(57)【要約】【課題】  より微細化されたパターン上の欠陥の寸法を従来の欠陥検査装置で求めると、同じ欠陥をＳＥＭで測定したときと異なる値になってしまう。そこで、欠陥検査装置で検出した欠陥の寸法値を高精度に算出して、ＳＥＭで測定した値に近づける。【解決手段】  欠陥検査装置で求めた欠陥の寸法を、欠陥の特徴量または種類に応じて補正することにより、高い精度で欠陥の寸法を算出できるようにした。【選択図】  図１
2007024737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査対象物の欠陥を検出する欠陥検査装置であって、
前記被検査対象物に光を照射する照明手段と、
前記被検査対象物からの散乱光を検出する検出手段と、
該検出手段で検出した前記散乱光の検出信号を処理して欠陥を検出する欠陥検出手段と、
該欠陥検出手段によって検出された欠陥の寸法を算出する寸法測定手段と、
該寸法測定手段で算出した欠陥の寸法を別途求めた該欠陥の特徴量または種類の情報に応じて補正する寸法補正手段と、
該寸法補正手段で補正した結果を処理するデータ処理手段と、
該データ処理手段で処理した結果の情報を表示する表示手段と
を備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記照明手段は、線状に成形した光を前記被検査物の表面に斜方から照明することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記照明手段は、波長が400ｎｍよりも短いレーザを前記被検査対象物に照射することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記被検査対象物からの散乱光のうち前記被検査対象物に形成された繰り返しパターンからの散乱光を遮光する空間フィルタと、該空間フィルタで遮光されなかった散乱光を検出するセンサとを備えていることを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
前記表示手段は、前記データ処理手段で処理した結果の情報として、欠陥の位置情報と寸法、欠陥種及び致命性に関する情報を表示することを特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項６】
前記光検出手段は、検出信号を並列に出力するＴＤＩセンサを備え、前記欠陥検出手段は前記ＴＤＩセンサから並列に出力された信号を並列に処理することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の欠陥検査装置。
【請求項７】
被検査対象物に光を照射し、
該光の照射による被検査対象物からの散乱光を検出し、
該検出した前記散乱光の検出信号を処理して欠陥を検出し、
該検出した欠陥の寸法を算出し、
該算出した欠陥の寸法を別途求めた該欠陥の特徴量または種類の情報に応じて補正し、該補正した結果を処理し、
該処理した結果の情報を表示する
ことを特徴とする欠陥検査方法。
【請求項８】
前記被検査対象物に光を照射する工程において、前記被検査物の表面に斜方から線状に成形した光を照射することを特徴とする請求項７記載の欠陥検査方法。
【請求項９】
前記被検査対象物に光を照射する工程において、波長が400ｎｍよりも短いレーザを前記被検査対象物に照射することを特徴とする請求項７記載の欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記散乱光を検出する工程において、前記被検査対象物からの散乱光のうち前記被検査対象物に形成された繰り返しパターンからの散乱光を空間フィルタで遮光し、該空間フィルタで遮光されなかった散乱光をセンサで検出することを特徴とする請求項７記載の欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記処理した結果の情報として、欠陥の位置情報と寸法、欠陥種及び致命性に関する情報を表示することを特徴とする請求項７記載の欠陥検査方法。
【請求項１２】
