(57)【要約】【課題】パターン検査において、簡素な方法により適切なパラメータを決定する装置、コンピュータプログラム、及び方法を提供する。【解決手段】被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力手段と、前記入力手段に入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する光学像取得手段と、前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する手段と、前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する手段と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する手段と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置を提供する。【選択図】図１
2010101714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力手段と、
前記入力手段に入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する光学像取得手段と、
前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する手段と、
前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する手段と、
前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する手段と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置。
【請求項２】
前記光学像取得手段は、前記入力手段に入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズムにより前記被検査体の近視野像を取得する手段を有し、
前記近視野像を用いて結像計算アルゴリズムにより検出器における前記被検査体の光学像を取得することを特徴とする請求項１記載のパラメータ決定装置。
【請求項３】
下地膜を有する被検査体に関する情報であって下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力手段と、
前記入力手段に入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより前記被検査体の背景の信号強度を取得する手段と、
前記下地膜厚ばらつきに対する前記信号強度を光学条件ごとに比較する手段と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置。
【請求項４】
ケーラー照明方式のパターン検査装置に用いられる手段であって異なる入射角により下地膜を有する被検査体を照明することを可能にする手段である入射角選択手段と、
前記異なる入射角により前記被検査体を照明したときの欠陥及び背景の信号強度を取得する手段と、
前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記入射角ごとに取得する手段と、
前記入射角に対する前記差分を光学条件ごとに比較する手段と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置。
【請求項５】
前記入射角選択手段は、前記パターン検査装置の光学素子に入射する光を選択的に透過する切り替え可能な複数のフィルタを有し、
前記複数のフィルタのそれぞれは、前記入射角が互いに異なるように前記光を選択的に透過することを特徴とする請求項４記載のパラメータ決定装置。
【請求項６】
前記入射角選択手段は、前記パターン検査装置の光学素子に入射する光の透過及び不透過を切り替え可能な複数の素子を有するアレイ状素子を有することを特徴とする請求項４記載のパラメータ決定装置。
【請求項７】
前記光学条件は、波長であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のパラメータ決定装置。
【請求項８】
被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力段階と、
前記入力段階で入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する段階と、
前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する段階と、
前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する段階と、
前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する段階と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定コンピュータプログラム。
【請求項９】
下地膜を有する被検査体に関する情報であって下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力段階と、
前記入力段階で入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより前記被検査体の背景の信号強度を取得する段階と、
前記下地膜厚ばらつきに対する前記信号強度を光学条件ごとに比較する段階と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定コンピュータプログラム。
【請求項１０】
前記光学条件は、波長であることを特徴とする請求項８または９に記載のパラメータ決定コンピュータプログラム。
【請求項１１】
被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力工程と、
前記入力工程で入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する工程と、
前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する工程と、
前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する工程と、
前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する工程と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定方法。
【請求項１２】
下地膜を有する被検査体に関する情報であって下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力工程と、
前記入力工程で入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより前記被検査体の背景の信号強度を取得する工程と、
前記下地膜厚ばらつきに対する前記信号強度を光学条件ごとに比較する工程と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定方法。
【請求項１３】
