(57)【要約】【課題】ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供する。【解決手段】本発明に係る欠陥検査装置１は、照明光Ｌ１１を直線偏光させる照明側偏光子１１と、照明側偏光子１１により、入射面２３に平行な第１方向１６に直線偏光させた光を含む照明光Ｌ１１でウェハ２０の上面２１を照明する照明光学系と、照明光Ｌ１１が上面２１で反射した反射光Ｒ１０における第１方向１６に交差した第２方向１７の成分の光を含む反射光Ｒ１２を透過させる受光側偏光子１２と、受光側偏光子１２を透過した反射光Ｒ１２を受光して欠陥を検出する受光器１５と、を備え、受光器１５は、照明光Ｌ１１に含まれた第１方向１６に直線偏光された光が、結晶性ピット欠陥２４の内部で反射することによって、第２方向１７の成分の光を含むようになった反射光Ｒ１２を受光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を直線偏光させる照明側偏光子と、
前記照明側偏光子により、入射面に平行な第１方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する照明光学系と、
前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第１方向に交差した第２方向の成分の光を含む前記反射光を透過させる受光側偏光子と、
前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光して欠陥を検出する受光器と、
を備え、
前記受光器は、
前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第１方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第２方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光する、
欠陥検査装置。
【請求項２】
前記受光側偏光子は、前記第１方向と前記第２方向とが直交するように、前記照明側偏光子に対してクロスニコルに配置されている、
請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記照明光学系は、対物レンズをさらに備え、
前記受光器は、前記上面における前記対物レンズの焦点近傍からの前記反射光をコンフォーカルに受光する、
請求項１または２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記結晶性ピット欠陥は、前記ウェハにおける結晶面方位が＜１００＞の前記上面に形成され、前記結晶面方位が＜１１１＞の側面と、前記結晶面方位が＜１００＞の底面を有する凹状である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記照明光は、前記側面に対して、７０°よりも大きい入射角で入射する、
請求項４に記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記結晶性ピット欠陥は、前記内部に前記照明光及び前記反射光を透過させる膜が形成されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
照明光を照明側偏光子により直線偏光させる工程と、
前記照明側偏光子により、入射面に平行な第１方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する工程と、
前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第１方向に交差した第２方向の成分の光を含む前記反射光について受光側偏光子を透過させる工程と、
前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光器で受光して欠陥を検出する工程と、
を備え、
前記欠陥を検出する工程において、前記受光器に、
前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第１方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第２方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光させる、
