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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Defektprüfeinrichtung,
bei welcher gestreutes Licht oder Streulicht verwendet wird und
welche in der Lage ist, in geeigneter Art und Weise ein Prüfverfahren
im Hinblick auf Defekte, Trübungen oder Schleier durchzuführen,
die auf einer Maske, Strichplatte oder einer dünnen, häutchenartigen
oder hautartigen Schicht auftreten können oder dort erzeugt
werden.
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Beschreibung des technischen
Hintergrunds
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Falls
ein strukturierter Bereich, eine dünne Schicht, eine haut-
oder häutchenartige Schicht (pellicle) oder ein Pellicle,
welche eine Struktur einer Strichplatte (reticle) oder einer Maske
bilden, z. B. in einem Herstellungsverfahren für eine Belichtung oder
Maskierung oder dergleichen, z. B. beim Herstellen einer Halbleitereinrichtung,
Defekte aufweisen, z. B. das Anhaften oder eine Adhäsion
fremder Materialien oder das Auftreten eines Schleiers, eines Defekts
oder einer Trübung (z. B. wegen kristallisiertem oder aufgedampftem
Fremdmaterial), zeigen damit hergestellte Halbleitereinrichtungen
herkömmlicherweise eine abgesenkte Qualität oder
Ausbeute. Folglich wurden der strukturierte Bereich der Strichplatte,
der Maske oder der dünnen, haut- oder häutchenartigen
Schicht mittels unterschiedlicher Defektprüfeinrichtungen
auf Defekte überprüft.
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Da
die Wellenlänge des Lichts, welches von Belichtungsgeräten
ausgesandt wird, z. B. bei Schrittmaschinen oder Steppereinrichtungen,
in den letzten Jahren gesenkt werden konnte, konnte die Stärke
der fotochemischen Reaktion gesteigert werden, und selbst geringe
Mengen an Gaskomponenten in der Luft tendieren dazu, als Defekt,
Trübung oder Schleier (haze) in Erscheinung zu treten.
Folglich beeinflussen Erfolg oder Misserfolg des Aufspürens
eines Defekts, einer Trübung oder eines Schleiers (haze)
die Ausbeute bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen. Entsprechend
wurde ein Verfahren zum Durchführen einer Überprüfung
im Hinblick auf Defekte, Trübungen oder Schleier (haze) entwickelt,
z. B. auf der Grundlage eines visuellen Überprüfens
der gesamten Oberfläche einer Strichplatte, einer Maske
oder einer dünnen, haut- oder häutchenartigen
Schicht, und zwar unter Verwendung eines Mikroskops oder von Verfahren
zum Inspizieren oder Prüfen im Hinblick auf Defekte, Trübungen
oder Schleier (haze) unter Verwendung eines Strukturdefektgeräts
mit einem verbesserten S/N-Verhältnis oder Signal-zu-Rausch-Verhältnis und
folglich mit einer hohen Empfindlichkeit, wie dies z. B. in der
ungeprüften
japanischen
Patentveröffentlichung 1995-229844 dargestellt
ist.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Bei
der herkömmlichen Konfiguration, insbesondere bei der zuletzt
beschriebenen Überprüfung im Hinblick auf Defekte,
Schleier oder Trübungen (haze) können der Defekt,
der Schleier oder die Trübung (haze) nicht detektiert oder
ermittelt werden, weil ein Defekt, ein Schleier oder eine Trübung
(haze) im Entwicklungsstadium (developmental stage) nur eine geringe
Ausdehnung, Korngröße oder Teilchengröße
besitzen. Dies ist der Fall, falls die Inspektion oder Überprüfung
nicht mit einer sehr hohen Empfindlichkeit oder Sensitivität
erfolgen. Ferner wurden in den letzten Jahren Strukturen oder Muster
in Mikrostrukturen hergestellt, folglich ergeben sich daraus ein
steigender Effekt oder Einfluss von durch die Muster oder Strukturen
gestreutem Licht. Entsprechend ergaben sich in erhöhtem
Maße Probleme im Hinblick auf irrtümlich detektierte
Defekte oder falsche Defekte, so dass, obwohl ein Defekt, eine Trübung
oder ein Schleier (haze) erzeugt wurden, ermittelt wurde, dass kein
Defekt, kein Schleier oder keine Trübung (haze) vorlagen,
oder dass, obwohl kein Defekt, kein Schleier oder keine Trübung
(haze) erzeugt wurden, das Vorliegen eines Defekts, einer Trübung oder
eines Schleiers (haze) detektiert wurden.
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Bei
der zuletzt beschriebenen Überprüfung im Hinblick
auf das Vorliegen von Defekten, Schleiern oder Trübungen
(haze) führen eine verbesserte Empfindlichkeit oder Sensitivität
zu einer Verringerung des Durchsatzes; das entsprechende zur Durchführung
notwendige Gerät ist dann vergleichsweise kostenaufwendig.
Daher besteht das Problem, dass die Verwendung des Gerätes
oder der Einrichtung ausschließlich zur Inspektion oder Überprüfung
im Hinblick auf Defekte, Trübungen oder Schleier (haze) nicht
sehr wirkungsvoll oder effizient ist.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf diese Problematik geschaffen.
Es ist eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine exzellente Defektprüfeinrichtung zu schaffen, bei
welcher es nicht nötig ist, die Empfindlichkeit oder Sensitivität besonders
zu verbessern, welche in geeigneter Art und Weise einen Defekt,
eine Trübung oder einen Schleier (haze), welche eine nur
geringe Größe, Ausdehnung, Korngröße
oder Teilchengröße besitzen, aufzuspüren,
z. B. einen Defekt, eine Trübung oder einen Schleier (haze)
in einem Entwicklungsstadium, und zwar in kurzer Zeit, und bei welcher
ein irrtümliches Ermitteln oder Detektieren wegen des Vorliegens
oder der Effekte von der zugrunde liegenden Struktur oder dem zugrunde
liegenden Muster gestreuten Lichts nicht auftreten.
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Die
der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bei einer Defektprüfeinrichtung
mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der erfindungsgemäßen der Defektprüfeinrichtung
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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In
diesem Zusammenhang wird immer allgemein von einem Defekt gesprochen.
Dabei handelt es sich insbesondere um einen optischen Defekt, also
um einen Defekt, der die optischen Eigenschaften, d. h. das Vermögen,
Licht zu beugen, zu brechen und/oder zu streuen, ändert.
Es wird unter einem solchen Defekt beispielsweise auch eine Trübung,
eine Eintrübung, eine Opazität, eine Milchigkeit,
eine Schliere, ein Schleier (haze) oder dergleichen auf oder in
einer optischen Fläche oder auf oder in einem entsprechenden
Materialbereich verstanden, insbesondere auch dann, wenn nur allgemein
von einem Defekt die Rede ist.
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Die
Defektprüfeinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung besitzt eine Lichtquelle zum Aussenden von oder Bestrahlen
und Beleuchten mit Prüflicht, und zwar auf eine Prüfzielfläche.
Die Prüfzielfläche besitzt einen strukturierten
Bereich, in welchem eine Struktur oder ein Muster ausgebildet sind. Die
Prüfzielfläche besitzt ferner einen nicht strukturierten
Bereich, in welchem eine Struktur oder ein Muster nicht ausgebildet
sind. Des Weiteren ist ein Rahmenelement vorgesehen zum Lagern,
Begrenzen, Tragen, Haltern und/oder Stützen (support) einer Schutzschicht
zum Verhindern des Anhaftens oder der Adhäsion von Fremdmaterialien
usw. im strukturierten Bereich, welche im nicht strukturierten Bereich
vorgesehen sind. Ferner ist eine Lichtrastereinrichtung oder Lichtabtasteinrichtung
vorgesehen zum Abrastern oder Abtasten des Prüflichts auf
der Prüfzielfläche. Darüber hinaus ist
ein Fotodetektor vorgesehen zum Detektieren von Licht, welches von
der Prüfzielfläche abgelenkt, gebeugt und/oder
gestreut wird, und zwar als Detektionslicht, wenn die Lichtrastereinrichtung
oder Lichtabtasteinrichtung das Prüflicht auf der Prüfzielfläche
abtastet oder abrastert, wobei die Prüfzielfläche
im nicht strukturierten Bereich ausgebildet ist.
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Dabei
ergibt sich die spezifische Anordnung, dass nämlich die
Prüfzielfläche im nicht strukturierten Bereich
liegt, aus sorgfältig durchgeführten Experimenten
und aus deren Ergebnissen, die von den Erfindern erzielt wurden
und gemäß welchen herausgefunden wurde, dass die
nachfolgenden Umstände, die die Entwicklung von Defekten,
von Trübungen und Schleiern (haze) und deren Verteilungsmodus betreffen.
