JP2004061447A

JP2004061447A - 基板検査方法及び基板検査方法の選択方法

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Publication number: JP2004061447A
Application number: JP2002223826A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Yoshizawa; 吉澤　光春
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2002-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】欠陥の検出精度の向上を図ることが可能な基板検査方法及び基板検査方法の選択方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る基板検査方法は、暗視野照明下において基板上の検査位置及びこれに対応する比較位置からの散乱光を異なる方向に配置された複数の検出器により検出して得られた複数の検査用輝度値及び複数の比較用輝度値に基づいて欠陥を検出する基板検査方法である。この方法は、複数の検査用輝度値を合成して一の検査用輝度合成値を生成する第１の合成工程と、複数の比較用輝度値を合成して一の比較用輝度合成値を生成する第２の合成工程と、検査用輝度合成値と比較用輝度合成値とに基づいて、検査位置における欠陥の有無を判定する欠陥判定工程と、を備える。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上の欠陥を検出するための基板検査方法及び基板検査方法の選択方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体基板の表面におけるゴミやパターン崩れ等の欠陥を検出する方法として、暗視野照明を利用する方法が知られている。従来の暗視野照明下での基板検査方法では、以下のような処理が行われる。
【０００３】
すなわち、まず暗視野照明下において基板上の検査位置及びこれに対応する比較位置からの散乱光を異なる方向に配置された複数の検出器により検出し、複数の検査用輝度値及び複数の比較用輝度値を取得する。そして、検出器毎に検査用輝度値と比較用輝度値との輝度値差を求める。
【０００４】
ここで、暗視野照明下における検査では、欠陥の他に基板表面の凹凸も敏感に検出されるため、メタルデポジション後やメタルエッチング後の基板のように表面にメタルグレインが存在する場合は、欠陥とグレインとを区別する必要がある。
【０００５】
通常、グレインからの散乱光を検出する検出器の数は、欠陥からの散乱光を検出する検出器の数よりも少なくなる。例えば、４つの検出器により散乱光を検出するとき、グレインからの散乱光はその形状から１〜３個の検出器により検出されることが多く、一方、欠陥からの散乱光は３〜４個の検出器により検出されることが多い。
【０００６】
そこで、従来は散乱光が検出される検出器数と上記した輝度値差とに基づいて、グレインと区別して欠陥を検出していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の基板検査方法では、グレインが大きくなってくるとそれからの散乱光の強度が大きくなるため、グレインのほとんどが欠陥として検出されるようになって、欠陥の検出精度が低下するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたものであり、欠陥の検出精度の向上を図ることが可能な基板検査方法及び基板検査方法の選択方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、欠陥からの散乱光は比較的方向性が低いため、各検出器で検出される輝度値にあまり差が無いが、グレインからの散乱光は方向性が高いため、各検出器で検出される輝度値に大きな差があることに着目した。そして、複数の検出器で検出された複数の輝度値を平均するなど、複数の輝度値を合成して一の輝度合成値を生成することで、グレインからの散乱光に基づく輝度合成値は小さくでき、欠陥からの散乱光に基づく輝度合成値は高く維持できることが分かった。よって、かかる輝度合成値に基づいて欠陥の判定を行うことで、感度よく欠陥を検出することができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づくものである。
【００１０】