欠陥検査方法。
【請求項８】
前記受光側偏光子を、前記第１方向と前記第２方向とが直交するように、前記照明側偏光子に対してクロスニコルに配置する、
請求項７に記載の欠陥検査方法。
【請求項９】
対物レンズをさらに備え、
前記受光器に、前記上面における前記対物レンズの焦点近傍からの前記反射光をコンフォーカルに受光させる、
請求項７または８に記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記結晶性ピット欠陥は、前記ウェハにおける結晶面方位が＜１００＞の前記上面に形成され、前記結晶面方位が＜１１１＞の側面と、前記結晶面方位が＜１００＞の底面を有する凹状である、
請求項７〜９のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記照明光を、前記側面に対して、７０°よりも大きい入射角で入射させる、
請求項１０に記載の欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記結晶性ピット欠陥は、前記内部に前記照明光及び前記反射光を透過させる膜が形成されている、
請求項７〜１１のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【請求項１３】
前記結晶性ピット欠陥は、ＴＭＹ（トリメチル−２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を含む薬液により形成される、
請求項７〜１２のいずれか１項に記載の欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関し、特に、ウェハの欠陥を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンウェハ等のウェハに製造される半導体デバイスの歩留まりを向上させるため、ウェハは検査工程において欠陥検査装置により検査されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５０９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ウェハに形成された欠陥は、ウェハの上面を撮像した画像において、形状及び明暗度等により分類される。しかしながら、形状及び明暗度による分類だけでは、発生原因や内部に含まれる材質等が異なる欠陥であるにもかかわらず、画像上で区別することができない場合がある。このように、ウェハに形成された欠陥を、欠陥種ごとに分類することが困難となっている。
【０００５】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る欠陥検査装置は、照明光を直線偏光させる照明側偏光子と、前記照明側偏光子により、入射面に平行な第１方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する照明光学系と、前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第１方向に交差した第２方向の成分の光を含む前記反射光を透過させる受光側偏光子と、前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光して欠陥を検出する受光器と、を備え、前記受光器は、前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第１方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第２方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光する。このような構成により、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる。
【０００７】