Zu bemerken ist, dass der nicht strukturierte Bereich, der hier
als Prüfzielbereich oder als Prüfzielfläche
verwendet wird, ein Konzept darstellt, welches nicht nur einen Bereich
oder eine Fläche umfasst, bei welchem der gesamte strukturierte
Bereich oder die gesamte strukturierte Fläche ausgeschlossen
sind, sondern einen Bereich oder eine Fläche, die nur einen
Teil davon ausschließen. Das bedeutet, dass der Inspektionszielbereich
oder die Inspektionszielfläche nur einen Bereich oder eine
Fläche des strukturierten Bereichs oder der strukturierten
Fläche sein müssen, bei welchem eine irrtümlich
detektierte Fläche oder ein irrtümlich detektierter
Bereich oder ein Bereich oder eine Fläche mit einer derartigen Möglichkeit
ausgeschlossen sind oder werden.
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Man
betrachte den Fall, bei welchem die Strichplatte (reticle) oder
Maske S ein Prüfziel darstellt und einen strukturierten
Bereich oder eine strukturierte Fläche Sx von im Wesentlichen
rechteckiger Form in Draufsicht bildet. Diese Maske bildet im Wesentlichen
das Zentrum oder die Mitte z. B. eines transparenten Glassubstrats,
wie dies beispielsweise in 1 dargestellt
ist, und besitzt eine dünne, häutchenartige oder
hautartige Schicht oder Pellicle (pellicle) mit einem entsprechenden
Schichtrahmen oder Pelliclerahmen P1 im Wesentlichen in Form eines Rechtecks,
das in aufrecht stehender Art und Weise installiert ist, um Stellen
oder Positionen zu umschließen, die von entsprechenden
Umfangsbereichen des strukturierten Bereichs oder der strukturierten
Fläche Sx auswärts verschoben sind. Des Weiteren
ist eine dünne Schicht, eine häutchenartige, hautartige Schicht
oder Pellicleschicht P2 (pellicle layer) in einem unter Spannung
stehenden Zustand zwischen den oberen Endrändern des Schichtrahmens
P1 vorgesehen. Die Erfinder haben die nachfolgenden Aspekte entdeckt.
(1) Erstens werden ein Defekt, eine Trübung oder ein Schleier
im nicht strukturierten Bereich oder in der nicht strukturierten
Fläche Sy des Substrats erzeugt, das eine Nachbarschaft
zum Schichtrahmen P1 bildet. Diese werden auf den strukturierten
Bereich Sx zu entwickelt. Das bedeutet, dass eine Tendenz dafür
vorliegt, dass sich der Defekt, der Schleier oder die Trübung
(haze) von außen nach innen hin entwickeln. (2) Es tritt
der folgende Fall auf: In der Nachbarschaft des Schichtrahmens P1
sind Defekte, Trübungen oder Schleier (haze) von vergleichsweise
ausgedehnter Größe zu einer geringen Größe
verteilt. Kleine Defekte, Trübungen oder Schleier (haze)
sind in der Nachbarschaft der jeweiligen Ränder oder Umfangsbereiche
des strukturierten Bereichs oder der strukturierten Fläche Sx
ausgebildet und verteilt.
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Die
Erfinder haben diese Konfiguration wegen der nachfolgend genannten
Gründe aufgegriffen. Entsprechend kann bei einer Inspektion
oder einer Prüfung des nicht strukturierten Bereichs oder
der nicht strukturierten Fläche in Bezug auf Defekte, Trübungen
oder Schleier (haze) geschlossen werden, dass, falls im nicht strukturierten
Bereich oder in der nicht strukturierten Fläche keine Erzeugung
von Defekten, Trübungen oder Schleiern (haze) vorliegt, auch
bestimmt werden, dass im strukturierten Bereich keine Defekte, Trübungen
oder Schleier (haze) erzeugt wurden. Zusätzlich kann in
einem Zustand, bei welchem ermittelt wurde, dass Defekte, Trübungen
oder Schleier (haze) im nicht strukturierten Bereich oder in der
nicht strukturierten Fläche vorliegen oder erzeugt werden,
sofern ein vorbestimmter Bereich oder eine vorbestimmte Fläche
im strukturierten Bereich oder in der strukturierten Fläche
betrachtet werden, verhindert werden, dass sich eine Absenkung der
Ausbeute bei der Herstellung von Halbleitereinrichtungen aufgrund
von Defekten, Trübungen oder Schleiern (haze) ergibt, wenn
eine Maßnahme, z. B. ein Reinigen oder ein Austauschen
der dünnen Schicht oder ein Beenden seiner Verwendung,
ergriffen wird.
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Falls
auf diese Art und Weise der Prüfzielbereich im nicht strukturierten
Bereich oder in der nicht strukturierten Fläche gewählt
wird und im nicht strukturierten Bereich oder in der nicht strukturierten
Fläche eine entsprechende Inspektion oder Prüfung durchgeführt
wird, kann das Problem des irrtümlichen Detektierens aufgrund
der Wirkung oder des Effekts an der Struktur oder dem Muster gestreuten Lichts
nicht auftreten. Da in dem Fall, bei welchem die Empfindlichkeit
oder Sensitivität gesteigert oder verbessert wird, um Defekte,
Trübungen oder Schleier (haze) mit geringer Größer,
Ausdehnung, Korngröße oder Teilchengröße
zu prüfen und zu detektieren, z. B. ein Defekt, eine Trübung
oder ein Schleier (haze) im Entwicklungsstadium, nur der nicht strukturierte
Bereich oder die nicht strukturierte Fläche inspiziert
oder geprüft werden müssen, wird die notwendige
Prüfzeit im Vergleich zu einem Fall, bei welchem die gesamte
Oberfläche wie in herkömmlichen Fällen überprüft
werden muss, verkürzt. Daneben ergibt sich das Ergebnis,
dass allein durch Erhalten eines Prüfergebnisses, welches
anzeigt, dass im nicht strukturierten Bereich oder in der nicht
strukturierten Fläche kein Defekt, keine Trübung
und kein Schleier (haze) vorliegen, kann geschlossen werden, dass auch
im strukturierten Bereich oder in der strukturierten Fläche
keine Entwicklung eines Defekts, einer Trübung oder eines
Schleiers vorliegt, wodurch sich wiederum eine Verkürzung
der Prüfzeit oder Inspektionszeit ergibt. Wenn ermittelt,
wird dass ein Defekt, eine Trübung oder ein Schleier (haze)
existieren oder im nicht strukturierten Bereich oder der nicht strukturierten
Fläche wachsen oder entstehen, und falls Maßnahmen
er griffen werden, z. B. das Reinigen oder das Austauschen der dünnen
Schicht oder das Beenden seiner Verwendung in diesem Zustand, ist es
möglich zu verhindern, dass die Ausbeute in Bezug auf die
Halbleitereinrichtung aufgrund von Defekten, Trübungen
oder Schleiern (haze) gesenkt wird.
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Dies
bedeutet, dass die vorliegende Erfindung eine exzellente Defektprüfeinrichtung
schafft, die, obwohl sie einfach strukturiert ist, Defekte, Trübungen
oder Schleier (haze) mit hoher Präzision und hoher Geschwindigkeit
aufspüren kann und die verhindert, dass die Ausbeute in
Bezug auf Halbleitereinrichtungen aufgrund von Defekten, Trübungen oder
Schleiern (haze) erniedrigt oder abgesenkt ist oder wird.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsmodus der vorliegenden Erfindung
wird eine Ausführungsform angegeben, bei welcher ein Berechnungsteil
oder Berechnungsabschnitt für die Größe
eines Defekts, eines Schleiers oder einer Trübung (haze) vorgesehen
ist, und zwar zum Berechnen der Teilchengröße
oder Korngröße des Defekts, der Trübung oder
des Schleiers (haze) auf der Grundlage des durch den Detektor detektierten
Detektionslichts, und zwar wenn die Prüfzielfläche
oder der Prüfzielbereich abgetastet oder abgerastert werden.
Bei dieser Ausführungsform ist des Weiteren eine Teilchen-
oder Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung
vorgesehen zum Bestimmen, ob die Teilchengröße
oder Korngröße eines Defekts, so wie sie von der
Defektgrößenberechnungseinrichtung ermittelt wurde
und erhalten wurde, groß oder größer
geworden ist, und zwar durch einen Vergleich mit einem Prüfergebnis vom
letzten oder einem vorangehenden Mal.
