KR100374762B1 - Apparatus for inspecting defects and method thereof - Google Patents

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KR100374762B1
KR100374762B1 KR10-1999-0030492A KR19990030492A KR100374762B1 KR 100374762 B1 KR100374762 B1 KR 100374762B1 KR 19990030492 A KR19990030492 A KR 19990030492A KR 100374762 B1 KR100374762 B1 KR 100374762B1
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마쯔나가료우지
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니노미야다까노리
와따나베데쯔야
나까무라히사또
진구다까히로
모리시게요시오
찌까마쯔슈이찌
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히다치 덴시 엔지니어링 가부시키 가이샤
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Abstract

본 발명은 패턴으로부터의 산란광을 저감시키는 방향으로부터 조명하는 고효율 조명 광학계에 의해, 신호의 편차의 원인인 패턴으로부터의 산란광을 저감시키고, 또한, 칩 내의 영역마다 산출한 신호의 편차를 기초로 임계치를 설정하는 수단에 의해 검출 임계치를 저감시키고, 검출 감도의 향상 및 작업 처리량의 향상을 실현한 이물 등의 결함을 검사하는 결함 검사 장치 및 그 방법을 특징으로 한다.The present invention reduces scattered light from a pattern that is a cause of signal variation by a highly efficient illumination optical system that illuminates from a direction of reducing scattered light from a pattern, and furthermore, threshold value is based on the deviation of the signal calculated for each region in the chip. A defect inspection apparatus and a method for inspecting defects such as foreign matters that reduce the detection threshold value by means of setting and realize the improvement of the detection sensitivity and the improvement of the throughput are characterized.

Description

결함 검사 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR INSPECTING DEFECTS AND METHOD THEREOF}Defect inspection device and its method {APPARATUS FOR INSPECTING DEFECTS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 반도체 제조 공정, 액정 표시 소자 제조 공정, 프린트 기판 제조 공정 등, 기판 상에 패턴을 형성하여 대상물을 제작하는 제조 공정에서 발생하는 이물 등의 결함을 검출하고, 분석하여 대책을 하는 제조 공정에서의 이물 등의 결함의 발생 상황을 검사하는 결함 검사 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention is a manufacturing step of detecting, analyzing and taking countermeasures for defects such as foreign matters generated in a manufacturing step of forming a target by forming a pattern on a substrate, such as a semiconductor manufacturing step, a liquid crystal display device manufacturing step, and a printed circuit board manufacturing step. The present invention relates to a defect inspection apparatus and a method for inspecting the occurrence of defects such as foreign matters.

종래의 반도체 제조 공정에서는, 반도체 기판(웨이퍼) 상에 이물이 존재하면 배선의 절연 불량이나 단락 등의 불량 원인으로 되고, 또한 반도체 소자가 미세화하여 반도체 기판 중에 미세한 이물이 존재한 경우에 이 이물이 캐패시터의 절연 불량이나 게이트 산화막 등의 파괴의 원인으로도 된다. 이들 이물은 반송 장치의 가동부로부터 발생하는 것이나, 인체로부터 발생하는 것, 프로세스 가스에 의한 처리 장치 내에서 반응 생성된 것, 약품이나 재료에 혼입하고 있는 것 등 여러가지 원인에 의해 여러가지의 상태로 혼입된다.In a conventional semiconductor manufacturing process, when foreign matter exists on a semiconductor substrate (wafer), it causes a defect such as poor insulation or a short circuit of the wiring, and when the foreign matter becomes minute and fine foreign matter is present in the semiconductor substrate. It may also be the cause of poor insulation of a capacitor or destruction of a gate oxide film. These foreign matters are mixed in various states due to various causes, such as those generated from the movable part of the conveying apparatus, those generated from the human body, reactions generated in the processing apparatus by the process gas, and incorporation into chemicals or materials. .

마찬가지의 액정 표시 소자 제조 공정에서도, 패턴 상에 이물이 혼입하거나, 어떠한 결함이 생기면, 표시 소자로서 사용할 수 없게 된다. 프린트 기판의 제조 공정에서도 상황은 동일해서, 이물의 혼입은 패턴의 단락, 불량 접속의 원인이 된다.Also in the same liquid crystal display element manufacturing process, when a foreign material mixes in a pattern or some defect arises, it cannot use as a display element. Even in the manufacturing process of a printed board, a situation is the same, and mixing of a foreign material causes a short circuit of a pattern, and a bad connection.

종래의 이 종류의 반도체 기판 상의 이물을 검출하는 기술의 하나로서, 특개소62-89336호 공보(종래 기술 1)에 기재되어 있는 바와 같이, 반도체 기판 상에 레이저를 조사하여 반도체 기판 상에 이물이 부착하고 있는 경우에 발생하는 이물로부터의 산란광을 검출하고, 직전에 검사한 동일 품종 반도체 기판의 검사 결과와 비교함으로써, 패턴에 의한 허위 정보를 없애어, 고감도 또한 고신뢰도의 이물 및 결함 검사를 가능하게 하는 것이 있다. 또한, 특개소63-135848호 공보(종래 기술 2)에 개시되어 있는 바와 같이, 반도체 기판 상에 레이저를 조사하여 반도체 기판 상에 이물이 부착하고 있는 경우에 발생하는 이물로부터의 산란광을 검출하고, 이 검출한 이물을 레이저 포토 루미네센스 혹은 2차 X선 분석(XMR) 등의 분석 기술로분석하는 것이 있다.As one of the techniques for detecting a foreign substance on this kind of conventional semiconductor substrate, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-89336 (Prior Art 1), a foreign substance is deposited on a semiconductor substrate by irradiating a laser onto the semiconductor substrate. By detecting scattered light from foreign matter generated when attached and comparing it with the inspection result of the same varieties of semiconductor substrates inspected immediately before, the false information by the pattern can be eliminated, and high sensitivity and high reliability foreign matter and defect inspection are possible. There is something to let you do. In addition, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-135848 (Prior Art 2), a laser beam is irradiated onto a semiconductor substrate to detect scattered light from the foreign substance generated when the foreign substance adheres to the semiconductor substrate, This detected foreign material may be analyzed by an analysis technique such as laser photo luminescence or secondary X-ray analysis (XMR).

또한, 상기 이물을 검사하는 기술로서, 웨이퍼에 코히어런트광(coherent light)을 조사하여 웨이퍼 상의 반복 패턴으로부터 사출하는 광을 공간 필터로 제거하고 반복성을 갖지 않는 이물이나 결함을 강조하여 검출하는 방법이 알려져 있다.In addition, as a technique for inspecting the foreign material, a method of irradiating coherent light to the wafer to remove the light emitted from the repeating pattern on the wafer with a spatial filter and to highlight and detect foreign matter or defects that do not have repeatability This is known.

또한, 웨이퍼 상에 형성된 회로 패턴에 대해 상기 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 45도 기울인 방향으로부터 조사하여 주요한 직선군으로부터의 0차 회절광을 대물 렌즈의 개구 내에 입력시키지 않도록 한 이물 검사 장치가 특개평1-117024호 공보(종래 기술 3)에 있어서 알려져 있다. 이 종래 기술 3에 있어서는, 주요한 직선군이 아닌 다른 직선군을 공간 필터로 차광하는 것에 대해서도 기재되어 있다.In addition, the foreign material inspection apparatus which irradiates the circuit pattern formed on the wafer from the direction inclined 45 degrees with respect to the main straight line group of the circuit pattern to prevent the 0th-order diffracted light from the main straight line group into the aperture of the objective lens It is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-17024 (Prior Art 3). In this prior art 3, it also describes about light-shielding the linear group other than a main linear group by a space filter.

또한, 이물 등의 결함 검사 장치 및 그 방법에 관한 종래 기술로서는, 특개평1-250847호 공보(종래 기술 4), 특개평6-258239호 공보(종래 기술 5), 특개평6-324003호 공보(종래 기술 6), 특개평8-210989호 공보(종래 기술 7), 및 특개평8-271437호 공보(종래 기술 8)가 알려져 있다.Moreover, as a prior art regarding defect inspection apparatuses and the method, such as a foreign material, Unexamined-Japanese-Patent No. 1-250847 (prior art 4), Unexamined-Japanese-Patent No. 6-258239 (prior art 5), and Japanese Patent Laid-Open No. 6-324003 (Prior art 6), Unexamined-Japanese-Patent No. 8-210989 (prior art 7), and Unexamined-Japanese-Patent No. 8-271437 (prior art 8) are known.

그러나, 상기 종래 기술1∼8에서는, 반복 패턴이나 비반복 패턴이 혼재하는 기판 상의 미세한 이물 등의 결함을 고감도로, 또한 고속으로 검출하는 것은 용이하게 할 수 없었다.However, in the above-described prior arts 1 to 8, it was not easy to detect defects such as fine foreign matters on the substrate in which the repeating pattern and the non-repeating pattern are mixed with high sensitivity and high speed.

즉, 상기 종래 기술 1∼8에서는, 예를 들면 메모리의 셀부 등의 반복 부분 이외의 부분에서는, 검출 감도(최소 검출 이물 치수)가 현저히 떨어진다고 하는 과제가 있었다.That is, in the above-described prior arts 1 to 8, there has been a problem that the detection sensitivity (minimum detection foreign material dimension) is remarkably inferior in a portion other than the repetitive portion such as the cell portion of the memory, for example.

또한, 상기 종래 기술 1∼8에서는, 조명 광을 투과하는 산화막 상에서는, 감도가 현저히 떨어지는 등의 과제가 있었다.Moreover, in the said prior arts 1-8, there existed subjects, such as a remarkable fall in sensitivity, on the oxide film which permeate | transmits illumination light.

또한, 상기 종래 기술 1∼8에서는, 미세한 이물 등의 결함을 검출할 수 없다고 하는 과제가 있었다.Moreover, the said prior arts 1-8 had the subject that a defect, such as a fine foreign material, cannot be detected.

또한, 상기 종래 기술 1∼8에서는, 반도체 제조 공정의 대량 생산 시와 생산라인이 구별되어 있지 않고, 대량 생산 작업으로 사용한 검사 장치가 그대로 생산 라인에서도 적용되어 있고, 생산 라인에서는 이물 발생을 빠르게 감지하여 대책을 실시할 필요가 있다.In addition, in the above-mentioned prior arts 1 to 8, the production line and the production line of the semiconductor manufacturing process are not distinguished, and the inspection apparatus used in the mass production operation is applied to the production line as it is, and the production line quickly detects the occurrence of foreign substances. It is necessary to take countermeasures.

그런데 종래의 결함 검사 장치는 장치 규모가 크고, 독립하여 설치하지 않으면 안되는 구성이기 때문에, 제조 라인에서 처리한 반도체 기판, 액정 표시 소자 기판 및 프린트 기판을 검사 장치의 부분에 가지고 들어 가 이물 및 결함의 검사를 하는 것이었다. 따라서, 이들 기판의 반송, 이물 및 결함의 검사에 시간을 요하며, 모든 수의 검사가 어렵거나, 추출 검사에서도 충분한 검사 빈도를 얻는 것은 어려웠다.However, the conventional defect inspection apparatus has a large device scale and must be installed independently, so that the semiconductor substrate, the liquid crystal display element substrate, and the printed circuit board processed in the manufacturing line are brought into the inspection apparatus to remove foreign substances and defects. It was a test. Therefore, it takes time for conveyance of these board | substrates, the inspection of a foreign material, and a defect, and it is difficult for all the number of inspections, or it is difficult to obtain sufficient inspection frequency also in an extraction inspection.

또한, 이러한 구성에는 노동력이 필요하였다.In addition, this configuration required labor.

본 발명의 목적은, 상기 과제를 해결하기 위해, 반복 패턴과 비반복 패턴과 패턴 없이 혼재하는 피검사 대상 기판에 대해, 미소한 이물 등의 결함을 고속으로, 더구나 고정밀도로 검사할 수 있도록 한 결함 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, an object of the present invention is to allow defects such as minute foreign matters to be inspected at high speed and with high accuracy with respect to a test subject substrate mixed with a repeating pattern and a non-repeating pattern without a pattern. An inspection apparatus and a method thereof are provided.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 모든 수의 검사, 충분한 검사 빈도의 추출 검사를 실현하고, 고효율의 기판 제조 라인을 구축할 수 있도록 한 결함 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and a method for realizing all inspections, extraction inspections with sufficient inspection frequency, and constructing a highly efficient substrate manufacturing line.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 염가인 통상의 광원, 예를 들면 레이저 광원으로부터 출사되는 가우스빔 광속의 광량을 유효하게 이용하고, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을, 고감도로, 또한 고속으로 검사할 수 있도록 한 결함 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to effectively use the amount of light of the inexpensive ordinary light source, for example, a Gaussian beam of light emitted from a laser light source, and to detect defects such as extremely small foreign matters of about 0.1 μm or less. It is another object of the present invention to provide a defect inspection apparatus and a method for inspecting at a high speed.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 예를 들면 레이저 광원으로부터 출사되는 가우스빔 광속의 광량을 유효하게 이용하고, 더구나 검출 광학계에 있어서 광축으로부터 벗어남에 따라서 MTF가 저하함에 따라서 피검사 대상 기판상의 검출 영역의 주변부에 있어서의 조도 부족을 해소하고, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을, 고감도로, 또한 고속으로 검사할 수 있도록 한 결함 검사 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to effectively use, for example, the amount of light of a Gaussian beam of light emitted from a laser light source, and furthermore, detection on a substrate to be inspected as the MTF decreases as it deviates from the optical axis in the detection optical system. The present invention provides a defect inspection apparatus and a method for eliminating the lack of roughness in the periphery of the region, and for inspecting defects such as extremely fine foreign substances of about 0.1 µm or less at high sensitivity and at high speed.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 피검사 대상 기판상에 배열된 구조물 내의 각종 회로 패턴 영역에 맞추어 판정 기준인 임계치 레벨을 알맞는 감도로 설정하여 허위 정보를 현저히 증가시키지 않고, 진정한 이물 등의 결함을 검사할 수 있는 결함 검사 장치를 제공하는 것이다.Further, another object of the present invention is to set the threshold level, which is a criterion, to a suitable sensitivity in accordance with various circuit pattern areas in the structure arranged on the inspection target substrate, so as not to significantly increase false information, and to increase the amount of false information. It is to provide a defect inspection apparatus capable of inspecting a defect.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 피검사 대상 기판 상에 배열된 구조물 내의 각종 회로 패턴 영역에 있어서 검출하고 싶은 이물 등의 결함 사이즈에 맞추어판정 기준인 임계치 레벨을 설정하여 검출하고 싶은 사이즈의 이물 등의 결함을 검사할 수 있는 결함 검사 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to set a threshold level that is a determination criterion in accordance with a defect size, such as a foreign material, to be detected in various circuit pattern areas in a structure arranged on a substrate under test, and to detect the foreign material of a size. It is to provide a defect inspection apparatus that can inspect defects, such as.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 피검사 대상 기판 상에 배열된 구조물 내의 각종 회로 패턴 영역에서 존재하는 이물 등의 결함 사이즈를 추정할 수 있도록 하여 이물 등의 결함을 검사할 수 있는 결함 검사 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus capable of estimating defect sizes such as foreign matters present in various circuit pattern regions in a structure arranged on a substrate under test, so that defects such as foreign matters can be inspected. To provide.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 반도체 기판을 고효율로, 제조 수율 좋게 제조할 수 있도록 한 반도체 기판의 제조 방법을 제공하는 것이다.Moreover, another object of this invention is to provide the manufacturing method of the semiconductor substrate which made it possible to manufacture a semiconductor substrate with high production yield with high efficiency.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 얹어 놓고 주행시키는 스테이지와, 광원으로부터 출사되는 빔을, 길이 방향에는 거의 평행 광으로 이루어지는 슬릿형 빔으로 하여, 상기 피검사 대상 기판에 대해 상기 기판의 법선 방향으로부터 소정의 기울기(π/2-α1)를 갖고, 상기 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평면 상 소정의 기울기 φ1을 갖고, 길이 방향이 상기 스테이지의 주행 방향 y에 대해 거의 직각이 되도록 조명하는 조명 광학계와, 상기 조명 광학계에 의해 슬릿형빔으로 조명된 피검사 대상 기판 상에 존재하는 이물 등의 결함으로부터 얻어지는 반사 산란광을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터 검출된 신호에 기초하여 이물 등의 결함을 나타낸 신호를 추출하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치 및 그 방법이다.In order to achieve the above object, the present invention is to provide a slit beam comprising a stage to which the substrate to be inspected on which a circuit pattern is to be formed and run, and a beam emitted from a light source, which is substantially parallel light in the longitudinal direction. It has a predetermined inclination (π / 2-α1) from the normal direction of the substrate with respect to the target substrate, has a predetermined inclination φ1 on the plane with respect to the main straight group of the circuit pattern, and the longitudinal direction is the running direction y of the stage. An illumination optical system that illuminates at a substantially right angle with respect to the light, and reflected scattered light obtained from defects such as foreign matters present on the inspection target substrate illuminated by the slit beam by the illumination optical system, received by an image sensor, converted into a signal, and detected Determination of foreign matter or the like based on the detection optical system and the signal detected from the image sensor of the detection optical system. Defect inspection apparatus and a method comprising the image processing to extract the signal shown.

또한, 본 발명은, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 얹어 놓고 주행시키는 스테이지와, 광원으로부터 출사되는 빔을, 길이 방향으로 거의 평행광으로 이루어지는 슬릿형 빔으로 하여, 상기 피검사 대상 기판에 대해 상기 기판의 법선 방향으로부터 소정의 기울기(π/2-α1)를 갖고, 상기 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평면 상에서 소정의 기울기 φ1을 갖고, 길이 방향이 상기 스테이지의 주행 방향 y에 대해 거의 직각이 되도록 조명하는 조명 광학계와, 상기 조명 광학계에 의해 슬릿형 빔으로 조명된 피검사 대상 기판 상에 존재하는 이물 등의 결함으로부터 얻어지는 반사 산란광을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 원래 동일한 회로 패턴이 형성된 부분 또는 그 근방으로부터 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터 검출에 의해 얻어지는 신호에 기초하여 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차에 기초하여 판정 기준(임계치)를 설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터 검출된 신호로부터 이물 등의 결함을 나타낸 신호를 추출하는 추출 수단을 갖는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치 및 그 방법이다.Moreover, this invention makes the stage to test | indicate on the board | substrate to which the circuit pattern was formed, and runs, and the beam radiate | emitted from a light source as the slit-shaped beam which consists of substantially parallel light in the longitudinal direction, It has a predetermined inclination (π / 2-α1) from the normal direction of the substrate, has a predetermined inclination φ1 on a plane with respect to the main straight group of the circuit pattern, and the longitudinal direction is substantially perpendicular to the traveling direction y of the stage. An illumination optical system that illuminates the illumination optical system, and a detection optical system that receives reflected scattered light obtained from defects such as foreign matter present on the inspection target substrate illuminated by the slit beam by the illumination optical system, converts the signal into a signal, and detects the signal; From the portion where the same circuit pattern was originally formed or in the vicinity thereof to the image sensor of the detection optical system From the detection optical system based on the determination criteria setting means for calculating a deviation based on the signal obtained by the detection and setting the determination criteria (threshold value) based on the calculated deviation and the determination criteria set by the determination reference setting means. And an image processing unit having extraction means for extracting a signal indicative of defects such as foreign matters from a signal detected by an image sensor.

또한, 본 발명은, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 얹어 놓고 주행시키는 스테이지와, 광원으로부터 출사되는 빔을, 길이 방향으로는 거의 평행 광으로 이루어지는 슬릿형 빔으로 하여, 상기 피검사 대상 기판에 대해 상기 기판의 법선 방향으로부터 소정의 기울기를 갖고, 상기 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평면 상 소정의 기울기를 갖고, 길이 방향이 상기 스테이지의 주행 방향에 대해 거의 직각이 되도록 조명하는 조명 광학계와, 상기 조명 광학계에 의해 슬릿형 빔으로 조명된 피검사 대상 기판 상에 존재하는 이물 등의 결함으로부터 얻어지는 반사 산란광을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터 검출된 신호에 대해 상기 회로 패턴을 구성하는 각종 영역마다 설정된 판정 기준(임계치)에 기초하여 이물 등의 결함을 나타낸 신호를 추출하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치 및 그 방법이다.In addition, the present invention is a stage for placing the test target substrate on which the circuit pattern is formed, and the beam emitted from the light source is a slit beam composed of substantially parallel light in the longitudinal direction. An illumination optical system having a predetermined inclination from the normal direction of the substrate with respect to the main straight group of the circuit pattern, having a predetermined inclination on a plane, and illuminating so that the longitudinal direction is substantially perpendicular to the traveling direction of the stage; A detection optical system for receiving reflected scattered light obtained from defects such as foreign matter present on the inspection target substrate illuminated by the slit beam by the illumination optical system, converting the signal into a signal, and detecting the signal; and from the image sensor of the detection optical system. Setting for each area of the circuit pattern with respect to the detected signal Determination reference (threshold value) the defect inspection apparatus and a method comprising the image processing for extracting a signal showing a defect such as a foreign matter on the basis of.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치 및 그 방법에 있어서, 상기 슬릿형 빔의 회로 패턴의 주요한 직선군에 대한 평면 상의 기울기 φ1이 45도 정도인 것을 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that in the defect inspection apparatus and method thereof, the inclination? 1 on the plane with respect to the main straight line group of the circuit pattern of the slit beam is about 45 degrees.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치 및 그 방법에 있어서, 상기 검출 광학계의 광축이 피검사 대상 기판에 대해 거의 수직인 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the defect inspection apparatus and method thereof, the optical axis of the detection optical system is substantially perpendicular to the substrate to be inspected.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치 및 그 방법에 있어서, 상기 검출 광학계의 광축이 피검사 대상 기판의 법선에 대해 기울어져 있는 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the defect inspection apparatus and method thereof, the optical axis of the detection optical system is inclined with respect to the normal line of the inspection target substrate.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 상기 조명 광학계에서의 광원이 레이저 광원인 것을 특징으로 한다.Moreover, in this defect inspection apparatus, the light source in the said illumination optical system is a laser light source, It is characterized by the above-mentioned.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 상기 조명 광학계에는, 원추 표면에 근사하는 아이리스(Iris) 광학계를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the defect inspection apparatus, the illumination optical system has an iris optical system approximating the surface of the cone.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 상기 조명 광학계에는, 백색광을 법선에 대해 기울인 방향으로부터 조명하는 광학계를 구비한 것을 특징으로 한다.Moreover, in the said defect inspection apparatus, the said illumination optical system is equipped with the optical system which illuminates white light from the direction inclined with respect to the normal line.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 상기 검출 광학계에 공간필터를 구비한 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that the defect inspection apparatus includes a spatial filter in the detection optical system.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 상기 검출 광학계에서의 이미지 센서가 TDI 센서로 구성하는 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the defect inspection apparatus, the image sensor in the detection optical system comprises a TDI sensor.

또한, 본 발명은 피검사 대상물의 표면에 대해 법선 방향으로부터 어떤 기울기를 갖고 광을 조명하고, 피검사 대상물의 표면 내의 적어도 한 방향으로 조명 광속을 집속하기 위한 원추 표면에 근사한 형상의 광학 요소를 갖는 조명 광학계와, 상기 피검사 대상물로부터 반사하는 광을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계에서 검출된 신호를 처리하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.In addition, the present invention has an optical element of a shape approximating a conical surface for illuminating light with a certain inclination from the normal direction to the surface of the inspection object, and focusing the illumination light flux in at least one direction within the surface of the inspection object. A defect inspection apparatus comprising an illumination optical system, a detection optical system for receiving light reflected from the inspection target object by an image sensor, converting the light into a signal, and detecting the signal, and an image processing unit for processing the signal detected by the detection optical system. to be.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서의 검출 광학계에 있어서, 피검사 대상물로부터의 반사 광속을 분기하고, 상기 분기되는 하나의 반사 광속의 강도를 다른 하나의 반사 광속의 강도의 대강 1/100로 하는 분기 광학계와, 상기 분기 광학계에서 분기된 각 반사 광속의 수광하는 복수의 이미지 센서를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention, in the detection optical system in the defect inspection apparatus, for branching the reflected light beam from the inspection target object, the intensity of the branched reflected light beam is approximately 1/100 of the intensity of the other reflected light beam And a plurality of image sensors which receive each of the reflected light beams branched by the branch optical system.

또한, 본 발명은 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호를 기초로 동일 형상의 구조물의 대응하는 대응 화소 또는 그 근방의 화소에 대해 화상 신호의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차에 따라서 이물 등의 결함의 존재를 판정하는 화소의 신호 레벨의 판정 기준(임계치)를설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 갖고, 상기 화상 신호를 처리하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.The present invention also provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and detection of receiving reflected light from an inspection object by an image sensor and converting the image signal into an image signal for detection. Based on the optical system and the image signal detected from the detection optical system, the deviation of the image signal is calculated for the corresponding corresponding pixel of the same shape structure or the pixel in the vicinity thereof, and the presence of defects such as foreign matters according to the calculated deviation Determining the presence of a defect with respect to the image signal detected from the detection optical system based on the determination criterion setting means for setting the determination criterion (threshold value) of the signal level of the pixel for determining? A defect having an determining means and having an image processing unit for processing the image signal A scanning device.

또한, 본 발명은 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호를 기초로 동일 형상의 구조물의 대응하는 화소에 대한 화상 신호의 차분치를 산출하는 차분치 산출 수단과 이물 등의 결함의 존재를 판정하는 화소에 근접하는 복수의 화소에 있어서의 상기 차분치 산출 수단에 의해 산출된 차분치의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차에 따라서 이물 등의 결함의 존재를 판정하는 화소의 신호 레벨의 판정 기준을 설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 갖고, 상기 화상 신호를 처리하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.The present invention also provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and detection of receiving reflected light from an inspection object by an image sensor and converting the image signal into an image signal for detection. Pluralities close to the difference value calculating means for calculating the difference value of the image signal for the corresponding pixel of the same shape structure based on the optical system, the image signal detected from the detection optical system, and the pixel for determining the presence of defects such as foreign matters. Determination criterion setting means for calculating a deviation of the difference value calculated by the difference value calculating means in the pixel of and setting a criterion for determining the signal level of the pixel for determining the presence of a defect such as a foreign material according to the calculated deviation. And an image scene detected from the detection optical system based on the determination criteria set by the determination criterion setting means. It is a defect inspection apparatus provided with the image processing part which has the determination means which judges the presence of a defect with respect to a call, and processes the said image signal.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 화상 처리부에는 상기 판정 수단에 의해 판정된 결함의 검사 결과와 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준에 대응하는 데이타를 출력하는 출력 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the defect inspection apparatus, the image processing unit has output means for outputting data corresponding to the inspection result of the defect determined by the determination means and the determination criteria set by the determination reference setting means. It is done.

또한, 본 발명은 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 판정 기준을 기초로 결함의 존재를 판정하는 판정 수단과 상기 판정 수단에 있어서 판정되는 판정 기준에 대한 동일 형상의 구조물에 대한 맵 정보 혹은 화상 또는 판정 기준(감도)과 그것에 대응하는 검사 면적에 관한 지표와의 관계 또는 판정 기준에 대응한 동일 형상의 구조물에 대한 감도 정보를 표시하는 표시 수단을 갖는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.In addition, the present invention provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection target object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and detection of receiving the reflected light from the inspection target object by converting it into an image signal and detecting the image signal. Determination means for determining the presence of a defect on the optical system and the image signal detected from the detection optical system on the basis of the determination criteria, and map information or an image or determination on a structure of the same shape with respect to the determination criteria determined by the determination means. A defect inspection apparatus comprising: an image processing unit having display means for displaying a relationship between a reference (sensitivity) and an index relating to an inspection area corresponding thereto or sensitivity information for a structure of the same shape corresponding to a determination criterion; .

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치의 화상 처리부에 있어서, 조건 제시 모드로서, 영역 우선 모드와, 표준 모드와, 감도 우선 모드를 갖는 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that the image processing unit of the defect inspection apparatus has an area priority mode, a standard mode, and a sensitivity priority mode as the condition presentation mode.

또한, 본 발명은 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 판정 기준을, 상기 동일 형상의 구조물에 있어서의 기초의 상태에 대응시켜 바꿔 설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로, 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 갖고, 상기 화상 신호에 대해 처리하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.The present invention also provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and detection of receiving reflected light from an inspection object by an image sensor and converting the image signal into an image signal for detection. An image detected from the detection optical system based on the determination standard setting means for changing and setting the optical system and the determination criterion in correspondence with the state of the foundation in the structure of the same shape and the determination criteria set by the determination reference setting means. It is a defect inspection apparatus provided with the image processing part which has the determination means which judges the presence of a defect with respect to a signal, and processes with respect to the said image signal.

또한, 본 발명은 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 결함 사이즈를 지정하는 지정 수단과 상기 지정 수단에 의해 지정된 결함 사이즈에 따라서 판정 기준을 설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로, 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 갖고, 상기 화상 신호에 대해 처리하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.In addition, the present invention provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection target object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and detection of receiving the reflected light from the inspection target object by converting it into an image signal and detecting the image signal. Detection from the detection optical system on the basis of an optical system, determination means for designating a defect size, determination criteria setting means for setting a determination criterion in accordance with a defect size designated by the designation means, and determination criteria set by the determination reference setting means It is a defect inspection apparatus provided with the image processing part which has the determination means which judges the presence of a defect with respect to the said image signal, and processes with respect to the said image signal.

또한, 본 발명은 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 결함 사이즈를 지정하는 지정 수단과 상기 지정 수단에 의해 지정된 결함 사이즈에 따라서 상기 조명 광학계로부터 조명되는 조명 광의 파워를 제어하는 제어계를 갖고, 상기 검출 광학계로부터 검출되는 화상 신호에 대해 처리하는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.The present invention also provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and detection of receiving reflected light from an inspection object by an image sensor and converting the image signal into an image signal for detection. An image having an optical system, designation means for designating a defect size, and a control system for controlling the power of illumination light illuminated from the illumination optical system in accordance with the defect size designated by the designation means, and processing an image signal detected from the detection optical system. It is a defect inspection apparatus provided with the processing part.

또한, 본 발명은 스테이지 상에 얹어 놓여지고, 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와 상기 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계를 갖는 촬상 광학계와, 상기 촬상 광학계의 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 판정 기준을 기초로 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 갖는 화상 처리부와, 또한, 상기 피검사 대상물 상의 광학상을 관찰하기 위해 상기촬상 광학계와 병설된 광학 관찰 현미경을 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.In addition, the present invention is mounted on the stage, the illumination optical system for illuminating light to the surface of the inspection target object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and the reflected light from the inspection target object to receive an image An image processing unit including an imaging optical system having a detection optical system which is converted into a signal and detected, a determination means for determining the presence of a defect based on a criterion for the image signal detected from the detection optical system of the imaging optical system, and further In order to observe the optical image on a test subject, the optical inspection microscope provided with the said imaging optical system was provided, The defect inspection apparatus characterized by the above-mentioned.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 광학 관찰 현미경을 자외선 광학 관찰 현미경으로 구성하는 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention WHEREIN: The said defect inspection apparatus WHEREIN: An optical observation microscope is comprised by the ultraviolet optical observation microscope, It is characterized by the above-mentioned.

또한, 본 발명은 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터 반사하는 광을 광전 변환 수단에 의해 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계로부터 검출한 신호를 처리하여 결함 검사를 행하고, 이 결함 검사 결과를 결함의 존재하는 패턴 정보를 포함해서 출력하는 수단을 갖는 화상 처리부를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치이다.The present invention also provides an illumination optical system that illuminates light on the surface of an inspection object, a detection optical system that receives light reflected from the inspection object by photoelectric conversion means, converts the signal into a signal, and detects the detection optical system. It is a defect inspection apparatus provided with the image processing part which has a means which processes a signal, performs defect inspection, and outputs this defect inspection result including the pattern information which exists of a defect.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치의 화상 처리부의 수단에 있어서, 출력되는 패턴 정보가, 구조물의 설계 데이타로부터 얻어진 정보인 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the means of the image processing unit of the defect inspection apparatus, the pattern information to be output is information obtained from design data of the structure.

또한, 본 발명은 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와, 피검사 대상물로부터 반사하는 광을 광전 변환 수단에 의해 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계와, 상기 검출 광학계에서 검출한 신호를 처리하여 결함의 신호 레벨을 추출하고, 이 추출된 결함의 신호 레벨을 결함의 크기를 나타낸 바와 같이 보정하고, 이 보정된 결함의 신호 레벨을 출력하는 수단을 갖는 화상 처리부를 구비한 결함 검사 장치이다.The present invention also provides an illumination optical system that illuminates light on a surface of an inspection object, a detection optical system that receives light reflected from the inspection object by photoelectric conversion means, converts the signal into a signal, and detects the detection optical system. A defect having an image processing unit having a means for processing a signal to extract a signal level of a defect, correcting the extracted signal level as shown in the magnitude of the defect, and outputting a signal level of the corrected defect It is an inspection device.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치의 수단에 있어서, 결함의 신호 레벨의 보정을, 조명 강도, 또는 구조물 표면의 반사율의 데이타에 기인하여 행하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that, in the means of the defect inspection apparatus, correction of the signal level of the defect is performed based on illumination intensity or data of reflectance of the structure surface.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치의 조명 광학계에 있어서, 상기 슬릿형 빔 광속으로서, 광원으로부터 출사되는 빔을, 피검사 대상 기판 상에 있어서의 검출 영역에 대해, 상기 검출 영역의 광축으로부터 주변부까지의 길이를 거의 표준 편차로 하는 가우스 분포가 되는 조도 분포를 갖도록 정형하여 슬릿형 가우스빔 광속을 얻도록 구성한 것을 특징으로 한다.Moreover, this invention is the illumination optical system of the said defect inspection apparatus WHEREIN: The beam radiate | emitted from a light source as the said slit-shaped beam luminous flux with respect to the detection area on the to-be-tested substrate from the optical axis of the said detection area to the periphery part. It is characterized in that it is configured so as to obtain a slit-shaped Gaussian beam of light by shaping so as to have an illuminance distribution that becomes a Gaussian distribution having a standard deviation of approximately.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치의 조명 광학계에 있어서, 상기 슬릿형빔 광속으로서, 광원으로부터 출사되는 빔을, 상기 피검사 대상 기판 상에 있어서의 검출 영역에 대해, 상기 검출 영역의 중심부의 조도에 대한 검출 영역의 주변부의 조도의 비가 0.46∼0.73 정도가 되도록 상기 검출 영역의 광축을 중심으로 하는 주변부 사이의 길이에 직경 혹은 길이축 길이를 적합하게 정형하여 슬릿형 가우스빔 광속을 얻도록 구성한 것을 특징으로 한다.Moreover, in this illumination optical system of the said defect inspection apparatus, the beam emitted from a light source is used as the said slit-shaped beam luminous flux with respect to the illumination intensity of the center part of the said detection area with respect to the detection area on the said to-be-tested target board | substrate. It is configured to obtain a slit-shaped Gaussian beam by suitably shaping the diameter or length axis length to the length between the peripheral portions centering on the optical axis of the detection region so that the ratio of the illuminance of the peripheral portion of the detection region is about 0.46 to 0.73. It is done.

또한, 본 발명은 상기 결함 검사 장치에 있어서, 조명 광학계로 조명되는 슬릿형 가우스빔 광속이 DUV빔 광속인 것을 특징으로 한다.The present invention is also characterized in that in the defect inspection apparatus, the slit-type Gaussian beam of light illuminated by the illumination optical system is a DUV beam.

이상 설명한 바와 같이, 상기 구성에 따르면, 반복 패턴과 비반복 패턴과 패턴없이 혼재하는 피검사 대상 기판에 대해, 미소한 이물 등의 결함을 고속으로, 더구나 고정밀도로 검사할 수 있다.As explained above, according to the said structure, defects, such as a micro foreign material, can be inspected at high speed and high precision with respect to the to-be-tested board | substrate which mixed with a repeating pattern and a non-repeating pattern, without a pattern.

또한, 상기 구성에 따르면, 염가인 통상의 광원, 예를 들면 레이저 광원으로부터 출사되는 가우스빔 광속의 광량을 유효하게 이용하고, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을, 고감도로, 또한 고속으로 검사할 수 있다.In addition, according to the above structure, the amount of light of the Gaussian beam of light emitted from an inexpensive ordinary light source, for example, a laser light source is effectively used, and defects such as extremely small foreign matters of about 0.1 μm or less can be used with high sensitivity. Can be inspected at high speed.

또한, 상기 구성에 따르면, 예를 들면 레이저 광원으로부터 출사되는 가우스빔 광속의 광량을 유효하게 이용하고, 더구나 검출 광학계에 있어서 광축으로부터 벗어남에 따라서 MTF가 저하함에 따라서 피검사 대상 기판 상의 검출 영역의 주변부에서의 조도 부족을 해소하고, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을 고감도로, 또한 고속으로 검사하는 것이 가능하다.Further, according to the above configuration, for example, the amount of light of the Gaussian beam of light emitted from the laser light source is effectively used, and furthermore, the periphery of the detection area on the inspection target substrate as the MTF decreases as the deviation from the optical axis in the detection optical system decreases. It is possible to eliminate the lack of roughness and to inspect defects such as extremely fine foreign substances of about 0.1 μm or less with high sensitivity and high speed.

또한, 상기 구성에 따르면, 피검사 대상 기판 상에 배열된 구조물 내의 각종회로 패턴 영역에 맞추어 판정 기준인 임계치 레벨을 알맞는 감도로 설정하여 허위 정보를 현저히 증가시키지 않고, 진정한 이물 등의 결함을 검사하는 것이 가능하다.In addition, according to the above configuration, the threshold level, which is a criterion for determining the threshold level, is set to a suitable sensitivity in accordance with various circuit pattern areas in the structure arranged on the inspection target substrate, so as to inspect defects such as true foreign matters without significantly increasing false information. It is possible to do

또한, 상기 구성에 따르면, 피검사 대상 기판 상에 배열된 구조물 내의 각종 회로 패턴 영역에 있어서 검출하고 싶은 이물 등의 결함 사이즈에 맞추어 판정 기준인 임계치 레벨을 설정하여 검출하고 싶은 사이즈의 이물 등의 결함을 검사할 수 있다.Further, according to the above configuration, in various circuit pattern regions in the structure arranged on the inspection target substrate, a defect such as a foreign material having a size to be detected is set by setting a threshold level that is a criterion level according to the defect size such as a foreign material to be detected. You can check

또한, 상기 구성에 따르면, 피검사 대상 기판 상에 배열된 구조물 내의 각종회로 패턴 영역에 있어서 존재하는 이물 등의 결함 사이즈를 추정할 수 있도록 하여 이물 등의 결함을 검사할 수 있다.In addition, according to the above structure, defects such as foreign matters can be inspected by making it possible to estimate defect sizes such as foreign matters present in various circuit pattern regions in the structure arranged on the inspection target substrate.

또한, 상기 구성에 따르면 모든 수의 검사, 충분한 검사 빈도의 추출 검사를 실현하여, 고효율의 기판 제조 라인을 구축할 수 있다.Moreover, according to the said structure, all the inspection and the extraction inspection of sufficient inspection frequency are implement | achieved and a highly efficient board | substrate manufacturing line can be constructed.

도 1은 본 발명에 따른 피검사 대상 기판의 일 실시예인 메모리 LSI가 배열되는 반도체 웨이퍼를 나타낸 도면.1 is a view showing a semiconductor wafer in which a memory LSI, which is an embodiment of a substrate under test according to the present invention, is arranged;

도 2는 본 발명에 따른 피검사 대상 기판의 다른 실시예인 마이크로 컴퓨터등의 LSI가 배열되는 반도체 웨이퍼를 나타낸 도면.2 is a view showing a semiconductor wafer in which LSIs, such as a microcomputer, which is another embodiment of a substrate to be inspected according to the present invention are arranged.

도 3은 본 발명에 따른 결함 검사 장치의 제1 실시 형태를 나타낸 개략 구성도.3 is a schematic configuration diagram showing a first embodiment of a defect inspection apparatus according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시한 화상 처리부의 제2 실시예를 나타낸 블럭 구성도.4 is a block diagram showing a second embodiment of the image processing unit shown in FIG.

도 5는 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼 등의 피검사 대상 기판 상에 슬릿형의 빔을 조명하는 방법 및 검출 방법을 설명하기 위한 도면.Fig. 5 is a view for explaining a method and a detection method of illuminating a slit beam on an inspection target substrate such as a semiconductor wafer according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈에 의한 조명 광속을 나타낸 사시도.Figure 6 is a perspective view showing the luminous flux by the illumination lens having a conical curved surface according to the present invention.

도 7은 본 발명에 따른 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈의 제조 방법의 제1 실시예를 설명하기 위한 도면.7 is a view for explaining a first embodiment of the manufacturing method of the illumination lens having a conical curved surface according to the present invention.

도 8은 본 발명에 따른 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈의 제조 방법의 제2 실시예를 설명하기 위한 도면.8 is a view for explaining a second embodiment of the manufacturing method of the illumination lens having a conical curved surface according to the present invention.

