(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子増倍手段を有する光電変換イメージセンサを備えた検出器と、
照明光を検査対象の斜方より照明する照明手段と、
前記検査対象からの反射散乱光を斜方もしくは上方に配した前記検出器で受光する検出
手段と、
前記検査対象を走査することにより前記検出器で光学的に画像を取得する走査手段と、
前記光電変換イメージセンサの前段に光電変換部を有し、前記光電変換イメージセンサ
と前記光電変換部との間を真空状態に維持する構造を有し、前記光電変換部にて変換した電子に電圧を印加する電圧印加部を有する検出器と、
前記電圧印加部の印加電圧を制御する印加電圧制御部と、
前記検出器に入射する光子数と前記印加電圧により制御可能な電子増倍ゲインから前記検出器の出力信号，ノイズ、前記出力信号と前記ノイズの比率を算出するＳＮ比算出部と、
外部入力手段により入力した出力信号とノイズの比率の目標値とを比較し、前記目標値以上の出力信号とノイズの比率となるように前記印加電圧制御部を制御して該電子増倍ゲインを調整する電子増倍ゲイン制御部と、を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
電子増倍手段を有する光電変換イメージセンサを備えた検出器と、
照明光を検査対象の斜方より照明する照明手段と、
前記検査対象からの反射散乱光を斜方もしくは上方に配した前記検出器で受光する検出
手段と、
前記検査対象を走査することにより前記検出器で光学的に画像を取得する走査手段と、
前記光電変換イメージセンサの前段に光電変換部を有し、前記光電変換イメージセンサと前記光電変換部との間を真空状態に維持する構造を有し、前記光電変換部にて変換した電子に電圧を印加する電圧印加部を有する検出器と、
前記光電変換イメージセンサの電荷転送部と読み出しレジスタの間に直列に配した複数
の電子増倍レジスタと、
該電子増倍レジスタに電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部の印加電圧を制御する印加電圧制御部と、
前記検出器に入射する光子数と前記印加電圧により制御可能な電子増倍ゲインから前記検出器の出力信号，ノイズ、前記出力信号と前記ノイズの比率を算出するＳＮ比算出部と、外部入力手段により入力した出力信号とノイズの比率の目標値とを比較し、前記目標値以上の出力信号とノイズの比率となるように前記印加電圧制御部を制御して該電子増倍ゲインを調整する電子増倍ゲイン制御部と、を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項３】
電子増倍手段を有する光電変換イメージセンサを備えた検出器と、
照明光を検査対象の斜方より照明する照明手段と、
前記検査対象からの反射散乱光を斜方もしくは上方に配した前記検出器で受光する検出
手段と、
前記検査対象を走査することにより前記検出器で光学的に画像を取得する走査手段と、
前記光電変換イメージセンサの前段に光電変換部を有し、前記光電変換イメージセンサ
と前記光電変換部との間を真空状態に維持する構造を有し、前記光電変換部にて変換した電子に電圧を印加する電圧印加部を有する検出器と、
前記電圧印加部の印加電圧を制御する印加電圧制御部と、
検査対象に付着させた標準粒子等の大きさの判明している粒子を前記検出器で検出した際の出力信号とこの時のノイズから出力信号とノイズの比率を算出するＳＮ比算出部と、
外部入力手段により入力した出力信号とノイズの比率の目標値とを比較し、前記目標値以上の出力信号とノイズの比率となるように前記印加電圧制御部を制御して該電子増倍ゲインを調整する電子増倍ゲイン制御部と、を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項４】
電子増倍手段を有する光電変換イメージセンサを備えた検出器と、
照明光を検査対象の斜方より照明する照明手段と、
前記検査対象からの反射散乱光を斜方もしくは上方に配した前記検出器で受光する検出
手段と、
前記検査対象を走査することにより前記検出器で光学的に画像を取得する走査手段と、
前記光電変換イメージセンサの前段に光電変換部を有し、前記光電変換イメージセンサ