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Falls
diese Ausführungsform in dieser Art und Weise konfiguriert
verwendet wird, z. B. bei einem Fall, bei welchem die Teilchengröße
oder Korngröße des Defekts, die erhalten wird
von der Teilchengrößen- oder Korngrößenberechnungseinrichtung,
groß oder größer geworden ist als eine
Teilchengröße oder Korngröße
in Bezug auf einen Defekt beim letzten Prüfergebnis, so
wird angenommen, dass der Defekt, der Schleier oder die Trübung
gewachsen sind. Daher ist es, wenn die Teilchengrößen-
oder Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung
ein Bestimmungsergebnis ausgibt, dass nämlich die Teilchengröße
oder Korngröße des Defekts, des Schleiers oder
der Trübung (haze), welches von der Defektgrößenberechnungseinrichtung erhalten
wurde, größer geworden ist als die Teilchengröße
oder Korngröße in Bezug auf den Defekt, den Schleier
oder die Trübung (haze) beim letzten Prüfergebnis,
möglich, Maßnahmen zu ergreifen in Bezug auf eine
Reinigung oder einen Austausch der Strichplatte/Maske oder der häutchenartigen
Schicht, welche als Inspektionsziel dient, oder deren Verwendung
zu beenden. Folglich wird es möglich, ein Absinken der
Ausbeute im Hinblick auf eine Halbleitereinrichtung aufgrund von
Defekten, Trübungen oder Schleiern zu verhindern.
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Falls
darüber hinaus die Vorrichtung eine Abstandsberechnungseinrichtung
aufweist zum Berechnen eines Abstands zwischen einem Defekt, einer
Trübung oder einer Schliere (haze) zum strukturierten Bereich
auf der Grundlage des mittels des Fotodetektors detektierten Detektionslichts,
wenn der Prüfzielbereich abgetastet oder abgerastert wird,
und falls ferner berücksichtigt wird, dass der Abstand
gering geworden ist, z. B. durch Aufzeichnen des Abstandes bei jedem
Prüfprozess und durch entsprechendes Vergleichen der Werte
in ihrem Verlauf in der Vergangenheit, kann angenommen werden, dass die
Defekte, die Trübungen oder die Schleier (haze) im Wachsen
begriffen sind. In dem Fall, bei welchem das Gerät eine
Abstandsbestimmungseinrichtung aufweist zum Bestimmen, ob der Abstand
eines Defekts, einer Trübung oder eines Schleiers (haze)
zum strukturierten Bereich oder zur strukturierten Fläche unter
Verwendung der Abstandsberechnungseinrichtung gleich ist zu oder
geringer ist als ein vorgegebener Abstand, und falls ferner die
Abstandsbestimmungseinrichtung ein Bestimmungsergebnis ausgibt, welches
besagt, dass der Abstand eines Defekts, einer Trübung oder
eines Schleiers (haze) vom strukturierten Bereich, ermittelt mittels
der Abstandsberechnungseinrichtung, gleich ist zu oder geringer
als ein vorbestimmter Abstand, ist es möglich, dieselben Maßnahmen
zu ergreifen wie die oben genannten Maßnahmen. Folglich
wird es möglich zu verhindern, dass die Ausbeute bei der
Halbleitereinrichtung aufgrund von Defekten, Trübungen
oder Schleiern (haze) gesenkt wird.
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Falls
Defekte, Trübungen oder Schleier (haze) entstehen aus einem
Zustand heraus, bei welchem kleine Defekte ausschließlich
an Stellen verteilt sind, die vom strukturierten Bereich entfernt
sind und Defekte nicht an Stellen verteilt sind, die sich in der Nähe
des strukturierten Bereichs befinden, entwickeln sich die Verteilungen
der Defekte, Trübungen oder Schleier (haze) derart nach
dem Wachstum, dass vergleichsweise große Defekte, Trübungen oder
Schleier an Stellen verteilt sind, die vom strukturierten Bereich
entfernt sind, wobei geringere Defekte, Trübungen oder
Schleier (haze) an Stellen verteilt sind, die sich in der Nähe
des strukturierten Bereichs befinden.
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Daher
wird die Vorrichtung so ausgebildet, dass eine Defektverteilungsberechnungseinrichtung vorgesehen
wird zum Berechnen einer Verteilung der Defekte, Trübungen
oder Schleier (haze), und zwar auf der Grundlage des mittels des
Fotodetektors detektierten Lichts, und zwar wenn der Prüfzielbereich abgerastert
wird.
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Ferner
wird eine Defektverteilungsausgabeeinrichtung vorgesehen zum Ausgeben
einer Defektverteilung, die von der Defektverteilungsberechnungseinrichtung
erhalten wurde. Falls die Defektverteilung, die von der Defektverteilungsausgabeeinrichtung
ausgegeben wurde, eine Verteilung nach dem Wachstum Effekte zeigt,
kann angenommen werden, dass Defekte, Trübungen oder Schleier
(haze) im Wachstum befindlich oder in der Entstehung sind. In einem
derartigen Fall können ähnliche Maßnahmen
wie die oben beschriebenen ergriffen werden. Falls dies getan wird,
ist es möglich, ein Absinken in der Ausbeute bei der Halbleitereinrichtung
aufgrund von Defekten, Trübungen oder Schleiern (haze)
zu verhindern.
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Bei
einem besonders wünschenswerten Modus der vorliegenden
Erfindung kann eine Ausführungsform vorgesehen sein, welche
eine Defektverteilungsberechnungseinrichtung aufweist zum Berechnen
der Verteilung von Defekten im nicht strukturierten Bereich auf
der Grundlage des mittels des Fotodetektors detektierten Detektionslichts,
wenn das Prüfzielgebiet abgerastert wird, und eine Verteilungszustandbestimmungseinrichtung
zum Bestimmen, ob die von der Defektverteilungsberechnungseinrichtung
ermittelte Defektverteilung einen vorbestimmten Verteilungszustand
zeigt.
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Falls
dabei ein Zustand als vorbestimmter Verteilungszustand gespeichert
ist, "in welchem vergleichsweise große Defekte an Stellen
verteilt sind, die vom strukturierten Bereich entfernt sind, und
kleinere Defekte an Stellen verteilt sind, die sich in der Nähe
des strukturierten Bereichs befinden", kann die Vorrichtung die
oben beschriebenen Maßnahmen auf der Grundlage eines Vergleichsergebnisses
mit dem vorbestimmten Verteilungszustand ergreifen. Wie oben beschrieben
wurde, wird gemäß der erfindungsgemäßen
Defektprüfvorrichtung das Prüfzielgebiet im nicht
strukturierten Bereich ausgewählt. Falls der nicht strukturierte
Bereich überprüft wird, entsteht kein Problem
im Hinblick auf irrtümliche Detektionen aufgrund des Effekts
von Streulicht von irgendeiner Struktur. In dem Fall, bei welchem
die Empfindlichkeit oder Sensitivität verbessert wird,
um Defekte zu überprüfen, deren Korngröße
besonders klein ist, z. B. einem Defekt im Entwicklungsstadium, muss
darüber hinaus nur der nicht strukturierte Bereich überprüft
werden. Daher kann die Überprüfungszeitspanne
klein gehalten werden, und zwar verglichen mit einem Fall, bei welchem
die gesamte Oberfläche wie bei herkömmlichen Vorgehensweisen überprüft
werden muss. Darüber hinaus kann allein durch Erhalten
eines Überprüfungsergebnisses, welches aussagt,
dass im nicht strukturierten Bereich keine Fehler vorliegen, abgeleitet
werden, dass auch im strukturierten Bereich keine Defekte, Trübungen oder
Schleier (haze) erzeugt wurden. Folglich kann eine weitere Verkür zung
der Überprüfungszeitspanne erreicht werden. Wenn
darüber hinaus ermittelt wird, dass im nicht strukturierten
Bereich ein Defekt, ein Schleier oder eine Trübung (haze)
vorliegt oder im Entstehen oder Wachsen begriffen ist, kann eine Maßnahme,
wie z. B. das Reinigen oder das Austauschen der dünnen
Schicht oder ein Beenden ihrer Verwendung, in diesem Zustand ergriffen
werden. Folglich wird es möglich, ein Sinken der Ausbeute
im Hinblick auf die Halbleitereinrichtung aufgrund von Defekten,
Schleiern oder Trübungen (haze) abzuwenden.
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KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 ist
ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, bei welchem eine Probe
und eine dünne Schicht durch eine Defektprüfvorrichtung
inspiziert oder überprüft werden sollen, welche
eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt,
auf einer Bühne befestigt sind;
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2 ist
ein allgemeines schematisches Diagramm, welches in schematischer
Art und Weise den Aufbau der Defektprüfvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
zeigt.
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3 ist
ein Diagramm, weiches die Anordnungsverhältnisse einer
Probe, eines Lichtdetektionssystems usw. in dieser Ausführungsform
zeigt.
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4 ist
ein Funktionsblockdiagramm eines Informationsprozessors dieser Ausführungsform.
