JP2003240723A - 欠陥検査方法及び欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 検査面が非鏡面状の場合であっても、欠陥を
高感度に検出し得る欠陥検査方法及び欠陥検査装置を得
る。 【解決手段】 レーザ光源５からレーザ光Ｌｂ１が照射
されるとともに、レーザ光源３からレーザ光Ｌａ１が照
射される。検出器４によって検出された正反射光Ｌａ２
の強度は、信号処理部７で所定の処理が行われた後、ヘ
イズ値割出部８に入力される。ヘイズ値割出部８によっ
て割り出されたヘイズ値は、制御部９及び欠陥判定部１
１に入力される。制御部９は、ヘイズ値に応じて、ヘイ
ズ起伏の各々に対して少なくとも３回のサンプリングが
行えるように、サンプリング周波数を設定する。散乱光
Ｌｂ２の強度は、上記設定されたサンプリング周波数で
検出器６によって検出され、信号処理部１０で所定の処
理が行われた後、欠陥判定部１１に入力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、欠陥検査方法及
び欠陥検査装置に関し、特に、ウェハ面が非鏡面状の半
導体ウェハを検査対象とした欠陥検査方法及び欠陥検査
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ベアウェハのウェハ面上に付着した異物
等の欠陥を検査する方法として、ビーム状に細く絞った
レーザ光によってウェハ面を走査し、欠陥に起因する散
乱光を光検出器（光電子増倍管等）によって検出する方
法が、従来より知られている。この欠陥検査方法では、
ベアウェハのウェハ面が鏡面状であって、欠陥に起因す
る散乱光の強度に比べて、欠陥がない部分で発生する散
乱光の強度は無視できる程度に小さいことが前提とされ
ている。

【０００３】ところで、成膜やエッチング等の半導体製
造プロセスによっても異物は発生し、これらの異物が製
品の回路パターン上に付着すると、製品の性能を劣化さ
せたり、回路の誤動作を招く原因ともなる。従って、プ
ロセス中に発生する異物のレベルを管理することは、そ
のプロセスの良し悪しを判定し、製品の品質を維持する
のに必須である。そこで、プロセス中の発塵をモニター
し、その発生状況を知る手段の一つとして、装置発塵検
査が従来より行われている。これは、発塵モニターの対
象であるプロセスをダミーのベアウェハに対して実行
し、プロセス直後のウェハを検査対象として上記のレー
ザ光を用いた欠陥検査を行うことにより、プロセス中で
の異物の発生状況をモニターするものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
装置発塵検査ではプロセス実行後のウェハを検査対象と
して欠陥検査が行われるが、プロセス実行後のウェハの
表面は、プロセスに起因する表面荒れが生じて非鏡面状
となっているのが通常である。例えば、成膜プロセスの
発塵検査では、成膜プロセスの実行によってベアウェハ
のウェハ面上に形成されている膜の表面には表面荒れが
生じており、また、エッチングプロセスの発塵検査で
は、エッチングに使用されるプラズマの影響によって、
エッチングプロセス実行後のベアウェハのウェハ面には
表面荒れが生じている。

【０００５】表面荒れが生じている表面を検査面とした
欠陥検査では、欠陥が発生していない正常部分からも、
表面荒れに起因する散乱光が発生する。従って、表面荒
れに起因する散乱光の強度よりもかなり強い散乱光し
か、欠陥に起因する散乱光として検出することができな
い。その結果、鏡面状のベアウェハを対象とした検査に
比べて、検出できる欠陥のサイズが大きくなってしま
い、回路パターンに影響を及ぼすおそれのある０．１μ
ｍレベルの異物等を欠陥として検出できないという問題
があった。

【０００６】また、表面に膜が形成されている場合は、
膜の種類や干渉の影響によって、検出される散乱光の強
度がウェハ面内やウェハごとに変化して検査条件がばら
つくという問題がある。これを解決するために従来は、
作業者が、異なる種類の膜が形成された複数のサンプル
ウェハを用いて反射率をそれぞれ測定し、その測定結果
に基づいて膜の種類ごとの反射率を記述した換算テーブ
ルを作成したり、ウェハ面内での反射率の変化を予想し
て換算テーブルを作成するということが行われていた。
しかしながら、このような作業者による換算テーブルの
作成作業は繁雑であり、しかも、実際に検査対象となる
ウェハ自身を用いて換算テーブルを作成しているわけで
はないので、個々のウェハごとのばらつきが反映され
ず、精度も低いという問題があった。

【０００７】本発明はかかる問題を解決するために成さ
れたものであり、検査面が非鏡面状の場合であっても、
欠陥を高感度に検出し得る欠陥検査方法及び欠陥検査装
置を得ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１
に記載の欠陥検査方法は、（ａ）検査面内の複数の位置
に対して第１の波長の第１のレーザ光を照射し、各前記
位置における前記第１のレーザ光の散乱光の強度をそれ
ぞれ検出する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）における検
出の結果に基づいて、前記散乱光の前記強度ごとの、前
記位置の個数の分布を作成する工程と、（ｃ）前記分布
に基づいて、前記散乱光の前記強度に関する所定の強度
値を設定する工程と、（ｄ）前記分布のうち、前記所定
の強度値よりも強度が高い散乱光を、欠陥に起因するも
のと判断する工程とを備えるものである。

【０００９】また、この発明のうち請求項２に記載の欠
陥検査方法は、請求項１に記載の欠陥検査方法であっ
て、前記工程（ｃ）は、（ｃ−１）前記分布のうち前記
検査面の表面荒れに対応する領域を正規分布とみなした
ときの前記正規分布の中央値を割り出す工程と、（ｃ−
２）前記正規分布の標準偏差の所定数倍を前記中央値に
加えた値として前記所定の強度値を設定する工程とを有
することを特徴とするものである。

