(57)【要約】【課題】基板の異常の検査に当たっては、予め閾値を得ておくことが必要となる。例えば、１度検査を行い、検査に適した閾値を得た上、再度検査を行うことも考えられるが、この方法では１つの検査対象に対して２回検査を行うことになり、検査の効率（スループットと表現することもできる）を落とすことになる。この点に対して従来技術は配慮が十分ではなかった。【解決手段】本発明は、検査を行う前に、検査時の速度よりも短い時間で、検出信号のノイズ状態を得て、検査を行うことを特徴とする。本発明は、検査を行う前に、検査時の移動ピッチよりも粗いピッチで、検出信号のノイズ状態を得て、検査を行うことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を検査する検査装置において、
前記基板を直線的に移動させる移動部と、
前記基板に光を照明して、前記基板上に照明領域を形成する照明光学系と、
前記基板からの光を検出する検出光学系と、
前記移動部が第１の間隔で前記基板を移動させた際に得られた前記検出光学系からの第１の検出結果、及び前記移動部が第１の間隔よりも短い第２の間隔で前記基板を移動させた際に得られた前記検出光学系からの第２の検出結果を用いて前記基板の異常を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の検査装置において、
前記処理部は、前記第１の検出結果から閾値を得て、
前記処理部は、前記閾値と前記第２の検出結果とを用いて前記異常を検出することを特徴とする検査装置。
【請求項３】
請求項２に記載の検査装置において、
前記処理部は、前記第１の検出結果からノイズの関数を得て、
前記閾値は、前記ノイズの関数によって決定されることを特徴とする検査装置。
【請求項４】
請求項２に記載の検査装置において、
前記第１の検出結果は、前記照明領域に対して前記基板の内周から外周へ相対的に移動することで得られたデータであることを特徴とする検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の検査装置において、
さらに、前記処理部は、前記照明領域に対して前記基板の外周から内周へ相対的に移動することで得られた第３の検出結果を用いて前記異常を検出することを特徴とする検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査装置に関する。例えば、本発明は、被検査物表面の微小な異物や欠陥等の異常を検出する検査装置、及び検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程においては、ウェハに様々な処理を施し、ウェハ上に半導体素子を形成していく。その際、鏡面ウェハ（ベアウェハと表現されることもある。）上に異物や傷等が存在すると、半導体の歩留まりに影響を与えることになる。よって、鏡面ウェハの異物、傷等の異常を検出し、半導体製造工程へフィードバックすることは重要である。この鏡面ウェハの異常を検出するために用いられるのが表面検査装置である。
【０００３】
表面検査装置は、検査対象であるウェハへレーザ等の光を照明し、照明された領域からの散乱光を光電変換素子で検出し、検出した信号と閾値とを比較することで異常を検出する。例えば、表面検査装置に関する先行技術としては、特許文献１が挙げられる。特許文献１では、被検査物の異常を判定するための閾値は被検査物の素材や生成方法、計測条件により異なることに着目し、検出器毎、領域毎に閾値を変更することを開示する。その他の先行技術としては、特許文献２乃至６が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１７１２９号公報
【特許文献２】特開２００９−１３３７７８号公報
【特許文献３】特開平０７−１０３９０６号公報
【特許文献４】特開２００５−００３４４７号公報
【特許文献５】特開２００３−１６６８１６号公報
【特許文献６】特開２００８−５８２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した、異常を判定するための閾値は、計測される被検査物側の条件（被検査対象物の素材、生成方法、表面上に形成された膜種など）、被検査物を検査する表面検査装置側の条件（検査速度、照射光の強度や照明スポットの大きさなど）により異なる。よって、検査に当たっては、予め閾値を得ておく方が望ましい。例えば、実際の検査時と同じ検査速度で１度測定を行い、検査に適した閾値を得た上で、再度検査を行うことも考えられるが、この方法では１つの検査対象に対して同じ検査を２回行うことになり、検査の効率（スループットと表現することもできる）を落とすことになる。この点に対して従来技術は配慮が十分ではなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、検査を行う前に、検査時の速度よりも短い時間で、検出信号のノイズ状態を得て、検査を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明は、検査を行う前に、検査時の移動ピッチよりも粗いピッチで、検出信号のノイズ状態を得て、検査を行うことを他の特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スループットを極力落とさずにより適切な閾値で検査を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の検査装置を説明する図。