ケーラー照明方式のパターン検査装置を用いて異なる入射角により下地膜を有する被検査体を照明する工程と、
前記異なる入射角により前記被検査体を照明したときの欠陥及び背景の信号強度を取得する工程と、
前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記入射角ごとに取得する工程と、
前記入射角に対する前記差分を光学条件ごとに比較する工程と、
を備えたことを特徴とするパラメータ決定方法。
【請求項１４】
前記光学条件は、波長であることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１つに記載のパラメータ決定方法。
【請求項１５】
請求項１〜７に記載のパラメータ決定装置及び請求項８〜１０に記載のパラメータ決定コンピュータプログラムのいずれか１つを備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１６】
請求項１１〜１４のいずれか１つに記載のパラメータ決定方法を備えたことを特徴とするパターン検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン検査のためのパラメータを決定する装置、コンピュータプログラム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
これまで、表面を検査するための照射パラメータを決定する方法が提案されている。例えば、特許文献１では、偏光を使用した欠陥検出装置が提案されている。特許文献１では、この表面を検査する装置について次のように開示されている。すなわち、この装置は、調整可能な偏光を有する照射ビームで表面を照射するように適応される照射光学系を備えている。この装置は、さらに、配向を有する各分析器に各々関連され、表面上の照射エリアから分析器を経て受け取った光に応答して信号を発生するように適応される少なくとも１つの検出器を備え、少なくとも１つの検出器の１つは、照射エリアからの散乱光を受け取るように適応される。又、この装置は、照射エリアを照射するように照射光学系を向け、それにより少なくとも１つの検出器に発生される較正信号に応答して、調整可能な偏光、及び各検出器の各分析器の配向を設定するように適応されるコントローラも備えている。
【特許文献１】特開２００６−４７３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、パターン検査において、簡素な方法により適切なパラメータを決定する装置、コンピュータプログラム、及び方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様によれば、被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力手段と、前記入力手段に入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する光学像取得手段と、前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する手段と、前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する手段と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する手段と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置が提供される。
【０００５】
また、本発明の他の一態様によれば、下地膜を有する被検査体に関する情報であって下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力手段と、前記入力手段に入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより前記被検査体の背景の信号強度を取得する手段と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記信号強度を光学条件ごとに比較する手段と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置が提供される。
【０００６】
また、本発明のさらに別の一態様によれば、ケーラー照明方式のパターン検査装置に用いられる手段であって異なる入射角により下地膜を有する被検査体を照明することを可能にする手段である入射角選択手段と、前記異なる入射角により前記被検査体を照明したときの欠陥及び背景の信号強度を取得する手段と、前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記入射角ごとに取得する手段と、前記入射角に対する前記差分を光学条件ごとに比較する手段と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定装置が提供される。
【０００７】
また、本発明のさらに別の一態様によれば、被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力段階と、前記入力段階で入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する段階と、前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する段階と、前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する段階と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する段階と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定コンピュータプログラムが提供される。
【０００８】
また、本発明のさらに別の一態様によれば、下地膜を有する被検査体に関する情報であって下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力段階と、前記入力段階で入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより前記被検査体の背景の信号強度を取得する段階と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記信号強度を光学条件ごとに比較する段階と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定コンピュータプログラムが提供される。
【０００９】
また、本発明のさらに別の一態様によれば、被検査体に関する情報であってパターン及び欠陥の形状、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力工程と、前記入力工程で入力された情報を用いて前記被検査体の光学像を取得する工程と、前記光学像を用いて前記被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する工程と、前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記下地膜厚ばらつきごとに取得する工程と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記差分を光学条件ごとに比較する工程と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定方法が提供される。