【００１０】また、この発明のうち請求項３に記載の欠
陥検査方法は、請求項１又は２に記載の欠陥検査方法で
あって、（ｅ）前記検査面内の前記複数の位置に対して
第２の波長の第２のレーザ光を照射し、各前記位置にお
ける前記第２のレーザ光の正反射光の強度をそれぞれ検
出する工程と、（ｆ）前記工程（ｅ）における検出の結
果に基づいて、各前記位置における表面荒さをそれぞれ
割り出す工程とをさらに備え、前記工程（ａ）では、前
記工程（ｆ）で割り出された前記表面荒さの周期の少な
くとも１／４の周期で前記散乱光の前記強度がサンプリ
ングされることを特徴とするものである。

【００１１】また、この発明のうち請求項４に記載の欠
陥検査方法は、請求項３に記載の欠陥検査方法であっ
て、前記工程（ａ）及び前記工程（ｅ）は並行して行わ
れ、前記第１の波長と前記第２の波長とは互いに異なる
ことを特徴とするものである。

【００１２】また、この発明のうち請求項５に記載の欠
陥検査方法は、請求項３又は４に記載の欠陥検査方法で
あって、前記工程（ａ）で前記散乱光の前記強度を検出
するにあたってのサンプリング周波数が、前記工程
（ｆ）で割り出された前記表面荒さに応じて変更される
ことを特徴とするものである。

【００１３】また、この発明のうち請求項６に記載の欠
陥検査方法は、請求項３又は４に記載の欠陥検査方法で
あって、前記検査面を有する検査体は、所定のステージ
上に載置されており、前記ステージを移動することによ
って、前記複数の位置に対する前記第１及び第２のレー
ザ光の照射が実現され、前記ステージの移動速度が、前
記工程（ｆ）で割り出された前記表面荒さに応じて変更
されることを特徴とするものである。

【００１４】また、この発明のうち請求項７に記載の欠
陥検査方法は、請求項３又は４に記載の欠陥検査方法で
あって、前記第１及び第２のレーザ光の照射箇所を移動
することによって、前記複数の位置に対する前記第１及
び第２のレーザ光の照射が実現され、前記第１及び第２
のレーザ光の照射箇所の移動速度が、前記工程（ｆ）で
割り出された前記表面荒さに応じて変更されることを特
徴とするものである。

【００１５】また、この発明のうち請求項８に記載の欠
陥検査方法は、（ａ）検査面内の位置に対して第１のレ
ーザ光を照射し、前記位置における前記第１のレーザ光
の散乱光の強度を検出する工程と、（ｂ）前記工程
（ａ）における検出の結果に基づいて、前記位置におけ
る欠陥を判定する工程と、（ｃ）前記位置に対して第２
のレーザ光を照射し、前記位置における前記第２のレー
ザ光の正反射光の強度を検出する工程と、（ｄ）前記工
程（ｃ）における検出の結果に基づいて、前記位置にお
ける表面荒さを割り出す工程とを備え、前記工程（ａ）
では、前記工程（ｄ）で割り出された前記表面荒さの周
期の少なくとも１／４の周期で前記散乱光の前記強度が
サンプリングされるものである。

【００１６】また、この発明のうち請求項９に記載の欠
陥検査方法は、請求項１〜８のいずれか一つに記載の欠
陥検査方法であって、（ｘ）前記検査面の反射率が所定
値よりも低い場合に、前記第１のレーザ光の強度、及び
前記散乱光の前記強度を検出する検出器の感度、のうち
の少なくとも一方を上げる工程をさらに備えることを特
徴とするものである。

【００１７】また、この発明のうち請求項１０に記載の
欠陥検査方法は、（ａ）検査面に対して第１のレーザ光
を照射し、前記第１のレーザ光の散乱光の強度を第１の
検出器によって検出する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）
における検出の結果に基づいて、前記検査面における欠
陥を判定する工程と、（ｃ）前記検査面に対して第２の
レーザ光を照射し、前記第２のレーザ光の正反射光の強
度を第２の検出器によって検出する工程と、（ｄ）前記
散乱光の強度が所定値よりも低いことを前記第１の検出
器が検出し、かつ、前記正反射光の強度が所定値よりも
低いことを前記第２の検出器が検出した場合に、前記第
１のレーザ光の強度、及び前記第１の検出器の感度、の
うちの少なくとも一方を上げる工程とを備えるものであ
る。

【００１８】また、この発明のうち請求項１１に記載の
欠陥検査装置は、検査面内の複数の位置に対して第１の
波長の第１のレーザ光を照射する第１のレーザ光源と、
各前記位置における前記第１のレーザ光の散乱光の強度
をそれぞれ検出する第１の検出器と、前記第１の検出器
における検出の結果に基づいて、前記散乱光の前記強度
ごとの、前記位置の個数の分布を作成し、前記分布に基
づいて、前記散乱光の前記強度に関する所定の強度値を
設定し、前記分布のうち、前記所定の強度値よりも強度
が高い散乱光を、欠陥に起因するものと判断する欠陥判
定部とを備えるものである。

【００１９】また、この発明のうち請求項１２に記載の
欠陥検査装置は、請求項１１に記載の欠陥検査装置であ
って、前記欠陥判定部は、前記分布のうち前記検査面の
表面荒れに対応する領域を正規分布とみなしたときの前
記正規分布の中央値を割り出し、前記正規分布の標準偏
差の所定数倍を前記中央値に加えた値として前記所定の
強度値を設定することを特徴とするものである。

【００２０】また、この発明のうち請求項１３に記載の
欠陥検査装置は、請求項１１又は１２に記載の欠陥検査
装置であって、前記検査面内の前記複数の位置に対して
第２の波長の第２のレーザ光を照射する第２のレーザ光
源と、各前記位置における前記第２のレーザ光の正反射
光の強度をそれぞれ検出する第２の検出器と、前記第２
の検出器における検出の結果に基づいて、各前記位置に
おける表面荒さをそれぞれ割り出す割出部と、前記散乱
光の前記強度のサンプリングの周期を、前記割出部で割
り出された前記表面荒さの周期の少なくとも１／４の周
期に制御する第１の制御部とをさらに備えることを特徴
とするものである。

