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    断重庆时时彩组三技巧: 缺陷检查装置及缺陷检查方法.pdf

    关 键 词:
    缺陷 检查 装置 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN200980142750.X

    申请日:

    2009.10.28

    公开号:

    CN102197300A

    公开日:

    2011.09.21

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回IPC(主分类):G01N 21/956申请公布日:20110921|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 21/956申请日:20091028|||公开
    IPC分类号: G01N21/956; H01L21/66 主分类号: G01N21/956
    申请人: 株式会社尼康
    发明人: 远藤一正
    地址: 日本东京都
    优先权: 2008.10.31 JP 2008-282075
    专利代理机构: 北京三友知识产权代理有限公司 11127 代理人: 任默闻
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN200980142750.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2013.05.08|||2011.11.23|||2011.09.21

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    提供能在短时间判别样本表面的图案形状优劣的缺陷检查装置及检查方法。一种缺陷检查装置20,检查形成有反复图案的基板(晶圆10)的缺陷,其具有:照明光学系统21,包含物镜9,通过该物镜9对形成于晶圆10的反复图案照射来自光源1的光;检测光学系统22,检测因反复图案而产生的多次数的绕射光所产生的物镜9瞳面的像;以及检测部23,从所得的瞳像检测晶圆10的反复图案的缺陷。

    权利要求书

    1.一种缺陷检查装置,检查形成有反复图案的基板的缺陷,其特征在于,具有:照明光学系统,包含物镜,通过该物镜对形成于该基板的反复图案照射来自光源的光;检测光学系统,检测因该反复图案而产生的多次数的绕射光所产生的该物镜瞳面的像;以及检测部,从所得的该瞳像检测该基板的反复图案的缺陷。2.如权利要求1所述的缺陷检查装置,其中,该检测部用以求出该瞳面的像的亮度值,并通过该亮度值检测形成于该基板的反复图案的缺陷。3.如权利要求2所述的缺陷检查装置,其具有储存部,预先测量通过良品样本产生的该瞳面的像的亮度值并储存为基准值;该检测部从该储存部读出该基准值,比较该基准值与从该瞳面的像求出的该亮度值,以检测形成于该基板的反复图案的缺陷。4.如权利要求2所述的缺陷检查装置,其中,该检测部从该瞳面的像决定用以求出该亮度值的最佳位置,并通过在该最佳位置的该亮度值检测该基板的反复图案的缺陷。5.如权利要求4所述的缺陷检查装置,其中,该最佳位置是通过该多次数绕射光而产生的瞳像中任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,该任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,是就该次数求出通过作为基准的测定手段测定的形成有多个优劣程度不同的反复图案的评估用基板的测定值、与该评估用基板的该多次数绕射光所产生的瞳像的该亮度值的相关值,以决定该相关值较高的该次数的绕射光所产生的瞳像区域。6.如权利要求1至5任一项所述的缺陷检查装置,其中,该照明光学系统具有波长选择部,用以选择照射于该基板上所形成的反复图案、来自该光源的光的波长带。7.如权利要求1至6任一项所述的缺陷检查装置,其中,该照明光学系统具有偏光件,用以将照射于该基板上所形成的反复图案、来自该光源的光汇整成既定直线偏光状态。8.如权利要求1至7任一项所述的缺陷检查装置,其中,该照明光学系统在与该瞳面共轭的位置具有孔径光阑;该孔径光阑的孔径部,能在与该照明光学系统的光轴正交的面内使位置及孔径变化。9.如权利要求1至8任一项所述的缺陷检查装置,其中,该照明光学系统在与该瞳面共轭的位置具有孔径光阑;当设该孔径光阑的孔径部的连结该照明光学系统的光轴与该孔径部的直线方向的长度为Ra、该孔径光阑及该物镜的该瞳间的成像倍率为β、照射于该基板上所形成的反复图案的该光的波长为λ、该反复图案的周期为P、该物镜的焦点距离为f时,满足下式的条件:Ra≤|β|×f×λ/P。10.一种缺陷检查方法,检查形成有反复图案的基板的缺陷,其特征在于,具有:照明步骤,通过物镜对形成于该基板的反复图案照射来自光源的光;摄影步骤,检测因该反复图案而产生的多次数的绕射光所产生的该物镜瞳面的像;以及检测步骤,从所得的该瞳像检测该基板的反复图案的缺陷。11.如权利要求10所述的缺陷检查方法,其中,该检测步骤用以求出该瞳面的像的亮度值,并通过该亮度值检测形成于该基板的反复图案的缺陷。12.如权利要求11所述的缺陷检查方法,其中,该检测步骤,预先测量通过良品样本产生的该瞳面的像的亮度值作为基准值,并比较该基准值与从在该摄影步骤所得的该瞳面的像求出的该亮度值,以检测形成于该基板的反复图案的缺陷。13.如权利要求11所述的缺陷检查方法,其中,该检测步骤,从在该摄影步骤所得的该瞳面的像决定用以求出该亮度值的最佳位置,并通过在该最佳位置的该亮度值检测形成于该基板的反复图案的缺陷。14.如权利要求13所述的缺陷检查方法,其中,该最佳位置,是通过该多次数绕射光而产生的瞳像中任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,该任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,是就该次数求出通过作为基准的测定手段测定的形成有多个优劣程度不同的反复图案的评估用基板的测定值、与该评估用基板的该多次数绕射光所产生的瞳像的该亮度值的相关值,以决定该相关值较高的该次数的绕射光所产生的瞳像区域。

