欠陥検査装置および欠陥検査方法
【課題】
単一の統合条件においては複数の欠陥種を同時に検出することは困難であり、また、多次元の特徴量として扱って複数の欠陥を検出すると、信号処理にかかる計算コストが検出器の増加とともに増大するという問題が発生する。
【解決手段】
被検査対象物に照明光を照射する照明光学部と、前記照明光学部により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光をそれぞれ検出する複数の検出器を備えた検出光学部と、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号処理部と、を有する欠陥検査装置である。
単一の統合条件においては複数の欠陥種を同時に検出することは困難であり、また、多次元の特徴量として扱って複数の欠陥を検出すると、信号処理にかかる計算コストが検出器の増加とともに増大するという問題が発生する。
【解決手段】
被検査対象物に照明光を照射する照明光学部と、前記照明光学部により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光をそれぞれ検出する複数の検出器を備えた検出光学部と、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号処理部と、を有する欠陥検査装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は試料表面に存在する微小な欠陥を高感度に検査する欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体基板や薄膜基板等の製造ラインにおいて、製品の歩留まりを維持・向上するために、半導体基板や薄膜基板等の表面に存在する欠陥の検査が行われている。
【0003】
従来技術として、特許文献1(特開平9−304289号公報)には、微小な欠陥を検出するために試料表面上に数十μmに集光したレーザビームを照射して,欠陥からの散乱光を集光・検出し、数十nmから数μm以上の寸法の欠陥を検査する検査装置が開示されており、特許文献2(特開2006−201179号公報)には、欠陥からの散乱光の高角度に出射する成分と低角度に出射する成分を検出しその比によって欠陥を分類する検査装置が開示されている。
【0004】
また、特許文献3(特開2008−32600号公報)には、「試料の表面から発生する散乱光に基づく検出信号を設定の条件にしたがって合成する信号合成部と、この信号合成部による検出信号の合成条件を設定する条件設定部と、この条件設定部により設定された条件にしたがって信号合成部で合成された合成信号を基に構築された合成試料像を表示する表示部とを備えた外観検査装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平9−304289号公報
【特許文献2】特開2006−201179号公報
【特許文献3】特開2008−32600号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
回路パターンの微細化に伴い、回路パターン形成前の鏡面ウェーハにおいても検出すべき欠陥は微細なものとなり、様々な形状の欠陥を高感度に検出することが望まれている。従来は、欠陥形状やサイズの違いにより特性の異なる散乱光分布を広く捕らえるため、異なる角度・位置に存在する複数の検出器を配し、検出信号を任意の条件により統合し、その信号強度をしきい値処理することで欠陥の検出を行っていた。
【0007】
しかし、様々な形状の欠陥を高感度に検出しようとした場合、特許文献3に開示されているような単一の統合条件においては、複数の欠陥種を同時に検出することは困難である。一方、各検出器から得られる信号を統合せず、多次元の特徴量として扱うことにより、複数の欠陥を検出することが可能となるが、試料上の欠陥とノイズの判別のための境界しきい値計算など信号処理にかかる計算コストは検出器の増加とともに増大してしまう問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。
(1)被検査対象物に照明光を照射する照明光学部と、前記照明光学部により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光をそれぞれ検出する複数の検出器を備えた検出光学部と、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号処理部と、を有する欠陥検査装置である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、試料表面に存在する微小な欠陥を高感度に検査する欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の構成図
【図2】試料の走査方法を示す模式図
【図3(a)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の一例を示す構成図
【図3(b)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の変形例を示す構成図
【図3(c)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の変形例を示す構成図
【図3(d)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の変形例を示す構成図
【図4(a)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図
【図4(b−1)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図
【図4(b−2)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図
【図4(c−1)】欠陥種Aの散乱光分布
【図4(c−2)】欠陥種Bの散乱光分布
【図4(c−3)】欠陥種Cの散乱光分布
【図5】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号処理部の構成図
【図6】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部と欠陥判別部の詳細を示す構成図
【図7(a)】高角度および低角度の検出器の配置図
【図7(b−1)】欠陥種Aの散乱光分布
【図7(b−2)】欠陥種Bの散乱光分布
【図7(c)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部における特徴空間の説明図
【図8】本発明に係る欠陥検査装置の欠陥検出処理の流れを示すブロック図
【図9】本発明に係る欠陥検査装置による欠陥検出結果の表示方法の説明図
【図10】シミュレータによるゲイン調整パラメータ設定部の構成図
【図11】ゲイン調整パラメータ設定のためのシミュレータ表示方法の説明図
【図12】後処理システムの構成図
【図13】ゲイン調整パラメータ設定方法の概念図
【図14】後処理システムの表示方法の説明図
【図15】欠陥分類を実施する構成の概略の構成図
【図16】欠陥分類のためのLUTの説明図
【図17】楕円超球に基づくしきい値を表す概念図
【図18】信号処理部の構成を表す構成図
【図19】判定基準との比較を表す概念図
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0011】
本発明に係る欠陥検査装置の実施形態の一例を図1で説明する。図1記載の欠陥検査装置は、照明部101、検出部102(102a、102b、102c)、試料1を載置可能なステージ103、信号処理部50、全体制御部53、表示部54および入力部55を備えて構成される。ここで正反射検出部104は、大面積欠陥検査あるいは試料表面計測などの目的で必要に応じて設置される。
【0012】
照明部101は、レーザ光源2、アッテネータ3、偏光素子4、ビームエキスパンダ7、照度分布制御素子5、反射ミラーm、集光レンズ6を備えて構成される。レーザ光源2から射出されたレーザ光は、アッテネータ3で所望のビーム強度に調整され、偏光素子4で所望の偏光状態に調整され、ビームエキスパンダ7で所望のビーム径に調整され、反射ミラーmおよび集光レンズ6を介して、試料1の被検査領域に照明される。照度分布制御素子5は、試料1上における照明の強度分布を制御するために用いられる。図1では照明部101が試料1の法線に対して傾斜した斜方から光を照射する構成を示したが、試料1の表面に対して垂直に光を照射することを可能とする図1に図示しない別の照明光路を有していてもよい。照明光路は切替えることが可能である。
【0013】
レーザ光源2としては、試料表面近傍の微小な欠陥を検出するには、試料内部に浸透しづらい波長として、短波長の紫外または真空紫外のレーザビームを発振し、かつ出力1W以上の高出力のものが用いられる。試料内部の欠陥を検出するには、試料内部に浸透しやすい波長として、可視あるいは赤外のレーザビームを発振するものが用いられる。
【0014】
ステージ103は、並進ステージ11、回転ステージ10、Zステージ(図示せず)とを備えて構成される。
【0015】
図2は、試料の走査方法を示す模式図である。試料1上の照明領域(照明スポット20)と、回転ステージ10および並進ステージ11の運動による走査方向との関係、および、それにより試料1上に描かれる照野20の軌跡を示す。図2では、照明部101における照度分布制御あるいは斜方からの照明によって、一方向に長くそれに直交する方向に短い楕円形状(線状)に形成された照野(線状照明)20の形状を示す。照野20は、回転ステージ10の回転運動によって、回転ステージ10の回転軸を中心とした円の円周方向S1に、並進ステージ11の並進運動によって、並進ステージ11の並進方向S2に走査される。照明スポット20の長手方向が走査方向S2と平行となり、かつ走査方向S2の走査によって回転ステージ10の回転軸を照明スポット20が通過するように、照明部101が構成される。Zステージの移動は、試料1の高さ、すなわち試料1表面の法線方向の移動に対応する。
【0016】
以上の構成において、走査方向S1の走査により試料を1回転する間に、走査方向S2の走査を照明スポット20の長手方向の長さ以下の距離だけ行うことにより、照明スポットがらせん状の軌跡Tを描き、試料1の全面が走査される。
【0017】
図1の検出部102a、102b、および102cは、試料の表面に対して互いに異なる方位角、角度(仰角)に発生する散乱光を集光して検出するよう構成される。
【0018】
図3(a)〜図3(d)は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の一例を示す構成図である。図1に示した検出部102aの具体的構成を示す。
ここで、検出部102b、102cの構成要素は検出部102aと共通するため説明を省略する。また、図1には記載していないが、図4を用いて後述するように、広い角度範囲の散乱光を検出するため、検出部102a、102b、102c以外にも、試料の表面に対して互いに検出方向の異なる複数の検出部が配置されていてもよい。
