(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路パターンが形成された試料の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、
前記試料を走査する工程と、
前記試料の走査方向に直交し前記回路パターンの第一の主たるパターンの方位より、第一の照明光を前記試料上の入射面内に線状照明し、前記試料の走査方向に対して平行な方向で前記回路パターンの第二の主たるパターンの方位より、前記第一の照明光の入射面と直交する面内に第二の照明光を線状照明する工程と、
前記線状照明する工程にて照明された第一の領域からの第一の散乱光を検出して散乱像を第一のデジタル画像として検出し、前記線状照明する工程にて照明された第二の領域からの第二の散乱光を検出して散乱像を第二のデジタル画像として検出する工程と、
前記第一のデジタル画像と前記第二のデジタル画像とを比較処理して欠陥候補を判定する工程と、を有し、
前記第一の照明光と前記第二の照明光とは単一のレーザから連続的に発振した同一波長であって、
前記線状照明する工程では、前記第一の照明光と前記第二の照明光とは時間的に分割して前記試料に照射され、
前記試料の第一の領域と前記試料の第二の領域とは空間的に分離されており、前記検出する工程では、前記第一の散乱光と前記第二の散乱光とを同時に検出することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
請求項１記載の欠陥検査方法であって、
前記第一の照明光及び前記第二の照明光は平行照明を用いることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項１記載の欠陥検査方法であって、
前記第一の照明光は平行照明を用い、前記第二の照明光は前記試料に対して仰角方向に集光した集光照明を用いることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記第一と第二の照明光を切換える周期に対して、前記イメージセンサのラインレートが2倍以上の周期であることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の欠陥検査方法であって、
前記線状照明する工程では、レーザ光を照射し、照射したレーザ光の射出光の光軸を切り替えることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項６】
請求項５記載の欠陥検査方法であって、
前記線状照明する工程では、照射したレーザ光の射出光の光軸を切り替えて、前記第一の照明光と前記第二の照明光とを切り替えることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項７】
請求項６記載の欠陥検査方法であって、  前記線状照明する工程では、光音響光学素子を用いて照射したレーザ光の射出光の光軸を切り替えることを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
回路パターンが形成された試料の欠陥を検出する欠陥検査装置であって、
前記試料を走査するステージと、
前記試料の走査方向に直交し前記回路パターンの第一の主たるパターンの方位より、第一の照明光を前記試料上の入射面内に線状照明し、前記試料の走査方向に対して平行な方向で前記回路パターンの第二の主たるパターンの方位より、前記第一の照明光の入射面と直交する面内に第二の照明光を線状照明する照射部と、
前記照射部により照明された第一の領域からの第一の散乱光を検出して散乱像を第一のデジタル画像として検出し、
前記照射部により照明された第二の領域からの第二の散乱光を検出して散乱像を第二のデジタル画像として検出する検出部と、
前記第一のデジタル画像と前記第二のデジタル画像とを比較処理して欠陥候補を判定する処理部と、を有し、
前記第一の照明光と前記第二の照明光とは単一のレーザから連続的に発振した同一波長であって、
前記照射部では、前記第一の照明光と前記第二の照明光とを時間的に分割して前記試料に照射し、
前記試料の第一の領域と前記試料の第二の領域とは空間的に分離されており、
前記検出部では、前記第一の散乱光と前記第二の散乱光とを同時に検出することを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項９】