【００１０】
また、本発明のさらに別の一態様によれば、下地膜を有する被検査体に関する情報であって下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数の情報並びにパターン検査装置に関する情報であって光学条件の情報を入力する入力工程と、前記入力工程で入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより前記被検査体の背景の信号強度を取得する工程と、前記下地膜厚ばらつきに対する前記信号強度を光学条件ごとに比較する工程と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定方法が提供される。
【００１１】
また、本発明のさらに別の一態様によれば、ケーラー照明方式のパターン検査装置を用いて異なる入射角により下地膜を有する被検査体を照明する工程と、前記異なる入射角により前記被検査体を照明したときの欠陥及び背景の信号強度を取得する工程と、前記欠陥の信号強度と前記背景の信号強度との差分を前記入射角ごとに取得する工程と、前記入射角に対する前記差分を光学条件ごとに比較する工程と、を備えたことを特徴とするパラメータ決定方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パターン検査において、簡素な方法により適切なパラメータを決定する装置、コンピュータプログラム、及び方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
本実施形態に係るパラメータ決定装置、パラメータ決定コンピュータプログラム、及びパラメータ決定方法は、パターン検査装置において各種パラメータを決定することに適用され得る。被検査体は、下地膜を有する任意の被検査体であってよい。検査対象としては、例えば欠陥が挙げられる。パラメータとしては、例えば光学条件（波長、開口数等）が挙げられる。特に、波長であってよい。以下、パラメータとして光学条件を採用した場合を例に取り上げて説明する。
【００１４】
（具体例１）
まず、本実施形態に係るパラメータ決定装置の一例（具体例１）について、図１〜図６を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、具体例１に係るパラメータ決定装置１Ａを例示するブロック図である。  
図２は、具体例１に係るパラメータ決定装置１Ａの動作過程を例示する模式図である。
図３は、パターン検査装置の構成を例示する模式図である。  
図４は、光源のスペクトル及び波長選択を例示する模式グラフ図である。  
図５は、光学像の差分による欠陥判定方法を例示する模式図である。  
図６は、異なる波長帯における下地膜厚に対する画素値の変化を例示する模式グラフ図である。
【００１６】
図１に表したように、具体例１に係るパラメータ決定装置１Ａは、入力手段２を備える。入力手段２に入力される情報としては、被検査体に関する情報及びパターン検査装置に関する情報が挙げられる。被検査体に関する情報としては、例えば、パターン形状（Ｌ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）パターンの幅、ホールパターンの穴径、任意パターンの任意の場所の寸法、下地膜厚（以下、単に「膜厚」ということがある）等を含む形状）や欠陥形状（検出したい欠陥の種類・サイズ）、製造上の下地膜厚ばらつき、各膜の光学定数などが挙げられる。また、パターン検査装置に関する情報としては、光学条件が挙げられる。
【００１７】
また、パラメータ決定装置１Ａは、入力手段２に入力された情報を用いて被検査体の光学像を取得する光学像取得手段４と、光学像を用いて被検査体の欠陥及び背景の信号強度を取得する欠陥・背景信号強度取得手段５と、欠陥の信号強度と背景の信号強度との差分（以下、「強度差分」ということがある）を下地膜厚ばらつきごとに取得する欠陥・背景信号強度差分取得手段６と、下地膜厚ばらつきに対する強度差分を光学条件ごとに比較する比較手段７と、を備える。
【００１８】
また、図１に表したように、光学像取得手段４は、入力手段２に入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズムにより被検査体の近視野像を取得する近視野像取得手段３を有し、近視野像を用いて結像計算アルゴリズムにより検出器における被検査体の光学像を取得する構成であってよい。  
これにより、後述するように適切な光学条件（最適光学条件等）を得ることができる。
【００１９】
また、パラメータ決定装置１Ａと同様の操作・機能を有するコンピュータプログラムも本具体例に含まれる。すなわち、パラメータ決定装置１Ａが備える各手段に相当する段階を備えたパラメータ決定コンピュータプログラムである。
【００２０】
ここで、パラメータ決定装置１Ａの動作について説明する前に、本実施形態で用いられ得るパターン検査装置１０及びパターン検査方法について、図３〜図６を参照しつつ説明する。
【００２１】
図３に表したように、パターン検査装置１０は、光源１１の光２０を、バンドパスフィルタなどの波長選択部１２により適当な波長帯の光２１（波長選択光２１）として被検査体５０上に照射する。光源１１としては、例えば水銀ランプなどの白色光源が挙げられる。また、光源１１は、２種類以上のレーザを同時に出射する構成であってもよい。なお、波長選択光２１の光路途中にハーフミラー１３などを用いてよい。
【００２２】
図４は、白色光源１１のスペクトルを模式的に例示している。適当なバンドパスフィルタを用いることにより、例えば波長帯１や波長帯２を選択することができる。
【００２３】
その後、図２において、被検査体５０からの反射光２２をＣＣＤカメラやＴＤＩセンサなどの画像（光学像）撮像部１４に結像して光学像を取得する。
【００２４】
その後、画像差分算出・欠陥判定部１５において、アレイパターン上の異なる２点の光学像や異なる２チップ上の同一箇所の光学像の強度差分をとる。すなわち、欠陥の信号強度と背景の信号強度との差分をとる。そして、強度差分があらかじめ設定したしきい値を超えるか否かを判別する。これにより、欠陥の有無を判定する。すなわち、しきい値を超えた場合には欠陥が存在すると判定され、超えない場合には欠陥は存在しないと判定される。
【００２５】
以下、画像差分算出・欠陥判定部１５内で行われる操作について、図５及び図６を参照しつつ説明する。
【００２６】
図５（ａ）は、被検査体を表している。図５（ａ）に表したように、被検査体５０は、半導体素子などに用いられるＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース）を有する。また、下地膜Ｕを有し、その厚さ（下地膜厚）はＴである。図５（ｂ）は、被検査体の上面を表している。このＬ／Ｓには、欠陥が存在しない。図５（ｅ）は、図５（ｂ）を撮像したときの光学像を模式的に表している。この信号は初期信号として用いることができる。以下、欠陥が存在しない場合のＬ／Ｓを「背景」と呼ぶことがある。これに伴い、図５（ｅ）の画像を「背景画像」と呼ぶことがあり、図５（ｅ）の信号を「背景信号」と呼ぶことがある。