と前記光電変換部との間を真空状態に維持する構造を有し、前記光電変換部にて変換した電子に電圧を印加する電圧印加部を有する検出器と、
前記光電変換イメージセンサの電荷転送部と読み出しレジスタの間に直列に配した複数
の電子増倍レジスタと、
該電子増倍レジスタに電圧を印加する電圧印加部と、
前記電圧印加部の印加電圧を制御する印加電圧制御部と、
検査対象に付着させた標準粒子等の大きさの判明している粒子を前記検出器で検出した際の出力信号とこの時のノイズから出力信号とノイズの比率を算出するＳＮ比算出部と、
外部入力手段により入力した出力信号とノイズの比率の目標値とを比較し、前記目標値以上の出力信号とノイズの比率となるように前記印加電圧制御部を制御して該電子増倍ゲインを調整する電子増倍ゲイン制御部と、を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の欠陥検査装置において、
前記光電変換イメージセンサは時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサであることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項６】
請求項５記載の時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサは、アンチブルーミングＴＤＩイメージセンサであることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項７】
請求項５または６記載の時間遅延積分型（ＴＤＩ）イメージセンサは裏面照射型ＴＤＩイメージセンサであることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載のイメージセンサは画素方向で複数に分割され、分割した数画素の単位（タップ）毎に並列に読み出し可能なマルチタップ型イメージセンサであ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】
本発明は半導体ウェハ等の被検査物に形成されたパターンの欠陥(ショートや断線など)や被検査物表面の異物を検出するパターン検査，異物検査装置及び検査方法に係り、特に検出器として一次元もしくは二次元のイメージセンサを用いた検査装置及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウェハ等に形成されたパターンの欠陥（ショートや断線など）や被検査物表面の異物を検出する欠陥検査装置は、半導体パターンの微細化により、より高い分解能が求められるとともに、スループットの向上も求められている。その要求を満たすためには、検出器の感度向上が必須である。この技術に関し、従来は、特許文献１に記載のように検出器に時間遅延積分型イメージセンサであるＴＤＩ(Time Delay & Integration)イメージセンサを使用することで蓄積電荷量を増やす方法や特許文献２に記載のように裏面照射型
ＴＤＩイメージセンサを使用することで、光電変換の量子効率を向上させ検出光量を増加させる方法などが提案されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０１８４７号公報
【特許文献２】特開２００１−１９４３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光電変換型のイメージセンサを検出器として用いた検査装置において、検出器の感度を数倍以上向上させるためには、イメージセンサの受光構造が表面照射型，裏面照射型何れの場合でも、１画素当りの感度は変わらないため、画素サイズを大きくするかＴＤＩの段数を増やすしかない。