(57)【要約】【課題】  ラフネスで発生する散乱光の強度分布は一般的に偏りを持ち、このため多方向で検出した各信号に含まれるショットノイズは一様ではなくなり、多方向で検出した信号を加算平均してもノイズ低減の効果が低下する。【解決手段】  Siや金属膜表面のラフネスで発生する散乱光は後方側に強い分布を持つ。このため、多方向で検出した散乱光検出信号のうち、前方散乱光のみの検出信号を用いることにより微小欠陥の検出が可能となり、後方散乱光のみの検出信号を用いることによりラフネスの高精度検出が可能となる。【選択図】図１
2010066079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料表面の欠陥及びヘイズを検出する検査装置であって、
前記試料表面の検査領域に対して斜め方向から前記検査領域を照明する照明光学系と、
前記照明光学系による照明の照明方向に対して前方に一又は複数設けられ、前記検査領域から前記照明方向に対して前方に散乱する散乱光を検出する第一検出光学系と、
前記照明光学系による照明の照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられ、前記検査領域から前記照明方向に対して側方又は後方に散乱する散乱光を検出する第二検出光学系と、
前記第一検出光学系により検出された信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出し、かつ、前記第二検出光学系により検出された信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出する信号処理部と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１記載の検査装置であって、
さらに、前記信号処理系により検出された欠陥の欠陥マップと前記信号処理系により検出されたヘイズのヘイズマップとのいずれか１つを少なくとも表示する表示部を有することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２記載の検査装置であって、
前記照明光学系は、照明光の偏光状態を制御する偏光制御手段を有し、
前記第一検出光学系は、前記散乱光のうち所定の偏光成分のみを通過させる検光子を有することを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項３記載の検査装置であって、
前記照明光学系は、前記偏光制御手段により偏光状態を制御されたＰ偏光の照明光を前記検査領域に照射し、
前記第一検出光学系では、前記散乱光のうちＰ偏光成分を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の検査装置であって、
前記第一検出光学系は、複数の前方検出光学系を有し、
前記信号処理部では、前記複数の前方検出光学系によりそれぞれ得られた複数の信号を加算又は減算又は除算又は平均化のいずれか、若しくは、これらを組み合わせて処理することにより得た信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の検査装置であって、
前記複数の前方検出光学系は、互いに異なる方位角に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の検査装置であって、
前記複数の前方検出光学系は、互いに異なる仰角に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の検査装置であって、
前記第二検出光学系は、複数の側方検出光学系又は複数の後方検出光学系を有し、
前記信号処理部では、前記複数の側方検出光学系又は前記複数の後方検出光学系によりそれぞれ得られた複数の信号を加算又は減算又は除算又は平均化のいずれか、若しくは、これらを組み合わせて処理することにより得た信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出することを特徴とする検査装置。
【請求項９】
請求項８記載の検査装置であって、
前記複数の側方検出光学系又は前記複数の後方検出光学系は、互いに異なる方位角に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項１０】
請求項８又は９記載の検査装置であって、
前記複数の側方検出光学系又は前記複数の後方検出光学系は、互いに異なる仰角に配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項１１】
試料表面の欠陥及びヘイズを検出する検査装置であって、
前記試料表面の検査領域に対して斜め方向から前記検査領域を照明する照明光学系と、
