説明

表面検査装置および表面検査方法

【課題】照明光を短波長化しなくても、確実に繰り返しピッチの微細化に対応できる表面検査装置および表面検査方法を提供する。
【解決手段】被検基板20の表面に形成された繰り返しパターンを直線偏光L1により照明する手段13と、表面における直線偏光L1の振動面の方向と繰り返しパターンの繰り返し方向との成す角度を斜めに設定する手段11,12と、繰り返しパターンから正反射方向に発生した光L2のうち、直線偏光L1の振動面に垂直な偏光成分L4を抽出する手段38と、偏光成分L4の光強度に基づいて、繰り返しパターンの欠陥を検出する手段39,15とを備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、半導体ウエハや液晶基板などの表面を検査する表面検査装置および表面検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体回路素子や液晶表示素子の製造工程では、半導体ウエハや液晶基板(総じて「基板」という)の表面に形成された繰り返しパターン(配線パターンなどのライン・アンド・スペースのパターン)の欠陥検査が行われる。自動化された表面検査装置では、チルト可能なステージの上に基板を載置し、基板の表面に検査用の照明光(非偏光)を照射し、基板上の繰り返しパターンから発生する回折光(例えば1次回折光)に基づいて基板の画像を取り込み、この画像の明暗差(コントラスト)に基づいて繰り返しパターンの欠陥箇所を特定する。さらに、従来の表面検査装置は、ステージをチルト調整することにより、基板上の繰り返しピッチが異なる繰り返しパターンの欠陥検査を行うこともできる。
【特許文献1】特開平10−232122号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上記した従来の表面検査装置では、原理的に、繰り返しパターンの繰り返しピッチが所定値(=(回折次数)×(照明光の波長)÷2)より小さくなると、繰り返しパターンから回折光が発生せず、欠陥検査を行うことができない。また、繰り返しピッチが所定値近傍の場合には、装置内での照明系や受光系の機械的な配置の制約から、回折光による欠陥検査を実現することは難しい。
【0004】
なお、繰り返しピッチの微細化(すなわち配線パターンなどのライン・アンド・スペースの微細化)に対応するためには、照明光の波長を短くして上記の所定値を小さくすることが考えられる。しかし、光源の種類が限定され、高価で大がかりな光源となってしまい、さらに、照明系や受光系を構成する光学素子の材料も高価なものに限定され、好ましくない。
【0005】
本発明の目的は、照明光を短波長化しなくても、確実に繰り返しピッチの微細化に対応できる表面検査装置および表面検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の表面検査装置は、被検基板の表面に形成された繰り返しパターンを直線偏光により照明する照明手段と、前記直線偏光の振動面の前記表面における方向と前記繰り返しパターンの繰り返し方向との成す角度を斜めに設定する設定手段と、前記繰り返しパターンから正反射方向に発生した光のうち、前記直線偏光の振動面に垂直な偏光成分を抽出する抽出手段とを備えたものである。
【0007】
好ましくは、前記抽出手段によって抽出された前記偏光成分の光強度に基づいて、前記繰り返しパターンの欠陥を検出する検出手段を備えたものである。
【0008】
また、好ましくは、前記抽出手段によって抽出された光により前記被検基板の像を結像する結像手段と、結像された前記像に基づいて、前記繰り返しパターンの欠陥を検出する検出手段とを備えたものである。
【0009】
また、好ましくは、前記設定手段は、前記角度を30度〜60度の間の任意の値に設定するものである。
【0010】
また、好ましくは、前記設定手段は、前記角度を45度に設定するものである。
【0011】
また、好ましくは、前記被検基板を支持し、該被検基板の前記繰り返しパターンの繰り返し方向を前記表面内で回転させる基板支持手段を備え、前記検出手段は、前記基板支持手段が前記繰り返し方向を180度回転させる前後の状態に基づいて前記繰り返しパターンの欠陥を検出するものである。
【0012】
さらに、本発明の表面検査方法は、直線偏光を用い、被検基板の表面における前記直線偏光の振動面の方向が、前記表面に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向に対して傾いた状態で、前記繰り返しパターンを照明し、前記繰り返しパターンから正反射方向に発生した光のうち、前記直線偏光の振動面に垂直な偏光成分の光強度に基づいて、前記繰り返しパターンの欠陥を検出するものである。
【0013】
好ましくは、直線偏光を用い、被検基板の表面における前記直線偏光の振動面の方向が、前記表面に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向に対して傾いた状態で、前記繰り返しパターンを照明し、前記繰り返しパターンから正反射方向に発生した光のうち、前記直線偏光の振動面に垂直な偏光成分を抽出し、抽出された光により前記被検基板の像を形成し、その像に基づいて前記繰り返しパターンの欠陥を検出するものである。
【0014】
また、好ましくは、前記直線偏光は、前記表面における前記振動面の方向が、前記繰り返しパターンの繰り返し方向に対して30度〜60度の間の任意の角度に傾いているものである。
【0015】
また、好ましくは、前記直線偏光は、前記表面における前記振動面の方向が、前記繰り返しパターンの繰り返し方向に対して45度の角度に傾いているものである。
【0016】
また、好ましくは、前記繰り返しパターンの欠陥の検出は、前記繰り返しパターンの繰り返し方向を前記表面内で180度回転させる前後の状態で行われるものである。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、照明光を短波長化しなくても、確実に繰り返しピッチの微細化に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第1実施形態の表面検査装置10の全体構成を示す図である。
【図2】半導体ウエハ20の表面の外観図である。
【図3】繰り返しパターン22の凹凸構造を説明する斜視図である。
【図4】直線偏光L1の入射面(3A)と、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)との傾き状態を説明する図である。
【図5】直線偏光L1と楕円偏光L2の振動方向を説明する図である。
【図6】直線偏光L1の振動面の方向(V方向)と、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)との傾き状態を説明する図である。
【図7】繰り返し方向(X方向)に平行な偏光成分Vと垂直な偏光成分Vとに分かれる様子を説明する図である。
