(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光束と第２光束を発する光源部と、
第１光束を第１照射角度により被検査物の表面に照射する第１照射光学系と、
第２光束を第１照射角度とは異なる第２照射角度により被検査物の表面に照射する第２照射光学系と、
第１照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生じる第１光束の散乱光と、第２照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生じる第２光束の散乱光を受光する受光光学系と、
受光光学系で受光した第１光束の散乱光を第１受光信号に変換する第１受光部と、
受光光学系で受光した第２光束の散乱光を第２受光信号に変換する第２受光部と、
被検査物と照射光学系の照射光束とを相対的に変位させる変位部と、
第１及び第２受光信号の散乱光の強度と、第１及び第２受光信号の散乱光の散乱範囲に基づき、被検査物上の検査対象の種類を判別する判別部とを有し、
判別部が、被検査物表面の位置ごとに、
（Ａ）第１受光信号及び第２受光信号のいずれか一方のみに検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、検査対象の種類を第１検査対象と判別する第１判別処理を行い、
（Ｂ）第１受光信号及び第２受光信号の双方に検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、第１受光信号の散乱光の強度と第２受光信号の散乱光の強度の比を求め、この比が所定レベル以上であれば検査対象の種類を第２検査対象であると判別する第２判別処理を行い、
（Ｃ）第１受光信号及び第２受光信号の双方に検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、第１受光信号の散乱光の強度と第２受光信号の散乱光の強度の比を求め、この比が所定レベル以上であって、さらに、第１受光信号の、散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による第１関数と、第２受光信号の、散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による第２関数とを求め、それらの関数の比が所定値以上であるときに、検査対象の種類を第３検査対象であると判別する第３判別処理を行い、
（Ｄ）第１受光信号又は第２受光信号にこの処理に該当しない検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、検査対象の種類を通常異物と判別する判別処理を行う構成になっていることを特徴とする表面検査装置。
【請求項２】
光源部が発生する第１光束の第１の特徴と、光源部が発生する第２光束の第２の特徴は、光束の波長又は偏光成分であることを特徴とする請求項１記載の表面検査装置。
【請求項３】
第１照射光学系の第１照射角度は、第２照射光学系の第２照射角度よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１又は２記載の表面検査装置。
【請求項４】
判別部は、第１及び第２受光信号の散乱光の強度比を求める散乱光量比処理と、第１及び第２受光信号が所定レベル以上であるか否かにより散乱光の散乱範囲を求める散乱範囲検出処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表面検査装置。
【請求項５】
被検査物がどのような種類であるかに応じて、判別部が判別する検査対象の種類を決定するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表面検査装置。
【請求項６】
被検査物がベアウエハである場合に、判別部は、第１判別処理により第１検査対象としてＣＯＰ（結晶欠陥）を判別し、第１判別処理によりＣＯＰ（結晶欠陥）として判定されなかった検査対象について第２判別処理により第２検査対象としてＣＯＰ（結晶欠陥）を判別し、第３判別処理により第３検査対象として極薄い異物を判別する構成になっていることを特徴とする請求項５記載の表面検査装置。
【請求項７】
被検査物が膜付きウエハのＣＭＰ（ケミカルメカニカルプロセス）処理後の半導体ウエハである場合に、判別部は、第１判別処理により第１異物としてＣＯＰ（結晶欠陥）を判別し、第２判別処理により第２異物としてマイクロスクラッチを判別し、第２判別処理によりマイクロスクラッチとして判定されなかった検査対象について第３判別処理により第３異物としてマイクロスクラッチを判別する構成になっていることを特徴とする請求項５記載の表面検査装置。
【請求項８】
変位部によって、被検査物と照射光学系の照射光束とを相対的に変位させる状態で、異物を判別する方法において、
第１光束を第１照射角度により被検査物の表面に照射するとともに、第２光束を第１照射角度とは異なる第２照射角度により被検査物の表面に照射光学系を介して照射する第１ステップと、
照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生じる第１光束と第２光束の散乱光を第１受光部及び第２受光部で受光する第２ステップと、
第１受光部で受光した第１光束の散乱光を第１受光信号に変換し、また、第２受光部で受光した第２光束の散乱光を第２受光信号に変換する第３ステップと、