また、本発明に係る欠陥検査方法は、照明光を照明側偏光子により直線偏光させる工程と、前記照明側偏光子により、入射面に平行な第１方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する工程と、前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第１方向に交差した第２方向の成分の光を含む前記反射光について受光側偏光子を透過させる工程と、前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光器で受光して欠陥を検出する工程と、を備え、前記欠陥を検出する工程において、前記受光器に、前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第１方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第２方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光させる。このような構成により、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査装置及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】
【０００９】
【図１】実施形態に係る欠陥検査装置を例示した構成図である。
【図２】実施形態に係る欠陥検査装置において、ウェハの上面における入射光及び反射光を例示した図である。
【図３】実施形態に係る欠陥検査装置により検出される結晶性ピット欠陥を例示した断面図である。
【図４】実施形態に係る欠陥検査装置により検出される結晶性ピット欠陥の別の例を例示した断面図である。
【図５】実施形態に係る欠陥検査方法を例示したフローチャート図である。
【図６】ｐ偏光及びｓ偏光の振幅反射率を例示したグラフであり、横軸は、入射角を示し、縦軸は、振幅反射率を示す。
【図７】ｐ偏光及びｓ偏光の位相変化を例示したグラフであり、横軸は、入射角を示し、縦軸は、位相変化を示す。
【図８】実施形態に係る欠陥検査装置において、ウェハの上面に結晶性ピット欠陥が形成されていない場合を例示した構成図である。
【図９】実施形態に係るウェハの上面に形成された結晶性ピット欠陥における入射光及び反射光の光路を例示した図である。
【図１０】ｐ偏光及びｓ偏光の位相変化を例示したグラフであり、横軸は、７５°〜８０°の範囲を拡大した入射角を示し、縦軸は、位相変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
【００１１】
（実施形態）
実施形態に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法を説明する。本実施形態は、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査方法である。まず、欠陥検査装置について説明する。
【００１２】
＜欠陥検査装置の構成＞
図１は、実施形態に係る欠陥検査装置１を例示した構成図である。図１に示すように、欠陥検査装置１は、光源１０、照明側偏光子１１、受光側偏光子１２、ビームスプリッタ１３、対物レンズ１４、受光器１５を備えている。また、欠陥検査装置１は、図示しない他の光学部材を有していてもよい。光源１０、ビームスプリッタ１３、対物レンズ１４を照明光学系という。欠陥検査装置１は、例えば、ウェハ２０の上面２１に形成された欠陥を検出する。なお、図１は、欠陥検査装置１における上記構成部材の構成を示したものであり、実際の構成部材の位置を厳密に示したものではない。
【００１３】
ここで、欠陥検査装置１の説明の便宜のために、ＸＹＺ直交座標系を導入する。例えば、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、上方を、＋Ｚ軸方向とする。ＸＹ平面を水平面とする。ウェハ２０の検査面を上面２１というが、検査時に上方を向いていることを意味しておらず、単に便宜的な名称である。
【００１４】
光源１０は、照明光Ｌ１１を生成する。光源１０は、生成した照明光Ｌ１１を出射する。光源１０から出射された照明光Ｌ１１は、例えば、白色光である。なお、照明光Ｌ１１は、白色光に限らず、所定の波長の光を含むものでもよい。光源１０から出射された照明光Ｌ１１は、例えば、非偏光となっている。光源１０から出射された照明光Ｌ１１の光軸Ｃ１上には、照明側偏光子１１、ビームスプリッタ１３が配置されている。
【００１５】
照明側偏光子１１は、例えば、偏光板であり、光源１０から出射された照明光Ｌ１１を偏光させる。照明側偏光子１１は、照明光Ｌ１１を、例えば、光軸Ｃ１に直交する第１方向１６に直線偏光させる。これにより、照明光Ｌ１１は、第１方向１６に直線偏光させた光を含むようになる。