この場合、装置スループットを落とさず検査対象を検査するためには、イメージセンサのサイズが感度向上分に比例して大きくなるため、大面積イメージセンサ製造に伴う画素欠陥発生頻度増加などによる歩留まり低下への危惧，照明及び検出光学系の大幅な変更に伴うレンズ開発などの技術的リスク及び開発期間やコストの増大などの問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記課題を解決するために、暗視野照明・反射散乱光検出を備えた欠陥検査装置において、検出器の変更のみで検査装置の感度を向上させる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記目的を達成するために、一次元もしくは二次元の光電変換イメージセンサの前段もしくは後段に電子増倍手段を有する検出器を有し、照明光を検査対象の斜方より照明する照明手段と検査対象からの反射散乱光を斜方もしくは上方に配した検出器で受光する検出手段を有し、検査対象を搭載したステージを走査するかもしくは検出器を走査することにより光学的に画像を取得し、画像処理等により検査対象の欠陥等を検査することを特徴とする欠陥検査方法である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、照明光を検査対象の斜方より照明する照明手段と検査対象からの反射散乱光を斜方もしくは上方に配した検出器で受光する検出手段を有し、検査対象を搭載したステージを走査するかもしくは検出器を走査することにより光学的に画像を取得し、画像処理等により検査対象の欠陥等を検査する暗視野照明・反射散乱光検出の検査装置において、一次元もしくは二次元の光電変換イメージセンサの前段もしくは後段に電子増倍手段を有する検出器を用いることにより、入射フォトン数が少なくてもＳＮ比が格段に向上するため、入射フォトン数が少ない微小な欠陥や異物を検出可能となり、高感度な欠陥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】
【０００８】
以下、本発明を図面を用いて説明する。図１は、本発明の欠陥検査装置の一実施例を示す図である。
【０００９】
ステージ６は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ（回転）ステージから構成され、被検査パターンの一例である半導体ウェハ（試料）７を載置するものである。照明光源１は、例えば波長２６６ｎｍや波長３５５ｎｍの紫外あるいは遠紫外レーザ光源から構成され、試料７を照明する光源である。紫外レーザ光源としては、固体のＹＡＧレーザを非線形光学結晶等で波長変換して基本波の第３高調波（３５５ｎｍ）や、第４高調波（２６６ｎｍ）を発生する装置で構成される。また、波長１９３ｎｍ，波長１９５ｎｍあるいは波長２４８ｎｍなどのレーザ光源を使用してもかまわない。さらに、レーザ光源として存在するならば１００ｎｍ以下の波長でも良く、解像度が益々向上することになる。また、レーザの発振形態は、連続発振でも、パルス発振でも構わないが、ステージを連続走行させて被対象物７からの画像を検出する関係で、連続発振が好ましい。ステージ６は、制御ＣＰＵ１４によって図示しない方法によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向の制御が可能である。光源１からの照明光は光量を制限するＮＤフィルタ２により、検査に必要な光量に制御する。ＮＤフィルタ２は図示しない方法によりＮＤフィルタ制御回路３の指令により駆動可能である。ビームエキスパンダ４により光源１からの光束を拡大し、拡大された光束は、照明光学系５によりステージ６に搭載された試料７上の照明範囲を設定し、試料７に対して斜方より照射し、暗視野照明を施すように構成している。試料７からの反射散乱光は対物レンズ８，空間フィルタ９，結像レンズ１１等を介して検出器１２にて検出し、画像処理部１３にて２値化処理などを行い、欠陥を検出する。空間フィルタ９は図示しない方法により空間フィルタ制御回路１０の指令により駆動可能であり、試料７上の繰返しパターンからの回折光を遮光可能である。また、画像処理結果等は表示部１６に表示し、入力部１５にて入力した情報や画像処理部１３，検出器１２，ステージ６のデータや情報を制御する制御ＣＰＵ１４を有する。ここで、検出器１２には電子増倍手段をイメージセンサの前段もしくは後段に有する電子増倍型のイメージセンサを用いる。図２は、本発明の欠陥検査装置での検出器の構成の一実施例を示す図である。同図（ａ）に示すようにセンサパッケージ１００内部は真空