【００２１】また、この発明のうち請求項１４に記載の
欠陥検査装置は、請求項１３に記載の欠陥検査装置であ
って、前記第１のレーザ光の照射と、前記第２のレーザ
光の照射とは並行して行われ、前記第１の波長と前記第
２の波長とは互いに異なることを特徴とするものであ
る。

【００２２】また、この発明のうち請求項１５に記載の
欠陥検査装置は、請求項１３又は１４に記載の欠陥検査
装置であって、前記第１の制御部は、前記第１の検出器
によって前記散乱光の前記強度を検出するにあたっての
サンプリング周波数を、前記割出部で割り出された前記
表面荒さに応じて変更することを特徴とするものであ
る。

【００２３】また、この発明のうち請求項１６に記載の
欠陥検査装置は、請求項１３又は１４に記載の欠陥検査
装置であって、前記検査面を有する検査体が載置される
ステージをさらに備え、前記ステージを移動することに
よって、前記複数の位置に対する前記第１及び第２のレ
ーザ光の照射が実現され、前記第１の制御部は、前記ス
テージの移動速度を、前記割出部で割り出された前記表
面荒さに応じて変更することを特徴とするものである。

【００２４】また、この発明のうち請求項１７に記載の
欠陥検査装置は、請求項１３又は１４に記載の欠陥検査
装置であって、前記第１及び第２のレーザ光の照射箇所
を移動することによって、前記複数の位置に対する前記
第１及び第２のレーザ光の照射が実現され、前記第１の
制御部は、前記第１及び第２のレーザ光の照射箇所の移
動速度を、前記割出部で割り出された前記表面荒さに応
じて変更することを特徴とするものである。

【００２５】また、この発明のうち請求項１８に記載の
欠陥検査装置は、検査面内の位置に対して第１のレーザ
光を照射する第１のレーザ光源と、前記位置における前
記第１のレーザ光の散乱光の強度を検出する第１の検出
器と、前記第１の検出器における検出の結果に基づい
て、前記位置における欠陥を判定する欠陥判定部と、前
記位置に対して第２のレーザ光を照射する第２のレーザ
光源と、前記位置における前記第２のレーザ光の正反射
光の強度を検出する第２の検出器と、前記第２の検出器
における検出の結果に基づいて、前記位置における表面
荒さを割り出す割出部と、前記散乱光の前記強度のサン
プリングの周期を、前記割出部で割り出された前記表面
荒さの周期の少なくとも１／４の周期に設定する制御部
とを備えるものである。

【００２６】また、この発明のうち請求項１９に記載の
欠陥検査装置は、請求項１１〜１８のいずれか一つに記
載の欠陥検査装置であって、前記検査面の反射率が所定
値よりも低い場合に、前記第１のレーザ光の強度、及び
前記第１の検出器の感度、のうちの少なくとも一方を上
げる第２の制御部をさらに備えることを特徴とするもの
である。

【００２７】また、この発明のうち請求項２０に記載の
欠陥検査装置は、検査面に対して第１のレーザ光を照射
する第１のレーザ光源と、前記第１のレーザ光の散乱光
の強度を検出する第１の検出器と、前記第１の検出器に
おける検出の結果に基づいて、前記検査面における欠陥
を判定する欠陥判定部と、前記検査面に対して第２のレ
ーザ光を照射する第２のレーザ光源と、前記検査面にお
ける前記第２のレーザ光の正反射光の強度を検出する第
２の検出器と、前記散乱光の強度が所定値よりも低いこ
とを前記第１の検出器が検出し、かつ、前記正反射光の
強度が所定値よりも低いことを前記第２の検出器が検出
した場合に、前記第１のレーザ光の強度、及び前記第１
の検出器の感度、のうちの少なくとも一方を上げる制御
部とを備えるものである。

【００２８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は、本発明の
実施の形態１に係る欠陥検査装置の構成を示すブロック
図である。検査面であるウェハ面１ａを有する被検ウェ
ハ１は、ウェハステージ２上に載置されている。被検ウ
ェハ１は、成膜やエッチング等の半導体製造プロセスが
実行された後の半導体ウェハであり、ウェハ面１ａは、
表面荒れが生じて非鏡面状となっている。

【００２９】ウェハステージ２の近傍には、レーザ光源
３，５及び検出器４，６が配置されている。レーザ光源
５からは、第１の波長のレーザ光Ｌｂ１がウェハ面１ａ
に向かって照射され、その散乱光Ｌｂ２は検出器６によ
って検出される。検出器６の受光面には、第１の波長
（及びその近傍の波長）のみを通過するフィルタ６ｆが
設けられている。なお、レーザ光Ｌｂ１の正反射光Ｌｂ
３は検査には利用されない。また、図１には散乱光検出
用の検出器６が１つのみ示されているが、微小な散乱光
をより多く検出するために、複数の検出器６が設けられ
ていてもよい。

【００３０】レーザ光源３からは上記第１の波長とは異
なる第２の波長のレーザ光Ｌａ１がウェハ面１ａに向か
って照射され、その正反射光Ｌａ２は検出器４によって
検出される。検出器４の受光面には、第２の波長（及び
その近傍の波長）のみを通過するフィルタ４ｆが設けら
れている。

【００３１】図２は、ウェハ面１ａにレーザ光Ｌａ１，
Ｌｂ１が照射されている状況を示す模式図である。レー
ザ光Ｌｂ１は、ビーム径が数μｍ程度に細く絞られて、
ウェハ面１ａ内の任意のポイントＰに照射されている。
レーザ光Ｌａ１のビーム径はレーザ光Ｌｂ１のビーム径
よりも１０００倍以上大きく、レーザ光Ｌａ１は、照射
ポイントＰを含んだ領域Ｒに照射されている。例えば、
レーザ光Ｌｂ１の照射ポイントＰを中心とする所定半径
の円形領域に照射されている。

