異常検査装置
【課題】パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないと考えられ場合も少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見して、半導体素子の歩留まり低下を防止することができる異常検査装置を提供する。
【解決手段】サンプルＳに対して測定光Ｌ１を照射するレーザ光源２１と、測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上に照射した場合に、表面Ｓａ上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、表面Ｓａ上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、表面Ｓａ上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部３１、異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３と、パターン由来散乱光検出部３１で検出した光の強度が、所定の閾値を越える場合に、蛍光検出部３３で検出した光の強度に基づいて、異常の検出を行う異常検出部４ｄを具備するようにした。
【解決手段】サンプルＳに対して測定光Ｌ１を照射するレーザ光源２１と、測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上に照射した場合に、表面Ｓａ上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、表面Ｓａ上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、表面Ｓａ上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部３１、異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３と、パターン由来散乱光検出部３１で検出した光の強度が、所定の閾値を越える場合に、蛍光検出部３３で検出した光の強度に基づいて、異常の検出を行う異常検出部４ｄを具備するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線や可視レーザ光等の測定光を、例えば半導体基板等の試料表面に照射し、その試料表面の異物等で散乱される散乱光を受光して、試料表面の異常を検査する異常検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光Ｘ線や可視レーザ光等の測定光を、試料表面が平滑である半導体基板に照射し、その試料表面の異物等で散乱される散乱光を受光して、試料表面の異常を検査する光学的表面検査装置が知られている。
【０００３】
具体的にこの種の光学的表面検査装置は、例えば、前記測定光を前記試料表面に照射した際に、その試料表面の異物等から散乱される散乱光のうち、前記測定光の波長に等しい波長を有する普通散乱光を受光してその結果に応じた散乱光信号を出力する散乱光受光部と、前記散乱光のうちの前記測定光の波長とは異なる波長を有する蛍光を受光してその結果に応じた蛍光信号を出力する蛍光受光部とを具備し、前記散乱光受光部が出力する普通散乱光に基づいて、試料表面における凹凸や異物の有無、大きさ、個数などといった、試料表面の異常（散乱光を発するもの）の検査を行うことができ、前記蛍光受光部が出力する蛍光に基づいて、散乱光を発し難いが蛍光を発する異物、例えばレジスト残渣などの検査を行うことができるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−３１４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の光学的表面検査装置は、試料表面が平滑である場合には、普通散乱光および蛍光によって、試料表面上の散乱光を発する異物等や、散乱光を発し難いが蛍光を発するレジスト残渣等の検査を一度に行うことができるとはいうものの、試料表面に例えば凹凸形状のパターンが形成されている場合には、測定光を照射されたパターンにおいても散乱が生じるため、散乱光受光部で検出する普通散乱光が、試料表面に形成されているパターンに由来する散乱光であるか、或いは、試料表面の異物等に由来する散乱光であるかが分からず、試料表面に散乱光を発する異常等があるか否かの検査を正確に行うことができないといった問題点を有している。
【０００５】
そして、近年のパターンの微細化により、パターンによる散乱光の強度が強く現れるようになってきているため、試料表面に散乱光を発する異物等がないにもかかわらずパターン由来による散乱光の強度が強く検出された結果、例えば、本来不良品でないものが、不良品として取り扱われてしまうといった不具合も発生している。
【０００６】
すなわち、試料表面にパターンが形成されている場合には、そのパターンによる散乱光の影響を踏まえた上で、試料表面の検査を行わなければ、検査結果そのものに信頼性がないものとなる。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないと考えられ場合には、蛍光を発する異物があるか否かの検査のみを行うようにすることで、散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないもののなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見して、半導体素子の歩留まり低下を防止することができる異常検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る異常検査装置は、測定対象に対して測定光を照射する光源と、前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備していることを特徴とする。
【０００９】
ここで、異常検出部が、「前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う」とあるのは、パターン由来散乱光検出部と異常由来散乱光検出部とは異なる検出部（少なくとも蛍光検出部を含む）が検出した検出値に基づいて、前記異常の検出を行うという意味であり、つまり、パターン由来散乱光検出部と異常由来散乱光検出部と蛍光検出部とでそれぞれ検出する光の強度のうち、蛍光検出部で検出する光の強度のみを用いて前記異常の検出を行うという意味である。例えば、Ｘ線照射部とＸ線検出部とをさらに設け、Ｘ線による異常の検出と、蛍光の強度による異常の検出とを同時に行なっても構わない。
【００１０】
このようなものであれば、パターン由来散乱光検出部と異常由来散乱光検出部とによって、パターン由来散乱光と異常由来散乱光とを別々に検出することができるので、散乱光がパターンによるものか、異物等によるものかを好適に知ることができる。そして、これらパターン由来散乱光と異常由来散乱光とに基づいて、パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないとの判断をした場合には、異常検出部が、蛍光検出部で検出した光の強度のみに基づいて、試料表面に異常の検出を行うため、かかる判断をした場合における散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないもののなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見することができ、かかる不良品による半導体素子の歩留まり低下を防止することができる。
【００１１】
本発明の異常検査装置の望ましい他の態様としては、この異常検査装置の異常検出部が、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率が所定の条件を満たす場合に、蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、異常の検出を行うように構成したものが挙げられる。
【００１２】