第１及び第２受光信号の散乱光の強度及び第１及び第２受光信号の散乱光の散乱範囲に基づき、被検査物上の検査対象の種類を判別する第４ステップとを含み、
第４ステップが、被検査物表面の位置ごとに、
（Ａ）第１受光信号及び第２受光信号のいずれか一方のみに検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、検査対象の種類を第１検査対象と判別する第１判別処理を行い、
（Ｂ）第１受光信号及び第２受光信号の双方に検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、第１受光信号の散乱光の強度と第２受光信号の散乱光の強度の比を求め、この比が所定レベル以上であれば検査対象の種類を第２検査対象であると判別する第２判別処理を行い、
（Ｃ）第１受光信号及び第２受光信号の双方に検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、第１受光信号の散乱光の強度と第２受光信号の散乱光の強度の比を求め、この比が所定レベル以上であって、さらに、第１受光信号の、散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による第１関数と、第２受光信号の、散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による第２関数とを求め、それらの関数の比が所定値以上であるときに、検査対象の種類を第３検査対象であると判別する第３判別処理を行い、
（Ｄ）第１受光信号又は第２受光信号にこの処理に該当しない検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、検査対象の種類を通常異物と判別する判別処理を行うことを特徴とする表面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエハその他の被検査物の表面上の検査対象、たとえば異物やキ  ズ、ＣＯＰ（結晶欠陥）等を検査する表面検査装置及び表面検査方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の技術では、被検査物の表面上に高入射もしくは低入射で光束を照射することにより表面の異物を測定していた。
【０００３】
しかし、検査装置の高感度化及び工程の微細化に伴い、従来の表面検査装置及び表面検査方法では、たとえばBare-Siでは、表面のグローイン欠陥（微小な結 晶欠陥）や、表面研磨工程による残留物の極薄い異物と、従来からの異物とを正確に分離して測定する事はできなかった。
【０００４】
従来からの高入射測定機器のデータと低入射測定機器のデータを重ね合わせ  て、その比較から検査対象を異物と判別している例もあった。
【０００５】
従来からの異物や微小な結晶欠陥と、表面研磨工程による残留物である極薄い異物等とを分離して検出することはできなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
検査の高感度化及び工程の微細化に伴い、とくにBare-Siにおいて、表面のグ ローイン欠陥（微小な結晶欠陥）や、表面研磨工程による残留物の極薄い異物  と、従来からの異物とを正確に分離して測定する事が求められてきている。
【０００７】
また、微細化技術にかかすことができないＣＭＰ（ケミカルメカニカルプロセス）によるマイクロスクラッチやスラリー等を、異物と分離して、感度よく検出できる装置や方法が求められている。
【０００８】
本発明は、異なる少くとも２つの光束を異なる角度で入射し、各角度で入射した２以上の光束の散乱光を、波長によって又は偏光によって分離して、各散乱光の散乱強度及び散乱光の範囲に基づき検査対象の判別を行う表面検査方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は、異なる２以上の光束を異なる角度で入射し、各角度で入射した光束の散乱光を、波長によって又は偏光によって分離して、各散乱光の散乱強度及び散乱光の範囲に基づくとともに、さらに被検査物の種類に応じて検査対象の判別を行う表面検査装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の好適な解決手段は、請求項１〜８に記載の表面検査装置と、請求項９に記載の表面検査方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は、ウエハその他の被検査物の表面上の検査対象、たとえば異物やキ  ズ、ＣＯＰ（結晶欠陥）等を検査する表面検査装置及び表面検査方法を改良したものである。
【００１２】
本発明の典型例においては、第１の特徴を有する第１光束と第２の特徴を有する第２光束を発する光源部と、第１光束を第１照射角度により被検査物の表面に照射する第１照射光学系と、第２光束を第１照射角度とは異なる第２照射角度により被検査物の表面に照射する第２照射光学系と、第１照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生じる第１光束の散乱光と、第２照射光学系で照射されて被検査物表面の検査対象から生じる第２光束の散乱光を受光する受光光学系と、受光光学系で受光した第１光束の散乱光を第１受光信号に変換する第１受光部と、受光光学系で受光した第２光束の散乱光を第２受光信号に変換する第２受光部と、被検査物と照射光学系の照射光束とを相対的に変位させる変位部と、第１及び第２受光信号の散乱光の強度及び第１及び第２受光信号の散乱光の散乱範囲に基づき、被検査物上の検査対象の種類を判別する判別部とから構成されている。