【００２７】
一方、図５（ｃ）は、Ｌ／Ｓ上にショート欠陥（電気的ショート（短絡）を惹起し得る欠陥）が存在する場合の被検査体の上面を表している。図５（ｄ）は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による実際の画像を表している。図５（ｆ）は、図５（ｃ）を撮像したときの光学像を模式的に表している。
【００２８】
欠陥及び背景の信号強度を取得した後、図５（ｇ）に表したように、欠陥の信号強度（図５（ｆ））と背景の信号強度（図５（ｅ））との差分をとる。図５（ｈ）は、Ｌ／Ｓ並列方向（Ｘ軸方向）に対する信号強度の差分を画素値で表している。図５（ｈ）において、しきい値を超えた部分は欠陥が存在すると判定される。
【００２９】
ここで、従来は、検査の光学条件（波長、開口数など）を決定する際に、条件出し用ウェーハ（光学条件を決定するために用いられるサンプル的なウェーハ）上の欠陥に対して複数の光学条件を試行的に用いていた。そして、欠陥信号と背景信号との強度差分を比較して、強度差分が最も大きくなる光学条件を選択していた。この手法について、図６を参照しつつ説明する。
【００３０】
図６は、取得した欠陥光学像の欠陥部と背景部の画素値の下地膜厚依存性を表している。ここでは、下地膜が２層以上ある被検査体を用い、そのうち上層の膜厚を変えた場合の変化曲線を表している。図６に表したように、波長選択光２１に係る波長帯が異なると、欠陥及び背景の信号強度は下地膜厚Ｔに対して異なるパターンを有する。例えば、目標とする下地膜厚（狙い膜厚）がＴ０である場合において、図６（ａ）では、略サインカーブを描く信号強度グラフの谷にＴ０近傍が存在するが、図６（ｂ）では、信号強度グラフの右下がり斜線にＴ０近傍が存在する。このように、複数の光学条件を試行的に用い、狙い膜厚近傍における強度差分を比較し、強度差分が最も大きくなる光学条件を選択する。
【００３１】
しかしながら、かかる方法で決定した光学条件（波長、開口数など）を用いた場合には、量産時の下地膜厚ばらつきのため欠陥を見逃すことがあった。すなわち、従来では条件出しウェーハ（例えば狙い膜厚Ｔ０を有するウェーハ）を用いて、膜厚Ｔ０で強度差分が大きくなるように光学条件を決めていた。このため、膜厚Ｔ０における強度差分が２０である波長帯１より３０である波長帯２を選択することがあった。しかし、しきい値を例えば「１０」とした場合に、量産時に下地膜厚Ｔが例えばＴ１からＴ２までばらつくと、波長帯２では強度差分が５となり欠陥を見逃すことがあった。このため、欠陥の存在を適切に把握するための光学条件を決定することが求められていた。
【００３２】
次に、具体例１に係るパラメータ決定装置１Ａの動作及び機能について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
【００３３】
図１において、まず、入力手段２に各種情報が入力される。入力手段２は、例えばコンピュータであってよい。入力手段２に入力される情報としては、被検査体に関する情報及びパターン検査装置に関する情報が挙げられる。
【００３４】
被検査体に関する情報としては、例えば、前述したパターン形状、下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、各膜の光学定数、検査工程で検出したい欠陥の種類やサイズなどが挙げられる。パターン形状や下地膜厚は、設計情報やプロセス情報から得ることができる。下地膜厚ばらつきは、量産時の下地膜厚測定データから得ることができる。光学定数としては、例えば屈折率や消衰係数が挙げられる。これらは、エリプソメトリー方式の測定機で測定したデータを用いてよく、あるいは一般的に用いられている文献値を用いてもよい。
【００３５】
パターン検査装置に関する情報としては、光学条件が挙げられる。光学条件としては、例えば、波長、ケーラー照明方式／コンフォーカル方式の別、照明側偏光の態様、照明形状（照明側空間フィルタの形状）、照明側ＮＡ（開口数）、検出側ＮＡ、検出側空間フィルタの形状、検出側偏光フィルタの条件、センサ結像倍率（ピクセルサイズ）等が挙げられる。
【００３６】
次に、図２に表したように、光学像取得手段４内の近視野像取得手段３において入力手段２に入力された情報を用いて被検査体５０の近視野像が取得され、その後、光学像取得手段４において近視野像を用いて検出器における被検査体の光学像が取得される。なお、図２（ａ）、（ｂ）及び（ｄ）は、パラメータ決定装置１Ａ内で行われる操作をイメージ化した図であり、実際にはコンピュータ等においてこれら操作が行われる。
【００３７】
まず、図２（ａ）に表したように、入力情報からデバイス（被検査体５０）の構造や材質などが特定されるとともに、欠陥Ｄの種類・サイズも特定される。次に、図２（ｂ）に表したように、入力情報から照明光学系の各種条件が特定される。次に、図２（ｃ）に表したように、これら入力情報を用いて、近視野像取得手段３において被検査体５０の直上の像、すなわち近視野像が計算により取得される。「被検査体５０の直上」とは、例えば被検査体５０の表面から数十ｎｍ程度の距離にある場所である。より詳細には、後述するＦＤＴＤ法を用いた場合、この方法は検査対象をメッシュに分割して計算する方法であるところ、被検査体表面から例えば数メッシュ上の場所であってよく、１メッシュが１０ｎｍの場合には数十ｎｍ上の場所となる。
【００３８】
近視野像を取得する計算は、被検査体直上の電磁波（光）の強度及び位相を計算するものである。ここで、被検査体５０に例えば半導体デバイス材料を用いた場合には、近年の半導体デバイスの微細化に伴い、欠陥サイズが検査で利用する波長より小さい場合がある。かかる場合においては、波動解析的手法（波動光学計算アルゴリズム）を用いることができる。具体的には、例えばＦＤＴＤ法（Finite-difference time-domain method：時間領域差分法）等が挙げられる。ＦＤＴＤ法は、電磁波の物理法則であるマクスウェル方程式を厳密に数値計算する方法の１つである。
【００３９】
次に、図２（ｄ）に表したように、光学像取得手段４において、被検査体５０直上の近視野像はセンサ（検出器）上の光学像に計算により変換される。この計算方法としては、結像計算アルゴリズム、例えば公知の回折結像計算方法を用いることができる。具体的には、例えばフーリエ変換によるフラウンホーファー回折像（レンズによる回折はフラウンホーファー回折と呼ばれる）の計算方法が挙げられる。この方法は、近視野像をフーリエ変換することにより瞳面上での振幅・位相分布を計算し、この計算結果に結像側空間フィルタの関数をかけ合わせ、その後逆フーリエ変換する方法である。得られたデータを、センサ上のピクセルサイズでサンプリングすることにより、図２（ｅ）に表したようにセンサ上の光学像を算出することができる。
【００４０】
次に、図１に表したように、欠陥・背景信号強度取得手段５により、光学像から欠陥部の画素値と背景部の画素値とが読み取られる。  
以上の手順が、一定範囲の下地膜厚Ｔ（例えば、プロセスばらつきの範囲の下地膜厚Ｔ）で繰り返される。
【００４１】
その後、欠陥・背景信号強度差分取得手段６において、図６と同様の要領で、下地膜厚Ｔに対する欠陥部及び背景部の画素値の差分のばらつきを算出することができる。プロセスばらつきの範囲内で、欠陥部の画素値と背景部の画素値との差分がしきい値以上であれば、当該光学条件ではプロセスがばらついても欠陥を検出できることになる。逆に、プロセスばらつきの範囲内でこの差分がしきい値未満である箇所がある場合には、当該光学条件ではプロセスがばらついたときに欠陥が検出されない場合があることになる。