具体的には、異常検査装置が、測定対象に対して測定光を照射する光源と、前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、前記異常由来散乱光検出部で検出した光の強度に対する前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度の比率が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備するようにしたものが挙げられる。
【００１３】
さらに他の異常検査装置の望ましい態様としては、異常検査装置が、測定対象に対して測定光を照射する光源と、前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターン又は異常により散乱された散乱光及び前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するための散乱光検出部及び蛍光検出部と、前記散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を超える場合には、前記蛍光検出部で検出した蛍光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備しているように構成したものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、例えば、パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないと考えられ場合には、蛍光を発する異物があるか否かの検査のみを行うようにするなど、散乱光の強度を踏まえた上で、試料表面の検査を行うようにしているため、例えば上述した場合における散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないもののなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見できるなど、半導体素子の歩留まり低下を防止することができる異常検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
本実施形態にかかる異常検査装置Ａは、図示しないパターンを表面Ｓａに形成している測定対象であるレティクル／マスク（以下、サンプルＳと呼ぶ）の表面Ｓａ上の異常を検査するものであって、図１、図２に示すように、サンプルＳを載置するステージ１と、このステージ１に載置したサンプルＳに対して測定光Ｌ１を走査しながら照射する光照射部２と、この光照射部２が測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査した場合に、そのサンプルＳの表面Ｓａで散乱等により生じた光を検出光Ｌ２として検出する光検出系３と、この光検出系３の出力結果に基づいて、表面Ｓａ上の異常の検出を行う情報処理装置４と、を具備して成るものである。以下、各部を具体的に説明する。
【００１７】
ステージ１は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、測定光Ｌ１の走査方向と垂直な方向に一定速度で移動することで、後述する測定光Ｌ１であるレーザビームの走査と合わせて、該ステージ１に載置したサンプルＳの表面Ｓａ全面を測定することができるようにしている。本実施形態では、ステージアドレス（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を示すステージアドレス信号を、情報処理装置４に出力するようにしている。
【００１８】
光照射部２は、図１に示すように、測定光Ｌ１である所定方向に偏光させたレーザビームを出射するレーザ光源２１（例えば、ＨｅＮｅレーザ光源）と、このレーザ光源２１から出射された測定光Ｌ１を適宜拡大するビームエキスパンダ２２と、このビームエキスパンダ２２で拡大された測定光Ｌ１を走査して表面Ｓａ上に焦点を結ばせる走査ミラー２３ａ（例えば、ガルバノミラー）および走査レンズ２３ｂ（例えば、ｆθレンズ）から成る光走査部２３とを具備するものである。これによって、測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａに走査して照射する。
【００１９】
そして、本実施形態では、測定光Ｌ１を、表面Ｓａに対して例えば１０〜４０度の角度で入射し（入射角で５０〜８０度）、光走査部２３を用いて表面Ｓａの略全面を走査するように構成しているとともに、走査ミラー２３ａのミラー角度を示すミラー角度信号を、情報処理装置４に出力するようにしている。このミラー角度信号と上述のステージアドレス信号とから、表面Ｓａ上の検査位置が特定できる。
【００２０】
光検出系３は、図２に示すように、光照射部２により、測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査した場合に、その表面Ｓａ上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、表面Ｓａ上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、表面Ｓａ上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するパターン由来散乱光検出部３１、異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３とを具備し、サンプルＳの表面Ｓａからパターン由来散乱光検出部３１に至る光路上に配した第１のハーフミラー３４によって、表面Ｓａからの検出光Ｌ２が、該第１のハーフミラー３４を透過してパターン由来散乱光検出部３１に向かう第１の分岐光Ｌ２１と、該第１のハーフミラー３４で反射され異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３に向かう第２の分岐光Ｌ２２とに分岐され、さらに、パターン由来散乱光検出部３１から異常由来散乱光検出部３２に至る光路上に配した第２のハーフミラー３５によって、前記第２の分岐光Ｌ２２が、該第２のハーフミラー３５を透過して異常由来散乱光検出部３２に向かう第３の分岐光Ｌ２３と、該第２のハーフミラー３５で反射され蛍光検出部３３に向かう第４の分岐光Ｌ２４とに分岐されるように構成されている。なお、図１では、異常由来散乱光検出部３２や蛍光検出部３３などを適宜省略している。
【００２１】
パターン由来散乱光検出部３１は、光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の偏光成分と略同一の偏光成分を有し、且つ、測定光Ｌ１の波長を中心とした狭い範囲の光のみを通過させる第１のフィルタ３１１（偏光フィルタ）と、この第１のフィルタ３１１を通過してくる光、すなわちパターン由来散乱光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これをパターン由来散乱光検出信号として情報処理装置４に対して出力する光検出器３１２とを備えるものであって、光検出器３１２には、例えば、ＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ；光電子増倍管）、あるいは、ラインセンサーなどを用いることができる。
【００２２】
異常由来散乱光検出部３２は、光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の偏光成分と異なる偏光成分を有し、且つ、測定光Ｌ１の波長を中心とした狭い範囲の光のみを通過させる第２のフィルタ３２１（偏光フィルタ）と、この第２のフィルタ３２１を通過してくる光、すなわち異常由来散乱光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これを異常由来散乱光検出信号として情報処理装置４に対して出力する光検出器３２２とを備えるものである。この光検出器３２２は、パターン由来散乱光検出部３１の光検出器３１２と同様、ＰＭＴやラインセンサーなどを用いることができる。
【００２３】