    说明书

    缺陷检查装置及缺陷检查方法

    技术领域

    本发明,是关于缺陷检查装置及缺陷检查方法。

    背景技术

    以往,半导体电路元件或液晶显示元件的制造工艺中,会进行形成于半导体晶圆(wafer)或液晶基板(以下称为“样本”)表面的光阻层的图案的缺陷检查。例如,已揭示有调整来自光源的光的偏光状态与形成光学像的0次及高次绕射光的强度以比较样本表面的影像的检查方法。此种检查,使用Critical?Dimension?SEM(测距扫描型电子显微镜,以下称为“CD-SEM”)。

    先前技术文献

    专利文献

    专利文献1:专利第3956942号公报。

    发明内容

    发明要解决的技术课题

    然而,此使用CD-SEM的检查方法中,有光阻的损伤问题,或从产能的观点来看,亦有不适于检查晶圆全面的课题。

    本发明有鉴于上述课题所完成者,其目的在于,提供不论是形成于样本表面的光阻图案或蚀刻后的图案(检查图案),均能在短时间判别样本表面的图案形状的优劣的缺陷检查装置及缺陷检查方法。

    解决前述课题的技术手段

    为解决前述课题,本发明的缺陷检查装置,检查形成有反复图案的基板的缺陷,其特征在于,具有:照明光学系统,包含物镜,通过该物镜对形成于基板的反复图案照射来自光源的光;检测光学系统,检测因反复图案而产生的多次数的绕射光所产生的物镜瞳面的像;以及检测部,从所得的瞳像检测基板的反复图案的缺陷。

    上述缺陷检查装置中,检测部最好是用以求出瞳面的像的亮度值,并通过该亮度值检测形成于基板的反复图案的缺陷。

    又,上述缺陷检查装置中,最好是具有储存部,预先测量通过良品样本产生的瞳面的像的亮度值并储存为基准值;检测部从储存部读出基准值,比较该基准值与从瞳面求出的亮度值,以检测形成于基板的反复图案的缺陷。

    又,上述缺陷检查装置中,检测部最好是从瞳面的像决定用以求出亮度值的最佳位置,并通过在该最佳位置的亮度值检测基板的反复图案的缺陷。

    又,上述缺陷检查装置中,最佳位置最好是通过多次数绕射光而产生的瞳像中任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,就该次数求出通过作为基准的测定手段测定的形成有多个优劣程度不同的反复图案的评估用基板的测定值、与评估用基板的多次数绕射光所产生的瞳像的亮度值的相关值,以决定该相关值较高的次数的绕射光所产生的瞳像区域。

    又,上述缺陷检查装置中,照明光学系统最好是具有波长选择部,用以选择照射于基板上所形成的反复图案、来自光源的光的波长域。

    又,上述缺陷检查装置中,照明光学系统最好是具有偏光件,用以将照射于基板上所形成的反复图案、来自光源的光汇整成既定直线偏光状态。

    又,上述缺陷检查装置中,照明光学系统最好是在与瞳面共轭的位置具有孔径光阑;该孔径光阑的孔径部,能在与照明光学系统的光轴正交的面内使位置及孔径变化。

    又,上述缺陷检查装置中,照明光学系统最好是在与瞳面共轭的位置具有孔径光阑;当设该孔径光阑的孔径部的连结照明光学系统的光轴与孔径部的直线方向的长度为Ra、孔径光阑及物镜的瞳间的成像倍率为β、照射于基板上所形成的反复图案的光的波长为λ、反复图案的周期为P、物镜的焦点距离为f时,满足下式的条件:

    Ra≤|β|×f×λ/P

    又,本发明的缺陷检查方法,是检查形成有反复图案的基板的缺陷,其特征在于,具有:照明步骤,通过物镜对形成于基板的反复图案照射来自光源的光;摄影步骤,检测因反复图案而产生的多次数的绕射光所产生的物镜瞳面的像;以及检测步骤,从所得的瞳像检测基板的反复图案的缺陷。

    上述缺陷检查方法中,检测步骤最好是用以求出该瞳面的像的亮度值,并通过该亮度值检测形成于基板的反复图案的缺陷。

    又,上述缺陷检查方法中,检测步骤,最好是预先测量通过良品样本产生的瞳面的像的亮度值作为基准值,并比较该基准值与从在摄影步骤所得的瞳面的像求出的亮度值,以检测形成于基板的反复图案的缺陷。

    又,上述缺陷检查方法中,检测步骤,最好是从在摄影步骤所得的瞳面的像决定用以求出亮度值的最佳位置,并通过在该最佳位置的亮度值检测形成于基板的反复图案的缺陷。

    又,上述缺陷检查方法中,最佳位置,最好是通过多次数绕射光而产生的瞳像中任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,该任一次数的绕射光所产生的瞳像区域,是就该次数求出通过作为基准的测定手段测定的形成有多个优劣程度不同的反复图案的评估用基板的测定值、与评估用基板的多次数绕射光所产生的瞳像的亮度值的相关值,以决定该相关值较高的次数的绕射光所产生的瞳像区域。

    发明的效果

    根据本发明的缺陷检查装置及缺陷检查方法,不论是形成于样本表面的光阻图案或蚀刻后的图案,均能在短时间判别样本表面的图案形状的优劣。

    附图说明

    图1为显示缺陷检查装置构成的截面示意图。

    图2为显示孔径光阑的构成的说明图,(a)为显示形成有大致圆形的孔径部的孔径光阑,(b)为显示形成有大致矩形的孔径部的孔径光阑。

    图3为显示形成有图2所示的孔径光阑的孔径部的像的物镜的瞳像的说明图,(a)为显示使用图2(a)的孔径光阑的情形,(b)为显示使用图2(b)的孔径光阑的情形。

    图4为用以说明晶圆上的检查点与瞳像的分割方法的说明图。

    图5为显示用以管理测试晶圆的CD-SEM值与以缺陷检查装置测定的瞳像的阶度值的关系的表构成的说明图,(a)为显示储存CD-SEM值与瞳像的各区域的阶度值的对应关系的对应表,(b)为显示储存CD-SEM值与瞳面的各区域的相关系数的相关函数表。

    图6为显示CD-SEM值与阶度值的关系,显示其容许范围的示意图。

    图7为显示以P偏光照明晶圆表面的图案的周期方向的情形的示意图。

    图8为显示以S偏光照明晶圆表面的图案的周期方向的情形的示意图。

    具体实施方式

    以下,参照图式说明本发明的较佳实施形态。图1为显示本发明的实施形态一例的缺陷检查装置20概要的图,表示在通过光轴的面内的截面示意图。

    缺陷检查装置20,具有:光源1;通过物镜将从光源1放射的照明光照射于载台11上所装载的样本的晶圆(基板)10的照明光学系统21;使在晶圆10反射的光聚光的检测光学系统22;在以此检测光学系统22所聚光的像中检测物镜9的瞳像的第1摄影元件17;检测晶圆10的像的第2摄影元件18;以及从以第1摄影元件17拍摄的瞳像检测晶圆10的缺陷的检测部23。

    照明光学系统21从光源1侧起依序具有聚光透镜2、包含干涉滤光器的照度均一化单元3、孔径光阑4、第1视野光阑5、中继透镜6、偏光件7、半透光镜8、以及物镜9,在光轴上依此顺序排列配置。此处,此照明光学系统21中,从光源1放射的照明光在半透光镜8反射后,通过物镜9被导至晶圆10。又,此照明光学系统21的光轴系配置成与检测光学系统22的光轴大致一致,构成为对晶圆10进行同轴落射照明。又,载台11,当以此同轴落射照明的光轴为z轴,以在与z轴垂直的面内通过此z轴且分别正交的轴为x轴,y轴时,构成为能移动于x轴、y轴、z轴方向且能绕z轴旋转。