１０５状態とし、イメージセンサである裏面照射型ＣＣＤ(Charge Coupled Device)104を収納する。検出器１２に入射する光子１０１は光電面１０２で電子１０３に変換される。電子１０３には電圧を印加することで加速し、裏面照射型ＣＣＤに打ち込む。このとき、二次電子が発生し、電荷が増幅される。増幅後の電荷は電圧に変換され、出力ピン１０７より出力される。ここで、イメージセンサは表面照射型ＣＣＤでも表面照射型ＴＤＩでも裏面照射型ＴＤＩでも良く、また、アンチブルーミング機能を有していても良く、更に、マルチタップ型であっても良い。同図（ａ）に示すセンサ構造は一般的にＥＢＣＣＤ
(Electron Bombarded Charge Coupled Device)と呼ばれるイメージセンサの構造であり、イメージセンサの前段に電子増倍手段を有する。ＥＢＣＣＤのゲイン特性は同図（ｂ）に示すように印加電圧と電子増倍ゲインとの間には比例関係がある。図３は、本発明の欠陥検査装置での検出器の構成の他の一実施例を示す図である。同図（ａ）に示すように複数のセンサ画素４０２から成るセンサアレイ４０１で受光した光子を電荷に変換し、電荷の蓄積時間の周期で開閉するシフトゲート４０３が閉じている間は電荷を蓄積し、開くと各センサ画素４０２に対応したシフトレジスタ４０４に電荷を転送する。シフトレジスタ
４０４に転送された電荷はシフトゲート４０３が閉じている間に順次シフトレジスタ404間で転送され、電子増倍レジスタ４０５に送られる。電子増倍レジスタ４０５は複数あり、各電子増倍レジスタ４０５内での電荷転送時に電子増倍レジスタ制御部４０６で電圧を印加し、電子増倍レジスタ４０５内部で二次電子を発生させることで電子増倍を行い、電子増倍した電荷を次の電子増倍レジスタ４０５に転送する電子増倍を電子増倍レジスタ
４０５の数だけ繰返した後に、出力アンプ４０７に電荷を送る。ここで、イメージセンサは裏面照射型ＣＣＤでも表面照射型ＣＣＤでも表面照射型ＴＤＩでも裏面照射型ＴＤＩでも良く、また、アンチブルーミング機能を有していても良く、更に、マルチタップ型であっても良い。同図（ａ）に示すセンサ構造は一般的にＥＭＣＣＤ(Electron Multiplying Charge Coupled Device)と呼ばれるイメージセンサの構造であり、イメージセンサの後段に電子増倍手段を有する。ＥＭＣＣＤのゲイン特性は同図（ｂ）に示すように印加電圧と電子増倍ゲインの対数値との間はほぼ比例関係がある。上述の如き、電子増倍手段を有する検出器１２を用いることにより、光源を含む照明光学系や検出光学系を変更することなく、欠陥検出感度を向上させることができるため、低コストで開発リスクが少なく、かつ、高い検出感度を有する良好な検出結果を得ることが可能な検査装置を提供することができる。
【００１０】
図４はＣＣＤセンサとＥＢＣＣＤセンサの出力信号(Ｓ)とノイズ(Ｎ)の関係を示す図である。出力信号とノイズを算出する際の条件としては、ＣＣＤセンサの量子効率（ＱＥ）を５０％、ＣＣＤセンサの読み出しノイズを８０ｅ、ＥＢＣＣＤの前段の光電変換面の量子効率（η）を２０％、電子増倍ゲイン（ＧEB）を１０００倍、ＥＢＣＣＤの前段の光電変換面の暗電流（ＮD ）を３００ｅ、ＣＣＤセンサの飽和電子数を１０００００ｅとした。また、電子増倍ゲインに対するノイズ増加比率（ＮＦ）とＣＣＤセンサの出力信号及びノイズとＥＢＣＣＤの出力信号及びノイズは（数１）〜（数５）式により算出した。
【００１１】
【数１】
0004491391.tif 000002
【００１２】
【数２】
0004491391.tif 000003
【００１３】
【数３】
0004491391.tif 000004
【００１４】
【数４】
0004491391.tif 000005
【００１５】
【数５】
0004491391.tif 000006
【００１６】