蛍光検出部３３は、光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の波長より長い波長の光のみを通過させる第３のフィルタ３３１と、この第３のフィルタ３３１を通過してくる光、すなわち蛍光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これを蛍光検出信号として情報処理装置４に対して出力する光検出器３３２とを備えるものである。この光検出器３３２は、前記各光検出器３１２、３２２と同様、ＰＭＴやラインセンサーなどを用いることができる。
【００２４】
情報処理装置４は、図示しないＣＰＵや内部メモリ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有したデジタル乃至アナログ電気回路、ステージ１や走査ミラー２３ａ等と通信するための通信インタフェース、入力インタフェース、液晶ディスプレイ等の表示装置などで構成されたもので、専用のものであってもよいし、一部又は全部にパソコン等の汎用コンピュータを利用するようにしたものであってもよい。また、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで次の各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を外部のパソコン等と兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。
【００２５】
そして前記内部メモリに所定のプログラムを格納し、そのプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器を協働動作させることによって、この情報処理装置４が、図３に示すように、信号受信部４ａ、記憶部４ｂ、散乱光強度比較部４ｃ、異常検出部４ｄ等としての機能を少なくとも発揮するように構成している。以下、各部を詳述する。
【００２６】
信号受信部４ａは、ステージ１が出力するステージアドレス信号と、走査ミラー２３ａが出力するミラー角度信号と、パターン由来散乱光検出部３１が出力するパターン由来散乱光検出信号と、異常由来散乱光検出部３２が出力する異常由来散乱光検出信号と、蛍光検出部３３が出力する蛍光検出信号とを、それぞれ受信するものである。
【００２７】
記憶部４ｂは、前記信号受信部４ａで受信したステージアドレス信号の示すステージアドレス及びミラー角度信号の示すミラー角度から得られる検査位置と、パターン由来散乱光検出信号の示す光の強度等と、異常由来散乱光検出信号の示す光の強度等と、蛍光検出信号の示す光の強度等とを、適宜関連付けて記憶するものである。
【００２８】
散乱光強度比較部４ｃは、前記記憶部４ｂに記憶しているパターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えているか否かを判定するものである。ここで、所定の閾値は、閾値記憶部４ｅに予め記憶しているものを用いるようにしている。また、所定の閾値の値は、例えばユーザの操作等によって適宜変更することができる。
【００２９】
異常検出部４ｄは、前記散乱光強度比較部４ｃが「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」との判定結果を出力した場合には、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うものである。一方、前記散乱光強度比較部４ｃが「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えていない。」との判定結果を出力した場合には、上述のレジスト残渣などの蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うに加え、前記記憶部４ｂに記憶している異常由来散乱光の強度に基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えば凹凸や異物が有るか否かの検出を行うものである。
【００３０】
そして、この異常検出部４ｄで、表面Ｓａの異常が検出された場合には、その旨とその検出位置とを画面出力又は印字出力するようにしている。
【００３１】
次に、このように構成した異常検査装置Ａを用いたサンプルＳの表面Ｓａ上の異常の検査を行うときの動作について、図４等を参照しつつ説明する。
【００３２】
まず、ステージ１に載置したサンプルＳに対して測定光Ｌ１を走査しながら照射する（ステップＳ１０１）。
【００３３】
そして、測定光Ｌ１の照射によって、サンプルＳの表面Ｓａで生じた検出光Ｌ２は、ハーフミラー３４、３５で適宜分岐されて、パターン由来散乱光検出部３１、異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３に向かう。
【００３４】
パターン由来散乱光検出部３１は、光が入射してくる側に、パターン由来散乱光のみを通過させる第１のフィルタ３１１を備えているので、検出光Ｌ２（第１の分岐光Ｌ２１）にパターン由来散乱光が含まれている場合には（ステップＳ１０２）、これを検出し、その強度、周波数、位相などの情報を示すパターン由来散乱光検出信号を出力する。また、異常由来散乱光検出部３２は、光が入射してくる側に、異常由来散乱光のみを通過させる第２のフィルタ３２１を備えているので、検出光Ｌ２（第３の分岐光Ｌ２３）に異常由来散乱光が含まれている場合には（ステップＳ１０３）、これを検出し、その強度、周波数、位相などの情報を示す異常由来散乱光検出信号を出力する。また、蛍光検出部３３は、光が入射してくる側に、蛍光のみを通過させる第３のフィルタ３３１を備えているので、検出光Ｌ２（第４の分岐光Ｌ２４）に蛍光が含まれている場合には（ステップＳ１０４）、これを検出し、その強度、周波数、位相などの情報を示す蛍光検出信号を出力する。
【００３５】
このようにして、各検出部から出力されたパターン由来散乱光検出信号が示すパターン由来散乱光の強度等、異常由来散乱光検出信号の示す異常由来散乱光の強度等及び蛍光検出信号の示す蛍光の強度等は、検査位置と適宜関連付けられた状態で、情報処理装置４の記憶部４ｂが記録する（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７）。
【００３６】
次に、前記散乱光強度比較部４ｃが、パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えているか否かの判定を行い、その判定結果が「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」ことを示す場合には（ステップＳ１０８）、異常由来散乱光強度は用いずに、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行う（ステップＳ１０９）。そして、表面Ｓａ上に、蛍光を発する異物が存在している場合には（ステップＳ１１１）、その旨およびその異物を検出した位置とを出力する（ステップＳ１１２）。
【００３７】
一方、散乱光強度比較部４ｃの判定結果が、「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えていない。」ことを示す場合には（ステップＳ１０８）、上述のレジスト残渣などの蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うに加え、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している異常由来散乱光の強度に基づいて、表面Ｓａ上に、例えば凹凸や傷等の異物が有るか否かの検出を行う（ステップＳ１１０）。そして、表面Ｓａ上に、蛍光を発する異物又は散乱光を生じさせる異物が存在している場合には（ステップＳ１１１）、その旨およびその異物を検出した位置とを出力する（ステップＳ１１２）。
【００３８】
このように散乱光強度比較部４ｃの判定結果を受け付け、その結果が閾値を超えているとの結果であれば、散乱光はパターンによるものであると判断するパターン判断部を有している。このパターン判断部の判断に基づき、異常検出部４ｄは、散乱光の検出結果を、異常の検出に用いるか否かを決定する。
【００３９】