【００３２】図１の説明に戻り、検出器４の出力には信
号処理部７の入力が接続されており、信号処理部７の出
力はヘイズ値割出部８の入力に接続されている。ヘイズ
値割出部８の出力は、制御部９及び欠陥判定部１１の各
入力にそれぞれ接続されている。制御部９の出力は検出
器６の入力に接続されており、検出器６の出力は信号処
理部１０の入力に接続されている。信号処理部１０の出
力は欠陥判定部１１の入力に接続されており、欠陥判定
部１１の出力は表示部１２の入力に接続されている。

【００３３】図３は、図１に示した欠陥検査装置を用い
た、本発明の実施の形態１に係る欠陥検査方法を説明す
るためのフローチャートである。以下、図１，３を参照
しつつ、本実施の形態１に係る欠陥検査方法について説
明する。ウェハステージ２上に被検ウェハ１が載置され
て検査が開始されると、まず、ステップＳＰ１におい
て、ウェハ面１ａ内の領域Ｒに、レーザ光源３からレー
ザ光Ｌａ１が照射される。

【００３４】次に、ステップＳＰ２において、正反射光
Ｌａ２の強度が検出器４によって検出される。検出器４
から出力された、正反射光Ｌａ２の強度に関する信号Ｓ
１は、信号処理部７によって増幅やＡ／Ｄ変換等の信号
処理が行われた後、データＤ１としてヘイズ値割出部８
に入力される。

【００３５】次に、ステップＳＰ３において、表面粗度
に対応したヘイズ値の割出が行われる。具体的には、ヘ
イズ値割出部８が、レーザ光Ｌａ１の強度と、データＤ
１として表されている正反射光Ｌａ２の強度とに基づい
て、そのデータＤ１が得られた領域Ｒでの反射率を算出
する。そして、算出した反射率に基づいて、領域Ｒにお
けるヘイズ値を割り出す。ここで、レーザ光Ｌａ１の強
度はヘイズ値割出部８に予め教示されており、その値と
正反射光Ｌａ２の強度とから反射率が求められる。

【００３６】図４は、市販されているヘイズ校正ウェハ
１３を示す上面図である。ヘイズ校正ウェハ１３には、
ヘイズ値（既知）が異なる複数のエリアＡＲ１〜ＡＲ６
が形成されている。図５は、ヘイズ値と反射率との関係
を示すグラフである。ここで、ヘイズ値は研磨の回転速
度（Revolutions Per Minute）として表されている。図
４に示した各エリアＡＲ１〜ＡＲ６にレーザ光Ｌａ１を
それぞれ照射して各エリアでの反射光の強度を検出する
ことにより、ヘイズ値と反射率との関係を表す特性Ｋを
予め求めておく。ヘイズ値割出部８は、この特性Ｋを参
照することにより、あるいは特性Ｋに基づいてヘイズ値
と反射率との関係が記述された換算テーブルを参照する
ことにより、領域Ｒの反射率に対応するヘイズ値を割り
出すことができる。割り出されたヘイズ値に関する情報
は、データＤ２として制御部９及び欠陥判定部１１にそ
れぞれ入力される。

【００３７】次に、ステップＳＰ４において、制御部９
によって、データＤ２として表されている領域Ｒのヘイ
ズ値に応じて、サンプリング周波数が設定される。具体
的には、ヘイズを生ぜしめている表面起伏（本明細書に
おいて「ヘイズ起伏」と定義する）の繰り返し周期及び
繰り返し周波数がデータＤ２によって分かるため、ヘイ
ズ起伏の各々に対して少なくとも３回のサンプリングが
行えるように、上記繰り返し周波数の４倍以上にサンプ
リング周波数が設定される。このサンプリング周波数
は、レーザ光Ｌａ１の走査によって領域Ｒが更新される
ごとに設定し直される。

【００３８】次に、ステップＳＰ５において、領域Ｒ内
に含まれる検査ポイントＰに、レーザ光源５からレーザ
光Ｌｂ１が照射される。レーザ光Ｌｂ１は、検査ポイン
トＰを更新してウェハ面１ａ内の複数の位置を走査す
る。この際、レーザ光Ｌａ１は、領域Ｒが検査ポイント
Ｐを含むように必要に応じて走査される。

【００３９】次に、ステップＳＰ６において、上記設定
されたサンプリング周波数で、検出器６によって散乱光
Ｌｂ２の強度が検出される。レーザ光Ｌｂ１がウェハ面
１ａ上を走査するので、検出器６から出力される散乱光
Ｌｂ２の強度に関する信号Ｓ２は、ウェハ面１ａ上の複
数の位置についての散乱光強度を示している。検出器６
から出力された信号Ｓ２は、信号処理部１０によって増
幅やＡ／Ｄ変換等の信号処理が行われた後、ウェハ面１
ａ内における位置座標と関連付けられてデータＤ３とし
て欠陥判定部１１に入力される。

【００４０】図６，７は、検出器６による散乱光強度の
検出状況を示す図である。図６は、領域Ｒのヘイズ値Ｈ
１が比較的大きい場合の検出状況を示しており、図７
は、領域Ｒのヘイズ値Ｈ２が比較的小さい場合の検出状
況を示している。図６では比較的高いサンプリング周波
数Ｆ１が適用されているのに対して、図７では比較的低
いサンプリング周波数Ｆ２が適用されている。図６，７
では、サンプリング値の包絡線が破線で示されている。
ヘイズ値に基づいてサンプリング周波数が設定されるの
で、この包絡線の凹凸が、レーザ光Ｌｂ１で走査された
位置でのウェハ面１ａの表面プロファイルに対応すると
考えられる。