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5 ist
ein Diagramm zur Erläuterung der Probe und eines Inspektionszielbereichs
einer dünnen Schicht bei dieser Ausführungsform
(und zwar wenn keine Defekte erzeugt werden).
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6 ist
ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, bei welchem Defekte bei
dieser Ausführungsform erzeugt werden (Anfangszustand).
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7 ist
ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, bei welchem bei dieser
Ausführungsform Defekte erzeugt werden (Entwicklungszutand/Wachstumszustand).
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8 ist
ein Diagramm, welches einen Befestigungs- oder Montagemodus der
Probe und der dünnen Schicht zeigt.
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BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Nachfolgend
wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Im
Zusammenhang mit der Erfindung wird immer auch allgemein von einer
dünnen Schicht P2 gesprochen, die auch als hautartige Schicht,
häutchenartige Schicht, Pellicle oder Pellicleschicht P2 bezeichnete
werden kann. Diese Begriffe werden synonym verwendet.
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Die
Defektprüfvorrichtung A gemäß der vorliegenden
Erfindung, so wie sie in 1 dargestellt ist, prüft
einen Defekt in einem Häutchen, einer dünnen Schicht/einer
Maske (nachfolgend als Probe S bezeichnet), welche ein Prüfziel
darstellen und einen strukturierten Bereich oder eine strukturierte
Fläche Sx aufweisen, in welchen eine hier nicht dargestellte Struktur
ausgebildet ist, sowie einen nicht-strukturierten Bereich/eine nicht
strukturierte Fläche Sy, in welchem auf der Oberfläche
Sa keine Struktur ausgebildet ist, wobei die Oberfläche
Sa mit einer dünnen Schicht oder einen Häutchen
P2 bedeckt ist, welche eine Schutzschicht darstellen zum Verhindern
des Anhaftens oder der Adhäsion oder dergleichen von Fremdmaterialien.
Gemäß 2 und 3 sind dort enthalten:
eine Bühne 1, auf welcher die Probe S befestigt
ist, ein Beleuchtungssystem 2 oder Belichtungssystem 2 zum
Beleuchten/Belichten mit dem Prüflicht L1 auf die auf der
Bühne 1 befestigten Probe S, während
das Inspektionslicht L2 abgerastert oder abgetastet wird, ein Lichtdetektionssystem 3 zum Detektieren
des von der Oberfläche Sa und/oder von der dünnen
Schicht oder dem Häutchen P2 der Probe 2 gebrochenen,
gebeugten und/oder gestreuten Licht als Detektionslicht L2, wenn
das Lichtrastersystem oder Lichtabtastsystem das Inspektionslicht
L1 abrastert oder abtastet, und zwar auf der Prüfzielfläche
(die Oberfläche der Probe S oder die Oberfläche der
dünnen Schicht oder des Häutchens P2), und ein Informationsprozessor 4 zum
Bestimmen der Erzeugung oder der Entwicklung von Defekten, Trübungen oder
Schleiern usw. Nachfolgend wird jede Einrichtung und jedes Teil
konkret beschrieben.
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Die
Bühne 1 ist entlang einer X-Achse, einer Y-Achse
und einer Z-Achse beweglich und so ausgebildet, dass sie in der
Lage ist, die gesamte Oberfläche Sa der Probe S, welche
auf der Bühne 1 befestigt ist, zu inspizieren
oder zu prüfen, und zwar durch Bewegen in einer Richtung
senkrecht zur Abrasterrichtung oder Abtastrichtung des Inspektionslichts
L1 mit konstanter Geschwindigkeit und in Zusammenwirken mit dem
Abtasten oder Abrastern des Laserstrahls, nämlich des später
zu beschreibenden Inspektionslichts L1. Bei der vorliegenden Ausführungsform
ist die Bühne ausgebildet, ein Bühnenadressensignal an
den Informationsprozessor 4 auszugeben, welches eine Bühnenadresse
anzeigt (X-Koordinate, Y-Koordinate und Z-Koordinate).
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Das
Lichtbeleuchtungssystem 2 weist gemäß 2 eine
Laserlichtquelle 21 (z. B. eine He-Ne-Laserlichtquelle)
zum Emittieren eines Laserstrahls als Inspektionslicht L1, einen
Strahlaufweiter 22 zum geeigneten Aufweiten oder Expandieren
des Inspektions- oder Prüflichts L1, welches aus der Laserlichtquelle 21 emittiert
wurde, und eine Lichtraster- oder Lichtabtasteinrichtung 23 auf,
wobei letztere im Wesentlichen einen Abtast- oder Rasterspiegel 23a (z.
B. einen Galvanometerspiegel) zum Abrastern des Prüflichts
L1, welches vom Strahlaufweiter 22 aufgeweitet wurde, auf,
wobei dieser Spiegel auch dazu dient, das Licht auf der Prüfzielfläche
(der Oberfläche Sa oder die dünne Schicht/das
Häutchen P2) zu fokussieren. Ferner ist eine Abtast- oder
Rasterlinse 23b vorgesehen (z. B. eine fθ-Linse).
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Zusätzlich
ist die Vorrichtung erfindungsgemäß so ausgebildet,
dass das Inspektionslicht oder Prüflicht L1 auf die Oberfläche
Sa einfallen kann, z. B. unter Winkeln zwischen 10 bis 40° (Einfallswinkel zwischen
50 und 80°) und dass ein Abtasten im Wesentlichen von der
ganzen Oberfläche Sa unter Verwendung der Lichtabtast-
oder Lichtrastereinrichtung 23 möglich ist, wobei
ein Spiegelwinkelsignal zum Informationsprozessor 4 ausgegeben
wird, welches einen Spiegelwinkel des Abtastspiegels 23a oder
des Rasterspiegels 23a anzeigt. Die Inspektionsposition oder
Prüfposition (Defektposition) auf der Oberfläche Sa
aus dem Spiegelwinkelsignal (in diesem Beispiel der X-Koordinate)
und dem oben beschriebenen Bühnenadresssignal (in diesem
Beispiel die Y-Koordinate) ermittelt werden.
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Das
Lichtdetektionssystem 3, welches seine optische Achse in
der YZ-Ebene in 3 aufweist, ist zwischen einer
Stelle im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche Sa und
einer Stelle ausgebildet, die einen Winkel weniger als den Reflexionswinkel
und gleich dem Einfallswinkel bildet, vorzugsweise an einer Stelle,
bei welcher ein Streuwinkel in Bezug auf das Prüflicht
L1 90° wird. Es besitzt ein verdichtendes Linsensystem 31,
einen Fotodetektor 32 und einen Schlitz 33, der
zwischen diesem verdichtenden Linsensystem 31 und dem Fotodetektor 32 vorgesehen ist.
In diesem Zusammenhang bedeutet der "Streuwinkel" einen Winkel,
der auf die optische Achse des Fotodetektors 32 von einer
Richtung der Fortbewegung des Sondenlichts (Prüflicht L1)
zeigt, wobei in der Mitte das streuende Objekt liegt. "Etwa 90°"
bedeutet in diesem Zusammenhang in 3 der ergänzende
Winkel davon. Gleichzeitig kann dieses Lichtdetektionssystem 3 auf
beiden rechten und linken Seiten in X-Richtung in einer Ebene ausgebildet
sein, die zur Probenoberfläche Sa zwischen der XY-Ebene und
der YZ-Ebene geneigt ist.
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Das
verdichtende Linsensystem 31 wird von einer einzelnen Linse
oder einer Kombination aus einer Mehrzahl Linsen gebildet und ist
so ausgebildet, dass der Fokus oder Brennpunkt des Detektionslichts
L2 auf dem Fotodetektor 32 liegt. Der Typus der Linsen
und die Kombination der Linsen werden gemäß dem
jeweiligen Ausführungsbeispiel geeignet gewählt.
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Der
Fotodetektor 32 wandelt die Information aus der Intensität,
der Frequenz, der Phase und dergleichen des detektierten gestreuten
Lichts in ein elektrisches Signal und gibt dieses als Streulichtdetektionssignal
an den Informationsprozessor 4 aus. Zum Beispiel kann eine
PMT (Photo Multiplier Tube; Photonenvervielfacherröhre),
ein Liniensensor oder dergleichen, verwendet werden. In dem Fall,
bei welchem der Fotodetektor 32 eine PMT ist, sind der Schlitz 33 und
die Raster- oder Abtastlinie oder Zeile auf der Oberfläche
Sa so angeordnet, dass sie zueinander optisch konjugiert sind, wie
das in 3 dargestellt ist. In dem Fall, bei welchem der
Fotodetektor 32 von einem Liniensensor gebildet wird, sind
der Liniensensor und die Raster- oder Abtastlinie oder -zeile auf
der Oberfläche Sa so angeordnet, dass sie optisch konjugiert
zueinander liegen.