したがって、以上のように構成した本実施形態に係る異常検査装置Ａによれば、前記散乱光強度比較部４ｃが「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」との判定結果を出力した場合には、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うようにしているため、係るパターン由来散乱光の強度が所定の閾値を越えているときの散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないものであっても、そのなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見することができ、その不良品による半導体素子の歩留まり低下を防止することができるようになる。
【００４０】
なお、前記実施形態では、異常由来散乱光検出部３２を有するので、パターン由来散乱光が強くとも、異常由来散乱光を検出できると考えがちであるが、パターン由来散乱光の一部は、異常由来散乱光検出部３２の偏光フィルタ３２１を通過する。このため、パターン由来散乱光の強度が強いと異常由来散乱光検出部３２は異常由来散乱光を精度良く検出することができない。したがって、パターン由来散乱光検出部３１で検出した光の強度に基づき、異常由来散乱光検出部３２で検出した光の強度を、異常の検出に用いるか否かを判断しなくてはいけない。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４２】
例えば、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率が、所定の閾値を超える場合、蛍光の強度に基づいて、異常の検出を行うようにしてもよい。ほとんどの場合、パターン由来散乱光の方が、異常由来散乱光よりも強いので、その比率でパターンか否かを判断できる。
【００４３】
また、例えば、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率と、パターン由来散乱光の強度とがそれぞれ所定の条件を満たす場合に、異常検出部４ｄが、蛍光検出部３３で検出した蛍光の強度のみに基づいて、異常の検出を行うように構成することもできる。
【００４４】
ここで、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率と、異常由来散乱光の強度又はパターン由来散乱光の強度とがそれぞれ所定の条件を満たすとは、例えば、前記比率が所定の第１の閾値である１０．０以上、すなわちパターン由来散乱光の強度が異常由来散乱光の強度の１０倍以上であり、且つ、パターン由来散乱光の強度が所定の第２の閾値である数ｍＶを越えるもの等が挙げられる。
【００４５】
また、上記実施形態では、表面Ｓａ上のパターンにより散乱された散乱光を、パターン由来散乱光検出部３１と異常由来散乱光検出部３２とによって、パターン由来散乱光と異常由来散乱光とに分けて検出するようにしているが、これらを分けずに散乱光検出部３０で検出するようにしてもよい。この場合には、図５に示すように、異常検査装置Ａが、レーザ光源２１と、光照射部２と、この光照射部２で測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査した場合に、表面Ｓａ上のパターン又は異常により散乱された散乱光及び表面Ｓａ上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出する散乱光検出部３０及び蛍光検出部３３と、散乱光検出部３０で検出した散乱光の強度が、所定の閾値を超える場合には、蛍光検出部３３で検出した蛍光の強度のみに基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部４ｄ等を備える情報処理装置４とを具備するように構成する。そして、表面Ｓａから散乱光検出部３０に至る光路上に配した第１のハーフミラー３４によって、表面Ｓａからの検出光Ｌ２が、該第１のハーフミラー３４を透過して散乱光検出部３０に向かう第１の分岐光Ｌ２１と、該第１のハーフミラー３４で反射され蛍光検出部３３に向かう第２の分岐光Ｌ２２とに分岐されるように構成するとともに、散乱光検出部３０の光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の波長を中心とした狭い範囲の光のみを通過させる第４のフィルタ３０１を配し、この第４のフィルタ３０１を透過してくる光を、前記光検出器３１２等と同様の光検出器３０２で検出するようにすれば良い。
【００４６】
かかる構成によれば、散乱光強度比較部４ｃが、「散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」との判定結果を出力した場合には、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行う。このため、散乱光の強度が所定の閾値を越えているときの散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないものであっても、そのなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見することができ、その不良品による半導体素子の歩留まり低下を防止することができるようになり、且つ、上記実施形態よりも装置構成を簡便なものとすることができる。
【００４７】
また、情報処理装置４が、例えば、パターン設計図等から予測されるパターン由来散乱光の強度分布と測定値と比較してパターン由来散乱光であるか否かを判定するような機能を追加してもよい。また、ステージアドレス等から得られる検査位置と、パターン設計図等との対比により判定を行うようにしてもよい。
【００４８】
そして、このように構成すれば、その散乱光強度比較部４ｃの判断基準となるパターン由来散乱光の強度が、本当にパターン由来のものであるか否かを知ることができるようになり、上記異常の検出の精度を向上することができる。
【００４９】
また、サンプルＳの表面Ｓａを覆う位置に図示しないペリクル膜を設けても上述した検査の妨げにはならず、該ペリクル膜に生じる異物などの検査をも同時に行うことができる。
【００５０】
また、ステージ１が、Ｘ、Ｙステージであって、光検出系３などがＺステージに搭載された構成とすることもできる。
【００５１】
また、ステージ１が固定で、光検出系３などがＸ、Ｙ、Ｚステージに搭載された構成とすることもできる。
【００５２】
測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査するようにしているが、走査しなくても上記異常の検出を行うことができる。
【００５３】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態である異常検査装置の構成を概略的に示す全体概略図。
【図２】同実施形態における光検出系の構成態様を示す概略図。
【図３】同実施形態における情報処理装置の機能構成図。
【図４】同実施形態における異常検査装置の動作を説明するためのフロー図。
【図５】本発明の他の実施形態である光検出系の構成態様を示す概略図。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ・・・・異常検査装置
Ｓ・・・・測定対象（サンプル）
Ｓａ・・・表面
Ｌ１・・・測定光
４ｄ・・・異常検出部
２１・・・光源（レーザ光源）
３０・・・散乱光検出部
３１・・・パターン由来散乱光検出部
３２・・・異常由来散乱光検出部
３３・・・蛍光検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛍光Ｘ線や可視レーザ光等の測定光を、例えば半導体基板等の試料表面に照射し、その試料表面の異物等で散乱される散乱光を受光して、試料表面の異常を検査する異常検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、蛍光Ｘ線や可視レーザ光等の測定光を、試料表面が平滑である半導体基板に照射し、その試料表面の異物等で散乱される散乱光を受光して、試料表面の異常を検査する光学的表面検査装置が知られている。
【０００３】