【００１３】
好ましくは、第１光束の第１の特徴と、光源部が発生する第２光束の第２の特徴は、光束の波長又は偏光成分とする。また、第１照射光学系の第１照射角度  は、第２照射光学系の第２照射角度よりも小さく設定する。
【００１４】
好ましくは、判別部は、第１及び第２受光信号の散乱光の強度比を求める散乱光量比処理と、第１及び第２受光信号が所定レベル以上か否かにより散乱光の散乱範囲を求める散乱範囲検出処理を行う。さらに、判別部は、被検査物表面の位置ごとに、次のような判別処理を行う。
【００１５】
（Ａ）第１受光信号又は第２受光信号のいずれか一方のみに検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、検査対象の種類を第１検査対象と判別する第１判別処理を行う。
【００１６】
（Ｂ）第１受光信号及び第２受光信号の双方に検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、第１受光信号の散乱光の強度と第２受光信号の散乱光の強度の比を求め、この比が所定レベル以上であれば検査対象の種類を第２検査対象であると判別する第２判別処理を行う。
【００１７】
（Ｃ）第１受光信号及び第２受光信号の双方に検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、第１受光信号の散乱光の強度と第２受光信号の散乱光の強度の比を求め、この比が所定レベル以上であって、さらに、第１受光信号  の、散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による第１関数と、第２受光信号の、散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による第２関数とを求め、それらの関数の比が所定値以上であるときに、検査対象の種類を第３検査対象であると判別する判別処理を行う。
【００１８】
（Ｄ）第１受光信号又は第２受光信号にこの処理に該当しない検査対象から生じる散乱光が存在すると判断したときに、検査対象の種類を通常異物と判別す  る。
【００１９】
好ましくは、被検査物の種類に応じて、判別部が判別する検査対象の種類を決定するように構成する。
【００２０】
たとえば、被検査物がベアの半導体ウエハ（Bare-Si）である場合に、判別部 は、第１判別処理により第１検査対象としてＣＯＰ（結晶欠陥）を判別し、第２判別処理により第２検査対象としてＣＯＰ（結晶欠陥）を判別し、第３判別処理により第３検査対象として極薄い異物を判別する。
【００２１】
また、被検査物が膜付きウエハのＣＭＰ（ケミカルメカニカルプロセス）処理後の半導体ウエハである場合に、判別部は、第１判別処理により第１異物としてＣＯＰ（結晶欠陥）を判別し、第２判別処理により第２異物としてマイクロスクラッチを判別し、第３判別処理により第３異物としてマイクロスクラッチを判別するように構成することが好ましい。
【００２２】
【実施例】
図１は、本発明の好適な１つの実施例による表面検査装置の主要な光学要素の概略配置図である。
【００２３】
表面検査装置１は、少なくとも第１波長λ１の光束１１と、これと異なる第２波長λ２の光束１２を発するレーザチューブ等の光源部１０と、光源部１０からの第１波長λ１の光束１１を第１照射角度θ１によって、被検査物である半導体ウエハ２に照射する第１照射光学系２０と、光源部１０からの第２波長λ２の光束１２を第２照射角度θ２によって、第１照射光学系１０と同様に半導体ウエハ２の表面の検査点Ｐ上に照射する第２照射光学系３０と、第１照射光学系２０と第２照射光学系３０によって照射された光束１１、１２による半導体ウエハ２の表面の検査点Ｐからの散乱光を第１受光方向から受光する第１受光光学系４０  と、第１照射光学系１０又は第２照射光学系３０によって照射された光束１１、１２による半導体ウエハ２の表面の検査点Ｐからの散乱光を第１受光方向とは異なる第２受光方向から受光する第２受光光学系５０と、被検査物たる半導体ウエハ２を上記第１照射光学系２０の照射光束１１に対して相対的に直線及び回転移動可能とする変位部６０とを有する。第１受光光学系４０の仰角は、３０°であり、第２受光光学系５０の仰角は、３０°である。
【００２４】
光源部１０を説明すると、少なくとも第１波長の光束１１と、これとは異なる第２波長の光束１２を発する光源部１０としては、複数の波長の光束を発する各種のものが利用できる。例えばマルチラインのレーザのように一つの光源で複数の波長の光束を発するものや、異なる波長の光束を発する複数の光源の光束をハーフミラーなどで合成して一つのビームを形成するものが採用できる。
【００２５】
マルチラインのレーザを採用する際に、不必要な波長の光束が発生する場合  は、第１波長と第２波長を通過させるバンドパスフィルターを通過させることにより、必要な波長の光束のみを取り出すことができる。
【００２６】
異なる波長の光束を発する複数の光源を使用する場合は、複数の光束をハーフミラーなどで合成して一つのビームを形成する。その一例を図１２に示す。２個の光源１０からビーム（光束）２１０を発し、ミラー２１１で反射してから、途中でハーフミラー２０１で合成して合成ビーム２１２を作る。合成ビーム２１２は、レンズユニット２１３と一連のミラー２１４〜２１６を介し、２種類の波長の光束２１７、２１８が異なる入射角度で被検査物２上に照射される。たとえ  ば、ヘリウムカドミウムレーザを使用し、４４１．６ｎｍの波長と３２５ｎｍの波長を選択する。