前記散乱光を検出する工程において、該散乱光を検出信号を並列に出力するＴＤＩセンサで検出し、前記欠陥を検出する工程において、前記ＴＤＩセンサから並列に出力された信号を並列に処理することを特徴とする請求項６乃至９の何れか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、半導体装置や液晶または磁気ヘッド等の製造ラインにおいて使用される欠陥検査装置および欠陥検査方法に係り、検出した欠陥の寸法を算出技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの検査を一例として説明する。
【０００３】
従来の半導体製造工程では、半導体基板（ウエハ）上に異物が存在すると配線の絶縁不良や短絡などの不良原因になる。半導体素子がより微細化して半導体基板中に微細な異物が存在した場合に、この異物がキャパシタの絶縁不良やゲート酸化膜などの破壊の原因に成り得る。これらの異物は、搬送装置の可動部から発生するものや、人体から発生するもの、プロセスガスによる処理装置内で反応生成されたもの、薬品や材料に混入していたものなど種々の原因により種々の状態で混入される。同様に液晶表示素子製造工程でも、パターン上に異物が混入したり、何らかの欠陥が生じたりすると、表示素子として使えないものになってしまう。プリント基板の製造工程でも状況は同じであって、異物の混入はパターンの短絡、不良接続の原因に成る。
【０００４】
このような製品不良の原因となる異物等の欠陥を検出して欠陥発生の原因を対策し、製品の歩留りを維持することは、今後ますます微細化する半導体素子や液晶表示素子に代表される薄型ディスプレイ素子を安定して生産していくうえで重要性が増してきている。
【０００５】
そして，製品の歩留りを維持する上では、検出した異物等の欠陥が製品の歩留りに影響を及ぼすようなものか否かを判断することが必要になり、異物等の欠陥が検出された位置情報と検出された異物等の欠陥の寸法の情報を得ることが重要になる。
【０００６】
欠陥検査装置で検出した欠陥の寸法を算出する技術としては、特開平５−２７３１１０号公報に記載されているように、レーザビームを被検物体に照射し、その被検物体の粒子または結晶欠陥からの散乱光を受光して画像処理することにより粒子または結晶欠陥の大きさを測定する方法が開示されている。また、１９９７年のＳＥＭＩＣＯＮ関西におけるＵＬＳＩ技術セミナー予稿集の４−４２〜４−４７記載の「Yield Monitoring and Analysis in ＳＥＭiconductor Manufacturing」では、半導体ウェハ上ので検出された異物欠陥による歩留まり解析手法が開示されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２７３１１０
【非特許文献１】「Yield Monitoring and Analysis in ＳＥＭiconductor Manufacturing」１９９７ＵＬＳＩ技術セミナー予稿集,４−４２〜４−４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記従来技術に記載したように半導体装置をはじめとする各種微細なパターンを検査する装置においては、より微細化されたパターン上の欠陥検出において要求される欠陥寸法の検出精度を満足しえなくなってきた。そのため検出した欠陥の寸法をより高精度に算出しなければならないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を達成するために、本発明による欠陥検査装置においては、欠陥検出時の欠陥の特徴量に基づいて欠陥を複数のクラスに分け、クラスごとに欠陥の寸法算出方法を変える手段を備えた。
【００１０】
すなわち、本発明では、被検査対象物の欠陥を検出する欠陥検査装置を、被検査対象物に光を照射する照明手段と、被検査対象物からの散乱光を検出する検出手段と、この検出手段で検出した散乱光の検出信号を処理して欠陥を検出する欠陥検出手段と、この欠陥検出手段によって検出された欠陥の寸法を算出する寸法測定手段と、この寸法測定手段で算出した欠陥の寸法を別途求めた欠陥の特徴量または種類の情報に応じて補正する寸法補正手段と、この寸法補正手段で補正した結果を処理するデータ処理手段と、このデータ処理手段で処理した結果の情報を表示する表示手段とを備えて構成した。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば検出した欠陥の寸法を高精度に算出することが可能となり、たとえば半導体製造において、対策すべき寸法以上の欠陥のみを抽出することが可能となる。これにより歩留りへの影響の高い欠陥から優先して対策することができるため、半導体の製造において効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に本発明に係る検査装置（以下、欠陥検査装置と記載する）の構成の１例を示す。