도 9의 (a)는 본 발명에 따른 조명 광학계를 나타낸 y 방향으로부터 본 측면도, 도 9의 (b)는 본 발명에 따른 조명 광학계를 나타낸 x 방향으로부터 본 측면도.9A is a side view seen from the y direction showing the illumination optical system according to the present invention, and FIG. 9B is a side view seen from the x direction showing the illumination optical system according to the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 조명 광학계에서 하나의 레이저 광원을 이용하여 3방향으로부터 슬릿형의 빔을 반도체 웨이퍼 등의 피검사 대상 기판 상에 조명하기 위한 광학계를 나타낸 평면도.Fig. 10 is a plan view showing an optical system for illuminating a slit-shaped beam from three directions on an inspection target substrate such as a semiconductor wafer using one laser light source in the illumination optical system according to the present invention.

도 11의 (a)는 본 발명에 따른 조명 방향 및 검출 방향을 나타낸 사시도, 도 11의 (b)는 본 발명에 따른 조명 방향에 의한 패턴으로부터의 회절광을 나타낸 사시도.(A) is a perspective view which shows the illumination direction and the detection direction which concerns on this invention, and FIG. 11 (b) is the perspective view which shows the diffracted light from the pattern by the illumination direction which concerns on this invention.

도 12는 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 45도 방향으로부터 슬릿형의 빔을 조명할 때의 0차 회절광 패턴의 발생 상황과 광축을 수직으로 할 때의 검출 광학계의 대물 렌즈의 개구와의 관계를 나타낸 도면.Fig. 12 shows the occurrence of the zero-order diffraction light pattern when illuminating the slit beam from the 45 degree direction with respect to the main straight group of the circuit pattern according to the present invention, and the objective lens of the detection optical system when the optical axis is vertical. Figure showing the relationship with the opening.

도 13은 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평행한 방향으로부터 슬릿형의 빔을 조명할 때의 0차 회절광 패턴의 발생 상황과 광축을 수직으로할 때의 검출 광학계의 대물 렌즈의 개구와의 관계를 나타낸 도면.Fig. 13 shows the occurrence of the zero-order diffraction light pattern when illuminating a slit beam from a direction parallel to the main straight group of circuit patterns according to the present invention, and the objective lens of the detection optical system when the optical axis is vertical. Figure showing the relationship with the opening.

도 14는 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 다른 45도 방향으로부터 슬릿형의 빔을 조명할 때 교차하지 않도록 조명하고, TDI 센서로 검출하는 검출 영역과의 관계를 나타낸 도면.Fig. 14 is a diagram showing a relationship between a detection area detected by a TDI sensor and illuminating not to cross when illuminating a slit beam from another 45 degree direction with respect to the main straight group of circuit patterns according to the present invention.

도 15는 본 발명에 따른 결함 검사 장치의 제2 실시 형태를 나타낸 개략 구성도.It is a schematic block diagram which shows 2nd Embodiment of the defect inspection apparatus which concerns on this invention.

도 16은 이물로부터의 사출 각도와 검출 신호 강도와의 관계를 나타낸 그래프도.Fig. 16 is a graph showing the relationship between the ejection angle from foreign matter and the detection signal intensity.

도 17은 검출 광학계의 광축을 기울인 경우에 이 기울기에 맞추어 TDI 센서의 수광면을 기울인 경우의 실시예를 나타낸 도면.Fig. 17 is a diagram showing an embodiment in the case where the light receiving surface of the TDI sensor is tilted in accordance with this tilt when the optical axis of the detection optical system is tilted.

도 18은 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 다른 45도 방향으로부터 슬릿형의 빔을 조명할 때, 반복 패턴으로부터 생기는 회절광 줄무늬를 나타낸 평면에의 투영도.Fig. 18 is a projection view of a plane showing diffraction light streaks resulting from a repeating pattern when illuminating a slit beam from another 45 degree direction with respect to the main straight group of circuit patterns according to the present invention.

도 19의 (a)는 본 발명에 따른 검출 광학계의 푸리에 변환면에서의 반복 패턴으로부터의 회절광 줄무늬를 나타낸 평면도, 도 19의 (b)는 상기 회절광 줄무늬와 공간 필터와의 위치 관계를 나타낸 평면도.FIG. 19 (a) is a plan view showing diffraction light streaks from a repeating pattern on the Fourier transform plane of the detection optical system according to the present invention, and FIG. 19 (b) shows the positional relationship between the diffraction light streaks and the spatial filter. Floor plan.

도 20은 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 45도 방향으로부터 슬릿형의 빔을 조명할 때의 0차 회절광 패턴의 발생 상황과 광축을 수직으로 할 때 및 y 방향으로 기울일 때의 검출 광학계의 대물 렌즈의 개구와의 관계를 나타낸 도면.Fig. 20 shows the occurrence of the zero-order diffraction light pattern when illuminating the slit beam from the 45 degree direction with respect to the main straight group of the circuit pattern according to the present invention, when the optical axis is perpendicular to the y axis, and when tilted in the y direction. The figure which shows the relationship with the opening of the objective lens of a detection optical system.

도 21은 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평행한 방향으로부터 슬릿형의 빔을 조명할 때의 0차 회절광 패턴의 발생 상황과 상기 0 회절광 패턴이 들어가지 않는 검출 광학계의 대물 렌즈의 개구의 위치를 나타낸 도면.Fig. 21 shows the situation of occurrence of a zero-order diffraction light pattern when illuminating a slit-shaped beam from a direction parallel to a main straight group of circuit patterns according to the present invention, and an objective of a detection optical system in which the zero diffraction light pattern does not enter. A figure which shows the position of the opening of a lens.

도 22는 본 발명에 따른 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 45도 방향으로부터 길이 방향이 조명 방향을 향해 슬릿형의 빔을 조명하는 실시예를 나타낸 도면.Fig. 22 is a diagram showing an embodiment of illuminating a slit-shaped beam in the longitudinal direction from the 45 degree direction toward the illumination direction with respect to the principal straight group of the circuit pattern according to the present invention.

도 23은 도 22에 도시한 슬릿형의 빔을 조명할 때, 필요로 하는 특수한 TDI센서를 나타낸 도면.FIG. 23 is a view showing a special TDI sensor required when illuminating the slit beam shown in FIG. 22; FIG.

도 24는 본 발명에 따른 산화막 등의 절연막 상에 존재하는 이물로부터의 산란광의 간섭 모델을 나타낸 측면도.Fig. 24 is a side view showing an interference model of scattered light from foreign matter present on an insulating film such as an oxide film according to the present invention.

도 25는 산화막 등의 절연막 상에 존재하는 이물을 검출하기 위해 복수의 검출 방향으로부터 이물로부터의 산란광을 검출하는 실시예를 설명하기 위한 도면.25 is a view for explaining an embodiment of detecting scattered light from a foreign material from a plurality of detection directions in order to detect foreign matter present on an insulating film such as an oxide film.

도 26의 (a)는, 어떤 파장의 조명 광을 조사한 경우의 산화막 등의 절연막의 막 두께 변화와 검출 신호와의 관계를 나타낸 도면, 도 26의 (b)는 3개의 다른 파장의 조명 광을 조사한 경우의 산화막 등의 절연막의 막 두께 변화와 검출 신호와의 관계를 나타낸 도면.FIG. 26A is a diagram showing a relationship between a film thickness change of an insulating film, such as an oxide film, and a detection signal when irradiating illumination light of a certain wavelength; and FIG. 26B shows illumination light of three different wavelengths. A diagram showing a relationship between a film thickness change of an insulating film such as an oxide film in the case of irradiation and a detection signal.

도 27의 (a)는, 본 발명에 따른 화상 처리부에 있어서 이물 등의 결함을 추출하기 위한 판정 기준(임계치)을 산출하여 설정하는 것을 설명하는 웨이퍼와 화소의 관계를 나타낸 도면.Fig. 27A is a diagram showing a relationship between a wafer and a pixel for explaining calculation and setting of a determination criterion (threshold value) for extracting a defect such as foreign matter in the image processing unit according to the present invention.

도 27의 (b)는 칩(여러가지 패턴 영역을 갖는다.)과 화소의 관계를 나타낸 도면.27B is a diagram showing a relationship between a chip (having various pattern regions) and a pixel.

도 28은 본 발명에 따른 화상 처리부의 제1 실시예를 나타낸 블럭도.Fig. 28 is a block diagram showing the first embodiment of the image processing unit according to the present invention.

도 29는 본 발명에 따른 화상 처리부의 제3 실시예를 나타낸 블럭도.Fig. 29 is a block diagram showing a third embodiment of the image processing unit according to the present invention.

도 30은 본 발명에 따른 화상 처리부의 제4 실시예를 나타낸 블럭도.30 is a block diagram showing a fourth embodiment of the image processing unit according to the present invention;

도 31은 본 발명에 따른 화상 처리부의 제5 실시예를 나타낸 블럭도.Fig. 31 is a block diagram showing a fifth embodiment of the image processing unit according to the present invention.

도 32는 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치가 설치된 반도체의 제조라인의 개략 구성을 나타낸 도면.32 is a diagram showing a schematic configuration of a manufacturing line of a semiconductor provided with a defect inspection apparatus such as a foreign material according to the present invention.

도 33은 반도체의 제조 라인에 있어서 각각의 결함 검사 장치가 검출 가능한 이물을 증가시킴으로써, 전체적으로 높은 성능을 갖는 시스템을 구축할 수 있다는 것을 설명하기 위한 도면.FIG. 33 is a view for explaining that a system having a high performance as a whole can be constructed by increasing the foreign matter that each defect inspection apparatus can detect in a semiconductor manufacturing line. FIG.

도 34는 대량 생산 시에 있어서의 제조 수율과 결함수의 추이를 나타낸 도면.Fig. 34 is a view showing the transition between the manufacturing yield and the number of defects in mass production.

도 35는 본 발명에 따른 결함 검사 장치의 제4 실시 형태의 개략 구성을 나타낸 도면.35 is a diagram showing a schematic configuration of a fourth embodiment of a defect inspection apparatus according to the present invention.

도 36의 (a)는 도 35에 도시한 결함 검사 장치의 제4 실시 형태에 이용되고 있는 조명 광학계의 하나의 실시예의 구성을 y 방향으로부터 구체적으로 나타낸 도면, 도 36의 (b)는 x 방향으로부터 구체적으로 나타낸 도면.36A is a view showing specifically the configuration of one example of the illumination optical system used in the fourth embodiment of the defect inspection apparatus shown in FIG. 35 from the y direction, and FIG. 36B is the x direction Specifically shown from.

도 37은 조명 광학계에 의해 슬릿형의 가우스빔 광속을 정형하여 조명 효율 향상을 도모하는 기본 사상을 설명하기 위한 도면.Fig. 37 is a view for explaining the basic idea of improving the lighting efficiency by shaping a slit-shaped Gaussian beam of light by an illumination optical system.

도 38의 (a) (b)는, 검출기로서 TDI 이미지 센서를 이용한 경우에 있어서의 피검사 대상 기판 상의 검출 영역의 광상을 수광하여 촬상하는 방법을 설명하기 위한 도면.38 (a) and (b) are diagrams for explaining a method of receiving and picking up an image of a detection area on a test target substrate when a TDI image sensor is used as a detector;

도 39는 가우스빔 광속에 있어서 표준 편차 σ(조명의 폭에 대응한다)를 바꿀 때, 검출 영역의 주변부(x0=1) 에 있어서의 조도 f(x0)의 변화를 나타낸 도면.Fig. 39 is a view showing a change in illuminance f (x 0 ) at the periphery (x 0 = 1) of the detection area when the standard deviation σ (corresponding to the width of illumination) is changed in the Gaussian beam luminous flux.

도 40은 표준 편차 σ를 0.5, 1, 2로 할 때의 가우스빔 광속을 조사하였을 때, 검출 영역의 광축으로부터의 길이(x0)에 대한 조도 f(x0)의 변화를 나타낸 도면.40 is a view showing a change in illuminance f (x 0 ) with respect to the length (x 0 ) from the optical axis of the detection area when the Gaussian beam flux when the standard deviation sigma is 0.5, 1, or 2 is irradiated.

도 41의 (a) (b)는, DUV광을 수광할 수 있도록 한 TDI 이미지 센서의 실시예를 설명하기 위한 도면.41 (a) and (b) are diagrams for explaining an embodiment of a TDI image sensor capable of receiving DUV light.

도 42는 본 발명에 따른 결함 검사 장치에 있어서의 조건 제시의 시퀀스의 실시예를 나타낸 도면.Fig. 42 is a diagram showing an embodiment of a sequence of condition presentation in a defect inspection apparatus according to the present invention.

도 43은 표시 수단에 표시된 조건 제시 모드 선택과 임계치 사전 선택을 행하는 화면을 나타낸 도면.Fig. 43 is a diagram showing a screen on which condition selection mode selection and threshold preselection displayed on the display means are performed;

도 44는 검출 감도·검출 면적을 표시 수단에 표시한 화면을 나타낸 도면.Fig. 44 is a diagram showing a screen on which detection sensitivity and detection area are displayed on display means;

도 45는 영역 우선, 표준, 감도 우선의 경우의 임계치 맵과, 감도에 대한 검사 면적의 관계를 표시 수단에 표시한 화면을 나타낸 도면.Fig. 45 is a diagram showing a screen on which the relationship between the threshold map in the case of area priority, standard and sensitivity priority and the inspection area with respect to sensitivity is displayed on the display means;

도 46은 본 발명에 따른 결함 검사 장치에 있어서, 검출 광학계에, 공간 필터의 차광 패턴을 관찰하는 광학계를 구비하고, 광학 관찰 현미경을 한 실시 형태를 나타낸 도면.Fig. 46 is a diagram illustrating an embodiment in which a detection optical system includes an optical system for observing a light shielding pattern of a spatial filter, and an optical observation microscope in the defect inspection apparatus according to the present invention.

도 47은 본 발명에 따른 경면 웨이퍼 상에 있어서의 표준 입자경과 평가치(산란광의 검출 신호 레벨)와의 실험 데이타에 기초하는 관계를 나타낸 도면.Fig. 47 is a diagram showing a relationship based on experimental data between a standard particle diameter and an evaluation value (detected signal level of scattered light) on a mirror wafer according to the present invention.

도 48의 (a) (b)는 검출된 화상 신호로부터 이물의 사이즈를 추정하는 실시예를 설명하기 위한 도면.48 (a) and (b) are diagrams for explaining an embodiment of estimating the size of a foreign material from the detected image signal.

도 49는 레이저 조명계에 의한 검출 신호 레벨과 별도의 조명계에 의한 검출신호 레벨로부터 결함의 종류를 분류할 수 있는 실시예를 설명하기 위한 도면.FIG. 49 is a view for explaining an embodiment in which a kind of defect can be classified from a detection signal level of a laser illumination system and a detection signal level of a separate illumination system; FIG.

도 50은 본 발명에 따른 결함 검사 장치에 있어서, 직선형의 미세 미러를 이용하여 빔 광속을 명시야(明視野) 조명하는 경우의 조명 광학계와 검출 광학계를 나타낸 개략 구성도.Fig. 50 is a schematic configuration diagram showing an illumination optical system and a detection optical system in the case of brightfield illumination of a beam light beam using a linear fine mirror in the defect inspection apparatus according to the present invention.

도 51은 어떤 프로세스 처리 장치 P로 처리하기 전에 있어서 고감도로 결함검사를 실시하고, 상기 처리 후에 있어서 최적 감도로 결함 검사를 실시하고, 그 논리차 (B-A)를 나타낸 도면.Fig. 51 shows defect inspection with high sensitivity before processing by any process processing apparatus P, defect inspection with optimum sensitivity after the processing, and shows a logic difference (B-A).

도 52는 본 발명에 따른 결함 검사 장치에 있어서, 미소 이물로부터 규모가 큰 이물까지 고 S/N비로 결함 판정할 수 있는 구성을 나타낸 도면.Fig. 52 is a diagram illustrating a configuration in which a defect can be determined by a high S / N ratio from a fine foreign material to a large foreign matter in the defect inspection apparatus according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1ab : 메모리 셀 영역1ab: memory cell area

1ac : 주변 회로 영역1ac: peripheral circuit area

1bb : 레지스터군 영역1bb: register group area

1bc : 메모리부 영역1bc: memory area

1bd : CPU 코어부 영역1bd: CPU core area

본 발명에 따른 실시 형태를 도면을 이용하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Embodiment which concerns on this invention is described using drawing.

우선, 본 발명에 따른 이물 등의 결함을 검사하는 피검사 대상물(1)에 대해 도 1 및 도 2를 이용하여 설명한다.First, the inspection target object 1 for inspecting defects such as foreign matters according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

이물 등의 결함을 검사하는 피검사 대상물(1)로서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 메모리 LSI로 이루어지는 칩(1aa)을 소정의 간격으로 2차원으로 배열한 반도체 웨이퍼(1a)가 있다. 그리고, 메모리 LSI로 이루어지는 칩(1aa)에는, 주로 메모리셀 영역(1ab)과, 디코더나 컨트롤 회로 등으로 이루어지는 주변 회로 영역(1ac)과, 그 밖의 영역(1ad)이 형성되어 있다. 메모리셀 영역(1ab)은 최소 선폭이 예를 들면 0.1∼0.3㎛ 정도의 메모리셀 패턴을 2차원으로 규칙적으로 배열하여 (반복하여) 형성하고 있다. 그러나, 주변 회로 영역(1ac)은 최소 선폭이 예를 들면 0.2∼0.4㎛ 정도의 패턴을 2차원적으로 규칙적으로 배열되어 있지 않은 비반복 패턴으로 형성되어 있다. 또한, 그 밖의 영역으로서는, 예를 들면, 본딩 영역 영역(최소 선폭이 예를 들면 10㎛ 오더 정도로, 패턴 없이 가깝다)이 있다.As the inspection target object 1 for inspecting defects such as foreign matters, there is a semiconductor wafer 1a in which chips 1aa made of memory LSIs are arranged two-dimensionally at predetermined intervals, as shown in FIG. 1. In the chip 1aa made of the memory LSI, a memory cell region 1ab, a peripheral circuit region 1ac mainly composed of a decoder or a control circuit, and the like are formed. The memory cell region 1ab is formed by regularly arranging (repeating) memory cell patterns having a minimum line width of, for example, about 0.1 to 0.3 mu m in two dimensions. However, the peripheral circuit region 1ac is formed in a non-repeating pattern in which a pattern having a minimum line width of about 0.2 to 0.4 탆 is not regularly arranged in two dimensions. Moreover, as another area | region, there exists a bonding area | region area | region (the minimum line | wire width is about 10 micrometer order, for example, it is close without a pattern).

이물 등의 결함을 검사하는 피검사 대상물(1)로서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 마이크로 컴퓨터 등의 LSI로 이루어지는 칩(1ba)을 소정의 간격으로 2차원으로 배열한 반도체 웨이퍼(1b)가 있다. 그리고, 마이크로 컴퓨터 등의 LSI로 이루어지는 칩(1ba)은 주로 레지스터군 영역(1bb)과, 메모리부 영역(1bc)과, CPU 코어부 영역(1bd)과, 입출력부 영역(1be)으로 형성되어 있다. 또, 도 2는 메모리부영역(1bc)과, CPU 코어부 영역(1bd)과, 입출력부 영역(1be)과의 배열을 개념적으로 도시한 것이다. 레지스터군 영역(1bb) 및 메모리부 영역(1bc)은 최소 선폭이 0.1∼0.3㎛ 정도의 패턴을 2차원으로 규칙적으로 배열하여 (반복하여) 형성하고 있다. CPU 코어부 영역(1bd) 및 입출력부 영역(1be)은 최소 선폭이 0.1∼0.3㎛ 정도의 패턴을 비반복으로 형성하고 있다.As the inspection target object 1 for inspecting defects such as foreign matters, as shown in FIG. 2, the semiconductor wafer 1b in which the chips 1ba made of LSIs such as microcomputers are two-dimensionally arranged at predetermined intervals is have. The chip 1ba made of LSI such as a microcomputer is mainly formed of a register group region 1bb, a memory portion region 1bc, a CPU core portion region 1bd, and an input / output portion region 1be. . 2 conceptually shows the arrangement of the memory unit area 1bc, the CPU core unit area 1bd, and the input / output unit area 1be. The register group region 1bb and the memory portion region 1bc are formed by regularly arranging (repeating) patterns having a minimum line width of about 0.1 to 0.3 m in two dimensions. The CPU core portion region 1bd and the input / output portion region 1be form a pattern having a minimum line width of about 0.1 to 0.3 mu m in a non-repeating manner.

이와 같이, 이물 등의 결함을 검사하는 피검사 대상물(1)은 반도체 웨이퍼를 대상으로 하여도, 칩은 규칙적으로 배열되어 있지만, 칩 내에서는 최소 선폭이 영역마다 다르고, 더구나 패턴이 반복, 비반복, 없거나, 여러가지의 형태가 생각된다.As described above, even when the inspection target object 1 for inspecting defects such as foreign matters is a semiconductor wafer, the chips are arranged regularly, but within the chip, the minimum line width varies from region to region, and the pattern is repeated or non-repeating. It is possible to think of various forms.

본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치 및 방법은, 이러한 피검사 대상물(1)에 있어서, 칩 내의 비반복 패턴 영역 상의 직선군으로 이루어지는 패턴(선형 패턴)으로부터 0차 회절광을, 도 12 및 도 21에 도시한 바와 같이 대물 렌즈의 입사 동공(20a, 20c)에 입사시키지 않도록 함과 동시에 비반복 패턴 영역 상에 존재하는 이물 등의 결함에 의해 생기는 산란광을 수광함으로써 이물 등의 결함으로부터 신호를 검출할 수 있도록 하여, 그 결함의 위치 좌표를 산출할 수 있도록 하였다.In the defect inspection apparatus and the method of the foreign material or the like according to the present invention, in the inspection target object 1, the 0th order diffracted light is extracted from a pattern (linear pattern) consisting of a linear group on a non-repeating pattern region in a chip. As shown in FIG. 21, the signal is prevented from being incident on the entrance pupils 20a and 20c of the objective lens and the scattered light generated by the defect such as the foreign matter present on the non-repeating pattern region is received to receive a signal from the defect such as the foreign matter. It was possible to detect and to calculate the position coordinate of the defect.

또한, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치 및 방법은, 상기 피검사 대상물(1)에서는, 결함이 되지 않은 프로세스의 미묘한 차이, 검출 시의 노이즈 등에 의해 배경 신호에 편차가 생겼다고 해도, 이 편차에 따라서 이물 등의 결함을 추출하기 위한 임계치를 설정함으로써 이물 등의 결함의 검출 감도 및 작업 처리량을향상하도록 하였다.In addition, the defect inspection apparatus and the method according to the present invention, even in the inspection target object (1), even if a deviation occurs in the background signal due to subtle differences in the process that did not become a defect, noise at the detection, etc. By setting a threshold for extracting defects such as foreign matters, the detection sensitivity and throughput of defects such as foreign matters are improved.

다음에, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 제1 실시 형태를 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다.Next, 1st Embodiment of defect inspection apparatuses, such as a foreign material concerning this invention, is described using FIG. 3 and FIG.

이물 등의 결함 검사 장치의 제1 실시 형태는, 기판 설치대(304), xyz 스테이지(301, 302, 303) 및 스테이지 컨트롤러(305)로 구성되는 스테이지부(300)와, 레이저 광원(101), 오목 렌즈(102) 및 콜리메이터 렌즈(103)로 구성되는 빔 스플리터, 및 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈(104)로 구성되는 3개의 조명 광학계부(100)와, 검출 렌즈(201), 공간 필터(202), 결상 렌즈(203), ND(Neutral Density) 필터(207), 빔 스플리터(204), 편광 소자(208), TDI 센서 등의 1차원 검출기(이미지 센서: 205, 206)로 구성되는 검출 광학계부(200)와, 도 4에 도시한 바와 같이 A/D 변환부(401), 예를 들면 칩 사이는 반드시 패턴이 반복되기 때문에 1칩분 지연시키는 데이타 메모리(402), 칩 사이의 신호의 차를 취하는 차분 처리 회로(403), 칩 사이의 차 신호를 일시 기억하는 메모리(404), 차 신호에 있어서의 통상이 아닌 최대 및 최소의 신호를 제거하는 최대 최소 제거 회로(405), 신호 레벨 s의 2승 산출 수단(406), 신호 레벨 s의 산출 수단(407), 갯수 카운트 수단(408), s의 2승을 적분하는 2승합 산출 수단(409), s를 적분하는 합 산출 수단(410), 편차를 구하기 위한 샘플링 갯수 n을 산출하는 계수 수단(411), 상한 판정 기준(정(+)측 임계치) 산출 수단(412)(도면에서는 '상한'이라고 함), 하한 판정 기준(부(-)측 임계치) 산출 수단(413)(도면에서는 '하한'이라고 함), 비교 회로(414, 415), 이물 등의 결함 검출 결과를 기억함과 동시에 결함 검출 결과를 출력하는 출력 수단(417)으로 구성되는 연산 처리부(400)와, 백색 광원(106), 조명 렌즈(107)로 구성되는 백색 조명 광학계부(500)에 의해 구성된다. 특히, TDI 센서로서는, 안티블루밍 타입(antiblooming type)이 바람직하다. 이와 같이 TDI 센서로서, 안티블루밍 타입을 이용하면, 포화 영역 근방에서의 이물 등의 결함 검사가 가능해진다.A first embodiment of a defect inspection apparatus such as a foreign material includes a stage portion 300 composed of a substrate mounting table 304, xyz stages 301, 302, 303, and a stage controller 305, a laser light source 101, Three illumination optical system units 100 comprising a beam splitter composed of a concave lens 102 and a collimator lens 103, and an illumination lens 104 having a conical curved surface, a detection lens 201, and a spatial filter 202. ), A detection optical system composed of one-dimensional detectors (image sensors 205 and 206) such as an imaging lens 203, an ND (Neutral Density) filter 207, a beam splitter 204, a polarizing element 208, and a TDI sensor. As shown in Fig. 4, the A / D conversion unit 401, for example, the difference between the signals between the chips and the data memory 402 which delays one chip since the pattern is always repeated. Difference processing circuit 403 to take a time, memory 404 to temporarily store the difference signal between chips, and the most unusual in the difference signal And integrating the maximum least elimination circuit 405 for eliminating the minimum signal, the square calculation means 406 of the signal level s, the calculation means 407 of the signal level s, the number counting means 408, and the square of s. The sum of squares calculation means 409, the sum calculation means 410 for integrating s, the counting means 411 for calculating the sampling number n for determining the deviation, and the upper limit judgment criterion (positive side threshold) calculation means ( 412 (referred to as "upper limit" in the drawing), lower limit determination criterion (negative side threshold) calculating means 413 (referred to as "lower limit" in the drawing), comparison circuits 414 and 415, and defects such as foreign objects. By the arithmetic processing unit 400 which is comprised of the output means 417 which memorize | stores a detection result and outputs the defect detection result, and the white illumination optical system part 500 comprised by the white light source 106 and the illumination lens 107 It is composed. In particular, as a TDI sensor, an antiblooming type is preferable. Thus, when an anti-blooming type is used as a TDI sensor, defect inspection, such as a foreign material, in the vicinity of a saturation area | region is attained.

또, 연산 처리부(400)에 대해서는 후에 상세히 설명한다.The calculation processing unit 400 will be described later in detail.

3개의 조명 광학계부(100)는, 레이저 광원(101)으로부터 사출된 광을, 오목 렌즈(102) 및 콜리메이터 렌즈(103)로 구성되는 빔 스플리터, 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈(104)를 통해서, 도 5에 도시한 바와 같이 슬릿형의 빔(3)을 평면적으로 3방향 10, 11, 12로부터 기판 설치대(304) 상에 설치된 웨이퍼(피검사 대상 기판: 1)에 대해 상기 슬릿형의 빔(3)의 길이 방향이 칩의 배열 방향을 향하여 조명하도록 구성된다. 또, 조명 광으로서, 슬릿형의 빔(3)으로 하는 것은, 이물 등의 결함의 검사를 고속화로 실현하기 위해서이다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, x 스테이지(301)의 주사 방향의 x 방향 및 y 스테이지(302)의 주사 방향의 y 방향을 향하여 칩(2)을 배열한 웨이퍼(1) 상에 조명되는 빔(3)은 y 스테이지(302)의 주사 방향 y로 좁고, 그 수직 방향 x(x 스테이지 301의 주사 방향)로 넓은 슬릿빔으로 조명한다. 그리고, 이 슬릿형의 빔(3)은 y 방향으로는 광원의 상이 결상하도록, x 방향으로는 평행 광이 되도록 조명된다. 또, 3방향 10, 11, 12로부터의 슬릿형의 빔(3)의 조명은 개별로 행하여도 좋고, 또한 2방향 10, 12로부터는 동시에 행하여도 좋다.The three illumination optical system units 100 transmit the light emitted from the laser light source 101 through a beam splitter composed of the concave lens 102 and the collimator lens 103 and an illumination lens 104 having a conical curved surface. As shown in Fig. 5, the slit-shaped beam 3 is mounted on the wafer (subject to be inspected: 1) which is provided on the substrate mounting table 304 from three directions 10, 11, and 12 in plan view. The longitudinal direction of 3) is configured to illuminate toward the arrangement direction of the chip. In addition, the slit beam 3 is used as illumination light to realize inspection of defects such as foreign matters at a high speed. That is, as shown in FIG. 5, the light is illuminated on the wafer 1 in which the chips 2 are arranged in the x direction of the scanning direction of the x stage 301 and in the y direction of the scanning direction of the y stage 302. The beam 3 is narrow in the scanning direction y of the y stage 302 and is illuminated with a wide slit beam in its vertical direction x (the scanning direction of the x stage 301). The slit beam 3 is then illuminated so as to form an image of the light source in the y direction and parallel light in the x direction. Moreover, illumination of the slit-shaped beam 3 from three directions 10, 11, and 12 may be performed separately, and may be performed simultaneously from two directions 10 and 12, respectively.

그런데, 슬릿형의 빔(3)의 길이 방향을 웨이퍼(피검사 대상 기판)에 대해 칩의 배열 방향으로 향하고, 또한 y 스테이지(302)의 주사 방향 y에 대해 직각으로 한 것은, TDI 센서(205, 206)의 적분 방향과 스테이지의 주행 방향을 평행하게 유지할 수 있도록 하고, 도 14에 도시한 바와 같이, 통상의 TDI 센서를 이용할 수 있도록 하고, 더구나 화상 신호의 칩 사이 비교를 간소화할 수 있음과 동시에 결함 위치 좌표의 산출도 용이하게 행할 수 있어, 그 결과 이물 등의 결함 검사의 고속화를 실현할 수 있도록 하였다. 특히, 방향 10 및 12로부터의 슬릿형의 빔(3)의 조명으로, 웨이퍼(피검사 대상 기판: 1)에 대해 칩의 배열 방향을 향하고, 또한 y 스테이지(302)의 주사 방향 y에 대해 직각이 되도록 하기 위해서는, 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈(104)가 필요해진다.By the way, the longitudinal direction of the slit-shaped beam 3 is directed toward the arrangement direction of the chip with respect to the wafer (subject to be inspected) and is perpendicular to the scanning direction y of the y stage 302. It is possible to keep the integration direction of the 206 and the traveling direction of the stage in parallel, and to use a conventional TDI sensor as shown in Fig. 14, and further simplify the comparison between the chips of the image signal. At the same time, the calculation of the defect position coordinates can be performed easily, and as a result, the speed of defect inspection such as foreign matters can be realized. In particular, with the illumination of the slit-shaped beam 3 from directions 10 and 12, it faces the arrangement direction of the chip with respect to the wafer (substrate to be inspected 1) and is perpendicular to the scanning direction y of the y stage 302. In order to achieve this, an illumination lens 104 having a conical curved surface is required.

도 6에 원추형의 조명 렌즈(104)를 도시한다. 이 조명 렌즈(104)는 원통형 렌즈의 길이 방향의 위치에서, 촛점 거리가 다르고, 직선적으로 이 촛점 거리를 바꾼 렌즈이다. 이 구성에 의해, 도 6에 도시한 바와 같이 경사로부터 조명(α1, φ1의 기울기를 양립)하여도, y 방향으로 좁혀지고, x 방향으로 콜리메이트된 슬릿형의 빔(3)으로 조명할 수 있다. 즉, 이 조명 렌즈(104)에 의해, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같은 x 방향으로 평행 광을 갖고, 또한 φ1=45도 부근의 조명을 실현할 수 있다. 특히 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 슬릿형의 빔(3)을 x 방향으로 평행 광으로 함으로써, 주요한 직선군이 x 방향 및 y 방향을 향한 회로 패턴으로부터 회절광 패턴이 얻어져서, 공간 필터(202)에 의해 차광할 수 있게 된다.6 shows a conical illumination lens 104. The illumination lens 104 is a lens having a different focal length at a position in the longitudinal direction of the cylindrical lens and linearly changing the focal length. With this configuration, even with illumination from the inclination as shown in Fig. 6 (compatible with the inclinations of? 1 and? 1), the beam can be illuminated by the slit beam 3 narrowed in the y direction and collimated in the x direction. have. That is, with this illumination lens 104, it is possible to realize illumination having parallel light in the x direction as shown in Fig. 9A and near φ1 = 45 degrees. In particular, as shown in Fig. 9A, by making the slit beam 3 parallel light in the x direction, the diffracted light pattern is obtained from a circuit pattern in which the main straight group is directed in the x direction and the y direction, Light shielding can be performed by the spatial filter 202.

다음에, 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈(104)의 제조 방법에 대해, 도 7 및 도 8을 이용하여 설명한다. 이 원추 렌즈(104)는, 유리 혹은 석영 등을 재료로 하여,소정의 저면적 및 높이를 갖는 원추(23)를 연마하고, 소정의 위치로부터 한쪽 평면의 렌즈를 추출하여 작성할 수 있다. 본 발명에서 필요한 도 6에 도시한 렌즈의 곡면은 원래 원추가 아니라, 도 8에 도시한 바와 같은 곡면(24)이어야 한다. 그러나, 도 8에 도시한 입체는 회전체가 아니기 때문에, 연마하는 것이 어렵기 때문에, 도 7에 도시한 원추(23)에 근사하고 있다. 현실적으로는, N. A. 가 0.02로부터 0.2 정도의 렌즈이면, 큰 문제는 없다.Next, the manufacturing method of the illumination lens 104 which has a conical curved surface is demonstrated using FIG. 7 and FIG. The conical lens 104 may be made of glass, quartz, or the like, to grind a cone 23 having a predetermined bottom area and height, and extract and produce a lens of one plane from a predetermined position. The curved surface of the lens shown in FIG. 6 required by the present invention should not be the original cone but the curved surface 24 as shown in FIG. However, since the solid shown in FIG. 8 is not a rotating body, since it is difficult to grind, it approximates to the cone 23 shown in FIG. In reality, if N. A. is a lens of 0.02 to about 0.2, there is no big problem.

도 7에 도시한 원추(23)면의 형상은 원점을 정점에 놓고, 꼭지각을 θ1로 하면, 다음에 나타내는 수학식 1에 따르게 된다.In the shape of the surface of the cone 23 shown in Fig. 7, the origin is placed at the vertex and the vertex angle is θ1.

또한, 도 8에 도시한 곡면(24)은 원점을 정점에 놓고, 꼭지각을 θ2로 하면, 다음에 나타내는 수학식 2에 따르게 된다.In the curved surface 24 shown in Fig. 8, when the origin is set at the vertex and the vertex angle is θ2, the following equation (2) is shown.

또, 원추 렌즈(104)의 작성 방법은 여기서 도시한 작성 방법에 한정하지 않고, 다른 방법, 예를 들면, 미리 작성한, 원추면을 갖는 형으로, 예를 들면 플라스틱 등을 유입시키는 사출 성형법, 미리 작성한 원추면에 유리 기판을 싣고, 기판을 용융시키는 방법으로도 작성할 수 있다.In addition, the manufacturing method of the conical lens 104 is not limited to the manufacturing method shown here, Another method, for example, the injection-molding method which introduces plastic etc. in advance in the mold which has a conical surface, for example, made previously, It can also be created by placing a glass substrate on the conical surface and melting the substrate.

본 발명에서는, 이 원추 렌즈(104)를 이용하여 y 방향 크리티컬, x 방향 콜리메이트의 조명을 실현하고 있다. 그것을 위한 구성을 도 9의 (a), (b)에 도시한다. 레이저 광원(101)으로부터 사출한 광은, 오목 렌즈(102), 콜리메이터 렌즈(103)로 구성되는 빔 확장기를 통해, 원추 렌즈(104)에 입사한다. 원추 렌즈(104)에서는, x 방향으로는 렌즈 효과를 갖지 않기 때문에 콜리메이트된 형태로 조명된다. 또한 원추 렌즈(104)의 양끝에서, 곡율이 다르기 때문에 촛점 위치가 다르다. 동시에, y 방향에서는, 원추 렌즈(104)의 곡율에 의해 웨이퍼(1) 상에 집광한다.In the present invention, the conical lens 104 is used to realize illumination in the y-direction critical and x-direction collimates. The structure for that is shown to FIG. 9 (a), (b). Light emitted from the laser light source 101 is incident on the conical lens 104 through a beam expander constituted by the concave lens 102 and the collimator lens 103. In the conical lens 104, it is illuminated in a collimated form because it does not have a lens effect in the x direction. Further, at both ends of the conical lens 104, the focus positions are different because the curvatures are different. At the same time, in the y direction, the light is condensed on the wafer 1 by the curvature of the conical lens 104.

도 10은, 레이저 광원(101)으로서, 하나의 레이저 광원(101)으로 구성한 3개의 조명 광학계부(100)를 나타낸 평면도이다. 레이저 광원(101)으로부터 출사한 레이저 빔을 하프 미러 등의 분기 광학 요소(110)로 2개의 광로로 분기하고, 한쪽은 미러(111, 112)로 반사시켜 미러(113)로 아래쪽을 향해 오목 렌즈(102)에 입사시킴으로써 11의 방향으로부터 조명 빔을 얻을 수 있고, 다른쪽은 하프 미러 등의 분기 광학 요소(114)로 진행한다. 상기 분기 광학 요소(114)로 분기된 한쪽은, 미러(115)로 반사시켜 미러(117)로 아래쪽을 향해 볼록 렌즈(102)에 입사됨으로써 10의 방향으로부터의 조명 빔을 얻을 수 있고, 다른쪽은 미러(116)로 아래쪽을 향해 오목 렌즈(102)에 입사됨으로써 10의 방향으로부터의 조명 빔을 얻을 수 있다.10 is a plan view showing three illumination optical system units 100 constituted by one laser light source 101 as the laser light source 101. The laser beam emitted from the laser light source 101 is split into two optical paths by the branch optical element 110 such as a half mirror, and one side is reflected by the mirrors 111 and 112 to concave downward toward the mirror 113. Incidentally, at 102, an illumination beam can be obtained from the direction 11, and the other proceeds to a branch optical element 114 such as a half mirror. One branched into the diverging optical element 114 is reflected by the mirror 115 and is incident on the convex lens 102 downwardly by the mirror 117 to obtain an illumination beam from the direction of 10, and the other The light beam from the direction of 10 can be obtained by entering the concave lens 102 downward with the silver mirror 116.

그런데, 11의 방향만으로부터 조명하는 경우에는, 분기 광학 요소(110)로부터 미러 요소(118)로 전환함으로써 실현할 수 있다. 또한, 10 및 12의 방향만으로부터 조명하는 경우에는, 광로로부터 분기 광학 요소(110)를 후퇴시키거나 또는 그냥 지나치는 광학 요소로 전환함으로써 실현할 수 있다. 또한, 10 및 12 방향으로부터의 조명 중, 예를 들면 12방향만으로부터 조명하는 경우에는, 분기 광학 요소(114)로부터 미러 요소(119)로 전환함으로써 실현할 수 있다.By the way, when illuminating from only 11 directions, it can implement by switching from the branch optical element 110 to the mirror element 118. FIG. In addition, when illuminating from only the directions of 10 and 12, it can implement | achieve by retracting the branch optical element 110 from an optical path or switching to the optical element which just passes. In addition, among illuminations from the 10 and 12 directions, for example, illumination from only the 12 directions can be achieved by switching from the branch optical element 114 to the mirror element 119.

또, 레이저 광원(101)으로서, 분기하는 관계에서 고출력의 YAG 레이저의 제2고조파 SHG, 파장 532㎚를 이용하는 것이 좋지만, 반드시 532㎚일 필요는 없다. 또한, 레이저 광원(101)으로서, YAGSHG일 필요도 없다. 즉, 레이저 광원(101)으로서, Ar 레이저, 질소 레이저, He-Cd 레이저, 엑시마 레이저 등과 다른 광원이어도 좋다.As the laser light source 101, it is preferable to use the second harmonic SHG of the high power YAG laser and the wavelength of 532 nm in a branching relationship, but it is not necessarily required to be 532 nm. In addition, as the laser light source 101, it is not necessary to be YAGSHG. That is, the laser light source 101 may be a light source other than an Ar laser, a nitrogen laser, a He-Cd laser, an excimer laser, or the like.