請求項８記載の欠陥検査装置であって、
前記第一の照明光及び前記第二の照明光は平行照明であることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
請求項８記載の欠陥検査装置であって、
前記第一の照明光は平行照明を用い、前記第二の照明光は前記試料に対して仰角方向に集光した集光照明を用いることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記第一と第二の照明光を切換える周期に対して、前記イメージセンサのラインレートが2倍以上の周期であることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれかに記載の欠陥検査装置であって、
前記照射部では、レーザ光を照射し、照射したレーザ光の射出光の光軸を切り替えることを備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の欠陥検査装置であって、
前記照射部では、照射したレーザ光の射出光の光軸を切り替えて、前記第一の照明光と前記第二の照明光とを切り替えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の欠陥検査装置であって、
前記照射部では、光音響光学素子を用いて照射したレーザ光の射出光の光軸を切り替えることを特徴とする欠陥検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造工程やフラットパネルデイスプレイの製造工程に代表される薄膜プロセスを経て基板上に形成された微細パターンの欠陥や異物などの欠陥検査方法及びこれを用いた装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体検査装置として、国際公開特許ＷＯ９９／０６８２３号がある。この検査装置ではウェハ表面を斜入射角でライン状に集光するように放射ビームの焦点をウェハ上に合わせる構成が示されている。この線状の照明領域から散乱した光を検出光学系にて捕捉し、散乱像をイメージセンサにて検出する。このとき、イメージセンサの中心部は線状に照明するビームの入射面に実質的に垂直な平面にある。このため、イメージセンサで検出する散乱光は側方散乱光となる。これら検出した画像は、設計上同一パターンが形成されている隣接ダイの画像と比較処理して、欠陥を判定するものである。
【０００３】
【特許文献１】国際公開特許 ＷＯ９９/０６８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
検査対象となるウェハ上には様々なパターンが形成されており、欠陥の種類も発生原因に応じて多様である。半導体の製造工程ではパターンの微細化に伴って、回路パターンに致命的となる欠陥のサイズも微細化している。一般に、散乱光量は粒径の6乗に比例するため、欠陥の微細化に伴って欠陥からの散乱光量が低下する。このため、暗視野検出方式では欠陥よりもパターンの散乱断面積が大きい場合は、パターン像の方が明るく検出されるため、パターン像が飽和しないように照明光量を調整する。この場合、検出画像における欠陥部の明るさレベルが低くなるため、画像処理による欠陥判定が困難になる。一方、欠陥部の明るさレベルを確保するため、照明光量を大きくしてパターンの明るさをセンサの飽和レベル以上に設定した場合、パターン上に欠陥があった場合は画像が飽和しているため欠陥検出が困難となる。
【０００５】
従って、パターン像の明るさを抑制して、相対的に欠陥を明るく検出することにより高感度検査に有利な検出像となる。特許文献１に記載の技術では、ウェハ表面をライン状に集光照明している。この場合、照明ラインの長手方向と直交する方向のパターンからの反射光は、対物レンズにより形成されるフーリエ変換面において集光照明のNAに対応した幅に広がって分布することになる。このパターンからの反射光を空間フィルタにて遮光する場合、対物レンズの開口が制限されてしまうため、対物レンズの解像度が低下する課題がある。
【０００６】