本発明に係る基板検査方法は、暗視野照明下において基板上の検査位置及びこれに対応する比較位置からの散乱光を異なる方向に配置された複数の検出器により検出して得られた複数の検査用輝度値及び複数の比較用輝度値に基づいて欠陥を検出する基板検査方法である。この方法は、複数の検査用輝度値を合成して一の検査用輝度合成値を生成する第１の合成工程と、複数の比較用輝度値を合成して一の比較用輝度合成値を生成する第２の合成工程と、検査用輝度合成値と比較用輝度合成値とに基づいて、検査位置における欠陥の有無を判定する欠陥判定工程と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この検査方法では、複数の検査用輝度値を合成して一の検査用輝度合成値を生成すると共に、複数の比較用輝度値を合成して一の比較用輝度合成値を生成している。このようにして生成される輝度合成値によれば、グレインからの散乱光に基づく場合はその値を小さくでき、欠陥からの散乱光に基づく場合はその値を高く維持できる。従って、かかる検査用輝度合成値と比較用輝度合成値とに基づいて欠陥の判定を行うことで、感度よく欠陥を検出することができ、欠陥の検出精度の向上が図られる。
【００１２】
本発明に係る基板検査方法において、第１の合成工程では、複数の検査用輝度値を平均して検査用輝度合成値を生成し、第２の合成工程では、複数の比較用輝度値を平均して比較用輝度合成値を生成すると好ましい。
【００１３】
本発明に係る基板検査方法の選択方法は、暗視野照明下において基板上の検査領域及び比較領域からの散乱光を検出して検査用輝度値群及び比較用輝度値群を取得する輝度値群取得工程と、検査用輝度値群及び比較用輝度値群に基づいて、検査領域及び比較領域のそれぞれ対応する位置における検査用輝度値と比較用輝度値との差を求めて輝度値差群を生成し、輝度値差群に基づいて輝度値差の標準偏差を算出する標準偏差算出工程と、標準偏差に応じて基板上の欠陥を検出するための複数種の検査方法から一の検査方法を選択する選択工程と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
この選択方法では、輝度値差の標準偏差、すなわちノイズの大きさに応じて基板上の欠陥を検出するための最適な検査方法を選択することで、欠陥の検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。
【００１６】
図１は、本発明の実施形態に係る基板検査方法を実施するための基板検査装置（以下、単に検査装置ともいう）１０の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は、検査装置１０の検出部２０の構成を示し、図１（ｂ）は、検査装置１０のデータ解析部３０の構成を示している。
【００１７】
検出部２０は、図１（ａ）に示すように、光源２２と、複数の検出器＃１〜＃４とを有している。光源２２は、レーザー光を照射して半導体基板Ｗ上の所定領域を走査する。この光源２２から出射されたレーザー光は、半導体基板Ｗ上にほぼ垂直に入射され、基板Ｗ上で散乱される。複数の検出器（本実施形態では４個）＃１〜＃４は、基板Ｗ上において所定の散乱角度θ１で散乱された光を検出する。これにより、基板Ｗ上の暗視野像が取得される。これら４つの検出器＃１〜＃４は、基板Ｗを取り囲むように、基板Ｗの斜め上方（散乱角度θ１）に４５度の等間隔で配置されている。各検出器＃１〜＃４は、検出した光信号を電気信号に変換し、２５６階調で表される輝度値データを生成する。各検出器＃１〜＃４は、データ解析部３０のデータ記憶部３２と電気的に接続されている。
【００１８】
また検出部２０は、基板Ｗによりほぼ垂直に反射された光を検出する検出器＃５を有している。この検出器＃５により、基板Ｗ上の明視野像が取得される。更に、検出部２０は、検出器＃１〜＃４により検出される散乱光の散乱角度θ１より大きい散乱角度θ２で散乱する光を検出する検出器＃６を有している。この検出器＃６により、当該散乱角度θ２での基板Ｗ上の暗視野像が取得される。なお、基板Ｗからの反射光及び散乱角度θ２での散乱光は、所望の光学系２４によりそれぞれ検出器＃５及び検出器＃６に伝搬される。なお、各検出器＃５及び検出器＃６も、データ解析部３０のデータ記憶部３２と電気的に接続されている。
【００１９】