    另一方面,检测光学系统22与照明光学系统21共用半透光镜8及物镜9,自晶圆10侧依序具有物镜9、半透光镜8、检光件12、第1成像透镜13、半透光棱镜14、第2成像透镜15、以及第2视野光阑16,于光轴上依此顺序排列配置。此处,在晶圆10反射的光系通过半透光镜8被导至第1及第2摄影元件17,18。又,第1摄影元件17配置于可检测透射过半透光棱镜14的光的位置,第2摄影元件18配置于可检测在半透光棱镜14反射的光的位置。此检测光学系统22中,第1摄影元件17配置于可检测物镜9的瞳面的像的位置、亦即与物镜9的瞳面共轭的位置,又,第2摄影元件18配置于可检测晶圆10的像的位置、亦即与晶圆10表面共轭的位置。又,第2视野光阑16配置于与晶圆10表面共轭的位置。又,通过配置于第1摄影侧的可拆装的照明部(未图示)照明第2视野光阑16,并以第2摄影元件18拍摄自晶圆10反射的第2视野光阑16的像,以将以第1摄影元件17检测的晶圆10上的区域换算成第2摄影元件18的摄影位置。以此第1及第2摄影元件17,18检测出的物镜9的瞳面的像及晶圆10的像,能分别通过检测侧部23以监视器19观察。是以,当通过监视器19观察通过第2摄影元件18检测出的像时,即能确认照明光是照射于晶圆10上的哪一位置。

    此外,配置于照明光学系统21的偏光件7及配置于检测光学系统22的检光件12分别构成为可拆装于此缺陷检查装置20,可视观察对象(晶圆10)的状态插拔于光轴上。以下说明中,偏光件7、检光件12在拔出的状态下使用。

    又,孔径光阑4及第1视野光阑5的孔径部可分别使其大小(特别是连结光轴与此孔径部的直线方向的径的大小)及在正交于光轴的面内的位置变化的构造。因此,当使孔径光阑4的孔径部的位置变化时,即能使照射于晶圆10的照明光的入射角变化,又,当使第1视野光阑5的孔径部的大小及位置变化时,即能使照射于晶圆10表面的照明区域的大小(照明的范围)与位置变化。当使孔径光阑4的孔径部的大小变化时,即能使在瞳面的绕射像的大小变化。

    上述构成的缺陷检查装置20中,从光源1放射的照明光在聚光透镜2聚光,且在照度均一化单元3使照度均一化后,照射于孔径光阑4。又,通过孔径光阑4的照明光通过第1视野光阑5而在中继透镜6准直化,并在半透光镜8反射而导至物镜9。此处,孔径光阑4及物镜9的瞳面隔着第1中继透镜6分别配置于该第1中继透镜6的焦距大致两倍的位置。因此,孔径光阑4的孔径部的像成像于物镜9的瞳面上或其附近,进而在物镜9聚光而照射于晶圆10。亦即,孔径光阑4与物镜9的瞳面为共轭关系。

    接着,通过物镜9照射于晶圆10的照明光在此晶圆10的表面反射而再度在物镜9聚光。此时,在晶圆10反射的孔径光阑4的孔径部的像虽成像于物镜9的瞳面(或其附近),但亦会产生因形成于晶圆10的反复图案(通过其后的方法检查的检查图案)而产生的绕射光而同样地成像于瞳面。因此,例如当如图2(a)所示的圆形形状的孔径部4a形成于此孔径光阑4的外周部附近时,即如图3(a)所示,在物镜9的瞳面(图3(a)显示此瞳面的像PI)中,孔径部4a的绕射像40因应绕射次数而依此次数的顺序排列成像。此外,此绕射像40的排列方向,是在包含于光轴及孔径光阑4偏向的照明光的中心线的面与瞳面交叉的线上。又,绕射次数为0次的绕射像(反射像)在物镜9的瞳面上成像于与孔径光阑4的孔径部4a对应的位置(及范围),1次,2次...n次的绕射像如上所述排列成像(图3(a))。此时,将孔径光阑4的孔径部4a的直径大小调整成0次(因反射光而产生的像)~n次各自的绕射像不重叠。例如,如上所述,当于孔径光阑4形成有圆形的孔径部4a时,使此孔径部4a的孔径(尺寸)Ra的大小变化,以调整成形成于瞳面的绕射像不彼此重叠。