【図8】偏光成分L3の大きさと、繰り返しパターン22のライン部2Aの線幅Dとの関係を説明する図である。
【図9】ピッチPが異なると共に、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が同じ繰り返しパターン22の一例を示す図である。
【図10】繰り返し方向が異なる繰り返しパターン25,26を説明する図である。
【図11】エッジ形状が非対称な繰り返しパターン22と直線偏光L1の入射方向との関係を示す図である。
【図12】第2実施形態の表面検査装置40の全体構成を示す図である。
【図13】垂直入射の構造性複屈折を説明する際の直線偏光L5の振動面と層の繰り返し方向とを説明する図である。
【図14】垂直入射の構造性複屈折を説明する際の直線偏光L6の振動面と層の繰り返し方向とを説明する図である。
【図15】垂直入射の構造性複屈折を説明する際の屈折率(a),振幅反射率(b),振幅反射率の差(c)と、物質1の厚さtとの関係を示す図である。
【図16】偏光成分L4の光強度IL4(∝反射画像の輝度値)と、直線偏光の振動面の傾き角度φ(図14)との関係を示す図である。
【図17】第3実施形態の表面検査装置10aの全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0020】
(第1実施形態)
第1実施形態の表面検査装置10は、図1に示すように、被検基板である半導体ウエハ20を支持するステージ11と、アライメント系12と、照明系13と、受光系14と、画像処理装置15とで構成されている。表面検査装置10は、半導体回路素子の製造工程において、半導体ウエハ20の表面の検査を自動的に行う装置である。半導体ウエハ20は、最上層のレジスト膜への露光・現像後、不図示の搬送系により、不図示のウエハカセットまたは現像装置から運ばれ、ステージ11に吸着される。
【0021】
半導体ウエハ20の表面には、図2に示すように、複数のチップ領域21がXY方向に配列され、各チップ領域21の中に繰り返しパターン22が形成されている。繰り返しパターン22は、図3に示すように、複数のライン部2Aがその短手方向(X方向)に沿って一定のピッチPで配列されたレジストパターン(例えば配線パターン)である。隣り合うライン部2Aどうしの間は、スペース部2Bである。ライン部2Aの配列方向(X方向)を「繰り返しパターン22の繰り返し方向」という。
【0022】
ここで、繰り返しパターン22のライン部2Aの線幅Dの設計値をピッチPの1/2とする。設計値の通りに繰り返しパターン22が形成された場合、ライン部2Aの線幅Dとスペース部2Bの線幅Dは等しくなり、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比は略1:1になる。これに対して、繰り返しパターン22を形成する際の露光フォーカスが適正値から外れると、ピッチPは変わらないが、ライン部2Aの線幅Dが設計値とは異なってしまい、スペース部2Bの線幅Dとも異なってしまい、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が略1:1から外れる。
【0023】
第1実施形態の表面検査装置10は、上記のような繰り返しパターン22におけるライン部2Aとスペース部2Bとの体積比の変化を利用して、繰り返しパターン22の欠陥検査を行うものである。説明を簡単にするため、理想的な体積比(設計値)を1:1とする。体積比の変化は、露光フォーカスの適正値からの外れに起因し、半導体ウエハ20のショット領域ごとに現れる。なお、体積比を断面形状の面積比と言い換えることもできる。
【0024】
また、第1実施形態では、繰り返しパターン22に対する照明光(後述)の波長と比較して繰り返しパターン22のピッチPが十分小さいとする。このため、繰り返しパターン22から回折光が発生することはなく、繰り返しパターン22の欠陥検査を回折光により行うことはできない。第1実施形態における欠陥検査の原理は、以降、表面検査装置10の構成(図1)と共に順に説明する。
【0025】
表面検査装置10のステージ11は、半導体ウエハ20を上面に載置して、例えば真空吸着により固定保持する。さらに、ステージ11は、上面の中心における法線1Aを軸に回転可能である。この回転機構によって、半導体ウエハ20の繰り返しパターン22の繰り返し方向(図2,図3のX方向)を、半導体ウエハ20の表面内で回転させることができる。なお、ステージ11は、上面が水平面であり、チルト機構を持たない。このため、半導体ウエハ20を常に水平な状態に保つことができる。
【0026】
アライメント系12は、ステージ11が回転しているときに、半導体ウエハ20の外縁部を照明し、外縁部に設けられた外形基準(例えばノッチ)の回転方向の位置を検出し、所定位置でステージ11を停止させる。その結果、半導体ウエハ20の繰り返しパターン22の繰り返し方向(図2,図3のX方向)を、後述の照明光の入射面3A(図4参照)に対して、45度の角度に傾けて設定することができる。
【0027】
照明系13は、光源31と波長選択フィルタ32とライトガイドファイバ33と偏光フィルタ34と凹面反射鏡35とで構成された偏心光学系であり、ステージ11上の半導体ウエハ20の繰り返しパターン22を直線偏光L1により照明する。この直線偏光L1が、繰り返しパターン22に対する照明光である。直線偏光L1は、半導体ウエハ20の表面全体に照射される。
【0028】
直線偏光L1の進行方向(半導体ウエハ20の表面上の任意の点に到達する直線偏光L1の主光線の方向)は、凹面反射鏡35の光軸O1に略平行である。光軸O1は、ステージ11の中心を通り、ステージ11の法線1Aに対して所定の角度θだけ傾けられている。ちなみに、直線偏光L1の進行方向を含み、ステージ11の法線1Aに平行な平面が、直線偏光L1の入射面である。図4の入射面3Aは、半導体ウエハ20の中心における入射面である。
【0029】
また、第1実施形態では、直線偏光L1がp偏光である。つまり、図5(a)に示すように、直線偏光L1の進行方向と電気(または磁気)ベクトルの振動方向とを含む平面(直線偏光L1の振動面)が、直線偏光L1の入射面(3A)内に含まれる。直線偏光L1の振動面は、凹面反射鏡35の前段に配置された偏光フィルタ34の透過軸により規定される。
【0030】
なお、照明系13の光源31は、メタルハライドランプや水銀ランプなどの安価な放電光源である。波長選択フィルタ32は、光源31からの光のうち所定波長の輝線スペクトルを選択的に透過する。ライトガイドファイバ33は、波長選択フィルタ32からの光を伝送する。偏光フィルタ34は、ライトガイドファイバ33の射出端近傍に配置され、その透過軸が所定の方位に設定され、透過軸に応じてライトガイドファイバ33からの光を直線偏光にする。凹面反射鏡35は、球面の内側を反射面とした反射鏡であり、前側焦点がライトガイドファイバ33の射出端と略一致し、後側焦点が半導体ウエハ20の表面と略一致するように配置され、偏光フィルタ34からの光を半導体ウエハ20の表面に導く。照明系13は、半導体ウエハ20側に対してテレセントリックな光学系である。