データ解析部３０は、図１（ｂ）に示すように、データ記憶部３２と、演算部３４と、演算された結果を表示させるための表示部３６とを有している。検出部２０の各検出器＃１〜＃４、及び検出器＃５，＃６により検出された輝度値データは、データ記憶部３２に入力されて記憶される。そして、データ記憶部３２に記憶されたデータに基づいて、演算部３４において種々の演算が行われる。そして、演算の結果は表示部３６により表示される。
【００２０】
以上の基板検査装置１０を用いた基板検査方法について説明する。
【００２１】
（第１実施形態）
図２のフローチャートを参照して、第１実施形態に係る基板検査方法について説明する。
【００２２】
まず、光源２２からレーザー光を出射して基板Ｗ上の検査領域Ｉ及び比較領域Ｒを走査し、基板Ｗ上で散乱された散乱光を４つの検出器＃１〜＃４により検出して４つの検査用輝度値群及び４つの比較用輝度値群を予め取得しておく。なお、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、基板Ｗ上に同一パターンを有する複数のチップが形成されている場合について考えている。そして、検査対象のチップが占める領域を検査領域Ｉとし、これに隣接するチップが占める領域を比較領域Ｒとしている。
【００２３】
４つの検査用輝度値群及び４つの比較用輝度値群を取得するときは、図３（ｂ）で矢示するように、検査対象及び比較対照のチップをレーザー光により走査して、散乱光を４つの検出器＃１〜＃４により所定のサンプリング周期で取得する。
【００２４】
図４は、検査用輝度値群を説明するための図である。図４（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示されるように、検出器毎に検査領域Ｉ上の各検査位置と対応付けて検査用輝度値ｇが取得され、これにより一の検出用輝度値群が構成されている。例えば、図４（ａ）に示すように、検出器＃１では検査領域Ｉ上の検査位置ｉと対応付けて検査用輝度値ｇ_Ｉ１（ｉ）が取得され、一の検出用輝度値群ｇ_Ｉ１（１）〜ｇ_Ｉ１（ｎ）が構成されている。本実施形態では、４つの検出器＃１〜＃４により散乱光が検出されるため、４つの検査用輝度値群｛ｇ_Ｉ１（１）〜ｇ_Ｉ１（ｎ）｝、｛ｇ_Ｉ２（１）〜ｇ_Ｉ２（ｎ）｝、｛ｇ_Ｉ３（１）〜ｇ_Ｉ３（ｎ）｝、｛ｇ_Ｉ４（１）〜ｇ_Ｉ４（ｎ）｝が取得され、データ記憶部３２に記憶される。
【００２５】
図５は、比較用輝度値群を説明するための図である。図５（ａ）〜（ｄ）にそれぞれ示されるように、検出器毎に比較領域Ｒ上の各比較位置と対応付けて比較用輝度値ｇが取得され、これにより一の比較用輝度値群が構成されている。例えば、図５（ａ）に示すように、検出器＃１では比較領域Ｒ上の比較位置ｉと対応付けて比較用輝度値ｇ_Ｒ１（ｉ）が取得され、一の比較用輝度値群ｇ_Ｒ１（１）〜ｇ_Ｒ１（ｎ）が構成されている。本実施形態では、４つの検出器＃１〜＃４により散乱光が検出されるため、４つの比較用輝度値群｛ｇ_Ｒ１（１）〜ｇ_Ｒ１（ｎ）｝、｛ｇ_Ｒ２（１）〜ｇ_Ｒ２（ｎ）｝、｛ｇ_Ｒ３（１）〜ｇ_Ｒ３（ｎ）｝、｛ｇ_Ｒ４（１）〜ｇ_Ｒ４（ｎ）｝が取得され、データ記憶部３２に記憶される。
【００２６】
そして、上記のように予め取得されデータ記憶部３２に記憶されたデータに基づいて、欠陥の検査を行う。
【００２７】
まず、図２に示すように、比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）の生成を行う（ステップＳ１０）。比較用輝度合成値の生成では、４つの比較用輝度値群からそれぞれｉ番目の比較位置ｉにおける比較用輝度値ｇ_Ｒ１（ｉ）〜ｇ_Ｒ４（ｉ）を抽出する。この比較位置ｉは、検査領域Ｉにおける検査位置ｉに対応している。そして、これら４つの比較用輝度値を合成して、一の比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）を生成する。ここで「合成」とは、ｎ個の検出器で取得された同一の比較位置における比較用輝度値のバラツキ具合を反映させて、一の輝度値を生成することをいう。例えば、ｎ個の比較用輝度値の平均値を求めたり、ｎ個の比較用輝度値を掛け合わせてｎ乗根を求めたりすることをいう。また、このようにして求めた平均値或いはｎ乗根と検出器＃６で取得した他の暗視野照明下での輝度値との輝度値差を算出してもよい。ここでは、４つの比較用輝度値の平均値を求める場合について説明する。そして、比較領域Ｒ内の全ての比較位置１〜ｎについて比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（１）〜ｇ_Ｒ ^＊（ｎ）を生成する。
【００２８】