【図２】検出する信号を説明する図。
【図３】閾値の設定を説明する図。
【図４】閾値の設定を説明するフローチャート。
【図５】ウェハと照明領域の位置関係を説明する図。
【図６】実施例２で得られるノイズを説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本実施例１の検査装置を説明する図である。ウェハ１０１はウェハ１０１を搭載するためのチャック１０２に搭載される。照明光学系１００からはレーザ光等の光１０５がウェハ１０１に対して照明される。光１０５の照明によってウェハ１０１からは散乱した光は光電子増倍管等の光検出器１０７によって検出され、アナログ電気信号へ変換される。さらに、検出したアナログ電気信号はＡ／Ｄ変換器１０８によってデジタル信号に変換される。変換されたデジタル信号は処理部１０９に送られる。処理部１０９は、デジタル信号に対して閾値処理を行う。閾値より大きければ傷等の異常であると認識されるし、閾値以下であればノイズと判断される。ここで、チャック１０２に搭載されたウェハはある間隔（移動ピッチ）で直線移動を行うスライドステージ１０４、及びスライドステージ上に配置された回転ステージ１０３によって、光１０５がウェハ１０１上に形成した照明領域に対して相対的に移動することになる。スライドステージ１０４の移動量、回転ステージ１０３の回転角はステージ制御部１０６によって処理部１０９へ送られる。つまり、上述した閾値処理はウェハ１０１の座標に対応付けて行われることになる。閾値処理の結果はウェハ１０１の座標と対応付けられて表示部１１０にマップとして表示される。また、閾値処理の結果はウェハ１０１の座標と対応付けられては記憶部１１２へ保存される。また、閾値処理の結果は入力部１１１を介して作業者によって適宜閲覧・加工される場合もある。
【００１２】
次に、光検出器１０７が検出する信号について図２を用いて説明する。図２は（ａ）は光検出器１０７が検出する理想的な信号を表している。横軸ｔは時間を表し、縦軸ｉは信号の強度を表している。理想的な検出信号はノイズを表す直流成分２０１と異常からの信号を表すパルス成分２０２によって表現できる。この場合、閾値Ｔ0によって、検査を行うことができる。しかし、現実的には、検出信号は図２（ｂ）の状態になる場合もある。つまり、前述した直流成分２０１にノイズ成分２０３がさらに重畳したような検出信号となる場合もある。このようなノイズ成分２０３が重畳された信号に対して閾値Ｔ0を使用した閾値処理を行うと、本来異常である信号をノイズであると認識してしまう。図２（ｂ）の場合、ノイズ成分２０３を考慮して閾値Ｔ0をＴ1へ変更しなければならない。このノイズ成分２０３は、計測される被検査物側の条件（被検査対象物の素材、生成方法、表面上に形成された膜種など）、被検査物を検査する表面検査装置側の条件（検査速度、照射光の強度や照明領域の大きさなど）により異なる場合が考えられる。また、このノイズ成分２０３は、例えばウェハ１０１の表面の状態に起因した背景光（所謂ヘイズ）と表現される場合もある。本実施例は、検査を行う際の移動ピッチよりも粗い移動ピッチでこのノイズ成分２０３を得ておいて、検査の際には、このノイズ成分２０３を考慮して閾値処理を行うものである。
【００１３】
さらに詳細に本実施例を図３、図４を用いて説明する。図３は、本実施例での閾値の設定を説明する図であり、図４は閾値の設定を説明するフローチャートである。本実施例では、まず検査対象であるウェハを検査装置内へ搬送する（図４の４０１）。その後、スライドステージ１０４の移動ピッチをＰ１へ設定する。そして、光１０５を照明し、発生した散乱光を光検出器１０７によって検出する（図４の４０２）。ここで、照明領域は、ウェハ１０１の内周側から外周側へ向かって相対的に移動することになる。なお、Ｐ１の設定は記憶部１１２に保存された既定の値を使用しても良いし、入力部１１１を介して作業者が入力しても良い。ここで、Ｐ１は後述する検査時の移動ピッチＰ２よりも粗い移動ピッチとなっている。つまり、Ｐ２＜Ｐ１の関係が成立している。ステップ４０２によって、ウェハ１０１の全面を走査する時間Ｔ1の間にＰ１に対応した信号３０１が得られる。ここで、処理部１０９は信号３０１間を接続する曲線を計算することで関数ｆ(ｔ)を得る（図４の４０３）。なお、信号３０１のデータ、ｆ(ｔ)のデータは一旦記憶部１１２に記憶させて、後で読み出せるようにしても良い。この段階で、照明スポットはウェハ１０１の端部に到達している。そこで、スライドステージ１０４はウェハ１０１を移動させることで、照明領域をウェハ中心へ移動させる（図４の４０４）。これで検査前の準備が終了する。
【００１４】
