(57)【要約】【課題】無機物／無機化合物から成る膜またはパターンを、その物質の屈折率，消光係数、および表面反射率が持つ波長依存性に関して好適な波長範囲の光を用いて検査することにより、向上した検出能力をもつ欠陥検査装置を提供する。【解決手段】深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２倍以上変化する無機物または無機化合物で構成された膜またはパターンを、前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の長波長端よりも長い波長範囲の光、または前記波長範囲の短波長端よりも短い波長範囲の光を用いて検査する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、窒化チタンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を概略５４０ｎｍ以上の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項２】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、窒化チタンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を概略４３０ｎｍ以下の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、珪化タングステンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を概略４８０ｎｍ以上の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項４】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、珪化タングステンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を概略４３０ｎｍ以下の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項５】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、多結晶シリコンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を概略４００ｎｍ以上の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項６】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、多結晶シリコンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を概略３００ｎｍ以下の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項７】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２倍以上変化する無機物または無機化合物の膜またはパターンを表面に有する被検査物体を、前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の長波長端よりも長い波長範囲の光を主たるスペクトル成分とする光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段を備え、被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検査方法であって、深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２倍以上変化する無機物または無機化合物の膜またはパターンを表面に有する被検査物体を、前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の短波長端よりも短い波長範囲の光を主たるスペクトル成分とする光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を用いて検査することを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項９】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段と、前記被検査物体の像を撮像する撮像手段または像の一部ないし全体の平均強度を検出する検出手段と、取得された画像または像の一部ないし全体の平均強度から前記被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検出手段を備えた欠陥検査装置であって、窒化チタンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を請求項１または２の検査方法によって検査するよう構成したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１０】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段と、前記被検査物体の像を撮像する撮像手段または像の一部ないし全体の平均強度を検出する検出手段と、取得された画像または像の一部ないし全体の平均強度から前記被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検出手段を備えた欠陥検査装置であって、珪化タングステンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