次に、図２に示すように、検査用輝度合成値の生成を行う（ステップＳ１２）。検査用輝度合成値の生成では、図４に示すように、４つの検査用輝度値群からそれぞれｉ番目の検査位置ｉにおける検査用輝度値ｇ_Ｉ１（ｉ）〜ｇ_Ｉ４（ｉ）を抽出する。この検査位置ｉは、比較領域Ｒにおける比較位置ｉに対応している。そして、これら４つの検査用輝度値を合成して、一の検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）を生成する。ここで「合成」とは、ｎ個の検出器で取得された同一の検査位置における検査用輝度値のバラツキ具合を反映させて、一の輝度値を生成することをいう。例えば、ｎ個の検査用輝度値の平均値を求めたり、ｎ個の検査用輝度値を掛け合わせてｎ乗根を求めたりすることをいう。また、このようにして求めた平均値或いはｎ乗根と検出器＃６で取得した他の暗視野照明下での輝度値との輝度値差を算出してもよい。ここでは、４つの検査用輝度値の平均値を求める場合について説明する。そして、検査領域Ｉ内の全ての検査位置１〜ｎについて検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（１）〜ｇ_Ｉ ^＊（ｎ）を生成する。
【００２９】
なお、上記した「合成」処理を、図６及び図７を参照して視覚的に説明する。図６（ａ）〜（ｄ）は、各検出器＃１〜＃４により検出された検査用輝度値群（あるいは比較用輝度値群）の一例を示している。図６に示すように、各グラフにおいて底面Ｓは検査領域Ｉ（比較領域Ｒ）に対応し、縦軸に輝度値を取ることで、検査位置ｉ（比較位置ｉ）ごとの輝度値が立体的に描かれている。
【００３０】
図６に示すように、欠陥からの散乱光は方向性が低いため、各検出器＃１〜＃４で検出される輝度値にそれほどの差はない。これに対し、グレインからの散乱光は方向性が高いため、互いに対向配置された検出器＃１及び検出器＃３では検出されるものの、検出器＃２及び検出器＃４ではほとんど検出されておらず、各検出器＃１〜＃４で輝度値の差が大きい。従って、検査位置ｉ（比較位置ｉ）からの散乱光に基づいて４つの検出器＃１〜＃４で検出された検査用輝度値ｇ_Ｉ１（ｉ）〜ｇ_Ｉ４（ｉ）（比較用輝度値ｇ_Ｒ１（ｉ）〜ｇ_Ｒ４（ｉ））を平均して一の検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）（比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ））を生成することで、図７に示すように、欠陥からの散乱光に基づく検査用輝度合成値（比較用輝度合成値）は高く維持できる一方で、グレインからの散乱光に基づく検査用輝度合成値（比較用輝度合成値）は小さくでき、その結果、ノイズ成分の低減を図ることができる。
【００３１】
次に、このようにして生成した検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（１）〜ｇ_Ｉ ^＊（ｎ）及び比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（１）〜ｇ_Ｒ ^＊（ｎ）から、それぞれ対応する検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）及び比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）を抽出し、抽出した検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）と比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）とに基づいて、検査領域Ｉの各検査位置ｉにおける欠陥の有無を判定する（ステップＳ１４）。
【００３２】
このステップＳ１４における処理を、図８を参照して説明する。図８において、横軸は比較領域Ｒの輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）を表しており、縦軸は検査領域Ｉの輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）を表している。基板Ｗ上に設けられた複数のチップは同一のパターンを有しているため、検査領域Ｉ内のｉ番目の検査位置ｉとこれに対応する比較領域Ｒ内のｉ番目の比較位置ｉとでは、検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）と比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）とは基本的に同一の値になる。従って、互いに対応する検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）と比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）とに基づいて図８中に点をプロットすると、基本的にはその点は等価線Ｌ_Ｂ上に乗ってくる。