以降は、検査動作として表現される。スライドステージ１０４の移動ピッチはＰ１よりも細かいＰ２へ設定される。そして、光１０５を照明し、発生した散乱光を光検出器１０７によって検出していく（図４の４０５）。そして、検出した信号に対して閾値処理を行う（図４の４０６）。
【００１５】
ここで、図４の４０６の閾値処理について詳細に説明する。検査動作によって、ウェハ１０１全面を照明スポットが走査する。照明スポットがウェハ全面を走査するのに必要な時間をＴ2とすると、Ｔ2の間に得られる信号は検出信号３０３として表現される。ここで、処理部１０９は既定の閾値Ｔ0にｆ(ｔ)の値を加算する。このようにすることで、時間ｔに応じて変化するノイズの影響を閾値に反映することができる。さらに、Ｔ1はＴ2よりも短い時間であるので、同じ動作を２度繰り返す場合よりも、短い時間でノイズの影響を考慮した高感度な検査を行うことができる。
【００１６】
なお、前述したノイズはｆ(ｔ)として表現したが、時間ｔが分かればウェハ１０１内の座標も得ることができる。ノイズはウェハ１０１の座標に対する関数ｆ(ｒ，θ)として表現することもできる。なお、ｒはスライドステージ１０４の総移動量、θは回転ステージ１０３の総回転角である。また、ステップ４０３でノイズを得る際には、欠陥の信号は除去して、ノイズのみを抽出するために、所定の周波数に調整されたフィルタ（例えば、ローパスフィルタ）を採用しても良い。
【００１７】
また、前述したように、図２のノイズ成分２０３は、計測される被検査物側の条件（被検査対象物の素材、生成方法、表面上に形成された膜種など）、被検査物を検査する表面検査装置側の条件（検査速度、照射光の強度や照明領域の大きさなど）により異なる場合が考えられる。よって、計測される被検査物側の条件毎、及び被検査物を検査する検査装置側の条件毎、その２つの組み合わせ毎にノイズの関数ｆ(ｔ)を記憶部１１２へ記憶しておいて、被検査物側の条件、及び検査装置側の条件毎、その２つの組み合わせの少なくとも１つに応じてｆ(ｒ)を読み出すようにしても良い。
【実施例２】
【００１８】
次に実施例２について説明する。実施例２では、実施例１と異なる部分について主に説明する。
【００１９】
まず、図５を用いてウェハ１０１と照明領域の位置関係を説明する。図４のステップ４０２の最初では、照明領域５０１はウェハ１０１の中心にある（図５（ａ））。そして、スライドステージ１０４、回転ステージ１０３の動作によって、照明領域５０１は螺旋上の軌跡５０２を描きながら、ステップ４０２の最後にはウェハ１０１の端部へ到達する（図５（ｂ））。実施例１では図４のステップ４０４に説明した通り、スライドステージ１０４はウェハ１０１を移動させることで、照明領域をウェハ中心へ移動させる。本実施例では、このステップ４０４の動作の際にも光を照明し、散乱光を検出する。この動作は図５（ｃ）によって説明される。例えば、本実施例では照明領域５０１がウェハの端部まで到達したら、スライドステージ１０４はＰ１に対して方向が逆の−Ｐ１へウェハ１０１を移動し、回転ステージ１０３はステップ４０２の回転方向とは逆の回転方向にウェハ１０１を回転させる。この動作によって照明スポット５０１は軌跡５０２を描く。このように、図４のステップ４０２で得られた検出信号は図６（ａ）の信号６０１として、ステップ４０４で得られた検出信号は図６（ｂ）の信号６０２として表現できる。ここで、信号６０２は信号６０１とは信号を検出する座標が異なる信号であると表現することができる。そして、ステップ４０２で得られた信号６０１と、ステップ４０４で得られた信号６０２とを１つの軸にまとめると図６（ｃ）のようになる。ここで、信号６０１と信号６０２とをまとめる際には、ウェハ１０１上の座標を１つの座標軸に統一しても良いし、信号を検出する時間を１つの時間軸に統一しても良い。図６（ｃ）において、ステップ４０２で得られた信号６０１と、ステップ４０４で得られた信号６０２をつなげた曲線は、実施例１よりも得られる情報の数が多くなるので、より実際のノイズの波形に近づくことになる。閾値処理は図４のステップ４０６と同様に行えば良い。本実施例では、実施例１とほぼ同じ時間でよりノイズの影響を考慮した高感度な検査を行うことができる。
【００２０】
なお、以上は検査前の移動ピッチは検査時の移動ピッチよりも粗い例を説明したが、検査前の移動ピッチを検査時の移動ピッチよりも細かくしても良い。その場合は、より詳細なノイズの状態を得ることができる。
【００２１】
なお、前述したノイズの波形は光検出器７の状態も反映している。よって、例えば、ウェハ１０１毎に得られたノイズの波形を処理部１０９内のメモリに記憶しておけば、ノイズの時間経過を調べることで光検出器７の劣化状態も有る程度推測することもできる。
【符号の説明】
【００２２】
１０１  ウェハ
１０２  チャック
１０３  回転ステージ
１０４  スライドステージ
【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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