【0031】
上記の照明系13において、光源31からの光は、波長選択フィルタ32とライトガイドファイバ33と偏光フィルタ34と凹面反射鏡35とを介し、p偏光の直線偏光L1(図5(a))となって、半導体ウエハ20の表面全体に入射する。半導体ウエハ20の各点における直線偏光L1の入射角度は、互いに同じであり、光軸O1と法線1Aとの成す角度θに相当する。
【0032】
第1実施形態では、半導体ウエハ20に入射する直線偏光L1がp偏光(図5(a))であるため、図4に示す通り、半導体ウエハ20の繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)が直線偏光L1の入射面(3A)に対して45度の角度に設定された場合、半導体ウエハ20の表面における直線偏光L1の振動面の方向(図6のV方向)と、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)との成す角度も、45度に設定される。
【0033】
換言すると、直線偏光L1は、半導体ウエハ20の表面における振動面の方向(図6のV方向)が繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)に対して45度に傾いた状態で、繰り返しパターン22を斜めに横切るような状態で、繰り返しパターン22に入射する。
【0034】
このような直線偏光L1と繰り返しパターン22との角度状態は、半導体ウエハ20の表面全体において均一である。なお、45度を135度,225度,315度の何れかに言い換えても、直線偏光L1と繰り返しパターン22との角度状態は同じである。また、図6の振動面の方向(V方向)と繰り返し方向(X方向)との成す角度を45度に設定するのは、繰り返しパターン22の欠陥検査の感度を最も高くするためである。
【0035】
そして、上記の直線偏光L1を用いて繰り返しパターン22を照明すると、繰り返しパターン22から正反射方向に楕円偏光L2が発生する(図1,図5(b))。この場合、楕円偏光L2の進行方向が正反射方向に一致する。正反射方向とは、直線偏光L1の入射面(3A)内に含まれ、ステージ11の法線1Aに対して角度θ(直線偏光L1の入射角度θに等しい角度)だけ傾いた方向である。なお、上記の通り、繰り返しパターン22のピッチPが照明波長と比較して十分小さいため、繰り返しパターン22から回折光が発生することはない。
【0036】
ここで、直線偏光L1が繰り返しパターン22により楕円化し、繰り返しパターン22から楕円偏光L2が発生する理由について簡単に説明する。直線偏光L1は、繰り返しパターン22に入射すると、振動面の方向(図6のV方向)が、図7に示す2つの偏光成分V,Vに分かれる。一方の偏光成分Vは、繰り返し方向(X方向)に平行な成分である。他方の偏光成分Vは、繰り返し方向(X方向)に垂直な成分である。そして、2つの偏光成分V,Vは、それぞれ独立に、異なる振幅変化と位相変化とを受ける。振幅変化と位相変化が異なるのは、繰り返しパターン22の異方性に起因して複素反射率(つまり複素数の振幅反射率)が異なるからであり、構造性複屈折(form birefringence)と呼ばれる。その結果、2つの偏光成分V,Vの反射光は互いに振幅と位相が異なり、これらの合成による反射光は楕円偏光L2となる(図5(b))。
【0037】
また、繰り返しパターン22の異方性に起因する楕円化の程度は、図5(b)の楕円偏光L2のうち、図5(a)の直線偏光L1の振動面(第1実施形態では入射面(3A)と一致)に垂直な偏光成分L3(図5(c))と考えることができる。そして、この偏光成分L3の大きさは、繰り返しパターン22の材質および形状と、図6の振動面の方向(V方向)と繰り返し方向(X方向)との成す角度に依存する。このため、V方向とX方向との成す角度を一定の値(第1実施形態では45度)に保つ場合、繰り返しパターン22の材質が一定であっても、繰り返しパターン22の形状が変化すると、楕円化の程度(偏光成分L3の大きさ)が変化することになる。
【0038】
繰り返しパターン22の形状と偏光成分L3の大きさとの関係について説明する。図3に示すように、繰り返しパターン22は、ライン部2Aとスペース部2BとをX方向に沿って交互に配列した凹凸形状を有し、適正な露光フォーカスで設計値の通りに形成されると、ライン部2Aの線幅Dとスペース部2Bの線幅Dが等しく、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が略1:1となる。このような理想的な形状の場合、偏光成分L3の大きさは最も大きくなる。これに対し、露光フォーカスが適正値から外れると、ライン部2Aの線幅Dとスペース部2Bの線幅Dとが異なってしまい、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が略1:1から外れる。このとき、偏光成分L3の大きさは理想的な場合と比較して小さくなる。偏光成分L3の大きさの変化を図示すると、図8のようになる。図8の横軸は、ライン部2Aの線幅Dである。
【0039】
このように、直線偏光L1を用い、図6の振動面の方向(V方向)が繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)に対して45度に傾いた状態で、繰り返しパターン22を照明すると、正反射方向に発生した楕円偏光L2(図1,図5(b))は、その楕円化の程度(図5(c)の偏光成分L3の大きさ)が、繰り返しパターン22の形状(ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比)に応じたものとなる(図8)。楕円偏光L2の進行方向は、直線偏光L1の入射面(3A)内に含まれ、ステージ11の法線1Aに対して角度θ(直線偏光L1の入射角度θに等しい角度)だけ傾いている。
【0040】
次に、受光系14の説明を行う。受光系14は、図1に示すように、凹面反射鏡36と結像レンズ37と偏光フィルタ38と撮像素子39とで構成された偏心光学系である。
【0041】
凹面反射鏡36は、上記した照明系13の凹面反射鏡35と同様の反射鏡であり、その光軸O2が、ステージ11の中心を通り、かつ、ステージ11の法線1Aに対して角度θだけ傾くように配置されている。したがって、繰り返しパターン22からの楕円偏光L2は、凹面反射鏡36の光軸O2に沿って進行することになる。凹面反射鏡36は、楕円偏光L2を反射して結像レンズ37の方に導き、結像レンズ37と協働して撮像素子39の撮像面に集光する。
【0042】