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Darüber
hinaus ist bei der vorliegenden Ausführungsform der Fotodetektor 32 in
einer Richtung senkrecht zur Raster- oder Abtastlinie oder -zeile
des Prüflichts L1 oder Inspektionslichts L1 angeordnet, und
darüber hinaus in der Nähe des Zentrums oder der
Mitte der Raster- oder Abtastlinie oder -zeile (in der Nähe
des Zentrums oder der Mitte der Oberfläche Sa). Der Fotodetektor 32 genügt
auch einer optischen Anordnung, bei welcher eine optische Achse davon
zwischen einer Stelle oder p1, die einen Streuwinkel von grob gesprochen
90° bildet, und einer Stelle oder Position senkrecht zur
Oberfläche Sa angeordnet ist. Dies ermöglicht
dem einzelnen Fotodetektor 32 die gesamte Raster- oder
Abtastlinie oder -zeile zu überblicken.
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Der
Schlitz 33 ist in länglicher und im Wesentlichen
rechtwinkliger Form gegeben, und zwar mit einem Schlitz, welcher
ein planares oder ebenes Teil in Richtung der Schichtstärke
voll durchdringt. Bei dieser Ausführungsform ist der Schlitz 33 unmittelbar
vor einer Lichteinfallsseite des Fotodetektors 32 ausgebildet,
und zwar mit seiner Längsrichtung so, dass diese im Wesentlichen
mit der Raster- oder Abtastrichtung auf der Oberfläche
Sa übereinstimmt. Der Schlitz ist so konstruiert, dass ein
Teil des durch das verdichtende Linsensystem 31 fokussierten Lichts
zum Fotodetektor 32 durchgelassen wird.
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Der
Informationsprozessor 4 ist mit einem digitalen und einem
analogen elektrischen Schaltkreis ausgebildet, wobei eine hier nicht
dargestellte CPU, ein interner Speicher, ein A/D-Wandler, ein D/A-Wandler
und dergleichen, eine Kommunikationsschnittstelle zur Kommunikation
mit der Bühne 1, dem Abtastspiegel oder Rasterspiegel 23a,
einer Eingabeschnittstelle, einer Anzeigeeinrichtung, z. B. einer
Flüssigkristallanzeige usw. und mit anderen Einrichtungen
ausgebildet. Der Informationsprozessor 4 kann exklusiv
vorgesehen sein oder auch als Teil eines gewöhnlichen Computers
ausgebildet sein, z. B. eines Personalcomputers oder als Teil oder Hauptbestandteil
davon. Ferner kann der Informationsprozessor 4 so ausgebildet
sein, dass er ausschließlich aus analogen Schaltkreisen
und ohne CPU besteht, um Funktionen der jeweiligen Einrichtungen
zu erfüllen. Es ist nicht nötig, dass der Informationsprozessor 4 physikalisch
aus einem Teil besteht, so dass es möglich wird, einen
externen Personalcomputer zu verwenden. Der Informationsprozessor 4 kann
mit einer Mehrzahl anderer Einrichtungen verbunden sein, entweder
mittels Leitungen oder drahtlos.
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Der
Informationsprozessor 4 ist so ausgebildet, dass er ein
vorgegebenes Programm im internen Speicher speichert und veranlasst,
dass die CPU und die Peripheriegeräte zusammenwirkend gemäß diesem
Programm arbeiten, wodurch der Informationsprozessor 4 in
die Lage versetzt wird, so wie das in 4 dargestellt
ist, zumindest als Signalempfangseinrichtung 4a, als Speichereinrichtung 4b,
als Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c,
als Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung 4d, als
Abstandsberechnungseinrichtung 4e, als Abstandsbestimmungseinrichtung 4f,
als Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g, als Defektverteilungsausgabeeinrichtung 4h,
als Defektverteilungszustandsbestimmungseinrichtung 4i,
als Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j usw. zu fungieren.
Nachfolgend werden diese Teile im Einzelnen beschrieben.
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Die
Signalempfangseinrichtung 4a empfängt das Bühnenadresssignal,
welches von der Bühne 1 ausgegeben wird, das Spiegelwinkelsignal,
welches vom Rasterspiegel 23a ausgegeben wird, und das Streulichtdetektionssignal,
welches vom Fotodetektor 32 ausgegeben wird.
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Die
Speichereinrichtung 4b speichert eine Prüfposition
oder Prüfstelle, welche von der Bühnenadresse
abgeleitet wird, die ihrerseits vom Bühnenadresssignal,
welches von der Signalempfangseinrichtung 4a empfangen
wurde, angezeigt wird, sowie einen Spiegelwinkel, welcher vom Spiegelwinkelsignal
angezeigt wird, und darüber hinaus die Intensität des
Lichts, welche vom Streulichtdetektionssignal angezeigt wird, wobei
diese beiden miteinander assoziiert werden.
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Dabei
ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Speichereinrichtung 4b so
ausgebildet, dass sie ermitteln kann, ob eine Prüfposition
oder Prüfstelle, bei welcher die durch das Streulichtdetektionssignal
angezeigte Lichtintensität einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet,
beim Speichern in der Speichereinrichtung 4b in einem Prüfzählbereich
R (Bereich, welcher durch gestrichelte Linien schraffiert ist) liegt,
wobei dieser Bereich eingeschlossen ist im gestrichelten Linienrahmen
W, welcher erhalten wird durch Verbinden von Punkten, die in einem
vorbestimmten Abstand vom Rahmen für die dünne Schicht/für
das Häutchen P1 (Rahmenelement) erhalten wird, wie es in 5 dargestellt
ist, wobei die Verbindung mit dem strukturierten Bereich Sx hergestellt
wird; wenn ermittelt wird, dass die Prüfposition oder Prüfstelle
innerhalb des Bereichs liegt, wird ein Speichern durchgeführt,
bei welchem die Intensität des Lichts und die Prüfposition
miteinander korreliert werden. Dadurch werden in der Speichereinrichtung 4b gespeicherte
Prüfpositionen ausgeschlossen, die in den strukturierten
Bereich Sx fallen.
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Die
Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c berechnet
die Teilchengröße oder Korngröße
eines Defekts, einer Trübung oder eines Schleiers auf der
Grundlage des Detektionslichts L2, welches vom Fotodetektor 32 detektiert
wurde.
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Folglich
ist die Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c so
ausgebildet, dass sie die Teilchengröße oder Korngröße
jedes Defekts berechnet, wenn der nicht strukturierte Bereich Sy,
welcher das Prüfzielgebiet ist, abgetastet oder abgerastert
wird, und zwar auf der Grundlage der in der Speichereinrichtung 4b gespeicherten
Intensität des gestreuten Lichts und dergleichen. Ferner
ist die Einrichtung so ausgebildet, das Berechnungsergebnis in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j zu
speichern. Da das gestreute Licht kontinuierlich durch bestimmte
Vorgänge von Defekten mit großer Korngröße
detektiert werden kann, kann bei einem anderen Verfahren die Korngröße
auf der Grundlage eines Intervalls oder einer Länge des
Streulichtdetektionssignals usw. ermittelt werden.
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Die
Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung 4d bestimmt,
ob die Korngröße der Defekte, welche von der Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c geliefert
wur den, im Vergleich zu Prüfergebnissen zu mehrfachen Zeiten
in Bezug auf die Korngröße des Defekts größer
wurden.
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Konkret
bedeutet dies, dass die Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung 4d ermittelt,
dass ein Defekt im Wachsen begriffen ist, wenn die Korngröße
eines Defekts, welcher an einer vorbestimmten Prüfposition
zu einem Zeitpunkt einer (n + 1)-ten Überprüfung
größer wurde als die Korngröße
dieses Defekts zum Zeitpunkt einer n-ten Überprüfung.
Dabei ist n eine natürliche Zahl. Zum Beispiel werden eine
Korngröße Ca2 (siehe 7) eines
Defekts Ha zu einer Inspektion zu diesem Zeitpunkt und eine Korngröße
Ca1 (siehe 6) des Defekts Ha, der im Wesentlichen
an derselben Stelle als Stelle der letzten Überprüfung
vorlag, miteinander verglichen. Falls die Korngröße
Ca2 des Defekts Ha zu diesem Zeitpunkt der Inspektion größer
ist als die Korngröße Ca1 des Defekts Ha zum Zeitpunkt
der letzten Inspektion, wird festgestellt, dass der in Rede stehende
Defekt Ha und andere Defekte gewachsen sind. Dabei ist bei dieser
Ausführungsform die Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung 4d so ausgebildet,
dass sie eine Ausgabe liefert, dass die Defekte in merklicher Weise
angewachsen sind, wenn ermittelt wird, dass die Korngröße
der Defekte angewachsen ist.
