JP2693791B2 - Defect inspection equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は欠陥検査装置に関し、半導体集積回路,TFT
液晶平面ディスプレイ等の物品の反射型パターンの欠陥
を、レーザ光回折パターン空間周波数フィルタリング方
式を用いて検出するものに関するものである。The present invention relates to a defect inspection apparatus, which includes a semiconductor integrated circuit and a TFT.
The present invention relates to a device for detecting a defect of a reflection type pattern of an article such as a liquid crystal flat display using a laser light diffraction pattern spatial frequency filtering method.
従来、この種の装置として例えば本件出願人による特
願昭62−38770号（名称「パターン欠陥検査装置」）に
記載のものがある。第２図はこの反射型のパターン欠陥
検査装置を示す構成図であり、図において、１はレーザ
等の可干渉光源、４は光源１からの光を拡大して平行光
にするためのコリメータ、6,7はハーフミラー、８は載
物台に載せられた規則的な被検パターンを有する被検
物、14は被検物８のレンズ11による結像位置に配置され
た欠陥検出用ITVカメラ、15はカメラ14からの出力信号
を処理して欠陥位置を検出する信号処理装置、19は欠陥
を表示するTVモニタである。Conventionally, as this type of apparatus, for example, there is one described in Japanese Patent Application No. 62-38770 (named “pattern defect inspection apparatus”) by the present applicant. FIG. 2 is a block diagram showing this reflection type pattern defect inspection apparatus. In the figure, 1 is a coherent light source such as a laser, 4 is a collimator for expanding the light from the light source 1 into parallel light, Reference numerals 6 and 7 are half mirrors, 8 is an object having a regular pattern to be inspected, which is placed on a stage, and 14 is an ITV camera for defect detection, which is arranged at an image forming position of the lens 8 of the object 8. , 15 is a signal processing device for processing the output signal from the camera 14 to detect the defect position, and 19 is a TV monitor for displaying the defect.
また12はレンズ11の焦点（後焦点）位置に置かれ、被
検物８の正常パターンによる回折光を除去する空間周波
数フィルタで、該後焦点位置で正常パターンの回折パタ
ーンを写真乾板を露光して作製され、現像処理後、再び
露光位置に正確にもどし固定したものである。17はレン
ズ11の後焦点位置での反射光による回折パターンの位置
を検出するITVカメラ、20はこの回折パターンの正規の
位置からの位置ずれ量を算出し、煽り角調整機構26,27
と回転角調整機構28に補正指令を発する制御装置であ
る。Reference numeral 12 is a spatial frequency filter placed at the focus (rear focus) position of the lens 11 for removing the diffracted light due to the normal pattern of the object to be inspected 8. The normal pattern diffraction pattern is exposed on the photographic plate at the rear focus position. It is manufactured by the following method, and after development processing, it is accurately returned to the exposure position and fixed. 17 is an ITV camera that detects the position of the diffraction pattern due to the reflected light at the back focus position of the lens 11, and 20 is the amount of displacement from the normal position of this diffraction pattern, and the tilt angle adjustment mechanism 26, 27
And a rotation angle adjusting mechanism 28 for issuing a correction command.
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
レーザ発振器１から発した光はハーフミラー７により
反射され、被検物８の被検パターンに照射される。被検
物８からの反射光はハーフミラー７を透過し、レンズ11
で集光された後、ハーフミラー６により２つに分けら
れ、一方は空間フィルタ12に至り、他方は回折パターン
位置検出用カメラ17に入光する。。The light emitted from the laser oscillator 1 is reflected by the half mirror 7 and applied to the pattern to be inspected on the object 8 to be inspected. The reflected light from the object 8 passes through the half mirror 7 and the lens 11
After being condensed by the half mirror 6, it is divided into two by the half mirror 6, one reaches the spatial filter 12, and the other enters the diffraction pattern position detecting camera 17. .