【００４２】
その後、比較手段７において、以上の手順が光学条件ごと、例えば波長ごとに繰り返される。そして、下地膜厚ばらつきに対する強度差分が光学条件ごとに比較される。これにより、光学条件ごとに、プロセスがばらついた場合において欠陥が検出できるか否かが判断され得る。
【００４３】
すなわち、図６（ｂ）の波長帯２では膜厚Ｔ０で画素値の差分が３０、Ｔ１で５、Ｔ２で３５と算出されるのに対し、図６（ａ）の波長帯１では膜厚Ｔ０で画素値の差分が２０、Ｔ１で１５、Ｔ２で１５と算出されることから、しきい値１０で欠陥を検出するためには、波長帯１が選択される。
【００４４】
なお、仮に膜厚Ｔ１〜Ｔ２の全範囲でしきい値を超えるような光学条件が存在しない場合は、しきい値を超える膜厚範囲が最も大きくなるような光学条件を選ぶことができる。また、プロセスがばらついたときの強度差分の最小値を光学条件間で比較し、最も大きいものを選択することができる。これらにより、プロセスばらつきに対し欠陥見逃しの確率が最小化される。すなわち、最適光学条件を選択することができる。  
以上により、適切な光学条件（最適な光学条件等）を得ることができる。
【００４５】
本具体例では、膜厚を変えて被検査体５０を作製する必要がないなど、簡素な方法により適切な光学条件を決定することができる。
【００４６】
（具体例２）
次に、本実施形態に係るパラメータ決定装置の他の一例（具体例２）について、図７を参照しつつ説明する。
【００４７】
図７は、具体例２に係るパラメータ決定装置１Ｂを例示するブロック図である。  
図７に表したように、具体例２に係るパラメータ決定装置１Ｂは、入力手段２を備える。入力手段２は、例えばコンピュータであってよい。入力手段２に入力される情報としては、被検査体に関する情報及びパターン検査装置に関する情報が挙げられる。被検査体に関する情報としては、例えば、下地膜厚、製造上の下地膜厚ばらつき、及び各膜の光学定数が挙げられる。また、パターン検査装置に関する情報としては、光学条件が挙げられる。各情報の入手経路は、具体例１に関して前述した通りである。
【００４８】
また、パラメータ決定装置１Ｂは、入力手段２に入力された情報を用いて波動光学計算アルゴリズム及び／または薄膜干渉計算アルゴリズムにより被検査体の背景の信号強度を取得する背景信号強度取得手段８と、下地膜厚ばらつきに対する信号強度を光学条件ごとに比較する比較手段７と、を備える。また、図７に表したように、背景信号強度取得手段８で得られた背景信号強度の、下地膜厚に対する変化量（すなわち、背景信号強度の微分係数）を算出する手段（背景信号強度変化量算出手段９）を備えてもよい。この場合、比較手段７は、下地膜厚ばらつきに対する信号強度の変化量を光学条件ごとに比較することができる。
【００４９】
次に、パラメータ決定装置１Ｂの動作及び機能について、図７を参照しつつ説明する。
図７において、まず、入力手段２に上述した各種情報が入力される。
【００５０】
その後、背景信号強度取得手段８において入力手段２に入力された情報を用いて被検査体５０の背景の信号強度が計算により取得される。この計算は、波動光学計算アルゴリズムや薄膜干渉計算アルゴリズムを用いて行うことができる。パターンが周期構造を有する場合には、周期構造用の波動解析手法であるＲＣＷＡ（Rigorous Coupled Wave Analysis：厳密結合波解析）法も利用可能である。ＲＣＷＡ法は、マクスウェル方程式を解く際に、構造を周期構造に限定することにより、高速に数値計算することができる。  
薄膜干渉計算は、多層膜の反射率・透過率を、各膜の境界における電磁界の境界条件を解くことで算出する方法であり、各膜の膜厚、各膜の光学定数（屈折率及び消衰係数）、並びに入射光の波長、角度、及び偏光を入力することで反射率・透過率を計算することができる。
【００５１】
なお、被検査体５０の表面がパターン形状を有する場合には、パターンの層の屈折率を空気及びパターンの平均屈折率と近似した上で薄膜干渉計算アルゴリズムを用いて計算することができる。また、検査光学条件の１つとしてケーラー照明を用いた場合は、照明は複数の角度で照射されるため、薄膜計算も複数の角度で計算し平均化処理をする。
【００５２】
以上の手順が、一定範囲の下地膜厚Ｔ（例えば、プロセスばらつきの範囲の下地膜厚Ｔ）で繰り返される。これにより、下地膜厚Ｔに対する背景部の画素値のばらつきを算出することができる。また、必要に応じ、背景信号強度変化量算出手段９により背景画素値の変化量（微分係数）を算出してもよい。
【００５３】
ここで、図６において、背景部の画素値の変化量が小さい箇所、具体的には略サインカーブの形状を有する曲線の山部や谷部、においては、強度差分が相対的に一定の値となる。プロセスばらつきの範囲内でこのように背景部の画素値の変化量が小さいほど、プロセスばらつきの影響が小さいといえる。
【００５４】
その後、比較手段７において、以上の手順が光学条件ごと、例えば波長ごとに繰り返される。そして、下地膜厚ばらつきに対する背景部画素値が光学条件ごとに比較される。これにより、光学条件ごとのプロセスばらつきの影響を見積もることができる。
【００５５】
そして、プロセスがばらついたときの背景部の画素値のばらつきが最も小さい光学条件を選択することができる。すなわち、狙い膜厚Ｔ０が曲線の極大部または極小部となるような光学条件を選択したり、下地膜厚のばらつき範囲であるＴ１〜Ｔ２において背景画素値が相対的に変化しないような光学条件を選択することができる。これにより、プロセスばらつきに対し欠陥見逃しの確率が最も小さい最適光学条件を選択することができる。
【００５６】
本具体例でも、膜厚を変えて被検査体５０を作製する必要がないなど、簡素な方法により適切な光学条件を決定することができる。また、計算に要する時間が具体例１より短いという利点を有する。
【００５７】
なお、パラメータ決定装置１Ａと同様の操作・機能を有するコンピュータプログラムも本具体例に含まれる。すなわち、パラメータ決定装置１Ａが備える各手段に相当する段階を備えたパラメータ決定コンピュータプログラムである。
【００５８】
（具体例３）
次に、本実施形態に係るパラメータ決定装置のさらに別の一例（具体例３）について、図８〜図１０を参照しつつ説明する。
【００５９】
図８は、具体例３に係るパラメータ決定装置１Ｃを例示するブロック図である。  
図９は、具体例３の一態様を表した模式図である。  
図１０は、具体例３の他の一態様を表した模式図である。
【００６０】
図８に表したように、具体例３に係るパラメータ決定装置１Ｃは、ケーラー照明方式のパターン検査装置に用いられる手段であって異なる入射角により被検査体を照明することを可能にする手段である入射角選択手段３０と、異なる入射角により被検査体を照明したときの欠陥及び背景の信号強度を取得する信号強度取得手段３１と、欠陥の信号強度と背景の信号強度との差分（強度差分）を入射角ごとに取得する強度差分取得手段３２と、入射角に対する強度差分を光学条件ごとに比較する比較手段３３と、を備える。
【００６１】
具体例１及び具体例２においてはコンピュータ等において光学条件が決定されるのに対して、具体例３では実験により光学条件が決定される。  
本具体例では、ケーラー照明方式を用いる。ケーラー照明では、照明光は平行になり、検査対象が均一に照明される。