ただし、結像レンズ37と凹面反射鏡36との間には、偏光フィルタ38が配置されている。偏光フィルタ38の透過軸の方位は、上記した照明系13の偏光フィルタ34の透過軸に対して直交するように設定されている(クロスニコル(直交ニコル)の状態)。したがって、偏光フィルタ38により、楕円偏光L2の図5(c)の偏光成分L3に相当する偏光成分L4(図1)のみを抽出して、撮像素子39に導くことができる。その結果、撮像素子39の撮像面には、偏光成分L4による半導体ウエハ20の反射像が形成される。
【0043】
撮像素子39は、例えばCCD撮像素子などであり、撮像面に形成された半導体ウエハ20の反射像を光電変換して、画像信号を画像処理装置15に出力する。半導体ウエハ20の反射像の明暗は、偏光成分L4の光強度(図5(c)の偏光成分L3の大きさ)に略比例し、繰り返しパターン22の形状(ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比)に応じて変化する(図8参照)。半導体ウエハ20の反射像が最も明るくなるのは、繰り返しパターン22が理想的な形状(体積比が1:1)の場合である。なお、半導体ウエハ20の反射像の明暗は、ショット領域ごとに現れる。
【0044】
画像処理装置15は、撮像素子39から出力される画像信号に基づいて、半導体ウエハ20の反射画像を取り込む。なお、画像処理装置15は、比較のため、良品ウエハの反射画像を予め記憶している。良品ウエハとは、繰り返しパターン22が理想的な形状(体積比が1:1)で表面全体に形成されたものである。良品ウエハの反射画像の輝度情報は、最も高い輝度値を示すと考えられる。
【0045】
したがって、画像処理装置15は、被検基板である半導体ウエハ20の反射画像を取り込むと、その輝度情報を良品ウエハの反射画像の輝度情報と比較する。そして、半導体ウエハ20の反射画像の暗い箇所の輝度値の低下量(∝図8の低下量Δ)に基づいて、繰り返しパターン22の欠陥(ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比の変化)を検出する。例えば、輝度値の低下量が予め定めた閾値(許容値)より大きければ「欠陥」と判定し、閾値より小さければ「正常」と判断すればよい。
【0046】
なお、画像処理装置15においては、上記のように、良品ウエハの反射画像を予め記憶しておく構成の他、ウエハのショット領域の配列データと輝度値の閾値を予め記憶しておく構成でもよい。
【0047】
この場合、ショット領域の配列データに基づいて、取り込まれたウエハの反射画像中における各ショット領域の位置が分かるので、各ショット領域の輝度値を求める。そして、その輝度値と記憶されている閾値とを比較することにより、パターンの欠陥を検出する。閾値より輝度値が小さいショット領域を欠陥と判断すればよい。
【0048】
上記したように、第1実施形態の表面検査装置10によれば、直線偏光L1を用い、図6の振動面の方向(V方向)が繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)に対して傾いた状態で、繰り返しパターン22を照明すると共に、正反射方向に発生した楕円偏光L2のうち、偏光成分L4の光強度(図5(c)の偏光成分L3の大きさ)に基づいて、繰り返しパターン22の欠陥を検出するため、照明波長と比較して繰り返しパターン22のピッチPが十分小さくても、確実に欠陥検査を行うことができる。つまり、照明光である直線偏光L1を短波長化しなくても、確実に繰り返しピッチの微細化に対応できる。
【0049】
さらに、第1実施形態の表面検査装置10では、図6の振動面の方向(V方向)と繰り返し方向(X方向)との成す角度を45度に設定したことにより、半導体ウエハ20の反射画像の輝度値の低下量(∝図8の低下量Δ)を大きく捉えることができ、繰り返しパターン22の欠陥検査を高感度で行うことができる。
【0050】
また、第1実施形態の表面検査装置10では、照明波長と比較して繰り返しパターン22のピッチPが十分小さい場合に限らず、繰り返しパターン22のピッチPが照明波長と同程度でも、照明波長より大きい場合でも、同様に繰り返しパターン22の欠陥検査を行うことができる。つまり、繰り返しパターン22のピッチPに拘わらず、確実に欠陥検査を行うことができる。繰り返しパターン22による直線偏光L1の楕円化は、繰り返しパターン22のライン部2Aとスペース部2Bとの体積比に依存して起こるものであり、繰り返しパターン22のピッチPに依存しないからである。
【0051】
さらに、第1実施形態の表面検査装置10では、繰り返しパターン22のライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が同じであれば、反射画像の輝度値の低下量(∝図8の低下量Δ)が等しくなる。このため、繰り返しパターン22のピッチPに拘わらず、体積比の変化量が同じであれば、同じ感度で、その検出を行うことができる。例えば、図9(a),(b)に示す繰り返しパターン22のように、ピッチPが異なり、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が同じ場合、同じ感度で欠陥検査を行える。また、図9(a),(b)の比較から分かるように、ピッチPが小さいほど、微細な形状変化(ライン部2Aの線幅Dの設計値からのずれ量δ)を確実に検出することができる。
【0052】
また、第1実施形態の表面検査装置10では、繰り返しパターン22のピッチPが異なる場合でも、半導体ウエハ20を水平な状態に保ったままで(従来のようなステージのチルト調整を行わずに)検査を行えるため、実際に欠陥検査を開始する(つまり半導体ウエハ20の反射画像を取り込む)までの準備時間を確実に短縮することができ、作業効率が向上する。
【0053】
さらに、第1実施形態の表面検査装置10では、ステージ11がチルト機構を持たないため、装置構成が簡素化する。また、照明系13の光源31として安価な放電光源を用いることができ、表面検査装置10の全体構成が安価で簡素なものとなる。
【0054】
また、第1実施形態の表面検査装置10では、半導体ウエハ20の表面に複数種類の繰り返しパターンが形成され、ピッチPや繰り返し方向(X方向)の異なる繰り返しパターンが混在している場合でも、半導体ウエハ20の表面全体の反射画像を一括で取り込み、各々の箇所における輝度値の低下量を調べるだけで、全ての繰り返しパターンの欠陥検査を簡単に行うことができる。ちなみに、繰り返し方向の異なる繰り返しパターンは、図10に示すように、0度方向の繰り返しパターン25と90度方向の繰り返しパターン26とである。これらの繰り返しパターン25,26は、互いに、繰り返し方向(X方向)が90度異なっている。しかし、各々の繰り返し方向(X方向)と直線偏光L1の振動面の方向(V方向)との成す角度は、共に45度である。
【0055】
さらに、第1実施形態の表面検査装置10では、半導体ウエハ20の表面に対して直線偏光L1を斜めに入射させるため(図1参照)、繰り返しパターン22のライン部2Aのエッジ形状の非対称性(例えばエッジ形状の崩れの方向性)に関わる欠陥情報も得ることができる。このためには、ステージ11により半導体ウエハ20の繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)を180度回転させ、その前後の状態で半導体ウエハ20の反射画像を取り込み、同じ箇所の輝度差を調べることになる。