【００１３】
欠陥検査装置は、照明系100とステージ系200と検出系300、フーリエ変換面観察系500、信号処理部400、観察光学系600、制御部２を備えて構成されている。
【００１４】
図１に示した欠陥検査装置を用いた欠陥検出は、以下の手順で行われる。照明系100によりステージ系200に設置されたウエハ１を照明し、検出系300により照明されたウェハ１の画像を取得する。照明系100は制御部２の指令値に基づき照明コントローラ103により光源101の出力を調整する。光源101には、波長が400ｎｍ以下の紫外領域のレーザを発射するレーザ光源を用いる。照明系100には、このレーザ光源から発射されたレーザの可干渉性を低減するための手段（図示せず）を備えている。照明光は光学系102によりウェハ１上で適切な形状に整形される。またステージ系200は回転ステージ201、Zステージ202、Xステージ203、Yステージ204から構成され、検出系300と相対移動することにより、検出系300でウェハ１の全面を走査可能としている。
【００１５】
検出系300はフーリエ変換レンズ301、空間フィルタ302、結像レンズ303、センサ304から構成される。ここで空間フィルタ302はウェハ１上の繰返しパターンからの回折光によって生じる回折光パターンを遮光するもので、フーリエ変換レンズ301のフーリエ変換面に設置する。空間フィルタ302の遮光形状は、検出系300の光路中に出し入れ可能な構造を持つフーリエ変換面観察系500でウェハ１の回折パターンを観察してこの観察した回折パターンが遮光されるように設定する。すなわち、空間フィルタ302を取り外した状態でフーリエ変換面観察系500を検出系300の光路中に挿入し、ビームスプリッタ501で光路を分岐してレンズ502を介してカメラ503でフーリエ変換レンズ301のフーリエ変換面の像を撮像して観察する。空間フィルタ302の遮光パターンは、被検査対象物の品種や工程ごとに設定することが可能である。また、空間フィルタ302の遮光パターンはウェハ走査中に一定形状でもよいし、スキャンしている領域に応じてリアルタイムに変化してもよい。
【００１６】
検出系300で取得された画像はＡＤ変換されて信号処理部400に送られ、信号処理部400で処理されて欠陥が検出される。欠陥検査装置は更にＣＰＵ２、表示装置３、入力手段４、記憶装置５を備えており、任意の条件を設定して検査することと検査結果や検査条件を保存、表示することが可能である。また欠陥検査装置はネットワーク６に接続することもでき、検査結果や、ウエハ１のレイアウト情報、ロット番号、検査条件、または観察装置で観察した欠陥の画像や欠陥種のデータなどをネットワーク６上で共有することが可能である。また欠陥検査装置はウエハ観察系600を備えており、検出した欠陥やウェハ１に形成されたパターンの位置合せのためにウェハ１上に作りこまれたアライメントマークなどを観察することが可能である。さらに図示はしていないが自動焦点ユニットを備えており、ステージ系200でウエハを走査する時にセンサで画像を取り込んでいる領域が検出系300の焦点深度内となるようにしている。
【００１７】
図２は２種類の欠陥Ａ，Ｂの信号検出例をそれぞれ３次元表示したものである。図２（a）、（b）は寸法が同一であるが欠陥検査装置で検出した信号強度が異なる欠陥を例示したものである。高さ方向が信号強度で画素ごとの強度を示している。ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で同一の寸法の欠陥（異物）でも、欠陥の種類、欠陥の存在位置、ウェハ１の表面形状、表面材質などによって欠陥検査装置での検出信号が異なる。そこで、本発明による欠陥検査装置で検出して求めた欠陥の寸法を上記に示したような欠陥の種類、欠陥の存在位置、ウェハ１の表面形状、表面材質などの情報に基づいて補正することにより、欠陥の寸法算出精度を向上させることができる。
【００１８】