【００１６】
ビームスプリッタ１３は、照明光Ｌ１１の一部を反射させる。ビームスプリッタ１３は、例えば、ハーフミラーである。ビームスプリッタ１３で反射された照明光Ｌ１１の一部の光軸Ｃ１上には、対物レンズ１４及びウェハ２０が配置されている。
【００１７】
対物レンズ１４は、照明光Ｌ１１を集光する。対物レンズ１４は、検査対象であるウェハ２０の上面２１に照明光Ｌ１１を集光させる。これにより、ウェハ２０の上面２１は、照明光Ｌ１１により照明される。ウェハ２０の上面２１を照明する照明光Ｌ１１を、入射光Ｌ１０ともいう。
【００１８】
図２は、実施形態に係る欠陥検査装置１において、ウェハ２０の上面２１における入射光Ｌ１０及び反射光Ｒ１０を例示した図である。図２に示すように、照明光Ｌ１１をウェハ２０の上面２１に入射角θで入射させる際には、照明光Ｌ１１に含まれた第１方向１６に直線偏光された光を、入射面２３に平行になるようにする。このように、入射面２３に平行に直線偏光された光を、ｐ偏光という。したがって、照明光Ｌ１１は、ｐ偏光を含んでいる。このように、照明光学系は、照明側偏光子１１により、入射面２３に平行な第１方向１６に直線偏光させたｐ偏光を含む照明光Ｌ１１でウェハ２０の上面２１を照明する。なお、入射面２３に直交する方向に直線偏光された光をｓ偏光という。例えば、第１方向１６に交差する第２方向１７に直線偏光された光は、ｓ偏光である。
【００１９】
図１に示すように、対物レンズ１４は、照明光Ｌ１１がウェハ２０の上面２１で反射した反射光Ｒ１０を集光する。後述するように、ウェハ２０の上面２１において、結晶性ピット欠陥が形成されていない部分で反射した反射光Ｌ１０は、第１方向１６に直線偏光された光の成分を含んでいる。このように、結晶性ピット欠陥が形成されていない部分で反射し、第１方向１６に直線偏光された光の成分を含む反射光を反射光Ｒ１１という。
【００２０】
後述するように、ウェハ２０の上面２１において、結晶性ピット欠陥が形成されている部分で反射した反射光Ｒ１０は、第１方向１６に交差した第２方向１７に直線偏光された光の成分を含んでいる。このように、結晶性ピット欠陥が形成されている部分で反射し、第２方向１７に直線偏光された光の成分を含む反射光を反射光Ｒ１２という。よって、ウェハ２０の上面２１で反射された反射光Ｒ１０は、反射光Ｒ１１及び反射光Ｒ１２を含んでいる。対物レンズ１４で集光された反射光Ｒ１０の光軸Ｃ１上には、ビームスプリッタ１３、受光側偏光子１２、受光器１５が配置されている。
【００２１】
ビームスプリッタ１３は、反射光Ｒ１０の一部を透過させる。受光側偏光子１２は、照明光Ｌ１１がウェハ２０の上面２１で反射した反射光Ｒ１０における第１方向１６に交差した第２方向１７の成分を含んだ反射光Ｒ１２を透過させる。すなわち、受光側偏光子１２は、第１方向１７に直線偏光されたｐ偏光を含む反射光Ｒ１１を遮断する。例えば、受光側偏光子１２は、第１方向１６と第２方向１７とが直交するように、照明側偏光子１１に対してクロスニコルに配置されている。
【００２２】
受光器１５は、受光側偏光子１２を透過した反射光Ｒ１２を受光して欠陥を検出する。すなわち、受光器１５は、受光側偏光子１２を透過した第２方向１７に直線偏光された光の成分を有する反射光Ｒ１２を受光する。受光器１５が反射光Ｒ１２を受光する受光面と、対物レンズ１４が照明光Ｌ１１を集光するウェハ２０の上面２１と、は共焦点位置となっている。よって、受光器１５は、ウェハ２０の上面２１における対物レンズ１４の焦点近傍からの反射光Ｒ１２をコンフォーカル状態で受光する。受光器１５は、受光面に到達した反射光Ｒ１２により、ウェハ２０の上面２１に形成された欠陥を検査する。
【００２３】
＜結晶性ピット欠陥の構成＞
次に、本実施形態に係る欠陥検査装置１が検出する結晶性ピット欠陥を説明する。図３は、実施形態に係る欠陥検査装置１により検出される結晶性ピット欠陥２４を例示した断面図である。図３に示すように、結晶性ピット欠陥２４は、ウェハ２０の上面２１に開口された凹部状となっている。結晶性ピット欠陥２４は、例えば、ウェハ２０の結晶面方位が＜１００＞となった上面２１に形成されている。結晶性ピット欠陥２４は、上面２１の開口２５側に拡径した角錐体状の凹部となっている。図３では、角錐体の頂点側に形成された面が、凹部の底面２６となっている。
【００２４】