【００６２】
ここで、入射角選択手段３０を用いて被検査体に対して複数の異なる入射角で照射することにより、異なる下地膜厚の被検査体に対して光を照射したのと同様の効果を得ることができる。すなわち、入射角を変えて照明したときの欠陥部と背景部の画素値の変化は、被検査体内での光路長の変化によるものであるところ、これは膜厚が変わったときの欠陥部と背景部の画素値の変化と同様な現象である。例えば、入射角が相対的に大きい場合（被検査体表面に対してより斜めに入射する場合）、被検査体表面で反射した光と被検査体下面で反射した光との光路長差は相対的に大きくなるが、膜厚が相対的に大きい場合にも同様にこの光路長差は大きくなる。このように、量産時の膜厚ばらつきの影響を、被検査体に対する入射角を変化させることで見積もることができる。これにより、図６に表したような下地膜厚Ｔに対する強度や強度差分の変化を容易に取得することができる。
【００６３】
その後、具体例１に関して前述した要領で、信号強度取得手段３１（光学像撮像部１４）を用いて入射角ごとの（すなわち、下地膜厚ごとの）欠陥及び背景の信号強度を取得し、さらにその後、強度差分取得手段３２を用いて入射角ごとの（下地膜厚ごとの）強度差分を取得する。そして、比較手段３３により、入射角（下地膜厚）に対する強度差分を光学条件ごとに比較し、適切な光学条件を得る。
【００６４】
次に、具体例３の一態様について、図９を参照しつつ説明する。  
図９に表したように、本一態様では、入射角選択手段３０は、パターン検査装置１０の光学素子１７（レンズ等）に入射する光を選択的に透過する切り替え可能な複数のフィルタ３０ａを有する。フィルタ３０ａのそれぞれは、入射角が互いに異なるように光を選択的に透過する。図９に表した例では、照明光学系の瞳面において、略円形の空間フィルタ３０ａの開口位置を半径方向に変化させることで、被検査体に対し入射角度を変えて照明することができる。
【００６５】
光学条件を選定する際に、条件出しウェーハ上の欠陥に対し、半径方向の位置が異なる複数の空間フィルタを切り替え、被検査体に対し入射角を変えて照明する。そして、それぞれの光学像を撮像する。その後、欠陥部と背景部の画素値の変化を取得する。これを、光学条件、例えば波長毎に比較することで、光学条件ごとの膜厚ばらつきの影響を見積もることができる。狙い膜厚近傍に相当する入射角範囲においてしきい値を超える入射角範囲が最も大きくなるような光学条件を選択したり、欠陥部と背景部の画素値の差分の変化が最も小さくなるような光学条件を選択することで、プロセスばらつきに対し欠陥見逃しの確率が小さい適切な光学条件（最適光学条件等）を選択することができる。
【００６６】
なお、フィルタ３０ａの形状は、利用態様等に応じて円形以外の任意の形状であってよい。また、開口の位置についても、同様に適宜選択することができる。
【００６７】
次に、具体例３の他の一態様について、図１０を参照しつつ説明する。  
図１０に表したように、本一態様では、入射角選択手段３０は、パターン検査装置１０の光学素子１７に入射する光の透過／不透過を切り替え可能な複数の素子を有するアレイ状素子３０ｂを有する。
【００６８】
アレイ状素子３０ｂには、例えば液晶素子を用いることができる。偏光フィルタが付設された液晶素子を用いた場合、透過光２３は一方向に偏光することになる。この場合、液晶素子３０ｂを、光２０の光路（特に、光路の略中心）を回転軸として９０度回転可能にすることで、それぞれの偏光に対する欠陥及び背景の画素値を取得することができる。
【００６９】
本具体例でも、膜厚を変えて被検査体５０を作製する必要がないなど、簡素な方法により適切な光学条件を決定することができる。
【００７０】
本実施形態はパターン検査装置・方法に適用され得、本実施形態に係るパラメータ決定装置、パラメータ決定コンピュータプログラム、及びパラメータ決定方法を備えたパターン検査装置やパターン検査方法も本実施形態に含まれる。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態によれば、パターン検査において、簡素な方法により適切なパラメータを決定する装置、コンピュータプログラム、及び方法が提供される。
【００７２】
なお、これまで主にパラメータとして光学条件を採用した場合について説明してきたが、他のパラメータを採用した場合についても同様に論じることができる。
【００７３】
また、これまで主にＬ／Ｓを有する被検査体を用いて説明してきたが、本実施形態は、Ｌ／Ｓを有さない平坦な表面や、その他の任意の形状の表面を有する被検査体に対しても適用可能である。背景の信号強度との差分をとることにより、表面が如何なる形状を有していても、欠陥を適切に抽出することができる。
【００７４】
（シミュレーションによる検討）
以下、シミュレーションによる４５ｎｍ世代以降の光学式パターン検査条件の検討について説明する。要約すれば、次の通りである。
【００７５】
半導体デバイスのパターンの微細化にともない検出すべき欠陥のサイズも小さくなっている。ウェーハパターン欠陥の検査で主に使われている光学式パターン検査装置は、検出感度を上げるために、光源の短波長化や、変形照明、偏光フィルタ、フーリエフィルタなどの技術の導入が進んでいる。しかし、光学条件の複雑化にともない、デバイス、工程毎に最適な光学条件を選定するのに、多大な時間を要するようになった。そこで本発明者らは、光学条件最適化の時間の短縮と、次世代デバイスの光学式パターン検査の課題と必要な検査技術の早期見極めを目的として、光学シミュレーション技術を開発してきた。シミュレーションツールとして、今回新たに汎用ＦＤＴＤ法シミュレータと内製結像計算プログラムを組み合わせたツールを開発し、ケーラー照明方式の検査装置だけでなく、コンフォーカル方式や暗視野の検査装置でもシミュレーションを可能にした。これらを利用して４５ｎｍ世代の光学式パターン検査の光学条件を検討した結果、検査装置、光学条件選定に関しいくつかの知見が得られるとともに、４５ｎｍ世代以降の光学式パターン検査の課題が明らかになった。
【００７６】
１．  まえがき
半導体デバイスの製造工程では、歩留り管理のため、パターン検査を行い、プロセス異常のモニタや工程トレースによる不良要因調査を行っている。パターン検査装置には、電子ビームを用いるＥＢ式パターン検査装置と光学式パターン検査装置があるが、高スループットの特徴から主に光学式が使われている。一方、半導体デバイスのパターンの微細化は７０ｎｍ、５５ｎｍ、４５ｎｍと急速に進んでおり、これにともない検出すべき欠陥のサイズも小さくなっている。
【００７７】
これに対し、光学式パターン検査装置の検出感度を上げるために、光源は可視から紫外、深紫外へと短波長化が進み、輪帯照明などの変形照明や、偏光フィルタやフーリエフィルタなどの技術の導入が進んでいる。これにより、製造ラインには方式の異なる検査装置が増え、それぞれの検査装置で選択できる光学条件も複雑化している。技術者は、デバイス、工程毎に最適な検査装置、光学条件を選定するのに、多大な時間を要するようになった。
【００７８】
そこで本発明者らは、光学条件最適化の時間の短縮と、次世代デバイスの光学式パターン検査の課題と必要な検査技術の早期見極めを目的として、光学シミュレーション技術を開発してきた［１］。これまでに、検査レシピ作成時の光学条件の絞込みや、検査装置購入時の基本性能の比較などで活用してきた。
【００７９】