また、特許文献１に記載の技術では、検出系の光軸をウェハの法線に対して傾斜させて配置する斜方検出系の例も示されている。この場合、ウェハ法線と検出系の光軸のなす角と、照明光のNAの関係によっては、照明ラインの長手方向と直交する方向のパターンからの反射光を検出しない光学系の配置が可能となる。しかし、斜方検出系の構成では、検出系のNAを大きくして解像度を向上(微小欠陥からの検出散乱光量を向上)させようとした場合、ウェハと対物レンズが機械的にぶつかるためNAを大きく出来ない課題がある。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決し、ウエハ全域にて高感度な欠陥検査を実現する欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、検査対象欠陥の散乱光が強い領域が暗視野検出系の開口部と重なるように照明光の方位を選択可能とし、且つ欠陥検出上のノイズとなるパターン正反射光と暗視野検出系の開口部が重ならないことを両立する欠陥検出技術である。
【０００９】
本願で開示される発明のうち代表的なものの概要を観点に説明すれば次の通りである。
（１）回路パターンが形成された試料の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、前記回路パターンの第一の主たるパターンの方位より第一の照明光を前記試料上に照明し、照明された第一の領域からの第一の散乱光を検出して散乱像を第一のデジタル画像として検出する工程と、前記回路パターンの第二の主たるパターンの方位より第二の照明光を前記試料上に照明し、照明された第二の領域からの第二の散乱光を検出して散乱像を第二のデジタル画像として検出する工程と、前記第一のデジタル画像と前記第二のデジタル画像とを比較処理して欠陥候補を判定する工程と、を有することを特徴とする欠陥検査方法である。
（２）回路パターンが形成された試料の欠陥を検出する欠陥検査装置であって、前記回路パターンの第一の主たるパターンの方位より第一の照明光を前記試料上に照明する第一の照明光学系と、前記回路パターンの第二の主たるパターンの方位より第二の照明光を前記試料上に照明する第二の照明光学系と、前記第一の照明光により照明された第一の領域からの第一の散乱光を前記試料の上方で検出する第一の検出光学系と、前記第二の照明光により照明された第二の領域からの第二の散乱光を前記試料の上方で検出する第二の検出光学系と、前記第一の検出光学系により得られた第一のデジタル画像と前記第二の検出光学系により得られた第二のデジタル画像とを比較処理して欠陥候補を判定する画像処理部と、を有することを特徴とする欠陥検査装置である。
（３）回路パターンが形成された試料の欠陥を検出する欠陥検査装置であって、前記回路パターンの第一の主たるパターンの方位より第一の照明光を前記試料上に照明する第一の照明光学系と、前記回路パターンの第二の主たるパターンの方位より第二の照明光を前記試料上に照明する第二の照明光学系と、前記第一の照明光により照明された第一の領域からの第一の散乱光及び前記第二の照明光により照明された第二の領域からの第二の散乱光を前記試料の上方で検出する検出光学系と、前記検出光学系により得られた前記第一の散乱光に基づく第一のデジタル画像と前記検出光学系により得られた前記第二の散乱光に基づく前記第二のデジタル画像とを比較処理して欠陥候補を判定する画像処理部と、を有することを特徴とする欠陥検査装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、欠陥検査上のノイズ源となる正常なパターンからの反射光を抑制することが可能である。これにより、正常なパターン像の明るさ変動によるやパターン像の飽和による実質的な非検査領域の低減が可能となり、ウェハ全域にて高感度な欠陥検出を実現す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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
【実施例１】
【００１２】