少なくとも互いに異なる複数の方位角に配置され、前記検査領域から複数の方位角に散乱する散乱光を一括して検出する複数の検出光学系と、
前記複数の検出光学系によりそれぞれ検出された複数の信号間で第一の重み付け処理をして得た信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出し、前記複数の信号間で第二の重み付け処理をして得た信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出する信号処理部と、
を有することを特徴とする検査装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の検査装置であって、
前記第一の重み付け処理では、前記複数の信号のうち、前記照明光学系による照明の照明方向に対して前方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号のみを用いる処理がなされることを特徴とする検査装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の検査装置であって、
前記信号処理部では、前記照明光学系による照明の照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号に対して前記照明方向に対して前方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号の割合が大きくなるように処理した後、それぞれ加算した信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出することを特徴する検査装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の検査装置であって、
前記第二の重み付け処理では、前記複数の信号のうち、前記照明光学系による照明の照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号のみを用いる処理がなされることを特徴とする検査装置。
【請求項１５】
請求項１１記載の検査装置であって、
前記信号処理部では、前記照明光学系による照明の照明方向に対して前方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号に対して前記照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号の割合が大きくなるように処理した後、それぞれ加算した信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出することを特徴する検査装置。
【請求項１６】
請求項１１乃至１５のいずれかに記載の検査装置であって、
前記複数の検出光学系は、互いに異なる仰角で配置されていることを特徴とする検査装置。
【請求項１７】
請求項１１乃至１６のいずれかに記載の検査装置であって、
さらに、前記信号処理系により検出された欠陥の欠陥マップと前記信号処理系により検出されたヘイズのヘイズマップとのいずれか１つを少なくとも表示する表示部を有することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板等の試料表面に存在する微小な異物・欠陥並びにヘイズを検査する検査装置に関する。
【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や異物の検査が行われている。例えば、回路パターン形成前の半導体基板等の試料では、表面の0.05μm以下の微小な欠陥や異物の検出が必要である。従来の検査装置では、このような微小な欠陥や異物を検出するために、例えば特許文献１のように、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、欠陥や異物からの散乱光を集光・検出している。また、欠陥の種類を弁別するための技術として、特許文献２のように、欠陥からの散乱光を多方向で検出して散乱光の方向性を判別している。
【０００３】
欠陥や異物をさらに高感度で検出するためには、基板表面に存在するラフネス（ヘイズ）で発生する散乱光を小さくすることが重要であり、この技術として特許文献３、特許文献４、および特許文献５がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平9-304289号公報
【特許文献２】特開2001-255278号公報
【特許文献３】米国特許第6034776号
【特許文献４】米国特許第6639662号