今回、このシミュレーション技術を利用して、４５ｎｍ世代の光学式パターン検査の光学条件を検討した。この中で得られた検査装置、光学条件選定に関する知見、および、４５ｎｍ世代以降の光学式パターン検査の課題について報告する。
【００８０】
２．  シミュレーション方法
図１１は、内製ツールによるパターン検査シミュレーション方法を表した模式図である。  
図１２は、欠陥信号強度の実測値を表したグラフ図である。  
図１３は、欠陥信号強度のシミュレーション値を表したグラフ図である。  
図１４は、ショート欠陥のシミュレーションモデルを表した模式図である。  
図１５は、オープン欠陥のシミュレーションモデルを表した模式図である。  
図１６は、欠陥コントラストの膜厚依存性（波長３６５ｎｍ）を表したグラフ図である。  
図１７は、欠陥コントラストの膜厚依存性（波長２６６ｎｍ）を表したグラフ図である。  
図１８は、信号強度の膜厚依存性（波長３６５ｎｍ）を表したグラフ図である。  
図１９は、信号強度の膜厚依存性（波長２６６ｎｍ）を表したグラフ図である。  
図２０は、信号強度の入射偏光依存性を表したグラフ図である。  
図２１は、微細化時の欠陥コントラスト（明視野）を表したグラフ図である。  
図２２は、微細化時の欠陥散乱強度（暗視野）を表したグラフ図である。
【００８１】
２．１  シミュレーション方法
シミュレーションツールとして、市販リソグラフィーシミュレータと、今回新たに開発した汎用ＦＤＴＤ法（Finite-Difference Time-Domain Method）シミュレータと内製結像計算プログラムを組み合わせたツール（図１１）を用いた。前者はケーラー照明方式の検査装置で、後者はケーラー照明方式、および、コンフォーカル方式の検査装置や暗視野検査装置で利用した。
【００８２】
図１１の内製ツールは、まず、汎用ＦＤＴＤ法シミュレータ上に、デバイス、欠陥の構造をモデル化し、それぞれの材質の光学定数を波長毎に設定する。次に、波長、偏光と、ケーラー照明方式、コンフォーカル方式に応じた入射電磁界を設定後、デバイス、欠陥からの反射近視野像を計算する。最後に、結像側ＮＡやフーリエフィルタ、偏光フィルタを考慮したベクトル結像計算を行い欠陥像を得る。
【００８３】
２．２  シミュレーション結果の妥当性の確認
これらのシミュレーションツールの計算結果の妥当性を確認するため、４５ｎｍ世代のレジストパターン上のショート欠陥を使い、欠陥信号強度を実測と比較した。
【００８４】
図１２は、ランプ光源ケーラー照明方式の明視野パターン検査装置による信号強度の実測値である。横軸は波長フィルタの切り替えにより選択した波長帯であり、縦軸は取得したセンサ画像から算出した背景と欠陥の信号強度である。同一サイズの、複数のショート欠陥のセンサ画像を取得し、そのばらつきをエラーバーで示した。
【００８５】
図１３はシミュレーション結果である。波長３６５ｎｍでの信号強度が実測より大きめであるが、実測信号強度の波長依存性の傾向をほぼ再現できた。これにより、本ツールが欠陥信号強度を予測するツールとして有効であると判断した。
【００８６】
３．  ４５ｎｍ世代の光学条件の検討
シミュレーションにより、４５ｎｍ世代の光学式パターン検査の光学条件を検討した。この中で得られたいくつかの知見について報告する。構造はシリコン基板上に誘電体膜と導電体膜を積層した配線パターンであり、欠陥は図１４、図１５に示すショート欠陥、オープン欠陥である。欠陥サイズは、配線幅と同じサイズに設定した。
なお、評価指標として次式で計算される欠陥コントラストと用いた。
2010101714.tif 000003
欠陥コントラストは、背景より欠陥の信号強度が大きい場合（白欠陥）は正の値を、小さい場合（黒欠陥）は負の値をとる。
【００８７】
３．１ 欠陥コントラストの下地膜厚依存性
図１６、図１７は、ケーラー照明方式の明視野光学系で、光源波長２６６ｎｍと３６５ｎｍにおける、欠陥コントラストの下地膜厚（図１４、図１５の構造の誘電体膜Ａの厚さ）依存性である。
【００８８】
ショート欠陥のコントラストは膜厚によって大きく変化し、コントラストが正（白欠陥）になったり負（黒欠陥）になったりする。特定の膜厚ではコントラストが０になる、すなわち、欠陥を識別できないことが分かった。これに対し、オープン欠陥は常に黒欠陥となる。
【００８９】
また、３６５ｎｍと２６６ｎｍの光源波長を比較すると、２６６ｎｍのほうがコントラストが大きい傾向があり、短波長化が有効であることが確認できた。
【００９０】
次に、欠陥コントラストがこのような膜厚依存性を示す理由を、図１８、図１９の欠陥および背景信号強度の膜厚依存性計算結果により説明する。背景の信号強度は膜厚に対し正弦的に変化すること、その周期は短波長ほど短いことから、この変化は薄膜干渉によるものと推定される。また、ショート欠陥の信号強度は背景の信号強度に対し、大きくなったり小さくなったりするが、これは欠陥部と背景部の干渉の位相ズレが原因である。これに対しオープン欠陥は、背景部より欠陥部の反射率が低いため、常に背景欠陥信号より小さくなる。
【００９１】
以上の結果から、光学条件選定時には、プロセスの狙い膜厚において、欠陥コントラストが十分に得られ、かつ、膜厚がばらついても欠陥コントラストの低下が小さい波長を選択する必要があることが分かった。例えば、プロセスの狙い膜厚およびばらつきが１００ｎｍ±１０ｎｍの場合、光源波長が２６６ｎｍ（図１７）では、ショート欠陥のコントラストが０になる可能性がある。一方、光源波長が３６５ｎｍ（図１６）では、ショート欠陥、オープン欠陥ともコントラストのばらつきは小さく、２６６ｎｍより安定して検査ができる。
【００９２】
本シミュレーションは単一波長で行ったが、ランプ光源のようなブロードな波長であれば干渉の影響は緩和される。量産のウェーハバリエーションを考慮したレシピの作成しやすさでは、単一波長のレーザ光源より、波長がブロードで複数の波長帯を選択可能なランプ光源の検査装置が優れている。
【００９３】
３．２  欠陥コントラストの入射偏光依存性
図２０は、コンフォーカル方式の明視野光学系で、光源波長２６６ｎｍにおける欠陥コントラストの入射偏光依存性である。配線に対し平行な直線偏光、配線に直交する直線偏光、円偏光について計算した。
【００９４】
ショート欠陥に対しては直交直線偏光が、オープン欠陥に対しては平行直線偏光がよいことが分かった。しかし、直交直線偏光では、ショート欠陥とオープン欠陥のコントラスト差が大きい、すなわち欠陥検出感度が異なることから、両者を同時に検査する際には注意を要する。
【００９５】
以上の結果から、歩留りインパクトのある重要欠陥だけに注目してモニタしたい場合など特定の欠陥を検出したい場合には、入射偏光を制御できる検査装置が有利である。さらに、本結果は配線上の欠陥には光学的異方性があることを示しており、検出側に検光子を入れるなどして偏光状態の変化を検出すれば、さらに感度よく欠陥を検出できる可能性がある。
【００９６】
４．  ４５ｎｍ世代以降の欠陥信号予測
図２１は、デバイス微細化時の欠陥コントラストを、光源波長２６６ｎｍのケーラー照明方式の明視野光学系で計算した結果である。欠陥サイズは、それぞれの世代の配線幅と同じサイズに設定した。
【００９７】
オープン欠陥のコントラストは、微細化に従い単調に低下し、１Ｘｎｍ世代では４５ｎｍ世代の７％まで小さくなる。ショート欠陥のコントラストは、背景部と欠陥部の干渉の強弱により決まるため、世代によって白欠陥になったり黒欠陥になったりするが、微細化にしたがいコントラストは０に漸近すると思われる。