검출 광학계부(200)는 웨이퍼(1)로부터 사출한 광을, 검출 렌즈(대물 렌즈: 201), 반복 패턴으로부터의 반사 회절광에 의한 푸리에 변환상을 차광하는 공간 필터(202), 결상 렌즈(203), ND 필터(파장 대역에 상관 없이 광량을 조정한다.: 207), 빔 스플리터(204), 편광 소자(208)를 통해서, TDI 센서 등의 1차원 검출기(205, 206)로 검출하도록 구성된다. 공간 필터(202)는 반복 패턴으로부터의 반사 회절광에 의한 푸리에 변환상을 차광하기 위해, 대물 렌즈(201)의 공간 주파수 영역, 즉 푸리에 변환(사출 동공에 상당한다.)의 결상 위치에 놓여져 있다. 또한, 편광 소자(208)는 조명 광학계부(100)에서 편광 조명하였을 때, 회로 패턴의 엣지로부터 생기는 반사 산란광에 의한 편광 성분을 차광하여, 이물 등의 결함으로부터 생기는 반사 산란광에 의한 편광 성분의 일부분을 투과함으로써, 본 발명에 있어서는 반드시 필요로 하지 않는다. 여기서, 도 5에 도시한 웨이퍼(1) 상의 조명 영역(4)이 릴레이 렌즈를 구성하는 대물 렌즈(201), 결상(203)에 의해 검출기(205, 206) 상에 결상된다. 즉, 참조 번호(4)는, TDI 센서 등의 1차원 검출기(205, 206)의 수광 영역을 나타낸 것이다.The detection optical system unit 200 includes a detection lens (objective lens) 201, a spatial filter 202 for shielding the Fourier transform image by the reflected diffracted light from the repeating pattern, and an imaging lens. 203), the ND filter (adjusts the amount of light irrespective of the wavelength band: 207), through the beam splitter 204, and the polarizing element 208, to detect by one-dimensional detectors 205 and 206 such as TDI sensors. do. The spatial filter 202 is placed at an image forming position of the spatial frequency region of the objective lens 201, that is, the Fourier transform (corresponding to the injection pupil), in order to shield the Fourier transform image by the reflected diffracted light from the repeating pattern. . In addition, the polarizing element 208 shields the polarization component due to the reflected scattered light generated from the edge of the circuit pattern when polarized light is illuminated by the illumination optical system unit 100, and a part of the polarization component due to the reflected scattered light resulting from defects such as foreign matters. By transmitting through, it is not necessarily required in the present invention. Here, the illumination region 4 on the wafer 1 shown in FIG. 5 is imaged on the detectors 205 and 206 by the objective lens 201 and the imaging 203 constituting the relay lens. That is, reference numeral 4 denotes a light receiving area of one-dimensional detectors 205 and 206 such as a TDI sensor.

상술한 바와 같이 여러가지 형태의 회로 패턴이 형성된 웨이퍼(기판: 1)에 대해 슬릿형의 빔(3)이 조명되면, 이 반사 회절광(혹은 산란광)이 웨이퍼의 표면, 회로 패턴, 이물 등의 결함으로부터 사출하게 된다. 이 사출한 광은, 검출 렌즈(201), 공간 필터(202), 결상 렌즈(203), ND 필터(207), 편광 소자(208), 및 빔 스플리터(204)를 통해서, 검출기(205, 206)로 수광되어 광전 변환된다.As described above, when the slit-shaped beam 3 is illuminated on the wafer (substrate) 1 on which various types of circuit patterns are formed, the reflected diffracted light (or scattered light) causes defects such as the surface of the wafer, circuit patterns, foreign matters, and the like. Will be injected from. The emitted light is detected by the detectors 205 and 206 through the detection lens 201, the spatial filter 202, the imaging lens 203, the ND filter 207, the polarizing element 208, and the beam splitter 204. Photoelectric conversion.

여기서, ND 필터(207), 편광 소자(208), 빔 스플리터(204)의 순서는, 여기서 예를 든 순서일 필요는 없다. 특히, ND 필터(207)는 빔 스플리터(204) 뒤에 배치하면, 2개의 검출기(205, 206)에 들어 가는 광의 강도를 독립적으로 제어할 수 있다고 하는 효과를 갖는다.Here, the order of the ND filter 207, the polarizing element 208, and the beam splitter 204 need not be the order illustrated here. In particular, when the ND filter 207 is disposed behind the beam splitter 204, the ND filter 207 has an effect that the intensity of light entering the two detectors 205 and 206 can be independently controlled.

또한, 빔 스플리터(204)의 투과, 반사율이 50%일 필요는 없다. 예를 들면, 1%, 99%라고 하는 식으로 구성하면, 한쪽의 검출기에 약 100분의 1의 강도의 광이 입사하게 되고, 이들 강도가 다른 광을 각각 수광하는 2개의 검출기로부터 얻어지는 신호를 이용함으로써, 검출기의 외관 상의 다이내믹 레인지를 향상할 수 있다. 따라서, 연산 처리부(400)에 있어서, 검출기(205)로부터 얻어지는 신호와 검출기(206)로부터 얻어지는 신호를 이용함으로써 다이내믹 레인지를 향상시킨 이물 등의 결함으로부터의 검출 신호를 얻을 수 있다. 특히, 강도가 큰 광을 검출기가 수광하여 얻어지는 신호는 강도가 큰 결함을 나타내는 성분이 강조되게 되고, 강도가 작은 광을 검출기가 수광하여 얻어지는 신호는 강도가 작은 배경에 가까운 성분이 강조되게 된다. 따라서, 양 신호의 비 등의 상관을 취함으로써 결함을 나타내는 신호의 다이내믹 레인지를 향상시킬 수 있다.In addition, the transmission and reflectance of the beam splitter 204 need not be 50%. For example, when configured in the form of 1% or 99%, light having about one hundredth of intensity is incident on one detector, and signals obtained from two detectors that receive light having different intensities, respectively. By using it, the dynamic range on the external appearance of a detector can be improved. Therefore, in the arithmetic processing unit 400, by using the signal obtained from the detector 205 and the signal obtained from the detector 206, it is possible to obtain a detection signal from defects such as foreign matters having improved dynamic range. In particular, a signal obtained by the detector receiving light having a high intensity is emphasized, and a component exhibiting a high intensity defect is emphasized, and a signal obtained by the detector receiving light having a low intensity is emphasized near a background having a low intensity. Therefore, the dynamic range of the signal indicative of a defect can be improved by correlating the ratio of both signals.

그러나, 레이저 광원(101) 등의 조명 광학계로부터 조사되는 빔 광속의 조도(파워)를 제어하여 바꿈으로써도, 다이내믹 레인지를 바꾸는 것이 가능하고, 빔 스플리터(204) 및 한쪽의 검출기(206)를 없애는 것이 가능하다.However, the dynamic range can also be changed by controlling and changing the illuminance (power) of the beam luminous flux irradiated from the illumination optical system such as the laser light source 101, thereby eliminating the beam splitter 204 and one detector 206. It is possible.

다음에, 본 발명에 따른 조명 광학계부(100)에서 웨이퍼(1)에 대해 조명하는 슬릿형의 빔(3)과 검출 광학계부(200)와의 관계에 대해 더욱 구체적으로 설명한다. 도 5에는, 슬릿형의 빔(3)에 의한 조명과 TDI 센서 등의 1차원 검출기(205, 206)에 의한 검출의 방향의 평면도를 나타낸다. 패턴(2)이 형성된 웨이퍼(1) 상을, 슬릿형의 빔(3)으로 조명한다. 1차원 검출기(205, 206)의 검출 광학계에 의한 상(4)을 도시한다. 슬릿형의 빔(3)은 평면적인 방향 10, 11, 12로부터 조명된다.Next, the relationship between the slit beam 3 and the detection optical system 200 that illuminate the wafer 1 in the illumination optical system 100 according to the present invention will be described in more detail. 5, the top view of the illumination direction by the slit-shaped beam 3, and the detection direction by the 1-dimensional detectors 205 and 206, such as a TDI sensor, is shown. The slit beam 3 illuminates the wafer 1 on which the pattern 2 was formed. The image 4 by the detection optical system of the one-dimensional detectors 205 and 206 is shown. The slit beam 3 is illuminated from the planar directions 10, 11, 12.

도 11의 (a)는, 도 5를 보충 설명하는 것으로, 조명 방향 10, 검출 방향 14 (웨이퍼의 표면과 수직의 경우를 나타낸다), X축, y축을 나타내고 있다. 또한, 구면(17)은 가상으로 상정한 것으로, 도 5에서 검출 광학계부(100)에 있어서의 대물 렌즈(201)의 개구 위치를 고려하기 위한 것이다. 이 구면(17)과 조명 광(10), 검출광(14)과의 교점이 15, 16이다.Fig. 11 (a) supplements Fig. 5 and shows the illumination direction 10, the detection direction 14 (shows the case perpendicular to the surface of the wafer), the X axis, and the y axis. In addition, the spherical surface 17 is assumed to be virtual, and it is for considering the opening position of the objective lens 201 in the detection optical system part 100 in FIG. The intersection of this spherical surface 17, the illumination light 10, and the detection light 14 is 15 and 16. FIG.

도 11의 (b)는, 방향 10으로부터 조명하였을 때의 회절광의 사출의 모습을 나타낸다. 정의 반사광의 사출 방향 19와 가상 구면(17)과의 교점 18을 0차광으로 하여, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이 패턴 방향(x 방향, y 방향)을 중심으로 하여, 조명점을 정점으로 하는 원추의 모서리 방향으로 사출하기 위해서, 가상 구면 (17과)의 교점의 궤적은 이 원추의 저면의 원주 상으로 된다.FIG. 11B shows the appearance of diffracted light emission when illuminated from the direction 10. FIG. The lighting point is centered around the pattern direction (x direction, y direction) as shown in Fig. 7B with the intersection 18 between the positive light exit direction 19 and the virtual spherical surface 17 being 0 light shielding. In order to eject in the corner direction of the cone to be the vertex, the trajectory of the intersection point of the virtual spherical surface 17 becomes the circumference of the bottom of this cone.

따라서, 이 궤적을 법선 방향으로부터 보면 x축, y축으로 평행한 직선이 된다.Therefore, looking at this trajectory from a normal direction, it becomes a straight line parallel to x-axis and y-axis.

그런데, β1=0의 기울어 있지 않은 검출 광학계부(200)에 있어서의 대물 렌즈(201)의 개구는 도 12 및 도 13에 도시한 개구(20a)로 된다.By the way, the opening of the objective lens 201 in the non-tilt detection optical system part 200 of (beta) 1 = 0 turns into the opening 20a shown in FIG.12 and FIG.13.

여기서, 조명의 방향 10, 12의 각도 φ1, φ2는, 예를 들면, 45도 정도로 설정한다. 도 3에 도시한 바와 같이 검출 광학계(200)의 광축을 웨이퍼(1)의 표면에 대해 수직, 즉 β1=0으로 한 경우, 검출 렌즈(대물 렌즈: 201)의 개구수(N. A.)와 조명 광의 각도 α1(도 3)과의 관계는, 도 12에 도시한 바와 같이, 주된 직선군이 x 및 y 방향을 향한 회로 패턴으로부터의 x 및 y 방향의 0차 회절광(21x, 21y)이 검출 렌즈(201)의 동공에 입사되지 않은 조건을 기초로, 다음에 나타내는 수학식 3으로부터 결정되는 범위에 설정되어야 된다. 즉, 조명의 방향 10, 12의 각도 φ1, φ2를 45도 정도로 하고, 검출 렌즈(대물 렌즈: 201)의 개구수(N. A.)와 조명 광의 각도 α1(도 3)과의 관계를 다음에 나타내는 수학식 3을 만족하도록 함으로써, 비반복 패턴에서도, 주된 직선군이 x 및 y 방향을 향한 회로 패턴으로부터의 x 및 y 방향의 0차 회절광(21x, 21y)을 대물 렌즈(201)의 개구(20a)에 입사시키는 것을 없애는 것이 가능해진다.Here, the angles phi 1 and phi 2 of the illumination directions 10 and 12 are set to about 45 degrees, for example. As shown in FIG. 3, when the optical axis of the detection optical system 200 is perpendicular to the surface of the wafer 1, that is, β1 = 0, the numerical aperture NA of the detection lens (objective lens 201) and the illumination light are adjusted. As shown in Fig. 12, the zeroth order diffracted light 21x, 21y in the x and y directions from the circuit pattern in which the main straight line group is directed in the x and y directions is shown in Fig. 12. On the basis of the condition not incident on the pupil of 201, it should be set in the range determined from the following equation (3). That is, the angles φ1 and φ2 in the illumination directions 10 and 12 are about 45 degrees, and the following mathematical equation shows the relationship between the numerical aperture NA of the detection lens (objective lens) 201 and the angle α1 of the illumination light (FIG. 3). By satisfying Equation 3, even in the non-repeating pattern, the main linear group receives the zero-order diffracted light 21x, 21y in the x and y directions from the circuit pattern in the x and y directions, and the opening 20a of the objective lens 201. Can be eliminated.

또, α1을 30°이하로 하면, 대물 렌즈(201)의 개구수(N. A.)를 약 0.4 이하로 하면 좋다.When alpha 1 is set to 30 ° or less, the numerical aperture N. A. of the objective lens 201 may be about 0.4 or less.

이들 조건은, 특히, 피검사 대상물(1)로서, 메모리 LSI(1aa)에 있어서의 비반복 패턴을 갖는 주변 회로 영역(1ac), 마이크로 컴퓨터 등의 LSI(1ba)에 있어서의 비반복 패턴을 갖는 CPU 코어부 영역(1bd) 및 입출력부 영역(1be), 및 비반복 패턴을 갖는 논리 LSI 등에 대해 유효하게 된다.These conditions, in particular, have a non-repeating pattern in the peripheral circuit region 1ac having a non-repeating pattern in the memory LSI 1aa, LSI 1ba such as a microcomputer, etc., as the inspection target object 1. This is effective for the CPU core part area 1bd and the input / output part area 1be, and the logical LSI having a non-repeating pattern.

이들 LSI 패턴은, 많은 경우, 직각 평행하게(주요한 직선군이 직각으로) 패턴이 형성되어 있기 때문에, 이들 0차 회절광이 특정한 방향으로 사출하게 된다. 그래서, 이 사출한 0차 회절광을 대물 렌즈(201)로 입사되지 않도록 함으로써, 이들 많은 패턴으로부터의 회절광이 소거되고, 이물 등의 결함으로부터의 반사 회절광만의 검출을 용이하게 한다. 구체적으로는, 회로 패턴으로부터의 검출 신호 레벨이 저하하여 이물 등의 결함을 고감도에서의 검출 가능 영역이 증가하게 된다.In many cases, these LSI patterns are formed at right angles and in parallel (major straight groups are at right angles), so that these zero-order diffracted light is emitted in a specific direction. Thus, by preventing the incident zero-order diffracted light from being incident on the objective lens 201, the diffracted light from many of these patterns is canceled, and it is easy to detect only the reflected diffracted light from defects such as foreign matters. Specifically, the detection signal level from the circuit pattern is lowered to increase the detectable area at high sensitivity of defects such as foreign matters.

당연히, 비반복 패턴인 경우, 고차(1차, 2차, 3차, …)의 회절광은 대물 렌즈(201)의 개구(20a)에 입사되게 되므로, 이 고차의 회절광은, 도 12에 도시한 0차 회절광(21x, 21y)과 평행한 직선군으로서 나타나게 된다. 그래서, 이러한 고차의 회절광을 가는 띠형의 공간 필터(202)로 차광함으로써, 소거하는 것도 가능하다.Naturally, in the case of the non-repeating pattern, the diffracted light of the higher order (primary, secondary, tertiary, ...) is incident on the opening 20a of the objective lens 201, so that the higher-order diffracted light is shown in FIG. It appears as a group of straight lines parallel to the illustrated zeroth order diffracted light 21x, 21y. Therefore, it is also possible to cancel such high-order diffracted light by shielding it with a thin band-shaped spatial filter 202.

또한, 피검사 대상 기판(웨이퍼: 1)에 대해, 배선 등의 사이의 오목부에 들어간 이물 혹은 결함, 에칭 잔여 등을 검사할 필요가 있다. 그러나, 피검사 대상 기판(1) 상에는 비반복 패턴이 존재하고, 상기 비반복 패턴으로부터의 0차 회절광이 대물 렌즈(201)에 입사하지 않도록 하기 위해서, 상기에 설명한 바와 같이, y축에 대해 거의 45도의 각도의 방향 10, 12로부터 x 방향으로 길이 방향을 갖는 슬릿형의 빔(3)을 기판(1) 상에 조명하였다면, 볼록부인 배선 등이 방해로 되어 오목부를 충분히 조명하는 것이 어렵게 된다.In addition, it is necessary to inspect the foreign material or defect, etching residue, etc. which entered the recessed part between wirings etc. with respect to the to-be-tested substrate (wafer: 1). However, in order to prevent the non-repeating pattern from being present on the inspection target substrate 1 and the zero-order diffracted light from the non-repeating pattern is not incident on the objective lens 201, as described above, the y-axis is described. If the slit-shaped beam 3 having the longitudinal direction in the x direction from the directions 10 and 12 at an angle of about 45 degrees is illuminated on the substrate 1, the convex wiring or the like becomes obstructed and it becomes difficult to sufficiently illuminate the recess. .

그래서, 배선 패턴이 많은 경우, 직각, 평행 방향으로 형성되어 있기 때문에, y축으로 평행한 방향 11로부터 기판(1)에 대해 슬릿형의 빔(3)을 조명함으로써, 배선 등의 사이의 오목부를 충분히 조명하는 것이 가능해진다. 특히, 메모리 LSI의 배선 패턴은 수 ㎜의 길이의 직선 패턴으로 있는 것이 많고, 이 방향 11로부터의 조명에 의해 검사 가능하게 되는 경우가 많다. 또한, 패턴에 의해, 90도 방향의 경우에는 웨이퍼를 90도 회전시켜 검사하거나, 조명 방향을 x 방향으로 함으로써 검사 가능해진다.Therefore, when there are many wiring patterns, since they are formed in a right angle and a parallel direction, the recessed part between wirings etc. is illuminated by illuminating the slit-shaped beam 3 with respect to the board | substrate 1 from the direction 11 parallel to a y-axis. It becomes possible to illuminate enough. In particular, the wiring patterns of the memory LSI are often in a straight pattern of several mm in length, and often can be inspected by illumination from this direction 11. In the case of the 90-degree direction, the wafer can be inspected by rotating the wafer 90 degrees or by inspecting the illumination direction in the x-direction.

그러나, 방향 11로부터 슬릿형의 빔(3)을 조명한 경우, 도 13에 도시한 바와 같이, 0차 회절광(21x', 21y') 중, y 방향의 0차 회절광(21y')이 대물 렌즈(201)의 개구(20a)에 입사하게 되므로, 적어도 이 0차 회절광(21y')을 공간 필터(202)에 의해 차광하여 소거할 필요가 생기게 된다. 이 때, 당연히 고차의 회절광을 공간 필터(202)에 의해 차광하여 소거하는 것도 가능하다.However, when the slit-shaped beam 3 is illuminated from the direction 11, as shown in Fig. 13, the zero-order diffracted light 21y 'in the y-direction is out of the zero-order diffracted light 21x', 21y '. Since the light enters the opening 20a of the objective lens 201, at least this zero-order diffracted light 21y 'needs to be shielded and erased by the spatial filter 202. At this time, of course, it is also possible to shield and cancel high-order diffracted light by the spatial filter 202.

이상, 피검사 대상 기판(1) 상의 칩(2) 내에 존재하는 비반복 패턴의 경우에 있어서의 비반복 패턴으로부터의 특히 0차 회절광의 소거 방법에 대해 설명하였지만, 칩(2) 내에는, 메모리 LSI(1aa)에 있어서의 메모리셀 영역(1ab)이나, 마이크로 컴퓨터 등의 LSI(1ba)에 있어서의 레지스터군 영역(1bb) 및 메모리부 영역(1bc)과 같이, 반복 패턴이 존재하게 되어, 이 반복 패턴으로부터의 회절광 줄무늬(회절 코히어런트광 줄무늬)를 공간 필터(202)에 의해 차광하는 것이 요구된다. 결국,칩(2) 내에는, 반복 패턴과 비반복 패턴과 패턴없이 혼재하게 되고, 더구나 각각 선폭도 다르게 되므로, 통상은, 빈도가 많은 예를 들면 반복 패턴으로부터의 회절광을 소거하도록 공간 필터(202)의 차광 패턴이 설정되게 된다. 또한, 공간 필터(202)로서, 특개평5-218163호 공보(대응 U.S. P. No. 5,463, 459) 및 특개평6-258239호 공보에 기재되어 있는 바와 같이 차광 패턴을 변경할 수 있는 것을 이용하면, 칩(2) 내의 회로 패턴에 따라서 변경시키면 좋다. 또한, 공간 필터(202)로서, 차광 패턴이 다른 것을 준비 해 두고, 칩(2) 내의 회로 패턴에 따라서 전환하여도 좋다.As described above, the method of erasing the zero-order diffracted light from the non-repeating pattern in the case of the non-repeating pattern present in the chip 2 on the inspection target substrate 1 has been described. Like the memory cell region 1ab in the LSI 1aa and the register group region 1bb and the memory portion region 1bc in the LSI 1ba such as a microcomputer, a repeating pattern is present. It is required to shield the diffracted light streaks (diffraction coherent light streaks) from the repeating pattern by the spatial filter 202. As a result, in the chip 2, the repeating pattern and the non-repeating pattern and the pattern are mixed together, and the line widths are also different. The light shielding pattern of 202 is set. As the spatial filter 202, a chip capable of changing the light shielding pattern as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-218163 (corresponding USP No. 5,463, 459) and Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 6-258239 is used. What is necessary is just to change according to the circuit pattern in (2). As the space filter 202, a different light shielding pattern may be prepared, and the switch may be switched in accordance with the circuit pattern in the chip 2.

다음에, 검출하고자 하는 이물 등의 결함 사이즈에 따른 검출 감도 조정에 대해 설명한다. 즉, TDI 센서 등의 1차원 검출기(이미지 센서: 205, 206)의 피검사 대상물(1) 상에서의 검출 화소 사이즈를 작게 하면, 작업 처리량은 떨어지지만, 검출 감도의 향상을 기대할 수 있다. 그래서, 0.1㎛ 정도 이하의 이물 등의 결함을 검출할 때, 화소 사이즈를 작게 하는 검출 광학계(200)로 전환하여 이용하면 좋다. 구체적으로는, TDI 센서 등의 화소에 대해 웨이퍼(1) 상에서의 상의 사이즈가 2마이크론, 1마이크론, 0.5마이크론이 되는 3종류의 검출 광학계(200)를 갖으면 좋다. 이 구성의 실현 방법으로서, 광학계(200) 전부를 전환하여도 좋고, 렌즈(렌즈군: 203) 만을 전환하여도 좋고, 혹은, 렌즈(렌즈군: 201)를 전환하여도 좋다. 이 때, 웨이퍼(1)로부터, TDI 센서 등의 1차원 검출기(205, 206)까지의 광로 길이를 바꾸지 않아도 되도록, 렌즈의 구성을 설계하여 놓으면 좋다. 물론, 이러한 설계가 어려운 경우, 렌즈의 전환과 함께, 센서까지의 거리를 바꾸는 기구를 이용하여도 좋다. 또한, 센서 자체의 화소 사이즈를 바꾼 것을 전환하여도 좋다.Next, the detection sensitivity adjustment according to the defect size such as foreign matter to be detected will be described. In other words, if the detection pixel size of the one-dimensional detectors (image sensors 205 and 206) such as the TDI sensor is reduced on the inspection target object 1, the throughput is lowered, but an improvement in detection sensitivity can be expected. Therefore, when detecting defects such as foreign matters of about 0.1 μm or less, the detection optical system 200 may be switched to use to reduce the pixel size. Specifically, it is sufficient to have three types of detection optical systems 200 in which the size of the image on the wafer 1 is 2 microns, 1 micron, or 0.5 micron for a pixel such as a TDI sensor. As a method of realizing this configuration, all of the optical system 200 may be switched, only the lens (lens group: 203) may be switched, or the lens (lens group: 201) may be switched. At this time, the configuration of the lens may be designed so that the optical path lengths from the wafer 1 to the one-dimensional detectors 205 and 206 such as the TDI sensor do not have to be changed. Of course, when such a design is difficult, you may use the mechanism which changes a distance to a sensor with switching of a lens. Moreover, you may switch what changed the pixel size of the sensor itself.

다음에, 3방향으로부터의 슬릿형의 빔(3)과 TDI 센서(205, 206)와의 관계의 구체적 실시예에 대해 도 14를 이용하여 설명한다. 도 14에는, 웨이퍼(1) 상의 TDI의 상(4)과, 방향 10으로부터의 슬릿형 빔(3-10) 및 방향 12로부터의 슬릿형 빔(3-12)과의 관계를 나타낸다. 도 10에 도시한 바와 같이, 동일 레이저 광원(101)으로부터 분기하여 얻어지는 조명 빔을, 방향 10, 12의 방향으로부터 조명하는 경우, 이들 빔은 각각 간섭하고, 조명 범위 내에서 강도에 편차가 생기게 된다. 그래서, 도 14에 도시한 바와 같이, TDI의 상(4)의 범위 내에서, 이들 빔(3-10, 3-12)이 교차하지 않도록 조명함으로써, 간섭의 영향을 배제할 수 있다. TDI 센서(205, 206)를 이용하는 경우에는, 4의 범위 내에서, 검출 출력을 y 방향으로 y 스테이지의 주행과 동기하여 적분하게 되기 때문에, 이와 같이 위치가 어긋나 있어도 문제는 없다. 또한, 조명 방향 11로부터의 슬릿형 빔(3-11)을 이용하는 경우에도 마찬가지로, 3개의 빔을 중첩이 문제가 되지 않은 범위에서, 교차하지 않도록 조명하면 좋다. 10, 11, 12 중 2개의 빔을 이용하는 경우에도 마찬가지인 것은 물론이다.Next, a specific embodiment of the relationship between the slit beam 3 from the three directions and the TDI sensors 205 and 206 will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows the relationship between the image 4 of the TDI on the wafer 1 and the slit beams 3-10 from the direction 10 and the slit beams 3-12 from the direction 12. As shown in FIG. 10, when illuminating an illumination beam obtained by branching from the same laser light source 101 from the directions of directions 10 and 12, these beams interfere with each other, and variations in intensity occur within the illumination range. . Thus, as shown in Fig. 14, by illuminating such beams 3-10 and 3-12 so as not to intersect within the range of the image 4 of the TDI, the influence of interference can be eliminated. In the case of using the TDI sensors 205 and 206, since the detection output is integrated in the range of 4 in synchronization with the running of the y stage, there is no problem even if the position is shifted in this way. Similarly, in the case of using the slit beams 3-11 from the illumination direction 11, the three beams may be illuminated so as not to intersect in a range in which overlapping is not a problem. Of course, the same applies to the case where two beams of 10, 11 and 12 are used.

또한, 여기에는, 도시하고 있지 않지만, 방향 10, 12로부터 조사되는 슬릿형 빔을 동시에 동일 부분에 중첩하여 조명하여도, 간섭하게 되지만, 간섭 줄 무늬가 y 방향에 대해 경사져 있기 때문에, 상기 TDI 센서(205, 206)의 적분 효과에 의해, 조명 강도의 간섭에 의한 편차를 저감할 수 있다. 그 때문에, 도 14에 도시한 바와 같이 빔(3-10 과 3-12)이 교차하지 않도록 조명할 필요는 없다.Although not shown here, even if the slit beams irradiated from directions 10 and 12 are simultaneously overlapped and illuminated in the same portion, interference occurs, but since the interference stripes are inclined with respect to the y direction, the TDI sensor By the integration effect of (205, 206), the deviation by the interference of the illumination intensity can be reduced. Therefore, it is not necessary to illuminate so that the beams 3-10 and 3-12 do not cross as shown in FIG.

다음에, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태는 도 15에 도시한 바와 같이, 이물 등의 결함으로부터의 산란광 강도를 강화하기 위해서, 검출 광학계부(200)의 광축을 수직으로부터 β1 기울인 것이다. 다른 구성은, 도 3에 도시한 제1 실시 형태와 마찬가지이다.Next, 2nd Embodiment of the defect inspection apparatuses, such as a foreign material concerning this invention, is described. In the second embodiment, as illustrated in FIG. 15, the optical axis of the detection optical system unit 200 is inclined β1 from the vertical in order to enhance the scattered light intensity from defects such as foreign matters. The other structure is the same as that of 1st Embodiment shown in FIG.

그런데, 검출 광학계부(200)의 광축을 수직으로부터 β1 기울인 이유는, 도 16에 도시한 바와 같이, 검출 대상의 미립자(이물)로부터의 산란광 강도가 커지고, 검출 감도가 향상하기 때문이다. 이것은, 조명 파장에 대해 수분의 일보다 큰 입자(이물)는, 전방 산란광(51)이 큰데 대해, 파장의 1/10 이하에 가까운 표면의 불균일성 등으로부터의 산란광(52)은 거의 이쪽으로 산란하기 때문에, 전방에서는 상대적으로 미립자로부터의 산란광이 커지는 것에 기인한다. 이 결과, 회로 패턴 상의 면 불균일성이, 검출 화소 내에 여러개 있는 경우에서도 그 총량은 강도 53으로 나타나게 된다. 따라서, 전방 산란을 취함으로써, 면 불균일성에 대해, 미립자 혹은 결함을 검출 가능하게 된다.Incidentally, the reason why the optical axis of the detection optical system unit 200 is tilted β1 from the vertical is because, as shown in FIG. 16, the scattered light intensity from the fine particles (foreign material) to be detected increases, and the detection sensitivity is improved. This means that the particles (foreign material) larger than one day of moisture with respect to the illumination wavelength have large forward scattered light 51, whereas the scattered light 52 from the surface unevenness close to 1/10 or less of the wavelength is scattered almost here. This is because the scattered light from the fine particles becomes larger in the front. As a result, even when there are several surface nonuniformities on a circuit pattern in a detection pixel, the total amount will show by intensity 53. As shown in FIG. Therefore, by taking forward scattering, fine particles or defects can be detected with respect to surface nonuniformity.

그러나, 검출기(205, 206)에 TDI(Time Delay Integration) 센서를 이용한 경우, 촛점 심도의 관계에서, 검출 광학계부(200)의 광축을 기울일 수 없다. 따라서, 이 제2 실시 형태의 경우, 1차원의 센서를 사용하거나, 검출 광학계(201∼203)를 등배 혹은 수배로 하여, 도 17에 도시한 바와 같이 TDI 센서(205, 206)의 기울기를 다음에 나타내는 수학식 4에 따라서 β2로 설정한다. 이와 같이 함으로써 전면에서 배율을 맞출 수 있다.However, when the TDI (Time Delay Integration) sensor is used for the detectors 205 and 206, the optical axis of the detection optical system 200 cannot be tilted in relation to the depth of focus. Therefore, in the case of this second embodiment, the inclination of the TDI sensors 205 and 206 is as shown in FIG. 17 by using a one-dimensional sensor or by using the detection optical systems 201 to 203 equally or several times. Β2 is set according to the equation (4) shown in FIG. In this way, the magnification can be adjusted from the front surface.

단, M은 검출 광학계(201∼203)의 배율로 한다.However, M is taken as the magnification of the detection optical systems 201 to 203.

또, 1차원의 센서를 이용하는 경우, 이 기울기 β2는 필요 없다.In addition, when using a one-dimensional sensor, this inclination β2 is not necessary.

다음에, 이 제2 실시 형태에 있어서, 비반복 패턴, 및 반복 패턴으로부터 생기는 회절광을 소거하여 이물 등의 결함으로부터의 산란광을 TDI 센서 등의 1차원 검출기(205, 206)로 검출하는 것에 대해 설명한다. 이 제2 실시 형태에 있어서도, 피검사 대상 기판(웨이퍼: 1)에 대해 슬릿형의 빔(3)이 도 5에 도시한 바와 같이 조명된다. 그리고, 도 11의 (a)에 도시한 바와 같이 방향 10으로부터 조명하였을 때, 기판(1)으로부터의 회절광이 사출되는 모습은, 제1 실시예와 마찬가지로, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이 된다. 즉, 정의 반사광의 사출 방향 19와 가상 구면과의 교점 18을 0차광으로 하여, 도 11의 (b)에 도시한 바와 같이 패턴 방향(x 방향, y 방향)을 중심으로 하고, 조명점을 정점으로 하는 원추의 모서리 방향으로 사출하기 때문에, 가상 구면(17)과의 교점의 궤적은, 이 원추의 저면의 원주 상으로 된다. 따라서, 반복 패턴의 경우, 0차 회절광의 궤적은 법선 방향으로부터 보면 도 18에 도시한 바와 같이 x축, y축으로 평행한 직선이 된다.Next, in the second embodiment, the diffraction light generated from the non-repeating pattern and the repeating pattern is canceled to detect scattered light from defects such as foreign matters with one-dimensional detectors 205 and 206 such as TDI sensors. Explain. Also in this 2nd Embodiment, the slit-shaped beam 3 is illuminated with respect to the to-be-tested substrate (wafer 1) as shown in FIG. As shown in FIG. 11A, when the light is emitted from the direction 10, the diffracted light from the substrate 1 is emitted, as in the first embodiment, as shown in FIG. 11B. As follows. That is, the intersection 18 between the positive reflection light exit direction 19 and the imaginary spherical surface is 0-order light, and as shown in Fig. 11B, the light point is centered on the pattern direction (x direction, y direction). Since it ejects in the corner direction of the cone to be used, the trajectory of the intersection with the virtual spherical surface 17 becomes the circumferential image of the bottom face of this cone. Therefore, in the case of the repeating pattern, the trajectory of the 0th order diffracted light becomes a straight line parallel to the x axis and the y axis as shown in FIG. 18 when viewed from the normal direction.

특히, 반복 패턴의 경우, 0차 회절광의 극대는, 이 직선군의 교점 22에 위치한다. 따라서, β1 경사진 검출 광학계(200)에 있어서의 대물 렌즈(201)의 개구(20b)는, 도 18에 도시한 바와 같이 된다. 그리고, 이 개구(20b)를 방향 14(광축 방향)로부터 보면, 도 19의 (a)에 도시한 바와 같은 곡선과 직선의 교점에 0차 회절광(22)이 사출하여 보인다.In particular, in the case of a repeating pattern, the maximum of 0th order diffracted light is located in the intersection 22 of this linear group. Therefore, the opening 20b of the objective lens 201 in the β1 inclined detection optical system 200 is as shown in FIG. 18. When the opening 20b is viewed from the direction 14 (optical axis direction), the zero-order diffracted light 22 is emitted by the intersection of the curve and the straight line as shown in Fig. 19A.

그래서, 공간 필터(202)에 있어서, 도 19의 (b)에 도시한 바와 같은 직선형의 차광부(207)에 의해 이들 회절광을 차광하면, 패턴으로부터의 신호를 제거할 수 있게 된다. 또한, 웨이퍼(1) 상의 반복 패턴의 패턴 형상, 피치가 변한 경우, 도 18의 사출점 18을 중심으로, x, y 방향의 궤적의 피치가 변한다. 따라서, 개구(20b) 내에서는, 회절광(22)의 피치와 위상이 변하게 된다. 이들 회절광을 차광하기 위해서는, 공간 필터(202)에 있어서의 직선형 차광부(207)의 피치와 위상을 바꾸면 좋다.Therefore, in the spatial filter 202, when these diffracted light is shielded by the linear light shielding portion 207 as shown in Fig. 19B, the signal from the pattern can be removed. In addition, when the pattern shape and pitch of the repeating pattern on the wafer 1 change, the pitch of the locus in the x and y directions changes around the injection point 18 in FIG. 18. Therefore, in the opening 20b, the pitch and phase of the diffracted light 22 change. In order to shield these diffracted light, the pitch and phase of the linear light shielding part 207 in the spatial filter 202 may be changed.

이상 설명한 바와 같이, 반복 패턴에 대해서는, 공간 필터(202)에 의해 생기는 회절광을 차광하는 것이 가능해진다.As described above, with respect to the repeating pattern, it becomes possible to shield the diffracted light generated by the spatial filter 202.

다음에, 비반복 패턴의 경우에 대해 설명한다. 비반복 패턴에 있어서도, 주로 x 및 y 방향을 향한 직선 패턴으로부터 형성되어 있다. 따라서, 방향 10으로부터 슬릿형의 빔(3)을 조명한 경우, 도 12와 마찬가지로, 도 20에 도시한 바와 같이 x, y 방향의 0차 회절광(21X, 21y)이 생기게 된다. 그런데, 검출 광학계(200)의 광축이 β1 기울어져 있으면, 미립자로부터의 산란광은 커지지만, y 방향으로 출사된 0차 회절광(21x)이 대물 렌즈(201)의 개구(20b) 내에 들어오게 된다. 따라서, 비반복 패턴의 경우에 있어서도, 공간 필터(202)에 의해 0차 회절광(21x)을 차광할 필요가 생기게 된다.Next, the case of a non-repeating pattern is demonstrated. Also in a non-repeating pattern, it is mainly formed from the linear pattern toward x and y direction. Therefore, when the slit beam 3 is illuminated from the direction 10, as shown in FIG. 12, zero-order diffracted light 21X and 21y in the x and y directions are generated as shown in FIG. By the way, when the optical axis of the detection optical system 200 is inclined β1, the scattered light from the fine particles increases, but the 0th order diffracted light 21x emitted in the y direction enters the opening 20b of the objective lens 201. . Therefore, also in the case of a non-repeating pattern, it is necessary to shield the 0th-order diffracted light 21x by the spatial filter 202.

이와 같이, 반복 패턴의 경우 생기는 회절광 줄무늬와 비반복 패턴의 경우의 0차 회절광 패턴이 상이하게 되기 때문에, 공간 필터(202)에 양쪽의 회절광 패턴을 갖게 할 필요가 생긴다. 그러나, 공간 필터로 양쪽의 회절광 패턴을 차광하고자하면, 상기 공간 필터를 투과하는 이물 등의 결함으로부터의 산란광의 강도가 감쇠하여, 감도가 저하하게 된다.As described above, since the diffraction light fringes generated in the case of the repeating pattern and the zero-order diffraction light pattern in the case of the non-repeating pattern are different, it is necessary to give the spatial filter 202 both diffraction light patterns. However, if both diffraction light patterns are to be shielded by the spatial filter, the intensity of scattered light from defects such as foreign matters passing through the spatial filter is attenuated, and the sensitivity is lowered.

그래서, 상술한 제1 실시 형태와 같이, 검출 광학계(200)의 광축을 수직으로하여 대물 렌즈(201)의 개구를 20a에 위치하게 함으로써, 비반복 패턴에 대해 방향 10, 12로부터 슬릿형의 빔(3)을 조명하였다고 해도, 0차 회절광 패턴(21x, 21y)이 대물 렌즈(201)의 개구(20a) 내에 입사하는 것을 방지하는 것이 가능해져서, 비반복 패턴 상에 존재하는 이물 등의 결함을 검출하는 것이 가능해진다.Thus, as in the first embodiment described above, the optical axis of the detection optical system 200 is vertically positioned so that the opening of the objective lens 201 is positioned at 20a, so that the beam of the slit type from the directions 10 and 12 with respect to the non-repeating pattern is formed. Even if (3) is illuminated, it becomes possible to prevent the 0th-order diffraction light patterns 21x and 21y from entering the opening 20a of the objective lens 201, so that defects such as foreign matter present on the non-repeating pattern can be prevented. Can be detected.

그러나, 상술한 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 배선 사이의 오목부에 존재하는 이물 등의 결함을 검출하고자 하면, 도 13에 도시한 바와 같이, y축 방향 11로부터 슬릿형의 빔(3)을 조명하는 것이 요구된다. 그러나, 도 13에 도시한 바와 같이 대물 렌즈(201)의 개구(20a)에는, 0차 회절광(21y')이 입사되어, 공간 필터(202) 등으로 차광할 필요가 생긴다. 그래도, 배선 사이의 오목부에 존재하는 이물 등의 결함의 검출은, 이물 등의 결함의 검출이 주된 것이 아니라, 피검사 대상 패턴이 특정되는 것이 있기 때문에, 화상 처리에 있어서도 대책이 가능하다.However, as described in the above-described first embodiment, when a defect such as a foreign matter present in the concave portion between the wirings is to be detected, as shown in FIG. 13, the slit beam 3 from the y-axis direction 11 is shown. It is required to illuminate it. However, as shown in FIG. 13, the 0th-order diffracted light 21y 'is incident on the opening 20a of the objective lens 201, so that it is necessary to shield the light through the spatial filter 202 or the like. Nevertheless, the detection of defects such as foreign matters present in the recesses between the wirings is not mainly the detection of defects such as foreign matters, and since the pattern to be inspected is specified, countermeasures can be taken even in image processing.