検査時には反射光による回折光をカメラ17で観察し、
その回折パターンの位置を検出する。制御装置20で被検
物の光軸に対する煽り角と回転角のずれを補正する指示
を与え、フィルタ12の回折パターンと被検物の正常パタ
ーンの反射回折光との位置合わせを行なう。そして検査
時の正常パターンの成分はフィルタ12よりカットされて
除去され、欠陥信号のみが透過し、カメラ14で観測され
てモニタ19に欠陥が映し出される。At the time of inspection, observe the diffracted light by reflected light with the camera 17,
The position of the diffraction pattern is detected. The controller 20 gives an instruction to correct the deviation between the tilt angle and the rotation angle with respect to the optical axis of the test object, and aligns the diffraction pattern of the filter 12 with the reflected diffracted light of the normal pattern of the test object. Then, the component of the normal pattern at the time of inspection is cut and removed by the filter 12, only the defect signal is transmitted, and the defect is displayed on the monitor 19 as observed by the camera 14.
従来のパターン欠陥検査装置は、以上のように構成さ
れているので、半導体集積回路パターンのような反射型
の被検パターンに適用する場合には、被検物の光軸に対
する煽り角が表面性状変化に伴って変化する。このとき
煽り補正機構をもつ６軸制御のステージを適用してずれ
量を補正しようとした場合、被検面における煽り角の補
正がＸ−Ｙ面内で位置ずれを生じてしまうために再補正
をかけるか、位置ずれが生じないような機構とする必要
がある。さらにステージの各軸において厳密な誤差配分
が必要となり、ステージそのものに非常に精度の高いも
のが要求されるため、製作が難しい、高価であるなどの
問題点があった。Since the conventional pattern defect inspection apparatus is configured as described above, when applied to a reflection type inspection pattern such as a semiconductor integrated circuit pattern, the inclination angle with respect to the optical axis of the inspection object is a surface texture. It changes with changes. At this time, if an attempt is made to correct the deviation amount by applying a 6-axis control stage having a tilt correction mechanism, the correction of the tilt angle on the surface to be inspected causes a positional deviation in the XY plane, and thus the correction is performed again. It is necessary to apply a mechanism to prevent misalignment. Further, strict error distribution is required for each axis of the stage, and the stage itself is required to have a very high accuracy, which causes problems such as difficulty in manufacturing and cost.
この発明は上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、半導体集積回路に用いられているような反
射型の表面パターンの欠陥検査において、比較的シンプ
ルな構造のステージで高速かつ正確な欠陥検出を行なう
ことができる欠陥検査装置を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, and in a defect inspection of a reflection type surface pattern such as used in a semiconductor integrated circuit, it is fast and accurate with a stage having a relatively simple structure. An object of the present invention is to obtain a defect inspection device capable of performing various defect detections.
この発明に係る欠陥検査装置は、基板上に規則的に配
列された被検パターンを有する物品中のパターン欠陥あ
るいは異物欠陥を、光回折パターン空間フィルタリング
方式により検出する装置において、上記被検パターンか
らの正常な反射回折光を除去する空間周波数フィルタ
と、該空間周波数フィルタを所定平面内で移動するフィ
ルタ移動機構と、上記被検パターンからの正反射光の方
向を検出する正反射光検出手段とを備え、上記正反射光
の検出方向に応じて、空間周波数フィルタの位置と被検
パターンの反射回折光パターンの位置とが上記所定平面
内でマッチングするよう上記フィルタを移動させて位置
決めが可能なようにしたものである。The defect inspection apparatus according to the present invention is an apparatus for detecting a pattern defect or a foreign matter defect in an article having a pattern to be inspected regularly arranged on a substrate by an optical diffraction pattern spatial filtering method, A spatial frequency filter for removing the normal reflected diffracted light, a filter moving mechanism for moving the spatial frequency filter within a predetermined plane, and a regular reflection light detecting means for detecting the direction of the regular reflection light from the test pattern. According to the detection direction of the specular reflection light, the filter can be moved and positioned so that the position of the spatial frequency filter and the position of the reflected diffracted light pattern of the test pattern match within the predetermined plane. It was done like this.