本発明による光学式欠陥検査装置の光学系の構成の概略図を図１に示す。ウェハ1に主な回路パターンがX,Y方向に形成されているものとする。照明系は、パターンに平行なY方向照明系10とX方向照明系30の2つの照明系が備わっている。Y方向照明系は整形された光束11をパターンに対して平行な方位より、シリンドリカルレンズ15,20を介してウェハの法線に対して傾斜した斜方照明光をウェハ1に対して平行に照明する(ウェハには集光照明しない)。このY方向照明光により得られたウェハ1上の照明領域に対して、ウェハ1上にて空間的に離れた位置にX方向からの光が照射されるようにX方向照明系30を配置する。X方向照明系に入射る光束31はシリンドリカルレンズ35に入射して、仰角(ウェハ面から光線までの角度)方向に集光してウェハ1上を線状照明85する。ウェハ1はX方向に等速移動しながら画像を連続的に取得すると仮定した場合、Y方向照明系10とX方向照明系30により、それぞれウェハ1上に照明された線状照明80,85の長手方向はほぼY方向と一致する。また、線状照明80,85は、ウェハ1の法線と平行に光軸を配置した対物レンズ50の視野8内にある。光軸Y方向の線状照明80にて反射、散乱された光のうち、対物レンズ50のNA(0.7以上が望ましい)内に伝播する光は対物レンズ50に捕捉され、結像レンズ55を介して、散乱像をイメージセンサ70上に結像する。同様に、光軸X方向の線状照明85にて反射、散乱された光のうち、対物レンズ50のNA内に伝播する光は対物レンズ50に捕捉され、結像レンズ55を介して、散乱像をイメージセンサ75上に結像する。以上の構成により、Y・Xそれぞれの方位から照明された光80,85にて散乱した光を個別のイメージセンサ70,75で検出する。
【００１３】
なお、本実施例ではウェハ1上に形成された主なパターンがX,Y方向にあることを前提にしたため、照明方位もパターンに平行なX.Y方向としている。このため、例えばパターンの方位がX方向とX方向に対して45°傾いた配線である場合は、主なパターンの方位と同じX方向とX方向に対して45度傾いた方位にて照明することになる。すなわち、回路パターンのうち、第一の主たるパターンの方向からの第一の照明と、第二の主たるパターンの方向からの第二の照明とがあればよい。
【００１４】
図2にY方位照明におけるウェハ1上での集光の様子を示す。(a1)に本発明のY方向に平行に照明するXY平面図を示す。ウェハ1上には第一の主たるパターンとしてY方向のパターン2と第二の主たるパターンとしてX方向のパターン1が形成されていると仮定する。これを側方から見たXZ断面図を(b)に示す。ウェハ1上で様々な方位に散乱する光を表現するため、ウェハ1上に半球があると仮定して、この半球に到達する散乱光を(c1)のXY平面図に表す。想定した半球によるXY平面上の外周円5の外周はウェハ1上にてウェハ表面と平行な方向に伝播する光が到達する位置であり、ウェハ1にてウェハ1の法線と平行に散乱した光は、外周円5の中心に到達することになる。この領域に照射される照明光12に対して、正反射光(0次光)は、外周円5の中心を軸とした軸対称の位置81に到達する。また、照明光の方位と平行なYパターンの正反射光や散乱光は正反射光の位置を通り、パターンの方向と直交する領域82に到達する。これに対して照明方位に直交するXパターンは、正反射光の位置を通り、パターンの方向と直交する領域83に到達する。例えば、対物レンズ50のNAに対応する領域を外周円8とした場合、照明方位Yと平行なパターンの反射光や散乱光が到達する領域82は主に外周円8の外、すなわち対物レンズ50のNA外にあるため、パターン像はほぼ検出されず、照明方位Yに対して直交するXパターンの散乱光を検出することになる。このため、Xパターンの散乱光が到達する位置に遮光部7を有する空間フィルタ6((c1)では視野8と重なっている)を用いることにより、Xパターンの散乱光を抑制することが可能である。
【００１５】
これに対して、特許文献１に記載の方式を(a2)に示す。照明の方位とウェハ1上のラインが同じ方向にあり、ライン幅の方向にNAを設けてウェハ1上を線状照明する。このときの散乱光分布を(c2)に示す。ライン幅の方向にNAを設けているため、照明光12’及びその正反射光81’はX方向に広がっており、照明方位Yと平行なY方向のパターンからの散乱光が到達する領域82’は(c1)の領域82とほぼ変わらないものの、照明方位Yと直交するX方向のパターンからの散乱光が到達する領域83’は(C1)の領域83と比べて幅が広くなる。このため、X方向パターンからの散乱光を遮光する場合、空間フィルタ6’の遮光部7’の幅が広くなり、対物レンズ50の開口部9が狭くなる。このため、特許文献1で開示された方式では、解像度や欠陥からの散乱光を捕捉する効率が低下し、検出感度が低下する課題がある。この点を考慮し、本発明の実施例では(c1)の通り、ウェハ1上でライン照明と長手方向と一致するY方向照明は平行光で照明することにより、解像度低下の課題を対策する。