이상 설명한 조건을 다음에 설명하도록 구성하면 만족시키는 것이 가능해진다. 즉, y축에 대해 45도 정도 기울인 방향 10, 12로부터의 조명을 중지하고, y축 방향 11로부터의 슬릿형의 빔(3)으로 조명하고, 검출 광학계(200)의 광축을 수직으로부터 y 및 x축 방향으로 기울임으로써 대물 렌즈(201)의 개구를 도 21에 도시한 20c의 위치에 놓음으로써, 비반복 패턴의 경우에 있어서 0차 회절광(21x', 21y')이 대물 렌즈(201)의 개구(20c)에 입사하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이 하면,공간 필터(202)는 반복 패턴으로부터 생기는 회절광 줄무늬만 차광하도록 구성할 수 있어, 공간 필터를 투과하는 이물 등의 결함으로부터의 산란광의 강도의 저하를 막는 것이 가능해진다.If the conditions described above are configured to be described below, it becomes possible to satisfy them. That is, the illumination from the directions 10 and 12 inclined about 45 degrees with respect to the y-axis is stopped, and the illumination is slit by the slit beam 3 from the y-axis direction 11, and the optical axis of the detection optical system 200 from y and By tilting in the x-axis direction, the aperture of the objective lens 201 is placed at the position 20c shown in Fig. 21, so that in the case of the non-repeating pattern, the zero-order diffracted light 21x ', 21y' is objective lens 201. Incident to the opening 20c of can be prevented. In this way, the space filter 202 can be configured to shield only the diffraction light streaks resulting from the repeating pattern, thereby making it possible to prevent the decrease in the intensity of the scattered light from defects such as foreign matter passing through the space filter.

그러나, 이 경우, 대물 렌즈(201)의 N. A. 를 작게 하는 것이 필요해진다.In this case, however, it is necessary to make N. A. of the objective lens 201 small.

문제는, 검출기(205, 206)의 촛점 위치이지만, 도 17에 도시한 바와 같이, 검출기(205, 206)를 기울인 구성에 의해 결상 전 영역에서 촛점을 맞출 수 있다. 이 경우, 검출기(205, 206)의 기울기는 β2의 방향뿐만 아니라, β2 및 방향 14의 양쪽에 수직 방향으로 동시에 기울일 필요가 있다. 또한, 검출 광학계(200)에서는, 텔레센트릭(telecentric) 광학계를 이용하고 있기 때문에, 촛점 위치가 다른 부분에서 횡배율이 변동하는 일은 없다.The problem is the focal position of the detectors 205 and 206, but as shown in Fig. 17, the tilting of the detectors 205 and 206 can focus in the entire image forming area. In this case, the inclinations of the detectors 205 and 206 need to be inclined at the same time in the vertical direction not only in the direction of β2 but also in both β2 and the direction 14. Moreover, since the telecentric optical system is used in the detection optical system 200, the horizontal magnification does not change in the part from which a focal position differs.

다음에, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제3 실시 형태는, 제1 및 제2 실시 형태보다도 뒤떨어지는 것이다.Next, a third embodiment of a defect inspection apparatus such as a foreign matter according to the present invention will be described. This third embodiment is inferior to the first and second embodiments.

이 제3 실시 형태는, 도 22에 도시한 바와 같이, 회로 패턴에 대해 45도의 방향 10, 12로부터, 원추 렌즈(104)를 이용하지 않고, 원통형 렌즈(104')를 이용하여 단순히 슬릿형의 빔의 길이 방향을 조명 방향 10, 12를 향한 슬릿형의 빔(3')을 웨이퍼(1) 상에 조명하는 것이다. 즉, 웨이퍼(1) 상에 형성된 칩의 배열 방향으로부터 45도에 근사한 각도만 기울인 방향 10, 12로부터, 조명의 입사면에 평행한 형상의 빔을 웨이퍼(1) 상에 조명하는 것이다. 당연히, 슬릿형의 빔(3')은, 길이 방향으로는 평행광으로 형성되고, 폭 방향으로는 좁혀진 것이다. 또, 웨이퍼(1) 상에 칩(2) 내에 형성된 반복 패턴, 비반복 패턴으로부터의 회절광에 대해서는, 상기제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지로 된다.In the third embodiment, as shown in Fig. 22, the slit type is simply formed using the cylindrical lens 104 'without using the conical lens 104 from the directions 10 and 12 of 45 degrees with respect to the circuit pattern. The longitudinal direction of the beam is to illuminate the wafer 1 on the slit-shaped beam 3 'facing the illumination directions 10 and 12. That is, a beam having a shape parallel to the incident surface of illumination is illuminated on the wafer 1 from directions 10 and 12 in which only an angle close to 45 degrees is inclined from the arrangement direction of the chips formed on the wafer 1. Naturally, the slit beam 3 'is formed in parallel light in the longitudinal direction and narrowed in the width direction. Moreover, about the diffracted light from the repeating pattern and the non-repeating pattern formed in the chip 2 on the wafer 1, it is the same as that of the said 1st and 2nd embodiment.

이 제3 실시 형태에서는, 칩 비교를 간략화하기 위해서, 스테이지의 주사 방향 y는 칩에 평행 혹은 직각으로 할 필요가 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, TDI 센서의 적분 방향이 스테이지 주사 방향 y와 평행하게 되지 않기 때문에, 검출기(205, 206)로서 TDI 센서는 사용할 수 없다. 따라서, 검출기(205, 206)로서 1차원의 선형 센서를 사용할 필요가 있다. 선형 센서의 경우, 조명의 빔폭보다 좁은 영역으로부터의 광신호를 검출하게 되기 때문에, 조명 광을 효율적으로 이용하기 위해서, 조명 빔(3')은 센서의 상(4)에 가까운 폭까지 좁히면 좋다. 구체적으로는, 예를 들면, 센서의 화소 사이즈가 13마이크론, 광학계의 배율이 6.5배인 경우, 웨이퍼 상에서의 센서의 상은 화소 사이즈 2마이크론으로 된다. 이 경우, 예를 들면, 파장 532㎚의 레이저를 이용하는 경우, 조명계의 렌즈(104') 의 센서의 길이 방향에 직각인 방향의 개구수 N. A. 는, 다음에 나타내는 수학식 5에서 0.5 정도로 하면 좋다. 물론 이것은, 조명의 효율을 올리기 위한 것이고, 필요가 없는 경우에는, 더 작은 N. A.이어도 상관 없다.In this third embodiment, in order to simplify chip comparison, the scanning direction y of the stage needs to be parallel or perpendicular to the chip. In this embodiment, since the integration direction of the TDI sensor does not become parallel to the stage scanning direction y, the TDI sensor cannot be used as the detectors 205 and 206. Therefore, it is necessary to use a one-dimensional linear sensor as the detectors 205 and 206. In the case of the linear sensor, since an optical signal from an area narrower than the beam width of the illumination is detected, the illumination beam 3 'may be narrowed to a width close to the image 4 of the sensor in order to efficiently use the illumination light. . Specifically, for example, when the pixel size of the sensor is 13 microns and the magnification of the optical system is 6.5 times, the image of the sensor on the wafer becomes a pixel size of 2 microns. In this case, for example, when using a laser having a wavelength of 532 nm, the numerical aperture N. A. in the direction perpendicular to the longitudinal direction of the sensor of the lens 104 'of the illumination system may be about 0.5 in the following expression (5). This is, of course, intended to increase the efficiency of the illumination, and may be smaller N.A. if it is not necessary.

d=1. 22·λ/N. A.d = 1. 22 · λ / N. A.

여기서, d는, 빔의 반값 폭, λ는 조명의 파장이다.Where d is the half width of the beam and? Is the wavelength of illumination.

또한, 도 22에 도시한 조명 방법으로, 센서(205, 206)에 TDI를 이용하는 경우, 도 23에 도시한 바와 같은 형상의 특수한 TDI를 이용할 필요가 있다. 즉, 적분 방향이 φ1 경사진 화소 구성으로 되어 있는 특수한 TDI 센서가 된다.In addition, when TDI is used for the sensors 205 and 206 by the illumination method shown in FIG. 22, it is necessary to use special TDI of the shape as shown in FIG. That is, it becomes a special TDI sensor with the pixel configuration in which the integration direction is inclined φ1.

다음에, 이물 등의 결함 검사를 행하는 피검사 대상으로서, 패턴이 없는 산화막 등의 절연막 상에 존재하는 이물 등의 결함 검사에 대해 설명한다.Next, defect inspection of foreign matters and the like existing on an insulating film such as an oxide film without a pattern will be described as an inspection target for performing defect inspection such as foreign matters.

도 24에는, 산화막 등의 투명막에서의 광의 산란 상황을 나타낸다. 예를 들면, 기판(33) 상의 산화막(32)의 표면에 충분히 작은 (조명 파장의 수분의 1) 미립자(이물: 34)가 있는 경우, 여기에서의 광의 파면이 구면 형상으로 사출한다. 즉 산화막측으로 사출함과 동시에 검출기측으로 사출한다. 여기서, 사출한 파면은 산화막(32)과 기초층(33)과의 계면으로 반사한다. 이 반사광과 검출기측으로 사출한 광이 간섭에 의해 사출 방향으로 강약이 생긴다. 이 결과, 예를 들면, 방향 36, 37, 38에 의해 검출 출력이 변하게 된다. 산화막의 두께, 굴절율에 따라서, 이 강도 분포가 변화하고, 그 결과 동일한 방향으로부터 검출한 경우 검출 광의 강도가 변화하여, 감도가 변하게 된다.24 shows a light scattering situation in transparent films such as oxide films. For example, when the surface of the oxide film 32 on the substrate 33 has sufficiently small (1 of moisture of light wavelength) fine particles (foreign material 34), the wavefront of the light is emitted in a spherical shape. That is, it ejects to the oxide film side and to the detector side. Here, the injected wavefront is reflected at the interface between the oxide film 32 and the base layer 33. The reflected light and the light emitted to the detector side generate strength in the emission direction due to interference. As a result, the detection output changes in the directions 36, 37, 38, for example. This intensity distribution changes in accordance with the thickness and refractive index of the oxide film. As a result, when detected from the same direction, the intensity of the detection light changes and the sensitivity changes.

단, 이 모델로 생각한 경우, 조명의 방향에 따라서 검출 광의 출력은 변하지 않는다. 또한, 실험에 의해 조명 광의 입사각을 바꾸더라도 검출 광의 출력은 변하지 않은 것을 확인하고 있다. 그러나, 백색 조명을 하면, 광의 간섭을 없앨 수 있다. 이 때문에, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서, 설치된 백색 조명 광학계(500)는, 산화막 등의 절연막(32) 상에 있는 이물을 검출하기 위한 것이다. 따라서, 절연막(32) 상의 이물을 검출할 때, 백색 광원(106)을 ON으로 하고, 레이저 광원(101)을 OFF하면 좋다. 또한, 통상의 회로 패턴 상의 이물 등의 결함을 검출할 때에는, 레이저 광원(101)을 ON으로 하고, 백색 광원(106)을 OFF하면 좋다. 또한, 조명 광의 파장의 영향을 받는 피검사 대상에 대해서는, 백색 조명을 이용하면 좋다.However, when it considers this model, the output of a detection light does not change with the direction of illumination. In addition, the experiment confirmed that the output of the detection light did not change even if the incident angle of the illumination light was changed. However, with white illumination, interference of light can be eliminated. For this reason, in the said 1st and 2nd embodiment, the white illumination optical system 500 provided is for detecting the foreign material on the insulating film 32, such as an oxide film. Therefore, when detecting the foreign material on the insulating film 32, the white light source 106 may be turned ON and the laser light source 101 may be turned OFF. In addition, when detecting defects such as foreign matter on a normal circuit pattern, the laser light source 101 may be turned ON and the white light source 106 may be turned OFF. In addition, white illumination may be used for the inspection target affected by the wavelength of the illumination light.

백색 조명의 경우, TDI 센서의 시야보다 큰 스폿형으로 조명하게 된다.In the case of white light, the spot light is larger than the field of view of the TDI sensor.

또한, 조명 광으로서 레이저 광원을 이용하는 경우에는, 산화막(32) 상에서의 검출 출력을 안정으로 하기 위해서는, 웨이퍼 표면으로부터 사출하는 광의 대부분을 검출할 수 있는 큰 개구수의 대물 렌즈(201)로 검출할 필요가 있다. 또한, 작은 개구수의 대물 렌즈를 이용하는 경우에는, 복수의 대물 렌즈를 사용하여, 이들에 의한 검출 출력을 적분하여도 좋다. 혹은, 조명 광의 파장을 복수 이용하여, 이들에 의한 검출 결과를 적분하여도 좋다.In the case of using a laser light source as the illumination light, in order to stabilize the detection output on the oxide film 32, a large numerical aperture objective lens 201 capable of detecting most of the light emitted from the wafer surface can be detected. There is a need. In addition, when the objective lens of a small numerical aperture is used, you may use a some objective lens and may integrate the detection output by these. Or you may integrate the detection result by these using multiple wavelength of illumination light.

여기서, 이물로부터의 산란광의 막 내에서의 흡수(감쇠)는 거의 없다고 생각하면 좋다. 이물이 없는 경우, 사출 방향은 한 방향으로 되기 때문에, 간섭에 의해 이 방향의 출력은 변동한다. 그러나, 이물이 있고, 사출 방향이 넓어지는 경우, 이 사출 방향에 의한 강도 분포라는 형태로 간섭이 생기기 때문이다.Here, it is conceivable that there is almost no absorption (damping) in the film of scattered light from foreign matter. In the absence of foreign matter, the ejection direction is in one direction, so that the output in this direction varies due to interference. However, if there is foreign matter and the injection direction is widened, it is because interference occurs in the form of intensity distribution in this injection direction.

도 25에는, 복수의 방향으로부터 검출하는 경우의 실시예의 구성을 나타낸다. 방향 213, 214, 215로 사출한 광을 검출 렌즈(210, 211, 212)에서 결상하고, 검출기(213, 214, 215)로 검출한다. 이 결과는, 참조 번호(451, 452, 453)에서 아날로그 디지탈(A/D) 변환되고, 적분 수단(454)으로 적분되어, 적당한 임계치에 의해 2치화되어 검출 결과로 된다.25 shows the configuration of an embodiment in the case of detecting from a plurality of directions. Light emitted in the directions 213, 214, and 215 is imaged by the detection lenses 210, 211, and 212, and detected by the detectors 213, 214, and 215. This result is converted into analog digital (A / D) by reference numerals 451, 452, and 453, integrated by the integrating means 454, and binarized by an appropriate threshold to be a detection result.

이 검출계(210, 211, 212)는 반드시 3개일 필요는 없고, 2개 있어도 좋다. 또한 여기서의 검출계는, 도 3에 도시한 검출계(200)를 복수개(예를 들면, β1=0도, β1=45도) 이용하는 경우도 포함하는 것이다.The detection systems 210, 211, and 212 do not necessarily need to be three, but may be two. In addition, the detection system here also includes the case where a plurality of detection systems 200 shown in FIG. 3 are used (for example, β1 = 0 degrees and β1 = 45 degrees).

도 26에는, 산화막의 막 두께를 바꾼 경우의 검출 신호의 변화를 나타낸다. (a)는, 어떤 파장에서의 강도 분포(48), (b)는 3개의 다른 파장에서의 강도 변화 (48, 49, 50)을 중첩하여 나타내고 있다. 이 도 26의 (b)에 의해, 복수의 파장을 이용하여 그 검출 결과를 적분함으로써, 도 26의 (a)에 도시한 바와 같은 강도 변화가 크게 저감할 수 있는 것을 알 수 있다.Fig. 26 shows a change in the detection signal when the film thickness of the oxide film is changed. (a) shows the intensity distributions 48 at certain wavelengths and (b) superimposes the intensity changes 48, 49 and 50 at three different wavelengths. 26 (b) shows that the intensity change as shown in FIG. 26 (a) can be greatly reduced by integrating the detection results using a plurality of wavelengths.

이 경우, 검출 신호 강도는 조명 광의 입사각에는 의존하지 않는 것을 알고있기 때문에, 다른 파장의 조명은, 입사각, 혹은, φ1을 바꾼 방향으로부터 조명하면 좋다. 즉, 10, 11, 12의 방향으로부터의 슬릿형의 빔의 파장을 상호 다르게 함으로써, 동일한 검출 광학계(200)에 의해, 산화막 등의 절연막 상의 이물을 나타낸 신호를 검출하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 각 방향으로부터의 슬릿형의 빔의 파장을 다르게 함으로써, 상호 간섭하지 않기 때문에, 동일한 검출 광학계(200)로 검출하는 것이 가능해지고, 검출 광학계를 복수 준비함으로써 비용 상승을 회피할 수 있다. 또한, 검출 광학계(200)은 적어도 2개의 파장으로, 용이하게 색 수차(및 촛점 거리)를 보정할 수 있기 때문에, 2개의 파장을 이용하는 한 실현 상의 곤란성은 없다.In this case, since it is known that the detection signal intensity does not depend on the incidence angle of the illumination light, illumination of another wavelength may be illuminated from the incidence angle or the direction in which? 1 is changed. That is, by making the wavelengths of the slit-shaped beams from the directions of 10, 11 and 12 different from each other, the same detection optical system 200 makes it possible to detect a signal indicating foreign matter on an insulating film such as an oxide film. In this way, since the wavelengths of the slit-shaped beams from each direction are different from each other, the mutual interference does not occur, so that the detection can be performed with the same detection optical system 200, and cost increase can be avoided by preparing a plurality of detection optical systems. In addition, since the detection optical system 200 can easily correct chromatic aberration (and focal length) with at least two wavelengths, there is no difficulty in realization as long as two wavelengths are used.

다음에, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 그런데, 반도체 소자는 점점 극미세화가 진행되는 반면, 제조 수율도 한층 더 향상시키는 것이 요구되어 있다. 따라서, 이러한 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 웨이퍼 등의 반도체 기판에는, 0.3∼0.2㎛ 이하의 극미세화된 회로 패턴이 형성되어 있는 관계로 반도체 기판 상에 존재하는 이물 등의 결함이 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 분자 혹은 원자 레벨에 가까운 것이 존재하더라도 반도체 소자로서 동작 불량의 원인이 되는 상황이다.Next, the fourth embodiment of the defect inspection apparatus such as the foreign matter according to the present invention will be described. By the way, while semiconductor devices are becoming increasingly finer, it is required to further improve the production yield. Therefore, in the semiconductor substrate such as a semiconductor wafer for manufacturing such a semiconductor element, since a micronized circuit pattern of 0.3 to 0.2 µm or less is formed, defects such as foreign matters present on the semiconductor substrate are about 0.1 µm or less. Even if there are extremely minute molecules or near the atomic level, it is a situation that causes malfunctions as a semiconductor device.

이러한 상황에 있기 때문에, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치에서는 0.3∼0.2㎛ 정도 이하의 극미세화된 회로 패턴이 존재하는 반도체 웨이퍼 등의 반도체 기판 상에 존재하는 극히 미소한 이물 등의 결함을 고감도로 또한 고속으로 검사할 수 있는 것이 요구되고 있다.In such a situation, in the defect inspection apparatus such as the foreign material according to the present invention, defects such as extremely small foreign matters present on a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer in which a micronized circuit pattern of about 0.3 to 0.2 µm or less exists are present. It is required to be able to inspect with high sensitivity and at high speed.

도 35에는, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 제4 실시 형태의 개략 구성을 나타낸 도면이다. 도 36은, 그 조명 광학계의 하나의 실시예를 나타낸 도면이다.It is a figure which shows schematic structure of 4th Embodiment of the defect inspection apparatuses, such as a foreign material concerning this invention. 36 is a diagram showing one embodiment of the illumination optical system.

즉, 이물 등의 결함 검사 장치는, 상기 반도체 웨이퍼(반도체 기판) 등과 같이 극미세화된 회로 패턴이 형성된 이물 등의 결함을 검사하는 피검사 대상물(1)을 얹어 놓는 스테이지(301, 302, 303)와, 반도체 레이저, 아르곤 레이저, YAG-SHG 레이저, 엑시마 레이저 등의 레이저 광원 등으로 이루어지는 조명 광원(101)과, 상기 조명 광원(레이저원: 101)으로부터 출사된 고휘도의 광을 경사 방향으로부터, 도 37에 도시한 바와 같이 조도로서 거의 가우스 분포를 갖는 슬릿형의 가우스빔 광속(조명 영역 3: 107)으로 피검사 대상 기판(1) 상에 조명하는 조명 광학계(102∼105)와, 검출 렌즈(대물 렌즈: 201), 공간 필터(202), 결상 렌즈(203), ND 필터(207), 및 빔 스플리터(204) 등으로 구성되고, 검출 영역(4)으로부터의 반사 회절광(혹은 산란광)에 기인하여 통과하여 결상시키는 검출 광학계와, TDI 이미지 센서, CCD 이미지 센서 등으로 구성되며, 검출 영역(4)에 대응하는 수광면을 갖는 검출기(205, 206)와, 상기 검출기(205, 206)로부터 검출되는 화상 신호에 기인하여 이물 등의 결함을 검출하는 연산 처리부(400)에 의해 구성된다. 또, 이 결함 검사 장치에는, 피검사 대상물(1)의 표면을 검출기(205, 206)의 수광면에 결상시키도록 자동 촛점 제어계를 구비하고 있다.That is, a defect inspection apparatus such as a foreign material is a stage (301, 302, 303) on which the inspection target object (1) for inspecting a defect such as a foreign material, such as a semiconductor wafer (semiconductor substrate), on which an extremely fine circuit pattern is formed, is inspected. And an illumination light source 101 composed of a laser light source such as a semiconductor laser, an argon laser, a YAG-SHG laser, an excimer laser, or the like, and the light of high luminance emitted from the illumination light source (laser source 101) from an inclined direction, As shown in FIG. 37, illumination optical systems 102-105 and a detection lens illuminated on the inspection target substrate 1 with a slit Gaussian beam of light (illumination region 3: 107) having a substantially Gaussian distribution as illumination. (Objective lens 201), spatial filter 202, imaging lens 203, ND filter 207, beam splitter 204, etc., and reflected diffracted light from the detection area 4 (or scattered light) Detecting passing through due to Detectors 205 and 206 having a light receiving surface corresponding to the detection area 4, and image signals detected from the detectors 205 and 206. It is comprised by the operation processing part 400 which detects defects, such as a foreign material. Moreover, this defect inspection apparatus is equipped with the automatic focus control system so that the surface of the to-be-tested object 1 may image to the light receiving surface of the detector 205,206.

조명 광원(101), 및 조명 광학계(102∼105)의 구체적 구성은, 도 36에 도시한 바와 같이, 조명 광원(101)으로부터 출사된 예를 들면 레이저 빔(1006)의 빔 직경을 확대시키는 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈(102)와, 오목 또는 볼록 렌즈(102)로 확대된 빔을 거의 평행한 광속으로 변환하는 콜리메이트 렌즈(103)와, 상기 콜리메이트 렌즈(103)로 변환된 거의 평행한 광에 대해 y축 방향으로 집속하여 피검사 대상물(1) 상에 도 37에 도시한 바와 같이 조도로서 거의 가우스 분포를 갖는 슬릿형의 가우스 빔광속(조명 영역 3: 1007)으로 조사하는 원추 곡면을 갖는 조명 렌즈(y축 방향으로 집속 기능을 갖는 광학계: 104)로 구성된다.The specific configuration of the illumination light source 101 and the illumination optical systems 102-105 is a concave which enlarges the beam diameter of the laser beam 1006 emitted from the illumination light source 101, as shown in FIG. Lens or convex lens 102, collimated lens 103 for converting the beam enlarged by concave or convex lens 102 into a substantially parallel luminous flux, and nearly parallel light converted to the collimated lens 103 Has a conical curved surface irradiated with a slit Gaussian beam beam (illumination area 3: 1007) having a nearly Gaussian distribution as roughness as shown in FIG. And an illumination lens (optical system 104 having a focusing function in the y-axis direction).

또, 오목 렌즈 또는 볼록 렌즈(102)와 콜리메이트 렌즈(103)에 의해 빔 직경을 확대한 빔 확장기를 구성한다. 이 조명 광학계(102∼104)로서, 콜리메이터 렌즈, 오목 렌즈, 및 리시버 렌즈로 이루어지는 빔 확장기와, 상기 빔 확장기로 변환된 거의 평행한 광속에 대해 y축 방향으로 집속하여 피검사 대상물(1) 상에 도 36에 도시한 바와 같이 조도로서 거의 가우스 분포를 갖는 슬릿형의 가우스빔 광속(조명 영역2: 1007)으로 조사하는 원추 렌즈(y축 방향으로 집속 기능을 갖는 광학계: 104)와, 상기 원추 렌즈(104)로 얻어지는 슬릿형 가우스빔 광속(1007)을 반사시켜 피검사 대상물(1)에 대해 경사 방향으로부터 조사하는 미러로 구성할 수 있다.Moreover, the concave lens or convex lens 102 and the collimator lens 103 comprise the beam expander which enlarged the beam diameter. As the illumination optical systems 102 to 104, a beam expander consisting of a collimator lens, a concave lens, and a receiver lens, and the light beams focused in the y-axis direction with respect to a substantially parallel light beam converted by the beam expander, are used. As shown in Fig. 36, a conical lens (optical system having a focusing function in the y-axis direction) irradiated with a slit gaussian beam (illumination region 2: 1007) having a substantially Gaussian distribution as illuminance, and the cone The slit-shaped Gaussian beam of light 1007 obtained by the lens 104 can be reflected, and a mirror irradiated from the oblique direction to the inspection object 1 can be configured.

그런데, 이 구성에 의해, 오목 또는 볼록 렌즈(102)와 콜리메이트 렌즈(103) 사이의 거리 b 또는 오목 렌즈와 리시버 렌즈 사이의 거리를 가변하여 설정함으로써, 조도로서 거의 가우스 분포를 갖는 x 방향의 조명 폭을 가변하여 설정할 수 있다. 즉, 빔 확장기를 조정함으로써, 조도로서 거의 가우스 분포를 갖는 조명 영역(슬릿형의 광속 1007: 3)의 x 방향의 길이 Lx를 가변하여 설정하는 것이 가능하다. 또한, 원추 렌즈(104)와 피검사 대상물(1) 사이의 거리를 바꿈으로써 집속된 조명 영역(슬릿형의 가우스빔 광속 1007: 3)의 y 방향의 폭 Ly를 가변하여 설정할 수 있다.By this configuration, by varying the distance b between the concave or convex lens 102 and the collimated lens 103 or the distance between the concave lens and the receiver lens, the x direction having almost Gaussian distribution as roughness is set. The lighting width can be changed. That is, by adjusting the beam expander, it is possible to vary and set the length Lx in the x direction of the illumination region (slit-shaped luminous flux 1007: 3) having a substantially Gaussian distribution as the illuminance. Further, by changing the distance between the conical lens 104 and the inspection target object 1, the width Ly in the y direction of the focused illumination region (slit-shaped Gaussian beam of light 1007: 3) can be varied.

도 37에 도시한 검출 영역(4)은, 피검사 대상물(1) 상에 있어서의 TDI 이미지 센서나 CCD 이미지 센서에 의한 검출 영역을 나타낸다. 예를 들면, TDI 이미지 센서의 경우, 각 화소 사이즈가 예를 들면 27㎛×27㎛이고, 시간 지연 적분(TDI) 방향으로 예를 들면 64행, TDI 모드로 동작하는 MUX 방향으로 예를 들면 4096열의 64×4096 CCD 촬상 센서로 구성된다. 즉, TDI 이미지 센서(205a, 206a)는 도 38에 도시한 바와 같이, 라인 센서가 n(예를 들면 64)단 형성된 것이다. 센서로부터 출력되는 정보량인 라인 레이트는, 라인 센서와 동등하거나, 라인 레이트 rt마다, 축적된 전하가 라인 1, 2, …로 순차 전송되어 가고, 피검사 대상물(1)을 y축 방향으로 이동시키는 y 스테이지(302)의 이송 속도를, 라인 레이트와 동기시킴으로써, 예를 들면 미소 이물(5)로부터의 산란광 혹은 회절광에 기초하는 광상(6)은 라인 n에 이를 때까지의 장시간에 걸쳐 축적되게 되고, 극히 미소한 이물 등의 결함에 대해서도 고감도로 검출하는 것이 가능해진다. 이 이미지 센서에서는, 기본적으로는 미소 이물 등의 결함의 상이나 라인(1)으로부터 라인 n에 도달할 때까지의 산란광혹은 회절광 강도의 총합을 검출하게 되지만, 라인 각각에 도달하는 피검사 대상 기판의 동일점으로부터의 산란광 혹은 회절광은, 시간적으로 완전히 인코히어런트로 된다.The detection area 4 shown in FIG. 37 represents a detection area by a TDI image sensor or a CCD image sensor on the inspection target object 1. For example, in the case of the TDI image sensor, each pixel size is 27 μm × 27 μm, for example, 64 rows in the time delay integration (TDI) direction, for example, 4096 in the MUX direction operating in the TDI mode. It consists of a row of 64x4096 CCD imaging sensors. That is, as shown in Fig. 38, the TDI image sensors 205a and 206a are formed with n (eg, 64) line sensors. The line rate, which is the amount of information output from the sensor, is equal to the line sensor, or the accumulated charge is accumulated in lines 1, 2,... By sequentially transferring the object to be inspected 1 in the y-axis direction, the feed rate of the y stage 302 is synchronized with the line rate, for example, to scattered light or diffracted light from the fine foreign material 5. The underlying optical image 6 accumulates over a long time until reaching the line n, and it becomes possible to detect with high sensitivity even a defect such as an extremely small foreign matter. In this image sensor, basically, the image of a defect such as a fine foreign material or the sum of the scattered light or the diffracted light intensity from the line 1 to the line n is detected. Scattered light or diffracted light from the same point becomes incoherent completely in time.

이상 설명한 바와 같이, 조명 광원(101)으로부터 출사된 빔을 조명 광학계(조사 광학계: 102∼104)에서 슬릿형의 가우스빔 광속(1007)으로 변환하고, 이 변환된 슬릿형의 광속(1007)으로 스테이지(301∼303) 상의 피검사 대상 기판(1)의 표면에 조명 영역(3)이 형성되도록 예를 들면 경사 방향으로부터 조사한다. TDI 이미지 센서 등으로 구성되는 검출기(205a, 206a)는 y 스테이지(302)를 y축 방향으로 이동시킴으로써 피검사 대상 기판(1)을 y축 방향으로 이동시키면서, 상기 이송 속도와 동기한 라인 레이트 rt에서 각 화소에 축적된 전하를 순차 전송해 감으로써, 검출 광학계(201∼204)에서 결상되는 피검사 대상 기판(1) 상에 있어서의 검출 영역(4)의 광상을 촬상하면서 검출 영역(4)의 폭 H에서 주사하여 각 화소(소자)마다 검출하고, 이 검출되는 신호를 연산 처리부(400)에서 처리함으로써 상기 검출 영역(4)에 존재하는 미소 이물 등의 결함을 고감도로, 또한 고속으로 검사를 할 수 있다.As described above, the beam emitted from the illumination light source 101 is converted into the slit gaussian beam luminous flux 1007 by the illumination optical system (irradiation optics 102-104), and converted into the converted slit luminous flux 1007. Irradiation is performed, for example, from the inclination direction so that the illumination region 3 is formed on the surface of the inspection target substrate 1 on the stages 301 to 303. The detectors 205a and 206a constituted by a TDI image sensor or the like move the y-stage 302 in the y-axis direction to move the inspected substrate 1 in the y-axis direction, while keeping the line rate rt synchronized with the transfer speed. By sequentially transferring the charges stored in each pixel at, the detection region 4 is imaged while imaging the optical image of the detection region 4 on the inspection target substrate 1 formed in the detection optical system 201 to 204. Scans at each width H of each pixel (element), and detects the detected signal in the detection area 4 with high sensitivity and high speed by processing the detected signal in the operation processing unit 400. You can do

이와 같이, TDI 이미지 센서(205a, 206a)를 이용함으로써, 미소 이물 등의 결함으로부터 생기는 산란광 혹은 회절광의 조도의 총합(광량= 조도×시간)을 취할 수 있어, 감도를 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 한번에 슬릿형의 빔광속(1007)을 조사 영역(3)에 조사하고, TDI 이미지 센서(205a, 206a)의 라인 레이트 rt와 동기시켜 피검사 대상 기판(1)을 y축 방향으로 이동시키면서, TDI 이미지 센서로 검출 영역(4)에 대해 수광함으로써, 넓은 폭 H를 갖는 검출 영역(4)에 존재하는 미소 이물 등의 결함을, 고속으로 검사를 하는 것이 가능하다.By using the TDI image sensors 205a and 206a in this manner, the sum of the illuminance of scattered light or diffracted light resulting from defects such as micro foreign matters (light quantity = illuminance x time) can be taken, and the sensitivity can be improved. In addition, the slit beam beam 1007 is irradiated to the irradiation area 3 at a time, and the substrate to be inspected 1 is moved in the y-axis direction in synchronization with the line rates rt of the TDI image sensors 205a and 206a. By receiving the detection area 4 with the TDI image sensor, it is possible to inspect defects such as micro foreign matters present in the detection area 4 having a wide width H at high speed.

또한, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을, 고감도로, 또한 고속으로 검사하기 위한 본 발명에 따른 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 즉, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을, 고감도로 검출하고자 하면, TDI 이미지 센서(302a)의 각 화소에 있어서 수광하는 극히 미소한 이물 등의 결함으로부터의 산란광 혹은 회절광 강도를 강하게 할 필요가 있음과 동시에, 피검사 대상 기판(1) 상에서의 각 화소 사이즈를 1㎛×1㎛ 정도 이하로 할 필요가 있다.In addition, a fourth embodiment according to the present invention for inspecting defects such as extremely small foreign matters of about 0.1 μm or less with high sensitivity and at high speed will be described. That is, when it is desired to detect defects such as extremely fine foreign substances of about 0.1 μm or less with high sensitivity, the scattered light or diffracted light intensity from defects such as extremely fine foreign substances or the like received in each pixel of the TDI image sensor 302a is measured. While it is necessary to make it strong, it is necessary to make each pixel size on the to-be-tested substrate 1 into 1 micrometer x 1 micrometer or less.

이와 같이 피검사 대상 기판(1) 상에서의 각 화소 사이즈를 1㎛×1㎛ 정도 이하로 하기 위해서는, TDI 이미지 센서의 각 화소 사이즈가 예를 들면 27㎛×27㎛의 경우, 대물 렌즈 등의 검출 광학계(201∼204)의 결상 배율 M을 약 27배 정도 이상으로 하면, 실현하는 것은 가능해진다. 또, TDI 이미지 센서(205a, 206a)로서 26×4096 CCD 촬상 센서로 구성한 것으로 사용하면, 검출 영역(4)은 W=26㎛ 정도 이하, H=4096㎛ 정도 이하가 된다.Thus, in order to make each pixel size on the to-be-tested substrate 1 into 1 micrometer x 1 micrometer or less, when each pixel size of a TDI image sensor is 27 micrometers x 27 micrometers, detection of an objective lens etc. is carried out. When the imaging magnification M of the optical systems 201 to 204 is about 27 times or more, it is possible to realize. In addition, when the TDI image sensors 205a and 206a are constituted by 26 × 4096 CCD imaging sensors, the detection area 4 is about W = 26 μm or less and H = 4096 μm or less.

또한, 피검사 대상 기판(1)의 표면으로부터 얻어지는 산란광 혹은 회절광에 의한 광상을 TDI 이미지 센서(205a, 206a)의 수광면에 결상시키는 검출 광학계(201∼204)는, 대물 렌즈 등으로 구성되는 관계에서, 렌즈 수차에 기초하여 렌즈의 중심부(광축2001)에 비해 주변으로 행함에 따라서 MTF(Modulation TransferFunction) (정현파 패턴의 상의 콘트라스트의 변화를 공간 주파수의 함수로서 나타낸 것)가 저하하는 특성을 갖는다. 그 때문에, 도 38의 (a)에 도시한 TDI 이미지 센서(205a, 206a)의 수광면에 있어서의 광축(2001)으로부터 가장 벗어나 MTF가 가장 저하하는 단부(주변)의 화소(205ae, 206ae), 즉, 도 37에 도시한 검출 영역(4)의 광축(2001)으로부터 가장 벗어나 MTF가 가장 저하하는 단부(주변)에 위치하는 극히 미소한 이물 등의 결함으로부터의 산란광 혹은 회절광 강도를 강하게 할 필요가 있다.In addition, the detection optical systems 201 to 204 for forming an optical image by scattered light or diffracted light obtained from the surface of the inspection target substrate 1 on the light receiving surface of the TDI image sensors 205a and 206a are composed of an objective lens or the like. In relation to this, the MTF (Modulation TransferFunction) (in which the change in contrast of the image of the sinusoidal wave pattern as a function of the spatial frequency) decreases as the periphery is performed relative to the center of the lens (optical axis 2001) based on the lens aberration. . For this reason, the pixels 205ae and 206ae at the end (peripheral) where the MTF is the lowest from the optical axis 2001 on the light receiving surface of the TDI image sensors 205a and 206a shown in FIG. That is, it is necessary to strengthen the scattered light or diffracted light intensity from a defect such as an extremely small foreign material located at the end (periphery) where the MTF is farthest from the optical axis 2001 of the detection region 4 shown in FIG. There is.

그런데, 조명 광원(101) 및 조명 광학계(102∼104)에 의해 피검사 대상 기판(1)의 표면에 조사 영역(3)에서 조사되는 슬릿형의 가우스빔 광속(1007)의 조도는, 도 37에 도시한 바와 같이, 통상 가우스 분포를 갖는 관계로, 검출 영역(4) 밖의 조명은 쓸데 없어지지만 조명 영역(3)을 검출 영역(4)보다도 넓혀서 조명할 필요가 있다.By the way, the illuminance of the slit-shaped Gaussian beam luminous flux 1007 irradiated to the surface of the test subject board | substrate 1 by the illumination light source 101 and the illumination optical system 102-104 at the irradiation area 3 is FIG. As shown in Fig. 1, since the illumination area outside the detection area 4 is obsolete due to the usual Gaussian distribution, the illumination area 3 needs to be wider than the detection area 4 and illuminated.

그래서, 이러한 상태로부터, 본 발명은, 조명 광원(101)으로부터 출사되는 조도를 증대시키지 않고서 조명 광원(101)으로부터 출사되는 광량을 유효하게 활용하여, 검출 영역(4)의 광축(2001)으로부터 가장 벗어나 MTF가 가장 저하하는 단부(주변)에 위치하는 조도를 가장 증대시키고, 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을 고감도로 검출하는 것이다. 즉, 필요 최소한의 조도를 출사하는 염가인 조명 광원(반도체 레이저, 아르곤 레이저, YAG-SHG 레이저, 엑시마 레이저 등의 레이저 광원, 크세논 램프, 수은 램프 등의 방전관, 할로겐 램프 등의 필라멘트 광원 등으로 이루어진다: 101)을 이용하여, 조명 광학계(102∼104)에 의해 검출영역(4)의 광축(2001)으로부터 가장 벗어나 MTF가 가장 저하하는 단부(주변)에 위치하는 조도를 가장 증대시켜, 효율이 높은 조명을 실현하는 것이다.Therefore, from this state, the present invention effectively utilizes the amount of light emitted from the illumination light source 101 without increasing the illuminance emitted from the illumination light source 101, and thus, from the optical axis 2001 of the detection region 4, In addition, the roughness located at the end (peripheral) where MTF is most deteriorated is most increased, and defects such as extremely small foreign matters of about 0.1 μm or less are detected with high sensitivity. In other words, it is an inexpensive illumination light source (semiconductor laser, argon laser, YAG-SHG laser, excimer laser light source, discharge tube such as xenon lamp, mercury lamp, filament light source such as halogen lamp) that emits the minimum required illuminance. By using 101, the illumination optical system 102-104 further increases the illuminance located at the end (periphery) where the MTF is the lowest from the optical axis 2001 of the detection area 4, where the MTF is the lowest. It is to realize high lighting.

즉, 본 발명은 구체적으로는, 조명 광원(101) 및 조명 광학계(102∼104)에 의해 가우스 분포의 조도를 갖는 슬릿형의 빔광속(1007)으로 피검사 대상 기판(1)의 조사 영역(3)에 조사할 때, 검출 영역(4)의 주변부에서의 조도가 최대가 되도록 조명 광학계(102∼104)를 조정(제어)하여 조명의 폭을 결정한다. 여기서, 슬릿형의 빔 광속(1007)의 조도나 가우스 분포의 경우, 도 37에 도시한 바와 같이 다음에 나타내는 수학식 6이 되므로, 조명 영역의 최외주에서 조도가 최대가 되는 것은, 다음에 나타내는 수학식 7의 경우가 된다.That is, this invention is specifically, the irradiation area | region of the to-be-tested target board | substrate 1 with the slit-shaped beam beam 1007 which has the illumination intensity of Gaussian distribution by the illumination light source 101 and illumination optical systems 102-104. When irradiating 3), the illumination optical systems 102-104 are adjusted (controlled) so that the illuminance at the periphery of the detection area 4 is maximum to determine the width of illumination. Here, in the case of illuminance and Gaussian distribution of the slit beam beam 1007, as shown in Fig. 37, the following equation (6) is shown. Therefore, the illuminance at the outermost periphery of the illumination area is shown next. This is the case in equation (7).