また、欠陥の寸法算出精度を向上させるには、欠陥の位置に応じて検出条件を変えることが重要になる。そこで本発明による欠陥検査装置では、ウェハ１の検出個所またはウェハ１に多数形成された各ダイ（チップ）内部でのパターンの粗密に応じて場合分けをして、欠陥を検出する条件を変えられるようにした。
【００１９】
図３は、ウェハまたはダイ(チップ)内の領域別に場合分けした例である。（a）はダイ内部を回路パターンの種類によって場合分けした例である。3001はダイ内において配線パターンがランダムな形状となっている領域、3002は配線パターンが一定のピッチで繰り返している領域を示している。（b）はウェハ１の表面全体を場合分けする例である。3003はウェハ１の中央部、3004はウェハ外周部を示している。また3005はダイを表している。密なパターンの場合、欠陥近傍のパターンと欠陥によって照明が干渉することがあり、疎なパターン近傍の欠陥を検出した場合と欠陥の検出信号が異なることがあるため、領域により場合分けをする。また成膜、エッチング、研磨などによりウェハ面内で膜厚に違いがある場合、やはり光の干渉により欠陥の検出信号が異なるため場合分けをする。
【００２０】
図４（ａ）、（ｂ）は欠陥の寸法精度の評価方法を示している。横軸にＳＥＭ等の欠陥観察装置による寸法測定値、縦軸に欠陥検査装置の寸法算出値をとったグラフを画面に表示することにより、欠陥の寸法算出精度を可視化することが可能となる。（a）は欠陥分布のばらつきが大きく、寸法精度が悪い例である。（b）は（a）にくらべて欠陥分布のばらつきが小さく精度が高い例を示している。
【００２１】
図５はＳＥＭ等の欠陥観察装置で欠陥の寸法を測定するときの測定値の定義の仕方を説明する図である。X、YはＳＥＭで欠陥を観察するときに用いられる座標軸である。欠陥の寸法の表し方としては、X軸方向の投影長（X寸法）、Y軸方向の投影長（Y寸法）、欠陥の外接円の直径（L：長軸寸法）、または√（X・Y）、√（X2＋Y2）、を代表値として使用することが可能である。歩留り管理においては欠陥の外接円の直径（L：長軸寸法）、または√（X・Y）、√（X2＋Y2）の何れか、またはそれらを組合せて使用する。
【００２２】
図６に欠陥検査装置で検出した欠陥の寸法を補正をするための条件設定フローを示す。本発明では、図６のフローに従って決定し保存した補正係数を使用し、図７に示したフローにより欠陥検査装置で検査して検出したウェハ上の欠陥の寸法を算出し、寸法を付加した検査データを欠陥管理サーバーに登録する。
【００２３】
図６のフローについて以下に説明する。S601で欠陥検査装置を用いて検査し、S602で欠陥検査装置を用いて検出した欠陥の中からＳＥＭ等の欠陥観察装置で観察する欠陥を選択する。欠陥数が100個程度と少なければ全数選択してもよい。欠陥数が多い場合は、ランダムに抽出してもよいが、ウェハ面内の分布状態に基づいてSSA（Spatial Signature Analysis 空間シグネチャ解析）により観察する欠陥を抽出することで、ウェハに存在する複数種の欠陥をまんべんなく抽出することが可能となる。S602で観察対象欠陥を選択したあとは、S603でＳＥＭ等の欠陥観察装置で選択した観察対象欠陥の寸法、種類（凸欠陥、凹欠陥、平面状の欠陥など）を求める。その後、Ｓ604で欠陥の寸法、種類の情報を元に、欠陥検査装置の寸法算出結果と、ＳＥＭ等の欠陥観察装置での測定結果をつき合わせて図４に示したような散布図を作成し、Ｓ605で欠陥の寸法、種類に応じて補正係数を決定し、Ｓ606で保存する。
【００２４】
Ｓ604における欠陥検査装置の寸法算出結果と、ＳＥＭ等の欠陥観察装置での測定結果のつき合わせは、欠陥検査装置、ＳＥＭ、別置きのパソコンなどで実施可能である。また、S604の散布図の作成は、ユーザが条件を調整するときの参考にしようとするものであるので、補正係数を自動計算する場合は、必ずしも図示する必要はない。S605における補正としては、１次の補正（ｙ=ax＋b）：（ｘは欠陥検査装置で算出した欠陥の寸法、ｙは補正後の寸法、ａは補正係数、ｂはオフセット値）でもよいし、より高次の変換式を使って補正をしてもよい。補正係数ａやオフセット値ｂの決め方としては、欠陥査装置に事前に登録した値、または、ウェハ製造の各処理工程に対応した値、または欠陥種や欠陥の特徴量に対応した値などの何れか又はそれらを組み合わせて採用してもよい。