【００２７】
図１の例で光源部１０としてアルゴンイオンレーザを用いれば、４８８ｎｍの波長と５１４．５ｎｍの波長が選択できる。光源部１０から射出された光束は、第１波長λ１の光束１１を通過させ、第２波長λ２の光束１２を反射させるダイクロイックミラー３によって、第１波長の光束１１と第２波長の光束１２が分離される。第１波長の光束１１は、第１ミラー２１によって向きが変えられ、第１照射レンズ群２２、第２ミラー２３を介して第１照射角度θ１で被検査物２の表面の照射点Ｐに照射される。第２波長の光束１２は、ダイクロイックミラー３によって反射され、第２照射レンズ群３１、第３ミラー３２及び第４ミラー３３を介して第２照射角度θ２で被検査物２の表面の照射点Ｐに照射される。
【００２８】
被検査物２の表面上の照射点Ｐに検査対象すなわち異物等が存在した場合、これに照射光束が照射されると、所定の指向性に従って散乱光が生じる。第１照射角度θ１及び第２照射角度θ２は、被検査物２の法線方向を基準に設定する。図１の実施例において、第１照射角度θ１は、入射角度として０度から４０度の範囲から所定角度が選択される。第２照射角度θ２は５０度から８５度の範囲から所定角度が選択される。水平方向は、一致していても異なっていても差し支えない。
【００２９】
図１の実施例においては、第１照射角度θ１＜第２照射角度θ２の関係が成立している。第１波長λ１と第２波長λ２の大きさは、任意に選択可能である。但し、入射角度が大きいほど検出感度が良くなり、また使用波長λが短いほど検出感度が良くなる傾向があるので、第１波長λ１よりも第２波長λ２が短い関係  （第１波長λ１＞第２波長λ２）とすれば、それにより、第１照射角度θ１による検出感度と第２照射角度θ２による検出感度とが等しくなる方向に設定することができる。
【００３０】
次は、第１受光光学系４０（側方散乱光）と第２受光光学系５０（前方散乱）を説明する。
【００３１】
前述の散乱光を受光するために第１受光光学系４０と第２受光光学系５０が設けられている。第１受光光学系４０は、第１照射光学系２０と第２照射光学系３０によって照射された光束１１、１２による、半導体ウエハ２の表面の検査点Ｐからの散乱光を第１受光方向から受光する。第２受光光学系５０は、第１照射光学系２０又は第２照射光学系３０によって照射された光束１１、１２による、半導体ウエハ２の表面の検査点Ｐからの散乱光を第１受光方向とは異なる第２受光方向から受光する。
【００３２】
第１受光方向の第１受光水平角θＨ１（たとえば９０°）及び第２受光方向の第２受光水平角θＨ２（たとえば５０°）は、第１照射光学系２０又は第２照射光学系３０による照射光束１１、１２が被検査物２で鏡面反射されたときの反射方向を基準に測る。図１の実施例においては、第１受光水平角θＨ１＞第２受光水平角θＨ２の関係にある。
【００３３】
第１及び第２受光方向の受光仰角は例えば３０°に設定される。
【００３４】
図２に示すように、第１受光光学系４０で受光された光束は、受光光路に挿入又はこれから離脱するために矢印方向（図２の上下方向）に移動可能に配置されているＮＤフィルタ２００を経たあと、第１波長λ１の光束と第２波長λ２の光束に第２ダイクロイックミラー４５で分離される。そして、第１受光部４１は、第１受光光学系４０で受光した第１波長λ１の散乱光を受光し、第１受光信号に変換する。第２受光部４２は、第１受光光学系４０で受光した第２波長λ２の散乱光を受光し、第２受光信号に変換する。
【００３５】
第２受光光学系５０も、図２に示すものと同様の光学系により、矢印方向（図２の上下方向）に移動可能に配置されているＮＤフィルタを経たあと、第１波長λ１の光束と第２波長λ２の光束にダイクロイックミラー４５で分離する。第３受光部４３が、第２受光光学系５０で受光した第１波長λ１の散乱光を受光し、第３受光信号に変換する。第４受光部４４が、第２受光光学系５０で受光した第２波長λ２の散乱光を受光し、第４受光信号に変換する。
【００３６】
前述の第１受光部乃至第４受光部４１〜４４は、フォトマルチプライヤーなどの高感度の受光素子で構成するのが望ましい。
【００３７】
また、変位部６０を説明すると、変位部６０は、被検査物２を回転変位させる回転変位部６１と、被検査物２を直線変位させる直線変位部６２とから構成されている。回転変位部６１の一回転の変位に対して、直線変位を光束の幅の所定割合だけ移動させるようにすることで、被検査物２を第１及び第２照射光学系２  ０、３０の照射光により、被検査物２をくまなく螺旋走査を行う。
【００３８】
本発明は前述のような走査方法に限られるものではなく、回転変位の代わりに照射光束をポリゴンミラーなどで直線走査を行うようにしてもよい。
【００３９】
図１の実施例では、回転変位部６１が回転テーブルを回転させる回転モータにより構成され、直線変位部６２がその回転モータを直線的に移動させるスライド移動部で構成されている。スライド移動部は、その移動により照射光学系２０、３０の照射光束１１、１２の照射位置が被検査物２の中心を通り、直径方向によぎるように変位させる。
【００４０】
図３は、本発明による表面検査装置のブロック図である。
【００４１】