이 경우, TDI 이미지 센서(205a, 206a)의 수광면이 대응하는 검출 영역(4)의 x축 방향의 최외주(단부)에서의 조도 f(x0)는, 중심부 f(0)의 약 60.7%로 최대가 된다. 즉, 수학식 7에 있어서, x0=σ(σ=1이고, x0=1)일 때, 최대치 f(x0) =0.607f(0)으로 된다. 또, 상기 수학식 6에 있어서, x0=0.8σ∼1. 2σ(σ=1이고, x0=0. 8∼1. 2 (가우스빔 광속 1007에 대해 조명 광학계 102∼104에 의한 ±20% 정도의 정형 오차를 허용함))일 때, f(x0) =0. 49f(0) ∼ 0.73f(0)으로 된다. 또한, 상기 수학식 6에 있어서, 0.8x0 ∼ 1.2x0 = σ(σ=0. 8∼1.2(가우스빔 광속 1007에 대해 조명 광학계 102∼104에 의한 ±20% 정도의 정형 오차를 허용함)로, x0=1)일 때, f(x0)=0.46f(0)∼0.71f(0)으로 된다. 따라서, 조명 광학계(102∼104)에 의한 가우스빔 광속(1007)의 x0=σ(σ=1이고, x0=1)로 하는 정형 오차로서 ±20% 정도 허용하면, 검출 영역(4)에 있어서 중심부(광축 2001)의 조도 f(0)에 대한 주변부(외주부)의 조도 f(x0)의 비는 0.46∼0.73(f(x0) =0. 46f(0)∼0.73f(0))으로 된다. 또, 조명 광학계(102∼104)에 의한 가우스빔 광속(1007)의 x0=σ(σ=1이고, x0=1)로 하는 정형 오차로서 ±10% 정도 허용하면, 검출 영역(4)에 있어서 중심부(광축 2001)의 조도 f(0)에 대한 주변부(외주부)의 조도 f(x0)의 비는, 0.54∼0.67(f(x0)=0. 54f(0)∼0.67f(0))로 된다.In this case, the illuminance f (x0) at the outermost periphery (end) in the x-axis direction of the detection region 4 corresponding to the light receiving surfaces of the TDI image sensors 205a and 206a is about 60.7% of the central portion f (0). To the maximum. That is, in equation (7), when x0 = σ (σ = 1 and x0 = 1), the maximum value f (x0) = 0.607f (0) is obtained. In Equation 6, x0 = 0.8σ-1. When 2σ (σ = 1 and x0 = 0.8 to 1.2 (allowing about 20% of shaping error by the illumination optical system 102 to 104 for the Gaussian beam of light 1007)), f (x0) = 0. 49 f (0) to 0.73 f (0). In Equation 6, 0.8x0 to 1.2x0 = sigma (σ = 0.8 to 1.2 (allowing a shaping error of ± 20% by the illumination optical system 102 to 104 for a Gaussian beam of light 1007). When x0 = 1), f (x0) = 0.46f (0) to 0.71f (0). Therefore, in the detection area 4, about ± 20% of the Gaussian beam of light 1007 by the illumination optical system 102 to 104 is allowed as a shaping error of x0 = σ (σ = 1 and x0 = 1). The ratio of the illuminance f (x0) of the peripheral portion (outer peripheral portion) to the illuminance f (0) of the central portion (optical axis 2001) is 0.46 to 0.73 (f (x0) = 0.46f (0) to 0.73f (0)). . In addition, in the detection area 4, when the tolerance of the Gaussian beam of light 1007 by the illumination optical system 102 to 104 is approximately 10% as a shaping error of x0 = σ (σ = 1 and x0 = 1), The ratio of illuminance f (x0) of the peripheral portion (outer peripheral portion) to the illuminance f (0) of the central portion (optical axis 2001) is 0.54 to 0.67 (f (x0) = 0.54f (0) to 0.67f (0)). do.

어쨋든, 검출 영역(4)에 있어서 중심부(광축 2001)의 조도 f(0)에 대한 주변부(외주부)의 조도 f(x0)의 비가 0.46∼0.73이 되도록 가우스빔 광속(1007)을 조명 광학계(102∼104)에 의해 정형함으로써, 조명 광원(101)으로부터 출사되는 빔을 유효하게 활용하여 검출 영역(4)의 주변부에서의 조도를 최대로 가까이 하는 것이 가능해진다.In any case, the Gaussian beam of light 1007 is illuminated in the detection region 4 so that the ratio of the illuminance f (x0) of the peripheral portion (outer peripheral portion) to the illuminance f (0) of the central portion (optical axis 2001) is 0.46 to 0.73. By shaping by -104, it becomes possible to effectively utilize the beam radiate | emitted from the illumination light source 101, and to make the illumination intensity in the periphery of the detection area 4 as close as possible.

도 39에 도시한 그래프에는, 조명 광원(101)으로부터 출사되는 조도의 총합인 광량을 바꾸지 않고서, x축 방향의 조명의 폭, 즉 표준 편차 σ를 바꿀 때의 검출 영역(4)의 x축 방향의 외주부(x0=1)에서의 조도(단위 면적당 광량) f(x0=1)의 변화를 나타내었다.In the graph shown in FIG. 39, the x-axis direction of the detection area 4 at the time of changing the width | variety of illumination of the x-axis direction, ie, standard deviation (sigma), without changing the amount of light which is the sum total of the illumination intensity emitted from the illumination light source 101 is shown in FIG. The change of illuminance (light quantity per unit area) f (x0 = 1) at the outer peripheral part of (x0 = 1) is shown.

또한, 도 40에 도시한 그래프에는, 조명 광원(101)으로부터 출사되는 조도의 총합인 광량을 바꾸지 않고서, 조명의 폭, 즉 표준 편차 σ를 σ=0. 5, σ=1, σ=2로 바꿀 때의 검출 영역(4)의 x축 방향의 좌표 x0에 있어서의 조도(단위 면적당 광량) f(x0)의 변화를 나타내었다.In the graph shown in FIG. 40, the width of the illumination, that is, the standard deviation σ is set to σ = 0 without changing the amount of light that is the sum of the illuminance emitted from the illumination light source 101. The change of illuminance (light quantity per unit area) f (x0) in the coordinate x0 of the detection area 4 of the detection area 4 at the time of changing to 5, (sigma) = 1 and (sigma) = 2 was shown.

이들 도 39 및 도 40에서도 알 수 있듯이, 검출 영역(4)의 x축 방향의 외주부(x0=1)에 있어서의 조도를 거의 최대로 하기 위해서는, 조명 광학계(102∼104)에 의한 가우스 분포에 기초하는 x축 방향의 조명의 폭을 거의 σ=1(표준 편차σ=x0)이 되도록 조명하면 된다. 즉, 도 37에 도시한 바와 같이, 검출 영역(4)의 광축인 중심으로부터 x축 방향의 외주부까지의 길이를 x0으로 할 때, 조명 광학계(102∼104)에 의해 거의 표준 편차 σ=x0 (검출 영역 4의 광축인 중심으로부터 x축 방향의 외주부까지의 길이)이 되는 가우스 분포의 조도를 갖는 슬릿형의 빔 광속(1007)으로 정형하여 피검사 대상 기판(1)에 대해 조명 영역(3)(Lx, Ly는 조도 f가 f(0)의 0.2 이상의 영역을 나타냄)으로서 조명하면 된다.39 and 40, in order to substantially maximize the illuminance at the outer circumferential portion (x0 = 1) in the x-axis direction of the detection region 4, the gaussian distribution by the illumination optical systems 102 to 104 is applied. What is necessary is just to illuminate so that the width | variety of illumination of the base x-axis direction may become (sigma) = 1 (standard deviation (sigma) = x0). That is, as shown in FIG. 37, when the length from the center which is the optical axis of the detection area 4 to the outer peripheral part of the x-axis direction is set to x0, the illumination optical system 102-104 makes almost standard deviation (sigma) = x0 ( The illumination region 3 with respect to the substrate 1 to be inspected by shaping into a slit beam beam 1007 having a roughness of Gaussian distribution, which is the length from the center, which is the optical axis of the detection region 4, to the outer peripheral portion in the x-axis direction). What is necessary is just to illuminate as (Lx, Ly represents the area | region where illumination intensity f is 0.2 or more of f (0)).

또, 실제는, 검출기(205, 206)로서, TDI 이미지 센서나 2차원 선형 이미지 센서를 이용하는 경우, 광축(2001)으로부터 가장 벗어나 MTF가 가장 저하하는 화소는, 검출 영역(4)의 각부(TDI 이미지 센서의 경우 도 38에 도시한 각부에 위치하는 화소 205ac, 206ac가 대응함)에 위치하게 되기 때문에, 상기 x0으로서, √((H/2)2+(W/2)2)로 하는 것이 바람직하다. W를 무시할 수 있으면, x0= (H/2)로 된다. H 및 W는, 피검사 대상 기판 상에 있어서의 검출 영역(4)의 x축 방향의 폭(길이) 및 y축 방향의 폭을 나타낸다. TDI 이미지 센서나 2차원 선형 이미지 센서에 있어서의 수광 영역(촬상 영역)에 있어서의 x축 방향의 폭은 (H×M), y축 방향의 폭은 (W×M)로 나타나게 된다. 또, M은 결상 광학계(201∼204)에 의한 결상 배율을 나타낸다.In fact, when the TDI image sensor or the two-dimensional linear image sensor is used as the detectors 205 and 206, the pixel in which the MTF falls the most away from the optical axis 2001 is the corner of the detection area 4 (TDI). In the case of the image sensor, the pixels 205ac and 206ac corresponding to the respective portions shown in FIG. 38 are located). Therefore, as x0, √ ((H / 2) 2 + (W / 2) 2 ) is preferable. Do. If W can be ignored, x0 = (H / 2). H and W represent the width (length) of the detection area | region 4 on the test subject board | substrate, and the width of the y-axis direction. The width in the x-axis direction in the light receiving area (imaging area) of the TDI image sensor or the two-dimensional linear image sensor is represented by (H × M), and the width in the y-axis direction is represented by (W × M). In addition, M represents the imaging magnification by the imaging optical systems 201-204.

이상 설명한 바와 같이, 검출 영역(4)의 x축 방향의 외주부(TDI 이미지 센서나 2차원 선형 이미지 센서를 이용하는 경우, 광축(2001)으로부터 가장 벗어난 화소)를 x0 (=√((H/2)2+(W/2)2) 또는 (H/2))로 할 때, 조명 광학계(102∼104)에 의해 거의 σ=x0으로 되는 가우스 분포의 조도를 갖는 슬릿형의 빔광속(1007)으로 정형하여 피검사 대상 기판(1)에 대해 조명 영역(3: Lx, Ly는 조도 f가 f(0)의 0.2 이상의 영역을 나타냄)으로서 조명함으로써, 파워가 큰 특수한 조명 광원을 이용하지 않고, 염가인 통상의 조명 광원(반도체 레이저, 아르곤 레이저, YAG-SHG 레이저, 엑시마 레이저 등의 레이저 광원, 크세논 램프, 수은 램프 등의 방전관, 할로겐 램프 등의 필라멘트 광원 등으로 이루어짐: 101)을 이용하여, 효율이 좋은 조명이 실현되고, 그 결과, 검출 광학계(201∼204)에 의해 MTF가 가장 저하하는 검출기(205, 206)의 주변부에서의 화소에 의해 수광하는 미소한 이물 등의 결함으로부터의 산란광 혹은 회절 광 강도를 강하게 하는 것이 가능하며, 0.1∼0.5㎛ 정도의 미소 이물은 처음부터 0.1㎛ 정도 이하의 극히 미소한 이물 등의 결함을, 고감도로, 또한 고속으로 (고작업 처리량으로) 검출할 수 있다. 또, 검출 영역(4)의 특히 x축 방향의 중앙부와 주변부와의 사이에서 조도가 (f (x0) =0. 46f(0)∼0. 73f(0))의 관계와 같이 다르더라도, 화상 처리부(400)에 있어서, 피검사 대상물(1)을 y축 방향으로 이동시켜 TDI 이미지 센서 등의 검출기(205, 206)로부터 검출되는 검출 영역에있어서의 x축 방향의 동일한 화소열로부터 얻어지는 화상 신호끼리가 비교되게 되므로, 중앙부와 주변부 사이에서의 조도의 차이의 영향은 거의 없게 된다. 그리고, 화상 처리부(400)에 있어서, 피검사 대상물(1)을 y축 방향으로 이동시켜 TDI 이미지 센서 등의 검출기(205, 206)로부터 검출되는 화상 신호를 기초로, 동일한 회로 패턴으로 반복되는 칩마다 혹은 셀마다끼리의 차 화상 신호를 추출하고, 이 추출된 차 화상 신호를 원하는 판정 기준으로 판정함으로써, 이물 등의 결함을 검출하여 검사할 수 있다.As described above, the outer periphery of the detection area 4 in the x-axis direction (pixels deviated most from the optical axis 2001 when using a TDI image sensor or a two-dimensional linear image sensor) is x0 (= √ ((H / 2) 2 + (W / 2) 2 ) or (H / 2)), with the slit beam beam 1007 having a roughness of Gaussian distribution of approximately sigma = x0 by the illumination optical system 102 to 104. It forms and illuminates the board | substrate 1 to be tested 1 as illumination area | region (Lx and Ly represent the area | region where illumination intensity f is 0.2 or more of f (0)), and it is cheap without using a special illumination light source with a large power. By using a conventional illumination light source (laser light source such as semiconductor laser, argon laser, YAG-SHG laser, excima laser, discharge tube such as xenon lamp, mercury lamp, filament light source such as halogen lamp, etc.), Efficient lighting is realized, and as a result, the MTF is detected by the detection optical systems 201 to 204. It is possible to strengthen the scattered light or diffraction light intensity from defects such as minute foreign matters received by the pixels at the periphery of the detectors 205 and 206 which are the lowest, and the foreign matters of about 0.1 to 0.5 占 퐉 are 0.1 from the beginning. It is possible to detect defects such as extremely small foreign matters of about 탆 or less with high sensitivity and at high speed (high throughput). In addition, even if the illuminance between the center portion and the peripheral portion of the detection region 4, in particular in the x-axis direction, is different from the relationship of (f (x0) = 0.46f (0) -0.73f (0)), the image In the processing unit 400, an image signal obtained from the same pixel string in the x-axis direction in the detection area detected by the detectors 205 and 206 such as a TDI image sensor by moving the inspection target 1 in the y-axis direction. Since they are compared, there is almost no influence of the difference in illuminance between the center part and the periphery part. Then, in the image processing unit 400, a chip which is repeated in the same circuit pattern on the basis of an image signal detected by the detectors 205 and 206 such as a TDI image sensor by moving the inspected object 1 in the y-axis direction. Defects such as foreign matters can be detected and inspected by extracting the difference image signal for each cell or between cells and determining the extracted difference image signal with a desired determination criterion.

여기서, 중요한 것은, 검출 영역(4)의 주변부에서의 조도(광량)를 거의 최대로 함으로써, 그것을 위한 수단은 상기 실시 형태에서는, 조명 광학계(102∼104)에서 조명의 폭을 바꾸고 있지만, 다른 수단, 예를 들면, 조명 광학계(102∼104)에 의해 조명의 2차 광원의 형상을 바꾸거나, 혹은, 2차 광원을 형성하는 푸리에 변환의 위치에서의 크기를 바꾸는 등의 수단이어도 좋다.It is important here that the illuminance (light quantity) at the periphery of the detection area 4 is almost maximized so that the means therefor changes the width of illumination in the illumination optical systems 102 to 104 in the above embodiment, but other means. For example, the illumination optical system 102-104 may change the shape of the secondary light source of illumination, or may change the magnitude | size in the position of the Fourier transform which forms a secondary light source.

또한, 조명 광원(101)으로서 DUV(원자외선: Deep Ultra-violet) 레이저 광원을 사용하기 때문에, 이미지 센서(205, 206)로서 DUV에 대해 감도가 있는 것을 이용할 필요가 있다. 그러나, 이미지 센서(205, 206)로서, 도 41의 (a)에 도시한 표면 조사형 TDI 이미지 센서를 이용하면, 입사광이 커버 유리(805를) 투과하여, 금속막(802) 사이의 게이트(801)에 있는 산화막(SiO2:803)을 통과하여 Si 기판(804)에 형성된 CCD에 들어 가기 때문에, 단파장의 입사광이 감쇠하고 400㎚ 이하의 파장에 대해 감도가 거의 없어, 그대로는 DUV 광의 검출은 할 수 없다. 그래서, 표면 조사형 이미지 센서로 DUV의 감도를 얻기 위해서는, 게이트(801)에 있어서의 산화막(803)을 얇게 하여 단파장의 감쇠를 적게 하는 방법이 있다. 다른 방법으로서는, 커버 유리(805)에 유기 박막 코팅을 실시하고, DUV광이 입사되면 그것에 따라 가시광을 발광하도록 함으로써, 가시광으로 밖에 감도가 없는 이미지 센서로 DUV광을 검출하는 방법이 있다. 이에 대해, 이미지 센서(205, 206)로서, 도 41의 b에 도시된 바와 같이 Si 기판(804)의 두께를 엷게 하고, 이 엷게 한 이면측으로부터 빛을 입사하도록 구성한 이면 조사형 TDI 이미지 센서를 이용하여, 게이트 구조가 없는 이면측으로부터 빛을 입사함으로써, DVD 양자 효율을 10% 정도 이상으로 하여 양자 효율이 높아 다이내믹 레인지를 크게 얻을 수 있고, 400㎚ 이하의 파장에도 감도를 구비하도록 할 수 있다. 또한, 이미지 센서(205, 206)를 상기된 바와 같이 TDI(Time Delay Integration)로 함으로써 감도를 크게 할 수 있다.In addition, since the DUV (Deep Ultra-violet) laser light source is used as the illumination light source 101, it is necessary to use what is sensitive to DUV as the image sensors 205 and 206. However, when the surface irradiation type TDI image sensor shown in Fig. 41A is used as the image sensors 205 and 206, the incident light passes through the cover glass 805, and the gate between the metal films 802 ( Since it passes through the oxide film (SiO 2 : 803) at 801 and enters the CCD formed on the Si substrate 804, the incident light of short wavelength is attenuated and there is little sensitivity to the wavelength of 400 nm or less. Can not. Therefore, in order to obtain the sensitivity of the DUV by the surface-illumination image sensor, there is a method of thinning the oxide film 803 in the gate 801 to reduce the short wavelength attenuation. As another method, an organic thin film coating is applied to the cover glass 805, and when DUV light is incident, there is a method of detecting DUV light by an image sensor having only visible light as visible light. On the other hand, as the image sensors 205 and 206, as shown in b of FIG. 41, the thickness of the Si substrate 804 is made thin, and the back-irradiation type TDI image sensor comprised so that light may be incident from this thin back surface side is used. By injecting light from the back side without a gate structure, the DVD quantum efficiency is about 10% or more, the quantum efficiency is high, the dynamic range can be obtained large, and the sensitivity can be provided even at a wavelength of 400 nm or less. . In addition, the sensitivity can be increased by using the image sensors 205 and 206 as Time Delay Integration (TDI) as described above.

이상 설명된 바와 같이, 상기 제4 실시 형태에 따르면, 검출 광학계(201 ∼ 204)에서의 광축(2001)으로부터 떨어짐에 따라 MTF가 저하하는데 적합하게 하여 TDI 이미지 센서 등의 검출기(205, 206)에서 검출하는 검출 영역(4)의 주변부에서의 조도를 증대시켜 조명의 효율 향상을 꾀함에 따라 염가인 레이저 광원등을 이용하여, LSI 웨이퍼등의 피검사 대상 기판 상의 0.1∼0.5㎛ 정도의 미소 이물은 처음부터 0.1㎛ 정도 이하의 극미소한 이물도 고감도로, 또한 고작업 처리량으로 검출할 수 있다.As described above, according to the fourth embodiment, it is suitable for the MTF to fall as it falls from the optical axis 2001 in the detection optical systems 201 to 204, so that in the detectors 205 and 206 such as TDI image sensors, As the illuminance at the periphery of the detection region 4 to be detected is increased to improve the lighting efficiency, a small foreign material of about 0.1 to 0.5 μm on an inspection target substrate such as an LSI wafer is used by using a low cost laser light source or the like. Very small foreign matters of about 0.1 μm or less from the beginning can be detected with high sensitivity and high throughput.

또한, 상기 제4 실시 형태에 따르면, 피검사 대상 기판으로부터 얻어지는 엑시마 레이저 광등의 UVD (원자외) 레이저 광에 기초한 광상을 TDI 이미지 센서로 수광할 수 있도록 함으로써 0.1∼0.5㎛ 정도의 미소 이물은 처음부터 0.1㎛ 정도이하의 극미소한 이물도 검사할 수 있다.In addition, according to the fourth embodiment, by allowing the TDI image sensor to receive an optical image based on UVD (ultraviolet) laser light such as an Exima laser light obtained from a substrate under test, a fine foreign material having a size of about 0.1 to 0.5 μm is obtained. From the beginning, even the smallest foreign matter of less than 0.1㎛ can be inspected.

이어서, 본 발명에 따른 상기 제1∼제4 실시 형태에 공통되는 화상 처리부(400)의 실시예에 대해 설명한다.Next, the Example of the image processing part 400 common to the said 1st-4th embodiment which concerns on this invention is demonstrated.

실제의 피검사 대상 기판(1)인 LSI 등의 디바이스로는, 결함이 되지 않은 프로세스의 미묘한 차이, 검출시의 노이즈 등에 의해, 검출기(205, 206)로부터 얻어지는 검출 신호에 변동이 생기게 된다. 즉, 도 27의 a에 도시된 바와 같이, 칩(71, 72) 사이의 대응하는 화소, 예를 들면 73, 74의 신호 레벨은 동일해지지 않고 변동이 생긴다. 구체적으로는, 도 27의 b에 도시된 바와 같은 패턴의 구조가 다른 장소(예를 들면 메모리 LSI의 경우, 메모리 셀 영역, 주변 회로 영역, 그 밖의 영역 등 : 75, 76, 77) 등에 의해 검출 신호의 편차는 달라지게 된다. 결과적으로, 편차가 작은 부분에서는 보다 작은 신호 변화를 생기게 하는 작은 결함을 검출할 수 있는데 대해, 편차가 큰 부분에서는 큰 신호 변화를 생기게 하는 큰 결함밖에 검출할 수 없다.In a device such as an LSI, which is the actual inspection target substrate 1, a variation occurs in the detection signals obtained from the detectors 205 and 206 due to subtle differences in processes that are not defective, noise at the time of detection, and the like. That is, as shown in Fig. 27A, the signal levels of the corresponding pixels between the chips 71 and 72, for example, 73 and 74, are not the same but fluctuate. Specifically, the pattern structure as shown in FIG. 27B is detected by a different place (for example, in the case of a memory LSI, a memory cell region, a peripheral circuit region, other regions, etc .: 75, 76, 77) and the like. The deviation of the signal will be different. As a result, a small defect that causes a smaller signal change can be detected in a small deviation, whereas only a large defect that produces a large signal change can be detected in a large deviation.

그래서, 본 발명에 따른 화상 처리부(400)의 특징으로 하는 점은, 칩 내의 화소마다 대응하는 칩 사이에서 편차(표준 편차)를 산출하고, 그 값을 임계치의 설정으로 이용함에 따라, 편차가 작은 영역은 작은 임계치로, 큰 영역은 큰 임계치로 이물 등의 결함을 판정하여 검사하도록 한 점에 있다. 이에 따라, 편차가 작은 장소(예를 들면 메모리 LSI인 경우 메모리 셀 영역)에서의 임계치를, 편차가 큰 영역에 영향받지 않고 작게 할 수 있고, 그 결과 0.1㎛ 이하의 미세한 이물도 검출하는 것이 가능해진다.Therefore, the feature of the image processing unit 400 according to the present invention is that the deviation (standard deviation) is calculated between the corresponding chips for each pixel in the chip, and the value is used as the threshold value, so that the deviation is small. The region has a small threshold and the large region has a large threshold to determine and inspect defects such as foreign matter. As a result, the threshold value in a place with small deviation (for example, a memory cell region in the case of a memory LSI) can be reduced without being influenced by a region with a large deviation, and as a result, it is possible to detect fine foreign substances of 0.1 μm or less. Become.

도 28에는, 화상 처리부(400)의 제1 실시예를 나타낸다. 화상 처리부(400)의 제1 실시예는 TDI 이미지 센서 등으로 구성되는 이미지 센서(205, 206)로부터 피검사 대상 기판(1)의 y축 방향의 이동에 동기하여 얻어지는 열화소마다 축적된 농담치로 나타내 화상 신호를 AD 변환하는 A/D 변환부(401), 샘플링의 타이밍을 취하는 스타트 스톱 지령 회로(416), 데이타 메모리(404), 최대 및 최소의 레벨의 신호를 제거하는 최대 최소 제거 회로(405), 신호 레벨 s의 2승을 산출하는 2승 산출 회로(406), 신호 레벨 s를 산출하는 산출 회로(407), 갯수 카운트 회로(408), s의 2승을 적분하는 2승 합산출 회로(409), s를 적분하는 합산출 회로(410), 적분하여 n을 구하는 계수 회로(411), 정측 임계치(상한 판정 기준) 산출 회로(412), 부의 측 임계치(하한 판정 기준) 산출 회로(413), 데이타 메모리(404)에 일시 기억된 검출 신호를 정측 임계치 산출 회로(412)에서 산출되어 설정된 정측 임계치와 비교하여 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 출력하는 비교 회로(414), 데이타 메모리(404)에 일시 기억된 검출 신호를 부의 측 임계치 산출 회로(413)에서 산출되어 설정된 부의 측 임계치와 비교하여 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 출력하는 비교 회로(415), 상기 비교 회로(414 및 415)로부터 출력되는 이물 등의 결함을 나타내는 신호에 대해 피검사 대상 기판(1)에 대해 설정된 좌표계에서의 위치 좌표를 부가하고, 또한 피검사 대상 기판(1)에 관한 정보도 첨가하여 검출 결과를 출력하는 출력 수단(417)으로 구성된다. 또, 상기 최대 최소 제거 회로(405)는, 반드시 필요하지는 않다. 상기 최대 최소 제거 회로(405)를 이용하지 않은 경우, 임계치의 레벨의 산출에 있어서 검출되는 모든 화상 데이타(이물을 나타내는 화상 데이타도 포함함)를 이용하게 되므로, 임계치의 레벨을 정확하고 또한 안정적으로 검출할 수 있다. 그 반면, 이 작성한 임계치로, 이 임계치를 작성한 영역의 이물 검사를 행할 수 없게 된다. 그래서, 검사하고 싶은 영역의 임계치는, 피검사 대상 기판(1) 내의 별도의 칩 열의 대응하는 영역에서 작성하는 것이 필요해진다. 그 결과, 임계치 작성과 이물의 검사를 다른 라인으로 할 필요가 생겨, 작업 처리량이 다소 많이 걸리게 된다. 특히, 칩수가 적은 경우등에서는, 복수의 라인에 걸친 화상 데이타를 이용하여 임계치를 작성하면 된다. 이 경우, 스타트 스톱 지령 수단(416)에 의해 데이타 취득 위치를 지정한다.28 shows a first embodiment of the image processing unit 400. The first embodiment of the image processing unit 400 is a shaded value accumulated for each thermal pixel obtained from the image sensors 205 and 206 composed of a TDI image sensor and the like in synchronization with the movement in the y-axis direction of the substrate to be inspected 1. The A / D converter 401 for AD conversion of the image signal, the start stop command circuit 416 for timing sampling, the data memory 404, and the maximum minimum removal circuit for removing signals of maximum and minimum levels ( 405, a square sum calculation circuit 406 that calculates the square of the signal level s, a calculation circuit 407 that calculates the signal level s, the number count circuit 408, and a square sum that integrates the squares of s Circuit 409, a summation circuit 410 that integrates s, a counting circuit 411 that integrates to find n, a positive side threshold (upper limit criterion) calculation circuit 412, a negative side threshold (lower limit criterion) calculation circuit 413, the detection signal temporarily stored in the data memory 404 is determined by the positive threshold calculation circuit 41; The negative side threshold value calculating circuit 413 calculates the detection signal temporarily stored in the data memory 404 and the comparison circuit 414 for outputting a signal indicating a defect such as foreign matter compared to the positive side threshold value calculated in 2). Comparison circuit 415 for outputting a signal indicating a defect such as a foreign material, compared to a set negative side threshold value, and a test target substrate 1 with respect to a signal indicating a defect such as a foreign material output from the comparison circuits 414 and 415. And an output means 417 for adding the position coordinates in the coordinate system set with respect to, and also adding information about the inspection target substrate 1 and outputting the detection result. In addition, the maximum minimum elimination circuit 405 is not necessary. When the maximum minimum elimination circuit 405 is not used, all image data (including image data indicating foreign matter) detected in the calculation of the threshold level is used, so that the threshold level is accurately and stably. Can be detected. On the other hand, with this created threshold, the foreign material inspection of the area which created this threshold cannot be performed. Therefore, it is necessary to create the threshold value of the region to be inspected in the corresponding region of another chip row in the inspection target substrate 1. As a result, it is necessary to make the threshold value and the inspection of the foreign material into different lines, and the work throughput is somewhat high. In particular, in the case where the number of chips is small, a threshold value may be created using image data that spans a plurality of lines. In this case, the start stop command means 416 designates the data acquisition position.

또한, 출력 수단(417)에는 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 전체를 제어하는 CPU가 구비되어 있다. 그리고, 참조 번호(406∼411)까지는 칩 내의 소정 영역마다의 배경 신호의 편차 σ을 구하기 위한 것이다. 그리고, 구해진 칩 내의 소정 영역마다의 배경 신호의 편차 σ을 바탕으로 정측 임계치 산출 회로(412)와 부의 측 임계치 산출 회로(413)에 의해 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하기 위한 정측과 부의 측의 임계치 Th(H), Th(L)가 설정되게 된다. 이들 참조 번호(406∼413)까지가 임계치 설정 회로(424)가 된다. 한편, 데이타 메모리(404)는 임계치 설정 회로(424)에 의해 임계치가 설정될 때까지, 검출 디지탈 화상 신호를 일시 기억해두기 위한 것이다. 또한, 피검사 대상 기판(1)에 대해 설정된 좌표계에서의 위치 좌표는, 피검사 대상 기판(1)에 설치된 기준 마크를 원점으로 하여 측장기(도시하지 않음)에 의해 측정된 스테이지의 변위와 TDI 센서등의 판독 신호(스캐닝 신호)에 기초하여 구해진 것이다. 또한, 참조 번호(421)는 편차(표준 편차 σ)을 나타내는 정측 임계치 Th(H)를 예로 들면 표시 수단에 표시하여 출력하기 위한 출력 수단이다. 상기 표시 수단(421)을 설치함에 따라, 비교 회로(414 및 415)로부터 추출되는 이물 등의 결함 추출 출력을 보면서, 임계치가 칩 내의 영역마다 적절한지의 여부를 판정하는 것이 가능해진다.Moreover, the output means 417 is equipped with the CPU which controls the whole defect inspection apparatus, such as a foreign material, which concerns on this invention. Reference numerals 406 through 411 denote the deviation? Of the background signal for each predetermined region of the chip. The positive side and negative side for extracting a signal indicating a defect such as foreign matter by the positive side threshold calculating circuit 412 and the negative side threshold calculating circuit 413 based on the deviation σ of the background signal for each predetermined region in the chip obtained. Thresholds Th (H) and Th (L) are set. These reference numerals 406 to 413 become the threshold setting circuit 424. On the other hand, the data memory 404 is for temporarily storing the detected digital image signal until the threshold is set by the threshold setting circuit 424. In addition, the position coordinate in the coordinate system set with respect to the to-be-tested board | substrate 1 is a displacement and TDI of the stage measured by the measuring instrument (not shown) using the reference mark provided in the to-be-tested board | substrate 1 as an origin. It is calculated | required based on the read signal (scanning signal), such as a sensor. Reference numeral 421 denotes output means for displaying and outputting the positive threshold Th (H) indicating the deviation (standard deviation?) On the display means, for example. By providing the display means 421, it is possible to determine whether or not the threshold value is appropriate for each region in the chip while looking at defect extraction outputs such as foreign matters extracted from the comparison circuits 414 and 415.

여기서, 검출 결과 출력 수단(417)은 CRT 등의 디스플레이에 표시하는 것, 하드 복사로서 인쇄하는 것, 하드 디스크, 플로피 디스크, 광자기 매체, 광기록 매체, LSI메모리, LSI 메모리 카드 등에 기록하는 것, 다른 검사 장치 또는 검사 시스템 또는 제조 프로세스 장치나 제조 라인을 관리하는 관리 시스템에 접속되어 있는 네트워크도 포함하는 것이다. 또한, 출력 수단(417)에는 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치의 전체를 제어하는 CPU가 구비되어 있다.Here, the detection result output means 417 is displayed on a display such as a CRT, printed as a hard copy, recorded on a hard disk, floppy disk, magneto-optical media, optical recording medium, LSI memory, LSI memory card, or the like. It also includes a network connected to another inspection apparatus or inspection system or a management system for managing a manufacturing process apparatus or a manufacturing line. Moreover, the output means 417 is equipped with the CPU which controls the whole defect inspection apparatus, such as a foreign material, which concerns on this invention.

여기서, A/D 변환기(401)는 TDI 센서등의 검출기(205, 206)로부터 출력되는 신호를 디지탈 신호로 나타내는 화소 신호로 변환하는 것이다. 그리고, A/D 변환기(401)는 검출 신호 처리계(400) 중 동일 기판 내라도 또는, 검출 광학계(200) 내의 TDI 센서등의 검출기(205, 206) 가까이라도 된다. 검출기(205, 206) 근처에 두는 경우는 디지탈화되기 때문에 전송시의 노이즈가 감소하는 효과가 있는 반면, 신호 전송 케이블수가 증가한다는 단점도 있다.Here, the A / D converter 401 converts a signal output from the detectors 205 and 206 such as a TDI sensor into a pixel signal represented by a digital signal. The A / D converter 401 may be in the same substrate of the detection signal processing system 400 or may be close to the detectors 205 and 206 such as a TDI sensor in the detection optical system 200. When placed near the detectors 205 and 206, since the digitalization is effective, the noise during transmission is reduced, while the number of signal transmission cables is also increased.

여기서, 임계치 설정 회로(424)에서 행하는 신호 처리 내용에 대해 도 27을 이용하여 설명한다. 도 27의 a에는 웨이퍼(1) 상의 칩(71, 72) 등의 배열 예를 나타내고 있다. 많은 LSI 제조에서는, 이들 칩은 동일한 것을 반복하여 제조한다. 시간적으로, 일회의 노광으로 복수(2로부터 4등)의 칩을 동시에 제조하는 경우도있다. 따라서, 이들 칩사이의 동일 위치에서는, 동일 패턴이 제작되어 있다. 따라서, 이들 칩의 대응 위치의 검출 신호는, 원래는 동일하다.Here, the signal processing contents performed by the threshold setting circuit 424 will be described with reference to FIG. 27. 27A shows an example of the arrangement of the chips 71 and 72 on the wafer 1. In many LSI manufacturing, these chips are manufactured identically over and over again. In time, a plurality of chips (2 to 4, etc.) may be manufactured simultaneously in one exposure. Therefore, the same pattern is produced in the same position between these chips. Therefore, the detection signal of the corresponding position of these chips is originally the same.

이 칩(f, g) 내의 화소(i, j)의 신호를 s(i, j, f, g)로 한다. 상기된 바와 같이, 대응 화소로는 신호 레벨은 일치할 것이다.The signal of the pixels i and j in the chips f and g is s (i, j, f, g). As mentioned above, the signal level will match with the corresponding pixel.

그러나, 실제로는 결함이 되지 않은 프로세스의 미묘한 차이, 검출시의 노이즈등에 의해 칩 사이의 대응하는 화소의 검출 신호 s에 편차가 생기게 된다. 또한, 칩 내에서도 패턴의 구조가 다른 장소에서 편차가 다르게 된다.However, a subtle difference in the process that is not actually a defect, noise at the time of detection, etc., cause a deviation in the detection signal s of the corresponding pixel between chips. Further, even within the chip, the variation of the pattern is different at different places.

그래서, 다음에 나타내는 (수학식 8)에 기초하여, 칩의 대응 위치사이의 검출 신호 s((i, j, f, g)의 편차(표준 편차 σ(s, f, g))을 구하여 임계치 Th(H), Th(L)를 설정하게 된다.Therefore, based on Equation 8 shown below, the deviation (standard deviation σ (s, f, g)) of the detection signal s ((i, j, f, g) between the corresponding positions of the chips is obtained and the threshold value is obtained. Th (H) and Th (L) are set.

Th(H)=μ(s, f, g) + m1·σ(s(i, j, f, g), f, g)Th (H) = μ (s, f, g) + m1σ (s (i, j, f, g), f, g)

Th(L)=μ(s, f, g) - ml·σ(s(i, j, f, g), f, g)Th (L) = μ (s, f, g)-ml σ (s (i, j, f, g), f, g)

여기서, Th(H)는 정측의 임계치 산출 회로(412)에서 산출되어 설정되는 임계치, Th(L)는 부의 측의 임계치 산출 회로(413)에서 산출되어 설정되는 임계치이다. μ(s, f, g)는 다음에 나타내는 (수학식 9)에 기초하여 산출되는 신호 s의 f, g의 값을 바꿨을 때의 평균치이다.Here, Th (H) is a threshold calculated and set by the threshold calculating circuit 412 on the positive side, and Th (L) is a threshold calculated and set by the threshold calculating circuit 413 on the negative side. μ (s, f, g) is an average value when the values of f and g of the signal s calculated based on Equation (9) shown below are changed.

μ(s, f, g)=Σs/nμ (s, f, g) = Σs / n

Σs(i, j, f, g)는 신호 레벨 s를 산출하는 산출 회로(407)와 s를 적분하는적분 회로(410)에 따라 산출되고, n은 갯수 카운트 회로(408)와 계수 회로(411)에 따라 산출된다.Σs (i, j, f, g) is calculated according to the calculation circuit 407 for calculating the signal level s and the integrating circuit 410 for integrating s, where n is the number counting circuit 408 and the counting circuit 411. Is calculated according to

σ(s, f, g)는 다음에 나타내는 (수학식 10)에 기초하여 산출되는 신호 s의 f, g의 값을 바꿨을 때의 표준 편차를 나타낸다. m1은 배율(계수)이다.sigma (s, f, g) represents the standard deviation when the values of f and g of the signal s calculated based on Equation (10) shown below are changed. m1 is a magnification factor.

Σs(i, j, f, g)2는 신호 레벨 s의 2승을 산출하는 회로(406)와 s의 2승을 적분하는 회로(409)에 따라 산출된다.Σs (i, j, f, g) 2 is calculated according to the circuit 406 for calculating the square of the signal level s and the circuit 409 for integrating the square of s.

이와 같이 표준 편차 σ(s, f, g)를 수배한 부분에 임계치를 뺀다. 배율 m1은, 통상 6정도가 좋다고 생각되어진다. 이것은, 6σ이상의 발생 확률이, 1×10의 (-11)승 정도가 되기 때문이다. 이 확률은, 예를 들면 φ300㎜의 웨이퍼 내를 화소 사이즈 2×2마이크론으로 검출했을 때의 화상수가 7×10의 10승이기 때문에, 이 임계치를 초과하는 값(허위 정보)이 통계적으로 웨이퍼 전역에서, 1화소 미만이 되기 때문에 요구되는 것이다. 물론, 이 값은 반드시 6으로 할 필요가 있는 것은 아니고, 본 발명의 효과를 발휘하는 점에서는 다른 값이라도 된다. 허용되는 허위 정보의 수도 1미만일 필요는 반도시 없기 때문에 다른 배율이 선택될 가능성은 있다.Thus, the threshold value is subtracted from the part which multiplied the standard deviation (s, f, g). The magnification m1 is generally considered to be about 6 good. This is because the occurrence probability of 6 sigma or more becomes about (-11) power of 1x10. This probability is, for example, since the number of images when the inside of the wafer having a diameter of 300 mm is detected by the pixel size of 2 x 2 microns is 10 power of 7 x 10, the value (false information) exceeding this threshold is statistically wide across the wafer. Is less than one pixel. Of course, this value is not necessarily set to 6, and may be a different value from the point which exhibits the effect of this invention. Since the number of allowed false information need not be less than 1, there is a possibility that a different magnification may be selected.

도 4에는, 화상 처리부(400)의 제2 실시예를 나타낸다. 제1 실시예와 서로 다른 점은, 데이타 메모리(402)에 의해 1칩의 화상 신호를 지연시키고, 차분 처리회로(403)에서 칩사이의 화상 신호에 차분 Δs={s(i, j, f, g)-s(i, j, f+1, g)}를 추출을 하는 것에 있다. 따라서, 비교 회로(414, 415)에서는, 이 차분 신호 Δs={s(i, j, f, g)-s(i, j, f+1, g)}에 대해 다음에 나타내는 (수학식 11)로 나타내는 상한 임계치 Th(H)와 하한 임계치 Th(L)와 비교되어 이물 등의 결함을 나타내는 신호가 추출되게 된다.4 shows a second embodiment of the image processing unit 400. The difference from the first embodiment is that the image memory of one chip is delayed by the data memory 402, and the difference Δs = {s (i, j, f is different from the image signal between the chips in the difference processing circuit 403). , g) -s (i, j, f + 1, g)}. Therefore, in the comparison circuits 414 and 415, the difference signal Δs = {s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g)} shown below (Equation 11) Compared with the upper limit threshold Th (H) and lower limit threshold Th (L) indicated by), a signal indicating a defect such as foreign matter is extracted.

따라서, 참조 번호(406∼413)의 임계치 설정 회로에서는, 다음에 나타내는 (수학식 11)에 기초하여 상한 임계치 Th(H), 하한 임계치 Th(L)가 설정되게 된다.Therefore, in the threshold setting circuits of reference numerals 406 to 413, the upper limit threshold Th (H) and the lower limit threshold Th (L) are set based on Equation 11 shown below.