凹部の側面２７の結晶面方位は＜１１１＞となっている。凹部における対向する側面２７の間の角度は、例えば、７０．６°となっている。側面２７の水平面から傾斜した角度は、例えば、５４．７°となっている。上面２１における結晶面方位＜１００＞と、側面２７における結晶面方位＜１１１＞に直交する結晶面方向は＜１１０＞となっている。このように、結晶性ピット欠陥２４は、ウェハ２０における結晶面方位が＜１００＞の上面２１に形成され、結晶面方位が＜１１１＞の側面２７と、結晶面方位が＜１００＞の底面２６を有する凹状となっている。
【００２５】
このような結晶性ピット欠陥２４は、本実施形態における欠陥検査装置１により検出される代表的な欠陥であり、欠陥検査装置１がターゲットとする欠陥となっている。図３に示すように、結晶性ピット欠陥２４は、所定の結晶面方位を有し、ウェハ２０の上面２１に対して所定の角度を有する側面２７となっている。このような結晶性ピット欠陥２４は、エッチングに用いる薬液の混合比を制御することにより容易に形成される。例えば、結晶性ピット欠陥２４は、ＴＭＹ（トリメチル−２ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド）水溶液を含む薬液により形成される。
【００２６】
なお、図４に示すように、結晶性ピット欠陥２４ａは、膜２８で覆われていてもよい。すなわち、凹部の底面２６及び側面２７が膜２８で覆われていてもよいし、凹部の内部が膜２８で充填されていてもよい。その場合に、膜２８は、照明光Ｌ１１及び反射光Ｒ１２を透過する材料を含んでいる。このように、結晶性ピット欠陥２４ａは、内部に照明光Ｌ１１及び反射光Ｒ１２を透過させる膜が形成されてもよい。また、結晶性ピット欠陥２４ａを覆った膜２８は、直線偏光された照明光Ｌ１１の偏光面を回転させてもよいし、回転させなくてもよい。
【００２７】
＜欠陥検査方法＞
次に、本実施形態の欠陥検査装置１の動作として、ウェハ２０の上面２１に形成された欠陥の検査方法を説明する。図５は、実施形態に係る欠陥検査方法を例示したフローチャート図である。図５のステップＳ１１に示すように、まず、照明光Ｌ１１を照明側偏光子１１によって第１方向１６に直線偏光させる。これにより、照明光Ｌ１１は、第１方向１６に直線偏光された光を含むようになる。
【００２８】
次に、図５のステップＳ１２に示すように、第１方向１６に直線偏光させた照明光Ｌ１１でウェハ２０の上面２１を照明する。これにより、照明光Ｌ１１は、ウェハ２０の上面２１における結晶性ピット欠陥２４が形成されていない部分及び結晶性ピット欠陥２４が形成された部分を照明する。照明光Ｌ１１は、ｐ偏光を含んでいる。以下で、ｐ偏光及びｓ偏光でウェハ２０の上面２１を照明した時の振幅反射率及び位相変化を説明する。
【００２９】
図６は、ｐ偏光及びｓ偏光の振幅反射率を例示したグラフであり、横軸は、入射角を示し、縦軸は、振幅反射率を示す。振幅反射率は、例えば、シリコンを含むウェハ２０の上面２１で反射する場合のものであり、照明光Ｌ１１の波長は、５０４ｎｍであり、そのときの屈折率ｎ及び消衰係数ｋは、４．２７７及び０．０６６である。
【００３０】
図６に示すように、ｓ偏光の場合には、入射角が１０°以下の場合には反射率が０．６程度であり、入射角が大きくなるほど、反射率が大きくなり、９０°に近づくほど１に近づいている。一方、ｐ偏光の場合には、入射角が１０°以下の場合には反射率が０．６程度であり、入射角が大きくなるほど、反射率が減少し、７５°程度で０になっている。この角度をブルースター角という。ブルースター角よりも大きくなると、反射率は大きくなっている。
【００３１】
図７は、ｐ偏光及びｓ偏光の位相変化を例示したグラフであり、横軸は、入射角を示し、縦軸は、位相変化を示す。図７に示すように、ｓ偏光の場合には、入射角が変化しても位相変化は無視できる程度に小さいものになっている。一方、ｐ偏光の場合には、入射角が角度ａ（７０°付近）以下の場合には位相変化は無視できる程度に小さいものになっているが、角度ａよりも大きくなると位相変化は大きくなる。そして、角度ｂ（７５°付近）以上になると位相変化が急激に増加し、角度ｃ（８０°付近）以上では、１８０°程度になっている。
【００３２】
本実施形態では、ｐ偏光を含む照明光Ｌ１１でウェハ２０の上面２１を照明する。ここで、結晶性ピット欠陥２４が形成されていない部分で照明光Ｌ１１が反射された反射光Ｒ１１の光路と、結晶性ピット欠陥２４が形成された部分で照明光Ｌ１１が反射された反射光Ｒ１２の光路とを分けて説明する。まず、反射光Ｒ１１を説明する。