【0019】
図3(a)に示す検出部102aは、集光系8、偏光フィルタ13、およびセンサ9を有して構成される。集光系8により、照明スポット20の像がセンサ9の受光面あるいはその近傍に結像される。結像位置に適当な径の視野絞り(図示せず)を設置することで、照明スポット以外の位置から発生する背景光を除去、低減することができる。偏光フィルタ13は結像系(集光系)8の光軸上へ着脱および検光方位の回転が可能であり、ノイズ要因となる試料のラフネス等による散乱光成分を低減する目的で用いる。
偏光フィルタ13として、紫外光等の短波長においても透過率、消光比の高いワイヤグリッド偏光板、あるいは偏光ビームスプリッタが用いられる。ワイヤグリッド偏光板として、アルミニウムや銀などの金属の薄膜を縞上に微細加工した構造のものがある。
微弱な異物散乱光の検出を可能にするため、センサ9として、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード、イメージインテンシファイアと結合した半導体光検出器などを用いる。高感度、高精度を実現するための光電子増倍管としては、量子効率の高いウルトラバイアルカリ型あるいはスーパーバイアルカリ型のものが望ましい。
【0020】
図3(b)に、集光系を楕円面鏡による反射光学系により構成した例を示す。集光系701は楕円の第一焦点位置を照明光の照射位置とし、第二焦点位置をセンサ9bの受光面に配置する。集光系701はウェーハ面に対して浅い角度を含む高NAをもって散乱光を集光しセンサに導くのに適する。これに加え、集光系8およびセンサ9aを備えてなる上方散乱光を検出する検出部を有し、複数の方向の散乱光を同時に検出することが可能な構成である。
【0021】
図3(c)は、複数の方向から散乱光を集光し、イメージセンサに結像する検出部の構成例である。方位あるいは仰角の異なる複数の方向の散乱光を、集光結像系88a、88b、88cにより、イメージセンサ99a、99b、99c上に結像する構成である。試料表面の散乱光を画像として検出し画像処理を行うことで、回路パターンが形成された半導体ウェーハやマスクなどにおいて回路パターンに生じた欠陥を検出することが可能であるため、パターンの形成された試料の検査に有効である。
イメージセンサとしては、CCDやCMOSで構成されたリニアアレイセンサや二次元アレイセンサ、あるいはイメージインテンシファイアをこれらと結合した高感度なイメージセンサ、あるいはマルチアノード光電子増倍管が用いられる。
【0022】
図3(d)は、シュバルツシルト光学系による反射光学系を用いた構成例である。波長200nm以下の短波長で照明する場合に散乱光をセンサ9に結像するのに適する。
【0023】
次に、検出部102a、102b、102cによって検出される散乱光の角度成分の関係を図4(a)、図4(b−1)、図4(b−2)を用いて示す。
図4(a)は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図である。図4(a)は、赤道面が試料表面に対応し、試料表面の法線方向を天頂とする半球を示す。走査方向S2を基準とする方位角(経度)をφ、天頂からの角度をθとする。検出部102a、102b等によって検出される角度範囲は、半球上の領域Rによって示され、これを赤道面に平行な面に平行投影して表示したのが図4(b−1)、図4(b−2)である。
【0024】
図4(b−1)、図4(b−2)は、検出部102a、102b等による検出角度範囲を斜線の網掛けで表示している。図4(b−1)(b−2)のように、検出部を複数備えて、広い角度範囲をカバーすることで、様々な種類の欠陥を検出することが可能である。また、欠陥種や欠陥寸法によって、欠陥散乱光の角度分布が異なるため、様々な角度の散乱光強度を複数の検出系によって同時に検出し、後述する信号処理部によって処理することで、欠陥種の分類や欠陥寸法の推定を高精度で行うことが可能である。
図4(b−1)は微小寸法から大寸法の異物を検査するのに適した検出系配置の一例である。微小異物の散乱光は、P偏光照明を行った場合には、試料の表面に対して低角度の仰角方向に強く出る。低角度散乱光成分を全方位に渡って検出することで、ごく微小な欠陥の検出が可能である。さらに、高仰角に出る散乱光成分を検出することで、高角度の散乱光が強く出る結晶欠陥(COP:Crystal Originated Particle)等のへこみ欠陥も高感度に検査することができる。さらに、θ方向およびφ方向それぞれに複数の検出器を配置することで、欠陥によって異なる散乱光分布の特徴を捉えることが可能である。
図4(b−2)は、試料の表面に対して低角度の仰角方向にて全方位検出を行う検出部および試料法線方向の散乱光を検出する検出部を設置した例である。集光系8として、図3(b)に示したように、照明スポット位置を片側の焦点とする楕円面鏡を用いることで、特定のθ角度範囲の全方位の散乱光を集光することが可能となる。さらに集光系光路中に空間フィルタ手段あるいは光路分岐手段を設置し、対応する複数の検出器を設置することで、複数の方位の散乱光を一括検出することが可能である。いずれの構成でも、広い角度範囲の散乱光を捉えることで、欠陥によって出る方向が異なる散乱光を検出し、多種の欠陥をロバストに検出することができる。
【0025】
図4(c−1)〜図4(c−3)は、各照明条件に対応する欠陥の連続的な散乱光分布の例を図4(a)に示した角度の表記方法で表示したものであり、図4(c−1)〜(c−3)はそれぞれ欠陥種A、B、Cの散乱光分布を示す。ここでは、欠陥種毎に散乱光分布が異なっており、色が濃いほど散乱強度が弱いことを示す。
【0026】
次に、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の欠陥判定部(信号処理部)50の構成を説明する。
図5は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号処理部の構成図である。検出器102から得た検出信号s1〜snを入力する検出信号入力部501と、少なくとも1つの信号統合ユニットG1〜Gmを備えた信号統合部502と、各信号統合ユニットG1〜Gmから出力された信号503(F1〜Fm)が入力される欠陥判別ユニットD1〜Dmを備えた欠陥判別部504と、欠陥判別部504で検出された欠陥を統合する結果統合部505と、結果統合部505で統合された結果を全体制御部53へ出力する欠陥出力部(欠陥出力部)506とを備えてなる。
【0027】
信号統合ユニットG1〜Gmは、試料の表面に対して異なる方位角、仰角(角度)に発生する散乱光を集光して検出した入力信号s1〜snに対し、任意のゲイン値に基づいてゲイン調整を施し、統合された信号F1〜Fmを出力するが、信号統合ユニットG1〜Gmはそれぞれ異なるゲイン調整比率のゲイン調整パラメータセット508によりゲイン調整が実施される。ここで、ゲイン調整パラメータセット508のパラメータはライブラリ507により設定される。また、信号統合ユニットG1〜Gmによる信号統合は並列処理されることが望ましい。検出信号S1〜Snに対する信号統合を並列処理することで、処理時間の増大を防ぎ、低スループットを実現することができる。
本発明では、異物やスクラッチといった散乱光特性が異なる欠陥から検出された信号に対し、異なる検出特性を持つ信号統合ユニットG1〜Gmにより信号統合を実施することで、どの欠陥種に対しても高感度に検出することが可能となる。
例えば、信号統合ユニットG1は試料表面に対して低角度の仰角方向の信号に高感度で、信号統合ユニットG2は高角度の信号に高感度であったとする。図4(c−1)で説明した欠陥種Aからの入力信号に対し、信号統合ユニットG1で統合した場合、高感度検出ができるが、信号統合ユニットG2では高感度に検出ができない。一方、図4(c−2)の欠陥種Bは信号統合ユニットG2で高感度検査ができるといったように、異なる検出特性を持つ信号統合ユニットを複数備えることで、複数の欠陥種に対し、それぞれ高感度に検出することが可能となる。
【0028】
しかし、予め試料上にどの欠陥種が存在するかを知ることは困難であるため、本発明では信号統合ユニットG1〜Gmを同時並列に処理することとし、これによりすべての欠陥種に対応した欠陥判定を実現している。
【0029】
信号統合部502から出力された信号503(F1〜Fm)に対して欠陥判別部504ではしきい値処理により欠陥判別を実施し、欠陥か非欠陥かの2値の結果を出力する。また、結果統合部505では、欠陥判別部504の備える複数の欠陥判別ユニットD1〜Dmより出力された2値の結果を統合し、検出信号が欠陥であるかどうかを判定する。検出結果の統合に論理和を用いることで、少なくとも一つの信号統合ユニットにて統合された信号から欠陥が検出されれば、欠陥と判定することができるようになり、欠陥の見落としを防止することができる。
また、図5に示すように、信号統合ユニットG1〜Gmや欠陥判別ユニットD1〜Dmなどの各ユニットでの欠陥検出処理を並列に実施することにより、スループットを低下させることなく高感度化を実現することができる。
また、ここで説明した入力信号s1〜snは方位・仰角の異なる検出器から得られた検出信号強度としたが、信号強度の代わりに入力信号強度から抽出した特徴量を入力信号として扱っても良い。さらに、入力される各信号は試料上の各位置におけるばらつきや検出器間のばらつきを含んでいるため、入力の前段階で正規化や白色化を実施しても良い。正規化や白色化を実施すると、検出信号のノイズ成分が低減され、より高精度な欠陥検査を実現することができる。
【0030】
図6は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部502と欠陥判別部(欠陥弁別部)504の詳細を示す構成図である。ここでは、一つの信号統合ユニットGi(502−i)と欠陥判別ユニットDi(504−i)に注目して説明する。
【0031】
信号統合ユニットGiは、信号入力部s1〜sn(501)からの入力信号に対して、パラメータwi1〜winによるゲイン調整をするゲイン調整部511と、ゲイン調整された信号を統合し、統合信号Fi(503−i)を出力する信号統合部512とを備えて構成される。ゲイン調整部511において、ゲイン調整パラメータwi1〜winはライブラリ507に予め格納されたゲイン調整パラメータセット508を参照しても良い。信号統合部512では、ゲイン調整された信号をある関数Ji(s)にて1次元のスカラ量へ統合し、統合信号Fi=Ji(s)を出力する。この統合関数Jiは、次式のような線形結合関数としても良い。
【0032】
Ji(s)=wi1*s1+wi2*s2+...+win*sn
ゲイン調整部511では入力信号s1〜snに対してゲイン調整を実施するのだが、図4(c−1)の欠陥種Aのように低仰角の検出器からの信号が高い値となっている散乱光分布の場合、低仰角に位置する検出器からの入力信号をSL、高仰角に位置する検出器からの入力信号をsHとすると、この欠陥種Aに対して高感度に検出を行いたい場合には、下記のようにゲイン調整パラメータを設定すれば良い。
【0033】