【特許文献５】米国特許第7002677号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
照明波長の1/10程度の大きさの欠陥で発生する散乱光の分布は等方的となる。このため、多方向で検出した信号を加算平均することによりSN比が向上して微小欠陥検出が可能となる。ノイズはラフネスで発生した散乱光を検出するために生じるショットノイズであり、ランダムノイズである。多方向で検出した各信号に含まれるショットノイズが同等レベルの場合には加算平均によって検出方向数の平方根に比例して低下する。しかし、ラフネスで発生する散乱光の強度分布は一般的に偏りを持ち、このため多方向で検出した各信号に含まれるショットノイズは一様ではないため、多方向で検出した信号を加算平均する効果が低下する。
【０００６】
本発明の目的は、上記課題を解決し、より微小な欠陥検出を可能とし、併せて、ラフネスの高精度検出を実現する検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、Siや金属膜表面のラフネスで発生する散乱光が照射方向に対して後方側に強い分布を持つことに着目し、多方位・多仰角検出系により検出した信号のうち、主として前方散乱光の検出信号を用いることにより、又は、前方散乱光のみの検出信号を用いることにより微小欠陥の検出を実現し、主として側方・後方散乱光の検出信号を用いることにより、又は、後方散乱光のみの検出信号を用いることによりラフネスの高精度検出を実現する検査装置を提供するものである。
【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通りである。
（１）試料表面の欠陥及びヘイズを検出する検査装置であって、前記試料表面の検査領域に対して斜め方向から前記検査領域を照明する照明光学系と、前記照明光学系による照明の照明方向に対して前方に一又は複数設けられ、前記検査領域から前記照明方向に対して前方に散乱する散乱光を検出する第一検出光学系と、前記照明光学系による照明の照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられ、前記検査領域から前記照明方向に対して側方又は後方に散乱する散乱光を検出する第二検出光学系と、前記第一検出光学系により検出された信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出し、かつ、前記第二検出光学系により検出された信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出する信号処理部と、を有することを特徴とする検査装置である。
（２）（１）記載の検査装置であって、前記第一検出光学系は、複数の前方検出光学系を有し、前記信号処理部では、前記複数の前方検出光学系によりそれぞれ得られた複数の信号を加算又は減算又は除算又は平均化のいずれか、若しくは、これらを組み合わせて処理することにより得た信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出することを特徴とする検査装置である。
（３）（１）記載の検査装置であって、前記第二検出光学系は、複数の側方検出光学系又は複数の後方検出光学系を有し、前記信号処理部では、前記複数の側方検出光学系又は前記複数の後方検出光学系によりそれぞれ得られた複数の信号を加算又は減算又は除算又は平均化のいずれか、若しくは、これらを組み合わせて処理することにより得た信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出することを特徴とする検査装置である。
（４）（１）記載の検査装置であって、前記照明光学系はＰ偏光照明により照明し、前記第一検出光学系は前記散乱光のうちＰ偏光成分のみを検出することを特徴とする検査装置である。
（５）試料表面の欠陥及びヘイズを検出する検査装置であって、前記試料表面の検査領域に対して斜め方向から前記検査領域を照明する照明光学系と、少なくとも互いに異なる複数の方位角に配置され、前記検査領域から複数の方位角に散乱する散乱光を一括して検出する複数の検出光学系と、前記複数の検出光学系によりそれぞれ検出された複数の信号間で第一の重み付け処理をして得た信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出し、前記複数の信号間で第二の重み付け処理をして得た信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出する信号処理部と、を有することを特徴とする検査装置である。