【００３３】
しかしながら、検査位置ｉに欠陥がある場合、検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）は、欠陥がない比較位置ｉについての比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）よりも極めて大きな値となり、図８中に点をプロットすると、点Ｄ_１に示すように等価線Ｌ_Ｂから乖離してくる。従って、点Ｄ１のようにプロットされた点がスレショールドラインＪと等価線Ｌ_Ｂとの間にない場合は、これを欠陥として検出する。
【００３４】
本実施形態では、図７を参照して説明したように、グレイン等のノイズの影響が低減されているため、グレイン等からの散乱光に基づく検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）と比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）とに基づいて図８中に点をプロットすると、その点Ｎは等価線Ｌ_Ｂからの乖離が小さい。
【００３５】
これに対し、従来の方法によれば、検出器＃１〜＃４毎に検査用輝度値と比較用輝度値とを比較していたため、図８と同様に点をプロットすると、図９に示すように、その点Ｎは等価線Ｌ_Ｂからの乖離が大きくなる。従って、欠陥の検出レベルを下げると（スレショールドラインＪを上げると）、未検出の欠陥が増えて検出精度が低下する。一方、欠陥の検出レベルを上げると（スレショールドラインＪを下げると）、多くのグレインが欠陥として検出されて欠陥の検出精度が低下する。
【００３６】
これに対し、本実施形態では、検出器＃１〜＃４毎に検査用輝度値と比較用輝度値とを比較することなく、複数の検査用輝度値を合成して生成された検査用輝度合成値ｇ_Ｉ ^＊（ｉ）と複数の比較用輝度値を合成して生成された比較用輝度合成値ｇ_Ｒ ^＊（ｉ）とを比較することにより、グレイン等のノイズが誤って欠陥として検出されるおそれが低減され、逆に言えば検出されるべき欠陥が未検出になるおそれが低減され、これにより欠陥の検出精度の向上を図ることが可能となる。
【００３７】
なお、図８において、スレショールドラインＪは所定の条件に従って設定することができ、等価線Ｌ_Ｂからのオフセット量やその傾きなどは任意に設定することができる。
【００３８】
また、上記した説明では、検査領域Ｉ内に欠陥がある場合について欠陥が精度よく検出されると説明したが、図８に示すように、等価線Ｌ_Ｂより下方に比較領域Ｒ用のスレショールドラインＫを設定し、等価線Ｌ_ＢとスレショールドラインＫとの間の領域にない点を検出することで、比較領域Ｒ内の欠陥Ｄ_２をも同時に精度よく検出することができる。
【００３９】
以上の処理を、基板Ｗ上の全てのチップについて、例えば図３（ａ）に示す基板Ｗの左上のチップから順に繰り返すことで、全てのチップについて欠陥の検出が精度よく行われる。
【００４０】
（第２実施形態）
次に、図１０のフローチャートを参照して、第２実施形態に係る基板検査方法について説明する。
【００４１】
本実施形態に係る基板検査方法は、基板Ｗ上のノイズの状態に応じて、欠陥を検出するための最適な検査方法を選択する選択方法を含んでいる。なお、本実施形態においても、図３（ａ）に示すように、基板Ｗ上に同一パターンを有する複数のチップが形成されている場合について考えている。
【００４２】
この基板検査方法では、まず基板Ｗの検査を行うための検査方法の選択を、図１０に示すように、ステップＳ２０〜ステップＳ３０で行う。そして、ステップＳ３２において、選択された検査方法により基板Ｗの検査を行う。
【００４３】
検査方法の選択では、ステップＳ２０において、まず光源２２からレーザー光を出射して基板Ｗ上の検査領域Ｉ及び比較領域Ｒを走査し、散乱光を４つの検出器＃１〜＃４により検出する。これにより、図４及び図５に示すような４つの検査用輝度値群及び４つの比較用輝度値群を取得する（輝度値群取得工程）。
【００４４】