【００２５】
S605で補正係数算出後、S606で補正係数を保存し、寸法算出のための条件設定が完了する。
【００２６】
図７に検査・出力のフローを示す。ウェハを検査後(S701)、欠陥種や欠陥の特徴量になどに基づいて欠陥のクラス分けを行う(S702)。S703にて欠陥寸法を算出し、S704にて図６で説明したフローに従って事前に設定した補正係数を用いて、欠陥クラス毎に寸法を補正する(S704)。補正後の寸法算出結果S705は、欠陥検出結果に付加して、欠陥管理サーバーにデータを転送する(S706)。
【００２７】
図８は、寸法が既知の欠陥による寸法校正の方法を示したものである。図８(a)は寸法が既知の欠陥が作り込んである標準ウェハ、または標準粒子を散布した製品ウェハ、ダミーウェハ、鏡面ウェハを示したもので、寸法が既知の欠陥901(寸法A[nm]),902(寸法B[nm]),903(寸法C[nm])が作り込んである。
【００２８】
図８（b）は欠陥検査装置の調整具合や、機差などにより、ウェハの表面状態、ウェハの表面材質によって、欠陥検査装置で検出して算出した寸法がＳＥＭで測定した寸法と異なっている様子を示したものであり、寸法が既知の欠陥901、902、903についてＳＥＭを用いて計測した実際の寸法と欠陥検査装置で検出して算出した寸法の関係を示す。904は近似曲線である。904の近似曲線に基づいて、寸法算出時の係数を変えてグラフ傾きがほぼ４５°になるように補正することにより（図８(C)）、欠陥検査装置で検出して算出する欠陥の寸法値を校正することが可能である。
【００２９】
図９は寸法を補正する係数を求めるフローを示したものである。まず本発明による欠陥検査装置を用いてウェハを検査して欠陥を検出し（S901 ）、検出した欠陥についてこの欠陥の領域全体の検出信号の和信号を算出する（S902）。検出した欠陥の一部はセンサ304のダイナミックレンジを越えていることがあるため、飽和信号補正(S903)を実施し、一旦寸法を算出する（S904）。この時点では算出された寸法は実際にＳＥＭ等で測定した寸法と異なっていることがあるため、次に近似式を算出し(S905)、その近似式にもとづき補正係数を算出する(S906 )。補正は１次の補正（ｙ=ax＋b）：（ｘは欠陥検査装置で算出した欠陥の寸法、ｙは補正後の寸法、ａは補正係数、ｂはオフセット値）でもよいし、より高次の変換式を使って補正をしてもよい。
【００３０】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、図９のステップS903の飽和信号補正の具体的な例を示したものである。図１０（a）は信号が飽和していない欠陥の例で、ｄ01は信号のピークを示す。図１０（b）は欠陥信号検出時にセンサのダイナミックレンジを越えて、信号の一部が飽和した欠陥の信号強度（ｄ02）を示している。図１０（c）で示すように、飽和により欠陥信号が欠落している部分を適切な関数で近似することで、欠落部分の信号を推測することにより、飽和信号の補正が可能となる。例えば欠陥信号をガウス曲線で近似する場合は、飽和している画素数(d03)の値と、ガウス分布のひろがり(標準偏差)を仮定することにより、欠陥信号のピーク(d04)を推定することが可能である。
【００３１】
図１１は欠陥の特徴量に基づく補正を示したものである。欠陥種（凸欠陥、凹欠陥、平面状の欠陥など）ごとに図６で示した手順で補正係数をもとめ、図７の手順で欠陥の特徴量に基づいて欠陥寸法の補正係数をかえることにより寸法精度を向上することができる。図１１（ａ）は欠陥寸法の散布図で、ＳＥＭ測定寸法と欠陥検査装置で検出して算出した寸法が比較的合っていない状態を示している。これに対して図１１（ｂ）は、欠陥検査装置で検出した欠陥に対して欠陥の特徴量（例えば、欠陥のサイズ）に基づく補正を行って算出した寸法がＳＥＭ測定寸法と比較的合っている状態の欠陥寸法の散布図である。また、欠陥の特徴量ではなく、欠陥の種類（凸欠陥、凹欠陥、平面状の欠陥など）ごとに補正係数を求めて寸法を算出してもよい。
【００３２】
また、ここでは一旦寸法を求めてから、補正するという手順をしめしているが、寸法算出の時に、欠陥の特徴量や、欠陥の種類などの情報をつかい、一度に寸法を算出してもよい。これは寸法を算出する際の、寸法算出式に、欠陥の特徴量や、欠陥の種類などの欠陥に関する情報を変数として扱えばよい。