を請求項３または４の検査方法によって検査するよう構成したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１１】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段と、前記被検査物体の像を撮像する撮像手段または像の一部ないし全体の平均強度を検出する検出手段と、取得された画像または像の一部ないし全体の平均強度から前記被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検出手段を備えた欠陥検査装置であって、多結晶シリコンの膜またはパターンを表面に有する被検査物体を請求項５または６の検査方法によって検査するよう構成したことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項１２】
照明光を被検査物体面に照射する照明手段と、被検査物体で反射・散乱・回折された光の一部または全部を対物レンズによって集光し結像させる結像手段と、前記被検査物体の像を撮像する撮像手段または像の一部ないし全体の平均強度を検出する検出手段と、取得された画像または像の一部ないし全体の平均強度から前記被検査物体上の欠陥を検出する欠陥検出手段を備えた欠陥検査装置であって、深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２倍以上変化する無機物または無機化合物の膜またはパターンを表面に有する被検査物体を請求項７または８の検査方法によって検査するよう構成した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、半導体ウェハ等の検査対象物体上に存在する欠陥を検出し検査を行う欠陥検査方法および欠陥検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下では複素屈折率ｎ−ｉｋの実部ｎを屈折率、虚部ｋを消光係数と呼ぶことにする。
【０００３】
フォトレジストのように半導体プロセスに用いられる有機化合物の場合、波長による屈折率変化は一般に小さく、消光係数は多くの有機化合物においては可視域では小さくほぼ透明であり、二重結合や芳香環の存在により紫外または深紫外域では大きく不透明となることが知られている。有機化合物で構成されるパターンの反射率は、消光係数が小さい波長で透明と見なすことのできる膜厚を有する場合は光の干渉効果により屈折率×膜厚と波長との関係で決まる値となり、消光係数が大きい波長で不透明と見なすことのできる膜厚を有する場合は膜厚には依存せず波長毎の複素屈折率によって決まる表面反射率に従う。一般に半導体ウェハ上に塗布された有機薄膜の場合、ウェハ全面において膜厚が必ずしも一定とはならないため、パターンの膜厚に依存して反射率が変化することはパターン検査上好ましくないので、消光係数が大きくてパターンを不透明と見なせる波長を使うことが望ましい。そのため、特開平８−２５５７５１号公報，特開平１０−１７７１３９号公報、および文献「電子材料」２００２年２月号ｐｐ．４３−４８に記載のように、半導体ウェハ上に形成されたフォトレジストパターンの検査をする場合は、消光係数の大きい、紫外または深紫外域の短波長の光を用いるのが好適であることが従来技術として知られている。
【０００４】
一方、半導体ウェハ上のパターン構成材料にはフォトレジストのような有機化合物だけでなく、無機物／無機化合物も使われる。例えば、フォトリソグラフィー工程で反射率の高い金属配線パターンの反射光抑制や、配線材料の銅が周囲の材料中に拡散することを防止する等の目的に、窒化チタンが用いられている。このような無機物／無機化合物の場合は、有機化合物の場合のように多くの化合物において紫外または深紫外域で消光係数が大きくなる、といった一般的傾向は見られず、無機物／無機化合物ごとに屈折率，消光係数、および表面反射率の波長依存性に関して各々固有の特徴を持っている。そのため、従来はパターン欠陥検査装置で利用可能な波長範囲を全て用いるか、または最も標準的に用いられる波長範囲をそのまま使用することが一般的に行われていた。また、ＵＳ２００３／００８６０８０記載のように被検査ウェハ毎に最適な検査波長範囲の選択を自動決定する機能のあるパターン欠陥検査装置を使用する場合には、実際の検査前に同一または同種のウェハを用いて最適波長範囲を決めた上で検査を行うことも行われていた。
【０００５】
しかし、パターン欠陥検査装置で利用可能な波長範囲を全て用いるか、または最も標準的に用いられる波長範囲をそのまま使用する場合は、その波長範囲が検査しようとしているパターンを構成する無機物／無機化合物に必ずしも好適であるとは限らず、検査しようとしているパターンのその周囲に対する明暗コントラストが低くなり欠陥検出能力が低下してしまう可能性があった。また、前記公知例に記載されている、検査波長の選択を自動決定する機能は、被検査ウェハが有する膜厚の不均一性に起因する色ムラの影響を軽減するためのものであり、検査対象パターンの構成物質に対する欠陥検出感度を最適化する効果はなかった。更に、その都度実際のウェハを用いて最適波長範囲を求める方式では、同一材質のパターンであっても決定される波長範囲が必ずしも一定しないという弊害も起こる。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２５５７５１号公報
【特許文献２】特開平１０−１７７１３９号公報
【特許文献３】ＵＳ２００３／００８６０８０