【００３３】
＜結晶性ピット欠陥２４が形成されていない部分で反射された反射光Ｒ１１＞
図８は、実施形態に係る欠陥検査装置１において、照明光Ｌ１１が、ウェハ２０の上面２１における結晶性ピット欠陥２４が形成されていない部分で反射した反射光Ｒ１１を例示した構成図である。図８に示すように、ウェハ２０の上面２１に結晶性ピット欠陥２４が形成されていない場合であって、照明光Ｌ１１が、ウェハ２０の上面２１に対して入射角７０°以下で入射する場合には、照明光Ｌ１１が上面２１で反射する際に、ｐ偏光の偏光面は回転しない。すなわち、偏光面は、第１方向１６に沿った方向のまま変化しない。
【００３４】
したがって、反射光Ｒ１１は、第１方向１６に交差する第２方向１７の成分を有していない。よって、反射光Ｒ１１は、受光側偏光子１２で遮断される。このように、反射光Ｒ１１は、受光器１５に到達しないため、受光器１５によって撮像された画像は暗いものとなる。
【００３５】
＜結晶性ピット欠陥２４が形成された部分で反射された反射光Ｒ１２＞
一方、図１に示すように、ウェハ２０の上面２１に結晶性ピット欠陥２４が形成されている場合であって、照明光Ｌ１１が、ウェハ２０の上面２１に対して入射角７０°以下で入射する場合には、照明光Ｌ１１が、ウェハ２０の上面２１に形成された結晶性ピット欠陥２４で反射する際に、ｐ偏光の偏光面が回転する。すなわち、結晶性ピット欠陥２４で反射する前において、第１方向１６に直線偏光されたｐ偏光の偏光面は、結晶性ピット欠陥２４で反射することによって回転する。そして、偏光面は、第１方向１６から変化し、第１方向１６に交差する第２方向１７の成分を有するようになる。
【００３６】
したがって、反射光Ｒ１０のうち、結晶性ピット欠陥２４で反射した反射光Ｒ１２は、受光側偏光子１２で遮断されずに透過する成分を有するようになる。よって、図５のステップＳ１３に示すように、反射光Ｒ１２における第２方向１７の成分について受光側偏光子１２を透過させる。これにより、結晶性ピット欠陥２４で反射した反射光Ｒ１２は、受光器１５に到達する。よって、受光器１５は、ウェハ２０の上面２１に形成された凹状の結晶性ピット欠陥２４の内部で照明光Ｌ１１が反射した反射光Ｒ１２であって、照明光Ｌ１１に含まれた第１方向１６に直線偏光された光が、結晶性ピット欠陥２４の内部で反射することによって、第２方向１７の成分の光を含むようになった反射光Ｒ１２を受光する。このようにして、図５のステップＳ１４に示すように、受光器１５は、受光側偏光子１２を通過した反射光Ｒ１２を受光して、欠陥を検出する。
【００３７】
＜結晶性ピット欠陥２４の像が観察される原理＞
以下で、結晶性ピット欠陥２４の像が観察される原理を、一例として説明する。
上述したように、ウェハ２０の上面２１に結晶性ピット欠陥２４が形成されている場合には、反射光Ｒ１２のｐ偏光成分の複素振幅反射率及び位相は照明光Ｌ１１から変化している。このことから、結晶性ピット欠陥２４に対するｐ偏光の入射角は、ｐ偏光成分の複素振幅反射率及び位相を変化させる入射角となっていると考えられる。これにより、結晶性ピット欠陥２４によって照明光Ｌ１１が反射された反射光Ｒ１２は、照明光Ｌ１１と異なる偏光面を有するようになっている。
【００３８】
図９は、実施形態に係るウェハ２０の上面２１に形成された結晶性ピット欠陥２４における照明光Ｌ１１の光路を例示した図である。例えば、開口数ＮＡは、０．４５（入射光の光軸に対する最大角度は２６．７°）とした場合の結晶性ピット欠陥２４に対する照明光Ｌ１１及び反射光Ｒ１２の光路を示している。
【００３９】
図９に示すように、結晶性ピット欠陥２４に入射する照明光Ｌ１１は、凹部の一つの側面２７ａにおいて反射する。側面２７ａにおいて反射した反射光Ｒ１２は、底面２６に反射し、そして、側面２７ａに対向する側面２７ｂに反射する。当該側面２７ｂに反射した後、反射光Ｒ１２は対物レンズ１４で集光される。なお、図９に示した結晶性ピット欠陥２４における照明光Ｌ１１の光路は一例であり、結晶性ピット欠陥２４における照明光Ｌ１１の光路は、図９に示した光路に限らない。別の光路を進むような原理によって、結晶性ピット欠陥２４の像が観察されていることもありうる。
【００４０】