次に、ステップＳ２２において、取得した４つの検査用輝度値群及び４つの比較用輝度値群に基づいて、検出器＃１〜＃４毎に検査領域Ｉ及び比較領域Ｒのそれぞれ対応する位置における検査用輝度値と比較用輝度値との差を求めて輝度値差群を生成する。例えば、図４（ａ）及び図５（ａ）を参照して説明すると、検出器＃１についてそれぞれ対応する位置における検査用輝度値ｇ_Ｉ１（ｉ）及び比較用輝度値ｇ_Ｒ１（ｉ）を抽出し、これらの差をとることで、検出器＃１についての輝度値差群を求める。これにより、チップ上のパターンがキャンセルされ、ノイズ情報のみを持ったデータ群となる。この輝度値差群の算出を全ての検出器＃１〜＃４について行い、４つの輝度値差群を取得する。次に、ステップＳ２４において、生成した４つの輝度値差群に基づいて、輝度値差の標準偏差σを算出する（標準偏差算出工程）。
【００４５】
なお、上記した説明では４つの検出器＃１〜＃４により４つの検査用輝度値群及び４つの比較用輝度値群を取得し、これらに基づいて４つの輝度値差群を算出してから輝度値差の標準偏差σを求めたが、これに限らず、少なくとも１つの検出器により１つの検査用輝度値群及び１つの比較用輝度値群を取得し、これらに基づいて１つの輝度値差群を算出して輝度値差の標準偏差σを求めてもよい。
【００４６】
次に、ステップＳ２６において、算出した標準偏差σが所定の基準値σ_０よりも大きいか否か判断する。そして、標準偏差σが所定の基準値σ_０よりも大きい場合は、ステップＳ２８に進み、第１の検査方法を選択する。一方、標準偏差σが所定の基準値σ_０以下の場合は、ステップＳ３０に進み、第２の検査方法を選択する。このように、標準偏差σに応じて、基板Ｗ上の欠陥を検出するための複数種（ここでは２種類）の検査方法から一の検査方法を選択する（選択工程）。ここで、所定の基準値σ_０はパラメータファイルにより指定できるが、通常のオペレーションでは所望の値が自動適用される。なお、この検査方法の選択は、通常、所定のロットを検査する際のセットアップ時に行われる。
【００４７】
そして、ステップＳ３２において、ステップＳ２８で選択された第１の検査方法、あるいはステップＳ３０で選択された第２の検査方法により、基板Ｗの検査を行う。ここで、第１の検査方法とは上記した第１実施形態で説明した基板検査方法である。この検査方法では、前述した通り、グレイン等のノイズからの散乱が大きい場合に、その影響を低減して感度よく欠陥を検出することができる。従って、検査領域Ｉと比較領域Ｒとの輝度値差の標準偏差σが大きい場合、すなわちグレイン等のノイズからの影響が大きい場合は、かかる影響を低減して感度よく欠陥の検出が可能な第１の検査方法により検査することで、欠陥の検出精度の向上を図ることができる。
【００４８】
一方、第２の検査方法とは、従来技術でも説明した従来の基板検査方法である。この方法は、グレイン等のノイズからの影響が大きい場合に欠陥の検出精度の低下を招くおそれがあるが、グレイン等のノイズからの影響が小さいときには未だ有効な検査方法である。例えば、欠陥からの散乱光が弱く信号レベルが低いときや、ＣＭＰ（化学的機械研磨処理）後のスクラッチのように散乱光に方向性がある場合にも上記第１の検査方法で検査を行うと、合成により必要な情報まで弱められ、欠陥の検出精度が低下するおそれがある。そこで、標準偏差σが小さくグレイン等のノイズからの影響が小さいときは、第２の検査方法により基板Ｗの検査を行うことで、欠陥の検出精度を高めることができる。
【００４９】
ここで、従来の第２の検査方法について説明すると、第１の検査方法と同様に、光源２２からレーザー光を出射して基板Ｗ上の検査領域Ｉ及び比較領域Ｒを走査し、基板Ｗ上で散乱された散乱光を４つの検出器＃１〜＃４により検出して４つの検査用輝度値群及び４つの比較用輝度値群を予め取得しておく。
【００５０】
次に、検出器＃１〜＃４毎に検査用輝度値群及び比較用輝度値群から対応する位置ｉにおける検査用輝度値及び比較用輝度値を抽出し、輝度値差を求める。例えば、図４（ａ）及び図５（ａ）を参照して説明すると、それぞれ対応する位置における検査用輝度値ｇ_Ｉ１（ｉ）及び比較用輝度値ｇ_Ｒ１（ｉ）を抽出し、輝度値差を求める。この輝度値差の算出を全ての検出器＃１〜＃４について行う。そして、輝度値差の大きさと散乱光が検出された検出器数とに基づいて、位置ｉにおける欠陥の有無の判定を行う。この作業を検査領域Ｉ内の全ての検査位置ｉについて行うことで、検査対象のチップの検査が行われる。更に、これら一連の処理を基板Ｗ上の全てのチップについて、例えば図３（ａ）に示す基板Ｗの左上のチップから順に上記処理を繰り返すことで、全てのチップについて欠陥の検出が精度よく行われる。