【００４１】次に、ステップＳＰ７において、欠陥判定
部１１によって所定のヒストグラムの作成が行われる。
具体的には以下の通りである。欠陥判定部１１は、ヘイ
ズ起伏の繰り返しの一周期に対応する複数の散乱光強度
の中から、散乱光強度のピーク値をそれぞれ抽出する。
そして、ピーク値ごとに分類して検出個数をカウントす
ることにより、横軸が散乱光強度で表され、縦軸がカウ
ント数で表されるヒストグラムを作成する。このヒスト
グラムはヘイズ値ごとに作成される。図８は、図６に対
応させて、ヘイズ値Ｈ１に関するヒストグラムを示す図
であり、図９は、図７に対応させて、ヘイズ値Ｈ２に関
するヒストグラムを示す図である。

【００４２】次に、ステップＳＰ８において、欠陥判定
部１１による統計処理によって欠陥判定が行われる。図
１０は、ステップＳＰ８における処理を詳細に説明する
ためのフローチャートである。まずステップＳＰ８１に
おいて、図８，９に示したヒストグラムから、表面荒れ
領域Ｒ２に関する部分のデータを抽出する。半導体製造
プロセスに起因する表面荒れの空間周波数は、欠陥に起
因する表面起伏（本明細書において「欠陥起因起伏」と
定義する）の空間周波数やノイズの空間周波数よりも高
いと考えられる。そのため、周波数解析を行うことによ
り、図８，９に示したヒストグラムから表面荒れ領域Ｒ
２に関するデータのみを抽出することができる。周波数
解析の一例については、例えば特開平１１−１８３３９
３号公報に記載されている。なお、表面荒れ領域Ｒ２に
関するデータの分布はガウス分布（正規分布）とみな
す。また、図８，９において、領域Ｒ１はノイズ領域で
ある。

【００４３】次に、ステップＳＰ８２において、表面荒
れ領域Ｒ２に関するガウス分布の中央値Ｍ１，Ｍ２を割
り出す。次に、ステップＳＰ８３において、中央値Ｍ
１，Ｍ２から散乱光強度が高くなる方向に所定の距離Ｌ
１，Ｌ２（例えば２σ又は３σ：σは標準偏差）だけ離
れた箇所に、散乱光強度のしきい値Ｖ１，Ｖ２を設定す
る。次に、ステップＳＰ８４において、散乱光強度がし
きい値Ｖ１，Ｖ２よりも高い領域を欠陥領域Ｒ３として
設定し、欠陥領域Ｒ３内に含まれるデータの位置座標に
対応するウェハ面１ａ内の箇所に発生している欠陥を検
出する。例えば、図６に示した部分Ｑは、欠陥として検
出される可能性が高い。

【００４４】図３を参照して、次に、ステップＳＰ９に
おいて、欠陥判定部１１は、ウェハ面１ａ内に発生して
いる全ての欠陥の位置とサイズとに関するデータＤ４を
作成して、表示部１２に入力する。表示部１２では、デ
ータＤ４に基づいて欠陥検査結果が画面表示され、これ
により検査が終了する。

【００４５】なお、以上の説明では、制御部９は、ヘイ
ズ値に関するデータＤ２に基づいてサンプリング周波数
を変化させたが、サンプリング周波数を一定としつつ以
下のような制御を行ってもよい。

【００４６】第１の制御としては、レーザ光Ｌａ１，Ｌ
ｂ１によるウェハ面１ａの走査が、ウェハステージ２を
移動することによって実現されている場合に、制御部９
は、データＤ２として表されているヘイズ値に応じて、
ウェハステージ２の移動速度を変化させてもよい。具体
的には、ヘイズ起伏の各々に対して少なくとも３回のサ
ンプリングが行えるように、ヘイズ値が大きい領域では
ウェハステージ２の移動速度を相対的に下げ、ヘイズ値
が小さい領域ではウェハステージ２の移動速度を相対的
に上げる。

【００４７】第２の制御としては、レーザ光Ｌａ１，Ｌ
ｂ１によるウェハ面１ａの走査が、レーザ光Ｌａ１，Ｌ
ｂ１の照射箇所を移動する（軌道を変更する）ことによ
って実現されている場合に、制御部９は、データＤ２と
して表されているヘイズ値に応じて、レーザ光Ｌａ１，
Ｌｂ１の照射箇所の移動速度を変化させてもよい。具体
的には、ヘイズ起伏の各々に対して少なくとも３回のサ
ンプリングが行えるように、ヘイズ値が大きい領域では
照射箇所の移動速度を相対的に下げ、ヘイズ値が小さい
領域では照射箇所の移動速度を相対的に上げる。

【００４８】このような第１及び第２の制御によって
も、ヘイズ値が大きい領域に関してより多くの散乱光強
度の検出値を取得することができ、サンプリング周波数
を変化させる場合と同様の効果を得ることができる。但
し、第１及び第２の制御による場合は、サンプリング周
波数を変化させる場合と比較すると検査の所要時間が長
くなる傾向にある。逆に言うと、サンプリング周波数を
変化させる場合は、検査の所要時間は長くならないた
め、スループットを維持することができる。

【００４９】このように本実施の形態１に係る欠陥検査
装置及び欠陥検査方法によれば、散乱光強度のしきい値
が、ウェハ面１ａの各位置のヘイズ値に応じて適切に設
定される。そのため、ウェハ面１ａが非鏡面状であり、
表面荒れからの散乱光がノイズとして検出器６によって
検出されるような場合であっても、欠陥を高感度に検出
することができる。

【００５０】また、実際に検査される被検ウェハ１自体
を用いてしきい値が設定されるため、半導体ウェハごと
のばらつき等の影響を受けることはなく、各被検ウェハ
１に対して適切なしきい値を設定することができる。

【００５１】さらに、互いに波長が異なるレーザ光Ｌａ
１，Ｌｂ１を使用することにより、レーザ光Ｌａ１を照
射する工程とレーザ光Ｌｂ１を照射する工程とを並行し
て行うることができる。その結果、これらの工程を別工
程で実行する場合と比較すると、検査の所要時間を短縮
することができる。