Th(H) = +m1·σ(s(i, j, f, g)-s(i, j, f+1, g), f, g)Th (H) = + m1 σ (s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g), f, g)

Th(L) = -m1·σ(s(i, j, f, g)-s(i, j, f+1, g), f, g)Th (L) = -m1σ (s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g), f, g)

또, 이 경우 인접 칩의 차화상의 표준 편차σ(Δs, f, g)는, 다음에 나타내는 (수학식 12)에 기초하여 산출된다. ΣΔs는, 신호 레벨 Δs를 산출하는 산출 회로(407)와 Δs를 적분하는 적분 회로(410)에 따라 산출되고, n은 갯수 카운트 회로(408)와 계수 회로(411)에 따라 산출된다. ΣΔs2는 신호 레벨 Δs의 2승을 산출하는 2승 산출 회로(406)와 Δs의 2승을 적분하는 2승 적분 회로(409)에 따라 산출된다.In this case, the standard deviation σ (Δs, f, g) of the difference image of the adjacent chips is calculated based on Equation 12 shown below. ΣΔs is calculated according to the calculation circuit 407 for calculating the signal level Δs and the integration circuit 410 for integrating Δs, and n is calculated according to the number count circuit 408 and the counting circuit 411. ΣΔs 2 is calculated according to the square calculation circuit 406 for calculating the square of the signal level Δs and the square integration circuit 409 for integrating the square of Δs.

이와 같이 인접 칩의 차화상 Δs를 이용함으로써, 칩 내에서 검출 화상 신호에 분포를 구비하고 있어도, 표준 편차σ가 작아지고, 보다 고감도의 이물 등의 결함 검사가 가능해진다.By using the difference image Δs of the adjacent chips in this way, even if the detection image signal has a distribution in the chip, the standard deviation σ becomes small, and defect inspection such as more sensitive foreign matters becomes possible.

또한, 예를 들면 웨이퍼 내에서, 중심으로부터 주위를 향해 단계적으로 프로세스 조건이 다른 경우, 웨이퍼 면 내의 신호 레벨은 중심으로부터 주위를 향해 단계적으로 변화한다. 이 결과, (수학식 8)에 의한 임계치의 산출에서는, 편차(표준 편차σ(s, f, g))가 크게 산출되게 된다. 이러한 경우, 인접 칩 사이만의 신호차의 편차(표준 편차 σ(Δs, f, g))는 실제로는 (수학식 8)만큼 크지 않고, 현실적으로는 더욱 작은 임계치로 검출 가능하다. 그래서, (수학식 11) 및 (수학식 12)과 같이 차분치 Δs에 기초하여 산출함에 따라, 보다 낮은 레벨의 임계치를 빼는 것을 가능하게 하는 것이다.Further, for example, in a wafer, when the process conditions differ in stages from the center to the circumference, the signal level in the wafer surface changes in stages from the center to the circumference. As a result, the deviation (standard deviation σ (s, f, g)) is largely calculated in the calculation of the threshold value according to Equation (8). In this case, the deviation (standard deviation σ (Δs, f, g)) of the signal difference only between adjacent chips is not as large as (Equation 8) in reality, and can be detected with a smaller threshold in reality. Therefore, it is possible to subtract a lower level threshold value as calculated based on the difference value Δs as shown in Equations (11) and (12).

또한, 이 수법의 개선 수법으로서, 임계치를 다음에 나타내는 (수학식 13)으로, 산출해도 좋다.In addition, you may calculate a threshold value by following (Equation 13) as an improvement method of this method.

Th = m1·σ(｜s(i, j, f, g)-s(i, j, f+1, g)｜, f, g)Th = m1 σ (| s (i, j, f, g) -s (i, j, f + 1, g) |, f, g)

여기서, ｜Δs｜는, 차분 신호 Δs의 절대치를 의미한다.Here, | Δs | means the absolute value of the difference signal Δs.

이 경우, 도 29 및 도 30에 도시된 차분 처리 회로를, 인접 칩의 차화상의 절대치 ｜Δs｜를 취하는 절대치 차분 처리 회로(403')로 하게 된다. 또한, 임계치 산출 회로(423)는, 임계치의 절대치 Th가 산출되어 설정되게 된다. 또한, 비교 회로(414)에서, 차분의 절대치와 임계치 Th가 비교되어 이물 등의 결함의 신호가 추출되게 된다.In this case, the difference processing circuits shown in FIG. 29 and FIG. 30 are made into the absolute value difference processing circuit 403 'which takes the absolute value | Δs | of the difference image of the adjacent chip. In addition, the threshold value calculating circuit 423 calculates and sets the absolute value Th of the threshold value. In the comparison circuit 414, the absolute value of the difference and the threshold value Th are compared to extract a signal of a defect such as a foreign material.

또, 이 경우 인접 칩의 차화상의 표준 편차 σ(｜Δs｜, f, g)는, 다음에 나타내는 (수학식 14)에 기초하여 산출된다. Σ｜Δs｜은, 신호 레벨 ｜Δs｜을 산출하는 산출 회로(407)와 ｜Δs｜를 적분하는 적분 회로(410)에 따라 산출된다.In this case, the standard deviation σ (| Δs |, f, g) of the difference image of the adjacent chips is calculated based on Equation (14) shown below. Σ | Δs | is calculated according to the calculation circuit 407 which calculates signal level | Δs | and the integration circuit 410 which integrates | Δs |.

그런데, 도 30에 도시된 제4 실시예는, 도 29에 도시된 제3 실시예에 대해, 메모리 위치 컨트롤러(422)를 부가한 것이다. 이 메모리 위치 컨트롤러(422)는, 검출 신호 s 또는 차분 신호 Δs에 대한 웨이퍼 상의 좌표를 지정하는 것이다. 즉, 표준 편차 σ를 구하는 칩사이의 화소를 웨이퍼 상의 좌표를 기초로 임의로 지정할 수 있다. 또한, 웨이퍼 상의 좌표를 임의로 지정할 수 있기 때문에, 칩사이의 착안 화소의 주변으로부터 표준 편차 σ를 구하는 것도 가능해진다.By the way, in the fourth embodiment shown in FIG. 30, the memory position controller 422 is added to the third embodiment shown in FIG. This memory position controller 422 specifies the coordinates on the wafer with respect to the detection signal s or the difference signal Δs. In other words, pixels between chips for which the standard deviation σ is obtained can be arbitrarily designated based on the coordinates on the wafer. In addition, since the coordinates on the wafer can be arbitrarily designated, the standard deviation σ can be obtained from the periphery of the pixel of interest between the chips.

도 29에 도시된 제3 실시예에서는, 웨이퍼 상의 위치 좌표는 신호수의 카운트 결과로부터 산출되어 있다. 이 경우, 표준 편차 σ를 구하는 칩이 가로 일렬로 나열되는 경우는 좋지만, 2열의 칩의 대응점으로부터 표준 편차를 구할 수 없다.In the third embodiment shown in FIG. 29, the position coordinates on the wafer are calculated from the count result of the number of signals. In this case, the chips for finding the standard deviation? Are preferably arranged in a horizontal line, but the standard deviation cannot be obtained from the corresponding points of the two rows of chips.

그래서, 제3 실시예와 같이, 메모리 위치 컨트롤러(422)가 스테이지 컨트롤러(305)로부터 얻어지는 스테이지 좌표계등의 신호로부터, 흐르는 검출 신호 s 또는 차분 신호 Δs의 위치 좌표를 산출하고, 그 산출된 결과를 메모리 기능을 구비하는 2승 합산출 회로(409), 합산출 회로(410), 및 계수 회로(411)로 제공함에 따라, 신호의 저장처, 즉 검출 신호의 좌표 상에 저장한다. 이 구성에 따라, 웨이퍼 주변에서, 일렬로 칩수가 적은 경우에도 표준 편차 산출의 샘플수를 늘릴 수 있고,임계치 산출 회로(423)에서 안정된 임계치 산출이 가능해진다.Therefore, as in the third embodiment, the memory position controller 422 calculates the position coordinates of the detected detection signal s or the difference signal Δs from signals such as the stage coordinate system obtained from the stage controller 305, and calculates the calculated result. As provided to the quadratic summation circuit 409, the summation circuit 410, and the counting circuit 411 having a memory function, they are stored on the storage destination of the signal, that is, on the coordinates of the detection signal. According to this configuration, even when the number of chips is small in a line around the wafer, the number of samples for standard deviation calculation can be increased, and the threshold calculation circuit 423 enables stable threshold calculation.

이상 설명된 바와 같이, 차분 처리 회로(403)에서 차분의 절대치로 하면, 부호를 구비하지 않기 때문에, 메모리(404)등의 용량을 저감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 절대치를 산출한 결과로부터, 산출된 표준 편차 σ는 차분치로부터의 산출 결과보다 작게 산출되고, 발생 확률을 1×10의 (-11)승으로 하기 위해서는, 즉 정규 분포 상에서 6σ로 하기 위해서는, 약 1.66배 큰 배율인 약 10배할 필요가 있다. σ가 차분치로부터의 산출보다 0.6배로 작게 산출된다고 생각해도 좋다.As described above, when the difference processing circuit 403 is set to the absolute value of the difference, since no sign is provided, the capacity of the memory 404 or the like can be reduced. In addition, from the result of calculating the absolute value, the calculated standard deviation sigma is calculated smaller than the calculation result from the difference value, and in order to make the occurrence probability 1 (10) power of 1x10, that is, to make 6σ on the normal distribution In other words, it needs to be about 10 times, which is about 1.66 times larger. It may be considered that? is calculated to be 0.6 times smaller than the calculation from the difference value.

또한 이 수법으로는 신호 레벨 s에 대한 임계치가 남지 않기 때문에, 프로세스 관리, 불량 해석상 문제가 된다. 그래서, 도 29 및 도 30에 도시된 바와 같이 칩 내의 위치 (i, j)의 임계치의 레벨을 임계치 맵으로서 산출하는 회로를 구비한다. 이 회로에서, 임계치 맵은 임계치 산출 회로(423)에서 (수학식 14)에 기초하여 얻어지는 표준 편차 σ×m1(배율), 및 평균치 산출 회로(425)에서 산출되는 차분 신호의 절대치의 평균치Σ｜Δs｜/n을 이용하여, 검출 화상 신호 s 또는 차분 신호 Δs 에 대한 임계치 산출 회로(418)에 의해 이들의 값의 합((m1×σ)+Σ｜Δs｜/n)를 구하는 것으로 산출된다. 이 결과는, 스테이지(301, 302) 및 센서(205, 206)의 위치로부터 산출되는 위치 데이타 (i, j)에 따라, 칩 전역의 각 화소(i, j)에 대응하는 메모리를 구비하는 임계치 맵 저장 수단(419) 내에 저장되고, 임계치 맵 출력 수단(표시 수단등 : 421)에 의해 사용자의 필요에 따라 표시하여 출력된다. 또한, 표시 수단(421)에서, 비교 회로(414)로부터 추출되는 이물 등의 결함 출력과 임계치 맵을 표시하여 임계치가 적절한지의 여부를 판정할 수 있다. 또한,임계치 맵의 정보를 출력 수단(417)에 제공함으로써, 비교 회로(414)로부터 추출되는 이물 등의 결함 출력과 임계치 맵을 출력하는 것이 가능해진다.In addition, this method does not leave a threshold for signal level s, which is a problem in process management and failure analysis. Thus, as shown in Figs. 29 and 30, a circuit for calculating the level of the threshold of the position (i, j) in the chip as the threshold map is provided. In this circuit, the threshold map is a standard deviation? Xm1 (magnification) obtained in the threshold calculation circuit 423 based on (Equation 14), and the average value Σ | of the absolute value of the difference signal calculated in the average calculation circuit 425 | Using Δs | / n, the threshold calculation circuit 418 for the detected image signal s or the difference signal Δs is calculated to obtain the sum of these values ((m1 × σ) + Σ | Δs | / n). . This result is based on the position data (i, j) calculated from the positions of the stages 301, 302 and the sensors 205, 206, and a threshold having a memory corresponding to each pixel (i, j) throughout the chip. It is stored in the map storage means 419, and it is displayed and output as needed by a threshold map output means (display means etc.) 421 as needed by a user. In addition, in the display means 421, a defect output such as foreign matter extracted from the comparison circuit 414 and a threshold map can be displayed to determine whether or not the threshold is appropriate. In addition, by providing the information of the threshold map to the output means 417, it is possible to output the defect output such as the foreign matter extracted from the comparison circuit 414 and the threshold map.

이 임계치 레벨은, 기초층 상태에 관련되어 있기 때문에, 예를 들면 기초층이 반복패턴인지, 면 불균일성이 심한 영역인지, 막 두께가 엷은 영역인지, 패턴 치수가 작은 영역라는 정보와 대응한다. 따라서, 검출한 이물이, 어떤 레벨의 임계치에 대해 검출되었는가를 분석하는 것은 중요하다. 따라서, 예를 들면 검출 이물 데이타로서, 이물 신호 레벨에 부가하는 형으로, 그 이물이 있는 위치의 임계치를 표시 수단(421)에 표시하지 않는다고 하여 출력하는 것은 의미가 있는 것이다. 이로 인한, 여기서 산출된 임계치 맵이 필요해진다.Since the threshold level is related to the state of the base layer, for example, the threshold level corresponds to information indicating that the base layer is a repeating pattern, a region having a large surface unevenness, a thin film thickness, or a region having a small pattern dimension. Therefore, it is important to analyze what level of threshold the detected foreign material was detected. Therefore, for example, it is meaningful to output the detected foreign material data in a form added to the foreign material signal level by not displaying the threshold value of the position where the foreign material exists in the display means 421. This requires a threshold map calculated here.

즉, 이물의 신호 레벨 s는, (차분치 + 임계치)가 아니라, 차분치 Δs가 이것에 해당한다고 생각되어진다.That is, it is considered that the signal level s of the foreign material does not correspond to (difference + threshold) but the difference value Δs corresponds to this.

또한, 이물이 검출된 위치의 기본 데이타로서는, 상기된 임계치의 레벨 뿐만 아니라, 미리 설계 데이타로부터 구해진, 예를 들면 칩 내의 영역(메모리 영역, 논리 회로 영역, 전원 공급 영역, 배선이 없는 영역 등)의 정보라도 좋다. 이로 인한, 설계 데이타로부터 산출된 칩 내의 영역 맵을 작성하고, 이 칩 내의 좌표로부터 임계치 데이타와 마찬가지로 이물 표시시에 코드화하고 또는, 말로서 표시해서 출력해도 좋다.In addition, as the basic data of the position where the foreign matter is detected, not only the above-described threshold level, but also an area in the chip (memory area, logic circuit area, power supply area, area without wiring, etc.) obtained from design data in advance, for example. May be information. As a result, an area map in the chip calculated from the design data may be created, and may be coded at the time of foreign material display, or displayed in words like the threshold data, from the coordinates in the chip.

또한, 상기된 모든 기본 데이타는 기본 데이타마다의 이물 맵, 기본 데이타마다 이물 개수라는 형태로, 표시하여 출력해도 좋다.The basic data described above may be displayed and output in the form of a foreign material map for each basic data and the number of foreign materials for each basic data.

이상, 본 발명의 기본 사상은 신호의 편차의 크기를 구하고, 이 구한 신호의편차의 크기에 따라 임계치를 결정하는 것이고, 미리 수 칩의 데이타를 취득하고, 그 값으로부터 칩 내의 각 화소마다 임계치 설정 회로(424)에서 임계치를 산출해도 좋다. 이 때 이 산출은, 동일 품종의 LSI의 동일 공정에서 미리 산출하고, 그 결과를 검사시에 임계치 설정 회로(424) 내의 임계치 메모리에 판독하여, 비교 회로(414, 415)에서 차례로 들어오는 신호 레벨과 비교하는 구성이라도 좋다. 또한, 이 임계치 산출용의 데이타를, 로트(13매로부터 25매의 웨이퍼)마다 1회 산출해도 좋고, 웨이퍼마다 산출해도 좋다.The basic idea of the present invention is to determine the magnitude of the signal deviation, determine the threshold value according to the magnitude of the deviation of the signal, obtain data of several chips in advance, and set the threshold value for each pixel in the chip from the value. The threshold may be calculated in the circuit 424. At this time, this calculation is calculated in advance in the same process of the LSIs of the same variety, and the result is read into the threshold memory in the threshold setting circuit 424 at the time of inspection, and the signal levels sequentially entered from the comparing circuits 414 and 415 are used. The structure to compare may be sufficient. In addition, this threshold value data may be calculated once per lot (13 to 25 wafers), or may be calculated for each wafer.

또, 본 발명에서는, 상기에 설명된 바와 같이 임계치 레벨이 기초층 상태에서 변하기 때문에, 임계치 레벨은 기초층 상태를 나타나게 된다. 즉, 출력 수단(417)인 CPU는 이물 등의 결함을 나타내는 신호를, 임계치 맵 저장 수단(419)으로부터 얻어지는 임계치 레벨로 분류하면, 이물 등의 결함이 어떠한 기초층 상에 부착·존재하고 있는지를 알 수 있다. 이 기초층 상태는, 예를 들면 패턴이 없는 영역, 셀부의 영역, 주변 패턴부 등의 분류를 할 수 있게 된다. 또한, 출력 수단(417)인 CPU에 대해, CAD 시스템 등으로부터, 네트워크나 기억 매체 등으로 구성된 입력 수단(426)에 이용하여 입력된 CAD 정보에 기초하여 얻어지는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같은 칩 내의 영역 데이타를 이용하면, 더욱 직접적으로 이물 등의 결함이 존재한 기초층 상태를 알 수 있다.In addition, in the present invention, since the threshold level changes in the base layer state as described above, the threshold level is indicative of the base layer state. That is, when the CPU, which is the output means 417, classifies a signal indicating a defect such as a foreign material into a threshold level obtained from the threshold map storage means 419, it indicates on which base layer a defect such as a foreign material adheres and exists. Able to know. The base layer state can be classified into, for example, a region without a pattern, a region of a cell portion, a peripheral pattern portion, and the like. In addition, as shown in FIG. 1 or FIG. 2 obtained with respect to the CPU which is the output means 417 based on the CAD information input from the CAD system etc. using the input means 426 comprised with a network, a storage medium, etc. By using the area data in the chip, it is possible to know more directly the state of the base layer in which defects such as foreign matters exist.

여기서, 영역 데이타를 사용하지 않고, 상기된 기본 신호 레벨(임계치 레벨)로부터 기초층 상태를 유추하는 수법은, 사전에 칩 내의 영역을 설정하지 않아도 된다는 효과가 있다. 이 경우, CPU(417)는 한번 칩 전역의 임계치 레벨을 임계치맵저장 수단(419)에 저장된 임계치 맵으로부터 구하고, 그 임계치 레벨의 대소로부터, 기본 레벨을 영역(예를 들면 셀부등)으로서 분류할 수 있다. 여기서, 이 임계치 레벨로부터의 영역 판정은, 인접 칩 사이의 차분 Δs를 이용한 경우라도, 신호 레벨 그 자체로부터 산출한 경우라도 가능하다. 이와 같이, CPU(417)는 기본 상태를 안 후에, 예를 들면 셀부 상의 이물 또는 결함만을 검출하고, 출력하고, 관리할 수 있다.Here, the method of inferring the base layer state from the above-described basic signal level (threshold level) without using the area data has the effect that the area in the chip does not have to be set in advance. In this case, the CPU 417 once obtains the threshold level across the chip from the threshold map stored in the threshold map storage means 419, and classifies the base level as an area (e.g., a cell part) from the magnitude of the threshold level. Can be. Here, the area determination from this threshold level can be performed even when the difference Δs between adjacent chips is used or when it is calculated from the signal level itself. Thus, after knowing the basic state, the CPU 417 can detect, output, and manage only foreign matter or defects on the cell portion, for example.

이어서, 연산 처리 회로(400)의 제5 실시예에 대해, 도 31을 이용하여 설명한다. 즉, 제5 실시예는, 인접 칩의 데이타 (검출 신호 s)의 차분치 Δs를 산출한 후, 대상 화소의 주위의 데이타의 편차 (표준 편차 σ(Δs, f, g)) 를 구하는 것이다.Next, a fifth embodiment of the arithmetic processing circuit 400 will be described with reference to FIG. 31. That is, in the fifth embodiment, after calculating the difference value? S of the data (detection signal s) of the adjacent chip, the deviation (standard deviation? (? S, f, g)) of the data around the target pixel is calculated.

이 제5 실시예는, 지연 메모리(425, 426), 및 윈도우 추출 회로(427)에 의해 구성되고, 소위 파이프 라인 처리계를 이용하여 구성된다. 참조 번호(406∼413)에 의해 윈도우의 중앙의 값(Δs(i, j, f, g))를 제외한 주변 화소의 값(Δs (i+1, j+1, f, g), Δs (i+1, j, f, g), Δs (i+1, j-1, f, g), Δs (i, j-1, f, g), Δs (i-1, j-1, f, g), Δs (i-1, j, f, g), Δs (i-1, j+1, f, g), Δs (i, j+1, f, g))에 의해 다음에 나타내는 (수학식 15)에 기초하여 편차 σ(Δs, f, g)를 산출하고, 이 산출된 σを 기초하여 임계치 Th(H), Th(L)를 산출하여 설정한다.This fifth embodiment is constituted by the delay memories 425 and 426 and the window extraction circuit 427 and is constituted by using a so-called pipeline processing system. By reference numerals 406 to 413, the values of the peripheral pixels Δs (i + 1, j + 1, f, g) and Δs (except for the center value Δs (i, j, f, g) of the window). i + 1, j, f, g), Δs (i + 1, j-1, f, g), Δs (i, j-1, f, g), Δs (i-1, j-1, f , g), Δs (i-1, j, f, g), Δs (i-1, j + 1, f, g), Δs (i, j + 1, f, g)) The deviation sigma (Δs, f, g) is calculated based on Equation (15), and the threshold values Th (H) and Th (L) are calculated and set based on the calculated sigma.

그리고, 비교 수단(414, 415)에서, 설정된 임계치 Th(H), Th(L)와 앞의 윈도우의 중앙의 값(Δs(i, j, f, g))과 비교함에 따라 이물 등의 결함을 추출한다. 여기서의 윈도우 사이즈는, 반드시 도시된 바와 같은 3×3일 필요는 없고, 4×4, 5×5, 7× 7등 다른 크기라도 좋고, 또는 복수의 윈도우 사이즈에 대해 산출하도록 구성해도 좋다. 또한, 피검사 대상은 중앙의 값일 필요는 없고, 윈도우내 중 어느 하나, 또는 복수의 화소의 평균, 합 등과 비교해도 좋다. 윈도우 사이즈는, 검출해야 할 이물 사이즈, 또는 배경 패턴의 패턴 형상에 따라 결정되는 것이다.In the comparison means 414 and 415, defects such as foreign matters are compared with the set threshold values Th (H) and Th (L) and the center value (Δs (i, j, f, g)) of the preceding window. Extract The window size here is not necessarily 3x3 as shown, other sizes such as 4x4, 5x5, 7x7, or may be configured to calculate for a plurality of window sizes. In addition, the object to be inspected does not need to be a central value, and may be compared with any one of the windows or with the average, sum, etc. of a plurality of pixels. The window size is determined according to the foreign material size to be detected or the pattern shape of the background pattern.

이어서, 연산 처리부(400)의 절대 감도의 임계치를 설치한 경우의 제6 실시예에 대해 설명한다. 상기 (수학식 13)에 기초하여 절대 감도의 임계치를 설치함에 따라, LSI 제조 공정에서의 이물 또는 결함의 관리 사이즈를, 공정사이에서 동일하게 할 수 있다.Next, a sixth embodiment in the case where a threshold of absolute sensitivity of the arithmetic processing unit 400 is provided will be described. By providing the threshold of absolute sensitivity based on said Formula (13), the management size of a foreign material or a defect in an LSI manufacturing process can be made the same between processes.

검출 신호 처리 회로(400)에서 검출된 검출 결과(이물의 좌표, 신호 레벨(차분 레벨)) 중, CPU(417)에서 신호 레벨(차분치 ss가 바람직함)에 대해, 어느 레벨인지를 보정한다.Of the detection results (coordinates of foreign matter and signal level (differential level)) detected by the detection signal processing circuit 400, the CPU 417 corrects which level with respect to the signal level (differential value ss is preferable). .

구체적으로는, 검사시의 레이저 파워 P1, ND 필터의 값 ND (%), 편광판의 유무 k(있는 경우 1, 없는 경우 10정도가 바람직함), 기초층의 반사율 rb, 산화막의 두께에 따른 보정 계수 k(t)로서, 이하의(수학식 16)에 의해 보정된 신호 레벨 ss'를 이용하면 좋다. 또한, 레이저 파워는, 조명 위치에서 분포(소위 셰이딩)를 구비하기 위해 이 분포 P1(x)을 이용하면 더욱 좋다.Specifically, the laser power P1 at the time of inspection, the value of the ND filter ND (%), the presence or absence of the polarizing plate k (1 if present, preferably 10 if not), the reflection of the base layer rb, the correction according to the thickness of the oxide film As the coefficient k (t), the signal level ss' corrected by the following expression (16) may be used. Further, the laser power may further use this distribution P1 (x) to have a distribution (so-called shading) at the illumination position.

ss'=ss/(P1·ND·k·rb·k(t))ss' = ss / (P1, ND, k, rb, k (t))

이렇게 함으로써 산출된 보정 신호 레벨 ss'을 이용하여, 미리 구한 신호 레벨 ss와 이물·결함 사이즈 d와의 대응 함수 df(ss)에 의해, 이물 사이즈 d를 표시 수단(421)에 의해 표시할 수 있다.The foreign matter size d can be displayed by the display means 421 using the correction function level ss' calculated | required in this way by the function df (ss) of the signal level ss previously calculated | required and the foreign material and defect size d.

d=df(ss')d = df (ss')

여기서, 특히 이물이 작은 경우, Mie 산란의 이론을 이용하여, 보정된 신호 레벨 ss'가, 이물 사이즈 d의 -6승에 비례한다고 하는 관계를 이용해도 좋다.Here, in particular, when the foreign material is small, a relationship in which the corrected signal level ss' is proportional to the -6 power of the foreign material size d may be used by using the theory of Mie scattering.

이어서, 연산 처리 회로(400)에서, 미소 이물은 원래부터, 넓이를 갖는 큰 이물에 대해서도 고 S/N 비로 결함 판정하는 실시예에 대해 설명한다. 그런데, 연산 처리 회로(400)의 결함 판정하는 비교 회로(414, 415)에서는, 반드시 미소 이물뿐만 아니라, 크고 또는 수 마이크론의 범위로 확대된 박막형의 이물을 놓치지 않고 검출할 필요가 있다. 그러나, 이 큰 이물로부터는 반드시 검출 신호 레벨로 해서는 크게 되지 않기 때문에, 화소 단위의 검출 신호에서는 S/N이 낮아, 놓치는 일이 생기게 된다.Next, in the arithmetic processing circuit 400, a description will be given of an embodiment in which defects are originally determined with a high S / N ratio even for large foreign materials having an area. By the way, in the comparison circuits 414 and 415 which determine the defect of the arithmetic processing circuit 400, it is necessary to detect not only a micro foreign material but also a foreign material of the thin film type extended to the large or several micron range. However, from this large foreign material, the detection signal level is not necessarily made large. Therefore, the S / N is low in the detection signal in the pixel unit, which may result in missing.

그래서, 1화소 평균의 검출 신호 레벨을 S로 하고, 평균의 편차를 σ/n으로 하면, 대 이물의 크기에 상당하는 n 화소 × n 화소의 단위로 추출하여 컨볼루션 연산을 함에 따라, 검출 신호 레벨은 n2S가 되고, 편차는 nσ이 되고, S/N 비는 nS/σ이 된다. 한편, 큰 이물에 대해 1화소 단위로 검출하고자 하면, 검출 신호 레벨은 S가 되고, 편차는 σ가 되고, S/N 비는, S/σ가 된다. 따라서, 큰 이물의 크기에 상당하는 n 화소×n 화소의 단위로 추출하여 컨볼루션 연산을 함으로써, S/N 비는 n 배향상시킬 수 있다.Therefore, if the detection signal level of one pixel average is S and the deviation of the average is sigma / n, the detection signal is extracted by performing convolution operation by extracting in units of n pixels x n pixels corresponding to the size of the foreign object. The level is n 2 S, the deviation is nσ, and the S / N ratio is nS / σ. On the other hand, when a large foreign object is to be detected in units of one pixel, the detection signal level is S, the deviation is sigma, and the S / N ratio is S / σ. Therefore, the S / N ratio can be n-oriented by extracting in units of n pixels x n pixels corresponding to the size of a large foreign material and performing a convolution operation.

1화소 단위 정도의 미소 이물에 대해서는, 1화소 단위로 검출되는 검출 신호 레벨은 S가 되고, 편차 σ가 되고, S/N 비는 S/σ가 된다. 만약, 1화소 단위 정도의 미소 이물에 대해 n 화소×n 화소의 단위로 추출하여 컨볼루션 연산을 하면, 검출 신호 레벨은 S/n2가 되고, 편차는 nσ이 되고, S/N비는 S/nσ가 된다. 따라서, 1화소 단위 정도의 미소 이물에 대해서는, 화소 단위의 신호 그대로인 쪽이, S/N 비로서 향상을 꾀할 수 있다.For a fine foreign material of about one pixel unit, the detection signal level detected in one pixel unit is S, the deviation sigma, and the S / N ratio is S / σ. If a small foreign object of about one pixel unit is extracted in a unit of n pixels by n pixels, and a convolution operation is performed, the detection signal level becomes S / n 2 , the deviation becomes nσ, and the S / N ratio is S / nσ. Therefore, with respect to the micro foreign matter of about one pixel unit, the signal as it is in the pixel unit can be improved as the S / N ratio.

이상 설명된 것으로부터 알 수 있듯이, 도 52에 도시된 바와 같이 화상 메모리(404)로부터 얻어지는 화상 신호를, 결함 판정을 위한 화소 단위의 사이즈를 바꾼 복수의 오퍼레이터(520)(예를 들면, 1화소 단위의 오퍼레이터(521), 3×3 화소의 단위로 추출하는 오퍼레이터(522), 4×4 화소의 단위로 추출하는 오퍼레이터(523), 5× 5 화소의 단위로 추출하는 오퍼레이터(524), n×n 화소의 단위로 추출하는 오퍼레이터(525) 등으로 구성됨) 각각에서 추출하고, 추출된 각 오퍼레이터에서 컨볼루션 연산을 실시하여 1화소 평균의 검출 신호 레벨을 S로 했을 때, S, 9S, 16S, 25S, n2S의 레벨의 계조 신호가 중앙의 화소로부터 출력되게 된다. 한편, 승산 회로(541, 542, 543, 544)의 각각은 임계치 설정 회로(424)의 임계치 회로(423)로부터 얻어지는 임계치(m1·σ)를 3배, 4배, 5배, n배한다. 이 근사적 임계치 계수(3, 4, 5, n)는, 중심 극한 정리로부터 추정된다. 그리고, 비교 회로(414')를 구성하는 비교 회로(531, 532, 533, 534, 535) 각각에서, 각 오퍼레이터에서 컨볼루션 연산이 실시된 계조 신호와, 임계치(m1·σ)에 대해 3배, 4배, 5배, n 배된 임계치와 비교되어 결함 판정이 행해지고, 이물을 나타낸 신호가 출력되게 된다. 즉, 1화소 단위 정도의 미소 이물에 대해서는 비교 회로(531)로부터, 3×3 화소 단위 정도 크기의 이물에 대해서는 비교 회로(532)로부터, 4×4 화소 단위 정도의 크기의 이물에 대해서는 비교 회로(533)로부터, 5×5 화소 단위 정도의 크기의 이물에 대해서는 비교 회로(534)로부터, n×n 화소 단위 정도의 크기의 이물에 대해서는 비교 회로(535)로부터 검출되게 된다. 따라서, 논리합 회로(550)에서 비교 회로(531∼535) 각각으로부터 검출되는 이물을 나타내는 신호의 논리합을 취함에 따라, 여러가지 크기를 구비하는 이물을 나타내는 신호가 높은 S/N 비로 검출되고, 검출 신호 레벨로서는 작고, 또한 넓이를 갖는 큰 이물에 대해서도 포착율을 향상시킬 수 있다.As can be seen from the above description, as shown in Fig. 52, a plurality of operators 520 (for example, one pixel) whose image signals obtained from the image memory 404 have been changed in size in units of pixels for defect determination Operator 521 in units, operator 522 to extract in units of 3x3 pixels, operator 523 to extract in units of 4x4 pixels, operator 524 to extract in units of 5x5 pixels, n S, 9S, and 16S, which are extracted from each of the xn pixels, and the convolution operation is performed on each of the extracted operators. The gray level signal of the level of 25S, n 2 S is output from the center pixel. On the other hand, each of the multiplication circuits 541, 542, 543, and 544 multiplies the threshold value m1 sigma obtained from the threshold circuit 423 of the threshold setting circuit 424 by 3 times, 4 times, 5 times, and n times. This approximate threshold coefficients 3, 4, 5, n are estimated from the center limit theorem. In each of the comparison circuits 531, 532, 533, 534, and 535 constituting the comparison circuit 414 ′, three times the gradation signal in which the convolution operation is performed in each operator and the threshold value m1 σ The defect determination is performed in comparison with the threshold values four times, five times, and n times, and a signal representing foreign matter is output. That is, from the comparison circuit 531 for the fine foreign matter of about one pixel unit, from the comparison circuit 532 for the foreign matter of about 3x3 pixel unit, and for the foreign matter of about 4x4 pixel unit, From 533, foreign matter about the size of 5x5 pixel unit is detected from the comparison circuit 534, and foreign matter about the size of nxn pixel unit is detected from the comparison circuit 535. Accordingly, as the logical sum circuit 550 takes a logical sum of signals representing foreign matters detected from each of the comparison circuits 531 to 535, a signal representing foreign matters having various sizes is detected at a high S / N ratio, and the detection signal is detected. As a level, a capture rate can be improved also with respect to a large foreign material which is small and has an area.

또, 차분 처리 회로(403') 후에, 상기된 바와 같이 결함 판정을 위한 화소 단위의 사이즈를 변경할 수 있는 오퍼레이터를 구비하고, 화소 단위의 사이즈를 변경할 때마다, 화소 신호를 적분하여 출력하도록 하면, 비교 회로(414)로부터는, 변경한 화소 단위의 사이즈에 맞는 크기의 이물을 나타내는 신호가 검출되게 된다. 그러나, 이 경우 화소 단위의 사이즈를 변경하는 복수 횟수 검사하는 것이 필요해지지만, 임계치로서는 정확한 값이 설정되게 된다. 또한, 차분 처리 회로(403') 후에, 결함 판정을 위한 화소 단위의 사이즈를 변경할 수 있는 복수의 오퍼레이터를 구비하는 경우에는, 화상 메모리(404)의 기억 용량이 복수배 필요해진다. 또한, 임계치 설정 회로(424)로서는, 복수개 설치해도 좋고, 또한 임계치 설정회로(424)의 임계치 회로(423)로부터 얻어지는 임계치(m1·σ)에 대해 근사적 임계치 계수를 곱하여 임계치를 구해도 좋다.After the difference processing circuit 403 ', an operator capable of changing the size of the pixel unit for defect determination as described above is provided, and the pixel signal is integrated and output whenever the size of the pixel unit is changed. From the comparison circuit 414, a signal indicating a foreign matter having a size corresponding to the size of the changed pixel unit is detected. In this case, however, it is necessary to check a plurality of times of changing the size of the pixel unit, but the correct value is set as the threshold. In addition, when the difference processing circuit 403 'is provided with a plurality of operators that can change the size of the pixel unit for defect determination, a plurality of times the storage capacity of the image memory 404 is required. In addition, a plurality of threshold setting circuits 424 may be provided, or the threshold value may be obtained by multiplying an approximate threshold coefficient with respect to the threshold value m1 · σ obtained from the threshold circuit 423 of the threshold setting circuit 424.

이상 설명된 바와 같이, 비교 회로(414')에서 구형 함수를 컨볼루션 또는 적분하는 결함 판정을 위한 화소 단위의 사이즈를, 검출하고 싶은 이물의 사이즈에 맞춤에 따라, 검출 신호 레벨로서는 작고, 또한 넓이를 갖는 큰 이물을 정확히 포착하는 것이 가능해진다.As described above, the detection signal level is small and wide depending on the size of the pixel unit for defect determination that convolves or integrates the rectangular function in the comparison circuit 414 'to the size of the foreign material to be detected. It is possible to accurately capture large foreign matter with.

이어서, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치에서의 조건 제시 수법에 대한 실시예에 대해 도 42∼도 46을 이용하여 설명한다. 즉, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치는, 도 42에 도시된 바와 같은 조건이 제시된 시퀀스를 구비하고 있고, 이 시퀀스로 만들어진 검사 조건에 따라, 검사가 실행된다.Next, the Example about the condition presentation method in defect inspection apparatuses, such as a foreign material concerning this invention, is demonstrated using FIGS. 42-46. That is, the defect inspection apparatus such as the foreign matter according to the present invention has a sequence in which the conditions as shown in Fig. 42 are presented, and the inspection is executed in accordance with the inspection conditions made in this sequence.

즉, CPU(417)는 스텝 S41에서 표시 수단(421)에, 도 43에 도시된 바와 같은 각종 모드 선택용의 화면을 표시하고, 키보드나 마우스 등의 입력 수단(426)을 이용하여 웨이퍼 내의 칩 매트릭스(칩의 크기, 칩의 개시점 좌표, 및 칩이 없는 등의 칩배열의 데이타) S411, 조건 제시된 모드(a. 영역 우선, b. 표준, c. 감도 우선, d. 감도 표시 후 선택)S412, 임계치 사전 선택(a. m1=6 : 허위 정보 발생 확률 ○○%, b. m1 = 10 : 허위 정보 발생 확률 ○○%, c. m1=15 : 허위 정보 발생 확률 ○○%) S413 등의 모드를 선택한다.That is, the CPU 417 displays the various mode selection screens as shown in FIG. 43 on the display means 421 in step S41, and uses the input means 426 such as a keyboard or a mouse to form chips in the wafer. Matrix (Chip array data such as chip size, chip start coordinates, and no chip) S411, Conditional mode (a.area first, b.standard, c.sensitivity first, d. Sensitivity display) S412, threshold preselection (a.m1 = 6: probability of false information occurrence ○○%, b.m1 = 10: probability of false information occurrence ○○%, c. M1 = 15: probability of false information occurrence ○○%) S413, etc. Select the mode.

조건 제시된 모드 S411에서, a. 영역 우선이란, 예를 들면 조명광의 파워를 약하게 함에 따라, 표준 모드보다도 넓은 면적에서 비교적 큰 이물을 검사할 수 있는 검사 조건 모드이다. 배경 레벨이 포화한 영역은, 실질적으로 비검사 영역으로 되는 것이지만, 영역 우선이란, 비검사 영역의 면적을 예를 들면 5% 이하로 설정되면 된다. 도 45에서는, 영역 우선은 모든 면적으로부터 2.5㎛ 정도의 이물을 검사할 수 있는 경우를 나타내고 있다.In conditional mode S411, a. The area priority is an inspection condition mode in which a relatively large foreign material can be inspected in a larger area than the standard mode, for example, as the power of illumination light is weakened. The area where the background level is saturated is substantially a non-inspection area, but the area priority may be set to, for example, 5% or less of the area of the non-inspection area. In FIG. 45, the area priority shows the case where the foreign material about 2.5 micrometers can be examined from all areas.

b. 표준이란, 표준의 감도로 이물을 검사할 수 있는 검사 조건 모드이다. 도 45에서는, 표준은 전체의 검사 면적의 90% 정도부터 1.0㎛ 정도의 이물을 검사할 수 있고, 또한 0.2㎛ 정도의 이물까지 검사할 수 있는 표준 모드를 나타내고 있다.b. A standard is an inspection condition mode which can test a foreign material with the sensitivity of a standard. In FIG. 45, the standard has shown the standard mode which can test the foreign material about 1.0 micrometer in about 90% of the whole inspection area, and can test even the foreign material about 0.2 micrometer.

c. 감도 우선이란, 표준 모드보다 미소한 이물을 검출할 수 있도록 감도를 높힐 수 있도록 설정한 모드나, 또는 지정한 검출 감도를 확보할 수 있도록 설정된 검사 조건 모드이다. 도 45에서는, 감도 우선은 검출 전체의 검사 면적의 75% 정도로부터 0.5㎛ 정도의 이물을 검사할 수 있고, 또한 0.1㎛까지의 이물의 검사를 할 수 있는 모드를 나타내고 있다. 구체적으로는, 조명광의 파워를 올림에 따라, 검출 사이즈 지정으로 지정된 이물보다 작은 이물(도 45에서는, 0.1㎛ 정도)을 검출할 수 있는 검사 조건, 또는 지정한 검출 감도(도 45에서는, 0.5㎛ 정도의 이물이 검사 면적에서 75% 이상)를 확보할 수 있는 레벨에 조명광의 파워를 설정한다.c. The sensitivity priority is a mode set so as to increase the sensitivity so as to detect a foreign matter smaller than the standard mode, or an inspection condition mode set so as to ensure the specified detection sensitivity. In FIG. 45, the sensitivity priority shows the mode which can test the foreign material of about 0.5 micrometer to about 0.5 micrometer of the inspection area of the whole detection, and can test the foreign material to 0.1 micrometer. Specifically, as the power of the illumination light is increased, inspection conditions for detecting a foreign matter (about 0.1 μm in FIG. 45) smaller than the foreign material specified by the detection size designation, or the specified detection sensitivity (about 0.5 μm in FIG. 45) Set the power of the illumination light to a level where foreign matters can secure more than 75% of the inspection area.

d. 감도 표시 후 선택이란, 상기 3개의 모드에서의 검사 결과, 또는 칩 내의 임계치 맵, 또는 이물의 사이즈(임계치에 대응하는 감도)와 검사 면적(임계치-막대 그래프)과의 관계를 표시하고, 적당한 것을 선택하는 모드이다.d. Selection after the sensitivity display indicates the relationship between the inspection result in the above three modes, the threshold map in the chip, or the size of the foreign matter (the sensitivity corresponding to the threshold value) and the inspection area (the threshold value-bar graph). The mode to select.