J(s)=wL*sL+wH*sH (但し、wL>wH)
さらに、粒状異物のように各検出仰角において等方的な散乱光分布となる場合、各仰角の検出信号に対するゲイン調整パラメータをsL1=sL2=・・・=sLnとすることで、高感度に欠陥検出が可能となる。
また、他の凹状の欠陥などを検査する場合においても、散乱光特性に基づいたゲイン調整パラメータを設定することで、高感度に欠陥検出することが可能となる。
このように、複数の入力信号s1〜snである多次元データに対して、1次元の信号へ統合をすることにより、欠陥判別部では単純なしきい値処理のみによる欠陥判別を実現できるため、高速に処理を実施することが可能となる。
【0034】
次に欠陥判別ユニットDi(504−i)では、信号統合ユニットGiより出力された統合信号Fi(503−i)と、しきい値設定部508より入力されたしきい値THi(510−i)により欠陥判別を行い、欠陥かどうかの2値の出力信号を結果統合部505へ出力する。
欠陥判別ユニットDiへ入力される統合信号Fiは、信号統合ユニットGi毎に異なる結合関数により統合されているため、ノイズと欠陥の信号強度は一定とならないため、欠陥判別ユニットDi毎に異なるしきい値による判別処理を実施する必要がある。しきい値設定部508において、ユニット毎に個別のしきい値を設定する方法として、ユニット毎に異なる固定しきい値や、正反射検出部104にて検出したHAZE強度から推定したノイズ強度に基づくしきい値を設定とすることができる。
また、ユーザ指定の値を用いても良い。また、信号統合ユニットへの入力として正規化された信号を用いる場合、ユニット毎に一定のしきい値を設定することもできる。
【0035】
図7(a)〜(c)は、信号統合の一例を示す図である。図7(a)は高角度および低角度の検出器の配置図であり、図7(b−1)(b−2)は欠陥種AおよびBの散乱光分布であり、図7(c)は本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部における特徴空間の説明図である。
図7(a)に示すように、高仰角の検出器、低仰角の検出器からの入力信号である検出信号をそれぞれs1、s2とし、2次元(2つの検出器)の入力とする。また、検出欠陥は、低角度s2の散乱光が強く検出される図7(b−1)の欠陥種Aと、高角度s1の散乱光が強く検出される図7(b−2)の欠陥種Bとする。信号統合ユニットは、s2のゲインを強くするGAと、s1のゲインを強くするGBを設定する。欠陥判別ユニットGA、GBでは、ノイズと欠陥とを分けるようにしきい値A、しきい値Bを設定する。統合関数JAにより統合された信号FAは欠陥種Aを高感度に検出でき、統合関数JBにより統合された信号FBは欠陥種Bを高感度に検出することが可能となる。
ここで示した二つの統合信号FA,FBにおける欠陥判別結果の論理和を求めることで、2つの欠陥種を網羅的に検出することが可能となる。また、ここでは2つの検出器による例を示したが、検出器の増加に伴い、より高い感度での欠陥検査が期待できる。
【0036】
図8は、本発明に係る欠陥検査装置の欠陥検出処理の流れを示すブロック図である。
照明部101およびステージ103等により検査対象の試料1上を走査(801)し、複数の検出器(検出部102)により散乱光信号を取得する(802)。ライブラリ507よりゲイン調整パラメータセット508(ゲイン調整パラメータ)を呼び出し(809)、信号統合部502にて取得した散乱光信号(検出信号501)に対しゲイン調整を実施する(803)。その後、ゲイン調整された信号503に対し欠陥判別部504で信号統合を実施する(804)。次に、しきい値設定部509によりしきい値510を設定(810)し、統合された信号に対して欠陥判別部504で欠陥とノイズを判別する(805)。ここで、803〜805の処理は、異なるゲイン調整パラメータにより並列に処理され、複数の欠陥判別結果が出力される。得られた複数の判別結果を結果統合部505にて統合(806)し、結果出力部506にて欠陥の有無を判定、結果として出力する。
【0037】
図9は、本発明に係る欠陥検査装置による欠陥検出結果の表示方法の説明図である。図9は結果出力のためのGUIの一例を示す。
GUI画面上には、各欠陥判別ユニットD1〜Dm(ここではm=3)から出力された検出欠陥分布901−(A)〜901−(C)と結果統合部から出力された検出欠陥分布901−(D)とを表示する検出欠陥分布表示部901と、検査にて設定されたゲイン調整パラメータを表示する設定パラメータ表示部(ゲイン調整パラメータ表示部)902と、検出欠陥分布901より選択した欠陥の詳細を示す選択欠陥情報表示部903が示されている。ゲイン調整パラメータ表示部902では、欠陥統合ユニット毎に設定されるゲイン調整パラメータとしきい値とが表示される。検出欠陥分布901から、ユーザが確認したい欠陥を選択すると、選択欠陥情報表示部903では信号統合ユニット毎の信号強度、ウェイト、統合信号などが表示され、各ユニットでの検出・非検出を確認することができる。図9の例では、選択した欠陥は欠陥判別ユニットDB、DCからは検出されるが、欠陥判別ユニットDAからは検出されないことを表している。
【0038】
ここで、各ユニットのゲイン調整パラメータを格納するLUT(Look UP TABLE)の作成について説明する。事前に代表的な欠陥種について、散乱光分布特性をシミュレーションにより計算し、それに基づき最適なゲイン調整パラメータを決定する。
図10は、シミュレータによるゲイン調整パラメータ設定部の構成図である。図10を用いてゲイン調整パラメータセットを決定するまでの流れを説明する。
【0039】
シミュレータ1002への入力1001には、検出したい欠陥情報や検査装置の光学条件などから構成され、欠陥情報には欠陥の形状、材質、寸法、製造工程などが含まれており、光学条件には、装置が備える照明条件や検出条件などが含まれている。様々な光学条件を想定するため、光学条件を複数入力しても良い。
シミュレータ1002では入力1001を基に、欠陥種毎の散乱光モデル1003を求め、ゲイン調整パラメータ計算部1004へ入力する。シミュレータ1002のシミュレーション手法としては、FEM法、FDTD法、DDA法あるいはBV法を計算プログラムとして実装したものがあり、これらの手法のうち複数あるいはいずれか一つがシミュレータに搭載される。複数搭載された場合は、計算対象に応じて適切な手法、例えば基板上球状粒子はBV法、基板上あるいは基板内部の孤立欠陥であればDDA法、より複雑な形状の欠陥やパターン欠陥であればFEM法やFDTD法、が選択される。
ゲイン調整パラメータ計算部1004では、散乱光分布モデル1003から、各方位の検出系にて検出される信号強度推定値s’を算出した後、ゲイン調整パラメータwi(ゲイン調整パラメータセット)を作成する。ゲイン調整パラメータwiは信号強度推定値s’の値をそのまま使っても良いし、次式のように特定の倍率αをかけた値としても良い。
【0040】
wi=α*si’
ゲイン調整パラメータ計算部1004では、入力した全ての欠陥種に対応するゲイン調整パラメータセット1005を計算し、ライブラリ507へ格納する。
【0041】
図11は、ゲイン調整パラメータ設定のためのシミュレータ表示方法の説明図である。図11は、ゲイン調整パラメータ設定のためのGUIの一例である。
ユーザは、装置の光学条件に合わせて、照明・検出系の光学条件である検査条件1101を入力し、さらに検査対象として、装置が保持する工程選択肢の中から対象工程を選択し入力することが可能である。工程は、散乱光分布ライブラリの欠陥データの基板の情報(膜構造、膜種、膜厚)と対応付けられている。図示していないが、試料表面の膜構造、膜種、屈折率、膜厚を直接選択および設定することも可能である。照明条件や検出条件など、装置が備える光学条件(検査条件)1101と検査工程、検出したい欠陥種、サイズなどの検査対象1102を設定すると、前述のシミュレーションにより各検出器の検出信号推定値s’が求められ、それに基づき最適なゲイン調整パラメータセットが計算され、表示される。
【0042】
上記実施例では、ライブラリへ登録するゲイン調整パラメータをシミュレーションにより求める方法について説明したが、ここでは、後処理システムにより最適なゲイン調整パラメータを算出し、それをライブラリへ登録する方法についての実施例を示す。
図12は後処理システムの構成図、図13はゲイン調整パラメータ設定方法の概念図である。
図12の後処理システム1200は、欠陥グルーピング部1201、ゲイン調整パラメータ計算部1202とを備えて構成される。
まず、欠陥判定部50にて欠陥検出を実施する。後処理システムによりゲイン調整パラメータを決定する場合、多くの欠陥を検出するように、低いしきい値による検査を実施する。さらに、欠陥判定部50から全体制御部53へ検出結果の他、信号統合を実施する前の検出信号も併せて出力する。後処理システム1200は、全体制御部53より各検出器からの欠陥検出信号s1〜snを受け取り、欠陥グルーピング部1201にて欠陥種のグループ分けを実施する。グループ分けの方法として、SEMなどのレビュー結果に基づき教示を実施しても良いし、得られた欠陥分布に対しクラスタリングを施しても良い。教示を実施する場合、グルーピングの前段階として、欠陥点を絞り込むためのサンプリングが必要となる。ゲイン調整パラメータ計算部1202では、グループ分けされた欠陥点を基に、ゲイン調整パラメータを計算する。ゲイン調整パラメータの計算方法として、例えば図13に示すように、各グループの代表点pを算出し、代表点を通るようにパラメータ設定する。グループの代表点として、グループの重心や中央値としても良い。
【0043】
図14は、後処理システムの表示方法の説明図である。図14ではグルーピングのために教示を実施する場合のGUIの一例を示す。
検出された欠陥分布から未教示の欠陥を選択し、欠陥形状、強度分布、信号強度などに基づき、欠陥種を選択する。教示済みの欠陥を基にゲイン調整パラメータを逐次計算し表示する。図12記載のゲイン調整パラメータ計算部1202で計算されたゲイン調整パラメータはライブラリ507へ格納される。
【0044】
上記実施例では、既知の種類の欠陥と散乱光分布特性の関係をシミュレーションを利用して求め、その関係からゲイン調整パラメータを算出する方法について述べたが、ここでは、検出された欠陥が未知であった場合、その散乱光分布特性から欠陥種を特定する方法について述べる。
【0045】
図15は欠陥分類を実施する構成の概略の構成図であり、図16は欠陥分類のためのLUTの説明図である。図15および図16を用いて、検出された欠陥とゲイン調整パラメータとの関係を表すLUTを用いて分類を実施する方法を説明する。
上記実施例と同様に、信号統合部502と欠陥判別部504により欠陥を検出する。上記実施例では各々のユニットから検出された欠陥の論理和を求めたが、ここでは論理和を求めず、欠陥判別ユニット(検出ユニット)と欠陥種の関係を表すLUT511を用いて欠陥種を特定する。各欠陥判別ユニットの出力と欠陥種の対応を表すLUTの一例を図16に示す。図16は欠陥判別ユニットDAのみで検出された欠陥を欠陥種A、欠陥判別DBとDCで検出された欠陥を欠陥種Bと分類するようなLUTである。