【0056】
図11には、エッジ形状が非対称な繰り返しパターン22と直線偏光L1の入射方向との関係を図示した。例えば、図11(a)は180度回転前の状態であり、ライン部2AのエッジE,Eのうち崩れたエッジ(E)側から照明光が入射される。図11(b)は180度回転後の状態であり、2つのエッジE,Eのうち崩れていないエッジ(E)側から照明光が入射される。そして、各々の状態で取り込んだ反射画像の輝度値は、入射方向にあるエッジE,Eのエッジ形状を反映したものとなり、この例では図11(a)の場合の方が反射画像の輝度値が大きくなる。したがって、180度回転させる前後の反射画像の輝度差を調べることにより、ライン部2Aのエッジ形状の非対称性が分かる。180度回転させる前後の反射画像を合成して欠陥検査を行ってもよい。
【0057】
なお、第1実施形態のように、半導体ウエハ20の表面に対して直線偏光L1を斜めに入射させる場合(図1参照,入射角度θ)、繰り返しパターン22から発生する楕円偏光L2(図5(b))は、厳密に言えば、その進行方向を軸として僅かに回転している。このため、その回転角度を考慮して、受光系14の偏光フィルタ38の透過軸の方位を微調整することが好ましい。微調整後の状態では、2つの偏光フィルタ34,38の透過軸の方位が正確な90度ではなくなるが、このような角度も“垂直(または直交)”の範疇であり、クロスニコルの状態と言える。偏光フィルタ38の透過軸の方位を微調整することにより、検査精度を向上させることができる。微調整の方法としては、例えば、繰り返しパターンの無い表面で直線偏光L1を反射させて画像を取り込み、画像の輝度値が最も小さくなるように、偏光フィルタ38の透過軸の方位を回転させることが考えられる。
【0058】
また、上記した第1実施形態では、直線偏光L1がp偏光である例を説明したが、本発明はこれに限定されない。p偏光ではなくs偏光にしても良い。s偏光とは、振動面が入射面に垂直な直線偏光である。このため、図4に示す通り、半導体ウエハ20の繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)が直線偏光L1であるs偏光の入射面(3A)に対して45度の角度に設定された場合、半導体ウエハ20の表面におけるs偏光の振動面の方向と、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)との成す角度も、45度に設定される。なお、p偏光は、繰り返しパターン22のライン部2Aのエッジ形状に関わる欠陥情報を取得するのに有利である。s偏光は、半導体ウエハ20の表面の欠陥情報を効率よく捉えて、SN比を向上させるのに有利である。
【0059】
さらに、p偏光やs偏光に限らず、振動面が入射面に対して任意の傾きを持つような直線偏光でも構わない。この場合、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)を直線偏光L1の入射面に対して45度以外の角度に設定し、半導体ウエハ20の表面における直線偏光L1の振動面の方向と、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)との成す角度を、45度に設定することが好ましい。
【0060】
(第2実施形態)
ここでは、第1実施形態の表面検査装置10(図1)の照明系13と受光系14に代えて、図12(a)に示す照明系(41〜46)と受光系(45〜49)を備えた表面検査装置40について説明する。図12(a)では、第1実施形態と同様のステージ11とアライメント系12と画像処理装置15の図示を省略した。表面検査装置40も、半導体回路素子の製造工程において、半導体ウエハ20の表面の検査を自動的に行う装置である。
【0061】
第2実施形態の表面検査装置40の照明系(41〜46)と受光系(45〜49)について説明する。照明系(41〜46)は、光源41と波長選択フィルタ42とリレーレンズ43と開口絞り44と偏光ビームスプリッタ45とレンズ46とで構成されている。このうち、偏光ビームスプリッタ45とレンズ46は、受光系(45〜49)の一部としても機能する。受光系(45〜49)は、偏光ビームスプリッタ45とレンズ46の他、開口絞り47と結像レンズ48と撮像素子49とで構成されている。レンズ46の光軸O3は、ステージ11の法線1A(図1参照)に一致する。
【0062】
表面検査装置40は、図1の表面検査装置10の凹面反射鏡35,36に代えて、これらの機能を兼ね備えたレンズ46を設け、かつ、表面検査装置10の偏光フィルタ34,38に代えて、これらの機能を兼ね備えた偏光ビームスプリッタ45を設けたものである。このように照明系(41〜46)と受光系(45〜49)の光学素子(45,46)を共通化するため、部品点数を減らすことができ、構成が簡素化する。
【0063】
なお、光源41,波長選択フィルタ42,結像レンズ48,撮像素子49は、上記の光源31,波長選択フィルタ32,結像レンズ37,撮像素子39と同じである。開口絞り44,47は、レンズ46の焦点位置近傍に配置される。開口絞り47は、迷光を遮断するための光学素子である。偏光ビームスプリッタ45は、紙面に垂直な振動面の直線偏光のみを反射すると共に、紙面に平行な振動面の直線偏光のみを透過する。つまり、偏光ビームスプリッタ45の反射軸と透過軸は方位が互いに直交している(クロスニコルの状態)。
【0064】
照明系(41〜46)において、光源41からの光は、波長選択フィルタ42とリレーレンズ43と開口絞り44とを介して偏光ビームスプリッタ45に入射し、そこで反射した光(つまり紙面に垂直な振動面の直線偏光L1)がレンズ46に導かれる。そして、偏光ビームスプリッタ45からの直線偏光L1は、レンズ46を介した後、半導体ウエハ20の表面全体に垂直入射する。なお、垂直入射の場合には、直線偏光L1の“入射面”を定義できない。半導体ウエハ20の表面における直線偏光L1の振動面の方向を図12(b)に“V方向”として示した。
【0065】
半導体ウエハ20は、図1と同様のステージ11およびアライメント系12によって、繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)が、直線偏光L1の振動面の方向(V方向)に対して45度の角度に傾くように設定されている。V方向とX方向との成す角度を45度に設定するのは、繰り返しパターン22の欠陥検査の感度を最も高くするためである。このような直線偏光L1と繰り返しパターン22との角度状態は、半導体ウエハ20の表面全体において均一である。
【0066】