この発明においては、被検物品の表面性状の変化に伴
って変化する該パターンからの反射回折光パターン位置
を求め、空間周波数フィルタの位置を補正して両者の位
置がマッチングするようにしたから、ウエハ載置ステー
ジの駆動精度に対する要求を緩和できるとともに、その
機構を簡素化することもでき、しかも検査性能を向上す
ることができる。In the present invention, the position of the reflected diffracted light pattern from the pattern that changes with the change in the surface texture of the article to be inspected is obtained, and the positions of the spatial frequency filters are corrected so that the positions of both of them match. It is possible to relax the requirement for the driving accuracy of the wafer mounting stage, simplify the mechanism thereof, and improve the inspection performance.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第１図はこの発明の一実施例による欠陥検査装置を示
す構成図であり、図において、１はレーザ光源などの可
干渉光源、2,3は光路を決めるための折返しミラー、４
はレーザ光の径を拡げるビームエキスパンダーとして用
いるためのコリメータ、５はシャッタ機構、6,7は光路
の一部を取り出すための第1,第２のハーフミラーであ
り、該第１のハーフミラー６を透過した光は第２のハー
フミラー７によって被検物（被検ウエハ）８に導かれ、
さらに被検ウエハ８で反射した光は再度第２のハーフミ
ラー７を透過して対物レンズ11に到る。また被検ウエハ
８からの反射回折光のうち第２のハーフミラー７によっ
て一部反射された光は上記第１のハーフミラ６により対
物レンズ16に導かれ、該レンズ16により正反射光位置検
出用のITVカメラ17に集められる。FIG. 1 is a block diagram showing a defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a coherent light source such as a laser light source, 2 and 3 are folding mirrors for determining an optical path, 4 is a mirror.
Is a collimator for use as a beam expander for expanding the diameter of the laser beam, 5 is a shutter mechanism, and 6 and 7 are first and second half mirrors for taking out a part of the optical path, and the first half mirror 6 The light transmitted through is guided by the second half mirror 7 to the test object (test wafer) 8,
Further, the light reflected by the wafer to be inspected 8 again passes through the second half mirror 7 and reaches the objective lens 11. Of the reflected and diffracted light from the wafer 8 to be inspected, the light partially reflected by the second half mirror 7 is guided to the objective lens 16 by the first half mirror 6, and the lens 16 detects the position of the specularly reflected light. Collected in ITV camera 17 of.
また12は対物レンズ11の後焦点位置に置かれ、被検ウ
エハ８の正常パターンによる回折光を除去する空間周波
数フィルタであり、13は該空間周波数フィルタ12を位置
決めするためのフィルタ駆動装置である。さらに14は欠
陥検出のためのITVカメラ、15はその信号処理装置、18
もカメラ17のための信号処理装置であり、19は欠陥等の
情報を表示するTVモニタ、20は全体を制御する制御装置
である。Further, 12 is a spatial frequency filter which is placed at the back focal position of the objective lens 11 and removes the diffracted light due to the normal pattern of the wafer 8 to be inspected, and 13 is a filter driving device for positioning the spatial frequency filter 12. . Furthermore, 14 is an ITV camera for defect detection, 15 is its signal processing device, 18
Is a signal processing device for the camera 17, 19 is a TV monitor for displaying information such as defects, and 20 is a control device for controlling the whole.
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
本実施例に係る欠陥検査装置は、被検ウエハ８の反射
型パターンの欠陥を上記従来の技術の欄で説明したと同
様の方式、即ち、レーザ光源から発せられるレーザ光を
用いてレーザ光回折パターン空間周波数フィルタリング
方式を採用して検出するものである。The defect inspection apparatus according to the present embodiment uses the same method as described in the section of the above-mentioned conventional technique for the defect of the reflection type pattern of the wafer 8 to be inspected, that is, the laser light diffraction is performed by using the laser light emitted from the laser light source. The pattern spatial frequency filtering method is adopted for detection.
具体的に説明すると、レーザ光源１から発せられた光
は、折返しミラー2,3によってコリメータ４に導かれ拡
大されたのち、シャッタ５を経て第１のハーフミラー６
を通過する。その後、当該光は、第２のハーフミラー７
により反射されて被検ウエハ８に到り反射する。この反
射光は、第２のハーフミラー７を通過してレンズ11で集
光され、空間周波数フィルタ12を経てITVカメラ14によ
りその反射型パターンを撮影することができるようにな
っている。このとき、空間周波数フィルタ12は、被検ウ
エハ８からの反射回折光（反射型パターン）が正常であ
れば、当該反射回折光を遮断するように作成されてお
り、図示していないが、被検ウエハ８からの正常な反射
回折光を遮断する遮断部が形成されている。従って、被
検ウエハ８からの反射回折光が正常であれば、当該反射
回折光がITVカメラ14により撮影されることはないが、
被検ウエハ８からの反射回折光が異常であれば（即ち、
被検ウエハ８の反射型パターンに異常があれば）、当該
反射回折光が空間周波数フィルタ12を通過してITVカメ
ラ14により撮影され、TVモニタ19に表示されるようにな
っている。More specifically, the light emitted from the laser light source 1 is guided to the collimator 4 by the folding mirrors 2 and 3 and expanded, and then passes through the shutter 5 and the first half mirror 6.