同図に示すグラフの横軸は入射フォトン（光子）数（ＮS ）であり、縦軸は左側が各センサの出力信号とノイズの出力電子数であり、右側が各センサの出力信号とノイズの比率であるＳＮ比（Ｓ／Ｎ）である。同図に示すように、ＥＢＣＣＤの出力信号はＣＣＤの出力信号に比べ、電子増倍により格段に大きくなるが、ノイズの一部であり、電子が発生する際に出力信号の平方根で生じるショットノイズも電子増倍により増加するため、出力信号とノイズの比率であり、欠陥検出に大きく係わるＳＮ比は、入射フォトン数が少ない場合には大差が無く、入射フォトン数が多い場合には感度が高いＥＢＣＣＤの方が早く飽和レベルに達するため、ＣＣＤの方がＳＮ比は良くなる。このため、電子増倍機能を有し、感度の高いＥＢＣＣＤを検出器として用いても、一見、欠陥検査装置の検出感度向上への効果は薄いように見受けられる。しかし、このＳＮ比は、検査方式によっては大きく異なってくる。以下、図５〜図７を使って、検出方式とＳＮ比の関係について説明する。図５は明視野照明・反射光検出による欠陥検出方法の実施例を示す図である。検査対象が例えば半導体ウェハの場合には、パターンの欠陥（ショートや断線など）や異物を検出するパターン検査，異物検査において、検査対象チップと隣接するチップとを比較することで、パターンの影響を除去してパターンの欠陥や異物を検出する。このとき、明視野照明・反射光検出による欠陥検出方式では、基本的に多くの反射光を検出器で受光するため、図５（ａ）に示すように全体的に明るい出力信号が得られる。同図は、欠陥が存在した場合の出力信号であり、横軸が検査対象を搭載したステージを走査したときの検査対象上のスキャン位置、縦軸が検出器の出力信号である。同図に示す全体の明るさＳ1 に対してδだけ出力信号の異なる欠陥をパターンの影響を受けず、ショットノイズ（Ｓ1 の平方根）と弁別して検出するために、同図（ｂ）に示すような隣接チップの出力信号と比較（差分）する。差分後の信号を同図（ｃ）に示す。同図に示すように差分後の信号から欠陥の出力
（Ｓ）とノイズ（Ｎ）を弁別して欠陥のみを検出するには、Ｓ＞Ｎである必要があり、これは（数６）式に示すような条件が必要であることを示す。
【００１７】
【数６】
0004491391.tif 000007
【００１８】
すなわち、欠陥による出力信号の増加量は出力信号の高い（入射フォトン数の多い）時のショットノイズよりも大きい必要が有り、これは同一入力フォトン数のときの出力信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）の比率であるＳＮ比（ダイナミックレンジ）が大きくなければならないことを意味する。
【００１９】
一方、暗視野照明・反射散乱光検出により、検査対象が例えば半導体ウェハの場合には、パターンの欠陥（ショートや断線など）や異物を検出するパターン検査，異物検査においては、空間フィルタにより検査対象上の繰返しパターンからの回折光を遮光し、欠陥や異物からの反射散乱光のみ検出器で検出するため、図６（ａ）に示すように全体的に暗い出力信号が得られる。同図は、欠陥が存在した場合の出力信号であり、横軸が検査対象を搭載したステージを走査したときの検査対象上のスキャン位置、縦軸が検出器の出力信号である。同図に示す全体の明るさＳ1 に対してδだけ出力信号の異なる欠陥を、ショットノイズ（Ｓ1 の平方根）と弁別して検出するために、同図（ｂ）に示すような隣接チップの出力信号と比較（差分）する。差分後の信号を同図（ｃ）に示す。同図に示すように差分後の信号から欠陥の出力（Ｓ）とノイズ（Ｎ）を弁別して欠陥のみを検出するには、Ｓ＞Ｎである必要があり、これは（数７）式に示すような条件が必要であることを示す。
【００２０】
【数７】
0004491391.tif 000008
【００２１】
すなわち、欠陥による出力信号の増加量は出力信号の低い（入射フォトン数の少ない）時のショットノイズよりも大きい必要が有り、これは同一入力フォトン数のときの出力信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）の比率であるＳＮ比（ダイナミックレンジ）が大きくなくても良いことを意味する。
【００２２】
図７は明視野照明・反射光検出と暗視野照明・反射散乱光検出との場合での検出器の出力信号（Ｓ）とノイズ(Ｎ)の比率(ＳＮ比)の例を示す図である。検出器にはＣＣＤセンサ及びＥＢＣＣＤセンサを使用し、出力信号とノイズを算出する際の条件としては、ＣＣＤセンサの量子効率(ＱＥ)を５０％、ＣＣＤセンサの読み出しノイズを８０ｅ、ＥＢＣＣＤの前段の光電変換面の量子効率（η）を２０％、電子増倍ゲイン（ＧEB）を１０００倍、
ＥＢＣＣＤの前段の光電変換面の暗電流（ＮD ）を３００ｅ、ＣＣＤセンサの飽和電子数を１０００００ｅとした。ここで、明視野照明・反射光検出でのＳＮ比は、（数１）〜