第１乃至第４受光部４１、４２、４３、４４の第１乃至第４受光信号は、それぞれ第１乃至第４Ａ／Ｄ変換器１１１、１１２、１１３、１１４により、デジタル信号に変換された後、信号処理部の働きを行う制御演算部１２０に送られ所定の信号処理がなされる。制御演算部１２０は、後述する受光信号の選択と所定の信号処理を行い、検査結果を必要に応じて表示部１３０で表示させたり、記憶部１４０に記憶したり、その記憶内容の読み出しを行う。
【００４２】
また、制御演算部１２０は、判別部１６０を制御する。判別部１６０は、後述する被検査物上の検査対象の種類の判別を行う。
【００４３】
さらに、制御演算部１２０は、回転変位部６１の回転モータや直線変位部６２のスライド移動部を制御したり、被検査物２の種類に応じて、第１乃至第４受光部４１、４２、４３，４４の感度切換部１５０を制御する。
【００４４】
感度切換部１５０は、ＮＤフィルター２００を図２の矢印方向に移動して、第１乃至第４受光部４１、４２、４３、４４の受光窓ににＮＤフィルター２００を挿入して感度を下げたり、受光窓からＮＤフィルター２００を離脱して感度を上げたりすることにより感度切換を行う。
【００４５】
第１乃至第４受光部４１、４２、４３、４４をフォトマルチプライヤーで形成したときには、これらに加える電圧を調整することにより、感度を切り換えることもできる。
【００４６】
さらに、受光部の感度切換について説明する。
【００４７】
検査が開始されると、まず被検査物２の種類を判別する。たとえば、表面散乱の少ないもの（例えばベアウエハ、ＳｉＯ2 膜付きのもの）か、表面散乱の多いもの（例えば、金属膜付きのウエハ）かを判別する。被検査物２が、表面散乱の少ない被検査物のときには、第１乃至第４受光部４１〜４４の感度を表面散乱の少ない被検査物に適した設定とする。すなわち表面散乱の少ない被検査物のときには、第１受光部４１及び第３受光部４３の感度を高感度に切換え、第２受光部４２及び第４受光部４４の感度を低感度に切換えて検査が行われる。
【００４８】
被検査物２の種類が、表面散乱の多いもの（例えば、金属膜付きのウエハ）と判断されたときには、第１乃至第４受光部４１〜４４の感度を表面散乱の多い被検査物に適した設定とする。すなわち表面散乱の多い被検査物のときには、第１受光部４１及び第３受光部４３の感度を低感度に切換え、第２受光部４２及び第４受光部４４の感度を高感度に切換えて検査が行われる。
【００４９】
次に、制御演算部１２０による受光信号の選択について説明する。
【００５０】
被検査物２が、表面散乱の少ないもの（例えばベアウエハ、ＳｉＯ2 膜付きのもの）である場合、第１乃至第４受光部４１〜４４の感度を表面散乱の少ない被検査物に適した設定とされる。すなわち表面散乱の少ない被検査物のときには、第１受光部４１及び第３受光部４３の感度を高感度に切換え、第２受光部４２及び第４受光部４４の感度を低感度に切換える。この状態で検査が行われる。
【００５１】
このときに、高角度で照射される光束による第１波長λ１の散乱光は、高感度に設定された第１受光部４１と、低感度に設定された第２受光部４２で受光さ  れ、それぞれ第１受光信号と、第２受光信号が形成される。
【００５２】
低角度で照射される光束による第２波長λ２の散乱光は、高感度に設定された第３受光部４３と、低感度に設定された第４受光部４４で受光され、第３受光信号と、第４受光信号が形成される。
【００５３】
検査対象を抽出する信号処理が行われる受光信号は、検査対象からの散乱光の強度によって決定される。第１受光信号又は第２受光信号が第１波長λ１の散乱光の信号として信号処理の対象に選択される。これにより高角度照射の場合の散乱特性が得られる。
【００５４】
一方、低角度照射の場合の散乱特性に関しては、第３受光信号又は第４受光信号が第２波長λ２の散乱光の信号として信号処理の対象に選択される。
【００５５】
選択された受光信号は、制御演算部１２０により所定の信号処理が施される。制御演算部１２０は、この信号処理により、検査対象を抽出して検査対象データを求める。
【００５６】
検査対象データは、スタート座標、ピーク座標、エンド座標及びピークレベル値の４つの要素からなる。
【００５７】
図４は、受光信号における検査対象データの構造を示した図である。図５は、検査対象データの模式図である。
【００５８】
検出光を所定方向に走査させていくとき、検査対象の散乱信号がスレッショルド信号（図４に水平に実線で示されている）を越えたら、そこをスタート座標  （Ｓｔａｒｔ）として記憶し、その後、検査対象散乱信号がスレッショルド信号を下回ったら、そこをエンド座標（Ｅｎｄ）として記憶し、スタート座標とエンド座標との間で検査対象散乱信号が最も大きかったところをピークレベル値（Ｐｅａｋ）として記憶する。スタート座標（Ｓｔａｒｔ）、ピークレベル値（Ｐｅａｋ）およびエンド座標（Ｅｎｄ）からなる検査対象データに基いて被検査物の表面上の検査対象を特定する。
【００５９】
図４においては、検査対象は、Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃが特定されるので、検査対象の個数は３になる。この場合、区間Ａ、Ｂのデータは検査対象の個数に無関係になり、検査対象の個数は３個とカウントされるのである。
【００６０】
図６は、後述する座標のアライメント処理を示す図である。
【００６１】
前述の記憶された検査対象データの数点を用いて判別部１６０が座標アライメントを行い、高入射側と低入射側の座標を合わせる。
【００６２】
図７は、ベアウエハでの検査処理を示す図である。