Pass through. After that, the light is transmitted to the second half mirror 7
Is reflected by and reaches the wafer 8 to be inspected. This reflected light passes through the second half mirror 7, is condensed by the lens 11, passes through the spatial frequency filter 12, and the ITV camera 14 can photograph the reflection type pattern. At this time, the spatial frequency filter 12 is formed so as to block the reflected diffracted light (reflective pattern) from the wafer to be inspected 8 if the reflected diffracted light is normal (not shown). A blocking unit that blocks the normally reflected and diffracted light from the inspection wafer 8 is formed. Therefore, if the reflected diffracted light from the inspection wafer 8 is normal, the reflected diffracted light is not photographed by the ITV camera 14,
If the reflected and diffracted light from the wafer 8 to be inspected is abnormal (that is,
If there is an abnormality in the reflective pattern of the wafer 8 to be inspected), the reflected diffracted light passes through the spatial frequency filter 12, is photographed by the ITV camera 14, and is displayed on the TV monitor 19.
本実施例の特徴とするところは、被検ウエハ８からの
反射回折光が正常か否かを検査する際に、被検ウエハ８
の表面性状変化に伴ううねり等による反射光の反射角の
変化量に対応させて空間周波数フィルタ12の位置を補正
する点にある。つまり、上記表面性状変化とは、ウエハ
８のうねり等による反射表面の角度ずれであり、この角
度ずれは、フィルタ面では集光スポットの位置ずれとな
る。この位置ずれによる光のもれを防ぐべく、フィルタ
12を、スポットの位置ずれ分だけ、Ｘ−Ｙ方向に動かせ
ば良いのである。The feature of the present embodiment is that the wafer 8 to be inspected is inspected when it is inspected whether the reflected diffracted light from the wafer 8 to be inspected is normal or not.
The point is to correct the position of the spatial frequency filter 12 in accordance with the amount of change in the reflection angle of the reflected light due to undulations or the like due to the change in the surface texture. That is, the above-mentioned surface texture change is an angular deviation of the reflecting surface due to the waviness of the wafer 8 or the like, and this angular deviation is a positional deviation of the focused spot on the filter surface. To prevent light leakage due to this misalignment, filter
It is only necessary to move 12 in the XY directions by the amount of the positional deviation of the spot.
詳しく説明すると、被検ウエハ８にその表面性状変化
に伴ううねり等が存在すると、従来技術の欄で説明した
ように、被検ウエハ８からの反射型パターンに位置ず
れ、即ち、被検ウエハ８からの反射光の反射角に変化が
生じるので、この反射角の変化量（反射型パターンの位
置ずれ量）を、空間周波数フィルタ12の位置を補正する
ことによって修正（相殺）し、精度の高い反射型パター
ンの欠陥検査を行うことができるようになっている。そ
して、被検ウエハ８のうねり等による反射光の反射角の
変化量は、被検ウエハ８からの正反射光を正反射光検出
手段としてのITVカメラ17を用いて検出するようになっ
ている。More specifically, if the test wafer 8 has undulations or the like due to its surface property change, as described in the section of the prior art, the reflective pattern from the test wafer 8 is displaced, that is, the test wafer 8 is moved. Since a change occurs in the reflection angle of the reflected light from, the amount of change in the reflection angle (positional shift amount of the reflection type pattern) is corrected (cancelled) by correcting the position of the spatial frequency filter 12, and the accuracy is high. The defect inspection of the reflection type pattern can be performed. The amount of change in the reflection angle of the reflected light due to the waviness of the wafer to be inspected 8 is detected by using the ITV camera 17 as the regular reflected light detecting means for the regular reflected light from the wafer to be inspected 8. .