    具体而言,孔径光阑4的孔径部4a的孔径(尺寸)Ra是通过设定成满足下式(1)所示条件,而能使在瞳面中相邻的绕射像不重叠。此处,β是显示孔径光阑4与物镜9的瞳之间的成像倍率,P为显示形成于检查对象的晶圆10的反复(检查)图案的周期,λ为显示照射于晶圆10的照明光的波长(检查波长),f为显示物镜9的焦距。

    Ra≤|β|×f×λ/P???????????????(1)

    此处,照明光的波长(检查波长)为红(R)、绿(G)、蓝(B)的三波长时,具有最短的波长的蓝色光(λ=440nm)中,只要将孔径部4a的尺寸Ra设定成满足式(1)即可。其原因在于,随着波长越短因绕射光产生的像的间隔亦变得狭窄,因此只要设定成以最短波长者满足上述条件,较其长的波长者则都可满足。

    此外,形成于孔径光阑4的孔径部的形状不限定于圆形,例如亦可如图2(b)所示的孔径部4a’作成矩形。此时亦与上述圆形的孔径部4a同样地,如图3(b)所示使与绕射次数对应的绕射像40’依此次数的顺序排列成像于物镜9的瞳面(瞳像PI)上。又,此时通过将孔径部4a’的连结光轴与此孔径部4a’的延伸于直线方向的边的长度Sb调整成满足次式(2),即可调整成排列成像于瞳面上的绕射像40’不重叠。

    Sb≤|β|×f×λ/P???????????(2)

    又,当具有上述矩形的孔径部4a’时,延伸于与上述尺寸Sb所示的边正交的方向的边的尺寸Lb,最好是设定得较尺寸Sb大。其原因在于,上述形状的孔径部4a’的像的亮度,会随着自中心往照明光射入样本面的方向的正交方向和缓地扩展而变低,因此为了确保在绕射像的中心部所得的亮度的较高范围之故。此外,以下说明使用具有圆形孔径部4a的孔径光阑4的情形。

    此缺陷检查装置20中,对晶圆10表面照射照明光的位置,使载台11移动于xy轴方向以进行调整,照明光照射的角度,如上述调整孔径光阑4及第1视野光阑5的孔径部的位置及大小,对形成于检查对象的晶圆10的反复图案(检查图案)的周期方向照射的方向(对反复图案的照明光的方位角)使载台11旋转来调整。又,当使晶圆10表面移动于物镜9的焦点上时,使载台11移动于z轴方向来调整。进而,照明光的波长带,是通过照度均一化单元3的干涉滤光器进行调整。

    当将缺陷检查装置20作成如上述构成,可通过第1摄影元件17拍摄形成于物镜9的瞳面(或其附近)的瞳像PI,检测在晶圆10表面反射而成像于物镜9的瞳面的孔径光阑4的孔径部4a的多次数的绕射像,检测部23可使用多次数的绕射像判定形成于检查对象的晶圆10的反复图案(检查图案)的优劣。亦即,以通过第1摄影元件17拍摄的良品图案所构成的晶圆(以下,将具有良品图案的晶圆称为“良品样本”)的瞳像作为基准像储存于连接在检测部23的储存部24,通过检测部23读出此基准像,将检查对象的晶圆10的瞳像作为检测像检测出,比较检测像与基准像以检测出其差异,藉此检测检查对象的晶圆10的缺陷。此外,通过此检测部23检测缺陷的检查方法中,例如亦可比较基准像与检测像的各像素的阶度值(瞳像中的亮度值由于被检测出作为多段的阶度(数位量),因此以下说明中,称为“阶度值”)之差,并在某像素中既定之差超过既定临限值时判定为有缺陷。如上述,晶圆10的优劣判定,求出因此晶圆10而产生的物镜9的瞳面的像的亮度值(阶度值),并通过与预先测量且储存的良品样本的基准值比较来进行,因此可在更短时间进行测量。