영역 우선이 조명광의 파워를 가장 약하게 하여 다이내믹 레인지를 높히고, 표준, 감도 우선으로 감에 따라, 조명광의 파워를 강화하여 다이내믹 레인지를 낮추어가게 된다. 따라서, 임계치 맵에서, 영역 우선 모드인 경우에는, 이물이 검출할 수 없는 비검사 영역은 적지만, 0.5㎛ 정도까지의 이물밖에 검사할 수 없다. 표준 모드인 경우에는, 도 45에 백으로 표시된 이물을 검출할 수 없는 포화하는 비검사 영역은 많아지지만, 0.2㎛ 정도의 이물까지 검사할 수 있게 된다. 감도 우선 모드의 경우에는, 도 45에 백으로 표시된 이물을 검출할 수 없는 포화하는 비검사 영역은 더욱 증대하게 되지만, 0.1㎛ 정도의 이물까지 검사할 수 있게 된다. 또, 임계치 막대 그래프에는, 감도에 대한 면적 비율(471)과 그 적분치(472)를 나타내고 있어, 모든 값을 표시해도 된다.As the area priority causes the power of illumination light to be the weakest to increase the dynamic range, and as the standard and sensitivity priority become higher, the power of the illumination light is enhanced to lower the dynamic range. Therefore, in the threshold map, in the area-first mode, there are few non-inspection areas that cannot be detected by the foreign material, but only foreign matter up to about 0.5 µm can be inspected. In the standard mode, the saturated non-inspection area in which the foreign material indicated by the bag in FIG. 45 cannot be detected increases, but the foreign matter of about 0.2 μm can be inspected. In the case of the sensitivity priority mode, the saturated non-inspection area which cannot detect the foreign matter indicated by the bag in FIG. 45 is further increased, but the foreign matter of about 0.1 μm can be inspected. Moreover, in the threshold bar graph, the area ratio 471 with respect to the sensitivity and its integral value 472 are shown, and all the values may be displayed.

임계치 사전 설정의 선택은, 표시된 허위 정보의 발생 확률(발생 빈도)○○%를 봐서 허용하는 허위 정보의 발생 확률로부터 행할 수 있다. 즉, 상기된 바와 같이 임계치가 검출 화상의 레벨의 편차 σ로부터 설정되므로, 배율 m1에 따라 허위 정보의 발생 확률 ○○%를 통계 이론에 기초하여 자동적으로 산출하여 표시하는 것이 가능해진다. 이에 따라, 허위 정보의 발생 확률에 따른 배율 m1, 즉 임계치 설정을 용이하게 행할 수 있다.The selection of the threshold preset can be made from the probability of generating false information which is allowed by looking at the probability of occurrence (frequency of occurrence) of the displayed false information. That is, since the threshold value is set from the deviation sigma of the level of the detected image as described above, it is possible to automatically calculate and display the probability of occurrence of false information automatically based on the statistical theory according to the magnification m1. Accordingly, it is possible to easily set the magnification m1 corresponding to the occurrence probability of the false information, that is, the threshold value.

이어서, CPU(417)는 스텝 S42에서 선택된 웨이퍼 내의 회로 패턴 구조에 따른 공간 필터(202)를 수동 또는 자동으로 설정하고, 스텝 S43에서 도 46에 도시된 바와 같이 상기 공간 필터(202)의 상을 필터 위치에 핀트를 맞춘 결상 광학계(227) 및 TV 카메라(228)에 의한 상에 의해 눈으로 확인하고 관찰하고 또는 자동으로 확인을 행하고, '아니오'인 경우에는 스텝 S42로 복귀하여 재차 공간 필터(202)의 설정을 행하고, '예'인 경우에는 다음 스텝으로 진행한다. 공간 필터(202)에서는,차광 패턴의 위상과 피치를 바꾸도록 구성한다. 또, 도 46에 도시된 바와 같이 하프 미러(226), 결상 렌즈(227), 및 TV 카메라(228)로 구성되는 공간 필터 관찰 광학계와, 빔 스플리터(204)를 일체로 구성한 것(225)을, 화살표(230)로 나타낸 바와 같이 전환 가능하게 구성한다. 즉, 통상 이물을 검출하는 경우에는, 빔 스플리터(204)를 검출광축에 위치를 부여하고, 공간 필터 관찰시에는 하프 미러(226)를 검출 광축에 위치를 부여하도록 전환하게 된다. 그리고, 자동인 경우에는, 도 19의 b에 도시된 바와 같이 개구(20a) 내에 검출되는 차광 패턴 및 회절광을 TV 카메라(228)에 의해 촬상함에 따라, 차광 패턴의 위상과 피치를 회절광을 차광하도록 맞출 수 있다. 또한, TV 카메라(228)의 위치를 화살표(229)로 나타낸 바와 같이 변이됨에 따라, 피검사 대상 기판에서의 회로 패턴의 상도 관찰하여 차광 패턴의 방향성에 대해서도 맞출 수 있다.Subsequently, the CPU 417 manually or automatically sets the spatial filter 202 according to the circuit pattern structure in the wafer selected in step S42, and the image of the spatial filter 202 as shown in FIG. 46 in step S43. The visual image of the imaging optical system 227 and the TV camera 228 with the focus on the filter position visually confirms and observes or checks automatically. If the answer is no, the process returns to step S42 and the space filter ( 202), and if yes, the process proceeds to the next step. The spatial filter 202 is configured to change the phase and the pitch of the light shielding pattern. As shown in FIG. 46, the spatial filter observation optical system composed of the half mirror 226, the imaging lens 227, and the TV camera 228, and the beam splitter 204 integrally constitute 225 The switch 230 is configured to be switchable. That is, in the case of detecting foreign matter, the beam splitter 204 is positioned on the detection optical axis, and the half mirror 226 is switched on to position the detection optical axis when the spatial filter is observed. In the case of automatic, as shown in b of FIG. 19, the TV camera 228 captures the light shielding pattern and the diffracted light detected in the opening 20a, so that the phase and the pitch of the light shielding pattern are determined by the diffraction light. Can be tailored to shade. In addition, as the position of the TV camera 228 is changed as indicated by the arrow 229, the image of the circuit pattern on the inspection target substrate can also be observed to match the direction of the light shielding pattern.

이어서, CPU(417)는, 스텝 S44에서 임계치 Th를 설정하기 위한 표준 편차 σ에 대한 배율(계수) m1을 6∼15정도의 범위에서 입력 수단(426)을 이용하여 입력함에 따라 설정한다. 이어서, CPU(417)는, 스텝 S45에서 입력 수단(426)을 이용하여 이물의 검출 사이즈를 입력함에 따라, 검출 사이즈를 지정하고, 이 지정된 사이즈의 이물이 검출 가능한 레이저 파워를 산출하고, 이 산출된 레이저 파워가 되도록 레이저 광원(101)을 제어 신호(430)에 의해 제어함에 따라 설정된다.Next, the CPU 417 sets the magnification (coefficient) m1 with respect to the standard deviation? For setting the threshold Th in step S44 by using the input means 426 in the range of about 6 to 15. Next, as the CPU 417 inputs the detection size of the foreign material using the input means 426 in step S45, it designates a detection size, calculates the laser power which a foreign material of this designated size can detect, and calculates this The laser light source 101 is set by controlling the control signal 430 so that the laser power is reduced.

이어서, CPU(417)는 스텝 S46에서 칩의 일부 또는 전역의 임계치를 작성하기위해 웨이퍼 상을 주사·검사하고, 임계치 산출 수단(418)에 의해 산출된 임계치 맵을 임계치 맵 저장 수단(419)에 저장하고, 도 44 및 도 45에 도시된 임계치 맵(임계치 화상), 또는 임계치 막대 그래프(감도(예를 들면 횡축)와 그 감도를 갖는 검사 면적과의 관계), 또는 이 막대 그래프를 적분한 형태에서 표시한 것(도 45)을, 표시 수단(421)에 표시하고, 상기 표시된 임계치 맵 등에 기초하여 임계치가 원하는 레벨(검출하고 싶은 이물 사이즈)에 있는지의 여부의 감도를 확인하고, '아니오'인 경우에는 스텝 S45로 복귀하여 재차 검출 사이즈의 지정을 행하고, '예'인 경우에는 다음 스텝으로 진행하게 된다.Subsequently, the CPU 417 scans and inspects the wafer image to create a threshold of a part or the whole of the chip in step S46, and transfers the threshold map calculated by the threshold calculation means 418 to the threshold map storage means 419. And the threshold map (threshold image) shown in Figs. 44 and 45, or the threshold histogram (the relationship between the sensitivity (e.g., the abscissa) and the inspection area having the sensitivity), or the bar graph is integrated. Is displayed on the display means 421, and the sensitivity of whether or not the threshold is at a desired level (foreign size to be detected) is checked based on the displayed threshold map or the like, and the result is 'no'. If yes, the process returns to step S45 to specify the detection size again. If YES, the process proceeds to the next step.

이어서, CPU(417)는 스텝 S47에서 웨이퍼 전역을 검사하고, 일부에 허위 정보가 나오는 영역이 있으면, 경우에 따라서는 이 영역을 비검사 영역(인히비트 영역)으로서, 칩 내의 CAD 정보 또는 임계치 맵의 정보에 기초하여 설정한다. 그 후, 스텝 S48에서, CPU(417)로부터의 지령에 기초하여, 피검사 대상 기판(1)에 대해 이물 등의 검사를 행하고, 연산 처리 회로(400)에서 이물 등의 결함이라고 판단된 경우에는, 그 검출 신호 레벨과 검출 좌표가 기억 장치(427)에 저장되게 된다.Subsequently, the CPU 417 inspects the entire wafer in step S47, and if there is an area in which false information appears in a part, in some cases, this area is a non-inspection area (inhibit area), and the CAD information or the threshold map in the chip. Set based on the information. Subsequently, in step S48, the inspection object substrate 1 is inspected on the basis of the command from the CPU 417, and when the foreign matter or the like is determined by the arithmetic processing circuit 400, it is determined. The detection signal level and detection coordinates are stored in the memory device 427.

이어서, 스텝 S49에서 최종적으로 상기 이물 검사 장치와 병설되는 공촛점 현미경 또는 자외선 현미경등으로 구성되는 광학 관찰 현미경(700)을 이용하여 실제의 피검사 대상 기판(1)을 광학적으로 관찰하고, 이물 등의 결함인지 허위 정보인 것인지의 여부 확인을 실시한다. 이 확인에 따라, 처음에 조건 제기가 알맞게 설정되었는지의 여부의 확인을 할 수 있게 된다. 특히, 피검사 대상 기판(1) 상의 칩 내에는, 미세한 복잡한 회로 패턴이 존재하는 부분이나 색 편차가 발생하는 부분이 혼재하게 됨에 따라, 광학 관찰 현미경(700)을 이용하여 조건 제기된 최종 확인을 할 필요가 있다. 그리고, 스텝 S49에서의 허위 정보 확인에서, '아니오'인경우에는 스텝 S50에서 경우에 따라 임계치 설정용의 배율(계수) m1을 증가시키고, 감소시켜 스텝 S45로 복귀하고, 필요에 따라 레이저 파워를 바꾼다. '예'인 경우에는, 조건 제기가 완료한다.Subsequently, in step S49, the actual inspection target substrate 1 is optically observed using an optical observation microscope 700 composed of a confocal microscope, an ultraviolet microscope, or the like, which is finally added to the foreign material inspection apparatus, and the like. Check whether the defect is false or false information. According to this confirmation, it is possible to confirm whether or not the conditional statement is properly set at first. In particular, in the chip on the inspection target substrate 1, a portion in which a fine complex circuit pattern exists or a portion in which color deviation occurs is mixed, so that the final confirmation conditionally conditioned by the optical observation microscope 700 is performed. Needs to be. When the false information is checked in step S49, in the case of NO, in step S50, the magnification factor (coefficient) m1 for setting the threshold value is increased and decreased as necessary, and the flow returns to step S45 as necessary. Change. If yes, the condition is completed.

여기서, 상기 순서는, 일부를 생략해도, 또는 순서를 교체해도 목적을 달성할 수 있다.Here, even if a part is abbreviate | omitted or the order is changed, the objective can be achieved.

이상 설명된 바와 같이, 원하는 검출하고 싶은 이물 사이즈(감도)에 대한 알맞은 조건 제시된 설정을 용이하고, 또한 단시간에 행할 수 있다.As described above, the appropriate conditions given for the desired foreign material size (sensitivity) to be detected can be easily and easily set in a short time.

또한, 스텝 S49에서의 광학 관찰은, 스테이지(301, 302)를 움직이게 함에 따라, 도 46에 도시된 광학 관찰 현미경(700)의 검출 광학계(701)의 위치에, 피검사 대상물(1) 상의 검출한 이물(허위 정보도 포함함)을 이동시키고, 이 화상을 관찰하는 것이다. 본 발명의 검출계(200)에서는, 고해상도의 결상 광학계를 구비하기 때문에, 이 이동할 때의 좌표 정밀도가 높기 때문에(특히 암시야 조명계(102∼105)에서는, 검출 광학계(200)의 해상 한계보다도 작은 이물을 검출 가능하기 때문), 통상의 현미경으로는 관찰할 수 없는 경우가 많다. 그래서, 이 광학 관찰 현미경(700)은, 매우 해상도가 높고, 예를 들면 공촛점 광학계, 또는 조명 파장이 짧은 (예를 들면, 248㎚, 365㎚, 266㎚, 또는 이들의 짧은 변의 파장, 자외선 또는 원자외선) 조명을 구비하는 광학계인 것이 바람직하다. 즉, 광학 관찰 광학계(700)는, 이와 같이 200㎚ 전후의 파장의 화상으로는, 전자선 현미경 화상에 가까운 화상을 얻을 수 있고, 이물 등의 결함 사이즈를 고정밀도로 구하거나, 이물 등의 결함의 형상등을 분류하는 것도 가능해진다. 또, 도 46에는 광학 관찰 현미경(700)의 구성을 나타낸다. 명시야 또는 암시야 자외선 조사 광학계와 도 41에 도시된 자외선 검지 가능한 TDI 센서를 구비하는 검출 광학계(701)와, 상기 검출 광학계(701)의 TDI 센서로부터 검출되는 화상을 A/D 변환등을 행하는 화상 처리계(702)와, 상기 화상 처리계(702)에서 A/D 변환된 화상을, 연산 처리 회로(400)로부터 검출된 이물(허위 정보라고 생각되어지는 것)의 좌표 데이타에 기초한 어드레스에 기억하는 화상 메모리(704)와, 화상을 표시하는 표시 수단(703)으로 구성된다. 따라서, 연산 처리 회로(400)로부터 검출된 이물(허위 정보라고 생각되어지는 것)의 좌표 데이타에 기초하여 스테이지(301, 302)가 제어되고, 허위 정보라고 생각되어지는 화상을 표시 수단(703)에 표시하여 관찰함에 따라, 광학 관찰 현미경(700)에 의한 허위 정보의 확인을 행할 수 있다. 즉, 기억 장치(427)에 저장된 검출 좌표의 위치를, 광학 관찰 현미경(700)의 시야 내에 스테이지(301, 302)를 이동시키고, 광학 관찰 현미경(700)에 의해 시야 내의 화상을 검출하여 표시 수단(703)에 표시하고, 또는 화상 메모리(704)에 수치 화상 데이타로서 저장한다. 이 데이타는, 필요할 때에 재차 표시할 수도 있다. 또한, 화상 메모리(704)에 저장된 데이타는, 연산 처리 회로(400)의 CPU(417)에 제공하는 것을 가능하게 하고, 다른 이물 검사 장치로부터 전송된 화상 데이타와 함께 나중에 관찰할 수 있다. 어떤 경우든, 광학 관찰 현미경(700)으로는, 상기 고해상도를 구비하는 명시야 현미경이나, 상기 조명 광학계(100)를 구비하는 암시야 현미경이나, 인코히어런트 조명을 구비하는 암시야 현미경이나, 위상차 현미경이나, 공촛점 현미경이라도 괜찮다.In addition, as optical observation in step S49 moves the stages 301 and 302, it detects on the to-be-tested object 1 in the position of the detection optical system 701 of the optical observation microscope 700 shown in FIG. One object (including false information) is moved and the image is observed. Since the detection system 200 of the present invention includes a high resolution imaging optical system, the coordinate accuracy at the time of movement is high (particularly in the dark field illumination systems 102 to 105), which is smaller than the resolution limit of the detection optical system 200. In order to detect a foreign material), it cannot be observed with a normal microscope in many cases. Thus, the optical observation microscope 700 has a very high resolution, for example, a confocal optical system or a short illumination wavelength (for example, 248 nm, 365 nm, 266 nm, or wavelengths of short sides thereof, ultraviolet rays). Or an optical system having far ultraviolet light). That is, the optical observation optical system 700 can obtain an image close to an electron beam microscope image as the image of the wavelength around 200 nm in this way, and can obtain defect sizes, such as a foreign material, with high precision, or shape of defects, such as a foreign material. It is also possible to classify the back. 46, the structure of the optical observation microscope 700 is shown. A / D conversion or the like for a detection optical system 701 having a brightfield or darkfield ultraviolet irradiation optical system and a TDI sensor capable of detecting ultraviolet rays shown in FIG. 41, and an image detected from the TDI sensor of the detection optical system 701. The image processing system 702 and the image A / D converted by the image processing system 702 to an address based on the coordinate data of the foreign matter (thought to be false information) detected from the arithmetic processing circuit 400. It consists of an image memory 704 for storing and display means 703 for displaying an image. Therefore, the stage 301, 302 is controlled based on the coordinate data of the foreign material (what is considered false information) detected from the arithmetic processing circuit 400, and the display means 703 displays the image considered to be false information. By displaying and observing, the false information by the optical observation microscope 700 can be confirmed. That is, the stages 301 and 302 are moved within the field of view of the optical observation microscope 700 at the position of the detection coordinates stored in the storage device 427, and the image in the field of view is detected by the optical observation microscope 700 to display the display means. Displayed at 703 or stored as numerical image data in the image memory 704. FIG. This data can be displayed again when necessary. In addition, the data stored in the image memory 704 can be provided to the CPU 417 of the arithmetic processing circuit 400 and can later be observed together with the image data transferred from another foreign material inspection apparatus. In any case, the optical observation microscope 700 may be a brightfield microscope having the high resolution, a darkfield microscope having the illumination optical system 100, a darkfield microscope having incoherent illumination, or a phase difference. A microscope or a confocal microscope may be sufficient.

또한, 상기 조건 제시에서, 스텝 S41에서의 칩 매트릭스와, 스텝 S45에서의 검사하고 싶은 이물 사이즈를 입력하여 설정하는 것만으로, 조건 제시를 완료시킬 수 있다. 즉, 칩 매트릭스와 이물 사이즈(이물 사이즈에 따른 감도라도 됨)의 입력 설정은, 조건 제시에서의 필수 설정 조건이다.In the above condition presentation, the condition presentation can be completed only by inputting and setting the chip matrix in step S41 and the foreign material size to be examined in step S45. That is, the input setting of the chip matrix and the foreign material size (which may be the sensitivity according to the foreign material size) is an essential setting condition in the conditional presentation.

또한, 스텝 S43에서의 필터 확인, 스텝 S44에서의 배율 m1의 설정, 스텝 S46에서의 감도 확인, 스텝 S47에서의 인히비트(비검사 영역)의 설정, 및 스텝 S 49에서의 허위 정보 확인은, 옵션 설정 조건이다.In addition, the filter confirmation in step S43, the setting of the magnification m1 in step S44, the sensitivity confirmation in step S46, the setting of the inhibit bit (non-inspection area) in step S47, and the false information confirmation in step S49, Option setting condition.

또한, 임계치 설정에서 안정측의 임계치(큰 임계치)로 사용함에 따라 허위 정보의 발생을 억제할 수 있고, 반대로 임계치를 작게 함에 따라 다소의 허위 정보는 나와도, 고감도의 이물을 검사할 수 있다. 전자는, 웨이퍼의 처리 장치의 품질 관리(이상해진 것을 발견함)에 적합하고, 후자는 불량 결함의 발생 상황을 해석(불량 발생 원인의 구명을 위한 이물 결함의 분류)하는 데 적합하다.In addition, by using the threshold value (large threshold value) on the stable side in setting the threshold value, the generation of false information can be suppressed. On the contrary, by lowering the threshold value, even if some false information appears, a high sensitivity foreign material can be inspected. The former is suitable for quality control (discovering abnormalities) of the wafer processing apparatus, and the latter is suitable for analyzing the occurrence of defective defects (classification of foreign matter defects for the identification of the cause of the defective occurrence).

이어서, 이미지 센서(205, 206)로부터 검출되고, A/D 변환기(401)에서 A/D 변환되어 화상 메모리(404)에 기억되는 산란광 화상으로부터 CPU(417)이 행하는 이물 입자 직경 추정에 대해, 도 47을 이용하여 설명한다. 즉, 산란광의 신호 레벨(차분치 ss가 바람직함)은, 산란광을 발생시키는 입자 또는 흠집 등의 크기에 대응하고 있다. 따라서, CPU(417)는 레이저 파워, 검사시의 편광판(208), 공간 필터(202), 조명의 각도 φ1,α1 등의 조건에 따라 산출되는 보정 계수 k(t)를 검출 신호 ss에 곱함에 따라, 보정된 검출 신호 ss'를, 이물 또는 결함 사이즈 d에 대응화할 수 있다. 그래서, CPU(417)는 이와 같이 구한 이물 또는 결함 사이즈 정보를 상기 조건 제시에서 스텝 S45에서의 검출 사이즈 지정에 이용할 수 있다.Subsequently, with respect to the foreign material particle diameter estimation performed by the CPU 417 from the scattered light image detected by the image sensors 205 and 206 and A / D converted by the A / D converter 401 and stored in the image memory 404, It demonstrates using FIG. That is, the signal level (preferably differential value ss) of scattered light corresponds to the magnitude | size of the particle | grains, a scratch, etc. which generate scattered light. Therefore, the CPU 417 multiplies the detection signal ss by the correction coefficient k (t) calculated according to the conditions such as the laser power, the polarizing plate 208 at the time of inspection, the spatial filter 202, the angles of illumination φ1, α1, and the like. Therefore, the corrected detection signal ss' can be corresponded to the foreign material or the defect size d. Therefore, the CPU 417 can use the foreign material or defect size information thus obtained for specifying the detection size in step S45 in the above condition presentation.

또한, 도 47에 도시된 바와 같이 TDI 이미지 센서(205a, 206a)에 의해 검출되어 화상 메모리(404)에 기억되는 검출 화상에서의 이물을 나타내는 화상의 크기(이물 상의 넓이를 나타내는 화소수)와 이물의 크기에는 일정한 경향이 보이므로, CPU(417)이 화상 메모리(404)에 기억된 검출 화상으로부터 이물을 나타내는 화소수를 계수함에 따라 이물 입자 직경을 대응화하는 것이 가능해진다. 특히, 이물의 크기가 0.13㎛∼0.2㎛ 정도에서도, 이물을 나타내는 화상의 크기와 상관이 있는 것이 발견되어, 이물의 크기(입자 직경)를 추정하는 것이 가능해진다.In addition, as shown in FIG. 47, the size (number of pixels representing the width of the foreign material) and the foreign material representing the foreign matter in the detected image detected by the TDI image sensors 205a and 206a and stored in the image memory 404. Since a constant tendency is seen in the size of, the foreign material particle diameter can be made to correspond as the CPU 417 counts the number of pixels representing the foreign material from the detected image stored in the image memory 404. In particular, even when the size of the foreign material is about 0.13 µm to about 0.2 µm, it has been found to correlate with the size of the image representing the foreign material, and it is possible to estimate the size (particle diameter) of the foreign material.

또한, 하나의 화소 내에 들어가는 이물 사이즈이고, 또한 신호 레벨이 이미지 센서(205, 206)의 다이내믹 레인지를 초과하는 경우에는, 이하와 같은 방법으로 이물 사이즈를 추정할 수 있다. 즉, 하나의 화소에 들어가는 경우라도, 도 48의 a에 도시된 바와 같이 넓이를 갖고 결상되기 때문에, 이 넓이 부분의 상승과 하강의 폭(어느 한 임계치의 폭 W)으로부터 피크 레벨, 즉 다이내믹 레인지를 초과한 신호 강도를 추정할 수 있다. 이 경우, 도 48의 b에 도시된 바와 같이 이미지 센서(205, 206)의 커버 유리(220)를 특정한 표면 불균일성으로 함으로써, 커버 유리(220)의 표면에서 산란을 생기게 하고, 강제적으로 확대를 만드는 것으로, 또한 검출 화상으로부터 이물 사이즈의 추정을 용이하게 할 수 있다.In addition, when the foreign material size fits in one pixel and the signal level exceeds the dynamic range of the image sensors 205 and 206, the foreign material size can be estimated in the following manner. That is, even when entering one pixel, since it is formed with a width as shown in a of FIG. 48A, the peak level, i.e., the dynamic range, from the width of the rising and falling of this width portion (the width W of one threshold value) Signal strength exceeding can be estimated. In this case, by making the cover glass 220 of the image sensors 205 and 206 into a specific surface non-uniformity, as shown in b of FIG. 48, it causes scattering on the surface of the cover glass 220 and creates a forced enlargement. In addition, the estimation of the foreign material size can be facilitated from the detected image.

이어서, 본 발명에 따른 이물 검사 장치에 따른 복수의 검사에 대해 설명한다. 즉, 복수의 검사는, 예를 들면 다이내믹 레인지를 얻기 위해 영역 우선, 표준, 감도 우선등과 같이 조명광의 파워를 크게 한 조건과 표준의 조건으로 작게 한 조건에서, 피검사 대상 기판(1)의 표면을 검사하고, 그 결과를 검사 결함으로서 CPU(417)는 출력하는 것이다. CPU(417)는 상기 복수의 검사 결과를 단순히 통합하여 검사 결과 맵(검사 결과 맵은 피검사 대상 기판(1) 내에서 이물 등의 결함이 검출된 위치 좌표에 결함의 마크를 플로트로 한 도면)을 출력할 수 있다. 또한, CPU(417)는 맵이 아니고, 이물의 좌표 리스트, 또는 이물의 검출 신호 레벨 등을 나타내는 리스트나 맵이라도 좋다.Next, the some test | inspection by the foreign material inspection apparatus which concerns on this invention is demonstrated. That is, the plurality of inspections are performed on the inspection target substrate 1 under conditions in which the power of illumination light is increased such as area priority, standard, sensitivity priority, etc., and the conditions are reduced to standard conditions, for example, to obtain a dynamic range. The surface is inspected, and the result is output by the CPU 417 as an inspection defect. The CPU 417 simply integrates the plurality of inspection results, and the inspection result map (the inspection result map is a diagram in which a defect mark is floated on a position coordinate where a defect such as a foreign matter is detected in the inspection target substrate 1). You can output Note that the CPU 417 may not be a map, but a list or map indicating the foreign matter coordinate list, the foreign matter detection signal level, or the like.

또한, 복수의 검사로서는 다이내믹 레인지를 얻기 위해서 뿐만이 아니라, 보다 미세한 흠집이나 이물 등의 결함을 검출할 수 있도록, 예를 들면 스테이지(301, 302)의 주행 시간을 바꾸어도 좋다. 또한, 조명 광학계(100)에 의한 조명 방향 α1, φ1 (제로도 포함함), φ2(제로도 포함함)의 조건, 편광판(208)의 유무, 백색 조명(500)과 레이저 조명(100)을 이용하는 조건등을 바꾸어도 좋다.The plurality of inspections may change not only the dynamic range but also the traveling time of the stages 301 and 302 so that defects such as finer scratches and foreign matters can be detected. In addition, the conditions of the illumination direction α1, φ1 (including zero), φ2 (including zero) by the illumination optical system 100, the presence or absence of the polarizing plate 208, the white illumination 500 and the laser illumination 100 The conditions to be used may be changed.

또한, CPU(417)에서의 처리 방법도, 복수의 검사 조건으로 검사한 결함이 보정된 검출 신호 레벨 ss'을 각 차원(조명광의 파워, 조명 방향, 편광판의 유무, 백색 조명과 레이저 조명)의 공간에 맵핑하여, 공간 내에서의 거리로부터 클래스 분리한(분류한) 결과라도 좋다. 예를 들면, 도 49에 도시된 바와 같이 x축으로, 레이저 조명계(100)에 의한 검출 신호 레벨 ss'을, y축으로 별도의 조명계(백색 조명계(500)나 도 50에 도시된 조명계가 있음)에 의한 검출 신호 레벨 ss'를 플로트한다. 이에 따라, 미리 설정한 직선 y=βx에 의해, 이들의 플로트의 위치를 2개의 영역으로 분류할 수 있다. 그리고, 이 분류 결과는 이물의 특징을 나타내게 된다. 별도의 조명계로서, 도 50에 도시된 조명계를 이용하는 경우에는, y>βx의 영역에플로트된 이물 등의 결함은, 사방 조명으로 그다지 눈에 띄지 않는 흠집이나 평탄한 이물(491)이고, y<βx의 영역에 플로트된 이물 등의 결함은 비교적 높이가 있는 이물(492)인 것이 실험에 의해 확인되었다. 여기서, 이 경계선은 상기된 직선일 필요는 없고, 임의의 곡선, 또는 복수의 임의의 직선 또는 곡선이라도 좋다. 또한, 이들 거리를 구하는 공간은, 복수의 차원을 구비하게 해도 좋다. 또한, 이들의 복수의 검사는 검출기(205, 206)에 의해 동시에 검사되는 것이라도 좋다.In addition, the processing method in the CPU 417 also includes a detection signal level ss' in which defects inspected under a plurality of inspection conditions are corrected for each dimension (power of illumination light, direction of illumination, presence or absence of a polarizing plate, white illumination and laser illumination). Mapping to space may be the result of class separation (classification) from distance in space. For example, as shown in FIG. 49, there is a separate illumination system (the white illumination system 500 or the illumination system shown in FIG. 50) on the x axis and the detection signal level ss' by the laser illumination system 100 on the y axis. ) Detects the detection signal level ss'. Accordingly, the positions of these floats can be classified into two regions by the straight line y = βx set in advance. And this classification result shows the characteristic of a foreign material. When using the illumination system shown in FIG. 50 as another illumination system, defects, such as a foreign material floated in the area | region of y> (beta), are a flaw or flat foreign material 491 which is not very noticeable by all directions illumination, and y <βx The experiment confirmed that defects, such as a foreign material, floated in the area | region of this are a foreign material 492 with comparatively high height. Here, this boundary line does not need to be the above-mentioned straight line, but may be any curve or a plurality of arbitrary straight lines or curves. In addition, the space for obtaining these distances may have a plurality of dimensions. The plurality of inspections may be inspected simultaneously by the detectors 205 and 206.

도 50에 도시된 조명계는, 도 3에 도시된 레이저 광속(10, 11, 12)을 사방 조명하는데 변하여, 직선형의 미세 미러(240)를, 대물 렌즈(201)와 피검사 대상 기판(1) 사이에 삽입 부착하고, 직선형의 미세 미러(240)로 레이저 광속(10)을 반사시켜 피검사 대상 기판(1)에 대해 거의 수직으로 빔 광속(3)을 조명하는 것이다. 따라서, 피검사 대상 기판(1)으로부터의 0차 회절광(플러스 반사광)은, 직선형의 미세 미러(240)로 차광되고, 1차이상의 회절광이 대물 렌즈(201)를 통과하게 된다. 또, 직선형의 미세 미러(240)는, 공간 필터(202)의 면에서는 공간 필터(202)의 기능을 다할 수 있도록 충분히 가는 직선형의 띠인 것이 바람직하다.The illumination system shown in FIG. 50 changes to illuminate the laser beams 10, 11, and 12 shown in FIG. 3 so that the linear fine mirror 240 is converted into the objective lens 201 and the inspection target substrate 1. It inserts in between, and reflects the laser beam 10 with the linear fine mirror 240, and illuminates the beam light beam 3 perpendicularly to the board | substrate 1 to be tested. Therefore, the zeroth order diffracted light (plus reflected light) from the inspection target substrate 1 is shielded by the linear fine mirror 240, and the first or more diffracted light passes through the objective lens 201. Moreover, it is preferable that the linear fine mirror 240 is a linear strip sufficiently thin so that the function of the spatial filter 202 may be fulfilled from the surface of the spatial filter 202.

이어서, 본 발명에 따른 이물 검사 장치와 외부 장치와의 접속에 대해 설명한다. 즉, CPU(471)는, 본 발명에 따른 이물 검사 장치의 전체를 제어하는 것이다. 따라서, 검사 결과, 또는 검사를 위한 조건(특히 임계치 맵)등은, CPU(417)에 접속된 기억 장치(427) 내에 저장된다. 그리고, 이들 기억 장치(427)에 저장된 검사 결과, 또는 검사 조건을, 로컬 영역 네트워크(428) 또는 모뎀을 통해 다른 계산기와 연결하는 것이 바람직하다. 특히, 인터넷에 연결함에 따라 이물 검사 장치에서의 검사 조건의 개선, 이물 검사 장치의 문제의 상황 등을, 이물 검사 장치를 사용하는 사용자와 이물 검사 장치의 메이커 사이에서 교환할 수 있다. 이들 데이타의 교환으로는 이물 검사 장치 메이커와 사용자 사이에서, 암호 키를 구비하고, 데이타를 암호화함에 따라, 기밀을 유지할 수 있다. 또한, 이물 검사 장치에 의해 검사된 이물 등의 검사 결과에 기초한, 프로세스 처리 장치에서의 프로세스 조건의 개선, 프로세스 처리 장치의 문제의 상황 등을, 프로세스 처리 장치를 사용하는 사용자와 프로세스 처리 장치의 메이커 사이에서 교환하는 것도 가능해진다.Next, the connection between the foreign material inspection device and the external device according to the present invention will be described. That is, the CPU 471 controls the whole foreign matter inspection apparatus according to the present invention. Therefore, the test result, the condition for the test (particularly the threshold map), and the like are stored in the memory device 427 connected to the CPU 417. The test results or test conditions stored in these storage devices 427 are preferably connected to other calculators via the local area network 428 or a modem. In particular, by connecting to the Internet, the improvement of the inspection conditions in the foreign matter inspection apparatus, the situation of the problem of the foreign matter inspection apparatus, and the like can be exchanged between the user who uses the foreign substance inspection apparatus and the maker of the foreign substance inspection apparatus. In the exchange of these data, between the foreign material inspection device maker and the user, an encryption key is provided and the data can be encrypted, thereby maintaining confidentiality. In addition, the user of the process processing apparatus and the maker of the process processing apparatus can improve the process conditions in the process processing apparatus, the situation of the problem of the process processing apparatus, and the like based on the inspection results such as the foreign matter inspected by the foreign substance inspection apparatus. It becomes possible to exchange between.

또한, 본 발명에 따른 화상 처리 장치(400)를 프로그램 가능한 시스템으로 구성함으로써, 도 4, 도 28, 도 29, 도 30, 도 31에 도시된 알고리즘을 재기록하여 실행할 수 있다. 이들 알고리즘은, 웨이퍼 표면의 산화막등의 간섭에 의한 신호 강도가 부분적인 편차에 대응하기 위한 것으로, 소위 색 편차 대응 알고리즘을 실현할 수 있다.In addition, by configuring the image processing apparatus 400 according to the present invention as a programmable system, the algorithms shown in FIGS. 4, 28, 29, 30, and 31 can be rewritten and executed. These algorithms are intended to cope with partial variations in signal intensity due to interference of oxide films or the like on the wafer surface, so that a so-called color deviation correspondence algorithm can be realized.

이어서, 이상 설명한 본 발명에 따른 결함 검사 장치를 이용한 반도체등의 제조 라인 및 그 제조 방법에 대해 도 32∼도 34를 이용하여 설명한다.Next, manufacturing lines, such as a semiconductor using the defect inspection apparatus which concerns on this invention demonstrated above, and its manufacturing method are demonstrated using FIGS. 32-34.

도 32에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 결함 검사 장치를 이용한 반도체등의 제조 라인은, 제조 공정(601 내지 609), 검사 장치(610 내지 613), 프로브 검사 공정(614), 데이타 해석 시스템(613)에 의해 구성된다.As shown in FIG. 32, a manufacturing line such as a semiconductor using the defect inspection apparatus according to the present invention includes a manufacturing process (601 to 609), an inspection apparatus (610 to 613), a probe inspection process (614), and a data analysis system. 613 is configured.

제조 공정은, 특히 제조 수율에의 영향이 큰(제조 수율을 좌우함) 공정(601, 605, 608, 609)을 포함하고, 이들 공정은 상기 본 발명에 따른 결함 검사 장치등의 검사 장치(612)에 의해 항상 감시된다. 또한, 이 감시에 의해, 공정간의 이상, 예를 들면 공정(601, 606)사이에서 이상이 검출되었을 때는, 그 동안의 공정(602, 603, 604)이, 검사 장치(610)에 의해 감시되고, 이상을 만드는 공정, 또는 장치를 식별한다. 또한, 특히 중요한 공정(607)은, 검사 장치(611)에 의해 점유적으로 감시된다.The manufacturing process includes, in particular, processes 601, 605, 608, and 609 having a large influence on the production yield (depending on the production yield), and these processes include inspection devices 612 such as a defect inspection apparatus according to the present invention. Is always monitored. In addition, when the abnormality between processes is detected by this monitoring, for example, between the processes 601 and 606, the process 602, 603, 604 during that time is monitored by the inspection apparatus 610. Identify the process, or device, that makes the ideal. In addition, the step 607 which is particularly important is occupied by the inspection apparatus 611.

그런데, 원하는 공정만의 이물 또는 최외측 표면에 부착한 이물 등의 결함을, 높은 식별 정밀도로 검사할 수 있기 위해서는, 이 공정의 프로세스 처리를 실시하기 전과 프로세스 처리를 실시한 후에, 본 발명에 따른 이물 검사 장치(612)에 의한 이물 등의 결함 검사를 실시하고, 프로세스 처리 후의 결함 검사 결과와 프로세스 처리전의 결함 검사 결과와의 논리차를 구하면 된다. 여기서, 이 논리차에 기초하여 판단할 때, 상기 공정 이전에 발생한 이물을, 상기 공정에서 발생한 결함이라고 잘못 판단되는 경우가 있어서는 안된다. 오히려, 이 결함은 못보고 넘어가는 편이 낫다. 그것은, 잘못된 판단에 기초하여 결함이 발생하지 않도록 대책이 실시되게 되기 때문이다.By the way, in order to be able to inspect defects, such as foreign matter only in a desired process or foreign matter affixed to the outermost surface, with high identification accuracy, the foreign matter concerning this invention before and after performing the process process of this process, What is necessary is just to perform defect inspection, such as a foreign material, by the inspection apparatus 612, and to calculate the logical difference between the defect inspection result after a process process, and the defect inspection result before a process process. Here, when judging based on this logical difference, the foreign material which generate | occur | produced before the said process should not be incorrectly judged as the defect which arose in the said process. Rather, it is better not to see this flaw. This is because countermeasures are carried out so that a defect does not occur based on a wrong judgment.

그런데, 상기 논리차에 따라 상기 프로세스 처리 공정에서 발생한 이물 등의 결함만을, 반드시 검출할 수는 없다. 이것은 이하와 같은 이유에 따른 것이다.By the way, only defects, such as a foreign material which arose in the said process process process according to the said logic difference, cannot necessarily be detected. This is because of the following reasons.

그 이유는 예를 들면 성막등에 의해 이물 등의 결함의 표면에 막이 형성되고, 그 결과 이물 등의 결함 사이즈가 커지고, 검사 감도가 향상하고, 성막전으로부터 존재하는 결함이, 성막 후에는 검사되게 되기 때문이다. 즉, 사실은, 이전부터 부착되어 있었을 결함이 그 성막 공정전에는 검사되지 않고 상기 성막 공정 후에 발견되고, 상기 성막 공정에서 발생하도록 잘못 판단되게 된다.The reason for this is that a film is formed on the surface of a defect such as a foreign material by, for example, film formation, and as a result, the size of a defect such as a foreign material is increased, the inspection sensitivity is improved, and a defect existing from the film formation is inspected after the film formation. Because. That is, the fact is that defects which have been previously attached are found after the film forming step without being inspected before the film forming step, and are incorrectly judged to occur in the film forming step.