具体的にこの種の光学的表面検査装置は、例えば、前記測定光を前記試料表面に照射した際に、その試料表面の異物等から散乱される散乱光のうち、前記測定光の波長に等しい波長を有する普通散乱光を受光してその結果に応じた散乱光信号を出力する散乱光受光部と、前記散乱光のうちの前記測定光の波長とは異なる波長を有する蛍光を受光してその結果に応じた蛍光信号を出力する蛍光受光部とを具備し、前記散乱光受光部が出力する普通散乱光に基づいて、試料表面における凹凸や異物の有無、大きさ、個数などといった、試料表面の異常（散乱光を発するもの）の検査を行うことができ、前記蛍光受光部が出力する蛍光に基づいて、散乱光を発し難いが蛍光を発する異物、例えばレジスト残渣などの検査を行うことができるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１−３１４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の光学的表面検査装置は、試料表面が平滑である場合には、普通散乱光および蛍光によって、試料表面上の散乱光を発する異物等や、散乱光を発し難いが蛍光を発するレジスト残渣等の検査を一度に行うことができるとはいうものの、試料表面に例えば凹凸形状のパターンが形成されている場合には、測定光を照射されたパターンにおいても散乱が生じるため、散乱光受光部で検出する普通散乱光が、試料表面に形成されているパターンに由来する散乱光であるか、或いは、試料表面の異物等に由来する散乱光であるかが分からず、試料表面に散乱光を発する異常等があるか否かの検査を正確に行うことができないといった問題点を有している。
【０００５】
そして、近年のパターンの微細化により、パターンによる散乱光の強度が強く現れるようになってきているため、試料表面に散乱光を発する異物等がないにもかかわらずパターン由来による散乱光の強度が強く検出された結果、例えば、本来不良品でないものが、不良品として取り扱われてしまうといった不具合も発生している。
【０００６】
すなわち、試料表面にパターンが形成されている場合には、そのパターンによる散乱光の影響を踏まえた上で、試料表面の検査を行わなければ、検査結果そのものに信頼性がないものとなる。
【０００７】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないと考えられ場合には、蛍光を発する異物があるか否かの検査のみを行うようにすることで、散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないもののなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見して、半導体素子の歩留まり低下を防止することができる異常検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る異常検査装置は、測定対象に対して測定光を照射する光源と、前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備していることを特徴とする。
【０００９】
ここで、異常検出部が、「前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う」とあるのは、パターン由来散乱光検出部と異常由来散乱光検出部とは異なる検出部（少なくとも蛍光検出部を含む）が検出した検出値に基づいて、前記異常の検出を行うという意味であり、つまり、パターン由来散乱光検出部と異常由来散乱光検出部と蛍光検出部とでそれぞれ検出する光の強度のうち、蛍光検出部で検出する光の強度のみを用いて前記異常の検出を行うという意味である。例えば、Ｘ線照射部とＸ線検出部とをさらに設け、Ｘ線による異常の検出と、蛍光の強度による異常の検出とを同時に行なっても構わない。
【００１０】
このようなものであれば、パターン由来散乱光検出部と異常由来散乱光検出部とによって、パターン由来散乱光と異常由来散乱光とを別々に検出することができるので、散乱光がパターンによるものか、異物等によるものかを好適に知ることができる。そして、これらパターン由来散乱光と異常由来散乱光とに基づいて、パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないとの判断をした場合には、異常検出部が、蛍光検出部で検出した光の強度のみに基づいて、試料表面に異常の検出を行うため、かかる判断をした場合における散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないもののなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見することができ、かかる不良品による半導体素子の歩留まり低下を防止することができる。
【００１１】
本発明の異常検査装置の望ましい他の態様としては、この異常検査装置の異常検出部が、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率が所定の条件を満たす場合に、蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、異常の検出を行うように構成したものが挙げられる。
【００１２】
具体的には、異常検査装置が、測定対象に対して測定光を照射する光源と、前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、前記異常由来散乱光検出部で検出した光の強度に対する前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度の比率が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備するようにしたものが挙げられる。
【００１３】
さらに他の異常検査装置の望ましい態様としては、異常検査装置が、測定対象に対して測定光を照射する光源と、前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターン又は異常により散乱された散乱光及び前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するための散乱光検出部及び蛍光検出部と、前記散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を超える場合には、前記蛍光検出部で検出した蛍光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備しているように構成したものが挙げられる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、例えば、パターンによる散乱光の影響が強く、試料表面に散乱光を発する異物等があるか否かの検査を正確にできないと考えられ場合には、蛍光を発する異物があるか否かの検査のみを行うようにするなど、散乱光の強度を踏まえた上で、試料表面の検査を行うようにしているため、例えば上述した場合における散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないもののなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見できるなど、半導体素子の歩留まり低下を防止することができる異常検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
本実施形態にかかる異常検査装置Ａは、図示しないパターンを表面Ｓａに形成している測定対象であるレティクル／マスク（以下、サンプルＳと呼ぶ）の表面Ｓａ上の異常を検査するものであって、図１、図２に示すように、サンプルＳを載置するステージ１と、このステージ１に載置したサンプルＳに対して測定光Ｌ１を走査しながら照射する光照射部２と、この光照射部２が測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査した場合に、そのサンプルＳの表面Ｓａで散乱等により生じた光を検出光Ｌ２として検出する光検出系３と、この光検出系３の出力結果に基づいて、表面Ｓａ上の異常の検出を行う情報処理装置４と、を具備して成るものである。以下、各部を具体的に説明する。