【００１６】
なお、図2(c1)の構成において空間フィルタ6によるXパターンの遮光を例に示したが、Xパターンの散乱光分布は広がりを持つため、完全には遮光できず、多少検出される成分がある。このため、Y方向照明による検出される画像は、Y方向のパターン像は検出されず、X方向のパターンが検出される画像となる。このXパターン部近傍にある欠陥は、Xパターン像の明るさ変動や、飽和によって検出が困難である。そこで、図3に示すX方向照明により、照明と平行なX方向パターンを検出しないが像を取得して、Xパターン近傍にある欠陥を検出することが考えられる。このX方向照明では平行照明でもよいが、仰角方向にNAを持った集光照明であれば、図3(c)のようにYパターンの正反射光や散乱光が到達する領域87’’の幅は広がらないため、X方向照明は集光照明して、ウェハ上の線状照明の幅が広がらないように工夫することが可能である。なお、パターンの近傍にない孤立欠陥は、X，Y方向照明いずれの画像においても、近傍にパターン像がないためパターン近傍の欠陥よりも比較的検出しやすい。
【００１７】
以上、X,Y方向の2方向照明とそれぞれの照明にて検出した画像を個別に検出することにより、何れかの画像にて主な方位のパターン（X,Y方向のパターンはウェハ上にて空間的に離れている）を検出しないで高S/Nな欠陥像を検出することができ、高感度化を図ることが可能となる。
【００１８】
ここで、図2，3では照明に直交する方向に遮光部7を設けた例を示したが、これを含まない構成であってもパターンの飽和によらない欠陥検出が可能である。図８(a)に示すように、X方向のパターン3とY方向のパターン2とを有し、それぞれのパターン近傍に欠陥140,145を有するウエハを仮定する。この場合、X.Y方向のパターンはウェハ上にて空間的に離れているため、図８(b)のように、Y方向照明にてXパターン3を検出して、Xパターンが飽和したとしても、Xパターンは実質的に非検査領域（欠陥有無の情報がない）となるが、もう一方のX方向照明にてこのXパターン3を検出させないことが可能となる(図８(c))。これにより、X,Yパターンがウェハ上にて空間的に分離されていれば、何れかの画像で主なX,Y方向のパターンを消去可能であり、パターン近傍の欠陥であっても、消去した方の画像にて欠陥を検出することが可能である。これにより、一方の画像でパターン像が飽和していたとしても、他方の画像でパターン像を抑制することが可能であり、こちらの画像で欠陥を検出することが可能となる。従って、パターンよりも欠陥の方が十分小さい場合は、パターンの方が検出される散乱光量が多くなるが、このパターンを飽和させても他方の画像で欠陥を検出することが可能となるため、微小な欠陥の信号量を確保するように照明光量を調整可能となり、パターンの飽和に影響されずに微小欠陥の検出が可能となる。
【実施例２】
【００１９】
図4に実施例1の変形例して、図1を拡充した構成を示す。照明方位Y,Xと対物レンズの構成等の構成については実施例１と同じである。対物レンズ50と結像レンズ55の像側にて、Y方向からの照明11の照明領域とX方向からの照明31の照明領域にて散乱・反射した光束が分離される位置にそれぞれの光路を異なる方位に分岐するミラー69を配置する。分岐された2光束にはそれぞれレンズ64,65によりフーリエ変換面を形成し、この位置に空間フィルタ57,58を配置する。また、特定の偏光成分を検出するように回転可能な偏光板60,61を配置し、結像レンズ63,67にてウェハ1の散乱像をそれぞれのイメージセンサ70,75にて検出する構成である。
【００２０】
この実施例では、散乱・反射による光束をミラー69により2光束に分離して、個別のイメージセンサによりそれぞれ検出する構成としたが、これに限られず、2光束に分離できるものであれば他の構成を用いても構わない。
【実施例３】
【００２１】