【００３３】
図１２は本発明による欠陥検査装置と半導体の製造工程の関係を示したものである。特定の工程通過後のウェハを本発明による欠陥検査装置で検査する。製造工程810において、たとえばホトリソ工程(810)の後に検査を実施する。検査後はレビュー装置1001、1002などで欠陥を観察し、欠陥の種類や大きさ、形状から発生原因を推定し、欠陥を発生している工程を突き止め、該当工程の製造装置の対策を実施する。欠陥の観察だけで欠陥発生の原因が判明しないばあいは、さらに詳細な調査のため、分析装置1003などで元素分析や、欠陥の断面形状の観察をし、欠陥の発生原因を究明する。以上述べたような、検査、対策の繰返しにより半導体デバイスの歩留りを向上し、信頼性の高い半導体デバイスの製造が可能となる。
【００３４】
図１３は欠陥数と半導体製品の歩留りの関連を示したものである。906は半導体製品の歩留りの推移、907は特定の工程において欠陥の総検出数の推移を示している。また908は特定の種類の欠陥（この場合は、ショート欠陥）の欠陥数の推移である。図１３でハッチングをした期間では歩留り906が大きく低下しているが、総欠陥数907が若干増えているのに過ぎない。検出欠陥を分類し、ショート欠陥数908に着目すると、歩留りが低下している期間にはショート欠陥が増加していることが分かる。欠陥の総数だけでなく、欠陥を分類して欠陥の種類ごとに個数をモニタすることにより、半導体製品の歩留りと相関のある情報を得ることができる。また欠陥種ではなく、欠陥寸法算出値を使って、管理寸法以上の欠陥数に着目して管理しても良い。管理寸法は検査工程の配線ルールに基づいて決める。図示はしていないが、欠陥寸法、欠陥種、配線ルールから欠陥の致命性を算出し、致命性が一定値以上の欠陥の個数をモニタしてもよい。
【００３５】
図１４（ａ），（ｂ）は欠陥検出しきい値T01,T02と特徴量抽出しきい値T03の概念図である。図１４(a)は欠陥検出しきい値Ｔ01と特徴量抽出しきい値Ｔ03が同一である例を示している。半導体ウェハ検査においては、正常部の誤検出をおさえるため、通常欠陥検出しきい値Ｔ01を高く設定する。そのため、図14(a)では欠陥の信号の一部しか利用できない。そこで図14(b)のように、欠陥検出しきい値T02よりも低いしきい値(T04)で特徴量を抽出することにより、欠陥からより有効な特徴量の抽出が可能となる。
【００３６】
図１５は欠陥検出結果の表示例である。801は表示画面の一例である。欠陥マップ(802)において、検査条件設定時に定めた欠陥の管理寸法以上、以下で表示を分けることにより、直観的に不具合の発生状況と歩留りに与える影響の大きさを判断することが可能である。また、マウスなどで欠陥表示をクリックすることにより欠陥のID、寸法(欠陥検査装置の算出値)、欠陥種などを示すことが可能である(803)。
【００３７】
また欠陥寸法別に発生頻度を示すグラフを表示することにより(807)、やはり直観的に不具合の発生状況と歩留りに与える影響の大きさを判断することが可能である。
【００３８】
また、画面上には検出した欠陥の総数やサイズ別の数を表示する領域804や、操作パネルを表示する領域805、検査条件を設定する領域806、欠陥リストを表示する領域808なども備えている。これらの各表示領域は、一つの画面上に同時に表示しても良いし、それぞれ別の画面にまたはいくつかを組合せて表示しても良い。
【００３９】
図16は、図１に示した欠陥検査装置の構成における照明光学系102の一例である。ここでは光源101がレーザ光源である例を示す。レーザ光源101から出射したレーザ1011は一定の広がり角で広がるこれをレンズ1021で並行光にし、シリンドリカルレンズ1022により片側集光の照明になるように整形してウェハ表面に照射する。ウェハ表面上では照明形状は直線上になり、ステージの走査と組み合わせることで、ウェハ表面の一定領域を一括して検出することが可能となる。この場合センサ304は照明領域と対応するリニアセンサもしくはＴＤＩセンサ（Time Delay Integration Sensor:時間遅延型積分センサ）を使うとよい。センサ304としてＴＤＩセンサを用いた場合、ＴＤＩセンサで検出した信号をＴＤＩセンサの複数のタップから並列に出力させ、この並列に出力された信号を信号処理部400で並列に信号処理することにより、欠陥検出速度を向上させることが出来る。また照明形状が点状の場合は、照明光学系にＡＯＭやＡＯＤ、ガルバノミラーなどを用いて点状の照明を走査し、ステージの移動を組み合わせることで、ウェハ全面を検査することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による欠陥検査装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図２】（ａ）は欠陥検出信号例を示すグラフで信号強度が大きい場合、（ｂ）は欠陥検出信号例を示すグラフで信号強度が小さい場合を示す。