    此外,所比较的像素亦可非为全像素,可如以下所说明,仅以既定像素为比较对象。首先,说明作为比较对象的瞳面的像PI(既定位置CP的瞳像)内的检查对象的像素位置(以下说明中将此称为“最佳位置”)的决定方法。此外,此处的最佳位置如图4所示,将瞳像PI预先分割成具有既定大小的多个区域P(L,M)(L×M分割的区域),并显示应符合该区域的哪一个。作为最佳位置的决定方法,可使用评估用基板、即存在有良品范围至不良品范围中线宽不同的反复图案的晶圆(例如通过于晶圆内改变曝光量使之曝光,而存在有良品范围至不良品范围中线宽不同的反复图案的晶圆,以下称为“测试晶圆”),通过作为基准的测定手段预先测定既定位置CP(包含测试晶圆的上述良品范围至不良品范围中线宽不同的反复图案)而取得测定值,通过本实施形态所示的缺陷检查装置20,对存在有良品范围至不良品范围中线宽不同的反复图案的测试晶圆上、与上述既定位置CP对应的位置照射照明光,拍摄此既定位置CP的瞳像并依上述各区域算出阶度值(亮度值),求出测定值与各阶度值(亮度值)的相关值,并以该相关值最大的区域为最佳位置。此外,此处说明使用CD-SEM作为基准的测定手段的情形(又,将此CD-SEM的测定值称为“CD-SEM值”)。此时,测试晶圆的CD-SEM值,是预先测定而储存于储存部24。

    具体而言,于缺陷检查装置20的载台11上载置测试晶圆,并依此测试晶圆上的既定位置CP(图4所示的晶圆10上的点CP)中的瞳像PI的各区域,求出各自的阶度值(亮度值),并依各区域求出其阶度值与储存于储存部24的测试晶圆的CD-SEM值中与上述既定点CP对应的CD-SEM值的相关值。

    例如,依测试晶圆面内的检查点CP(No.1~No.n)将以第1摄影元件17检测出的瞳面的像PI例如分割设定成45×45的区域P。于此瞳面的像PI,成像有因来自测试晶圆的绕射光而产生的像,第1摄影元件17,将之检测为上述说明的例如图3(a)的绕射像(瞳像)40。接着,求出该设定的区域P(0,0)~P(45,45)内瞳像PI的阶度值(亮度值)与CD-SEM值的相关值。图5(a)为显示测试晶圆面内的检查点CP(No.1~No.n)中的CD-SEM值(SEM)与瞳面(像面PI)上任意区域P(L,M)中的阶度值(亮度值)的对应表100,此对应表100储存于上述储存部24。此处,在检查点栏100a设定有在测试晶圆面内设定的各检查点CP(No.1~No.n)。SEM栏100b储存有各检查点CP的CD-SEM值。进而,分别储存有于阶度值R栏100c设定有检查波长(照明波长)R、于阶度值G栏100d设定有检查波长(照明波长)G、于阶度值B栏100e设定有检查波长(照明波长)B时的各检查点CP中瞳面上的任意区域P(L,M)的阶度值(亮度值)。从此结果,分别求出使用各检查波长(照明波长)时的检查点CP中瞳面上的任意区域P(L,M)的阶度值与CD-SEM值的相关系数100f(CR(L,M),CG(L,M),CB(L,M))。

    此相关系数,是针对各检查点CP(No.1~No.n)将在该点取得的瞳像作为各区域P(0,0)~P(N,N)中各检查波长的相关系数CR(L,M),CG(L,M),CB(L,M)求出,储存于储存部24的相关函数表101。此相关函数表101具有如图5(b)所示的表构造,在瞳面上的区域栏101a,设定有在该点CP取得的瞳像PI上的区域P(0,0)~P(N,N),在该区域P的检查波长R的阶度值(亮度值)的相关系数储存于阶度值R栏101b。同样地,在检查波长G,B的阶度值G,B的相关系数分别储存于阶度值G栏101c、阶度值B栏101e。

    此处,各检查波长中,由于成像于瞳面的绕射像的位置会改变,因此要如何分割瞳像PI,最好是就各波长调整。依据上述,将从如图5(b)求出的各波长的相关系数求得的相关值为最大的瞳面的区域P(Xf,Yf)决定为最佳位置。