図5に検査装置全体の構成を示す。照明光の光源としてはレーザやランプがある。波長体はDUV(Deep Ultraviolet)から可視光が候補である。ここではレーザ90を用いた例で説明する。レーザ90からの平行光は、ミラー91にて光路を折り曲げ、回転可能な波長板92(図示は1枚であるが、1/2波長板と1/4波長板を含む)で偏光方向を調整可能になっている。ビームスプリッター93を透過した光がY方向照明光となり、回転可能な波長板100(図示は1枚であるが、1/2波長板と1/4波長板を含む)にて、照明光の偏光状態を調整可能とする。波長板100を透過した光は、ミラー101，102にて光路を折り曲げ、Z方向，及び照明光の仰角を変更可能なように回転する回転機構104についているミラー103にて反射して、ウェハ1上を平行光にて線状照明80する。同様に、ビームスプリッター93を反射した光はX方向照明光となり、Z方向，及び照明光の仰角を変更可能なように回転する回転機構95についているミラー94にて反射し、シリンドリカルレンズ96,97にてウェハ上を仰角方向に集光照明85する（ラインの長手方向には平行照明）。ウェハ1上にて散乱した光は、対物レンズ50に捕捉され、周期的なパターンからの回折光を空間フィルタ51にて遮光する。空間フィルタ51を透過した光は回転可能な偏光板52にて特定の偏光成分を透過し、結像レンズ55にてそれぞれのイメージセンサ70,75にウェハ1の像を結像する。イメージセンサ70,75にて検出した画像は、画像処理部110に取込まれ、ウェハ1上に規則的に形成された設計上同じパターン同士を比較処理して欠陥を判定する。判定結果や判定した欠陥の画像は、操作部115に送られ、検査結果のマップ表示や欠陥画像の表示が行われる。この操作部115では、検査装置全体の動作（例えば、レシピ設定，テスト検査，検査，判定した欠陥のレビュー）や機構部への指示を出す役割もあり、機構系コントローラ120へ機構部への動作指示を出す。機構系コントローラ120からXYZθステージ125や光学系個々の機構部130(まとめて表示)への指示などを行う。また、XYZθステージ125に付いているスケールなどからの応答値を機構系コントローラ120に返し、この位置情報を画像処理部110にも送る。これにより、空間的に分離されているそれぞれのイメージセンサ70,75の画像位置合わせを行い、同一欠陥か否かの判定やそれぞれの画像を用いた欠陥分類などに活用する。また、イメージセンサ70,75をステージと同期を取ることにより、ステージの速度むらが生じた場合でも、画像歪の小さい画像を得ることが可能となる。
以上、X,Y方向の照明位置をウェハ1上にて空間的に分離して、ウェハ1上の同一空間において2つの異なる照明方位の散乱画像をそれぞれ並列して検出する構成を示した。
【実施例４】
【００２２】
これに対して時間分割を用いて、同一空間の2つの異なる照明方位の散乱画像をそれぞれ並列して検出する構成を図6に示す。基本構成は図5と同じであるため、以下はその相違点を主として説明する。主な相違点は、レーザ90を出た平行光を機能系コントローラ120により制御された光音響光学モジュール135を用いて、高速に射出光の光軸を切り替えて、一方ではY方位照明とX方位照明を高速に切り替える構成である。時間的に分離検出する構成であるため、少なくとも1つのイメージセンサ72があればよい。
【００２３】
ここで、光音響光学素子135による照明方位の切り替えとセンサ蓄積時間のタイミングを図7に示す。X，Y方向の照明光の切り替え周期に対して、センサのラインレート(蓄積時間の逆数)は倍の周期とする。センサのラインレートは像面にて像が動く速さに2倍のオーバーサンプリングを行い、X照明とY照明の画像を交互に検出する。これを画像処理部110にて、X照明とY照明に対応する2画像に編集して、編集した画像を比較処理することにより、ウェハ1上のほぼ同一空間において2つの異なる照明方位の散乱画像をそれぞれ時間的に分離検出する構成を実現できる。なお、図６では時間分割を用いた欠陥検査装置の一例を示したがその構成はこれに限られず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更したものであってもよい。
【実施例５】
【００２４】
上記各実施例にて説明した複数のイメージセンサで検出した複数の画像を処理する過程を図９に示す。2系統の検出系のイメージセンサ70,75で取得した画像より欠陥を判定処理する流れを示す。第一のイメージセンサ70と第二のイメージセンサ75にて検出した画像の明るさの分解能は１０２４階調あり、これを画像処理するときの２５６階調に変換するときに階調変換を行う。この階調変換を行うときの明るさ変換特性は線形，非線形が選択可能である。
【００２５】