그래서, 상기 성막 공정전의 검사시에, 미리 예를 들면 배율 m1을 작게 하여 임계치를 저하시켜 검사 감도를 상승시켜 줌에 따라 이전부터 부착되어 있는 미세한 결함을 검출할 수 있게 되고, 틀린 판단을 없앨 수 있다. 이와 같이, 상기 성막 공정전의 검사 감도를 상승시키면 오류 검출(허위 정보)이 증가하게 되지만, 도 51에 도시된 바와 같이 상기 공정 전후의 논리차(B-A)를 취함에 따라 문제가 되지 않는다.Therefore, at the time of the inspection before the film formation process, for example, by reducing the magnification m1 to lower the threshold to increase the inspection sensitivity, it is possible to detect the microscopic defects which have been previously attached, thereby eliminating false judgment. have. In this way, if the inspection sensitivity before the film forming process is increased, error detection (false information) increases, but it does not become a problem as taking the logic difference B-A before and after the process as shown in FIG.

그러나, 피검사 대상 기판(1)의 칩 내의 영역마다, 프로세스 처리의 전후에 표면의 상태가 변할 수 있다. 이 때문에, 프로세스 처리 전에, 전체적으로 임계치를 저하시켰다고 해도, 배경 레벨이 높고, 결과적으로 임계치가 크게 사실상 비검사 상태 또는 저감도 상태로 되는 영역이 존재하고, 이 영역으로부터는 이전부터 부착되어 있던 미세한 결함을 검출할 수 없게 된다.However, the state of the surface may change before and after the process processing for each region in the chip of the inspection target substrate 1. For this reason, even if the threshold value is lowered as a whole before the process, there is an area where the background level is high, and as a result, the threshold value is substantially in an unchecked state or a low sensitivity state, and there is a fine defect previously attached from this area. Cannot be detected.

그래서, 본 발명에 따른 결함 검사 장치(612)의 연산 처리 회로(400)의 CPU(417)에서, Ib<Tb인 경우에 Ia>Tha로 검출되고, 또한 Ia>κ·Thb일 때만, 상기 프로세스 처리 공정 P에서 발생한 결함이라고 판단한다. 즉, 상기 프로세스 처리 공정 P 전의 검사에서, 가능한 한 검사 감도를 올려 검사해도 결함을 검출할 수 없었던 경우에 상기 프로세스 처리 공정 후의 검사로 검사 감도를 떨어뜨려 임계치를 상승시켜도 결함이 검출된 경우에만, 상기 프로세스 처리 공정 P에서 발생한 결함이라고 판단하고, 상기 프로세스 처리 공정 후의 검사로 검사 감도를 떨어뜨려 임계치를 κ배 상승시켜도 결함이 검출되지 않는 경우에는, 이 결함을 놓치는 처리를 하여 잘 못된 판단을 없앨 수 있다. 그것은, 상기 프로세스 처리 공정에서 생긴결함이라고 판단되는 확률이 저하하기 때문이다. 당연히, Ib≥Thb인 경우에는 이전에 발생하는 결함이라고 간주할 수 있다.Therefore, in the CPU 417 of the arithmetic processing circuit 400 of the defect inspection apparatus 612 according to the present invention, Ia> Tha is detected when Ib <Tb, and only when Ia> κ · Thb. It determines with the defect which generate | occur | produced in the processing process P. That is, in the inspection before the process treatment step P, if the defect could not be detected even if the inspection sensitivity is increased as much as possible, only after the defect is detected even if the inspection sensitivity is decreased and the threshold value is increased by the inspection after the process treatment process, If it is determined that the defect has occurred in the process treatment step P, and the inspection sensitivity is decreased by the inspection after the process treatment step and the threshold value is raised by κ times, the defect is not detected even if the defect is not detected. Can be. This is because the probability judged to be a defect generated in the process treatment step decreases. Naturally, Ib &gt; Thb can be regarded as a previously occurring defect.

단, Ia는 상기 프로세스 처리 공정 후의 검사에서 검출된 결함의 검출 신호 레벨, Ib는 상기 프로세스 처리 공정 전의 검사에서 검출된 결함의 검출 신호 레벨을 나타낸다. Tha는, 상기 프로세스 처리 공정 후의 임계치 맵 저장 수단(419)으로부터 얻어지는 검사 임계치 레벨, Thb는 상기 프로세스 처리 공정 전의 가능한 한 저하시킨 임계치 맵 저장 수단(419)으로부터 얻어지는 검사 임계치 레벨을 나타낸다. κ는, 1을 넘는 계수로, Thb에 따라 결정된다. 또, 결함 검사 장치의 연산 처리 회로(400)의 비교 회로(414)등에서는, Ia와 Tha, Ib와 Thb에 대해 비교되게 된다.However, Ia represents the detection signal level of the defect detected by the inspection after the said process processing process, and Ib represents the detection signal level of the defect detected by the inspection before the said process process process. Tha represents the inspection threshold level obtained from the threshold map storage means 419 after the process processing step, and Thb represents the inspection threshold level obtained from the threshold map storage means 419 reduced as much as possible before the process processing step. κ is a coefficient of more than 1, and is determined according to Thb. In the comparison circuit 414 of the arithmetic processing circuit 400 of the defect inspection apparatus, Ia and Tha are compared with respect to Ib and Thb.

따라서, CPU(417)에서 행하는 상기 결함 판정 처리에는, 임계치 맵 저장 수단(419)으로부터 얻을 수 있어 기억 장치(427)에 기억된 프로세스 처리 공정전(경우에 따라서는 프로세스 처리 공정 후에도)의 칩 전역 또는 이것에 준하는 영역의 임계치 레벨(임계치 화상), 및 메모리(404)로부터 얻을 수 있어 기억 장치(427)에 기억된 프로세스 공정 전후의 결함 검출 신호가 필요해진다. 중요한 것은, 프로세스 처리 공정 전의 검사할 때의 임계치 맵의 정보를 기억 장치(427)에 기억해 두고, 이 임계치 맵의 정보를 이용하여 프로세스 처리 공정 후의 검사시의 임계치(κ·Tha)를 정하는 계수 κ를 결정하는 것에 있다. 당연히, Tha는 프로세스 처리 공정 후의 검사시에 임계치 산출 수단(418)에서 산출되게 된다.Therefore, in the defect determination processing performed by the CPU 417, the entire chip before the process processing process (in some cases even after the process processing process) obtained from the threshold map storage means 419 and stored in the memory device 427. Alternatively, the defect detection signal before and after the process step obtained from the threshold level (threshold image) of the area corresponding to this and the memory 404 and stored in the memory device 427 is required. Importantly, the coefficient κ for storing the information of the threshold map at the time of the inspection before the process processing step and determining the threshold κ · Tha at the time of the inspection after the process processing process using the information on the threshold map. To decide. Naturally, Tha is calculated by the threshold calculating means 418 at the time of inspection after the process treatment step.

또한, 결함 검사 장치(612)가 공정(602, 603, 604) 등에 대해 감시하는 감시수법에 대해 설명한다. 제1 수법은, 로트 내의 웨이퍼에 착안하고, 공정을 거칠 때마다의 착안 웨이퍼의 이물 등의 결함의 부착 상태(변화)를 감시하는 동일 웨이퍼에 의한 공정 감시 수법이다. 제2 수법은, 어느 한 프로세스 장치 또는 공정에 착안하고, 그 공정을 통과하는 웨이퍼 전후의 상태를 감시함에 따라, 그 프로세스 장치 또는 공정의 상태를 감시하는 수법이다. 모두, 공정의 상태를 감시하는 점에서는 공통되지만 제1 수법은 공정사이를 비교하고, 상태가 나쁜 공정을 찾는 것이 목적이고, 제2 수법은 어느 한 공정의 경시적인 변화를 비교하는 것이 주된 목적이다. 즉, 제2 수법은, 돌발적인 이물 발생 등의 이변을 모니터하거나, 또는 어떠한 이물 등의 결함 저감 대책을 실시 후의 효과를 평가하는 것등을 목적으로 한다.In addition, the monitoring method which the defect inspection apparatus 612 monitors the process 602, 603, 604 etc. is demonstrated. The first method is a process monitoring method using the same wafer that focuses on the wafer in the lot and monitors the adhered state (change) of defects such as foreign matters of the wafer of interest each time the process passes. The second method is a method of monitoring the state of the process apparatus or the process by paying attention to any one of the process apparatus or the process and monitoring the state before and after the wafer passing through the process. All of them are common in terms of monitoring the state of the process, but the first method is to compare processes and find a process that is in poor condition, and the second method is to compare changes over time in any one process. . That is, the 2nd technique aims at monitoring abnormality, such as a sudden foreign material generation | occurrence | production, or evaluating the effect after implementing defect reduction measures, such as any foreign material, etc.

여기서, 검사 장치(612)에 의한 특히, 특정한 프로세스 공정 또는 그 장치에 착안하는 관리는, 상기 공정에서 어떻게 결함이 증감하고 있는지를 알 수 있다. 또한, 이 관리에서 특히 여기서 검출한 이물의 사이즈를 이용하여, 그 이물의 상기 공정에서의 치명성을 판정함에 따라, 상기 이물 대책의 중요성을 알 수 있고, 대책을 실시할 때의 동기가 부여되고, 대단히 유효해진다. 즉, 이물 등의 결함의 대책 효과의 크기를 앎에 따라, 대책에의 의식이 보다 강하게 의식되고, 대책 행동으로 묶을 수 있다.Here, the management focused on the specific process process or the apparatus by the inspection apparatus 612 can know how a defect increases or decreases in the said process. In addition, in this management, using the size of the foreign material detected here, in particular, the fatality of the foreign material in the process can be determined, so that the importance of the foreign material countermeasure can be known, and motivation for implementing the countermeasure is given. , It becomes very effective. That is, by measuring the magnitude of the countermeasure effect of defects, such as a foreign material, consciousness to a countermeasure becomes more conscious and it can be tied to countermeasure action.

이상 설명된 바와 같이, 감시 및 수취된 데이타는 데이타 해석 시스템(613)에 수취되고, 이상의 발생, 프로브 검사 공정(614)으로부터의 데이타와의 관련으로부터 제조 수율과의 관련등이 해석된다.As described above, the monitored and received data is received by the data analysis system 613, and the occurrence of the abnormality, the association with the production yield from the association with the data from the probe inspection process 614, and the like are interpreted.

또한, 상기 검사 장치(610, 611, 612)에는 상기 본 발명에 따른 결함 검사장치 외, 광명 시야 검사, SEM 검사등의 검사 장치가 사용되고 있다. 이들 검사 장치는 각각의 특징이 있고, 검출할 수 있는 이물이 다르다. 그래서, 이들 검사 장치를 병용함에 따라 검사의 신뢰성을 함께 향상시킬 수 있다. 또한, 이들 검사 장치는, 그 검출 원리로부터, 검사 시간(검사의 작업 처리량)에도 차이가 있다. 고작업 처리량의 상기 결함 검사 방식의 레이저 산란 방식은 미립자의 검사에는 적합하지만, 레이저의 간섭성에 따라 검출시의 포착율이 낮다. 광명 시야 검사는, 포착율은 높지만, 비교 검사시를 위해 샘플링시에 높은 해상도를 필요로 하기 때문에, 작업 처리량이 낮다. 전자선을 이용한 검사는 SN이 낮기 때문에 검사의 고속화는 어렵지만, 고해상의 검사가 가능한 데다가 도통 불량등의 검사에 적합하다.As the inspection apparatuses 610, 611, and 612, inspection apparatuses such as light inspection, SEM inspection, etc. are used in addition to the defect inspection apparatus according to the present invention. These inspection apparatuses have respective characteristics, and the foreign matter which can be detected differs. Therefore, by using these inspection apparatuses together, the reliability of inspection can be improved together. Moreover, these inspection apparatuses differ also in inspection time (work throughput of inspection) from the detection principle. The laser scattering method of the defect inspection method of the high throughput is suitable for the inspection of the fine particles, but the capture rate at the time of detection is low depending on the coherence of the laser. Although the bright field of vision inspection has a high capture rate, it requires a high resolution at the time of sampling for comparison inspection, and therefore has a low throughput. Inspection using an electron beam is difficult to speed up inspection because of low SN, but high resolution inspection is possible and suitable for inspection such as poor conduction.

LSI 제조 공정에서는 감도, 작업 처리량, 검출할 수 있는 대상 등을 고려하면서 이들 검사 장치를 시스템화할 필요가 있다.In the LSI manufacturing process, it is necessary to systemize these inspection devices while taking into consideration the sensitivity, the throughput, the objects to be detected, and the like.

도 33에 도시된 바와 같이, 각각의 검사 장치가 24로부터 27로, 25로부터 28로, 26으로부터 29로 검출 가능한 이물 등의 결함을 증가시키고, 시스템의 전체 검출수를 늘림에 따라, 전체적으로 높은 성능을 구비하는 시스템을 구축할 수 있다.As shown in FIG. 33, as each inspection device increases defects such as foreign matter detectable from 24 to 27, 25 to 28, 26 to 29, and increases the total number of detections of the system, overall high performance It is possible to build a system having a.

도 34에 양산 상승시의 제조 수율의 추이(30)를 나타낸다. 또한, 결함수의 추이(31)도 동시에 도시한다. 제조 수율이 향상함에 따라 결함수가 저하한다. 그러나, 제조 수율이 상승한 상황이라도 돌발적으로 결함수가 상승하여 제조 수율을 저하시키는 경우가 있다. 그래서, 이들 결함 발생을 재빠르게 알 수 있고, 결함 발생 공정의 생산을 일시적으로 멈춰 결함 발생 원인을 대책할 필요가 있다. 그로 인한, 본 발명에 따른 이물 등의 결함 검사 장치가 필요해진다.34 shows the transition 30 of production yield at the time of mass production rise. In addition, the transition 31 of the number of defects is also shown at the same time. As the production yield improves, the number of defects decreases. However, even in a situation where the production yield has increased, the number of defects may increase unexpectedly, which may lower the production yield. Therefore, it is necessary to know these defect occurrences quickly, and it is necessary to temporarily stop the production of the defect generation step and to counter the cause of the defect occurrence. Therefore, defect inspection apparatuses, such as a foreign material concerning this invention, are needed.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 조명의 효율을 향상시킬 수 있어, 공간 필터, 조명 방향에 따라 LSI 패턴등의 기판 내의 패턴으로부터의 회절광을 저감할 수 있고, 또한 칩 내의 편차가 다른 위치마다 임계치를 낮게 설정할 수 있으므로, LSI 웨이퍼 상등의 기판 상의 이물이나 결함을 고감도, 고작업 처리량으로 검출할 수 있는 효과를 발휘한다.As described above, according to the present invention, the efficiency of illumination can be improved, and diffraction light from a pattern in a substrate such as an LSI pattern can be reduced according to the spatial filter and the illumination direction, and the variation in the chip is different. Since the threshold value can be set low for every position, it exhibits the effect that a foreign material and a defect on the board | substrate, such as an LSI wafer, can be detected with high sensitivity and a high throughput.

또한, 본 발명에 따르면, 고감도의 통상의 TDI 센서를 이용하여, 반복 패턴과 비반복 패턴이 혼재하는 피검사 대상 기판 상에 존재하는 미소 이물이나 결함을 고감도로, 또한 고속으로 검출할 수 있는 효과를 발휘한다.Moreover, according to this invention, the effect which can detect the micro foreign material and defect which exist on the to-be-tested board | substrate which mixed a repeating pattern and a non-repeating pattern with high sensitivity and a high speed using a high sensitivity normal TDI sensor at high speed. Exert.

Claims (41)

결함 검사 방법에 있어서,In the defect inspection method, 스테이지에서, 회로 기판이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 공정,In a stage, a process of loading and running a test target substrate on which a circuit board is formed, 길이 방향으로는 거의 평행광으로 이루어지는 슬릿형 빔을, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판에 대해, 상기 기판의 법선 방향으로부터 소정의 기울기를 갖고, 상기 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평면 상에서 소정의 기울기를 갖고, 길이 방향이, 상기 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지의 주행 방향에 대해 거의 직각이 되도록 조명하는 조명 공정,The slit beam made of substantially parallel light in the longitudinal direction has a predetermined inclination from the normal direction of the substrate with respect to the inspection target substrate on which the circuit pattern is formed, and is predetermined on a plane with respect to the main straight group of the circuit pattern. An illumination step having an inclination and illuminating so that the longitudinal direction is substantially perpendicular to the traveling direction of the stage on which the substrate to be inspected is loaded and driven; 상기 조명 공정에서 조명된 피검사 대상 기판 상에 존재하는 이물 등의 결함으로부터 얻어지는 반사 산란광을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 공정, 및A detection step of receiving the reflected scattered light obtained from defects such as foreign matter present on the inspection target substrate illuminated in the illumination step by converting the signal into a signal and detecting the image; 상기 검출 공정에서 검출된 신호에 기초하여 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하는 결함 판정 공정A defect determination step of extracting a signal representing a defect such as a foreign material based on the signal detected in the detection step 을 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법.Defect inspection method comprising the. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 검출 공정에서, 피검사 대상 기판 상에 존재하는 회로 패턴 중 적어도 반복 패턴으로부터의 회절광 패턴을 공간 필터에 의해 차광하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법.And the diffraction light pattern from at least the repeating pattern among the circuit patterns present on the inspection target substrate is shielded by a spatial filter in the detection step. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결함 판정 공정에서, 원래 동일한 회로 패턴이 형성된 부분 또는 그 근방으로부터의 상기 검출에 의해 얻어지는 신호에 기초하여 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차에 기초하여 설정되는 판정 기준을 기초하여 상기 검출된 신호로부터 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법.In the defect determination step, a deviation is calculated based on a signal obtained by the detection from or near a portion where the same circuit pattern is originally formed, and the detected signal based on a determination criterion set based on the calculated deviation. And a signal indicating a defect such as foreign matter from the defect inspection method. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 결함 판정 공정에서, 상기 검출된 신호에 대해 상기 회로 패턴을 구성하는 각종 영역마다 설정된 판정 기준에 기초하여 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법.And in the defect determination step, a signal indicating a defect such as a foreign material or the like is extracted based on a determination criterion set for each of the various regions constituting the circuit pattern with respect to the detected signal. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 조명 공정에서, 슬릿형 빔의 회로 패턴의 주요한 직선군에 대한 평면 상의 기울기가 45도 정도인 것을 특징으로 하는 결함 검사 방법.And in the illumination process, the inclination on the plane with respect to the main straight line group of the circuit pattern of the slit beam is about 45 degrees. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 광원으로부터 출사되는 빔을, 길이 방향으로는 거의 평행광으로 이루어지는 슬릿형 빔으로 하여, 상기 피검사 대상 기판에 대해, 상기 기판의 법선 방향으로부터 소정의 기울기를 갖고, 상기 회로 패턴의 주요한 직선군에 대해 평면 상에서 소정의 기울기를 갖고, 길이 방향이 상기 스테이지의 주행 방향에 대해 거의 직각이 되도록 조명하는 조명 광학계,The beam emitted from the light source is a slit beam composed of substantially parallel light in the longitudinal direction, and has a predetermined inclination from the normal direction of the substrate with respect to the substrate to be inspected, and is applied to the main straight group of the circuit pattern. An illumination optical system having a predetermined slope on a plane with respect to the plane and illuminating such that the longitudinal direction is substantially perpendicular to the traveling direction of the stage, 상기 조명 광학계에 의해 슬릿형 빔이 조명된 피검사 대상 기판 상에 존재하는 이물 등의 결함으로부터 얻어지는 반사 산란광을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system for receiving reflected scattered light obtained from defects such as foreign matter and the like present on the inspection target substrate on which the slit beam is illuminated by the illumination optical system, converting the signal into a signal, and detecting the signal; 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터 검출된 신호에 기초하여 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하는 화상 처리부An image processing unit which extracts a signal representing a defect such as a foreign material based on the signal detected from the image sensor of the detection optical system 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 화상 처리부에 있어서, 원래 동일한 회로 패턴이 형성된 부분 또는 그 근방으로부터 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터의 검출에 의해 얻어지는 신호에 기초하여 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차에 기초하여 판정 기준을 설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로하여 상기 검출 광학계의 이미지 센서로부터 검출된 신호로부터 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하는 추출 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.In the image processing unit, a deviation is calculated based on a signal obtained by detection from an image sensor of the detection optical system from a portion where the same circuit pattern is originally formed or in the vicinity thereof, and a determination criterion is set based on the calculated deviation. A defect characterized in that it comprises extraction means for extracting a signal representing a defect, such as a foreign material, from a signal detected from an image sensor of the detection optical system on the basis of the determination criterion setting means and the determination criterion set by the determination criterion setting means. Inspection device. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 화상 처리부에 있어서, 상기 검출된 신호에 대해 상기 회로 패턴을 구성하는 각종 영역마다 설정된 판정 기준에 기초하여 이물 등의 결함을 나타내는 신호를 추출하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.And the means for extracting a signal indicating a defect such as a foreign material based on a determination criterion set for each of the various regions constituting the circuit pattern with respect to the detected signal. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 검출 광학계에 있어서, 광축이 피검사 대상 기판에 대해 거의 수직인 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus according to the detection optical system, wherein the optical axis is substantially perpendicular to the substrate to be inspected. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 조명 광학계에 있어서, 광원이 레이저 광원인 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.In the said illumination optical system, the light source is a laser light source, The defect inspection apparatus characterized by the above-mentioned. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 조명 광학계에 있어서, 원추 표면에 근사하는 형상의 아이리스 광학 요소를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The said illumination optical system WHEREIN: The defect inspection apparatus provided with the iris optical element of the shape approximating a cone surface. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 조명 광학계에 있어서, 백색광을 법선에 대해 기울인 방향으로부터 조명하는 광학계를 더 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The said illumination optical system WHEREIN: The defect inspection apparatus characterized by further equipped with the optical system which illuminates white light from the direction inclined with respect to the normal line. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 검출 광학계에 있어서, 공간 필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The said detection optical system WHEREIN: The defect inspection apparatus characterized by including the spatial filter. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 검출 광학계에 있어서의 이미지 센서를 TDI 센서로 구성하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus characterized by including the image sensor in the said detection optical system as a TDI sensor. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 검출 광학계에 있어서, 광축을 피검사 대상 기판의 법선에 대해 기울인 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus according to the detection optical system, wherein the optical axis is inclined with respect to the normal line of the inspection target substrate. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 피검사 대상물의 표면에 대해 법선 방향으로부터 소정의 기울기를 갖고 빛을 조명하고, 피검사 대상물의 표면 내의 적어도 한 방향으로 조명 광속을 조절하기 위한 원추 표면에 근사한 형상의 광학 요소를 구비하는 조명 광학계,An illumination optical system having an optical element shaped to approximate a conical surface for illuminating light with a predetermined inclination from a normal direction with respect to a surface to be inspected, and adjusting an illumination light flux in at least one direction within the surface to be inspected, 상기 피검사 대상물로부터 반사되는 빛을 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives light reflected from the object to be inspected by an image sensor and converts the light into a signal for detection; 상기 검출 광학계에서 검출된 신호를 처리하는 화상 처리부An image processor which processes the signal detected by the detection optical system 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optics for illuminating light against the surface of the object 생성한 전하를 축적하는 수단, 축적된 전하가 어느 일정량을 초과했을 때에 상기 일정량을 초과한 전하를 흘려보내는 전류 경로, 및 상기 일정량까지의 범위로 축적된 전하를 판독하는 수단으로 구성되는 이미지 센서를 구비하고, 상기 피검사 대상물로부터 반사하는 빛을 상기 이미지 센서로 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및An image sensor comprising means for accumulating the generated charges, a current path for flowing the charges exceeding the predetermined amount when the accumulated charges exceed a certain amount, and means for reading the accumulated charges up to the predetermined amount. A detection optical system which receives light reflected from the object to be inspected by the image sensor, converts the light into a signal, and detects the light; 상기 검출 광학계에서 검출된 신호를 처리하는 화상 처리부An image processor which processes the signal detected by the detection optical system 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 검출 광학계에 있어서, 피검사 대상물로부터의 반사 광속을 분기시키고, 상기 분기되는 하나의 반사 광속의 강도를 다른 하나의 반사광속의 강도의 약 1/100로 하는 분기 광학계, 및 상기 분기 광학계에서 분기된 각 반사 광속이 수광하는 복수의 이미지 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.In the detection optical system, a branching optical system branched from the object to be inspected and branched from the branched optical system in which the intensity of the branched reflected light beam is about 1/100 of the intensity of the other reflected light beam. The defect inspection apparatus characterized by including the some image sensor which each reflected light beam receives. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optics for illuminating light on the surface of the object under test, 상기 피검사 대상물의 표면에 형성된 패턴으로부터의 산란광을 차광하도록 거의 평행하게 설치된 선형(線形)의 복수의 차광 수단을 구비하고, 광축이 상기 피검사 대상물의 표면의 법선 방향으로부터 어떤 일정 각도의 기울기를 갖고, 상기 피검사 대상물로부터 반사되는 빛을 광전 변환 수단에 의해 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및And a plurality of linear shading means provided in substantially parallel to shield the scattered light from the pattern formed on the surface of the inspection object, wherein the optical axis is inclined at a certain angle from the normal direction of the surface of the inspection object. A detection optical system which receives light reflected from the inspection target object by photoelectric conversion means, converts the light into a signal, and detects the light; 상기 검출 광학계에서 검출된 신호를 처리하는 화상 처리부An image processor which processes the signal detected by the detection optical system 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계,A detection optical system that receives the reflected light from the object under test and converts it into an image signal and detects the light; 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호를 기초로 동일 형상의 구조물에 대응하는 대응 화소 또는 그 근방의 화소에 대해 화상 신호의 편차를 산출하고, 상기 산출된 편차에 따라 이물 등의 결함의 존재를 판정하는 화소의 신호 레벨의 판정 기준을 설정하는 판정 기준 설정 수단과 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단, 및Based on the image signal detected from the detection optical system, a deviation of the image signal is calculated for a corresponding pixel corresponding to the structure of the same shape or a pixel in the vicinity thereof, and the presence of a defect such as a foreign material is determined according to the calculated deviation. Judgment means for determining the presence of a defect with respect to the image signal detected from the detection optical system on the basis of the judgment criterion setting means for setting the criterion for determining the signal level of the pixel and the criterion set by the judgment criterion setting means, and 상기 화상 신호를 처리하는 화상 처리부An image processing unit which processes the image signal 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 화상 처리부에는, 상기 화상 신호의 편차에 대한 상기 판정 기준의 배율을 설정하는 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The image processing unit includes a setting means for setting a magnification of the determination criterion with respect to the deviation of the image signal. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호를 기초로 동일 형상의 구조물에 대응하는 화소에 대한 화상 신호의 차분치를 산출하는 차분치 산출 수단, 이물 등의 결함의 존재를 판정하는 화소에 근접한 복수의 화소에서의 상기 차분치 산출 수단에 의해 산출된 차분치의 편차를 산출하고 상기 산출된 편차에 따라 이물 등의 결함의 존재를 판정하는 화소 신호 레벨의 판정 기준을 설정하는 판정 기준 설정 수단, 및 상기 판정 기준 설정 수단에서 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 구비하여, 상기 화상 신호를 처리하는 화상 처리부Difference value calculating means for calculating a difference value of an image signal for a pixel corresponding to a structure of the same shape based on the image signal detected from the detection optical system, and in a plurality of pixels close to the pixel for determining the presence of a defect such as foreign matter. Judgment reference setting means for calculating a deviation of the difference value calculated by the difference value calculating means and setting a determination criterion of a pixel signal level for determining the presence of a defect such as a foreign material in accordance with the calculated deviation, and the determination reference setting means. An image processor for processing the image signal, comprising determination means for determining the presence of a defect with respect to the image signal detected from the detection optical system based on the determination criteria set in 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 제20항에 있어서,The method of claim 20, 상기 화상 처리부에는, 상기 판정 수단에서 판정된 결함의 검사 결과와 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준에 대응하는 데이타를 출력하는 출력 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.And the image processing section includes output means for outputting data corresponding to the inspection result of the defect determined by the determination means and the determination criterion set by the determination criterion setting means. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 판정 기준을 기초로 결함의 존재를 판정하는 판정 수단, 및 상기 판정 수단에서 판정되는 판정 기준에 대한 동일 형상의 구조물에 대한 맵 정보 또는 화상을 표시하는 표시 수단을 구비하는 화상 처리부Determination means for determining the presence of a defect on the basis of a determination criterion with respect to the image signal detected from the detection optical system, and display means for displaying map information or an image of a structure of the same shape with respect to the determination criterion determined by the determination means. An image processing unit having a 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 제24항에 있어서,The method of claim 24, 상기 화상 처리부에는, 영역 우선 모드, 표준 모드, 및 감도 우선 모드에 따라 상기 판정 기준을 설정할 수 있는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.And the means for setting the determination criterion in accordance with an area priority mode, a standard mode, and a sensitivity priority mode. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 판정 기준을 기초로 결함의 존재를 판정하는 판정 수단, 및 상기 판정 수단에 있어서 판정되는 판정 기준과 그것에 대응하는 검사 면적에 대한 지표와의 관계를 표시하는 표시 수단을 구비하는 화상 처리부Judging means for judging the presence of a defect on the image signal detected from the detection optical system based on a judging criterion, and a display for displaying a relationship between the judging criteria determined in the judging means and an index of an inspection area corresponding thereto. An image processing unit having means 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 판정 기준을 기초로 결함의 존재를 판정하는 판정 수단, 및 상기 판정 수단에서 판정되는 판정 기준에 대응한 동일 형상의 구조물에 대한 감도 정보를 표시하는 표시 수단을 구비하는 화상 처리부Judging means for judging the presence of a defect on the basis of judgment criteria with respect to the image signal detected from the detection optical system, and display means for displaying sensitivity information for a structure of the same shape corresponding to the judgment criteria determined by the judgment means. Image processing unit to be provided 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 판정 기준을, 상기 동일 형상의 구조물에서의 기초층의 상태에 대응시켜 바꿔 설정하는 판정 기준 설정 수단, 및 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 구비하여, 상기 화상 신호에 대해 처리하는 화상 처리부Regarding the image signal detected from the detection optical system based on the determination criteria setting means for changing and setting the determination criteria corresponding to the state of the base layer in the structure of the same shape, and the determination criteria set by the determination reference setting means. An image processing unit including determination means for determining the presence of a defect and processing the image signal 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 결함 사이즈를 지정하는 지정 수단, 상기 지정 수단에 의해 지정된 결함 사이즈에 따라 판정 기준을 설정하는 판정 기준 설정 수단, 및 상기 판정 기준 설정 수단에 의해 설정된 판정 기준을 기초로 상기 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 구비하여, 상기 화상 신호에 대해 처리하는 화상 처리부Image signals detected from the detection optical system on the basis of designation means for designating a defect size, determination criterion setting means for setting a determination criterion according to the defect size designated by the designation means, and determination criteria set by the determination reference setting means; An image processing unit comprising determination means for determining the presence of a defect with respect to the image signal; 를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.Defect inspection apparatus comprising a. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optical system for illuminating light on the surface of the inspection target object arranged in a plurality of substantially the same shape structure, 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives the reflected light from the inspection target object with an image sensor and converts the detected light into an image signal; and 결함 사이즈를 지정하는 지정 수단, 및 상기 지정 수단에 의해 지정된 결함 사이즈에 따라 상기 조명 광학계로 조명되는 조명광의 파워를 제어하는 제어계를 구비하여, 상기 검출 광학계로부터 검출되는 화상 신호에 대해 처리하는 화상 처리부An image processing unit including designation means for designating a defect size, and a control system for controlling the power of illumination light illuminated by the illumination optical system in accordance with the defect size designated by the designation means, for processing the image signal detected from the detection optical system. 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 스테이지 상에 적재되고, 복수의 거의 동일 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계, 및 상기 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계를구비하는 촬상 광학계,An illumination optical system that is mounted on a stage and illuminates light on a surface of an inspection target object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged, and the reflected light from the inspection target object is received by an image sensor and converted into an image signal for detection. An imaging optical system equipped with a detection optical system 상기 촬상 광학계의 검출 광학계로부터 검출된 화상 신호에 대해 판정 기준을 기초로 결함의 존재를 판정하는 판정 수단을 구비하는 화상 처리부, 및An image processing unit including determination means for determining the presence of a defect on the basis of determination criteria for the image signal detected from the detection optical system of the imaging optical system, and 상기 피검사 대상물 상의 광학상을 관찰하기 위해 상기 촬상 광학계와 병설된 광학 관찰 현미경An optical observation microscope in parallel with the imaging optical system for observing an optical image on the inspection target object 을 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 제31항에 있어서,The method of claim 31, wherein 상기 광학 관찰 현미경을 자외선 광학 관찰 현미경으로 구성하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The said optical observation microscope is comprised by the ultraviolet optical observation microscope, The defect inspection apparatus characterized by the above-mentioned. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optics for illuminating light against the surface of the object 피검사 대상물로부터 반사되는 빛을 광전 변환 수단에 의해 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives light reflected from the object under test by photoelectric conversion means and converts the light into a signal for detection; 상기 검출 광학계에서 검출된 신호를 처리하여 결함 검사를 행하고, 이 결함 검사 결과를 결함이 존재하는 패턴 정보를 포함하여 출력하는 수단을 구비하는 화상 처리부An image processing unit including means for processing a signal detected by the detection optical system to perform defect inspection, and outputting the defect inspection result including pattern information in which a defect exists 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 제33항에 있어서,The method of claim 33, wherein 상기 화상 처리부의 수단에 있어서, 출력되는 패턴 정보가, 구조물의 설계 데이타로부터 얻어진 정보인 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.In the means of the said image processing part, the pattern information output is information obtained from the design data of a structure, The defect inspection apparatus characterized by the above-mentioned. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 회로 패턴이 형성된 피검사 대상 기판을 적재하여 주행시키는 스테이지,A stage for loading and driving a test target substrate having a circuit pattern formed thereon; 피검사 대상물의 표면에 대해 빛을 조명하는 조명 광학계,Illumination optics for illuminating light against the surface of the object 피검사 대상물로부터 반사하는 빛을 광전 변환 수단에 의해 수광하여 신호로 변환시켜 검출하는 검출 광학계, 및A detection optical system that receives light reflected from the object under test by photoelectric conversion means, converts the light into a signal, and detects the light; 상기 검출 광학계에서 검출한 신호를 처리하여 결함의 신호 레벨을 추출하고, 이 추출된 결함의 신호 레벨을 결함의 크기를 나타내도록 보정하고, 이 보정된 결함의 신호 레벨을 출력하는 수단을 갖는 화상 처리부An image processing unit having means for processing the signal detected by the detection optical system to extract a signal level of the defect, correcting the extracted signal level to indicate the size of the defect, and outputting the signal level of the corrected defect 를 구비한 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with. 제35항에 있어서,36. The method of claim 35 wherein 상기 수단에 있어서, 결함의 신호 레벨의 보정을, 조명강도, 또는 구조물 표면의 반사율의 데이타에 기초하여 행하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus according to the above means, wherein the correction of the signal level of the defect is performed based on the illumination intensity or the data of the reflectance of the surface of the structure. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 조명 광학계에 있어서, 상기 슬릿형 빔 광속으로서, 상기 광원으로부터 출사되는 빔을 상기 피검사 대상 기판 상에 있어서의 검출 영역에 대해 상기 검출 영역의 광축으로부터 주변부까지의 길이를 거의 표준 편차로 하는 가우스 분포가 되는 조도 분포를 갖도록 정형하여 슬릿형 가우스 빔 광속을 얻는 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.In the illumination optical system, as the slit beam beam, a gauss whose beam is emitted from the light source from the optical axis of the detection area to the periphery is almost a standard deviation with respect to the detection area on the inspection target substrate. And an optical system for shaping the illuminance distribution to be a distribution to obtain a slit gaussian beam luminous flux. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 조명 광학계에 있어서, 상기 슬릿형 빔 광속으로서, 상기 광원으로부터 출사되는 빔을 상기 피검사 대상 기판 상에 있어서의 검출 영역에 대해, 상기 검출 영역의 중심부의 조도에 대한 검출 영역의 주변부의 조도의 비가 0.46∼0.73 정도가 되도록 상기 검출 영역의 광축을 중심으로 하는 주변부 사이의 길이의 직경 또는 장축 길이를 적합하게 정형하여 슬릿형 가우스 빔 광속을 얻는 광학계를 구비하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.In the illumination optical system, as the slit beam beam, the illuminance of the peripheral portion of the detection region relative to the illuminance of the center of the detection region with respect to the detection region on the inspection target substrate with respect to the detection region on the inspection target substrate. An optical system for obtaining a slit gaussian beam flux by properly shaping the diameter or the major axis length of the length between the peripheral portions centered on the optical axis of the detection area so that the ratio is about 0.46 to 0.73. 제37항에 있어서,The method of claim 37, 상기 조명 광학계로 조명되는 슬릿형 가우스 빔 광속이 DUV 빔 광속인 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.And a slit-type Gaussian beam of light illuminated by the illumination optical system is a DUV beam. 제37항에 있어서,The method of claim 37, 상기 검출 광학계에 있어서의 이미지 센서를 TDI 이미지 센서로 구성하는 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus characterized by comprising the image sensor in the said detection optical system as a TDI image sensor. 결함 검사 장치에 있어서,In the defect inspection apparatus, 복수의 거의 동일한 형상의 구조물이 배열된 피검사 대상물의 표면에 대해 광을 조명하는 조명 광학계와,An illumination optical system that illuminates light on a surface of the inspection target object in which a plurality of structures of substantially the same shape are arranged; 상기 피검사 대상물로부터의 반사광을 이미지 센서로 수광하여 화상 신호로 변환하여 검출하는 검출 광학계와,A detection optical system for receiving the reflected light from the inspection target object with an image sensor, converting the detected light into an image signal, and detecting the detected light; 결함을 검출하는 영역을 우선하는 영역 우선 모드, 표준 모드, 및 결함을 검출하는 감도를 우선하는 감도 우선 모드 중 어느 하나를 지정하는 지정 수단과 상기 지정 수단에 의해 지정된 모드에 따라서 상기 조명 광학계에서 조명광의 파워를 제어하는 제어계를 가지며, 상기 검출 광학계로부터 검출되는 화상 신호에 대하여 처리하는 화상 처리부Illumination light in the illumination optical system according to designation means for designating any one of an area priority mode for giving priority to an area for detecting a defect, a standard mode, and a sensitivity priority mode for giving priority to sensitivity for detecting a defect, and a mode designated by the designation means. An image processing unit having a control system for controlling the power of the camera and processing the image signal detected from the detection optical system 를 구비한 것을 특징으로 하는 결함 검사 장치.The defect inspection apparatus provided with.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100863140B1 (en) * 2007-04-25 2008-10-14 에스엔유 프리시젼 주식회사 Detecting materials on wafer and repair system and method thereof
KR101803854B1 (en) 2016-05-16 2017-12-04 주식회사 삼화전설 Temperature detecting system for power distributing board having an insulator
WO2024043403A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-29 미르테크 주식회사 Semiconductor wafer defect inspection device and defect inspection method

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100690181B1 (en) * 2000-11-20 2007-03-08 동부일렉트로닉스 주식회사 Method for measuring uniformity of wafer
KR100877833B1 (en) * 2002-07-05 2009-01-12 주식회사 히타치엘지 데이터 스토리지 코리아 Method for detecting a defect area in optical disc driver
JP4901090B2 (en) * 2004-10-06 2012-03-21 株式会社ニコン Defect inspection method and defect detection apparatus
JP4954469B2 (en) * 2004-12-20 2012-06-13 株式会社トプコン Appearance inspection method
KR100801313B1 (en) * 2006-09-21 2008-02-05 주식회사 새한마이크로텍 Method for visual inspecting of sheet artifact
JP2012119512A (en) * 2010-12-01 2012-06-21 Hitachi High-Technologies Corp Substrate quality evaluation method and apparatus therefor
KR102425048B1 (en) * 2020-12-24 2022-07-27 큐알티 주식회사 Inspection apparatus of beam for testing of semiconductor, and method of inspection for beam
CN113342906B (en) * 2021-06-09 2023-10-20 海光信息技术股份有限公司 Method and device for classifying wafer measurement data distribution forms

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6329238A (en) * 1986-07-23 1988-02-06 Hitachi Ltd Method and device for inspecting surface defect of plate type body
JPH06160062A (en) * 1992-11-17 1994-06-07 Toshiba Corp Defect inspecting device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6329238A (en) * 1986-07-23 1988-02-06 Hitachi Ltd Method and device for inspecting surface defect of plate type body
JPH06160062A (en) * 1992-11-17 1994-06-07 Toshiba Corp Defect inspecting device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100863140B1 (en) * 2007-04-25 2008-10-14 에스엔유 프리시젼 주식회사 Detecting materials on wafer and repair system and method thereof
KR101803854B1 (en) 2016-05-16 2017-12-04 주식회사 삼화전설 Temperature detecting system for power distributing board having an insulator
WO2024043403A1 (en) * 2022-08-22 2024-02-29 미르테크 주식회사 Semiconductor wafer defect inspection device and defect inspection method

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