【００１７】
ステージ１は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、測定光Ｌ１の走査方向と垂直な方向に一定速度で移動することで、後述する測定光Ｌ１であるレーザビームの走査と合わせて、該ステージ１に載置したサンプルＳの表面Ｓａ全面を測定することができるようにしている。本実施形態では、ステージアドレス（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を示すステージアドレス信号を、情報処理装置４に出力するようにしている。
【００１８】
光照射部２は、図１に示すように、測定光Ｌ１である所定方向に偏光させたレーザビームを出射するレーザ光源２１（例えば、ＨｅＮｅレーザ光源）と、このレーザ光源２１から出射された測定光Ｌ１を適宜拡大するビームエキスパンダ２２と、このビームエキスパンダ２２で拡大された測定光Ｌ１を走査して表面Ｓａ上に焦点を結ばせる走査ミラー２３ａ（例えば、ガルバノミラー）および走査レンズ２３ｂ（例えば、ｆθレンズ）から成る光走査部２３とを具備するものである。これによって、測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａに走査して照射する。
【００１９】
そして、本実施形態では、測定光Ｌ１を、表面Ｓａに対して例えば１０〜４０度の角度で入射し（入射角で５０〜８０度）、光走査部２３を用いて表面Ｓａの略全面を走査するように構成しているとともに、走査ミラー２３ａのミラー角度を示すミラー角度信号を、情報処理装置４に出力するようにしている。このミラー角度信号と上述のステージアドレス信号とから、表面Ｓａ上の検査位置が特定できる。
【００２０】
光検出系３は、図２に示すように、光照射部２により、測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査した場合に、その表面Ｓａ上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、表面Ｓａ上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、表面Ｓａ上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するパターン由来散乱光検出部３１、異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３とを具備し、サンプルＳの表面Ｓａからパターン由来散乱光検出部３１に至る光路上に配した第１のハーフミラー３４によって、表面Ｓａからの検出光Ｌ２が、該第１のハーフミラー３４を透過してパターン由来散乱光検出部３１に向かう第１の分岐光Ｌ２１と、該第１のハーフミラー３４で反射され異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３に向かう第２の分岐光Ｌ２２とに分岐され、さらに、パターン由来散乱光検出部３１から異常由来散乱光検出部３２に至る光路上に配した第２のハーフミラー３５によって、前記第２の分岐光Ｌ２２が、該第２のハーフミラー３５を透過して異常由来散乱光検出部３２に向かう第３の分岐光Ｌ２３と、該第２のハーフミラー３５で反射され蛍光検出部３３に向かう第４の分岐光Ｌ２４とに分岐されるように構成されている。なお、図１では、異常由来散乱光検出部３２や蛍光検出部３３などを適宜省略している。
【００２１】
パターン由来散乱光検出部３１は、光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の偏光成分と略同一の偏光成分を有し、且つ、測定光Ｌ１の波長を中心とした狭い範囲の光のみを通過させる第１のフィルタ３１１（偏光フィルタ）と、この第１のフィルタ３１１を通過してくる光、すなわちパターン由来散乱光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これをパターン由来散乱光検出信号として情報処理装置４に対して出力する光検出器３１２とを備えるものであって、光検出器３１２には、例えば、ＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ；光電子増倍管）、あるいは、ラインセンサーなどを用いることができる。
【００２２】
異常由来散乱光検出部３２は、光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の偏光成分と異なる偏光成分を有し、且つ、測定光Ｌ１の波長を中心とした狭い範囲の光のみを通過させる第２のフィルタ３２１（偏光フィルタ）と、この第２のフィルタ３２１を通過してくる光、すなわち異常由来散乱光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これを異常由来散乱光検出信号として情報処理装置４に対して出力する光検出器３２２とを備えるものである。この光検出器３２２は、パターン由来散乱光検出部３１の光検出器３１２と同様、ＰＭＴやラインセンサーなどを用いることができる。
【００２３】
蛍光検出部３３は、光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の波長より長い波長の光のみを通過させる第３のフィルタ３３１と、この第３のフィルタ３３１を通過してくる光、すなわち蛍光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これを蛍光検出信号として情報処理装置４に対して出力する光検出器３３２とを備えるものである。この光検出器３３２は、前記各光検出器３１２、３２２と同様、ＰＭＴやラインセンサーなどを用いることができる。
【００２４】
情報処理装置４は、図示しないＣＰＵや内部メモリ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有したデジタル乃至アナログ電気回路、ステージ１や走査ミラー２３ａ等と通信するための通信インタフェース、入力インタフェース、液晶ディスプレイ等の表示装置などで構成されたもので、専用のものであってもよいし、一部又は全部にパソコン等の汎用コンピュータを利用するようにしたものであってもよい。また、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで次の各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を外部のパソコン等と兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。
【００２５】
そして前記内部メモリに所定のプログラムを格納し、そのプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器を協働動作させることによって、この情報処理装置４が、図３に示すように、信号受信部４ａ、記憶部４ｂ、散乱光強度比較部４ｃ、異常検出部４ｄ等としての機能を少なくとも発揮するように構成している。以下、各部を詳述する。
【００２６】
信号受信部４ａは、ステージ１が出力するステージアドレス信号と、走査ミラー２３ａが出力するミラー角度信号と、パターン由来散乱光検出部３１が出力するパターン由来散乱光検出信号と、異常由来散乱光検出部３２が出力する異常由来散乱光検出信号と、蛍光検出部３３が出力する蛍光検出信号とを、それぞれ受信するものである。
【００２７】
記憶部４ｂは、前記信号受信部４ａで受信したステージアドレス信号の示すステージアドレス及びミラー角度信号の示すミラー角度から得られる検査位置と、パターン由来散乱光検出信号の示す光の強度等と、異常由来散乱光検出信号の示す光の強度等と、蛍光検出信号の示す光の強度等とを、適宜関連付けて記憶するものである。
【００２８】
散乱光強度比較部４ｃは、前記記憶部４ｂに記憶しているパターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えているか否かを判定するものである。ここで、所定の閾値は、閾値記憶部４ｅに予め記憶しているものを用いるようにしている。また、所定の閾値の値は、例えばユーザの操作等によって適宜変更することができる。