前述の通り、ゲイン調整パラメータは特定の散乱光特性を持つ欠陥種を高感度に検出できるように設計されているため、その対応関係を利用することで、欠陥種が未知の欠陥に対して分類を実施することが可能となる。
一般的な欠陥分類では、入力信号から抽出した複数の特徴量によって作られる多次元特徴空間上に分布する欠陥点群に対し、特定の識別アルゴリズムを用いて欠陥分類を実施しているが、一般的な分類アルゴリズムでは欠陥種を分離する境界を決定するため、多数のパターンによる学習が必要となる。上記実施例において、分類アルゴリズムを適用させる場合、学習パターンとして、複数の欠陥に対し、欠陥種と散乱光特性を調べる必要があり、識別のための計算コストも必要となる。それに対し、本発明により欠陥分類を実施する場合、すでに計算済みのゲイン調整パラメータとの対応関係を表すLUTにより簡便かつ高速に欠陥分類を実現することが可能となる。
【0046】
上記実施例では、特性の異なる欠陥の検出方法として、各検出信号に対し、異なる複数のパラメータによりゲイン調整し、統合した信号に対して超平面によりノイズと欠陥の判別を行ったが、ここでは、ノイズと欠陥の判別を楕円超球により行い、角度に基づき欠陥分類を実施する。
【0047】
ノイズ強度をn次元正規分布と仮定すると、ノイズと欠陥との判別境界Eはn次元楕円超球で表すことができる。以下に判別境界の式を示す。
【0048】
E(s)=s1^2/T1^2+s2^2/T2^2+・・・+sn^2/Tn^2
ここで、Tiは正反射検出部104にて検出したHAZE強度から推定したノイズ強度に基づく値として設定され、下記の式を用いて求めることができる。
【0049】
Ti=√HAZEi
このとき、E(s)<1ならノイズ、E(s)>1なら欠陥と判定することができる。
【0050】
図17は、楕円超球に基づくしきい値を表す概念図である。図17は特徴空間を二次元としたときの判別境界Eを示す。n次元楕円超球しきい値による欠陥判別は、上記実施例におけるゲイン調整パラメータのセットを無限個用いて欠陥判別することと同じ結果となる。
【0051】
上記実施例では、入力された検出信号を基にノイズと欠陥との境界を決定したが、ここでは、あらかじめ決められた判定基準に対して入力信号を照合し、ノイズと欠陥とを判別する方法について述べる。
【0052】
図18は、信号処理部の構成を表す構成図である。図18を用いて本実施例の別の形態について説明する。
検出器102から得た検出信号s1〜snを入力とする信号入力部501と、ノイズ・欠陥を決定する比較照合部511、結果を出力する結果出力部506、比較照合部511への入力である判定基準を格納するライブラリ512からなる。比較照合部511では、n次元特徴空間において入力信号s1〜snと、予め格納しておいた判定基準との比較照合を行い、ノイズと欠陥の判別を行う。
照合方法として、あらかじめユーザ教示により与えられた数点のノイズ・欠陥点に対し、新たに入力された点がノイズか欠陥のどちらに属するのかを最近傍則によって求める方法や、ニューラルネットワークに基づく判定基準を用いる方法、サポートベクターマシンによる方法などがある。また、上記実施例と同様に、入力信号は散乱光強度を表す検出信号値を直接使用しても良いし、検出信号から抽出された特徴量を利用しても良い。
【0053】
図19は、判定基準との比較を表す概念図である。図19を用いて入力信号を二次元としたときの特徴空間の例を示す。あらかじめ計算され、ライブラリに格納されていた境界1901に対し、入力信号1902、1903を比較し、ノイズか欠陥かを判定する。この場合、入力1902は欠陥、1903はノイズと判定される。
【符号の説明】
【0054】
1 ウェーハ、2 レーザ光源、3 アッテネータ、4 偏光素子、5 照度分布制御素子、6 集光レンズ、7 ビームエキスパンダ、8 集光系、9 センサ、10 並進ステージ、11 回転ステージ、13 偏光フィルタ、14 コントローラ、15 遮光シャッタ、16 シャッタコントローラ、20 照明スポット、50 欠陥判定部、51 特徴量抽出部、53 全体制御部、54 表示部、55 入力部、101 照明部、102a 検出部、102b 検出部、102c 検出部、104 正反射検出部、501 検出信号入力部、502 信号統合部、503 信号、504 欠陥判別部、505 結果統合部、506 結果出力部、507 パラメータ格納ライブラリ、508 ゲイン調整パラメータ読み出し部、509 しきい値設定部、510 しきい読み出し部、511 比較照合部、512 判定基準格納ライブラリ
【技術分野】
【0001】
本発明は試料表面に存在する微小な欠陥を高感度に検査する欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体基板や薄膜基板等の製造ラインにおいて、製品の歩留まりを維持・向上するために、半導体基板や薄膜基板等の表面に存在する欠陥の検査が行われている。
【0003】
従来技術として、特許文献1(特開平9−304289号公報)には、微小な欠陥を検出するために試料表面上に数十μmに集光したレーザビームを照射して,欠陥からの散乱光を集光・検出し、数十nmから数μm以上の寸法の欠陥を検査する検査装置が開示されており、特許文献2(特開2006−201179号公報)には、欠陥からの散乱光の高角度に出射する成分と低角度に出射する成分を検出しその比によって欠陥を分類する検査装置が開示されている。
【0004】
また、特許文献3(特開2008−32600号公報)には、「試料の表面から発生する散乱光に基づく検出信号を設定の条件にしたがって合成する信号合成部と、この信号合成部による検出信号の合成条件を設定する条件設定部と、この条件設定部により設定された条件にしたがって信号合成部で合成された合成信号を基に構築された合成試料像を表示する表示部とを備えた外観検査装置」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平9−304289号公報
【特許文献2】特開2006−201179号公報
【特許文献3】特開2008−32600号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
回路パターンの微細化に伴い、回路パターン形成前の鏡面ウェーハにおいても検出すべき欠陥は微細なものとなり、様々な形状の欠陥を高感度に検出することが望まれている。従来は、欠陥形状やサイズの違いにより特性の異なる散乱光分布を広く捕らえるため、異なる角度・位置に存在する複数の検出器を配し、検出信号を任意の条件により統合し、その信号強度をしきい値処理することで欠陥の検出を行っていた。
【0007】
しかし、様々な形状の欠陥を高感度に検出しようとした場合、特許文献3に開示されているような単一の統合条件においては、複数の欠陥種を同時に検出することは困難である。一方、各検出器から得られる信号を統合せず、多次元の特徴量として扱うことにより、複数の欠陥を検出することが可能となるが、試料上の欠陥とノイズの判別のための境界しきい値計算など信号処理にかかる計算コストは検出器の増加とともに増大してしまう問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば次のとおりである。
(1)被検査対象物に照明光を照射する照明光学部と、前記照明光学部により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光をそれぞれ検出する複数の検出器を備えた検出光学部と、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号処理部と、を有する欠陥検査装置である。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、試料表面に存在する微小な欠陥を高感度に検査する欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の構成図
【図2】試料の走査方法を示す模式図
【図3(a)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の一例を示す構成図
【図3(b)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の変形例を示す構成図
【図3(c)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の変形例を示す構成図
【図3(d)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の変形例を示す構成図
【図4(a)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図
【図4(b−1)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図
【図4(b−2)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図
【図4(c−1)】欠陥種Aの散乱光分布
【図4(c−2)】欠陥種Bの散乱光分布
【図4(c−3)】欠陥種Cの散乱光分布
【図5】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号処理部の構成図
【図6】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部と欠陥判別部の詳細を示す構成図
【図7(a)】高角度および低角度の検出器の配置図
【図7(b−1)】欠陥種Aの散乱光分布
【図7(b−2)】欠陥種Bの散乱光分布
【図7(c)】本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部における特徴空間の説明図
【図8】本発明に係る欠陥検査装置の欠陥検出処理の流れを示すブロック図
【図9】本発明に係る欠陥検査装置による欠陥検出結果の表示方法の説明図
【図10】シミュレータによるゲイン調整パラメータ設定部の構成図
【図11】ゲイン調整パラメータ設定のためのシミュレータ表示方法の説明図
【図12】後処理システムの構成図
【図13】ゲイン調整パラメータ設定方法の概念図
【図14】後処理システムの表示方法の説明図
【図15】欠陥分類を実施する構成の概略の構成図
【図16】欠陥分類のためのLUTの説明図
【図17】楕円超球に基づくしきい値を表す概念図
【図18】信号処理部の構成を表す構成図
【図19】判定基準との比較を表す概念図
【発明を実施するための形態】
【実施例1】
【0011】
本発明に係る欠陥検査装置の実施形態の一例を図1で説明する。図1記載の欠陥検査装置は、照明部101、検出部102(102a、102b、102c)、試料1を載置可能なステージ103、信号処理部50、全体制御部53、表示部54および入力部55を備えて構成される。ここで正反射検出部104は、大面積欠陥検査あるいは試料表面計測などの目的で必要に応じて設置される。
【0012】