【００６３】
座標アライメントを行った後、判別部１６０が後述する所定の判別処理を行い検査対象の種類を判別する。その結果、たとえば図７に示すような検出結果を得る。
【００６４】
図８は、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルプロセス）処理後の膜付きウエハでの検査処理を示す図である。
【００６５】
座標アライメントを行った後、判別部１６０が後述する所定の判別処理を行い検査対象の種類を判別する。その結果、たとえば図８に示すような検出結果を得る。
【００６６】
次に、検査の手順について説明する。
【００６７】
図９は、検査の概略手順を示すフローチャートである。
【００６８】
まず、ステップＳ１において、初期設定が行われる。初期設定においては被検査物２の種類が判別され、第１乃至第４受光部４１〜４４の感度が判別された被検査物に適した設定にされる。
【００６９】
ステップＳ２では、第１照射光学系２０及び第２照射光学系３０から第１波長λ１の光束１１と第２波長λ２の光束１２がともに照射された状態で変位部６０が回転変位と直線変位を行い、ウエハを回転及び直線移動させてヘリカルスキャンを実行する。次に、ステップＳ３に進む。
【００７０】
ステップＳ３では、制御演算部１２０が前述のように受光信号を選択し、記憶部１４０に、受光信号を測定データとして記憶する。次にステップＳ４進む。
【００７１】
ステップＳ４では、判別部１６０が検査対象データの抽出を行う。判別部１６０が、記憶部１４０に記憶された測定データの高入射データと低入射データ中で所定のスライスレベルを越えた部分（検査対象データ）を抽出する。ここで、高入射データとは、高い位置から入射した光束により得られる測定データである。低入射データとは、低い位置から入射した光束により得られる測定データであ  る。
【００７２】
さらに、判別部１６０が高入射データにおける検査対象から、所定の条件（たとえば、座標として重なる部分がある等）を用いて高入射側の散乱光の散乱範囲や散乱光の強度等を求める。さらに、判別部１６０が低入射データにおける検査対象から、所定の条件（たとえば、座標として重なる部分がある等）を用いて低入射側の散乱光の散乱範囲や散乱光の強度等を求める。そして、判別部１６０  は、座標アライメントを行い、検査対象データを高入射側と低入射側とで対応させる。次に、ステップＳ５に進む。
【００７３】
ステップＳ５では、判別部１６０が測定対象ごとに測定処理の種類を選択す  る。測定対象がベアウエハであれば、ステップＳ６に進み、ベアウエハの表面上の検査対象の種類が判別される。判別結果は、制御演算部１２０で合成され、ステップＳ８へ進む。
【００７４】
ステップＳ８では、検査対象の種類の判別結果を表示部１３０で表示し、ステップＳ９に進む。
【００７５】
ステップＳ９では、測定終了かどうかが判断される。測定終了でなければ、新たな測定が行われる。測定終了であれば、そのまま終了する。
【００７６】
ステップＳ５において、測定対象がＣＭＰ処理後の膜付ウエハである場合は、ステップＳ７に進み、ＣＭＰ処理後の膜付ウエハの表面上の検査対象の種類が判別される。判別結果は、制御演算部１２０で合成され、ステップＳ８に進む。
【００７７】
ステップＳ８では、検査対象の種類の判別結果を表示部１３０で表示し、ステップＳ９に進む。
【００７８】
ステップＳ９では、測定終了かどうかが判断される。測定終了でなければ、新たな測定が行われる。測定終了であれば、そのまま終了する。
【００７９】
以下に、図９のステップＳ６におけるベアウエハ測定処理について詳細に説明する。
【００８０】
図１０は、ベアウエハの測定処理の詳細フローチャートの一例を示す。
【００８１】
判別部１６０は、図９のフローチャートのステップＳ４で行った検査対象データの抽出処理の結果に基づいて、被検査物表面における座標ごとに検査対象の種類の判別を行う。検査対象の種類の判別処理の方法は、図１０のフローチャートに示すようになる。
【００８２】
まず、ステップＳ６１では、高入射データで検査対象が抽出されたか否かが判断される。高入射データで検査対象が抽出されたら、ステップＳ６２に進む。
【００８３】
ステップＳ６２では、低入射データで検査対象が抽出されたか否かが判断される。低入射データで検査対象が抽出されたらステップＳ６３に進む。
【００８４】
ステップＳ６３では、次の式（１）が満たされるか否かが判断される。
【００８５】
高入射散乱レベル／低入射散乱レベル＞１．５  ・・・（１）
ここで、散乱レベルは散乱光の強度を表す数値である。式（１）は、高入射側と低入射側の散乱光の強度の比が所定レベル以上か否かを判断するための式である。
【００８６】
式（１）を満たす場合は、ステップＳ６４に進む。
【００８７】
ステップＳ６４では、次の式（２）が満たされるか否かが判断される。
【００８８】
Ｆ（高入射スキャン時間、高入射散乱光量）／Ｆ（低入射スキャン時間、低入射散乱光量）＞２  ・・・（２）
ここで、Ｆはスキャン時間と散乱光量を変数とする関数である。また、スキャン時間は、散乱光の散乱範囲を表す変数である。散乱光量は散乱光の強度を表す変数である。式（２）は、高入射側と低入射側の散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による関数の比が所定値以上であるか否かを判断するための式である。
【００８９】
式（２）を満たす場合は、ステップＳ６５に進む。
【００９０】