結晶性ピット欠陥２４に入射した照明光Ｌ１１は、結晶性ピット欠陥２４から反射して出るまでに、側面２７で、２回反射している。すなわち、側面２７ａ及び２７ｂで反射している。照明光Ｌ１１は、側面２７ａに対して、７０°よりも大きい入射角θ１で入射する。反射光Ｒ１２は、側面２７ｂに対して、７０°よりも大きい入射角θ２で入射する。したがって、結晶性ピット欠陥２４で反射された反射光Ｒ１２は、７０°よりも大きい入射角で側面２７ａ及び側面２７ｂにより、２回反射されている。
【００４１】
また、結晶性ピット欠陥２４の形状は、例えば、底面２６の中心に直交する軸に対して対称形となっている。よって、側面２７ａ及び側面２７ｂにおいて同じ入射角となっている。
【００４２】
図１０は、ｐ偏光及びｓ偏光の位相変化を例示したグラフであり、横軸は、入射角における７０°〜８０°の範囲を拡大して示し、縦軸は、位相変化を示す。入射角７６°付近で反射した場合の位相変化は４５°である。入射角７７°付近で反射した場合の位相変化は１３５°である。したがって、入射角７６°付近で２回反射した場合の位相変化、及び、入射角７７°付近で２回反射した場合の位相変化は、９０°となる。この場合には、反射光Ｒ１２における第２方向１７の成分が最も大きくなる。したがって、このような条件となるように照明光Ｌ１１を入射させることにより、受光器１５によって精度よく結晶性ピット欠陥２４を検出することができる。なお、図１０の入射角及び位相変化の関係は一例であり、入射角と移行変化の関係は図１０に示す関係に限らない。
【００４３】
図９に示す開口数における領域２９には、いろいろな入射角の照明光Ｌ１１が含まれている。また、領域２９には、いろいろな反射角の反射光Ｒ１２が含まれている。したがって、領域２９には、反射光Ｒ１２における第２方向１７の成分が最も大きくなる位相変化をした反射光Ｒ１２が含まれている。よって、第１方向１６に直線偏光させた照明光Ｌ１１を結晶性ピット欠陥２４に入射させることにより、容易に、精度よく結晶性ピット欠陥を検出することができる。
【００４４】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の欠陥検査装置１は、照明側偏光子１１によって、第１方向１６に直線偏光させた照明光Ｌ１１を用いて、ウェハ２０の上面２１に形成された結晶性ピット欠陥２４を検査している。結晶性ピット欠陥２４により反射された反射光Ｒ１２は、第１方向１６に交差する第２方向１７の成分を有している。よって、反射光Ｒ１２のみ受光側偏光子１２を透過させて検出することにより、結晶性ピット欠陥２４を検査することができる。このように、欠陥検査装置１は、ウェハ２０の上面２１に形成された所定の欠陥、例えば、結晶性ピット欠陥２４を精度よく検出することができる。
【００４５】
結晶性ピット欠陥２４は、上述したような特徴的な形状から、第１方向１６に直線偏光された光を含む照明光Ｌ１１で照明した場合に、第２方向１７の成分を有する反射光Ｒ１２に偏光面を回転させる。よって、ウェハ２０の上面２１を撮像した画像において、形状及び明暗度による分類だけでは、区別することができなかった結晶性ピット欠陥２４を、本実施形態の欠陥検査装置１を用いることによって、選択的に区別することができる。
【００４６】
直線偏光された照明光Ｌ１１に位相変化を起こす入射角の範囲は７５°以上の狭い範囲となっている。よって、ウェハ２０の上面２１に形成された単なる凹部では、位相変化が起きず、結晶性ピット欠陥２４の場合に顕著に位相変化が引き起こされる。よって、結晶性ピット欠陥２４を精度よく検出することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。
【符号の説明】
【００４８】
１  欠陥検査装置
１０  光源
１１  照明側偏光子
１２  受光側偏光子
１３  ビームスプリッタ
１４  対物レンズ
１５  受光器
１６  第１方向
１７  第２方向
２０  ウェハ
２１  上面
２２  欠陥
２３  入射面
２４、２４ａ  結晶性ピット欠陥
２５  開口
２６  底面
２７、２７ａ、２７ｂ  側面
２８  膜
２９  領域
Ｃ１  光軸
Ｌ１０  入射光
Ｌ１１  照明光
Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２  反射光
【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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