そして、上記の直線偏光L1を用いて繰り返しパターン22を照明すると、半導体ウエハ20の繰り返しパターン22から正反射方向(光軸O3の方向)に楕円偏光L2が発生する。楕円化の理由は第1実施形態と同様であるが、垂直入射の場合には、繰り返し方向(X方向)に平行な偏光成分Vと垂直な偏光成分V(図7)とで、位相変化が等しくなる。つまり、偏光成分V,Vは、それぞれ独立に、異なる振幅変化を受ける。このため、偏光成分V,Vの反射光は互いに振幅が異なり、これらの合成による反射光が楕円偏光L2となる。なお、垂直入射の場合の構造性複屈折は、繰り返しパターン22の異方性に起因して振幅反射率が異なることに対応する。
【0067】
繰り返しパターン22からの楕円偏光L2は、再びレンズ46で集光され、偏光ビームスプリッタ45と開口絞り47と結像レンズ48を介した後、撮像素子49の撮像面に集光される。偏光ビームスプリッタ45では、楕円偏光L2のうち、直線偏光L1の振動面に垂直な(紙面に平行な)偏光成分L4のみを抽出して、撮像素子49に導く。撮像素子49の撮像面には、偏光成分L4による半導体ウエハ20の反射像が形成される。この反射像の明暗は、偏光成分L4の光強度に略比例する。
【0068】
偏光成分L4の光強度は、繰り返しパターン22の形状(ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比)に応じて変化する(図8参照)。ただし、直線偏光L1の振動面の方向(V方向)と繰り返し方向(X方向)との成す角度が一定の値(第2実施形態では45度)に保たれ、繰り返しパターン22の材質が一定とする。偏光成分L4の光強度が最大となるのは、繰り返しパターン22が理想的な形状(体積比が1:1)の場合である。
【0069】
ここで、垂直入射の場合の構造性複屈折(繰り返しパターン22の異方性に起因する振幅反射率の差)について説明し、繰り返しパターン22の形状と偏光成分L4の光強度との関係について説明する。この説明のため、繰り返しパターン22をモデル化する。すなわち、厚さt,誘電率εの物質1と厚さt,誘電率εの物質2とからなる層が、照明波長に比べて十分短い繰り返し周期で、平面上に複数個配列されたとする。
【0070】
図13(a)に示すように、層の繰り返し方向に平行な振動面の直線偏光L5が照射されると、層を横切るように電場が印加され、電場に応じて小さな分極が生じる。つまり、電場に対して各層が直列に分極を生じる。このときの見かけの誘電率εは、次式(1)により表すことができる。そして、垂直入射の場合、誘電率εの物質における振幅反射率rは、次式(2)により表すことができる。
【0071】
【数1】

また、図13(b)に示すように、層の繰り返し方向に垂直な振動面の直線偏光L6が照射されると、層の長手方向に沿って電場が印加され、この電場に応じて分極が生じる。電場から見ると、各層の分極は並列に並んでいる。このときの見かけの誘電率εは、層の厚さ(t+t)の加重平均となり、次式(3)により表すことができる。そして、垂直入射の場合、誘電率εの物質における振幅反射率rは、次式(4)により表すことができる。
【0072】
【数2】

このように、垂直入射の直線偏光L5,L6の振動面の方向が異なる(図13)と、見かけの誘電率εが異なるため(式(1),(3))、結果として、振幅反射率r,rも異なることになる(式(2),(4))。これら振幅反射率r,rの差(r−r)が、垂直入射の場合の構造性複屈折と考えられる。
【0073】
次に、図14に示すように、層の繰り返し方向に対して直線偏光の振動面が角度φだけ傾いている場合を考える。層に入射したときの直線偏光の振幅をEとする。層に入射した直線偏光は、層の繰り返し方向に平行な成分(振幅はEcosφ)と、繰り返し方向に垂直な成分(振幅はEsinφ)とに分かれ、それぞれ独立に、上記の振幅反射率r,rに応じた振幅変化を受ける。このため、繰り返し方向に平行な成分の反射光の振幅Eと、繰り返し方向に垂直な成分の反射光の振幅Eは、次の式(5),(6)により表される。そして、振幅E,Eとなった各成分の合成による反射光が楕円偏光となる。
【0074】
= rEcosφ …(5)
= rEsinφ …(6)
そして、この楕円偏光のうち、入射光の振動面に垂直な成分が、図12(a)に示す偏光ビームスプリッタ45を透過して撮像素子49に向かう偏光成分L4となる。偏光成分L4の振幅EL4は、式(5),(6)の振幅E,Eを用いて、次式(7)のように表される。なお、入射光の振動面に平行な成分(偏光ビームスプリッタ45で遮断される成分)の振幅Ecは、次式(8)のように表される。
【0075】
L4 = Esinφ+Ecosφ = 0.5E(r−r)sin2φ …(7)
Ec = Ecosφ+Esinφ = E(rcosφ+rsinφ) …(8)
さらに、式(7)の振幅EL4を有する偏光成分L4の光強度IL4は、次の式(9)により表すことができる。この式(9)から分かるように、偏光成分L4の光強度IL4は、垂直入射の場合の構造性複屈折(振幅反射率の差(r−r))に関わる成分と、直線偏光の振動面の繰り返し方向に対する傾き角度φ(図14)に関わる成分との積になっている。また、振動面の傾き角度φが一定の場合、偏光成分L4の光強度IL4は、構造性複屈折(振幅反射率の差(r−r))に関わる成分のみに依存する。
【0076】
L4 = (EL4) = 0.25E(r−r)sin2φ …(9)
次に、式(9)における構造性複屈折(振幅反射率の差(r−r))の検討を行う。この検討のため、物質1がレジスト(誘電率ε=2.43)からなり、物質2が空気(誘電率ε=1)からなり、層の厚さ(t+t)が100nmであるとする。
【0077】
この場合、物質1は繰り返しパターン22のライン部2Aに対応し、物質1の厚さtはライン部2Aの線幅Dに対応する(図3)。物質2はスペース部2Bに対応し、物質2の厚さtはスペース部2Bの線幅Dに対応する。また、層の厚さ(t+t)は、繰り返しパターン22のピッチPに対応する。
【0078】
層の繰り返し方向に平行な偏光成分の見かけの屈折率n=√ε ,繰り返し方向に垂直な偏光成分の見かけの屈折率n=√ε と、物質1の厚さt(線幅D)との関係を、図15(a)に示す。また、平行な偏光成分の振幅反射率r ,垂直な偏光成分の振幅反射率r と、物質1の厚さt(線幅D)との関係を、図15(b)に示す。さらに、構造性複屈折(振幅反射率の差(r−r))と、物質1の厚さt(線幅D)との関係を、図15(c)に示す。
【0079】
図15(c)から分かるように、物質1の厚さtが50nmのとき、つまり、物質1の厚さtと物質2の厚さtが等しいときに、構造性複屈折(振幅反射率の差(r−r))の絶対値が最大になる。そして、式(9)から分かるように、振動面の傾き角度φが一定の場合(第2実施形態では45度)、偏光成分L4の光強度IL4は、構造性複屈折が最大のとき、つまり、物質1の厚さtと物質2の厚さtが等しいときに、最大値となる。さらに、物質1の厚さtが変化し、図15(c)の構造性複屈折の大きさが変化すると、偏光成分L4の光強度IL4も、それに応じて変化する(図8参照)。
【0080】