ステップＳ６５では、検査対象の種類は極薄い異物であると判別され、ステップＳ６６に進む。
【００９１】
ステップＳ６６では、検査対象の種類の判別結果がベアウエハ表面上の他の検査対象の種類の判別結果と合成され、ステップＳ８（図９）へ進み、検査対象の種類の判別結果が表示部１３０で表示される。
【００９２】
ステップＳ６４で式（２）を満たさない場合は、ステップＳ６７に進む。ステップＳ６７では、検査対象の種類はＣＯＰ（結晶欠陥）であると判別され、ステップＳ６６に進み、判別結果の合成が行われる。
【００９３】
ステップＳ６３で式（１）を満たさない場合は、ステップＳ６９に進む。
【００９４】
ステップＳ６９では、検査対象の種類は通常の異物と判別され、ステップＳ６６に進み、判別結果の合成が行われる。
【００９５】
ステップＳ６２で、低入射データで検査対象が抽出されない場合は、ステップＳ６７に進む。ステップＳ６７では、検査対象の種類はＣＯＰ（結晶欠陥）であると判別され、ステップＳ６６に進み、判別結果の合成が行われる。
【００９６】
ステップＳ６１で、高入射データに検査対象が抽出されない場合、ステップＳ６８に進む。
【００９７】
ステップＳ６８では、低入射データで検査対象が抽出されたか否かが判断される。低入射データで検査対象が抽出されたら、ステップＳ６９に進み、検査対象の種類は通常異物と判断される。次にステップＳ６６に進み、判別結果の合成が行われる。
【００９８】
ステップＳ６８で、低入射データで検査対象が抽出されない場合、ステップＳ６１０に進む。
【００９９】
ステップＳ６１０では、検査対象は存在しない（異物やＣＯＰは存在しない）と判別され、ステップＳ６６に進む。ステップＳ６６で、判別結果の合成が行われる。
【０１００】
表１に、図１０のフローチャートによるベアウエハの検査対象の種類の判別表の一例を示す。
【０１０１】
【表１】
0004409701.tif 000002
表１の式（２）において、Ｆは、スキャン時間と散乱光量を変数とする関数である。
【０１０２】
以上の測定処理により、たとえば図７に示すような検出結果が得られる。
【０１０３】
図７において、検査対象Ａ、Ｅ、Ｆは、異物（Particle）と検出される。検査対象Ｂは、ＣＯＰ（結晶欠陥）として検出される。検査対象Ｄは、ＣＯＰ（結晶欠陥）として検出される。検査対象Ｃは、極薄い異物（Thin Particle）として 検出される。
【０１０４】
以下に、図９のステップＳ７におけるＣＭＰ処理後の膜付ウエハ測定処理について詳細に説明する。
【０１０５】
図１１は、ＣＭＰ処理後の膜付ウエハ測定処理の詳細フローチャートの一例を示す。
【０１０６】
判別部１６０は、図９のフローチャートのステップＳ４で行った検査対象データの抽出処理に基づいて、被査物表面における座標ごとに検査対象の種類の判別を行う。検査対象の種類の判別処理の方法は、図１１のフローチャートのようになる。
【０１０７】
まず、ステップＳ７１では、高入射データで検査対象が抽出されたか否かが判断される。高入射データで検査対象が抽出されたら、ステップＳ７２に進む。
【０１０８】
ステップＳ７２では、低入射データで検査対象が抽出されたか否かが判断される。低入射データで検査対象が抽出されたら、ステップＳ７３に進む。
【０１０９】
ステップＳ７３では、次の式（３）が満たされるか否かが判断される。
【０１１０】
高入射散乱レベル／低入射散乱レベル＞１．５  ・・・（３）
ここで、散乱レベルは、散乱光の強度を表す数値である。式（３）は、高入射側と低入射側の散乱光の強度の比が所定レベル以上か否かを判断するための式である。定数１．５はＣＭＰ装置によって異なる場合がある。
【０１１１】
式（３）を満たす場合は、ステップＳ７４に進む。
【０１１２】
ステップＳ７４では、検査対象の種類はマイクロスクラッチであると判別さ  れ、ステップＳ７５に進む。
【０１１３】
ステップＳ７５では、検査対象の種類の判別結果がベアウエハ表面上の他の検査対象の種類の判別結果と合成され、ステップＳ８（図９）へ進み、検査対象の種類の判別結果が表示部１３０で表示される。
【０１１４】
ステップＳ７３で式（３）を満たさない場合、ステップＳ７６に進む。
【０１１５】
ステップＳ７６では、次の式（４）及び式（５）が満たされるか否かが判断される。
【０１１６】
高入射散乱レベル／低入射散乱レベル＞１．０  ・・・（４）
Ｇ（高入射スキャン面積、高入射散乱光量）／Ｇ（低入射スキャン面積、低入射散乱光量）＞２  ・・・（５）
ここで、散乱レベルは、散乱光の強度を表す数値である。式（４）は、高入射側と低入射側の散乱光の強度の比が所定レベル以上か否かを判断するための式である。式（４）の右辺の定数１．０はＣＭＰ装置によって異なる場合がある。
【０１１７】
Ｇは、スキャン面積と散乱光量を変数とする関数である。また、スキャン面積は、散乱光の散乱範囲を表す変数である。スキャン面積は、図１３（検査対象の分布を示した模式図）に示すように、たとえば検査対象の幅を利用して求める。散乱光量は、散乱光の強度を表す変数である。式（５）は高入射側と低入射側の散乱光の強度と散乱光の散乱範囲による関数の比が、所定値以上であるか否かを判断するための式である。式（５）の右辺の定数２はＣＭＰ装置によって異なる場合がある。
【０１１８】
式（４）と式（５）を満たす場合は、ステップＳ７７に進む。
【０１１９】
ステップＳ７７では、検査対象の種類がマイクロスクラッチと判別され、ステップＳ７５に進む。ステップＳ７５では、前述したように判別結果の合成が行われる。