【図３】領域別処理例で（ａ）はダイ（チップ）の内部を分割する例、（ｂ）はウェハ前面を分割する例を示す。
【図４】欠陥寸法の散布図で、（ａ）はばらつきが大きい例、（ｂ）はばらつきが小さい例を示す。
【図５】欠陥寸法の代表値例で、（ａ）はＸ，Ｙ寸法の例、（ｂ）はＬ寸法の例を示す。
【図６】寸法算出補正係数を設定するフロー図である。
【図７】検査・出力のフロー図である。
【図８】寸法が既知の欠陥による寸法補正の例で、（ａ）は寸法が既知の欠陥をウェハ上に配置した状態を示す図、（ｂ）は欠陥寸法の散布図でＳＥＭ測定寸法と欠陥検査装置で検出して算出した寸法が比較的合っていない状態を示す図、（ｃ）は欠陥寸法の散布図で欠陥検査装置で検出した欠陥の寸法を算出するときに係数を変えてグラフの傾きを帰ることにより算出した寸法がＳＥＭ測定寸法と比較的合っている状態を示す図である。
【図９】寸法補正係数を算出するフロー図である。
【図１０】欠陥信号飽和時の補正例を示す図で、（ａ）は欠陥信号が飽和していない状態を示すグラフ、（ｂ）は欠陥信号が飽和している状態を示すグラフ、（ｃ）は検出信号は飽和した場合に信号のピーク値を予測する方法を示す図である。
【図１１】（ａ）は欠陥寸法の散布図でＳＥＭ測定寸法と欠陥検査装置で検出して算出した寸法が比較的合っていない状態を示す図、（ｂ）は欠陥寸法の散布図で欠陥検査装置で検出した欠陥に対して欠陥の特徴量に基づく補正を行って算出した寸法がＳＥＭ測定寸法と比較的合っている状態を示す図である。
【図１２】製造工程と検査装置の関係図を示すブロック図である。
【図１３】歩留りと検出欠陥数の関係を示すグラフである。
【図１４】欠陥信号、特徴量抽出方法の一例を示し、（ａ）は通常のしきい値設定方法で求めた閾値を用いた場合を示すグラフ、（ｂ）は通常の閾値よりも低い閾値を設定した場合を示すグラフである。
【図１５】欠陥検査装置の画面表示例を示す表示画面の正面図である。
【図１６】照明光学系の一例で（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
1…ウエハ    2…CPU    3…表示装置    4…入力装置    5…記憶装置6…ネットワーク
100…照明系    101…光源    102…照明光学系    103…照明制御部    200…ステージ系    201…θステージ    202…Zステージ    203…Xステージ    204…Yステージ    205…ステージ制御部    300…検出系    301…対物レンズ    302…空間フィルタ    303…結像レンズ304…センサ    400…画像処理部    500…フーリエ変換面観察系    501…光路切り替え部    502…レンズ    503…カメラ    600…ウエハ観察系    601…ウエハ観察用対物レンズ    602…ウエハ観察用結象レンズ    603…カメラ    801…画面    
901…寸法が既知の欠陥A    902…寸法が既知の欠陥B    903…寸法が既知の欠陥C    1000…本発明を搭載した欠陥検査装置    1001…光学式観察装置    1002…電子線式観察装置    1003…分析装置    1004…欠陥管理サーバー    1006…工程管理サーバー    3001…ロジック部    3002…メモリ部    3004…ウェハ中央部    3004…ウェハ外周部    3005…ダイ（チップ）
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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