【非特許文献１】文献「電子材料」２００２年２月号ｐｐ．４３−４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、半導体ウェハ等の基板上に形成された無機物／無機化合物から成る膜またはパターンを、その無機物／無機化合物の屈折率，消光係数、および表面反射率が持つ波長依存性に関して好適な波長範囲の光を用いて検査することにより、欠陥検出能力を向上させることを可能とした欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。特に、窒化チタン，珪化タングステン、並びに多結晶シリコンで構成された膜またはパターンに対して好適な波長範囲の光を用いて検査することにより欠陥検出能力を向上させることを可能とした欠陥検査方法および欠陥検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
欠陥検査には、半導体ウェハ等の基板上に形成されたパターン上の欠陥を検出するパターン欠陥検査と、概略基板全面で概略一様に膜形成されたパターン無しの半導体ウェハ等の基板上の欠陥を検出するパターン無し欠陥検査とに分けられる。まず、パターン欠陥検査の場合を例に説明する。
【０００９】
パターン欠陥検査は一般に、欠陥を有するパターンの画像と欠陥のない正常パターンの画像を比較し、欠陥位置における前記両画像の明るさの差を欠陥差信号として検出し、その欠陥差信号が予め指定されたしきい値を越えるかどうかによって欠陥の有無を判定して行われる。そこで、窒化チタンから成るパターンのパターン欠陥の前記欠陥差信号が、検査に用いる波長によってどのように変化するかを調べた。ここでは代表的なパターンとして、シリコンウェハ上に形成された窒化チタンから成る図１に示すパターンを取り上げ、２６６ｎｍ，３６５ｎｍ，４３６ｎｍ，４８７ｎｍ，５４６ｎｍ，５７１ｎｍ、および
６３３ｎｍの各波長について調べた。これらの波長のうち、２６６ｎｍには光源として深紫外レーザを用い、他の波長には超高圧水銀灯から発せられる輝線の波長を用いた。評価した各波長毎に照明光量が異なるため、欠陥差信号の絶対値を直接比較することはできない。そこで、欠陥差信号を欠陥のあるパターンに隣接した線状パターンの明るさで規格化することにより、照明光の強度が同一でなくても欠陥差信号の大小を相対的に比較できるようにした。結果を図２に示す。図２の結果より、窒化チタンで構成されたパターンのパターン欠陥では、５４６ｎｍ以上の長波長の光を用いた場合のほうが、４８７ｎｍ以下の短波長の光を用いた場合よりも、欠陥差信号が概略１.５ 倍以上大きくなることが判った。このように、窒化チタンで構成されるパターンの欠陥検査は、概略５４０ｎｍよりも長波長の光を用いて行うことが好適である。
【００１０】
ここで、窒化チタンの屈折率及び消光係数の波長変化は図３に示すようになっている。窒化チタンでは消光係数が概略５４０ｎｍ以上では大きく４３０ｎｍ以下では小さく、
５４０ｎｍ以上と４３０ｎｍ以下における消光係数を比較すると概略２倍（長波長側が大きい）となっている。逆に、屈折率は概略５４０ｎｍ以上では小さく４３０ｎｍ以下では大きく、５４０ｎｍ以上と４３０ｎｍ以下における屈折率を比較すると概略２倍（短波長側が大きい）となっている。陥差信号が大きくなる波長範囲は、この消光係数が大きくなり屈折率が小さくなる波長範囲とほとんど一致していることが判る。物質の表面反射率がその物質の屈折率と消光係数の関数であることや、消光係数の大きい波長範囲ではパターン表面に入射した光のうちパターン表面を構成する材質を透過してパターン下地に到達する光の割合が減少してパターン反射率に対するパターン下地の寄与が減り、逆に消光係数の小さい波長範囲ではパターン表面に入射した光のうちパターン表面を構成する材質を透過してパターン下地に到達する光の割合が増加してパターン反射率に対するパターン下地の寄与が増える等、パターンの反射率がパターン構成物質の屈折率と消光係数に影響されることから、大きな欠陥差信号を得るのに好適な波長範囲が、前記屈折率と消光係数の一方または両方が概略一定して大きい波長範囲、もしくは前記屈折率と消光係数の一方または両方が概略一定して小さい波長範囲となるのは、当然の結果である。前記実験で用いたパターンでは、窒化チタンから成るパターンの反射率がパターン周辺部の反射率より大きく、窒化チタンの消光係数の大きくなる波長範囲で欠陥差信号が大きくなったが、窒化チタンから成るパターンとパターン周辺部との光学定数や反射率の大小関係によっては、逆に窒化チタンの消光係数の小さくなる波長範囲で欠陥差信号が大きくなる場合もあることが予想される。このような場合には、概略４３０ｎｍ以下の波長の光を用いて検査することが好適となる。
【００１１】
このように、窒化チタンでは消光係数が概略５４０ｎｍ以上では大きく４３０ｎｍ以下では小さいため、検査に用いる光のスペクトル成分を概略５４０ｎｍ以上のみにするか、逆に４３０ｎｍ以下のみにすることがのぞましい。前記両方の波長範囲を含む、または前記両方の波長範囲にまたがったスペクトル成分を持つ光を用いて検査を行うと、消光係数が大きいことから得られる利益・不利益と消光係数が小さいことから得られる利益・不利益が打ち消しあうため、合計として最適な検出能力を得ることができないことは容易に予想可能である。
【００１２】
このことから、上記目的を達成するために、本発明は窒化チタンで構成されたパターンを概略５４０ｎｍ以上の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とするものである。また、本発明は窒化チタンで構成されたパターンを概略４３０ｎｍ以下の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とするものである。
【００１３】
次に、珪化タングステンの屈折率及び消光係数の波長変化は図４に示すようになっている。珪化タングステンでは、屈折率，消光係数ともに４３０ｎｍから４８０ｎｍの波長領域をはさんでその前後で３倍以上変化している。屈折率は概略４８０ｎｍ以上の長波長域で小さく、概略４３０ｎｍ以下の短波長域で大きい。逆に消光係数は概略４８０ｎｍ以上の長波長域で大きく、概略４３０ｎｍ以下の短波長域で小さい。この特性から、珪化タングステンで構成されるパターンの欠陥検査に用いる光のスペクトル成分は、概略４８０