照明部101は、レーザ光源2、アッテネータ3、偏光素子4、ビームエキスパンダ7、照度分布制御素子5、反射ミラーm、集光レンズ6を備えて構成される。レーザ光源2から射出されたレーザ光は、アッテネータ3で所望のビーム強度に調整され、偏光素子4で所望の偏光状態に調整され、ビームエキスパンダ7で所望のビーム径に調整され、反射ミラーmおよび集光レンズ6を介して、試料1の被検査領域に照明される。照度分布制御素子5は、試料1上における照明の強度分布を制御するために用いられる。図1では照明部101が試料1の法線に対して傾斜した斜方から光を照射する構成を示したが、試料1の表面に対して垂直に光を照射することを可能とする図1に図示しない別の照明光路を有していてもよい。照明光路は切替えることが可能である。
【0013】
レーザ光源2としては、試料表面近傍の微小な欠陥を検出するには、試料内部に浸透しづらい波長として、短波長の紫外または真空紫外のレーザビームを発振し、かつ出力1W以上の高出力のものが用いられる。試料内部の欠陥を検出するには、試料内部に浸透しやすい波長として、可視あるいは赤外のレーザビームを発振するものが用いられる。
【0014】
ステージ103は、並進ステージ11、回転ステージ10、Zステージ(図示せず)とを備えて構成される。
【0015】
図2は、試料の走査方法を示す模式図である。試料1上の照明領域(照明スポット20)と、回転ステージ10および並進ステージ11の運動による走査方向との関係、および、それにより試料1上に描かれる照野20の軌跡を示す。図2では、照明部101における照度分布制御あるいは斜方からの照明によって、一方向に長くそれに直交する方向に短い楕円形状(線状)に形成された照野(線状照明)20の形状を示す。照野20は、回転ステージ10の回転運動によって、回転ステージ10の回転軸を中心とした円の円周方向S1に、並進ステージ11の並進運動によって、並進ステージ11の並進方向S2に走査される。照明スポット20の長手方向が走査方向S2と平行となり、かつ走査方向S2の走査によって回転ステージ10の回転軸を照明スポット20が通過するように、照明部101が構成される。Zステージの移動は、試料1の高さ、すなわち試料1表面の法線方向の移動に対応する。
【0016】
以上の構成において、走査方向S1の走査により試料を1回転する間に、走査方向S2の走査を照明スポット20の長手方向の長さ以下の距離だけ行うことにより、照明スポットがらせん状の軌跡Tを描き、試料1の全面が走査される。
【0017】
図1の検出部102a、102b、および102cは、試料の表面に対して互いに異なる方位角、角度(仰角)に発生する散乱光を集光して検出するよう構成される。
【0018】
図3(a)〜図3(d)は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の一例を示す構成図である。図1に示した検出部102aの具体的構成を示す。
ここで、検出部102b、102cの構成要素は検出部102aと共通するため説明を省略する。また、図1には記載していないが、図4を用いて後述するように、広い角度範囲の散乱光を検出するため、検出部102a、102b、102c以外にも、試料の表面に対して互いに検出方向の異なる複数の検出部が配置されていてもよい。
【0019】
図3(a)に示す検出部102aは、集光系8、偏光フィルタ13、およびセンサ9を有して構成される。集光系8により、照明スポット20の像がセンサ9の受光面あるいはその近傍に結像される。結像位置に適当な径の視野絞り(図示せず)を設置することで、照明スポット以外の位置から発生する背景光を除去、低減することができる。偏光フィルタ13は結像系(集光系)8の光軸上へ着脱および検光方位の回転が可能であり、ノイズ要因となる試料のラフネス等による散乱光成分を低減する目的で用いる。
偏光フィルタ13として、紫外光等の短波長においても透過率、消光比の高いワイヤグリッド偏光板、あるいは偏光ビームスプリッタが用いられる。ワイヤグリッド偏光板として、アルミニウムや銀などの金属の薄膜を縞上に微細加工した構造のものがある。
微弱な異物散乱光の検出を可能にするため、センサ9として、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード、イメージインテンシファイアと結合した半導体光検出器などを用いる。高感度、高精度を実現するための光電子増倍管としては、量子効率の高いウルトラバイアルカリ型あるいはスーパーバイアルカリ型のものが望ましい。
【0020】
図3(b)に、集光系を楕円面鏡による反射光学系により構成した例を示す。集光系701は楕円の第一焦点位置を照明光の照射位置とし、第二焦点位置をセンサ9bの受光面に配置する。集光系701はウェーハ面に対して浅い角度を含む高NAをもって散乱光を集光しセンサに導くのに適する。これに加え、集光系8およびセンサ9aを備えてなる上方散乱光を検出する検出部を有し、複数の方向の散乱光を同時に検出することが可能な構成である。
【0021】
図3(c)は、複数の方向から散乱光を集光し、イメージセンサに結像する検出部の構成例である。方位あるいは仰角の異なる複数の方向の散乱光を、集光結像系88a、88b、88cにより、イメージセンサ99a、99b、99c上に結像する構成である。試料表面の散乱光を画像として検出し画像処理を行うことで、回路パターンが形成された半導体ウェーハやマスクなどにおいて回路パターンに生じた欠陥を検出することが可能であるため、パターンの形成された試料の検査に有効である。
イメージセンサとしては、CCDやCMOSで構成されたリニアアレイセンサや二次元アレイセンサ、あるいはイメージインテンシファイアをこれらと結合した高感度なイメージセンサ、あるいはマルチアノード光電子増倍管が用いられる。
【0022】
図3(d)は、シュバルツシルト光学系による反射光学系を用いた構成例である。波長200nm以下の短波長で照明する場合に散乱光をセンサ9に結像するのに適する。
【0023】
次に、検出部102a、102b、102cによって検出される散乱光の角度成分の関係を図4(a)、図4(b−1)、図4(b−2)を用いて示す。
図4(a)は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の検出部の配置を示す模式図である。図4(a)は、赤道面が試料表面に対応し、試料表面の法線方向を天頂とする半球を示す。走査方向S2を基準とする方位角(経度)をφ、天頂からの角度をθとする。検出部102a、102b等によって検出される角度範囲は、半球上の領域Rによって示され、これを赤道面に平行な面に平行投影して表示したのが図4(b−1)、図4(b−2)である。
【0024】
図4(b−1)、図4(b−2)は、検出部102a、102b等による検出角度範囲を斜線の網掛けで表示している。図4(b−1)(b−2)のように、検出部を複数備えて、広い角度範囲をカバーすることで、様々な種類の欠陥を検出することが可能である。また、欠陥種や欠陥寸法によって、欠陥散乱光の角度分布が異なるため、様々な角度の散乱光強度を複数の検出系によって同時に検出し、後述する信号処理部によって処理することで、欠陥種の分類や欠陥寸法の推定を高精度で行うことが可能である。
図4(b−1)は微小寸法から大寸法の異物を検査するのに適した検出系配置の一例である。微小異物の散乱光は、P偏光照明を行った場合には、試料の表面に対して低角度の仰角方向に強く出る。低角度散乱光成分を全方位に渡って検出することで、ごく微小な欠陥の検出が可能である。さらに、高仰角に出る散乱光成分を検出することで、高角度の散乱光が強く出る結晶欠陥(COP:Crystal Originated Particle)等のへこみ欠陥も高感度に検査することができる。さらに、θ方向およびφ方向それぞれに複数の検出器を配置することで、欠陥によって異なる散乱光分布の特徴を捉えることが可能である。
図4(b−2)は、試料の表面に対して低角度の仰角方向にて全方位検出を行う検出部および試料法線方向の散乱光を検出する検出部を設置した例である。集光系8として、図3(b)に示したように、照明スポット位置を片側の焦点とする楕円面鏡を用いることで、特定のθ角度範囲の全方位の散乱光を集光することが可能となる。さらに集光系光路中に空間フィルタ手段あるいは光路分岐手段を設置し、対応する複数の検出器を設置することで、複数の方位の散乱光を一括検出することが可能である。いずれの構成でも、広い角度範囲の散乱光を捉えることで、欠陥によって出る方向が異なる散乱光を検出し、多種の欠陥をロバストに検出することができる。
【0025】
図4(c−1)〜図4(c−3)は、各照明条件に対応する欠陥の連続的な散乱光分布の例を図4(a)に示した角度の表記方法で表示したものであり、図4(c−1)〜(c−3)はそれぞれ欠陥種A、B、Cの散乱光分布を示す。ここでは、欠陥種毎に散乱光分布が異なっており、色が濃いほど散乱強度が弱いことを示す。
【0026】
次に、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の欠陥判定部(信号処理部)50の構成を説明する。
図5は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号処理部の構成図である。検出器102から得た検出信号s1〜snを入力する検出信号入力部501と、少なくとも1つの信号統合ユニットG1〜Gmを備えた信号統合部502と、各信号統合ユニットG1〜Gmから出力された信号503(F1〜Fm)が入力される欠陥判別ユニットD1〜Dmを備えた欠陥判別部504と、欠陥判別部504で検出された欠陥を統合する結果統合部505と、結果統合部505で統合された結果を全体制御部53へ出力する欠陥出力部(欠陥出力部)506とを備えてなる。
【0027】
信号統合ユニットG1〜Gmは、試料の表面に対して異なる方位角、仰角(角度)に発生する散乱光を集光して検出した入力信号s1〜snに対し、任意のゲイン値に基づいてゲイン調整を施し、統合された信号F1〜Fmを出力するが、信号統合ユニットG1〜Gmはそれぞれ異なるゲイン調整比率のゲイン調整パラメータセット508によりゲイン調整が実施される。ここで、ゲイン調整パラメータセット508のパラメータはライブラリ507により設定される。また、信号統合ユニットG1〜Gmによる信号統合は並列処理されることが望ましい。検出信号S1〜Snに対する信号統合を並列処理することで、処理時間の増大を防ぎ、低スループットを実現することができる。
本発明では、異物やスクラッチといった散乱光特性が異なる欠陥から検出された信号に対し、異なる検出特性を持つ信号統合ユニットG1〜Gmにより信号統合を実施することで、どの欠陥種に対しても高感度に検出することが可能となる。
例えば、信号統合ユニットG1は試料表面に対して低角度の仰角方向の信号に高感度で、信号統合ユニットG2は高角度の信号に高感度であったとする。図4(c−1)で説明した欠陥種Aからの入力信号に対し、信号統合ユニットG1で統合した場合、高感度検出ができるが、信号統合ユニットG2では高感度に検出ができない。一方、図4(c−2)の欠陥種Bは信号統合ユニットG2で高感度検査ができるといったように、異なる検出特性を持つ信号統合ユニットを複数備えることで、複数の欠陥種に対し、それぞれ高感度に検出することが可能となる。