さらに詳しく説明すると、レーザ光源１から発せられ
た光は、上述したように被検ウエハ８に達し、この被検
ウエハ８で反射して空間周波数フィルタ12側へ進むと共
に、その一部が第２のハーフミラー７で反射して再び元
の光路を戻って第１のハーフミラー６で反射される（こ
れを正反射光という。）。この光は、レンズ16によって
集光され、この集光スポットをITVカメラ17により観察
することができる。このとき観察される集光スポットの
位置は、被検ウエハ８からの正反射光の反射角の変化に
対応して、ITVカメラ17の観察領域内を移動する。ITVカ
メラ17の観察領域には、予め基準点（たとえば、正反射
光の反射角の変化がない場合に、当該正反射光が到達す
る点）を設定しておくことができる。従って、上記集光
スポットをITVカメラ17で観察した場合に、この集光ス
ポットの基準点からのずれは、被検ウエハ８の表面の光
軸に対する反射角の変化に対応する。つまり、上記集光
スポットの位置を観察することによって、被検ウエハ８
の反射角の変化量と方向とを計測することができる。More specifically, the light emitted from the laser light source 1 reaches the wafer to be inspected 8 as described above, is reflected by the wafer to be inspected 8 and proceeds to the spatial frequency filter 12 side, and part of the light is Is reflected by the half mirror 7 and returned to the original optical path again and reflected by the first half mirror 6 (this is called specular reflection light). This light is condensed by the lens 16, and this condensed spot can be observed by the ITV camera 17. The position of the focused spot observed at this time moves within the observation region of the ITV camera 17 in accordance with the change in the reflection angle of the specularly reflected light from the wafer to be inspected 8. In the observation area of the ITV camera 17, a reference point (for example, a point where the specular reflection light reaches when there is no change in the reflection angle of the specular reflection light) can be set in advance. Therefore, when the above focused spot is observed by the ITV camera 17, the deviation of the focused spot from the reference point corresponds to the change in the reflection angle with respect to the optical axis of the surface of the wafer 8 to be inspected. That is, the wafer 8 to be inspected is observed by observing the position of the focused spot.
It is possible to measure the change amount and the direction of the reflection angle of.
次に、被検ウエハ８からの反射回折光のうちハーフミ
ラー７を通過した光は、レンズ11に到る。反射回折光の
うち、被検ウエハ８上の繰返しパターンからの光は、レ
ンズ11の後焦点位置において、フーリエ変換パターンを
形成する。このとき、ITVカメラ17を経由して検出され
た被検ウエハ８の反射角の変化量は、信号処理装置18を
介して、当該フーリエパターンの位置ずれ量に換算さ
れ、この換算量に基づいて、制御装置20は、フィルタ駆
動装置13を制御し、レンズ11の後焦点位置に置かれた空
間周波数フィルタ12の位置補正をする。Next, of the reflected and diffracted light from the test wafer 8, the light that has passed through the half mirror 7 reaches the lens 11. Of the reflected diffracted light, the light from the repeating pattern on the wafer 8 to be inspected forms a Fourier transform pattern at the back focal position of the lens 11. At this time, the amount of change in the reflection angle of the wafer to be inspected 8 detected via the ITV camera 17 is converted into the amount of positional deviation of the Fourier pattern via the signal processing device 18, and based on this converted amount. The control device 20 controls the filter driving device 13 to correct the position of the spatial frequency filter 12 placed at the back focal position of the lens 11.