ｎｍ以上のみにするか、逆に４３０ｎｍ以下のみにするのがのぞましいことは容易に予想することができる。
【００１４】
このことから、上記目的を達成するために、本発明は珪化タングステンで構成されたパターンを概略４８０ｎｍ以上の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とするものである。また、本発明は珪化タングステンで構成されたパターンを概略４３０ｎｍ以下の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とするものである。
【００１５】
次に、一般的な組成の多結晶シリコンの屈折率及び消光係数の波長変化は図５に示すようになっている。多結晶シリコンでは、消光係数が３００ｎｍから４００ｎｍの波長領域をはさんでその前後で２倍以上変化している。消光係数は概略４００ｎｍ以上の長波長域で小さく、概略３００ｎｍ以下の短波長域で大きい。この特性から、多結晶シリコンで構成されるパターンの欠陥検査に用いる光のスペクトル成分は、概略４００ｎｍ以上のみにするか、逆に３００ｎｍ以下のみにするのがのぞましいことは容易に予想することができる。
【００１６】
このことから、上記目的を達成するために、本発明は多結晶シリコンで構成されたパターンを概略４００ｎｍ以上の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とするものである。また、本発明は多結晶シリコンで構成されたパターンを概略３００ｎｍ以下の波長範囲の光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を主たるスペクトル成分とする光を用いて検査することを特徴とするものである。
【００１７】
同様に、深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２以上変化する無機物または無機化合物で構成されたパターンに対しては、欠陥検査に用いる光のスペクトル成分を前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の長波長端よりも長い波長範囲のみにするか、逆に前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の短波長端よりも短い波長範囲のみにするのがのぞましいことは容易に予想することができる。
【００１８】
このことから、上記目的を達成するために、本発明は深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２以上変化する無機物または無機化合物で構成されたパターンを、前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の長波長端よりも長い波長範囲の光を主たるスペクトル成分とする光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を用いて検査することを特徴とするものである。また、本発明は深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略２以上変化する無機物または無機化合物で構成されたパターンを、前記概略２００ｎｍより狭い波長範囲の短波長端よりも短い波長範囲の光を主たるスペクトル成分とする光または前記波長範囲に含まれる１本ないし複数の発光輝線を用いて検査することを特徴とするものである。
【００１９】
なお前記では、半導体ウェハ等の基板上に形成された各物質でできたパターンに発生するパターン欠陥について説明したが、各物質が概略全面で概略一様に膜形成された、パターン無しの半導体ウェハ等の基板上の欠陥を検出する場合であっても、欠陥の有無の判定方法が、欠陥を有するパターンの画像と欠陥のない正常パターンの画像を比較するのではなく、被検査部位からの散乱光の大小を欠陥差信号とし、この欠陥差信号が予め指定されたしきい値を越えるかどうかによって行う点が異なるだけであり、各物質に対する波長の効果は同様である。そのため、前記で説明したパターン欠陥検査の場合と適用上の違いはない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、窒化チタン、または珪化タングステン、または多結晶シリコン、または深紫外域から可視域の波長領域にある、幅が概略２００ｎｍより狭い波長範囲を挟んだ前後の波長において屈折率または消光係数が概略１.４ 倍以上変化する無機物または無機化合物で構成された膜またはパターンを、常に前記各物質の光学特性に好適な一定の条件で欠陥検査を実施することにより欠陥検出感度の向上が可能となる。また、被検査対象物の検査前に最適な波長範囲を決定するための余分な作業を必要とせず、検査時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の一実施例を、図面を参照して説明する。図６は、本発明によるパターン欠陥検査装置の概略構成図である。被検査物体であるウェハ３は、高さ方向への移動と回転が可能なＺθステージ２上に固定され、Ｚθステージ２は水平方向であるＸ方向とＹ方向に移動可能なＸＹステージ１の上に設置されている。
【００２２】
照明光源４からの照明光はまず波長選択フィルタ４１で必要な波長帯域の光のみが選択される。このパターン欠陥検査装置において窒化チタンの膜またはパターンを表面に有する半導体ウェハ基板を検査するとき、１枚または複数の波長選択フィルタ４１の光路への出し入れ・切り替え・選択は次のように成される。