【0028】
しかし、予め試料上にどの欠陥種が存在するかを知ることは困難であるため、本発明では信号統合ユニットG1〜Gmを同時並列に処理することとし、これによりすべての欠陥種に対応した欠陥判定を実現している。
【0029】
信号統合部502から出力された信号503(F1〜Fm)に対して欠陥判別部504ではしきい値処理により欠陥判別を実施し、欠陥か非欠陥かの2値の結果を出力する。また、結果統合部505では、欠陥判別部504の備える複数の欠陥判別ユニットD1〜Dmより出力された2値の結果を統合し、検出信号が欠陥であるかどうかを判定する。検出結果の統合に論理和を用いることで、少なくとも一つの信号統合ユニットにて統合された信号から欠陥が検出されれば、欠陥と判定することができるようになり、欠陥の見落としを防止することができる。
また、図5に示すように、信号統合ユニットG1〜Gmや欠陥判別ユニットD1〜Dmなどの各ユニットでの欠陥検出処理を並列に実施することにより、スループットを低下させることなく高感度化を実現することができる。
また、ここで説明した入力信号s1〜snは方位・仰角の異なる検出器から得られた検出信号強度としたが、信号強度の代わりに入力信号強度から抽出した特徴量を入力信号として扱っても良い。さらに、入力される各信号は試料上の各位置におけるばらつきや検出器間のばらつきを含んでいるため、入力の前段階で正規化や白色化を実施しても良い。正規化や白色化を実施すると、検出信号のノイズ成分が低減され、より高精度な欠陥検査を実現することができる。
【0030】
図6は、本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部502と欠陥判別部(欠陥弁別部)504の詳細を示す構成図である。ここでは、一つの信号統合ユニットGi(502−i)と欠陥判別ユニットDi(504−i)に注目して説明する。
【0031】
信号統合ユニットGiは、信号入力部s1〜sn(501)からの入力信号に対して、パラメータwi1〜winによるゲイン調整をするゲイン調整部511と、ゲイン調整された信号を統合し、統合信号Fi(503−i)を出力する信号統合部512とを備えて構成される。ゲイン調整部511において、ゲイン調整パラメータwi1〜winはライブラリ507に予め格納されたゲイン調整パラメータセット508を参照しても良い。信号統合部512では、ゲイン調整された信号をある関数Ji(s)にて1次元のスカラ量へ統合し、統合信号Fi=Ji(s)を出力する。この統合関数Jiは、次式のような線形結合関数としても良い。
【0032】
Ji(s)=wi1*s1+wi2*s2+...+win*sn
ゲイン調整部511では入力信号s1〜snに対してゲイン調整を実施するのだが、図4(c−1)の欠陥種Aのように低仰角の検出器からの信号が高い値となっている散乱光分布の場合、低仰角に位置する検出器からの入力信号をSL、高仰角に位置する検出器からの入力信号をsHとすると、この欠陥種Aに対して高感度に検出を行いたい場合には、下記のようにゲイン調整パラメータを設定すれば良い。
【0033】
J(s)=wL*sL+wH*sH (但し、wL>wH)
さらに、粒状異物のように各検出仰角において等方的な散乱光分布となる場合、各仰角の検出信号に対するゲイン調整パラメータをsL1=sL2=・・・=sLnとすることで、高感度に欠陥検出が可能となる。
また、他の凹状の欠陥などを検査する場合においても、散乱光特性に基づいたゲイン調整パラメータを設定することで、高感度に欠陥検出することが可能となる。
このように、複数の入力信号s1〜snである多次元データに対して、1次元の信号へ統合をすることにより、欠陥判別部では単純なしきい値処理のみによる欠陥判別を実現できるため、高速に処理を実施することが可能となる。
【0034】
次に欠陥判別ユニットDi(504−i)では、信号統合ユニットGiより出力された統合信号Fi(503−i)と、しきい値設定部508より入力されたしきい値THi(510−i)により欠陥判別を行い、欠陥かどうかの2値の出力信号を結果統合部505へ出力する。
欠陥判別ユニットDiへ入力される統合信号Fiは、信号統合ユニットGi毎に異なる結合関数により統合されているため、ノイズと欠陥の信号強度は一定とならないため、欠陥判別ユニットDi毎に異なるしきい値による判別処理を実施する必要がある。しきい値設定部508において、ユニット毎に個別のしきい値を設定する方法として、ユニット毎に異なる固定しきい値や、正反射検出部104にて検出したHAZE強度から推定したノイズ強度に基づくしきい値を設定とすることができる。
また、ユーザ指定の値を用いても良い。また、信号統合ユニットへの入力として正規化された信号を用いる場合、ユニット毎に一定のしきい値を設定することもできる。
【0035】
図7(a)〜(c)は、信号統合の一例を示す図である。図7(a)は高角度および低角度の検出器の配置図であり、図7(b−1)(b−2)は欠陥種AおよびBの散乱光分布であり、図7(c)は本発明に係る欠陥検査装置の実施例の信号統合部における特徴空間の説明図である。
図7(a)に示すように、高仰角の検出器、低仰角の検出器からの入力信号である検出信号をそれぞれs1、s2とし、2次元(2つの検出器)の入力とする。また、検出欠陥は、低角度s2の散乱光が強く検出される図7(b−1)の欠陥種Aと、高角度s1の散乱光が強く検出される図7(b−2)の欠陥種Bとする。信号統合ユニットは、s2のゲインを強くするGAと、s1のゲインを強くするGBを設定する。欠陥判別ユニットGA、GBでは、ノイズと欠陥とを分けるようにしきい値A、しきい値Bを設定する。統合関数JAにより統合された信号FAは欠陥種Aを高感度に検出でき、統合関数JBにより統合された信号FBは欠陥種Bを高感度に検出することが可能となる。
ここで示した二つの統合信号FA,FBにおける欠陥判別結果の論理和を求めることで、2つの欠陥種を網羅的に検出することが可能となる。また、ここでは2つの検出器による例を示したが、検出器の増加に伴い、より高い感度での欠陥検査が期待できる。
【0036】
図8は、本発明に係る欠陥検査装置の欠陥検出処理の流れを示すブロック図である。
照明部101およびステージ103等により検査対象の試料1上を走査(801)し、複数の検出器(検出部102)により散乱光信号を取得する(802)。ライブラリ507よりゲイン調整パラメータセット508(ゲイン調整パラメータ)を呼び出し(809)、信号統合部502にて取得した散乱光信号(検出信号501)に対しゲイン調整を実施する(803)。その後、ゲイン調整された信号503に対し欠陥判別部504で信号統合を実施する(804)。次に、しきい値設定部509によりしきい値510を設定(810)し、統合された信号に対して欠陥判別部504で欠陥とノイズを判別する(805)。ここで、803〜805の処理は、異なるゲイン調整パラメータにより並列に処理され、複数の欠陥判別結果が出力される。得られた複数の判別結果を結果統合部505にて統合(806)し、結果出力部506にて欠陥の有無を判定、結果として出力する。
【0037】
図9は、本発明に係る欠陥検査装置による欠陥検出結果の表示方法の説明図である。図9は結果出力のためのGUIの一例を示す。
GUI画面上には、各欠陥判別ユニットD1〜Dm(ここではm=3)から出力された検出欠陥分布901−(A)〜901−(C)と結果統合部から出力された検出欠陥分布901−(D)とを表示する検出欠陥分布表示部901と、検査にて設定されたゲイン調整パラメータを表示する設定パラメータ表示部(ゲイン調整パラメータ表示部)902と、検出欠陥分布901より選択した欠陥の詳細を示す選択欠陥情報表示部903が示されている。ゲイン調整パラメータ表示部902では、欠陥統合ユニット毎に設定されるゲイン調整パラメータとしきい値とが表示される。検出欠陥分布901から、ユーザが確認したい欠陥を選択すると、選択欠陥情報表示部903では信号統合ユニット毎の信号強度、ウェイト、統合信号などが表示され、各ユニットでの検出・非検出を確認することができる。図9の例では、選択した欠陥は欠陥判別ユニットDB、DCからは検出されるが、欠陥判別ユニットDAからは検出されないことを表している。
【0038】
ここで、各ユニットのゲイン調整パラメータを格納するLUT(Look UP TABLE)の作成について説明する。事前に代表的な欠陥種について、散乱光分布特性をシミュレーションにより計算し、それに基づき最適なゲイン調整パラメータを決定する。
図10は、シミュレータによるゲイン調整パラメータ設定部の構成図である。図10を用いてゲイン調整パラメータセットを決定するまでの流れを説明する。
【0039】
シミュレータ1002への入力1001には、検出したい欠陥情報や検査装置の光学条件などから構成され、欠陥情報には欠陥の形状、材質、寸法、製造工程などが含まれており、光学条件には、装置が備える照明条件や検出条件などが含まれている。様々な光学条件を想定するため、光学条件を複数入力しても良い。
シミュレータ1002では入力1001を基に、欠陥種毎の散乱光モデル1003を求め、ゲイン調整パラメータ計算部1004へ入力する。シミュレータ1002のシミュレーション手法としては、FEM法、FDTD法、DDA法あるいはBV法を計算プログラムとして実装したものがあり、これらの手法のうち複数あるいはいずれか一つがシミュレータに搭載される。複数搭載された場合は、計算対象に応じて適切な手法、例えば基板上球状粒子はBV法、基板上あるいは基板内部の孤立欠陥であればDDA法、より複雑な形状の欠陥やパターン欠陥であればFEM法やFDTD法、が選択される。
ゲイン調整パラメータ計算部1004では、散乱光分布モデル1003から、各方位の検出系にて検出される信号強度推定値s’を算出した後、ゲイン調整パラメータwi(ゲイン調整パラメータセット)を作成する。ゲイン調整パラメータwiは信号強度推定値s’の値をそのまま使っても良いし、次式のように特定の倍率αをかけた値としても良い。
【0040】
wi=α*si’
ゲイン調整パラメータ計算部1004では、入力した全ての欠陥種に対応するゲイン調整パラメータセット1005を計算し、ライブラリ507へ格納する。
【0041】
図11は、ゲイン調整パラメータ設定のためのシミュレータ表示方法の説明図である。図11は、ゲイン調整パラメータ設定のためのGUIの一例である。
ユーザは、装置の光学条件に合わせて、照明・検出系の光学条件である検査条件1101を入力し、さらに検査対象として、装置が保持する工程選択肢の中から対象工程を選択し入力することが可能である。工程は、散乱光分布ライブラリの欠陥データの基板の情報(膜構造、膜種、膜厚)と対応付けられている。図示していないが、試料表面の膜構造、膜種、屈折率、膜厚を直接選択および設定することも可能である。照明条件や検出条件など、装置が備える光学条件(検査条件)1101と検査工程、検出したい欠陥種、サイズなどの検査対象1102を設定すると、前述のシミュレーションにより各検出器の検出信号推定値s’が求められ、それに基づき最適なゲイン調整パラメータセットが計算され、表示される。
【0042】