【００５１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。
【００５２】
例えば、基板検査装置１０の検出器の数は、４つに限られず、少なくとも３つ以上あればよい。すなわち、検査用輝度合成値（比較用輝度合成値）を算出するための検査用輝度値（比較用輝度値）の数は、４つに限られず、少なくとも３つ以上あればよい。また、合成のための計算も、平均値やｎ乗根の算出に限られない。
【００５３】
また、上記した第２実施形態では、標準偏差σに応じて２種類の方法より検査方法を選択したが、その値に応じて３種以上の方法より検査方法を選択するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、欠陥の検出精度の向上を図ることが可能な基板検査方法及び基板検査方法の選択方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る基板検査方法を実行するための基板検査装置の構成を模式的に示す図である。図１（ａ）は検出部の構成を示し、図１（ｂ）はデータ解析部の構成を示す。
【図２】第１実施形態に係る基板検査方法を示すフローチャートである。
【図３】図３（ａ）は検査される基板を示す図であり、同一パターンを有するチップが複数形成されている様子を示している。図３（ｂ）は、レーザー光により検査領域及び比較領域を走査する様子を説明する図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｄ）は、各検出器により検出して取得された検査領域の検査用輝度値群を説明する図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｄ）は、各検出器により検出して取得された比較領域の比較用輝度値群を説明する図である。
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、各検出器により検出して取得された検査用輝度値群（比較用輝度値群）の一例を検査位置（比較位置）毎にプロットしたグラフである。
【図７】図６（ａ）〜（ｄ）に示す場合において、複数の検査用輝度値（比較用輝度値）を合成して得られた検査用輝度合成値（比較用輝度合成値）を、検査位置（比較位置）毎にプロットしたグラフである。
【図８】第１実施形態に係る基板検査方法により、それぞれ対応する位置における検査用輝度合成値と比較用輝度合成値とに基づいて欠陥の有無を判定する手法を説明するための図である。
【図９】従来の基板検査方法により、それぞれ対応する位置における検査用輝度値と比較用輝度値とに基づいて欠陥の有無を判定する手法を説明するための図である。
【図１０】第２実施形態に係る基板検査方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…基板検査装置、２０…検出部、２２…光源、３０…データ解析部、３２…データ記憶部、３４…演算部、３６…表示部、Ｉ…検査領域、Ｒ…比較領域、…、＃１〜＃４…検出器、Ｗ…半導体基板。

Claims

暗視野照明下において基板上の検査位置及びこれに対応する比較位置からの散乱光を異なる方向に配置された複数の検出器により検出して得られた複数の検査用輝度値及び複数の比較用輝度値に基づいて欠陥を検出する基板検査方法であって、
前記複数の検査用輝度値を合成して一の検査用輝度合成値を生成する第１の合成工程と、
前記複数の比較用輝度値を合成して一の比較用輝度合成値を生成する第２の合成工程と、
前記検査用輝度合成値と前記比較用輝度合成値に基づいて、前記検査位置における欠陥の有無を判定する欠陥判定工程と、
を備えることを特徴とする基板検査方法。
前記第１の合成工程では、前記複数の検査用輝度値を平均して前記検査用輝度合成値を生成し、前記第２の合成工程では、前記複数の比較用輝度値を平均して前記比較用輝度合成値を生成することを特徴とする請求項１に記載の基板検査方法。
暗視野照明下において基板上の検査領域及び比較領域からの散乱光を検出して検査用輝度値群及び比較用輝度値群を取得する輝度値群取得工程と、
前記検査用輝度値群及び前記比較用輝度値群に基づいて、前記検査領域及び前記比較領域のそれぞれ対応する位置における検査用輝度値と比較用輝度値との差を求めて輝度値差群を生成し、該輝度値差群に基づいて輝度値差の標準偏差を算出する標準偏差算出工程と、
前記標準偏差に応じて前記基板上の欠陥を検出するための複数種の検査方法から一の検査方法を選択する選択工程と、
を備えることを特徴とする基板検査方法の選択方法。