【００９８】
微細化時の欠陥信号強度の低下を明確に示すため、背景信号を遮蔽し欠陥の散乱信号のみを検出する暗視野光学系の計算結果を図２２に示す。背景信号はほぼ０であるため、同図の縦軸はコントラストではなく信号強度とした。１Ｘｎｍ世代の欠陥信号強度は４５ｎｍ世代に比べ、ショート欠陥で１％以下に、オープン欠陥で２％に低下することが分かった。
【００９９】
微細化に対しては、さらなる光学条件の工夫による、検出感度の向上が必要であることが明らかになった。
【０１００】
５．  まとめ
シミュレーション技術を利用して、４５ｎｍ世代の光学式パターン検査の光学条件を検討した。この中で、（１）量産のウェーハバリエーションを考慮したレシピの作成しやすさでは、波長がブロードで複数の波長帯を選択可能なランプ光源の検査装置が優れている、（２）特定の欠陥を検出したい場合には、入射偏光を制御できる検査装置が有利である、ことが分かった。さらに、１Ｘｎｍ世代の欠陥信号強度は４５ｎｍ世代に比べ、ショート欠陥で１％以下に、オープン欠陥で２％に低下するため、さらなる光学条件の工夫による検出感度の向上が必要であることが分かった。
【０１０１】
今後、検査装置、光学条件選定だけでなく、検出感度向上のための新規光学系の提案にもシミュレーション技術を活用していく。
【０１０２】
（参考文献）
［１］  芳野公則、金子誠、山崎裕一郎，“光学式欠陥検査装置の為のシミュレーションの精度向上”、ＬＳＩテスティングシンポジウム２００６。
【０１０３】
次に、下地膜厚ばらつき（Ｔ１〜Ｔ２）の全範囲または一部範囲において適切な強度差分を確保し得ない場合について、図２３を参照しつつ説明する。  
図２３は、異なる波長帯における下地膜厚に対する画素値の変化を例示する模式グラフ図である。
【０１０４】
図２３に表したように、この例では、図６に関して前述した場合と異なり、波長帯１及び２のいずれを用いた場合でも、下地膜厚ばらつき（Ｔ１〜Ｔ２）の一部において適切な強度差分が確保されていない。すなわち、図６（ａ）に示した例では、下地膜厚ばらつきの全範囲において強度差分がしきい値（１０）を超えているのに対し、図２３（ａ）に示した例では膜厚Ｔ２近傍で強度差分がしきい値を超えておらず、また図２３（ｂ）に示した例では膜厚Ｔ１近傍で強度差分がしきい値を超えていない。また、他の波長帯を選択した場合も同様に下地膜厚ばらつきの全範囲または一部範囲において適切な強度差分を確保することができない場合があり得る。なお、欠陥に係る画素値変化の曲線と背景に係る画素値変化の曲線との間のずれ方は、欠陥の種類により異なった態様を示す。
【０１０５】
このような場合は、複数の波長帯に係る強度差分変化を組み合わせて利用することができる。例えば、図２３（ａ）に示した例では膜厚Ｔ１〜Ｔ０においては強度差分が適切に確保されており、また図２３（ｂ）に示した例では膜厚Ｔ０〜Ｔ２においては強度差分が適切に確保されている。従って、Ｔ１〜Ｔ０の範囲では波長帯１に係る強度差分変化（図２３（ａ））を用い、Ｔ０〜Ｔ２の範囲では波長帯２に係る強度差分変化（図２３（ｂ））を用いることができる。これにより、下地膜厚ばらつきの全範囲（Ｔ１〜Ｔ２）において、欠陥を適切に検出することが可能となる。  
かかる構成も、本実施形態に含まれる。
【０１０６】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】具体例１に係るパラメータ決定装置１Ａを例示するブロック図である。
【図２】具体例１に係るパラメータ決定装置１Ａの動作過程を例示する模式図である。
【図３】パターン検査装置の構成を例示する模式図である。
【図４】光源のスペクトル及び波長選択を例示する模式グラフ図である。
【図５】光学像の差分による欠陥判定方法を例示する模式図である。
【図６】異なる波長帯における下地膜厚に対する画素値の変化を例示する模式グラフ図である。
【図７】具体例２に係るパラメータ決定装置１Ｂを例示するブロック図である。
【図８】具体例３に係るパラメータ決定装置１Ｃを例示するブロック図である。
【図９】具体例３の一態様を表した模式図である。
【図１０】具体例３の他の一態様を表した模式図である。
【図１１】内製ツールによるパターン検査シミュレーション方法を表した模式図である。
【図１２】欠陥信号強度の実測値を表したグラフ図である。
【図１３】欠陥信号強度のシミュレーション値を表したグラフ図である。
【図１４】ショート欠陥のシミュレーションモデルを表した模式図である。
【図１５】オープン欠陥のシミュレーションモデルを表した模式図である。
【図１６】欠陥コントラストの膜厚依存性（波長３６５ｎｍ）を表したグラフ図である。
【図１７】欠陥コントラストの膜厚依存性（波長２６６ｎｍ）を表したグラフ図である。
【図１８】信号強度の膜厚依存性（波長３６５ｎｍ）を表したグラフ図である。
【図１９】信号強度の膜厚依存性（波長２６６ｎｍ）を表したグラフ図である。
【図２０】信号強度の入射偏光依存性を表したグラフ図である。
【図２１】微細化時の欠陥コントラスト（明視野）を表したグラフ図である。
【図２２】微細化時の欠陥散乱強度（暗視野）を表したグラフ図である。
【図２３】異なる波長帯における下地膜厚に対する画素値の変化を例示する模式グラフ図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１Ａ  パラメータ決定装置、１Ｂ  パラメータ決定装置、１Ｃ  パラメータ決定装置、２  入力手段、３  近視野像取得手段、４  光学像取得手段、５  欠陥・背景信号強度取得手段、６  欠陥・背景信号強度差分取得手段、７  比較手段、８  背景信号強度取得手段、９  背景信号強度変化量算出手段、１０  パターン検査装置、１１  光源、１２  波長選択部、１３  ハーフミラー、１４  画像撮像部、光学像撮像部、１５  画像差分算出・欠陥判定部、１７  光学素子、２０  光、２１  波長選択光、２２  反射光、２３  透過光、２４  反射光、３０  入射角選択手段、３０ａ  フィルタ、３０ｂ  アレイ状素子、３１  信号強度取得手段、３２  強度差分取得手段、３３  比較手段、５０  被検査体、Ｄ  欠陥、Ｔ  下地膜厚、Ｕ  下地膜
【図１】
2010101714.tif 000004
【図３】
2010101714.tif 000005
【図４】
2010101714.tif 000006
【図６】
2010101714.tif 000007
【図７】
2010101714.tif 000008
【図８】
2010101714.tif 000009
【図１２】
2010101714.tif 000010
【図１３】
2010101714.tif 000011
【図１４】
2010101714.tif 000012
【図１５】
2010101714.tif 000013
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２】
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【図５】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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