上記反射角の変化量が、光軸に対する被検ウエハ８の
煽り角（うねり等により生じる角度のこと）の変化量に
換算して数秒から数分程度であるとすれば、この反射角
の変化は、極めて小さな変化量とみなせる。かかる場合
には、上記反射角の変化に起因して形成されるフーリエ
パターン（反射型パターン）のひずみはほとんど生じ
ず、焦点面内でＸ−Ｙ方向に位置ずれのみを生じたもの
とみなすことができる。即ち、上記反射角の変化量が小
さい場合には、当該被検ウエハ８の反射回折光により形
成されるフーリエパターンは、レンズ11の後焦点位置に
おいて、上記反射角の変化の無い正常なフーリエパター
ンが焦点面内で位置ずれのみを生じたものとみなせる。If the amount of change in the reflection angle is converted into the amount of change in the tilt angle of the wafer 8 to be inspected with respect to the optical axis (which is an angle caused by undulations), it is about several seconds to several minutes. Can be regarded as an extremely small amount of change. In such a case, it is considered that the Fourier pattern (reflection type pattern) formed due to the change in the reflection angle is hardly distorted, and only the positional deviation is generated in the XY direction in the focal plane. You can That is, when the change amount of the reflection angle is small, the Fourier pattern formed by the reflected diffracted light of the wafer 8 to be inspected is a normal Fourier pattern in which the reflection angle does not change at the back focal position of the lens 11. Can be considered to have caused only a displacement in the focal plane.
従って、上記反射角の変化量が小さい場合には、空間
周波数フィルタ12の位置をフィルタ駆動装置13を用いて
Ｘ−Ｙ方向に補正することによって、被検ウエハ８から
の反射光の光軸に対する反射角の変化に対応させて、空
間周波数フィルタ12を位置決めすることができる。つま
り、被検ウエハ８の表面の性状変化に伴う反射角の変化
量を考慮して空間周波数フィルタ12を位置決めすること
ができる。このことは、結局において、Ｘ−Ｙ−Ｚステ
ージ９およびθ−ステージ10を用いて被検ウエハ８の光
軸に対する煽り角を直接補正したと同じ結果を得ること
ができる。なお、被検ウエハ８の表面の性状変化に伴う
反射角の変化量が光軸に対するウエハの煽り角の変化量
に換算したときに大きな値となる場合は、予めＸ−Ｙ−
Ｚステージ９およびθ−ステージ10を用いて、反射角の
変化量を小さくすることができる。Therefore, when the amount of change in the reflection angle is small, the position of the spatial frequency filter 12 is corrected in the X-Y direction by using the filter driving device 13 so that the reflected light from the wafer 8 to be inspected with respect to the optical axis. The spatial frequency filter 12 can be positioned according to the change in the reflection angle. In other words, the spatial frequency filter 12 can be positioned in consideration of the amount of change in the reflection angle due to the change in the property of the surface of the wafer 8 to be inspected. In the end, the same result can be obtained as when the XYZ stage 9 and the θ-stage 10 are used to directly correct the inclination angle of the wafer 8 to be inspected with respect to the optical axis. If the amount of change in the reflection angle due to the change in the property of the surface of the wafer 8 to be tested becomes a large value when converted into the amount of change in the tilt angle of the wafer with respect to the optical axis, XY-
By using the Z stage 9 and the θ-stage 10, the amount of change in the reflection angle can be reduced.
以上のようにして被検ウエハ８からの反射回折光のう
ちフーリエパターンを形成する正常な繰返しパターンか
らの反射回折光は空間周波数フィルタによってしゃ断さ
れ、欠陥および異物などの非繰返しパターンからの反射
回折光だけが欠陥検出用ITVカメラ14上に結像する。こ
の欠陥信号を信号処理装置15で処理し、被検ウエハ８全
面において同様の処理が繰返される。As described above, of the reflected diffracted light from the wafer 8 to be inspected, the reflected diffracted light from the normal repetitive pattern forming the Fourier pattern is blocked by the spatial frequency filter, and reflected and diffracted from the non-repetitive pattern such as a defect or a foreign substance. Only light is imaged on the ITV camera 14 for defect detection. This defect signal is processed by the signal processing device 15, and the same processing is repeated on the entire surface of the wafer 8 to be inspected.