【００５２】実施の形態２．被検ウェハ１が、ベアウェ
ハの表面上に膜が形成されたウェハである場合、膜の種
類ごとに反射率が異なるため、形成された膜の種類によ
っては、検出器６によって検出される散乱光の強度が低
下し、検査に支障をきたす場合がある。本実施の形態２
では、かかる事態を回避し得る欠陥検査装置及び欠陥検
査方法について説明する。

【００５３】図１１は、本発明の実施の形態２に係る欠
陥検査装置の構成を示すブロック図である。本実施の形
態２に係る欠陥検査装置は、図１に示した上記実施の形
態１に係る欠陥検査装置に、制御部２０が追加されたも
のである。制御部２０の入力は検出器４，６の出力に接
続されており、出力はレーザ光源５及び検出器６の各入
力の少なくとも一方に接続されている。

【００５４】以下、制御部２０の動作について説明す
る。制御部２０は、検出器４から入力された信号Ｓ１に
基づいて、正反射光Ｌａ２の強度が、予め設定された所
定値よりも低いか否かを判断する。所定値よりも低い場
合は、検出器６から入力された信号Ｓ２に基づいて、散
乱光Ｌｂ２の強度が、予め設定された所定値よりも低い
か否かを確認する。正反射光Ｌａ２及び散乱光Ｌｂ２の
強度がともに低い場合は、表面に形成されている膜の反
射率が低いということであるため、制御部２０は、制御
信号Ｓ４によってレーザ光源５のゲインやダイナミック
レンジを調整して、レーザ光Ｌｂ１の強度を上げる。あ
るいは、制御信号Ｓ５によって検出器６のゲインやダイ
ナミックレンジを調整して、検出器６の感度を上げる。
あるいは、形成されている膜の反射率が著しく低い場合
は、これら双方の制御を行う。

【００５５】このように本実施の形態２に係る欠陥検査
装置及び欠陥検査方法によれば、制御部２０による自動
制御によって、膜の種類ごとの反射率のばらつきを補償
することができる。しかも、同一種類の膜であっても反
射率が微妙に異なるという事態が生じ得るが、本実施の
形態２に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法では、実際
に検査される被検ウェハ１自体を用いて反射率のばらつ
きの補償制御が行われるため、このような事態にも適切
に対応することができる。

【００５６】

【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによ
れば、散乱光の強度の分布に基づいて所定の強度値を適
切に設定できるため、欠陥に起因する散乱光を適切に判
断することができる。

【００５７】また、この発明のうち請求項２に係るもの
によれば、統計処理によって、所定の強度値を適切な値
に設定することができる。

【００５８】また、この発明のうち請求項３に係るもの
によれば、検査面の表面荒さに応じて散乱光の強度を適
切にサンプリングできるため、工程（ｂ）において適切
な分布を得ることができる。

【００５９】また、この発明のうち請求項４に係るもの
によれば、互いに波長が異なる第１及び第２のレーザ光
を使用することにより、工程（ａ）と工程（ｅ）とを並
行して実行することができる。その結果、工程（ａ）と
工程（ｅ）とを別工程で実行する場合と比較すると、検
査の所要時間を短縮することができる。

【００６０】また、この発明のうち請求項５に係るもの
によれば、表面荒さに応じてサンプリング周波数を変更
するという簡易な制御によって、検査の所要時間を増大
させることなく、表面荒さに応じた適切なサンプリング
を実現できる。

【００６１】また、この発明のうち請求項６に係るもの
によれば、表面荒さに応じてステージの移動速度を変更
するという簡易な制御によって、表面荒さに応じた適切
なサンプリングを実現できる。

【００６２】また、この発明のうち請求項７に係るもの
によれば、表面荒さに応じて第１及び第２のレーザ光の
照射箇所の移動速度を変更するという簡易な制御によっ
て、表面荒さに応じた適切なサンプリングを実現でき
る。

【００６３】また、この発明のうち請求項８に係るもの
によれば、検査面の表面荒さに応じて散乱光の強度を適
切にサンプリングできるため、工程（ｂ）において適切
な欠陥判定を行うことができる。

【００６４】また、この発明のうち請求項９に係るもの
によれば、検査対象間での検査面の反射率のばらつきを
補償することができる。

【００６５】また、この発明のうち請求項１０に係るも
のによれば、検査対象間での検査面の反射率のばらつき
を補償することができる。

【００６６】また、この発明のうち請求項１１に係るも
のによれば、散乱光の強度の分布に基づいて所定の強度
値を適切に設定できるため、欠陥に起因する散乱光を適
切に判断することができる。

【００６７】また、この発明のうち請求項１２に係るも
のによれば、統計処理によって、所定の強度値を適切な
値に設定することができる。

【００６８】また、この発明のうち請求項１３に係るも
のによれば、検査面の表面荒さに応じて散乱光の強度を
適切にサンプリングできるため、欠陥判定部において適
切な分布を得ることができる。

【００６９】また、この発明のうち請求項１４に係るも
のによれば、互いに波長が異なる第１及び第２のレーザ
光を使用することにより、第１のレーザ光の照射と第２
のレーザ光の照射とを並行して実行することができる。
その結果、第１及び第２のレーザ光の照射を別工程で実
行する場合と比較すると、検査の所要時間を短縮するこ
とができる。

【００７０】また、この発明のうち請求項１５に係るも
のによれば、表面荒さに応じてサンプリング周波数を変
更するという簡易な制御によって、検査の所要時間を増
大させることなく、表面荒さに応じた適切なサンプリン
グを実現できる。

【００７１】また、この発明のうち請求項１６に係るも
のによれば、表面荒さに応じてステージの移動速度を変
更するという簡易な制御によって、表面荒さに応じた適
切なサンプリングを実現できる。