（数５）式により算出したＣＣＤ及びＥＢＣＣＤの出力信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）から、ＳＮ比（Ｓ／Ｎ）を算出し、暗視野照明・反射散乱光検出でのＳＮ比の出力信号（Ｓ）は（数２）及び（数４）式により算出し、ノイズ（Ｎ）は暗レベルでの光ショットノイズは無視できるため、ＣＣＤセンサの読み出しノイズと同一とし、ＳＮ比を算出した。同図より明視野照明・反射光検出では、検出器にＣＣＤを用いた場合（ＣＣＤ（Ｓ／Ｎ））と
ＥＢＣＣＤを用いた場合（ＥＢＣＣＤ(Ｓ／Ｎ)）ではＳＮ比に大差がないため、格段の感度向上を図ることはできない。一方、暗視野照明・反射散乱光検出では、検出器にＣＣＤを用いた場合（ＣＣＤ (Ｓ／ＮR)）では明視野照明・反射光検出でのＳＮ比と大差はないが、ＥＢＣＣＤを用いた場合（ＥＢＣＣＤ (Ｓ／ＮR)））では入射フォトン数が少なくてもＳＮ比が高く、ＳＮ比が格段に向上する。このため、入射フォトン数が少ない微小な欠陥や異物を検出可能となり、高感度な欠陥検査装置を提供することができる。
【００２３】
図８は、本発明の欠陥検査装置での検出器の電子増倍ゲイン算出方法の一実施例を示す図である。同図は検出器としてＥＢＣＣＤを用いた場合のＳＮ特性を示し、横軸に電子増倍ゲイン、縦軸の左側が入射フォトン（ＮS ）が３００ｅの時の出力信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）の出力電子数、右側が出力信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）の比率であるＳＮ比(Ｓ／Ｎ)である。出力信号とノイズを算出する際の条件としては、入射フォトン（ＮS ）を３００ｅ、ＣＣＤセンサの量子効率（ＱＥ）を５０％、ＣＣＤセンサの読出しノイズを８０ｅ、ＥＢＣＣＤの前段の光電変換面の量子効率（η）を２０％、電子増倍ゲイン（ＧEB）を１〜１０００倍、ＥＢＣＣＤの前段の光電変換面の暗電流（ＮD ）を３００ｅ、ＣＣＤセンサの飽和電子数を１０００００ｅとした。また、電子増倍ゲインに対するノイズ増加比率（ＮＦ）と出力信号及びノイズは（数１），（数４），（数５）式により算出した。同図に示すように、例えば、入射フォトン数が３００ｅであるような欠陥を検出するために必要なＳＮ比が４００であった場合には、（数８）式により必要電子増倍ゲインを算出する。
【００２４】
【数８】
0004491391.tif 000009
【００２５】
必要な電子増倍ゲイン算出後は、印加電圧に換算し、ＥＢＣＣＤの印加電圧を換算後の電圧に調整する。これにより、所望の欠陥サイズの欠陥を検出可能な検出感度を得ることができる欠陥検査装置を提供することができる。図９は、本発明の欠陥検査装置の構成の一実施例を示す図である。ステージ６は、Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ（回転）ステージから構成され、被検査パターンの一例である半導体ウェハ（試料）７を載置するものである。照明光源１は、例えば波長２６６ｎｍや波長３５５ｎｍの紫外あるいは遠紫外レーザ光源から構成され、試料７を照明する光源である。紫外レーザ光源としては、固体のＹＡＧレーザを非線形光学結晶等で波長変換して基本波の第３高調波(３５５ｎｍ)や、第４高調波（２６６ｎｍ）を発生する装置で構成される。また、波長１９３ｎｍ，波長１９５ｎｍあるいは波長２４８ｎｍなどのレーザ光源を使用してもかまわない。さらに、レーザ光源として存在するならば１００ｎｍ以下の波長でも良く、解像度が益々向上することになる。また、レーザの発振形態は、連続発振でも、パルス発振でも構わないが、ステージを連続走行させて被対象物７からの画像を検出する関係で、連続発振が好ましい。ステージ６は、制御