上記実施例では、ライブラリへ登録するゲイン調整パラメータをシミュレーションにより求める方法について説明したが、ここでは、後処理システムにより最適なゲイン調整パラメータを算出し、それをライブラリへ登録する方法についての実施例を示す。
図12は後処理システムの構成図、図13はゲイン調整パラメータ設定方法の概念図である。
図12の後処理システム1200は、欠陥グルーピング部1201、ゲイン調整パラメータ計算部1202とを備えて構成される。
まず、欠陥判定部50にて欠陥検出を実施する。後処理システムによりゲイン調整パラメータを決定する場合、多くの欠陥を検出するように、低いしきい値による検査を実施する。さらに、欠陥判定部50から全体制御部53へ検出結果の他、信号統合を実施する前の検出信号も併せて出力する。後処理システム1200は、全体制御部53より各検出器からの欠陥検出信号s1〜snを受け取り、欠陥グルーピング部1201にて欠陥種のグループ分けを実施する。グループ分けの方法として、SEMなどのレビュー結果に基づき教示を実施しても良いし、得られた欠陥分布に対しクラスタリングを施しても良い。教示を実施する場合、グルーピングの前段階として、欠陥点を絞り込むためのサンプリングが必要となる。ゲイン調整パラメータ計算部1202では、グループ分けされた欠陥点を基に、ゲイン調整パラメータを計算する。ゲイン調整パラメータの計算方法として、例えば図13に示すように、各グループの代表点pを算出し、代表点を通るようにパラメータ設定する。グループの代表点として、グループの重心や中央値としても良い。
【0043】
図14は、後処理システムの表示方法の説明図である。図14ではグルーピングのために教示を実施する場合のGUIの一例を示す。
検出された欠陥分布から未教示の欠陥を選択し、欠陥形状、強度分布、信号強度などに基づき、欠陥種を選択する。教示済みの欠陥を基にゲイン調整パラメータを逐次計算し表示する。図12記載のゲイン調整パラメータ計算部1202で計算されたゲイン調整パラメータはライブラリ507へ格納される。
【0044】
上記実施例では、既知の種類の欠陥と散乱光分布特性の関係をシミュレーションを利用して求め、その関係からゲイン調整パラメータを算出する方法について述べたが、ここでは、検出された欠陥が未知であった場合、その散乱光分布特性から欠陥種を特定する方法について述べる。
【0045】
図15は欠陥分類を実施する構成の概略の構成図であり、図16は欠陥分類のためのLUTの説明図である。図15および図16を用いて、検出された欠陥とゲイン調整パラメータとの関係を表すLUTを用いて分類を実施する方法を説明する。
上記実施例と同様に、信号統合部502と欠陥判別部504により欠陥を検出する。上記実施例では各々のユニットから検出された欠陥の論理和を求めたが、ここでは論理和を求めず、欠陥判別ユニット(検出ユニット)と欠陥種の関係を表すLUT511を用いて欠陥種を特定する。各欠陥判別ユニットの出力と欠陥種の対応を表すLUTの一例を図16に示す。図16は欠陥判別ユニットDAのみで検出された欠陥を欠陥種A、欠陥判別DBとDCで検出された欠陥を欠陥種Bと分類するようなLUTである。
前述の通り、ゲイン調整パラメータは特定の散乱光特性を持つ欠陥種を高感度に検出できるように設計されているため、その対応関係を利用することで、欠陥種が未知の欠陥に対して分類を実施することが可能となる。
一般的な欠陥分類では、入力信号から抽出した複数の特徴量によって作られる多次元特徴空間上に分布する欠陥点群に対し、特定の識別アルゴリズムを用いて欠陥分類を実施しているが、一般的な分類アルゴリズムでは欠陥種を分離する境界を決定するため、多数のパターンによる学習が必要となる。上記実施例において、分類アルゴリズムを適用させる場合、学習パターンとして、複数の欠陥に対し、欠陥種と散乱光特性を調べる必要があり、識別のための計算コストも必要となる。それに対し、本発明により欠陥分類を実施する場合、すでに計算済みのゲイン調整パラメータとの対応関係を表すLUTにより簡便かつ高速に欠陥分類を実現することが可能となる。
【0046】
上記実施例では、特性の異なる欠陥の検出方法として、各検出信号に対し、異なる複数のパラメータによりゲイン調整し、統合した信号に対して超平面によりノイズと欠陥の判別を行ったが、ここでは、ノイズと欠陥の判別を楕円超球により行い、角度に基づき欠陥分類を実施する。
【0047】
ノイズ強度をn次元正規分布と仮定すると、ノイズと欠陥との判別境界Eはn次元楕円超球で表すことができる。以下に判別境界の式を示す。
【0048】
E(s)=s1^2/T1^2+s2^2/T2^2+・・・+sn^2/Tn^2
ここで、Tiは正反射検出部104にて検出したHAZE強度から推定したノイズ強度に基づく値として設定され、下記の式を用いて求めることができる。
【0049】
Ti=√HAZEi
このとき、E(s)<1ならノイズ、E(s)>1なら欠陥と判定することができる。
【0050】
図17は、楕円超球に基づくしきい値を表す概念図である。図17は特徴空間を二次元としたときの判別境界Eを示す。n次元楕円超球しきい値による欠陥判別は、上記実施例におけるゲイン調整パラメータのセットを無限個用いて欠陥判別することと同じ結果となる。
【0051】
上記実施例では、入力された検出信号を基にノイズと欠陥との境界を決定したが、ここでは、あらかじめ決められた判定基準に対して入力信号を照合し、ノイズと欠陥とを判別する方法について述べる。
【0052】
図18は、信号処理部の構成を表す構成図である。図18を用いて本実施例の別の形態について説明する。
検出器102から得た検出信号s1〜snを入力とする信号入力部501と、ノイズ・欠陥を決定する比較照合部511、結果を出力する結果出力部506、比較照合部511への入力である判定基準を格納するライブラリ512からなる。比較照合部511では、n次元特徴空間において入力信号s1〜snと、予め格納しておいた判定基準との比較照合を行い、ノイズと欠陥の判別を行う。
照合方法として、あらかじめユーザ教示により与えられた数点のノイズ・欠陥点に対し、新たに入力された点がノイズか欠陥のどちらに属するのかを最近傍則によって求める方法や、ニューラルネットワークに基づく判定基準を用いる方法、サポートベクターマシンによる方法などがある。また、上記実施例と同様に、入力信号は散乱光強度を表す検出信号値を直接使用しても良いし、検出信号から抽出された特徴量を利用しても良い。
【0053】
図19は、判定基準との比較を表す概念図である。図19を用いて入力信号を二次元としたときの特徴空間の例を示す。あらかじめ計算され、ライブラリに格納されていた境界1901に対し、入力信号1902、1903を比較し、ノイズか欠陥かを判定する。この場合、入力1902は欠陥、1903はノイズと判定される。
【符号の説明】
【0054】
1 ウェーハ、2 レーザ光源、3 アッテネータ、4 偏光素子、5 照度分布制御素子、6 集光レンズ、7 ビームエキスパンダ、8 集光系、9 センサ、10 並進ステージ、11 回転ステージ、13 偏光フィルタ、14 コントローラ、15 遮光シャッタ、16 シャッタコントローラ、20 照明スポット、50 欠陥判定部、51 特徴量抽出部、53 全体制御部、54 表示部、55 入力部、101 照明部、102a 検出部、102b 検出部、102c 検出部、104 正反射検出部、501 検出信号入力部、502 信号統合部、503 信号、504 欠陥判別部、505 結果統合部、506 結果出力部、507 パラメータ格納ライブラリ、508 ゲイン調整パラメータ読み出し部、509 しきい値設定部、510 しきい読み出し部、511 比較照合部、512 判定基準格納ライブラリ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検査対象物に照明光を照射する照明光学部と、
前記照明光学部により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光をそれぞれ検出する複数の検出器を備えた検出光学部と、
前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号処理部と、
を有する欠陥検査装置。
【請求項2】
請求項1記載の欠陥検査装置であって、
前記信号処理部は、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整を並列に行う信号統合部と、前記信号統合部においてゲイン調整された複数の信号のそれぞれについて、予め定めた閾値に基づき並列に欠陥判別を行う欠陥判別部と、前記欠陥判別部により欠陥判別された結果を統合して欠陥を抽出する結果統合部と、を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項3】
請求項2記載の欠陥検査装置であって、
前記信号統合部は、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについてゲイン調整を行う複数の信号統合ユニットを備え、
前記欠陥判定部は、前記信号統合部においてゲイン調整された複数の信号のそれぞれについて、予め定めた閾値に基づき欠陥判別を行う複数の欠陥判定ユニットを備え、
前記複数の信号統合ユニットは、それぞれ異なる値のゲイン値によりゲイン調整を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項4】
請求項3記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の欠陥判定ユニットでは、それぞれ異なる欠陥種の欠陥を判別することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項5】
請求項3または4に記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の信号統合ユニットのゲイン値は、ゲイン調整パラメータセットで設定された値に基づき決定されることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項6】
請求項3乃至5のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の欠陥判定ユニットの閾値は、閾値設定部により予め定められることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項7】
請求項1記載の欠陥検査装置であって、
さらに、前記信号処理部により抽出された欠陥を表示する表示部を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項8】
請求項3乃至6のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の信号統合ユニットのそれぞれでは、前記複数の信号のそれぞれについてゲイン調整を行い、ゲイン調整された複数の信号を統合することで統合信号を算出し、
前記複数の信号統合ユニットのそれぞれにおいて算出された複数の統合信号は、それぞれ複数の欠陥判別ユニットに入力されることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項9】