（６）（５）記載の検査装置であって、前記信号処理部では、前記照明光学系による照明の照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号に対して前記照明方向に対して前方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号の割合が大きくなるように処理した後、それぞれ加算した信号に基づいて前記試料表面の欠陥を検出することを特徴する検査装置である。
（７）（５）記載の検査装置であって、前記信号処理部では、前記照明光学系による照明の照明方向に対して前方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号に対して前記照明方向に対して側方又は後方に一又は複数設けられた検出光学系により得られた信号の割合が大きくなるように処理した後、それぞれ加算した信号に基づいて前記試料表面のヘイズを検出することを特徴する検査装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、より微小な欠陥検出を可能とし、併せて、ラフネスの高精度検出を実現する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】
【００１０】
本発明に係る検査装置の一実施形態について以下に説明する。
【００１１】
図１、図２、図３に回路パターン形成前の半導体ウェハ上の欠陥・異物を検出する検査装置の一例を示す。図１は側面図、図２は低角度検出系の平面図、図３は高角度検出系の平面図である。図１に示す通り、本発明に係る検査装置は、照明光学系１０１と、複数の検出光学系（１１０２ａ等）よりなる検出光学系１０２と、ウェハステージ１０３と、信号処理部１０４と、表示部１０５と、を用いて構成される。
【００１２】
照明光学系１０１は、レーザ光源２と、アッテネータ３と、ビームエキスパンダ４と、波長板５・６と、ミラー７ａ・７ｂと、集光レンズ８とを適宜用いて構成される。レーザ光源２から射出したレーザビームは、アッテネータ３で必要な光量に調整され、ビームエキスパンダ４でビーム径を拡大し、波長板５・６で照明の偏光方向を設定して、ミラーミラー７ａ・７ｂにより照明光路を適宜変え、集光レンズ８でウェハ１上の検出エリアを集光照明する。波長板５・６は、照明の偏光をＳ偏光、Ｐ偏光、円偏光に適宜設定する。ここで、斜方照明光学系１０１の照明仰角θiは5度から25度が望ましい。尚、照明光はシリンドリカルレンズ等を用いてウェハ１上で線状となるようにしても構わない。
【００１３】
ここで、アッテネータ３は、例えば、1/2波長板と偏光ビームスプリッタ（以下、PBS [Polarized Beam Splitter]と呼ぶ）を用いて構成する。レーザ光源２の射出ビーム（直線偏光）の偏光角度を1/2波長板で傾け、PBSを通過する光量を変更する。1/2波長板を回転することにより偏光軸が変化して光量を調整することができる。
【００１４】
検出光学系１０２は、複数の低角度検出系と高角度検出系とを組み合わせてなり、各検出系は各々散乱光検出レンズ９・１２と、検光子１０・１３と、光電変換素子１１・１４とを適宜用いて構成され、ウェハ１の検出エリアに存在する異物・欠陥からの散乱光を散乱光検出レンズ９・１２で光電変換素子１１・１４の受光面上にほぼ集光する。光電変換素子１１・１４は受光散乱光量に比例した大きさの電気信号を発生し信号処理回路（表示せず）で信号処理することにより異物・欠陥を検出し、その大きさや位置を検知する。光電変換素子１１・１４は、各検出光学系によって集光された散乱光を受光し光電変換するために用いるものであり、例えば、TVカメラやCCDリニアセンサやTDIセンサや光電子増倍管を用いる。検光子１０・１３は散乱光に含まれる特定方向の偏光成分のみを検出するために使用する。低角度検出系の検出仰角（中心角）θ1は15度ないし35度程度、高角度検出系の検出仰角（中心角）θ2は45度ないし70度程度が望ましい。
【００１５】
ウェハステージ１０３は、ウェハ１を保持するチャック１５と、ウェハ１を回転させるための回転機構１７と、ウェハ１を半径方向に直進送りさせるための直進送り機構１６とを有して構成される。ウェハステージ１０３でウェハ１を水平方向に回転走査及び直進移動させることによって、ウェハ１の全領域における異物・欠陥の検出が可能となる。
【００１６】