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Die
Abstandsberechnungseinrichtung 4e berechnet den Abstand
(nachfolgend Inspektions- oder Prüfabstand genannt) eines
Defekts vom strukturierten Bereich Sx, wenn der nicht strukturierte
Bereich Sy als Inspektions- oder Prüfzählbereich
abgetastet oder abgerastert wird und zwar auf der Grundlage des
vom Fotodetektor 32 detektierten Detektionslichts L2.
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Dies
bedeute konkret, dass die Abstandsberechnungseinrichtung 4e ausgebildet
ist, den Prüfabstand für jeden Defekt auf der
Grundlage des Prüfpositionswerts auf der Oberfläche
Sa, welcher aus dem in der Speichereinrichtung 4b gespeicherten
Bühnenadresssignal und dem Spiegelwinkelsignal abgeleitet
wurde, zu berechnen. Zum Beispiel wird in 6 dargestellt,
dass für den Defekt Ha der Inspektions- oder Prüfabstand
Da ein minimaler Abstand des Defekts Ha vom strukturierten Bereich
Sx ist und mittels der eben beschriebenen Berechnung detektiert
wurde. Für den Defekt Hb ist der Prüfabstand Db als
minimaler Abstand des Defekts Hb vom strukturierten Bereich Sx mittels
einer derartigen Berechnung ermittelt worden. Die Abstandsberechnungseinrichtung 4e ist
so ausgebildet, dass sie bewirkt, dass die Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j das
Berechnungsergebnis speichert. Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform
ein Defekt, auf welchen eine Berechnung in Bezug auf den Abstand angesetzt
wurde, als Defekt spezifiziert wurde, des sen Korngröße,
ermittelt mittels der Korngrößenberechnungseinrichtung 4c,
gleich ist zu einer vorbestimmten Größe oder diese überschreitet,
ist es auch möglich, dass Prüfabstände
für sämtliche Defekte oder auch für Defekte
mit beliebiger Korngröße ermittelt werden.
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Die
Abstandsbestimmungseinrichtung 4f bestimmt, ob der Prüfabstand,
ermittelt durch die Abstandsberechnungseinrichtung 4e,
gleich ist zu einem vorgegebenen Abstand oder diesen unterschreitet.
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Dies
bedeutet konkret, dass die Abstandsbestimmungseinrichtung 4f ermittelt,
ob der Prüfabstand, welcher in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j gespeichert
wurde, gleich ist zu einem vorbestimmten Abstand oder diesen unterschreitet. Bei
der vorliegenden Ausführungsform kann diese Abstandsbestimmungseinrichtung 4f so
ausgebildet sein, dass sie einen Bericht ausgibt, dass der Defekt im
Wachsen begriffen ist, wenn ermittelt wird, dass der Prüfabstand,
der in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j gespeichert
ist, größer war als der vorbestimmte Abstand oder
diesen unterschritten hat.
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Die
Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g berechnet eine
Verteilung der Defekte im nicht strukturierten Bereich Sy, welcher
als Prüfzielbereich oder als Prüfzielfläche
dient und zwar auf der Grundlage des mittels des Fotodetektors 32 detektierten
Detektionslichts L2 und einer Inspektions- oder Prüfstelle.
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Dies
bedeutet konkret, dass bei der vorliegenden Ausführungsform
die Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g zunächst
die Größe jedes im nicht strukturierten Bereich
Sy, d. h. also im Prüfzielbereich, erzeugten Defekts berechnet,
und zwar in derselben Art und Weise, wie die Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c.
dann berechnet diese Einrichtung die Defektverteilung unter Hinzufügung
der Korngrößeninformation in Bezug auf die Prüfstelle oder
die Prüfposition jedes Defekts, sowie eine Bühnenadressposition
usw. Die Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g ist
ausgebildet, das Ergebnis der Berechnung in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j zu
speichern. Gleichzeitig kann ein Defekt, von dem angenommen wird,
dass er das Ziel ist, für welches eine Defektverteilung
gefunden wurde, ein Defekt sein, dessen Korngröße
gleich ist zu einer vorbestimmten Größe oder diese überschreitet.
Es können auch sämtliche Defekte ein derartiges
Ziel darstellen, oder eine Defektverteilung kann erhalten werden
für Defekte, die eine beliebige Korngröße
aufweisen. Darüber hinaus kann zur Berechnung der Defektverteilung
ein Berechnungsergebnis, welches von der Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c oder
von der Abstandsberechnungseinrichtung 4e ermittelt wurde,
verwendet werden.
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Die
Defektverteilungsausgabeeinrichtung 4h gibt die Defektverteilung,
die von der Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g ermittelt
wurde, aus.
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Dies
bedeutet konkret, dass die Defektverteilungsausgabeeinrichtung 4h ausgebildet
ist, einen Ausgabeprozess im Hinblick auf die Defektverteilung auf
einem Bildschirm oder in gedruckter Form, z. B. in Form eines Plans
oder dergleichen, zu bewirken, so dass der Verteilungszustand in
Bezug auf die Defekte auf einen Blick erkennbar ist.
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Die
Verteilungszustandsbestimmungseinrichtung 4i bestimmt,
ob die von der Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g ermittelte
Defektverteilung einen vorgegebenen Verteilungszustand repräsentiert
oder nicht. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die
Vorrichtung so ausgebildet, dass sie ermittelt, ob die Defektverteilung
einen vorgegebenen Verteilungszustand zeigt, und zwar aufgrund des
Prüfungsverlaufs, d. h. also auf der Grundlage von Prüfergebnissen
zur Defektverteilung zu mehrfachen Zeitpunkten.
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Folglich
wird ermittelt, dass Defekte im Wachstum befindlich sind, wenn die
folgenden Eigenschaften erfüllt sind. (1) Ein n-tes Prüfergebnis
eines Defekts zeigt einen vorgegebenen Verteilungszustand nur an
Stellen, die vom strukturierten Bereich Sx entfernt sind, wobei
vergleichsweise kleine Defekte verteilt sind, wogegen an Stellen
in der Nähe des strukturierten Bereichs Sx keine Defekte
vorliegen. (2) Zusätzlich zeigt ein (n + 1)-tes Prüfergebnis eines
Defekts den vorbestimmten Verteilungszustand nur an Stellen entfernt
vom strukturierten Bereich Sx, wobei vergleichsweise große
Defekte vorliegen, wogegen an Stellen in der Nähe des strukturierten
Bereichs Sx kleinere Defekte verteilt sind. Dabei ist n eine natürliche
Zahl. In einem Fall z. B., bei welchem das Prüfergebnis
in Bezug auf den Effekt vorgegebene Verteilungszustände
wie folgt zeigt, wird ermittelt, dass der Defekt im Wachsen begriffen ist.
(1) Das Prüfergebnis vom letzten Mal zeigt den vorgegebenen
Verteilungszustand, wie dies in 6 dargestellt
ist, dass nämlich an Stellen, die vom strukturierten Bereich
Sx, entfernt sind, vergleichsweise kleine Defekte Ha, Hb usw. verteilt
sind, wogegen an Stellen in der Nähe des strukturierten
Bereichs Sx keine Defekte vorliegen. (2) das Prüfergebnis
bei diesem Mal zeigt den vorgegebenen Verteilungszustand an, wie
dies in 7 dargestellt ist, dass an Stellen
entfernt vom strukturierten Bereich Sx vergleichsweise große
Defekte Ha, Hb usw. verteilt sind, wogegen an Stellen in der Nähe
des strukturierten Bereichs Sx kleinere Defekte Hc, Hd usw. vorliegen.
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Zusätzlich
kann bei dieser Ausführungsform die Verteilungszustandsbestimmungseinrichtung 4i so
ausgebildet sein, dass ein Bericht in Bezug auf das Wachstum der
Defekte ausgegeben wird, wenn ermittelt wird, dass das bestimmte
Ergebnis ein Ergebnis ist, welches einen vorgegebenen Verteilungszustand
anzeigt.
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Gleichzeitig
ist es natürlich, ob der vorgegebene Verteilungszustand
ermittelt werden kann, z. B. von einem einmaligen Prüfergebnis
im Hinblick auf die Defektverteilung ohne Vergleich mehrmaliger Prüfergebnisse
der Defektverteilung unter ihnen.
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Nachfolgend
wird nun der Betrieb erläutert, wenn eine Defektüberprüfung
unter Verwendung der Defektprüfvorrichtung A durchgeführt
wird, die in dieser Art und Weise konfiguriert ist. Die Erläuterung
erfolgt unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
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Zunächst
wird, wie das in 5 usw. dargestellt ist, die
Defektüberprüfung durchgeführt durch sequentielles
Abtasten oder Abrastern eines Bereichs oder einer Fläche,
die eingeschlossen wird durch den Rahmen W mit der gestrichelten
Linie.