【００７２】また、この発明のうち請求項１７に係るも
のによれば、表面荒さに応じて第１及び第２のレーザ光
の照射箇所の移動速度を変更するという簡易な制御によ
って、表面荒さに応じた適切なサンプリングを実現でき
る。

【００７３】また、この発明のうち請求項１８に係るも
のによれば、検査面の表面荒さに応じて散乱光の強度を
適切にサンプリングできるため、欠陥判定部において適
切な欠陥判定を行うことができる。

【００７４】また、この発明のうち請求項１９に係るも
のによれば、検査対象間での検査面の反射率のばらつき
を補償することができる。

【００７５】また、この発明のうち請求項２０に係るも
のによれば、検査対象間での検査面の反射率のばらつき
を補償することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１に係る欠陥検査装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】 ウェハ面にレーザ光が照射されている状況を
示す模式図である。

【図３】 本発明の実施の形態１に係る欠陥検査方法を
説明するためのフローチャートである。

【図４】 ヘイズ校正ウェハを示す上面図である。

【図５】 ヘイズ値と反射率との関係を示すグラフであ
る。

【図６】 散乱光強度の検出状況を示す図である。

【図７】 散乱光強度の検出状況を示す図である。

【図８】 図６に対応させて、ヘイズ値Ｈ１に関するヒ
ストグラムを示す図である。

【図９】 図７に対応させて、ヘイズ値Ｈ２に関するヒ
ストグラムを示す図である。

【図１０】 ステップＳＰ７における処理を詳細に説明
するためのフローチャートである。

【図１１】 本発明の実施の形態２に係る欠陥検査装置
の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 被検ウェハ、１ａ ウェハ面、２ ウェハステー
ジ、３、５ レーザ光源、４，６ 検出器、９，２０
制御部、１１ 欠陥判定部。