【００２３】
（１）操作者によって膜種入力手段４５より被検査物体である半導体ウェハ基板の表面      に形成された膜またはパターンの材質として例えば、「窒化チタン」であることが      入力される。
（２）波長選択フィルタ決定手段４４は、膜種毎最適波長記憶部４３から入力された膜      種に最適な照明波長を呼び出す。この膜種毎最適波長記憶部４３には、「窒化チタ      ン」に対する最適照明波長選択肢は２つあり「５４０ｎｍ以上」および「４３０
ｎｍ以下」，「珪化タングステン」に対する最適照明波長選択肢は２つあり「480      ｎｍ以上」および「４３０ｎｍ以下」，「多結晶シリコン」に対する最適照明波長      選択肢は２つあり「４００ｎｍ以上」および「３００ｎｍ以下」、が記録保存され      ており、（１）で「窒化チタン」が入力された場合は、最適照明波長の選択肢情報      として「５４０ｎｍ以上」と「４３０ｎｍ以下」の情報が取り出され、それらが最      適波長選択肢表示部４６に表示される。
（３）操作者は最適波長選択肢表示部４６に表示された「窒化チタン」に対する最適波      長の選択肢を確認した後、最適波長選択肢決定入力手段４７により前記最適波長選      択肢の中で最適と判断されるものを選択する。
（４）前記で決定された最適照明波長の情報に基づき、波長選択フィルタ切り替え手段      ４２は「５４０ｎｍ以上」を満たす照明波長選択フィルタ４１を光路中に挿入する      。
【００２４】
前記では、膜種毎最適波長記憶部４３に記録保存されている情報を「最適照明波長（範囲）」としたが、波長値そのものではなく「１枚または複数の波長選択フィルタ４１のうち対応する波長範囲を有するものの番号」としても構わない。また照明光源４は、必要な帯域幅の中で連続波長分布を有する１つの白色光源であっても、１つまたは複数の発光輝線から成る１つの光源であっても、必要な帯域幅の中で連続波長分布を有する光成分と１つまたは複数の発光輝線が混在する１つの光源であっても、それら複数の光源の組合せであっても良い。この照明光源４から必要な波長範囲を抜き出す手段として前記では波長選択フィルタ４１としたが、複数の光源を組み合わせて使う場合は、必要な光源のみをＯＮ、他をＯＦＦとする光源制御手段であっても構わない。
【００２５】
前記のようにして波長選択フィルタ４１を通過した照明光は、ウェハ３側へ向けるハーフミラー５を通り、対物レンズ６を経てウェハ３を照明する。ウェハ３上で反射された反射光は対物レンズ６，ハーフミラー５を経て、検出光としてイメージセンサ８で受光される構成となっている。また、ハーフミラー７で分岐された光は自動焦点検出手段９に入り、最適焦点位置を算出し、Ｚθステージ２のＺステージに移動指令を与え、最適焦点で画像が検出できるようになっている。イメージセンサ８で受光された検出光は、Ａ／Ｄ変換器１０を通じてデジタル信号に変換され、画像記憶手段１１に記録される。図７は、半導体ウェハおよび拡大部の平面図である。本実施例のパターン欠陥検査では、検査領域に隣接する領域の画像を記憶して参照画像とし、画像比較手段１２においてこの参照画像と検査領域の画像とを比較し、両者の差異の部分を欠陥として抽出し、欠陥検出結果表示部
１３に表示する。このとき、どのくらい小さな欠陥まで欠陥でないものを間違えて欠陥と検出（擬似欠陥と呼ぶ）することなしに検出できるかといった欠陥検出感度を向上させるためには、取得した参照画像および検査領域の画像の中で、パターンと下地、または欠陥とパターンがコントラスト良く検出されることが必要であることは言うまでもない。本実施例の欠陥検査装置では、例えば「窒化チタンの膜またはパターンを表面に有する半導体ウェハ基板を検査する」という情報が与えられると、操作者は「窒化チタン」に最適波長範囲の候補である「５４０ｎｍ以上」と「４３０ｎｍ以下」のどちらかを選択するだけで最適波長範囲の光が選択されて照明されるため、パターンと下地、または欠陥とパターンをコントラスト良く検出することができる。
【００２６】
このように本実施例の欠陥検査装置では、常に前記各物質の光学特性に好適と分かっている一定の条件の中の一つを用いて欠陥検査を実施することができ欠陥検出感度の向上が可能となる。また、被検査対象物の検査前に最適な波長範囲の上限波長・下限波長を細かく決定するための余分な作業を必要とせず、検査時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】シリコンウェハ上に形成された窒化チタンから成るパターンの例。
【図２】欠陥差信号の相対比較結果。
【図３】窒化チタンの屈折率及び消光係数の波長変化。
【図４】珪化タングステンの屈折率及び消光係数の波長変化。
【図５】一般的な組成の多結晶シリコンの屈折率及び消光係数の波長変化。
【図６】パターン欠陥検査装置の概略構成図。
【図７】半導体ウェハおよび拡大部の平面図。
【符号の説明】
【００２８】
１…ＸＹステージ、２…Ｚθステージ、３…ウェハ、４…照明光源、５，７…ハーフミラー、６…対物レンズ、８…イメージセンサ、９…自動焦点検出手段、１０…Ａ／Ｄ変換器、１１…画像記憶手段、１２…画像比較手段、１３…欠陥検出結果表示部、２１…チップ、４１…波長選択フィルタ、４２…波長選択フィルタ切替手段、４３…膜種毎最適波長記憶部、４４…波長選択フィルタ決定手段、４５…膜種入力手段、４６…最適波長選択肢表示部、４７…最適波長選択肢決定入力手段。
【図１】
2007240221.tif 000003
【図２】
2007240221.tif 000004
【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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