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Wenn
das abgetastete oder abgerasterte Prüflicht L1 gebeugt,
gebrochen und/oder gestreut wird von einem Defekt auf der Oberfläche
Sa der Probe S oder der dünnen Schicht P2, so detektiert
der Fotodetektor 32 dieses gebrochene gebeugte und/oder
gestreute Detektionslicht L2 und gibt ein Streulichtdetektionssignal
aus, welches die Intensität usw. des Detektionslichts L2
anzeigt.
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Wenn
die Signalempfangseinrichtung 4a des Informationsprozessors 4 vom
Fotodetektor 32 das Streulichtdetektionssignal empfängt,
bestimmt eine nicht dargestellte Speichereigenschaftsbestimmungseinrichtung,
die im Informationsprozessor 4 vorgesehen ist, ob die Intensität
des Detektionslichts L2, die durch dieses Streulichtdetektionssignal
angezeigt wird, einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet.
Falls die Speichereigenschaftsbestimmungseinrichtung bestimmt, dass
die Intensität des Detektionslichts L2 den vorgegebenen
Schwellenwert überschreitet, werden die Intensität
des Lichts und die Prüfposition oder Prüfstelle,
die erhalten wurde, aus der Bühnenadresse, die angezeigt
wird durch das Bühnenadresssignal und das Spiegelwinkelsignal,
miteinander korreliert und in der Speichereinrichtung 4b gespeichert.
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Dabei
ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Speichereigenschaftenbestimmungseinrichtung
ausgebildet: eine Fensterfunktion, die in der Speichereinrichtung 4b vorgesehen
ist, auszulesen, die einen Innenbereich, d. h. den nicht strukturierten Bereich
zeigt, in welchem der Rahmen P2 für das Häutchen
oder die dünne Schicht vorgesehen ist, nämlich
einen Prüfzielbereich R (Bereich, der schraffiert ist mit
gestrichelten Linien), der zwischen dem in 5 usw. gezeigten
gestrichelt linierten Rahmen W und dem strukturierten Bereich Sx
angeordnet ist, und zwar zu einem Zeitpunkt des Speichers in der Speichereinrichtung 4b,
zum Setzen oder Einstellen eines durch die Funktion gezeigten oder
beschriebenen Bereichs als Prüfzielbereich, zum Bestimmen, ob
die Prüfstelle oder Prüfposition, bei welcher
die Intensität des Detektionslichts L2 den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet,
in den durch diese Funktion angezeigten Bereich fällt,
und zum Ausführen eines Speichervorgangs im Hinblick auf
die Intensität des mit der Prüfposition oder Prüfstelle
korrelierten Lichts, falls ermittelt wird, dass die Prüfposition oder
Prüfstelle im Prüfzielbereich R liegt. Da selbst dann,
wenn ein durch den gestrichelt linierten Rahmen W ein geschlossener
Bereich abgerastert oder abgetastet wird, die Speichereigenschaftsbestimmungseinrichtung
so ausgebildet ist, dass sie ein Prüfergebnis nicht speichert,
wenn der strukturierte Bereich Sx abgerastert oder abgetastet wird,
bedeutet dies, dass die nachfolgende Defektüberprüfung nur
von dem Prüfergebnis durchgeführt werden kann,
wenn der Prüfzielbereich R abgetastet oder abgerastert
wird, und zwar ohne Beeinflussung durch das Detektionslicht von
der Struktur.
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(1) Überprüfung der
Korngröße von Defekten
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Wenn
eine nicht dargestellte Befehlsannahmeeinrichtung einen Befehl annimmt,
dass nämlich eine Überprüfung eines Defekts
im Hinblick auf die Teilchengröße oder Korngröße
durchgeführt werden soll, berechnet die Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c die
Teilchengröße oder Korngröße
des Defekts, wenn ein Bereich, wie in 5 usw. dargestellt
ist, auf der Grundlage der Lichtintensität usw., deren
Werte in der Speichereinrichtung 4b gespeichert sind. Das
Ergebnis wird dann in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j gespeichert.
Falls die Teilchengrößenvariationsbestimmungseinrichtung 4d ermittelt,
dass "die Teilchengröße oder Korngröße
bis zu diesem Zeitpunkt überprüften Defekts größer
geworden ist als die Teilchengröße oder Korngröße
dieses Effekts bei der letzten Überprüfung, deren
Wert in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j gespeichert
ist", wird durch diese Einrichtung ein Bericht ausgegeben, dass nämlich
der Defekt angewachsen ist.
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(2) Überprüfung mittels
des Überprüfungsabstandes als Abstand eines Defekts
vom strukturierten Bereich Sx
-
Wenn
eine nicht dargestellte Befehlsannahmeeinrichtung einen Befehl annimmt,
dass nämlich eine Überprüfung in Bezug
auf den Prüfabstand auszuführen ist, berechnet
die Abstandsberechnungseinrichtung 4e den Prüfabstand,
wenn ein Bereich, wie das in den 5 usw. dargestellt
ist, auf der Grundlage der Prüfstelle oder Prüfposition
auf der Oberfläche Sa, die in der Speichereinrichtung 4b gespeichert
wird, abgetastet oder abgerastert wird und speichert das Ergebnis
in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j. Falls
die Abstands bestimmungseinrichtung 4f ermittelt "dass
der überprüfte Abstand, der in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j gespeichert
ist, gleich ist einem vorgegebenen Abstand oder diesen unterschreitet",
gibt diese Einrichtung einen Bericht aus, dass der Defekt angewachsen
ist.
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(3) Überprüfung mittels
der Defektverteilung
-
Wenn
eine nicht dargestellte Befehlsannahmeeinrichtung einen Befehl annimmt,
dass nämlich eine Überprüfung mittels
der Defektverteilung durchzuführen ist, berechnet die Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g die
Größe jedes Defekts in der gleichen Art und Weise,
wie die Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c und
berechnet darüber hinaus eine Defektverteilung, wenn ein
Bereich, wie das in den 5 usw. dargestellt ist, abgetastet
oder abgerastert wird auf der Grundlage der Prüfstelle
oder Prüfposition jedes Defekts und speichert das Ergebnis
in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j.
-
Dann
vergleicht die Verteilungszustandsbestimmungseinrichtung 4i die
Prüfergebnisse vom letzten Mal, die in der Berechnungsergebnisspeichereinrichtung 4j gespeichert
sind, mit denjenigen Ergebnissen von diesem Mal und führt
eine Bestimmung durch, wie sie nachfolgend beschrieben wird und
gibt einen Bericht aus, dass der Defekt angewachsen ist. (1) Das
letzte Prüfergebnis in Bezug auf den Defekt zeigt den vorgegebenen
Verteilungszustand an, dass nämlich, wie das in 6 dargestellt ist,
ausschließlich Positionen, die beabstandet sind vom strukturierten
Bereich Sx, vergleichsweise kleine Defekte aufweisen, wogegen an
Stellen oder Positionen in der Nähe des strukturierten
Bereichs Sx keine Defekte verteilt sind. (2) Dieses Prüfergebnis
in Bezug auf die Defekte zeigt einen vorgegebenen Verteilungszustand
an, wie dies in 7 dargestellt ist, wobei an
Stellen, die vom strukturierten Sx beabstandet sind, vergleichsweise
große Defekte verteilt sind, wogegen an Stellen in der
Nähe des strukturierten Bereichs Sx kleinere Defekte verteilt
sind. Gleichzeitig ist die Defektverteilungsausgabeeinrichtung 4h so ausgebildet,
dass sie die Defektverteilung jedes Mal zur Anzeige bringt.
-
Da
die Defektprüfvorrichtung A gemäß der vorliegenden
Erfindung in der oben beschriebenen Art und Weise aufgebaut ist
und der Prüfzielbereich im nicht strukturierten Bereich
Sy ausgebildet ist, tritt daher das Problem einer fehlerhaften Detektion
aufgrund des Einflusses oder Effekts des Detektionslichts von der
Struktur nicht auf. Daher kann die Überprüfungszeitspanne
im Vergleich mit einem Fall, bei welchem die gesamte Oberfläche
wie bei herkömmlichen Vorgehensweisen überprüft
werden muss, verringert werden. Da selbst dann, wenn die Empfindlichkeit
oder Sensitivität verbessert werden, um Defekte im Entwicklungszustand
mit geringen Korngrößen zu ermitteln, nur der
nicht strukturierte Bereich Sy überprüft werden
muss, kann das Auftreten eines verringerten Durchsatzes aufgrund
einer verbesserten Empfindlichkeit oder Sensitivität im
Vergleich zu dem Fall, bei welchem die gesamte Oberfläche überprüft
werden muss, verringert werden. Da einfach durch Erhalten eines
Inspektionsergebnisses oder Prüfungsresultats, dass nämlich
im nicht strukturierten Bereich Sy kein Defekt vorliegt, ermittelt
werden kann, dass auch im strukturierten Bereich Sx kein Defekt
vorliegt, kann zusätzlich die Überprüfungszeitspanne
weiter verkürzt werden. Falls die Überprüfungen
gemäß (1) – (3) miteinander kombiniert werden,
führt dies zu einer Verbesserung der Überprüfungsergebnisse.