被検査対象物に照明光を照射する照明工程と、
前記照明工程により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光を複数の検出器でそれぞれ検出する検出工程と、
前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号工程と、
を有する欠陥検査方法。
【請求項10】
請求項9記載の欠陥検査方法であって、
前記信号処理工程は、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整を並列に行う信号統合工程と、前記信号統合工程においてゲイン調整された複数の信号のそれぞれについて、予め定めた閾値に基づき並列に欠陥判別を行う欠陥判別工程と、前記欠陥判別工程により欠陥判別された結果を統合して欠陥を抽出する結果統合工程と、を備えることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項11】
請求項10記載の欠陥検査方法であって、
前記信号統合工程では、それぞれ異なる値のゲイン値によりゲイン調整を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項12】
請求項11記載の欠陥検査方法であって、
前記欠陥判定工程では、それぞれ異なる欠陥種の欠陥を判別することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項13】
請求項11または12に記載の欠陥検査方法であって、
前記信号統合工程のゲイン値は、ゲイン調整パラメータセットで設定された値に基づき決定されることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項14】
請求項11乃至13のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記欠陥判定工程で用いる閾値は、閾値設定工程により予め定められることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項15】
請求項9記載の欠陥検査方法であって、
さらに、前記信号処理工程により抽出された欠陥を表示する表示工程を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項16】
請求項11乃至14のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記信号統合工程のそれぞれでは、前記複数の信号のそれぞれについてゲイン調整を行い、ゲイン調整された複数の信号を統合することで統合信号を算出することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項1】
被検査対象物に照明光を照射する照明光学部と、
前記照明光学部により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光をそれぞれ検出する複数の検出器を備えた検出光学部と、
前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号処理部と、
を有する欠陥検査装置。
【請求項2】
請求項1記載の欠陥検査装置であって、
前記信号処理部は、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整を並列に行う信号統合部と、前記信号統合部においてゲイン調整された複数の信号のそれぞれについて、予め定めた閾値に基づき並列に欠陥判別を行う欠陥判別部と、前記欠陥判別部により欠陥判別された結果を統合して欠陥を抽出する結果統合部と、を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項3】
請求項2記載の欠陥検査装置であって、
前記信号統合部は、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについてゲイン調整を行う複数の信号統合ユニットを備え、
前記欠陥判定部は、前記信号統合部においてゲイン調整された複数の信号のそれぞれについて、予め定めた閾値に基づき欠陥判別を行う複数の欠陥判定ユニットを備え、
前記複数の信号統合ユニットは、それぞれ異なる値のゲイン値によりゲイン調整を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項4】
請求項3記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の欠陥判定ユニットでは、それぞれ異なる欠陥種の欠陥を判別することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項5】
請求項3または4に記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の信号統合ユニットのゲイン値は、ゲイン調整パラメータセットで設定された値に基づき決定されることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項6】
請求項3乃至5のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の欠陥判定ユニットの閾値は、閾値設定部により予め定められることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項7】
請求項1記載の欠陥検査装置であって、
さらに、前記信号処理部により抽出された欠陥を表示する表示部を有することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項8】
請求項3乃至6のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記複数の信号統合ユニットのそれぞれでは、前記複数の信号のそれぞれについてゲイン調整を行い、ゲイン調整された複数の信号を統合することで統合信号を算出し、
前記複数の信号統合ユニットのそれぞれにおいて算出された複数の統合信号は、それぞれ複数の欠陥判別ユニットに入力されることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項9】
被検査対象物に照明光を照射する照明工程と、
前記照明工程により照射され該被検査対象物から該被検査対象物の表面に対してそれぞれ異なる方位角方向および仰角方向に散乱する散乱光を複数の検出器でそれぞれ検出する検出工程と、
前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整および閾値判別に基づく欠陥判別を並列に行い、前記ゲイン調整および欠陥判別された結果に基づき欠陥を抽出する信号工程と、
を有する欠陥検査方法。
【請求項10】
請求項9記載の欠陥検査方法であって、
前記信号処理工程は、前記複数の検出器により検出した該被検査対象物からの散乱光に基づく複数の信号のそれぞれについて、ゲイン調整を並列に行う信号統合工程と、前記信号統合工程においてゲイン調整された複数の信号のそれぞれについて、予め定めた閾値に基づき並列に欠陥判別を行う欠陥判別工程と、前記欠陥判別工程により欠陥判別された結果を統合して欠陥を抽出する結果統合工程と、を備えることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項11】
請求項10記載の欠陥検査方法であって、
前記信号統合工程では、それぞれ異なる値のゲイン値によりゲイン調整を行うことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項12】
請求項11記載の欠陥検査方法であって、
前記欠陥判定工程では、それぞれ異なる欠陥種の欠陥を判別することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項13】
請求項11または12に記載の欠陥検査方法であって、
前記信号統合工程のゲイン値は、ゲイン調整パラメータセットで設定された値に基づき決定されることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項14】
請求項11乃至13のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記欠陥判定工程で用いる閾値は、閾値設定工程により予め定められることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項15】
請求項9記載の欠陥検査方法であって、
さらに、前記信号処理工程により抽出された欠陥を表示する表示工程を有することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項16】
請求項11乃至14のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記信号統合工程のそれぞれでは、前記複数の信号のそれぞれについてゲイン調整を行い、ゲイン調整された複数の信号を統合することで統合信号を算出することを特徴とする欠陥検査方法。
【図1】
【図2】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図3(c)】
【図3(d)】
【図4(a)】
【図4(b−1)】
【図4(b−2)】
【図4(c−1)】
【図4(c−2)】
【図4(c−3)】
【図5】
【図6】
【図7(a)】
【図7(b−1)】
【図7(b−2)】
【図7(c)】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図2】
【図3(a)】
【図3(b)】
【図3(c)】
【図3(d)】
【図4(a)】
【図4(b−1)】
【図4(b−2)】
【図4(c−1)】
【図4(c−2)】
【図4(c−3)】
【図5】
【図6】
【図7(a)】
【図7(b−1)】
【図7(b−2)】
【図7(c)】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【公開番号】特開2011−179823(P2011−179823A)
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−41272(P2010−41272)
【出願日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年9月15日(2011.9.15)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年2月26日(2010.2.26)
【出願人】(501387839)株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Fターム(参考)】
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