【０１２０】
ステップＳ７６において、式（４）又は式（５）が満たされない場合は、ステップＳ７１０に進む。ステップＳ７１０では、検査対象の種類が通常の異物と判別され、ステップＳ７５に進む。ステップＳ７５では、前述したように判別結果の合成が行われる。
【０１２１】
ステップＳ７２において、低入射データで検査対象が抽出されない場合は、ステップＳ７８に進む。ステップＳ７８では、検査対象の種類がＣＯＰ（結晶欠  陥）と判別され、ステップＳ７５に進む。ステップＳ７５では、前述したように判別結果の合成が行われる。
【０１２２】
ステップＳ７１において、高入射データで検査対象が抽出されない場合は、ステップＳ７９に進む。
【０１２３】
ステップＳ７９では、低入射データで検査対象が抽出されるか否かが判断される。検査対象が抽出されたならば、ステップＳ７１０に進む。
【０１２４】
ステップＳ７１０では、検査対象の種類が通常の異物であると判別され、ステップＳ７５に進む。
【０１２５】
ステップＳ７５では、前述したように判別結果の合成が行われる。
【０１２６】
ステップＳ７９で、低入射データで検査対象が抽出されない場合、ステップＳ７１１に進む。ステップＳ７１１では、検査対象は存在しない（異物やマイクロスクラッチは存在しない）と判別され、ステップＳ７５に進む。ステップＳ７５では、前述したように判別結果の合成が行われる。
【０１２７】
表２は、図１１のフローチャートによるＣＭＰ処理後の膜付ウエハの検査対象の種類の判別表を示す。
【０１２８】
【表２】
0004409701.tif 000003
表２において、Ｇは、スキャン面積と散乱光量を変数とする関数である。
【０１２９】
以上の測定処理により、たとえば図８に示すような検出結果が得られる。
【０１３０】
図８において、検査対象Ａ、Ｅ、Ｆは、異物（Particle）と検出される。検査対象Ｂは、ＣＯＰ（結晶欠陥）として検出される。検査対象Ｃは、マイクロスクラッチ（Micro-scratch）として検出される。検査対象Ｄは、マイクロスクラッ チ（Micro-scratch）として検出される。
【０１３１】
【発明の効果】
本発明によれば、第１光束と第２光束の散乱光の強度の違いや、第１光束と第２光束の散乱光の散乱範囲に基いて、ＣＯＰ（結晶欠陥）と異物との分離測定をより正確に行うことが可能となった。
【０１３２】
本発明によれば、ＣＯＰ（結晶欠陥）や、マイクロスクラッチ、主に表面研磨工程で生じる極薄い異物等の、従来では分離測定が困難であった検査対象を分離して測定することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１つの実施例による表面検査装置の主要な光学要素の概略配置図。
【図２】本発明の１つの実施例による表面検査装置における受光光学系の詳細図。
【図３】本発明の１つの実施例による表面検査装置のブロック図。
【図４】本発明の１つの実施例による表面検査装置における受光信号における検査対象データの構造を示す図。
【図５】本発明の１つの実施例による表面検査装置における検査対象データの模式図。
【図６】本発明の１つの実施例による表面検査装置における座標のアライメント処理を示す図。
【図７】本発明の１つの実施例による表面検査装置におけるベアウエハでの検査処理を示す図。
【図８】本発明の好適な実施例による表面検査装置におけるＣＭＰ（ケミカルメカニカルプロセス）処理後の膜付ウエハでの検査処理を示す図。
【図９】本発明の好適な実施例による表面検査装置における検査の概略手順を示すフローチャートを示す図。
【図１０】本発明の好適な実施例による表面検査装置におけるベアウエハの測定処理の詳細フローチャートの一例を示す図。
【図１１】本発明の好適な実施例による表面検査装置におけるＣＭＰ処理後の膜付ウエハ測定処理の詳細フローチャートの一例を示す図。
【図１２】本発明の好適な実施例による表面検査装置における異なる波長を有する２つの光束が異なる入射角度で入射する様子を示すシステムブロック図。
【図１３】本発明の好適な実施例による表面検査装置における検査対象の分布を示した模式図。
【符号の説明】
１  表面検査装置
２  被検査物
３  ダイクロイックミラー
１０  光源部
２０  第１照射光学系
３０  第２照射光学系
４０  第１受光光学系
４１  第２ダイクロイックミラー
５０  第２受光光学系
６０  変位部
６１  回転変位部
６２  直線変位部
４１〜４４  第１乃至第４受光部
１１１〜１１４  第１乃至第４Ａ／Ｄ変換器
１２０  制御演算部
１３０  表示部
１４０  記憶部
１５０  感度切換部
１６０  判別部
【図１】
0004409701.tif 000004
【図２】
0004409701.tif 000005
【図３】
0004409701.tif 000006
【図４】
0004409701.tif 000007
【図５】
0004409701.tif 000008
【図６】
0004409701.tif 000009
【図７】
0004409701.tif 000010
【図８】
0004409701.tif 000011
【図９】
0004409701.tif 000012
【図１０】
0004409701.tif 000013
【図１１】
0004409701.tif 000014
【図１２】
0004409701.tif 000015
【図１３】
0004409701.tif 000016