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）検査面内の複数の位置に対して第
   １の波長の第１のレーザ光を照射し、各前記位置におけ
   る前記第１のレーザ光の散乱光の強度をそれぞれ検出す
   る工程と、 （ｂ）前記工程（ａ）における検出の結果に基づいて、
   前記散乱光の前記強度ごとの、前記位置の個数の分布を
   作成する工程と、 （ｃ）前記分布に基づいて、前記散乱光の前記強度に関
   する所定の強度値を設定する工程と、 （ｄ）前記分布のうち、前記所定の強度値よりも強度が
   高い散乱光を、欠陥に起因するものと判断する工程とを
   備える、欠陥検査方法。
2. 【請求項２】 前記工程（ｃ）は、 （ｃ−１）前記分布のうち前記検査面の表面荒れに対応
   する領域を正規分布とみなしたときの前記正規分布の中
   央値を割り出す工程と、 （ｃ−２）前記正規分布の標準偏差の所定数倍を前記中
   央値に加えた値として前記所定の強度値を設定する工程
   とを有する、請求項１に記載の欠陥検査方法。
3. 【請求項３】 （ｅ）前記検査面内の前記複数の位置に
   対して第２の波長の第２のレーザ光を照射し、各前記位
   置における前記第２のレーザ光の正反射光の強度をそれ
   ぞれ検出する工程と、 （ｆ）前記工程（ｅ）における検出の結果に基づいて、
   各前記位置における表面荒さをそれぞれ割り出す工程と
   をさらに備え、 前記工程（ａ）では、前記工程（ｆ）で割り出された前
   記表面荒さの周期の少なくとも１／４の周期で前記散乱
   光の前記強度がサンプリングされる、請求項１又は２に
   記載の欠陥検査方法。
4. 【請求項４】 前記工程（ａ）及び前記工程（ｅ）は並
   行して行われ、前記第１の波長と前記第２の波長とは互
   いに異なる、請求項３に記載の欠陥検査方法。
5. 【請求項５】 前記工程（ａ）で前記散乱光の前記強度
   を検出するにあたってのサンプリング周波数が、前記工
   程（ｆ）で割り出された前記表面荒さに応じて変更され
   る、請求項３又は４に記載の欠陥検査方法。
6. 【請求項６】 前記検査面を有する検査体は、所定のス
   テージ上に載置されており、 前記ステージを移動することによって、前記複数の位置
   に対する前記第１及び第２のレーザ光の照射が実現さ
   れ、 前記ステージの移動速度が、前記工程（ｆ）で割り出さ
   れた前記表面荒さに応じて変更される、請求項３又は４
   に記載の欠陥検査方法。
7. 【請求項７】 前記第１及び第２のレーザ光の照射箇所
   を移動することによって、前記複数の位置に対する前記
   第１及び第２のレーザ光の照射が実現され、 前記第１及び第２のレーザ光の照射箇所の移動速度が、
   前記工程（ｆ）で割り出された前記表面荒さに応じて変
   更される、請求項３又は４に記載の欠陥検査方法。
8. 【請求項８】 （ａ）検査面内の位置に対して第１のレ
   ーザ光を照射し、前記位置における前記第１のレーザ光
   の散乱光の強度を検出する工程と、 （ｂ）前記工程（ａ）における検出の結果に基づいて、
   前記位置における欠陥を判定する工程と、 （ｃ）前記位置に対して第２のレーザ光を照射し、前記
   位置における前記第２のレーザ光の正反射光の強度を検
   出する工程と、 （ｄ）前記工程（ｃ）における検出の結果に基づいて、
   前記位置における表面荒さを割り出す工程とを備え、 前記工程（ａ）では、前記工程（ｄ）で割り出された前
   記表面荒さの周期の少なくとも１／４の周期で前記散乱
   光の前記強度がサンプリングされる、欠陥検査方法。
9. 【請求項９】 （ｘ）前記検査面の反射率が所定値より
   も低い場合に、前記第１のレーザ光の強度、及び前記散
   乱光の前記強度を検出する検出器の感度、のうちの少な
   くとも一方を上げる工程をさらに備える、請求項１〜８
   のいずれか一つに記載の欠陥検査方法。
10. 【請求項１０】 （ａ）検査面に対して第１のレーザ光
    を照射し、前記第１のレーザ光の散乱光の強度を第１の
    検出器によって検出する工程と、 （ｂ）前記工程（ａ）における検出の結果に基づいて、
    前記検査面における欠陥を判定する工程と、 （ｃ）前記検査面に対して第２のレーザ光を照射し、前
    記第２のレーザ光の正反射光の強度を第２の検出器によ
    って検出する工程と、 （ｄ）前記散乱光の強度が所定値よりも低いことを前記
    第１の検出器が検出し、かつ、前記正反射光の強度が所
    定値よりも低いことを前記第２の検出器が検出した場合
    に、前記第１のレーザ光の強度、及び前記第１の検出器
    の感度、のうちの少なくとも一方を上げる工程とを備え
    る、欠陥検査装置。
11. 【請求項１１】 検査面内の複数の位置に対して第１の
    波長の第１のレーザ光を照射する第１のレーザ光源と、 各前記位置における前記第１のレーザ光の散乱光の強度
    をそれぞれ検出する第１の検出器と、 前記第１の検出器における検出の結果に基づいて、前記
    散乱光の前記強度ごとの、前記位置の個数の分布を作成
    し、前記分布に基づいて、前記散乱光の前記強度に関す
    る所定の強度値を設定し、前記分布のうち、前記所定の
    強度値よりも強度が高い散乱光を、欠陥に起因するもの
    と判断する欠陥判定部とを備える、欠陥検査装置。
12. 【請求項１２】 前記欠陥判定部は、前記分布のうち前
    記検査面の表面荒れに対応する領域を正規分布とみなし
    たときの前記正規分布の中央値を割り出し、前記正規分
    布の標準偏差の所定数倍を前記中央値に加えた値として
    前記所定の強度値を設定する、請求項１１に記載の欠陥
    検査装置。
13. 【請求項１３】 前記検査面内の前記複数の位置に対し
    て第２の波長の第２のレーザ光を照射する第２のレーザ
    光源と、 各前記位置における前記第２のレーザ光の正反射光の強
    度をそれぞれ検出する第２の検出器と、 前記第２の検出器における検出の結果に基づいて、各前
    記位置における表面荒さをそれぞれ割り出す割出部と、 前記散乱光の前記強度のサンプリングの周期を、前記割
    出部で割り出された前記表面荒さの周期の少なくとも１
    ／４の周期に制御する第１の制御部とをさらに備える、
    請求項１１又は１２に記載の欠陥検査装置。
14. 【請求項１４】 前記第１のレーザ光の照射と、前記第
    ２のレーザ光の照射とは並行して行われ、前記第１の波
    長と前記第２の波長とは互いに異なる、請求項１３に記
    載の欠陥検査装置。
15. 【請求項１５】 前記第１の制御部は、前記第１の検出
    器によって前記散乱光の前記強度を検出するにあたって
    のサンプリング周波数を、前記割出部で割り出された前
    記表面荒さに応じて変更する、請求項１３又は１４に記
    載の欠陥検査装置。
16. 【請求項１６】 前記検査面を有する検査体が載置され
    るステージをさらに備え、 前記ステージを移動することによって、前記複数の位置
    に対する前記第１及び第２のレーザ光の照射が実現さ
    れ、 前記第１の制御部は、前記ステージの移動速度を、前記
    割出部で割り出された前記表面荒さに応じて変更する、
    請求項１３又は１４に記載の欠陥検査装置。
17. 【請求項１７】 前記第１及び第２のレーザ光の照射箇
    所を移動することによって、前記複数の位置に対する前
    記第１及び第２のレーザ光の照射が実現され、 前記第１の制御部は、前記第１及び第２のレーザ光の照
    射箇所の移動速度を、前記割出部で割り出された前記表
    面荒さに応じて変更する、請求項１３又は１４に記載の
    欠陥検査装置。
18. 【請求項１８】 検査面内の位置に対して第１の波長の
    第１のレーザ光を照射する第１のレーザ光源と、 前記位置における前記第１のレーザ光の散乱光の強度を
    検出する第１の検出器と、 前記第１の検出器における検出の結果に基づいて、前記
    位置における欠陥を判定する欠陥判定部と、 前記位置に対して第２の波長の第２のレーザ光を照射す
    る第２のレーザ光源と、 前記位置における前記第２のレーザ光の正反射光の強度
    を検出する第２の検出器と、 前記第２の検出器における検出の結果に基づいて、前記
    位置における表面荒さを割り出す割出部と、 前記散乱光の前記強度のサンプリングの周期を、前記割
    出部で割り出された前記表面荒さの周期の少なくとも１
    ／４の周期に設定する制御部とを備える、欠陥検査装
    置。
19. 【請求項１９】 前記検査面の反射率が所定値よりも低
    い場合に、前記第１のレーザ光の強度、及び前記第１の
    検出器の感度、のうちの少なくとも一方を上げる第２の
    制御部をさらに備える、請求項１１〜１８のいずれか一
    つに記載の欠陥検査装置。
20. 【請求項２０】 検査面に対して第１の波長の第１のレ
    ーザ光を照射する第１のレーザ光源と、 前記第１のレーザ光の散乱光の強度を検出する第１の検
    出器と、 前記第１の検出器における検出の結果に基づいて、前記
    検査面における欠陥を判定する欠陥判定部と、 前記検査面に対して第２の波長の第２のレーザ光を照射
    する第２のレーザ光源と、 前記検査面における前記第２のレーザ光の正反射光の強
    度を検出する第２の検出器と、 前記散乱光の強度が所定値よりも低いことを前記第１の
    検出器が検出し、かつ、前記正反射光の強度が所定値よ
    りも低いことを前記第２の検出器が検出した場合に、前
    記第１のレーザ光の強度、及び前記第１の検出器の感
    度、のうちの少なくとも一方を上げる制御部とを備え
    る、欠陥検査装置。