図２は、検出光学系１０２のうち低角度検出光学系の平面図を示すものである。低角度検出光学系が互いに異なる方位角で複数配置されることで多方向検出が可能となる。この場合、散乱光強度分布の指向性に対応して、各検出光学系の光電変換素子で夫々得られた信号のうち最適な信号を一つ選択して又は複数選択したものを加算、減算、除算、平均化等することにより、SN比向上を図ることができる。すなわち、例えば、ウェハ１表面のヘイズで発生する散乱光は斜方照明の照明方向に対して後方に強い分布をもつことから、SN比を向上させてより微小な欠陥検出をする場合には、斜方照明の照明方向に対して前方に散乱する散乱光を検出する前方検出光学系１１０２ｃ又は１１０２ｄのいずれかにより得られた信号のみ、若しくは、前方検出光学系１１０２ｃ及び１１０２ｄにより得られた信号をいずれも用いて加算等の処理をすればよい。逆に、ヘイズ検出をする場合には、側方・後方に散乱する散乱光を検出する側方検出光学系１１０２ｂ・１１０２ｅや後方検出光学系１１０２ａ・１１０２ｆにより得られた信号を適宜用いて処理すればよい。また、検出対象に応じて、各検出光学系で得られた信号間で重み付け処理をし、これらを加算等処理して、欠陥検出しても構わない。この重み付けは、検出された各信号のノイズ強度等を比較してこれに対応したものとしてもよく、予め各光電変換素子間で感度差を積極的に設けることで行ってもよい。例えば、欠陥検出をする場合には、側方又は後方散乱光を検出して得た信号に対して前方散乱光を検出して得た信号の割合が大きくなるように積算した後、これらの信号を加算したものを用いることで、SN比を向上した欠陥検出が可能となる。また、ヘイズ検出をする場合には、前方散乱光を検出して得た信号に対して側方又は後方散乱光を検出して得た信号の割合が大きくなるように積算した後、これらの信号を加算したものを用いればよい。
【００１７】
ここで、本実施例で示した低角度６方向検出の場合、各検出方位角（中心角）は照明方向に対してそれぞれ20°〜50°（φ1）程度、-20°〜-50°（φ2）程度、70°〜110°（φ3）程度、-70°〜-110°（φ4）程度、130°〜160°（φ5）程度、-130°〜-160°（φ6）程度が望ましい。ただし、６方向検出に限られるものではなく、４方向や８方向など複数方位角で配置する構成であれば、その配置数や方位角は適宜変更しても構わない。
【００１８】
図３は、検出光学系１０２のうち高角度検出光学系の平面図を示すものである。高角度検出光学系が互いに異なる方位角で複数配置されることにより、高角度での多方向検出が可能となる。この場合も低角度検出光学系と同様、散乱光強度分布の指向性に対応して、各検出光学系の光電変換素子で夫々得られた信号のうち最適な信号を一つ選択して又は複数選択したものを加算、減算、除算、平均化等することにより、SN比向上やヘイズ検出が可能となる。ここで、本実施例では高角度４方向検出の場合、各検出方位角（中心角）は照明方向に対してそれぞれ±10°（φ7）程度、80°〜110°（φ8）程度、-80°〜-110°（φ9）程度、180°±10°（φ10）程度とするのが望ましいが、これに限られるものではなく、その配置数や方位角は適宜変更可能である。
【００１９】
上記実施例では、散乱光強度分布の指向性に対応して、複数の低角度検出系により得られた信号のうち最適な信号、或いは、複数の高角度検出系により得られた信号のうち最適な信号を適宜選択・加算等して用いる例を示したが、これに限られるものではなく、低角度検出系で得られた各信号及び高角度検出系で得られた各信号の両者を含めたうち、最適な信号を適宜選択・加算等して、欠陥検出又はヘイズ検出をする構成としても構わない。また、低角度検出系と高角度検出系とを併用することにより、一方の光電変換素子１１ａ等が飽和状態となった場合に他方の光電変換素子１４ａ等に切り替えることでダイナミックレンジ拡大を図ることも可能である。また、後述するように、低角度検出系で得られた信号と高角度検出系で得られた信号とを比較することで、欠陥種の弁別が可能となる。ただし、複数の低角度検出系と複数の高角度検出系の両者が必ずしも設けられている必要はなく、少なくとも斜方照明の照明方向に対して前方、並びに、側方及び/または後方に検出系があれば、微小欠陥検出及びヘイズ検出は可能である。なお、上記実施例では低角度検出系同士又は高角度検出系同士は同一仰角である例を示したが、これに限られず、仰角が異なっていても構わない。
【００２０】
図４は低角度検出系の信号処理方式の一例である。光電変換素子１１として光電子増倍管を用いた例である。光電子増倍管１１は高圧の印加電圧が必要であり、高圧直流電源１９から供給する。光電子増倍管１１の出力は増幅回路１８により電流―電圧変換および必要な電圧増幅を行って加算回路２０で加算する。このとき光電子増倍管１１の感度差を補正するため、増幅回路１８では増幅率を調整する。
【００２１】
加算回路２０の出力はバンドパスフィルタ２１によって直流成分および不要なノイズ成分を除去し、AD変換回路２２によりデジタル信号に変換する。AD変換回路２２の出力は比較回路２３によってしきい値と比較し、しきい値を超えた場合、AD変換値とR・θ座標を欠陥メモリ２６に取り込む。しきい値はラッチ２４にインターフェース２５を介してCPU（図示せず）から設定する。欠陥メモリ２６の内容はCPU（図示せず）から読み出し、欠陥マップ表示や欠陥分類等に用いる。図５は高角度検出系の信号処理方式の一例を示すものであるが、その内容は図４に示す低角度検出系の信号処理方式と同一である。