【００２９】
異常検出部４ｄは、前記散乱光強度比較部４ｃが「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」との判定結果を出力した場合には、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うものである。一方、前記散乱光強度比較部４ｃが「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えていない。」との判定結果を出力した場合には、上述のレジスト残渣などの蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うに加え、前記記憶部４ｂに記憶している異常由来散乱光の強度に基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えば凹凸や異物が有るか否かの検出を行うものである。
【００３０】
そして、この異常検出部４ｄで、表面Ｓａの異常が検出された場合には、その旨とその検出位置とを画面出力又は印字出力するようにしている。
【００３１】
次に、このように構成した異常検査装置Ａを用いたサンプルＳの表面Ｓａ上の異常の検査を行うときの動作について、図４等を参照しつつ説明する。
【００３２】
まず、ステージ１に載置したサンプルＳに対して測定光Ｌ１を走査しながら照射する（ステップＳ１０１）。
【００３３】
そして、測定光Ｌ１の照射によって、サンプルＳの表面Ｓａで生じた検出光Ｌ２は、ハーフミラー３４、３５で適宜分岐されて、パターン由来散乱光検出部３１、異常由来散乱光検出部３２及び蛍光検出部３３に向かう。
【００３４】
パターン由来散乱光検出部３１は、光が入射してくる側に、パターン由来散乱光のみを通過させる第１のフィルタ３１１を備えているので、検出光Ｌ２（第１の分岐光Ｌ２１）にパターン由来散乱光が含まれている場合には（ステップＳ１０２）、これを検出し、その強度、周波数、位相などの情報を示すパターン由来散乱光検出信号を出力する。また、異常由来散乱光検出部３２は、光が入射してくる側に、異常由来散乱光のみを通過させる第２のフィルタ３２１を備えているので、検出光Ｌ２（第３の分岐光Ｌ２３）に異常由来散乱光が含まれている場合には（ステップＳ１０３）、これを検出し、その強度、周波数、位相などの情報を示す異常由来散乱光検出信号を出力する。また、蛍光検出部３３は、光が入射してくる側に、蛍光のみを通過させる第３のフィルタ３３１を備えているので、検出光Ｌ２（第４の分岐光Ｌ２４）に蛍光が含まれている場合には（ステップＳ１０４）、これを検出し、その強度、周波数、位相などの情報を示す蛍光検出信号を出力する。
【００３５】
このようにして、各検出部から出力されたパターン由来散乱光検出信号が示すパターン由来散乱光の強度等、異常由来散乱光検出信号の示す異常由来散乱光の強度等及び蛍光検出信号の示す蛍光の強度等は、検査位置と適宜関連付けられた状態で、情報処理装置４の記憶部４ｂが記録する（ステップＳ１０５〜Ｓ１０７）。
【００３６】
次に、前記散乱光強度比較部４ｃが、パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えているか否かの判定を行い、その判定結果が「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」ことを示す場合には（ステップＳ１０８）、異常由来散乱光強度は用いずに、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行う（ステップＳ１０９）。そして、表面Ｓａ上に、蛍光を発する異物が存在している場合には（ステップＳ１１１）、その旨およびその異物を検出した位置とを出力する（ステップＳ１１２）。
【００３７】
一方、散乱光強度比較部４ｃの判定結果が、「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えていない。」ことを示す場合には（ステップＳ１０８）、上述のレジスト残渣などの蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うに加え、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している異常由来散乱光の強度に基づいて、表面Ｓａ上に、例えば凹凸や傷等の異物が有るか否かの検出を行う（ステップＳ１１０）。そして、表面Ｓａ上に、蛍光を発する異物又は散乱光を生じさせる異物が存在している場合には（ステップＳ１１１）、その旨およびその異物を検出した位置とを出力する（ステップＳ１１２）。
【００３８】
このように散乱光強度比較部４ｃの判定結果を受け付け、その結果が閾値を超えているとの結果であれば、散乱光はパターンによるものであると判断するパターン判断部を有している。このパターン判断部の判断に基づき、異常検出部４ｄは、散乱光の検出結果を、異常の検出に用いるか否かを決定する。
【００３９】
したがって、以上のように構成した本実施形態に係る異常検査装置Ａによれば、前記散乱光強度比較部４ｃが「パターン由来散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」との判定結果を出力した場合には、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行うようにしているため、係るパターン由来散乱光の強度が所定の閾値を越えているときの散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないものであっても、そのなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見することができ、その不良品による半導体素子の歩留まり低下を防止することができるようになる。
【００４０】
なお、前記実施形態では、異常由来散乱光検出部３２を有するので、パターン由来散乱光が強くとも、異常由来散乱光を検出できると考えがちであるが、パターン由来散乱光の一部は、異常由来散乱光検出部３２の偏光フィルタ３２１を通過する。このため、パターン由来散乱光の強度が強いと異常由来散乱光検出部３２は異常由来散乱光を精度良く検出することができない。したがって、パターン由来散乱光検出部３１で検出した光の強度に基づき、異常由来散乱光検出部３２で検出した光の強度を、異常の検出に用いるか否かを判断しなくてはいけない。
【００４１】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４２】
例えば、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率が、所定の閾値を超える場合、蛍光の強度に基づいて、異常の検出を行うようにしてもよい。ほとんどの場合、パターン由来散乱光の方が、異常由来散乱光よりも強いので、その比率でパターンか否かを判断できる。
【００４３】
また、例えば、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率と、パターン由来散乱光の強度とがそれぞれ所定の条件を満たす場合に、異常検出部４ｄが、蛍光検出部３３で検出した蛍光の強度のみに基づいて、異常の検出を行うように構成することもできる。
【００４４】
ここで、異常由来散乱光の強度に対するパターン由来散乱光の強度の比率と、異常由来散乱光の強度又はパターン由来散乱光の強度とがそれぞれ所定の条件を満たすとは、例えば、前記比率が所定の第１の閾値である１０．０以上、すなわちパターン由来散乱光の強度が異常由来散乱光の強度の１０倍以上であり、且つ、パターン由来散乱光の強度が所定の第２の閾値である数ｍＶを越えるもの等が挙げられる。
【００４５】