このように本実施例では、被検ウエハ８からの反射回
折光の光軸に対するずれ量を求め、すなわち表面性状の
変化による煽り角の変化量をハーフミラー6,レンズ16及
びITVカメラ17,信号処理装置18によって計測し、この値
が位置ずれ量、すなわち対物レンズ11の後焦点位置にお
ける空間周波数フィルタの位置と被検ウエハ８上の正常
な繰返しパターンからの反射回折光によって形成される
フーリエ変換パターンの位置とのずれ量に換算されるの
で、計測した位置ずれ量でもって空間周波数フィルタ12
の位置を駆動機構13によって補正することで、被検ウエ
ハ８の煽り角を補正したのと同じ結果を得ることができ
る。As described above, in this embodiment, the amount of deviation of the reflected and diffracted light from the wafer to be inspected 8 with respect to the optical axis is obtained, that is, the amount of change in the tilt angle due to the change in the surface texture is calculated by the half mirror 6, the lens 16, the ITV camera 17, and the signal. This value is measured by the processing device 18, and this value is the amount of positional deviation, that is, the Fourier transform formed by the position of the spatial frequency filter at the back focal position of the objective lens 11 and the reflected diffracted light from the normal repeating pattern on the wafer 8 to be inspected. Since it is converted to the amount of deviation from the pattern position, the spatial frequency filter 12
By correcting the position of 1 by the drive mechanism 13, it is possible to obtain the same result as when the tilt angle of the wafer 8 to be inspected is corrected.
この結果、反射光を用いる反射型パターンの欠陥検査
においても、透過型パターンに適用するのと同程度の性
能の４軸（Ｘ−Ｙ−Ｚ−θ）ステージを適用することが
可能となるため、各ステージにおける位置決め精度に対
する要求が煽り機能を持つ６軸ステージほど厳しいもの
である必要がなくなり、しかも煽り補正の機構での問
題、つまり煽り角の変化分だけ与えた補正量に起因して
観察面内における被検ウエハ８のＸ−Ｙ方向の位置ずれ
が生ずるという問題がなくなるため、補正そのものを簡
易化することができるなど高速度で高性能な欠陥検査を
実現できる。As a result, even in the defect inspection of the reflection type pattern using the reflected light, it becomes possible to apply the 4-axis (XYZ-θ) stage having the same performance as that of the transmission type pattern. , The requirement for positioning accuracy in each stage does not need to be as strict as the 6-axis stage with a tilt function, and observation is caused by the problem in the mechanism of tilt correction, that is, the correction amount given by the change in the tilt angle. Since there is no problem of displacement of the wafer 8 to be inspected in the plane in the XY directions, it is possible to realize high-speed and high-performance defect inspection such as correction itself being simplified.
なお、上記実施例では半導体集積回路パターンの場合
について説明したが、本発明は半導体に限らず、表面に
鏡面をもつ微細なパターンを有する物品のパターン欠陥
検査にも同様に適用できる。Although the case of the semiconductor integrated circuit pattern has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to the semiconductor, but can be similarly applied to the pattern defect inspection of an article having a fine pattern having a mirror surface on the surface.
以上のように、この発明によれば、基板上に規則的に
配列された被検パターンを有する物品中のパターン欠陥
あるいは異物欠陥を、光回折パターン空間フィルタリン
グ方式により検出する装置において、上記被検パターン
からの正常な反射回折光を除去する空間周波数フィルタ
と、該空間周波数フィルタを所定平面内で移動するフィ
ルタ移動機構と、上記被検パターンからの正反射光の方
向を検出する正反射光検出手段とを備え、上記正反射光
の検出方向に応じて、空間周波数フィルタの位置と被検
パターンの反射回折光パターンの位置とが上記所定平面
内でマッチングするよう上記フィルタを移動させて位置
決めが可能なようにしたので、ウエハ載置ステージの駆
動精度に対する要求を緩和できるとともに、その機構を
簡素化することもでき、高速かつ高精度でシンプルな構
造の欠陥検査装置を提供することができる。As described above, according to the present invention, in the device for detecting pattern defects or foreign matter defects in an article having a pattern to be inspected regularly arranged on the substrate by the optical diffraction pattern spatial filtering method, Spatial frequency filter that removes the normal reflected diffracted light from the pattern, a filter moving mechanism that moves the spatial frequency filter within a predetermined plane, and regular reflection light detection that detects the direction of the regular reflection light from the pattern to be tested. And a means for positioning the spatial frequency filter so that the position of the spatial frequency filter and the position of the reflected diffracted light pattern of the test pattern match in the predetermined plane according to the detection direction of the specular reflection light. Since it is possible to do so, it is possible to reduce the requirement for the driving accuracy of the wafer mounting stage and to simplify the mechanism. , It is possible to provide a defect inspecting apparatus of simple structure at a high speed and with high accuracy.