したがって、第2実施形態の表面検査装置40では、不図示の画像処理装置15により、撮像素子49からの画像信号に基づいて半導体ウエハ20の反射画像を取り込むと、その輝度情報(∝偏光成分L4の光強度IL4)を良品ウエハの反射画像の輝度情報と比較する。そして、半導体ウエハ20の反射画像の暗い箇所の輝度値の低下量(∝図8の低下量Δ)に基づいて、繰り返しパターン22の欠陥(ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比の変化)を検出する。例えば、輝度値の低下量が予め定めた閾値より大きければ「欠陥」と判定し、閾値より小さければ「正常」と判断すればよい。
【0081】
上記したように、第2実施形態の表面検査装置40によれば、直線偏光L1を用い、図12の振動面の方向(V方向)が繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)に対して傾いた状態で、繰り返しパターン22を照明すると共に、正反射方向に発生した楕円偏光L2のうち、偏光成分L4の光強度IL4に基づいて、繰り返しパターン22の欠陥を検出するため、照明波長と比較して繰り返しパターン22のピッチPが十分小さくても、確実に欠陥検査を行うことができる。つまり、照明光である直線偏光L1を短波長化しなくても、確実に繰り返しピッチの微細化に対応できる。
【0082】
さらに、第2実施形態の表面検査装置40では、図12の振動面の方向(V方向)と繰り返し方向(X方向)との成す角度を45度に設定したことにより、繰り返しパターン22の欠陥検査を高感度で行うことができる。この点については、上記の式(9)からも明らかである。ここで、式(9)における光強度IL4(∝反射画像の輝度値)と、直線偏光の振動面の傾き角度φ(図14)との関係を、図16に示す。構造性複屈折(r−r)は良品パターンの場合の一定値とする。図16から分かるように、偏光成分L4の光強度IL4は、傾き角度φが45度のときに最大値(=0.25E(r−r))となる。このため、半導体ウエハ20の反射画像の輝度値の低下量(∝図8の低下量Δ)を大きく捉えることができ、高感度な欠陥検査が可能となる。なお、図16の縦軸は、傾き角度φが45度のときの光強度IL4(最大値)を100%としている。
【0083】
ここで、傾き角度φの許容誤差について考察しておく。繰り返しパターン22のライン部2Aの線幅変化10%を確実に検出するためには、傾き角度φの誤差Δφが次式(10)を満たす必要がある。式(10)は、線幅変化10%に起因する光強度IL4の変化量(Δ(r−r),反射画像の輝度値の低下量)が、傾き角度φの誤差Δφに起因する光強度IL4の変化量(sin2Δφ)を上回るための条件である。例えば、繰り返しパターン22のレジストの誘電率を2.43とし、ピッチPを100nmとした場合、ライン部2Aの線幅変化10%(つまり5nm)を検出するためには、傾き角度φの誤差Δφを3.37度以下に抑えればよい。
【0084】
【数3】

また、第2実施形態の表面検査装置40では、上記した第1実施形態と同様、次の効果[1][2][3]を奏する。[1]繰り返しパターン22のピッチPに拘わらず、確実に欠陥検査を行える。[2]例えば図9(a),(b)に示す繰り返しパターン22のように、ピッチPが異なり、ライン部2Aとスペース部2Bとの体積比が同じ場合、同じ感度で欠陥検査を行える。[3]ピッチPが小さいほど、微細な形状変化(ライン部2Aの線幅Dの設計値からのずれ量δ)を確実に検出することができる。これらの点については、上記の式(9)に式(2),(4)を代入して得られる式からも明らかである。
【0085】
さらに、第2実施形態の表面検査装置40では、上記した第1実施形態と同様、次の効果[4]〜[6]を奏する。[4]実際に欠陥検査を開始する(つまり半導体ウエハ20の反射画像を取り込む)までの準備時間を確実に短縮することができ、作業効率が向上する。[5]ステージ11がチルト機構を持たず、光源41が安価な放電光源であるため、装置構成が簡素化する。[6]ピッチPや繰り返し方向(X方向)の異なる繰り返しパターンが混在している場合でも、全ての繰り返しパターンの欠陥検査を一括で簡単に行うことができる。
【0086】
(第3実施形態)
第1実施形態では、受光系14により、ウエハ20からの反射光を撮像素子39の撮像面に結像することにより画像信号を得て、欠陥検査をする構成であったが、本実施形態では、ウエハ20からの反射光を観察者が目で見ることにより目視で検査を行う。
【0087】
図17は、第3実施形態による表面検査装置10aの構成を示す図である。図17において、図1と同一符号の部材は、図1と同様の部材である。すなわち、ステージ11と照明系13の構成は、図1(第1実施形態)と同様である。そして、第1実施形態と同様に、半導体ウエハ20の繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)が直線偏光L1の入射面(3A)に対して45度の角度に設定されている。
【0088】
半導体ウエハ20上の繰り返しパターン22からの楕円偏光L2の光路上に偏光フィルタ50が配置される。偏光フィルタ50の透過軸の方位は、第1実施形態における偏光フィルタ38と同様に、照明系13の偏光フィルタ34の透過軸に対して直交するように設定される(クロスニコルの状態)。したがって、楕円偏光L2の図5(c)の偏光成分L3に相当する偏光成分L4のみを抽出することができる。このようにして抽出された偏光成分L4は観察者の目51に入射し、観察者によって観察される。
【0089】
なお、偏光フィルタ50は、観察者が偏光フィルタ50を通して半導体ウエハ20の全体像が見える程度の大きさであることが好ましい。
【0090】
観察者は、偏光フィルタ50を通した半導体ウエハ20の像の各箇所の輝度を確認し、輝度の低下量に基づいて繰り返しパターン22の欠陥を検出する。
【0091】
以上のような第3実施形態によれば、第1実施形態で記載した効果と同様の効果を得ることができる。
【0092】
(変形例)
なお、上記した実施形態では、半導体ウエハ20の表面における直線偏光L1の振動面の方向(V方向)と繰り返しパターン22の繰り返し方向(X方向)との成す角度(図14の傾き角度φ)を45度に設定したが、本発明はこれに限定されない。既に説明した図16から分かるように、傾き角度φを45度±15度に設定すると約70%の輝度低下となり、45度±20度の場合には約55%の輝度低下となる。つまり、傾き角度φが30度〜60度の範囲であれば、45度に設定したときの70%以上の輝度値を確保できるため、上記と同様の欠陥検査を十分に行うことができる。また、デフォーカス時の形状変化による輝度値の低下率(例えば50%など)は、傾き角度φによらず一定と考えられる。したがって、デフォーカス時の輝度値の低下量(フォーカス時との輝度差)は、傾き角度φが45度から外れるほど小さくなると考えられる。しかし、傾き角度φが30度〜60度の範囲であれば、十分検査を行うことができる。実際の運用では、傾き角度φを35度〜55度の範囲とすることがさらに好ましい。