ＣＰＵ１４によって図示しない方法によりＸ，Ｙ，Ｚ，θ方向の制御が可能である。光源１からの照明光は光量を制限するＮＤフィルタ２により、検査に必要な光量に制御する。ＮＤフィルタ２は図示しない方法によりＮＤフィルタ制御回路３の指令により駆動可能である。ビームエキスパンダ４により光源１からの光束を拡大し、拡大された光束は、照明光学系５によりステージ６に搭載された試料７上の照明範囲を設定し、試料７に対して斜方より照射し、暗視野照明を施すように構成している。試料７からの反射散乱光は対物レンズ８，空間フィルタ９，結像レンズ１１等を介して、電子増倍手段をイメージセンサの前段もしくは後段に有する電子増倍型のイメージセンサから成る検出器１２にて検出し、画像処理部１３にて２値化処理などを行い、欠陥を検出する。空間フィルタ９は図示しない方法により空間フィルタ制御回路１０の指令により駆動可能であり、試料７上の繰り返しパターンからの回折光を遮光可能である。また、画像処理結果等は表示部１６に表示し、入力部１５にて入力した情報や画像処理部１３，検出器１２，ステージ６のデータや情報を制御する制御ＣＰＵ１４を有する。検出器１２の電子増倍ゲインを決定する印加電圧を所望の値に設定する際には、ＳＮ比算出部１７にて所望の欠陥を検出するためのＳＮ比を算出し、制御ＣＰＵ１４を介して電子増倍ゲイン制御部１８に算出したＳＮ比を送り、電子増倍ゲイン制御部１８にてＳＮ比から必要な印加電圧を算出し、印加電圧を制御する。ここで、印加電圧算出機能は制御ＣＰＵ１４にて行い、制御ＣＰＵ１４で直接、検出器
１２の印加電圧を制御しても良く、ＳＮ比の算出も制御ＣＰＵ１４で直接行っても良い。また、ＳＮ比算出時の欠陥出力信号（Ｓ）とノイズ（Ｎ）は、図８に示すように、入射フォトン数から算出しても良いし、本装置での実測値を使用しても良い。更に、上述した何れかの方法でＳＮ比と必要電子増倍ゲインもしくは印加電圧を欠陥サイズ毎に算出した結果を予め、制御ＣＰＵ１４内部のメモリなどに格納しておいても良い。なお、ＳＮ比の算出や必要電子増倍ゲイン、印加電圧の算出に必要な欠陥サイズなどのパラメータは入力部１５を介して入力すれば良い。また、検出器１２に使用するイメージセンサは裏面照射型ＣＣＤでも表面照射型ＣＣＤでも表面照射型ＴＤＩでも裏面照射型ＴＤＩでも良く、また、アンチブルーミング機能を有していても良く、更に、マルチタップ型であっても良い。以上の構成により、本発明の欠陥検査装置においては所望の欠陥サイズもしくは入射フォトン数の欠陥を検出可能な検出感度を得ることができ、また、イメージセンサがマルチタップ型の検出器を用いることで、検出器の動作速度を向上することができるため、高速な検査が可能な欠陥検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の欠陥検査装置の一実施例を示す図である。
【図２】本発明の欠陥検査装置の検出器の構成の一実施例を示す図である。
【図３】本発明の欠陥検査装置の検出器の構成の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明の欠陥検査装置の検出器の信号特性の一実施例を示す図である。
【図５】明視野照明・反射光検出を行う装置の欠陥検出条件を示す図である。
【図６】本発明の暗視野照明・反射散乱光検出を行う装置の欠陥検出条件を示す図である。
【図７】検出方式の違いによる検出器の信号特性の一実施例を示す図である。
【図８】本発明の電子増倍ゲイン設定方法の一実施例を示す図である。
【図９】本発明の欠陥検査装置の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００２７】
１…光源、２…ＮＤフィルタ、３…ＮＤフィルタ制御回路、４…ビームエキスパンダ、５…照明光学系、６…ステージ、７…試料、８…対物レンズ、９…空間フィルタ、１０…空間フィルタ制御回路、１１…結像レンズ、１２…検出器、１３…画像処理部、１４…制御ＣＰＵ、１５…入力部、１６…表示部、１７…ＳＮ比算出部、１８…電子増倍ゲイン制御部、１００…センサパッケージ、１０１…光子、１０２…光電面、１０３…電子、104…裏面照射型ＣＣＤ、１０５…真空、１０６…印加電圧、１０７…出力ピン、４０１…センサアレイ、４０２…センサ画素、４０３…シフトゲート、４０４…シフトレジスタ、
４０５…電子増倍レジスタ、４０６…電子増倍レジスタ制御部、４０７…出力アンプ。
【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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