以降は第一のイメージセンサ70で検出した画像の処理の流れについて説明する。階調変換を行い明るさ情報が２５６階調に変換された画像は、位置合わせ部と遅延メモリの両方に送られる。遅延メモリに送られた画像は、設計上同一パターンが形成されているダイのピッチに相当する時間を遅らせて位置合わせ部に送られる。このため、リアルタイムで検出した画像と隣接ダイの２画像が位置合わせ部に送られ、この２画像の位置合わせを行う。次に位置合わせした画像より差画像を算出する。差画像は２系統のしきい値処理が行われる。第１のしきい値処理は、差画像の絶対値に対して一定の値で処理が行われ、このしきい値以上の領域の画像特徴量（明るさ、サイズ情報など）が欠陥判定部に送られる。また、第二のしきい値処理部に流れた差画像は、複数の差画像から明るさのばらつきなどを求め、このばらつきを基にしたしきい値（分散しきい値）を生成して差画像と比較する。このしきい値は、浮動しきい値となる。この浮動しきい値以上となった領域の画像特徴量についても、第一のしきい値処理と同様に、欠陥判定部に送られる。これら２系統から送られた画像特徴量を用いて、総合的に欠陥が判定される。このとき、特定のパターンなどでは明るさむらが大きく、正常部を誤判定して欠陥としてしまうケースがある。この誤判定は、特定のパターンで生じやすいことを利用して、欠陥判定部にウェハの座標情報を入力して、誤判定が起こしやすい領域については、例えしきい値以上であっても、欠陥として判定しない或いは、誤判定である可能性が高いことが分かるようにフラグを立て次の特徴量演算部に送られる。この特徴量演算部では、検出した画像を用いて比較部に送られてきた画像特徴量よりもさらに細かく特徴量を算出する。
同様に、第二のイメージセンサ75についても画像処理が行われ、欠陥部の画像特徴量が算出される。
【００２６】
以上算出した第一のイメージセンサ70と第二のイメージセンサ75の画像特徴量より、欠陥の分類が行われる。この分類結果・座標情報・画像の特徴量などが操作部に出力される。オペレータがこの出力された情報を目視確認することが可能であり、これらの情報はＬＳＩ製造工程の工程管理が行われている上位システムに送られる。
【００２７】
以上の実施例で示した構成や機能及び画像処理内容については、様々な組合せが考えられるが、それらの組合せについても本発明の範囲内であることは明らかである。各実施例ではウエハの主たる回路パターンの方位が２つの場合に対応して照明光学系を２つ設ける構成を示したが、対策すべき主たる回路パターンの方位の数に対応して照明光学系を３つ以上にしても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る光学式欠陥検査装置の光学系の構成概略図である。
【図２】(a1)(b)(c1)は本発明に係る欠陥検査装置を用いてＹ方向照明した場合の散乱分布の説明図であり、(a2)(c2)は従来技術の欠陥検査装置を用いた場合の散乱分布を示す図である。
【図３】本発明に係る欠陥検査装置を用いてＸ方向照明した場合の散乱分布の説明図である。
【図４】本発明に係る欠陥検査装置の検出系の構成概略図である。
【図５】本発明に係る欠陥検査装置全体構成の第一実施形態を示す図である。
【図６】本発明に係る欠陥検査装置全体構成の第二実施形態を示す図である。
【図７】本発明に係る欠陥検査装置による時間分割検出の説明図である。
【図８】本発明に係る欠陥検査装置を用いた場合の検出像の概念図である。
【図９】本発明に係る欠陥検査装置による画像処理のブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…ウェハ，２…Ｙ方向パターン，３…Ｘ方向パターン，８…対物レンズ視野，１０…Y方向照明系，１５…シリンドリカルレンズ，２０…シリンドリカルレンズ，３０…X方向照明系，３５…シリンドリカルレンズ，５０…対物レンズ，５５…結像レンズ，５７・５８…空間フィルタ，７０…イメージセンサ，７５…イメージセンサ，８０…Ｙ方向の線状照明，８５…Ｘ方向の線状照明，１１０…画像処理部，１１５…操作部，１２０…機構系コントローラ，１２５…ＸＹＺθステージ，１３５…光音響光学モジュール
【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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