【0093】
また、上記した実施形態では、良品ウエハの反射画像の輝度値を基準にして、半導体ウエハ20の反射画像の輝度値の低下量を求め、繰り返しパターン22の欠陥を検出したが、本発明はこれに限定されない。半導体ウエハ20の各々のチップ領域21(図2)における繰り返しパターンの配置は同様であるため、良品のチップ領域や良品のショット領域を特定し、その輝度値を基準に欠陥検出を行ってもよい。この場合、全面良品の専用ウエハを作る必要がなくなる。また、限界サンプルの輝度値と比較してもよい。さらに、シミュレーションで輝度値の基準を決定し、その基準値との比較により、繰り返しパターン22の欠陥検出を行ってもよい。
【0094】
さらに、上記した実施形態では、繰り返しパターン22のライン部2Aの線幅Dの設計値をピッチPの1/2とした(ライン部2Aとスペース部2Bとの理想的な体積比を1:1とした)が、本発明はこれに限定されない。理想的な体積比が1:1以外の場合にも本発明を適用できる。この場合、繰り返しパターン22の形状変化によっては、半導体ウエハ20の反射画像の輝度値が大きくなることもある。
【0095】
また、上記した実施形態では、半導体ウエハ20を被検基板としたが、本発明はこれに限定されない。液晶表示素子の製造工程において、液晶基板(被検基板)の欠陥検査を行う場合にも本発明を適用できる。さらに、表面検査装置の画像処理装置15により欠陥検出処理を行う場合に限らず、表面検査装置に接続された外部のコンピュータを用いた場合でも、同様の効果を得ることができる。
【0096】
また、上記した実施形態では、撮像素子39としてCCDなどの2次元センサを用いたが、1次元センサを用いても良い。この場合、撮像素子である1次元センサと被検基板である半導体ウエハ(または液晶基板)を載せたステージとを相対移動させ、1次元センサが半導体ウエハ(または液晶基板)の表面全体を走査するようにして、半導体ウエハ(または液晶基板)全面の画像を取り込むようにすればよい。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検基板の表面に形成された繰り返しパターンを直線偏光により照明する照明手段と、
前記直線偏光の振動面の前記表面における方向と前記繰り返しパターンの繰り返し方向との成す角度を斜めに設定する設定手段と、
前記繰り返しパターンから正反射方向に発生した光のうち、前記直線偏光の振動面に垂直な偏光成分を抽出する抽出手段とを備えた
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項2】
請求項1に記載の表面検査装置において、
前記抽出手段によって抽出された前記偏光成分の光強度に基づいて、前記繰り返しパターンの欠陥を検出する検出手段を備えた
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項3】
請求項1に記載の表面検査装置において、
前記抽出手段によって抽出された光により前記被検基板の像を結像する結像手段と、
結像された前記像に基づいて、前記繰り返しパターンの欠陥を検出する検出手段とを備えた
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項4】
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の表面検査装置において、
前記設定手段は、前記角度を30度〜60度の間の任意の値に設定する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項5】
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の表面検査装置において、
前記設定手段は、前記角度を45度に設定する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項6】
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の表面検査装置において、
前記被検基板を支持し、該被検基板の前記繰り返しパターンの繰り返し方向を前記表面内で回転させる基板支持手段を備え、
前記検出手段は、前記基板支持手段が前記繰り返し方向を180度回転させる前後の状態に基づいて前記繰り返しパターンの欠陥を検出する
ことを特徴とする表面検査装置。
【請求項7】
直線偏光を用い、被検基板の表面における前記直線偏光の振動面の方向が、前記表面に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向に対して傾いた状態で、前記繰り返しパターンを照明し、
前記繰り返しパターンから正反射方向に発生した光のうち、前記直線偏光の振動面に垂直な偏光成分の光強度に基づいて、前記繰り返しパターンの欠陥を検出する
ことを特徴とする表面検査方法。
【請求項8】
直線偏光を用い、被検基板の表面における前記直線偏光の振動面の方向が、前記表面に形成された繰り返しパターンの繰り返し方向に対して傾いた状態で、前記繰り返しパターンを照明し、
前記繰り返しパターンから正反射方向に発生した光のうち、前記直線偏光の振動面に垂直な偏光成分を抽出し、
抽出された光により前記被検基板の像を形成し、その像に基づいて前記繰り返しパターンの欠陥を検出する
ことを特徴とする表面検査方法。
【請求項9】
請求項7または請求項8に記載の表面検査方法において、
前記直線偏光は、前記表面における前記振動面の方向が、前記繰り返しパターンの繰り返し方向に対して30度〜60度の間の任意の角度に傾いている
ことを特徴とする表面検査方法。
【請求項10】
請求項7または請求項8に記載の表面検査方法において、
前記直線偏光は、前記表面における前記振動面の方向が、前記繰り返しパターンの繰り返し方向に対して45度の角度に傾いている
ことを特徴とする表面検査方法。
【請求項11】
請求項7から請求項10の何れか1項に記載の表面検査方法において、
前記繰り返しパターンの欠陥の検出は、前記繰り返しパターンの繰り返し方向を前記表面内で180度回転させる前後の状態で行われる
ことを特徴とする表面検査方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【公開番号】特開2010−256359(P2010−256359A)
【公開日】平成22年11月11日(2010.11.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−117405(P2010−117405)
【出願日】平成22年5月21日(2010.5.21)
【分割の表示】特願2005−515018(P2005−515018)の分割
【原出願日】平成16年10月27日(2004.10.27)
【出願人】(000004112)株式会社ニコン (12,601)
【Fターム(参考)】