢測方法及裝置的第2實施 形態，參照圖3作說明。 第2實施形態和第1實施形態的不同點在於，第1實 施形態中，是以滿足關係式（1)的方式利用發光側驅動系1 及受光側驅動系3來改變參數之入射角βί及繞射角0d; 第2實施彤態中’並未使用發光側驅動系及受光側驅動系 ，而是讓矽晶圓W傾斜來改變傾斜角，而將入射角及 繞射角作實質的改變。 ' 亦即，第2實施形態之缺陷檢測裝置設有載置台1〇， 其能支撐矽晶圓W且能將其角度改變成既定的角度。該載 置台1〇被控制成，能讓矽晶圓W傾斜，而以滿足關係式 (1)的方式變更照明光的入射角及繞射光的繞射角Θ(1。 這時’來自發光部12的白色照明光中，僅有波長符合條件 的光會被受光部14接收。 因此’本實施形態只要驅動載置台10，就能和第i實 施形態同樣地’以滿足關係式（1)之不同條件來獲得複數個 圖案像，經由圖像處理即可容易地檢測出缺陷位置。 以下’針對依據第2實施形態的缺陷檢測裝置之缺陷 檢測方法，參照圖9作說明。圖9係第2實施形態之控制 部中的處理順序之流程圖。 首先’在控制部7，設定矽晶圓W上之光阻圖案的間 距寬P、照明光之波長λ及繞射次數m(圖9之步驟901)。 控制部7控制載置台10之傾斜角的變化，而以滿足關係式 (1)的方式改變入射角β i及繞射角Θ d(圖9之步驟902)。 11 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----訂- I! — — — — - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5 5 6 7 3 A7 ______B7___ 五、發明說明（I ) 這時，和第1實施形態同樣地，根據來自控制部7的 指示，從發光光源2a射出白色光，作爲照明光而照射於矽 晶圓W上" 該照明光的繞射光，被光阻圖案以上述條件的繞射角 繞射後，透過受光側凹面鏡4a及受光側反射鏡4b而 被CCD攝影機4c接收。所接收之圖案像，係按照來自控 制部7的抓入指示，被當作圖像信號抓入圖像處理部5並 加以記憶（圖9之步驟903)。 之後，在圖像處理部5進行和第1實施形態同樣的處 理。 如此般，在上述各實施形態，是把關係式（1)的參數當 作圖像信號的生成條件，對生成條件作改變並將所得之複 數個圖像信號作比較，藉以檢測出矽晶圓W上的缺陷。 又，上述各實施形態中，是把繞射光的受光量當作圖 像信號來處理，若把繞射光視爲反射光的一部分，而按照 該反射光的反射率來生成圖像信號，藉由改變關係式（1)的 參數來變更其生成條件，將所得的複數個圖像信號作比較 即可檢測出缺陷。 又，本發明也包含如下的實施形態。 (i)上述各實施形態，是以滿足關係式（1)的方式來改 變參數之入射角6>i及繞射角6>d，只要改變關係式（1)的參 數（6»i、、Λ、m)中之至少2參數來接收複數個圖案像 ’利用其他參數的組合來進行檢測亦可。 例如，將波長λ和其他參數，以滿足關係式（1)的方式 12 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再瑱寫本頁) 表· — —--— II 訂-------I -線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 4 5 5 6 孕 3 B7 五、發明說明（/(}) 進行變更亦可。這時的發光光源，只要讓來自白色光源的 白色光中之透定波長透過帶通濾波器’利用該帶通濾波器 來改變透過波長，即可變更照明光的波長。 (2) 又，上述各實施形態中，係對矽晶圓W表面全體 照射照明光，以對全體進行缺陷檢測，但僅照射表面的一 部分亦可。這時，由於只要局部的圖像處理即可’故能迅 速檢測出所預先設定的既定區域之缺陷。 (3) 上述各實施形態中，是以矽晶圓W作爲檢查對象 的基板，但以其他基板作爲檢查對象亦可。例如’能對玻 璃所形成之液晶基板的表面進行缺陷檢測。 依據以上的實施形態，能發揮以下的效果。 依據第1實施形態、第2實施形態，將缺陷部分光量 和其他部分光量的差異不同之複數個圖案像施予圖像處理 ，即不致受到光阻厚不均或基層高不均所造成的繞射圖像 不均一的影響，而能進行正確地檢測。 依據第2實施形態，由於具備能支撐基板同時能調整 基板相對照明光的傾斜之載置台，只要用載置台來改變基 板的傾斜，即可同時變更入射角及反射角，而能更容易的 進行缺陷檢測。 〔圖式之簡單說明〕 圖1係顯示本發明的缺陷檢測裝置之第1實施形態的 全體構成圖。 圖2係顯示本發明的缺陷檢測裝置之第1實施形態的 矽晶圓上之光阻圖案之截面圖，並顯示其晶圓截面位置之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----I------'κ·-------訂·--------線 I * <諳先闓讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 5 5 6 7 ? A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（Μ ) 繞射光受光量。 圖3係顯示本發明的缺陷檢測裝置之第2實施形態的 全體構成圖。 圖4係顯示矽晶圓上之厚度一定且無缺陷的光阻圖案 之截面圖，並顯示其晶圓截面位置之繞射光受光量。 圖5係顯示矽晶圓上之厚度一定且有缺陷的光阻圖案 之截面圖，並顯示其晶圓截面位置之繞射光受光量。 圖6係顯示矽晶圓上之厚度不是一定且無缺陷的光阻 圖案之截面圖，並顯示其晶圓截面位置之繞射光受光量。 圖7係顯示矽晶圓上之厚度不是一定且有缺陷的光阻 圖案之截面圖’並顯示其晶圓截面位置之繞射光受光量。 圖8係顯示本發明的缺陷檢測裝置之第1實施形態的 控制部的動作順序之流程圖。 圖9係顯示本發明的缺陷檢測裝置之第2實施形態的 控制部的動作順序之流程圖。 〔符號說明〕 1 發光側驅動系 2 發光部 3 受光側驅動系 4 受光部 4c CCD攝影機 5 圖像處理部 7 控制部 W 矽晶圓 14 本纸張尺度適用中國國家標羊（CNS)A4洗格（210 X 297公爱） -------------^--------訂---------線t } (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)