第１図はこの発明の一実施例による欠陥検査装置を示す
構成図、第２図は従来のパターン欠陥検査装置を示す構
成図である。 １…レーザ光源、2,3…折り返しミラー、４…コリメー
タ、５…シャッタ、6,7…第1,第２のハーフミラー、８
…被検物、９…Ｘ−Ｙ−Ｚステージ、10…θ−ステー
ジ、11,16…対物レンズ、12…空間周波数フィルタ、13
…フィルタ駆動装置、14…欠陥検出用ITVカメラ、15…
欠陥検出用信号処理装置、17…位置検出用ITVカメラ、1
8…位置検出用信号処理装置、19…TVモニタ、20…制御
装置。 なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a defect inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing a conventional pattern defect inspection apparatus. 1 ... Laser light source, 2, 3 ... Folding mirror, 4 ... Collimator, 5 ... Shutter, 6,7 ... First and second half mirrors, 8
... object to be inspected, 9 ... XYZ stage, 10 ...?-Stage, 11, 16 ... objective lens, 12 ... spatial frequency filter, 13
… Filter drive device, 14… ITV camera for defect detection, 15…
Defect detection signal processor, 17 ... ITV camera for position detection, 1
8 ... Signal processing device for position detection, 19 ... TV monitor, 20 ... Control device. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｇ０６Ｆ 15/64 Ｄ (72)発明者 ▲吉▼川 勇希 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機株式会社生産技術研究所内 (56)参考文献 特許2506725（ＪＰ，Ｂ２)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H01L 21/66 G06F 15/64 D (72) Inventor ▲ Yoshi ▼ Yuki Kawa Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City, Hyogo Prefecture 8-1-1, Production Engineering Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation (56) References Patent 2506725 (JP, B2)
Claims (3)
を有する物品中のパターン欠陥あるいは異物欠陥を、光
回折パターン空間フィルタリング方式により検出する欠
陥検査装置において、 上記被検パターンからの正常な反射回折光を除去する空
間周波数フィルタと、 該空間周波数フィルタを所定平面内で移動するフィルタ
移動機構と、 上記被検パターンからの正反射光の方向を検出する正反
射光検出手段とを備え、 上記正反射光の検出方向に応じて、空間周波数フィルタ
の位置と被検パターンの反射回折光パターンの位置とが
上記所定平面内でマッチングするよう上記フィルタを移
動させて位置決め可能にしたことを特徴とする欠陥検査
装置。1. A defect inspection apparatus for detecting a pattern defect or a foreign matter defect in an article having a pattern to be inspected regularly arranged on a substrate by a light diffraction pattern spatial filtering method. A spatial frequency filter that removes such reflected and diffracted light, a filter moving mechanism that moves the spatial frequency filter within a predetermined plane, and a regular reflection light detection unit that detects the direction of regular reflection light from the pattern to be inspected. According to the detection direction of the specular reflection light, the position of the spatial frequency filter and the position of the reflection diffracted light pattern of the pattern to be measured can be positioned by moving the filter so as to match in the predetermined plane. Characteristic defect inspection equipment.
の位置と被検パターンの反射回折光パターンの位置とが
上記所定平面内で常にマッチングするよう上記フィルタ
を、位置ずれが発生する毎に随時駆動制御するようにし
たことを特徴とする欠陥検査装置。2. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the position of the spatial frequency filter and the position of the reflected diffracted light pattern of the pattern to be inspected are always within the predetermined plane according to the detection direction of the specular reflection light. A defect inspection apparatus characterized in that the filter is drive-controlled as needed every time a positional deviation occurs so as to match.
の位置と被検パターンの反射回折光パターンの位置とが
上記所定平面内でマッチングするよう上記フィルタを移
動して行う位置決めを、各被検パターン毎に検査開始前
に少なくとも一回実施するようにしたことを特徴とする
欠陥検査装置。3. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the position of the spatial frequency filter and the position of the reflected diffracted light pattern of the pattern to be inspected are matched in the predetermined plane according to the detection direction of the regular reflection light. The defect inspecting apparatus is characterized in that the positioning performed by moving the filter is performed at least once for each pattern to be inspected before the inspection is started.
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1988
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