【００２２】
Ｐ偏光で照明したときの微小な欠陥（照明波長の約1/5以下）で発生する散乱光強度分布は等方的となり、各検出信号はほぼ同等の値（Ｓ）となる。各光電子増倍管１１から出力されるショトノイズ（Ｎ）はランダムであり、各光電子増倍管１１の出力信号のSN比はＳ/Ｎとなる。図４、５のように全検出信号を加算平均すると、各光電子増倍管１１から出力されるショトノイズ（Ｎ）が同等レベルの場合には、ショットノイズは平均化（２乗和の平方根）されて1/√6（検出方向が6方向の場合）となり、検出信号のSN比は√6倍向上し、各光電子増倍管１１個別に処理するより微小欠陥検出が可能となる。
【００２３】
しかし、タングステン(W)や銅(Cu)のような金属膜およびシリコン(Si)の表面に存在するラフネスで発生する散乱光は、等方的な分布とならず、後方に強い分布となる。光電子増倍管11で検出したラフネスでの散乱光強度をSuとすると、光電子増倍管11で発生するショットノイズは√Suに比例し、前方（11c、11d）、側方（11b、11e）、後方（11a、11f）の順に大きくなる。このため、図４、図５に示したように多方向検出信号を加算平均してもSN比は向上せず、ノイズの大きな後方検出信号のSN比に支配される。
【００２４】
そこで、ショットノイズの影響を低下させてSN比を向上させる信号処理方式の一実施例について図６を用いて説明する。照明にはウェハ表面近傍での電場が強いP偏光を用い、前方散乱光はラフネス起因散乱光が小さいため、欠陥検出には前方散乱光のみを用い、また側方および後方散乱光にはラフネス起因散乱光が多く含まれるため、ヘイズ（ラフネス情報）検出にはまた側方および後方散乱光を用いる場合を例にとり、説明する。
【００２５】
図６に示す通り、信号処理部１０４で処理される信号処理方式では、前方散乱光と側方・後方散乱光とで異なる信号処理を行う。まず、前方散乱光については、これらを検出する検出光学系１１０２ｃ・１１０２ｄ各々に設けられた光電子倍増管１１ｃ・１１ｄの出力に接続した増幅回路１８ｃ・１８ｄの出力を加算回路３５で加算平均する。加算回路３５の出力はバンドパスフィルタ３６によって直流成分および不要なノイズ成分を除去し、ＡＤ変換回路３７によってデジタル信号に変換する。ＡＤ変換回路３７の出力は比較回路３８によってしきい値と比較し、しきい値を超えた場合、ＡＤ変換値とR・θ座標を欠陥メモリ３９に取込む。しきい値はラッチ４０にインターフェース４１を介してCPU（図示せず）から設定する。欠陥メモリ３９の内容はCPU（図示せず）から読み出し、欠陥マップ表示や欠陥分類等に用いる。
【００２６】
一方、側方・後方散乱光については、これらを検出する検出光学系１１０２ａ・１１０２ｂ・１１０２ｅ・１１０２ｆ各々に設けられた光電子倍増管１１ａ・１１ｂ・１１ｅ・１１ｆの出力に接続した増幅回路１８ａ・１８ｂ・１８ｅ・１８ｆの出力を加算回路４２で加算平均する。加算回路４２の出力はローパスフィルタ４３によって高周波成分を除去し、ＡＤ変換回路４４によりデジタル信号に変換し、その値をヘイズメモリ４６に取込む。取込みはタイミング回路４５でR・θ座標に基づいて作成するタイミング信号に同期して行う。ヘイズメモリ４６の内容はCPU（図示せず）から読み出し、ヘイズマップ表示等に用いる。なお、ここでは光電子倍増管の全ての出力信号を加算する例を示したが、前述の通り、これに限られるものではなく、選択された一部の信号のみを用いて加算してもよく、適宜減算、除算、平均化等を行ってもよい。
【００２７】
ラフネス起因散乱光には偏光情報も含まれるため、欠陥検出する前方散乱光の欠陥検出系には検光子１０ｃ・１０ｄを挿入することによりラフネス起因散乱光の受光量を低下させ、さらにSN比を向上させることができる。検光子１０ｃ・１０ｄの挿入角度は照明がP偏光のときにはP偏光を通過する角度が望ましい。一方、ヘイズ検出を行う側方・後方散乱光の欠陥検出系には検光子を挿入するとヘイズ情報も低下するため、検光子１０ａ・１０ｂ・１０ｅ・１０ｆは光路に挿入しない構成とするのが望ましい。
【００２８】
図７は、光電子増倍管１１の感度差を補正するための一実施例である。電源ユニット４９は入力電圧によって高圧印加電圧を調整する。インターフェース５０を介してラッチ４７に電圧値を書き込み、その値をＤＡ変換回路４８で電圧値に変換して電源ユニット４９に与えることにより、光電子倍増管１１に高圧引火電圧が供給できる。ここで、ラッチ４７に書き込む電圧値を変えることにより、光電子倍増管１１の感度をＣＰＵから調整できる。また、増幅回路１８による増幅率調整と併用することにより、感度差の補正が容易となる。尚、電源ユニット４９としては、浜松ホトニクス（株）製C4900等が使用可能である。