Falls ermittelt wird, dass im nicht strukturierten Bereich Sy ein
Defekt vorliegt oder im Wachsen begriffen ist, ist es möglich,
zu verhindern, dass die Ausbeute im Hinblick auf die Halbleitereinrichtung
aufgrund von Defekten gesenkt wird, falls eine Maßnahme
ergriffen wird, z. B. das Reinigen oder das Austauschen der dünnen
Schicht P oder das Beenden von deren Verwendung, falls diese Maßnahmen
in diesem Zustand ergriffen werden.
-
Folglich
wird erfindungsgemäß eine exzellente Defektprüfvorrichtung
A geschaffen, die sowohl einfach aufgebaut ist und auch mit hoher
Präzision Defekte mit einer hohen Geschwindigkeit aufspüren kann,
so dass sie in der Lage ist zu verhindern, dass die Ausbeute im
Hinblick auf herzustellende Halbleitereinrichtungen aufgrund von
Defekten abgesenkt wird.
-
In
Bezug auf die Defekte gibt es verschiedene Ursachen und verschiedene
ursächliche Agentien. Auf jeden Fall wird jedoch in ähnlicher
Art und Weise ein Gas in ein Teilchen gewandelt, welches dann auf
der Oberfläche Sa der Strichplatte oder Maske und der Oberfläche
Sa (eine Oberfläche auf der Seite der Strichplatte/Maske)
des Häutchens oder der dünnen Schicht P2 entwickelt.
Unterschiede in den ursprünglichen Agentien treten nur
im Hinblick darauf auf, dass die Defekte detektiert werden können,
wenn die Teilchen kleiner sind, oder dass die Defekte detektiert
werden können, wenn sie wegen der Streucharakteristik des
Materials größer geworden sind. Daher kann die
Defektprüfvorrichtung A selbst dann Defekte aufspüren,
deren ursächliche Agentien nicht klar sind, und zwar ohne
dass spezielle Tricks in Abhängigkeit von den ursächlichen
Agentien angewandt werden müssten. Folglich ist das einzig
Notwendige das Ausführen von Maßnahmen in Form
von Software, z. B. das Inspizieren oder Überprüfen
des nicht strukturierten Bereichs Sy und das Hinzufügen
dieses Vorgehens zu einer herkömmlichen Defektprüfvorrichtung,
so dass sich daraus keine besonderen Kostensteigerungen aufgrund
von hinzuzufügender Hardware zur Vorrichtung ergeben.
-
Ergänzend
sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf das beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt ist.
-
Zum
Beispiel ist der Aufbau der dünnen Schicht oder des Häutchens
P nicht beschränkt auf den bei der vorliegenden Ausführungsform
gezeigten Aufbau.
-
Obwohl
die gegebene Erklärung auf das Überprüfen
einer Oberfläche Sa an einer Probe S bei der vorliegenden
Ausführungsform beschränkt war, kann es sich bei
der Inspektion oder der Überprüfung auch um diejenige
einer rückseitigen Oberfläche einer Probe oder
der Oberfläche der dünnen Schicht/des Häutchens
handeln. Wie in 8 dargestellt ist, ist es auch
möglich, die Überprüfung dadurch durchzuführen,
dass die dünne Schicht P und die Probe S auf der Bühne 1 von
unten in dieser Reihenfolge platziert werden.
-
Obwohl
bei der vorliegenden Ausführungsform zur Vereinfachung
des Raster- oder Abtastvorgangs angegeben wurde, dass die gesamte
Oberfläche abzutasten oder abzurastern ist, kann zusätzlich gefordert
werden, dass nur der nicht strukturierte Bereich Sy als Prüfzielbereich
abgetastet oder abgerastert wird. Dies liegt daran, dass, falls
eine derartige Anordnung verwendet wird, die Bestimmung durch die
Speichereigenschaftsbestimmungseinrichtung, so wie sie oben beschrieben
wurde, das Speichern der Intensität des Lichts und der
Prüfposition oder Prüfstelle in der Speichereinrichtung 4b unnötig
werden lässt.
-
Darüber
hinaus kann eine Anordnung verwendet werden, bei welcher die Bühne 1 eine X-Y-Bühne
ist und bei der das Lichtdetektionssystem 3 usw. auf einer
Z-Bühne montiert sind.
-
Ferner
ist eine Anordnung denkbar, bei welcher die Bühne 1 fixiert
ist und das Lichtdetektionssystem 3 usw. auf X-, Y- und
Z-Bühnen montiert sind.
-
Konkrete
Anordnungen anderer Teile oder Einrichtungen sind nicht auf diejenigen
der gezeigten Ausführungsform beschränkt. Die
Ausführungsform kann verschiedentlich verändert
werden, ohne dass der Kerngedanke der vorliegenden Erfindung verlassen
wird.
-
Die
vorliegende Erfindung kann auch mit den folgenden Worten beschrieben
werden: Gemäß der vorliegenden Erfindung wird
eine Defektprüfvorrichtung A geschaffen mit einer Lichtquelle 2 zum
Beleuchten einer Prüfzielfläche mit Prüflicht
L1, wobei die Prüfzielfläche einen strukturierten
Bereich Sx, in welchem eine Struktur ausgebildet ist, einen nicht strukturierten
Bereich Sy, in welchem keine Struktur ausgebildet ist, und ferner
ein Rahmenelement P1 aufweist zum Lagern oder Stützen einer
Schutzschicht P2 zum Verhindern einer Adhäsion fremder Materialien
usw. auf dem strukturierten Bereich Sx, welche im nicht strukturierten
Bereich Sy vorgesehen sind, einer Lichtabtasteinrichtung 23 zum
Abtasten des Prüflichts L1 auf der Prüfzielfläche
und einem Fotodetektor 32, der, wenn die Lichtabtasteinrichtung 23 das
Prüflicht L1 auf der Prüfzielfläche abtastet, Licht
detektiert, welches von der Prüfzielfläche gebrochen,
abgelenkt, gebeugt und/oder gestreut wird, wobei die Prüfzielfläche
im nicht strukturierten Bereich Sy ausgebildet ist.
-
Es
kann eine Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c vorgesehen
sein zum Berechnen einer Teilchen- oder Korngröße
eines Defekts auf der Grundlage des vom Fotodetektor 32 detektierten
Detektionslichts L2, wenn der Prüfzielbereich abgetastet
wird.
-
Es
kann eine Teilchen- oder Korngrößenvariationsbestimmungseinrichtung 4d vorgesehen
sein zum Bestimmen, ob die Teilchen- oder Korngröße
eines Defekts, welche mittels der Defektgrößenberechnungseinrichtung 4c erhalten
wurde, im Vergleich zu einem zuletzt erhaltenen Prüfergebnis
groß geworden oder angewachsen ist.
-
Es
kann eine Abstandsberechnungseinrichtung 4e vorgesehen
sein zum Berechnen eines Abstandes des Defekts vom strukturierten
Bereich Sx auf der Grundlage des mittels des Fotodetektors 32 detektierten
Detektionslichts L2, wenn der Prüfzielbereich abgetastet
wird.
-
Es
kann eine Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g vorgesehen
sein zum Berechnen einer Verteilung eines Defekts im nicht strukturierten
Bereich Sy auf der Grundlage des mittels des Fotodetektors 32 detektierten
Detektionslichts L2, wenn der Prüfzielbereich abgetastet
wird.
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Es
kann eine Defektverteilungsausgabeeinrichtung 4h vorgesehen
sein zum Ausgeben der von der Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g erhaltenen
Defektverteilung.
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Es
kann eine Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g vorgesehen
sein zum Berechnen einer Verteilung eines Defekts im nicht strukturierten
Bereich Sy auf der Grundlage des mittels des Fotodetektors 32 detektierten
Detektionslichts L2, wenn der Prüfzielbereich abgetastet
wird.
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Es
kann eine Verteilungszustandsbestimmungseinrichtung 4i vorgesehen
sein zum Bestimmen, ob die von der Defektverteilungsberechnungseinrichtung 4g erhaltene
Defektverteilung einen vorbestimmten Verteilungszustand zeigt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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