    其次,将相关值为最大的瞳像PI的区域P(Xf,Yf)的阶度值与CD-SEM值的关系如图6所示地图表化,自通过CD-SEM测定的测试晶圆的CD-SEM值的容许范围决定以本缺陷检查装置20测定的瞳像的最佳位置中阶度值的容许范围。此外,图6为形成于晶圆10的检查图案为孔洞图案时的检查例,CD-SEM值与阶度值是以二次函数予以近似。

    当以上述方式构成时,将检查对象的晶圆10载置于载台11上而以第1摄影元件17拍摄瞳像PI,在检测部23中,算出此瞳像PI的最佳位置的阶度值(亮度值),并检查是否在上述容许范围,藉此当在容许范围时即判定形成于检查对象的晶圆10的反复图案为良品,在容许范围外时即判定为不良品。

    此外,此处最好是将光源1的光量调整成形成在瞳像PI的绕射像40的阶度值(强度)为不饱和。其原因在于,随着绕射光自0次变成高次,绕射光变弱,而伴随于此高次的绕射像的阶度值(亮度值)亦逐渐变低,因此例如当使0次的绕射光加上光源1的光量时,高次的绕射光即变弱,使绕射像的阶度值过低而无法测定,相反地,若使高次的绕射光加上光源1的光量,0次的绕射光即较强,使绕射像的阶度值(亮度值)成为饱和而无法测定。因此,最好是因应最佳位置(Xf,Yf),使用因数次的绕射光而产生的绕射像进行检查,藉此调整光源1的光量来设定。

    如上述,以第1摄影元件17拍摄的瞳面的影像中,决定最佳位置以求出亮度值,并以在该位置的亮度值检测缺陷,藉此可在短时间以良好效率进行晶圆10的缺陷检测。此最佳位置,由于例如是以作为基准的测定手段、例如以CD-SEM的测定求出的测试晶圆的测定值与以第1摄影元件17拍摄的测试晶圆的瞳像内的多个区域的亮度值的相关值中相关值较高的位置(区域),因此可进一步以良好效率进行缺陷检查,而能在短时间进行优劣判定。

    以上的缺陷检查装置20中,虽显示照度均一化单元3包含选择照明光(自光源1放射而照射于晶圆10)的波长的干涉滤光器的情形,但亦可不包含此干涉滤光器的构成。又,例如于第1摄影元件17与第2视野光阑16之间配置光路分割元件或彩色滤光器等且以多个摄影元件构成第1摄影元件17时,即能依R,G,B的波长带分别观察瞳像。

    再者,上述中虽说明了对来自光源1的光不特别进行偏光处理的情形下的缺陷检查,但亦可仅使用S偏光成分的光或仅使用P偏光成分的光作为照射于晶圆10的照明光来进行检查。亦即,由于具有可拆装的偏光件7,因此亦能将照明光汇整成直线偏光。图7,为显示针对来自光源1的光使偏光件7旋转,而以P偏光射入形成于晶圆10的图案10’的周期P的方向的情形(射入光LP),图8,为显示使偏光件7旋转,而以S偏光射入形成于晶圆10的图案10’的周期P的方向的情形(射入光LS)。与图7的射入光LP垂直交叉的两端箭头表示直线偏光的振动方向PP,相对于图8的射入光LS垂直交叉且自深处往前方者,是直线偏光的振动方向PS。如上述,仅使用各偏光成分的光进行检查时,即能除去形成于晶圆10表面的图案10’的更下侧(基底)的影响(干扰)。亦即,通过偏光成分,会因因基底影响产生的干扰成分使反射的特性相异,因此可利用此点而成为可除去基底的影响的缺陷检查装置及方法。

    本实施例中,求出通过作为基准的测定手段测定的测试晶圆的测定值与以第1摄影元件17拍摄的因测试晶圆产生的物镜瞳面的像内的多个位置的各亮度值的相关值,并将相关值高的物镜瞳面的像内的位置的亮度值用于测量,但当然亦可将照明的射入角与偏光成分作为参数,预先通过向量解析模拟求出图案的尺寸形状变化与瞳内的阶度变化的相关值为最高的最佳瞳内位置,以在短时间设定本实施例中以第1摄影元件17拍摄的测试晶圆的瞳像内的多个区域的亮度值的相关值中相关值较高的位置(区域)。

    符号的说明:

    1?????光源

    4?????孔径光阑

    4a????孔径部

    9?????物镜

    10????晶圆(基板)

    20????缺陷检查装置

    22????检测光学系统

    23????检测部

    24????储存部

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