【００２９】
次に、本検査装置を用いた検査フローの一実施例について、図８を用いて説明する。まず、検査レシピを取り込み（ステップ８０１）、ユーザはＧＵＩ画面上で必要なパラメータを装置に設定する（ステップ８０２）。ウェハ１をウェハステージ１０３上にロードし（ステップ８０３）、照明光学系により照明しながらウェハ１を水平方向に回転走査及び直進移動させることによって、ウェハ１上の全領域にわたる走査を開始する（ステップ８０４）。前方散乱光を検出することで得た欠陥データを欠陥メモリから入力し（ステップ８０５-１）、側方・後方散乱光を検出することで得たヘイズデータをヘイズメモリから入力する（ステップ８０５-２）。検査が終了するとウェハ走査（回転と1軸送り）を停止し（ステップ８０６）、ウェハ１をアンロードする（ステップ８０７）。その後、必要に応じて欠陥マップ・ヘイズマップをＧＵＩ画面に表示する（ステップ８０８）。
ここで、ステップ８０２では、複数の検出光学系（例えば7方向の低角度検出系Ａ１-Ａ７）のうちどの検出光学系が前方又は側方・後方散乱光を検出するものとするかの割り当て（Ａ３・Ａ４・Ａ５を前方散乱光検出光学系とし、Ａ１・Ａ２・Ａ６・Ａ７を側方・後方散乱光検出光学系とする）をユーザが設定するステップを含む。また、ステップ８０４では、複数の検出光学系１０２により複数方位・複数仰角の位置で散乱光を検出する工程を含み、ステップ８０５では、前述した図６に示す信号処理工程を含む。また、ステップ８０８にて表示部１０５に表示されるＧＵＩ画面５１には、図９に示すように、検査終了後に表示する欠陥マップ５２又は/及びヘイズマップ５３が少なくとも表示され、これらのどちらか一方表示若しくは両方表示を選択する表示マップ選択画面５０も必要に応じて表示される。
【００３０】
図１０は、本検査装置による欠陥弁別の一実施例を示す図である。複数の低角度検出系で検出された信号のうち選択された一又は複数、若しくは全ての信号を適宜加算等処理して得られる検出信号VLと、複数の高角度検出系で検出された信号のうち選択された一又は複数、若しくは全ての信号を適宜加算等処理して得られる検出信号VHの比を処理回路５５で演算し、結果を欠陥メモリ２６に書き込む。ここで、図１１に示すように、横軸にVL、縦軸にVHをとり、演算結果をプロットすると、しきい値曲線５６より上のエリア５７には凹欠陥（ＣＯＰ、スクラッチ等）、下のエリア５８には凸欠陥（異物等）がプロットされるため、しきい値曲線５６の設定により適切な欠陥の凹凸（欠陥種類）が弁別できる。凹欠陥はもともとＳｉウェハ等に存在していた欠陥であることが多く、凸欠陥は装置で発生した欠陥であることが多い。したがって、同じ欠陥密度でも凸欠陥が凹欠陥よりも多ければ製造装置に問題がある場合が多いといえる。
【００３１】
以上、本発明者によってなされた発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る検査装置の側面図である。
【図２】本発明に係る検査装置の低角度検出光学系の平面図である。
【図３】本発明に係る検査装置の高角度検出光学系の平面図である。
【図４】信号処理回路の一例を示す図である。
【図５】信号処理回路の他の例を示す図である。
【図６】欠陥検出及びヘイズ検出を実現する信号処理回路の一例を示す図である。
【図７】光電子増倍管の感度調整手段の一例を示す図である。
【図８】本発明に係る検査装置の検査フローの一例を示す図である。
【図９】ＧＵＩ画面表示の一例を示す図である。
【図１０】欠陥分類処理回路の一例を示す図である。
【図１１】欠陥分類内容を説明する図である。
【符号の説明】
【００３３】
1：ウェハ、101：照明光学系、102、1102、2102：検出光学系、103：ウェハステージ、104：信号処理部、105：表示部、2：レーザ光源、3：アッテネータ、4：ビームエキスパンダ、5、6：波長板、7：ミラー、8：集光レンズ、9、12：散乱光検出レンズ、10、13：検光子、11、14：光電変換素子
【図１】
2010066079.tif 000003
【図２】
2010066079.tif 000004
【図３】
2010066079.tif 000005
【図４】
2010066079.tif 000006
【図５】
2010066079.tif 000007
【図６】
2010066079.tif 000008
【図７】
2010066079.tif 000009
【図８】
2010066079.tif 000010
【図９】
2010066079.tif 000011
【図１０】
2010066079.tif 000012
【図１１】
2010066079.tif 000013