また、上記実施形態では、表面Ｓａ上のパターンにより散乱された散乱光を、パターン由来散乱光検出部３１と異常由来散乱光検出部３２とによって、パターン由来散乱光と異常由来散乱光とに分けて検出するようにしているが、これらを分けずに散乱光検出部３０で検出するようにしてもよい。この場合には、図５に示すように、異常検査装置Ａが、レーザ光源２１と、光照射部２と、この光照射部２で測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査した場合に、表面Ｓａ上のパターン又は異常により散乱された散乱光及び表面Ｓａ上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出する散乱光検出部３０及び蛍光検出部３３と、散乱光検出部３０で検出した散乱光の強度が、所定の閾値を超える場合には、蛍光検出部３３で検出した蛍光の強度のみに基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部４ｄ等を備える情報処理装置４とを具備するように構成する。そして、表面Ｓａから散乱光検出部３０に至る光路上に配した第１のハーフミラー３４によって、表面Ｓａからの検出光Ｌ２が、該第１のハーフミラー３４を透過して散乱光検出部３０に向かう第１の分岐光Ｌ２１と、該第１のハーフミラー３４で反射され蛍光検出部３３に向かう第２の分岐光Ｌ２２とに分岐されるように構成するとともに、散乱光検出部３０の光が入射してくる側に、測定光Ｌ１の波長を中心とした狭い範囲の光のみを通過させる第４のフィルタ３０１を配し、この第４のフィルタ３０１を透過してくる光を、前記光検出器３１２等と同様の光検出器３０２で検出するようにすれば良い。
【００４６】
かかる構成によれば、散乱光強度比較部４ｃが、「散乱光の強度が、所定の閾値を越えている。」との判定結果を出力した場合には、異常検出部４ｄが、前記記憶部４ｂに記憶している蛍光の強度のみに基づいて、表面Ｓａの異常の検出、具体的には表面Ｓａ上に、例えばレジスト残渣などの散乱光を発し難いが蛍光を発する異物が存在しているか否かの検出を行う。このため、散乱光の強度が所定の閾値を越えているときの散乱光による検査では、不良品であるか否かが分からないものであっても、そのなかから、少なくとも蛍光を発する異物がある不良品を発見することができ、その不良品による半導体素子の歩留まり低下を防止することができるようになり、且つ、上記実施形態よりも装置構成を簡便なものとすることができる。
【００４７】
また、情報処理装置４が、例えば、パターン設計図等から予測されるパターン由来散乱光の強度分布と測定値と比較してパターン由来散乱光であるか否かを判定するような機能を追加してもよい。また、ステージアドレス等から得られる検査位置と、パターン設計図等との対比により判定を行うようにしてもよい。
【００４８】
そして、このように構成すれば、その散乱光強度比較部４ｃの判断基準となるパターン由来散乱光の強度が、本当にパターン由来のものであるか否かを知ることができるようになり、上記異常の検出の精度を向上することができる。
【００４９】
また、サンプルＳの表面Ｓａを覆う位置に図示しないペリクル膜を設けても上述した検査の妨げにはならず、該ペリクル膜に生じる異物などの検査をも同時に行うことができる。
【００５０】
また、ステージ１が、Ｘ、Ｙステージであって、光検出系３などがＺステージに搭載された構成とすることもできる。
【００５１】
また、ステージ１が固定で、光検出系３などがＸ、Ｙ、Ｚステージに搭載された構成とすることもできる。
【００５２】
測定光Ｌ１をサンプルＳの表面Ｓａ上で走査するようにしているが、走査しなくても上記異常の検出を行うことができる。
【００５３】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態である異常検査装置の構成を概略的に示す全体概略図。
【図２】同実施形態における光検出系の構成態様を示す概略図。
【図３】同実施形態における情報処理装置の機能構成図。
【図４】同実施形態における異常検査装置の動作を説明するためのフロー図。
【図５】本発明の他の実施形態である光検出系の構成態様を示す概略図。
【符号の説明】
【００５５】
Ａ・・・・異常検査装置
Ｓ・・・・測定対象（サンプル）
Ｓａ・・・表面
Ｌ１・・・測定光
４ｄ・・・異常検出部
２１・・・光源（レーザ光源）
３０・・・散乱光検出部
３１・・・パターン由来散乱光検出部
３２・・・異常由来散乱光検出部
３３・・・蛍光検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象に対して測定光を照射する光源と、
前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、
前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備している異常検査装置。
【請求項２】
測定対象に対して測定光を照射する光源と、
前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、
前記異常由来散乱光検出部で検出した光の強度に対する前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度の比率が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備している異常検査装置。
【請求項３】
測定対象に対して測定光を照射する光源と、
前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターン又は異常により散乱された散乱光及び前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するための散乱光検出部及び蛍光検出部と、
前記散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を超える場合には、前記蛍光検出部で検出した蛍光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備している異常検査装置。
【請求項１】
測定対象に対して測定光を照射する光源と、
前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、
前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備している異常検査装置。
【請求項２】
測定対象に対して測定光を照射する光源と、
前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターンにより散乱されたパターン由来散乱光、前記表面上の異常により散乱された異常由来散乱光、及び、前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するためのパターン由来散乱光検出部、異常由来散乱光検出部及び蛍光検出部と、
前記異常由来散乱光検出部で検出した光の強度に対する前記パターン由来散乱光検出部で検出した光の強度の比率が、所定の閾値を越える場合に、前記蛍光検出部で検出した光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備している異常検査装置。
【請求項３】
測定対象に対して測定光を照射する光源と、
前記測定光を前記測定対象の表面上に照射した場合に、前記表面上のパターン又は異常により散乱された散乱光及び前記表面上の異常により発生した蛍光をそれぞれ検出するための散乱光検出部及び蛍光検出部と、
前記散乱光検出部で検出した光の強度が、所定の閾値を超える場合には、前記蛍光検出部で検出した蛍光の強度に基づいて、前記異常の検出を行う異常検出部を具備している異常検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−１６４３９９（Ｐ２００８−１６４３９９Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５３４７９（Ｐ２００６−３５３４７９）
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２７日（２００６．１２．２７）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
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