JP6940302B2 - Defect inspection equipment and defect inspection method - Google Patents
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Description
本発明は、欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関し、特に、ウェハの欠陥を検出する欠陥検査装置及び欠陥検査方法に関する。 The present invention relates to a defect inspection apparatus and a defect inspection method, and more particularly to a defect inspection apparatus and a defect inspection method for detecting a defect in a wafer.
シリコンウェハ等のウェハに製造される半導体デバイスの歩留まりを向上させるため、ウェハは検査工程において欠陥検査装置により検査されている。 In order to improve the yield of semiconductor devices manufactured on wafers such as silicon wafers, wafers are inspected by a defect inspection device in the inspection process.
ウェハに形成された欠陥は、ウェハの上面を撮像した画像において、形状及び明暗度等により分類される。しかしながら、形状及び明暗度による分類だけでは、発生原因や内部に含まれる材質等が異なる欠陥であるにもかかわらず、画像上で区別することができない場合がある。このように、ウェハに形成された欠陥を、欠陥種ごとに分類することが困難となっている。 Defects formed on the wafer are classified according to shape, brightness, etc. in the image obtained by capturing the upper surface of the wafer. However, it may not be possible to distinguish them on the image only by the classification based on the shape and the brightness, even though the cause of the occurrence and the material contained therein are different defects. As described above, it is difficult to classify the defects formed on the wafer by the defect type.
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus and a defect inspection method capable of accurately detecting a predetermined defect formed on the upper surface of a wafer. And.
本発明に係る欠陥検査装置は、照明光を直線偏光させる照明側偏光子と、前記照明側偏光子により、入射面に平行な第1方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する照明光学系と、前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第1方向に交差した第2方向の成分の光を含む前記反射光を透過させる受光側偏光子と、前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光して欠陥を検出する受光器と、を備え、前記受光器は、前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第1方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第2方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光する。このような構成により、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる。 The defect inspection apparatus according to the present invention uses the illumination light including an illumination side polarizer that linearly polarizes the illumination light and light that is linearly polarized in the first direction parallel to the incident surface by the illumination side polarizer. An illumination optical system that illuminates the upper surface, a light receiving side polarizer that transmits the reflected light including the light of the component in the second direction intersecting the first direction in the reflected light reflected by the upper surface, and the above. The receiver includes a receiver that receives the reflected light transmitted through the light receiving side polarizer and detects a defect, and the receiver reflects the illumination light inside the concave crystalline pit defect formed on the upper surface. The reflected light, which is linearly polarized in the first direction contained in the illumination light, is reflected inside the crystalline pit defect, so that the light of the component in the second direction is reflected. The reflected light that comes to include the above is received. With such a configuration, a predetermined defect formed on the upper surface of the wafer can be detected with high accuracy.
また、本発明に係る欠陥検査方法は、照明光を照明側偏光子により直線偏光させる工程と、前記照明側偏光子により、入射面に平行な第1方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する工程と、前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第1方向に交差した第2方向の成分の光を含む前記反射光について受光側偏光子を透過させる工程と、前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光器で受光して欠陥を検出する工程と、を備え、前記欠陥を検出する工程において、前記受光器に、前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第1方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第2方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光させる。このような構成により、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる。 Further, the defect inspection method according to the present invention includes the step of linearly polarizing the illumination light by the illumination side polarizer and the illumination including the light linearly polarized in the first direction parallel to the incident surface by the illumination side polarizer. The step of illuminating the upper surface of the wafer with light and the reflected light including the light of the component in the second direction intersecting the first direction in the reflected light reflected on the upper surface are transmitted through the light receiving side polarizer. In the step of detecting the defect, the receiver is formed on the upper surface thereof, comprising a step of receiving the reflected light transmitted through the light receiving side polarizer by the receiver and detecting a defect. The reflected light reflected by the illumination light inside the concave crystalline pit defect, and the light contained in the illumination light linearly polarized in the first direction is inside the crystalline pit defect. By reflecting the light, the reflected light that includes the light of the component in the second direction is received. With such a configuration, a predetermined defect formed on the upper surface of the wafer can be detected with high accuracy.
本発明によれば、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を精度よく検出することができる欠陥検査装置及び欠陥検査方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a defect inspection apparatus and a defect inspection method capable of accurately detecting a predetermined defect formed on the upper surface of a wafer.
以下、本実施形態の具体的構成について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。 Hereinafter, the specific configuration of the present embodiment will be described with reference to the drawings. The following description shows preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, those having the same reference numerals indicate substantially the same contents.
(実施形態)
実施形態に係る欠陥検査装置及び欠陥検査方法を説明する。本実施形態は、ウェハの上面に形成された所定の欠陥を検査する欠陥検査装置及び欠陥検査方法である。まず、欠陥検査装置について説明する。
(Embodiment)
The defect inspection apparatus and the defect inspection method according to the embodiment will be described. The present embodiment is a defect inspection apparatus and a defect inspection method for inspecting a predetermined defect formed on the upper surface of a wafer. First, the defect inspection device will be described.
<欠陥検査装置の構成>
図1は、実施形態に係る欠陥検査装置1を例示した構成図である。図1に示すように、欠陥検査装置1は、光源10、照明側偏光子11、受光側偏光子12、ビームスプリッタ13、対物レンズ14、受光器15を備えている。また、欠陥検査装置1は、図示しない他の光学部材を有していてもよい。光源10、ビームスプリッタ13、対物レンズ14を照明光学系という。欠陥検査装置1は、例えば、ウェハ20の上面21に形成された欠陥を検出する。なお、図1は、欠陥検査装置1における上記構成部材の構成を示したものであり、実際の構成部材の位置を厳密に示したものではない。
<Configuration of defect inspection equipment>
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating the
ここで、欠陥検査装置1の説明の便宜のために、XYZ直交座標系を導入する。例えば、Z軸方向を鉛直方向とし、上方を、+Z軸方向とする。XY平面を水平面とする。ウェハ20の検査面を上面21というが、検査時に上方を向いていることを意味しておらず、単に便宜的な名称である。
Here, for convenience of explanation of the
光源10は、照明光L11を生成する。光源10は、生成した照明光L11を出射する。光源10から出射された照明光L11は、例えば、白色光である。なお、照明光L11は、白色光に限らず、所定の波長の光を含むものでもよい。光源10から出射された照明光L11は、例えば、非偏光となっている。光源10から出射された照明光L11の光軸C1上には、照明側偏光子11、ビームスプリッタ13が配置されている。
The
照明側偏光子11は、例えば、偏光板であり、光源10から出射された照明光L11を偏光させる。照明側偏光子11は、照明光L11を、例えば、光軸C1に直交する第1方向16に直線偏光させる。これにより、照明光L11は、第1方向16に直線偏光させた光を含むようになる。
The
ビームスプリッタ13は、照明光L11の一部を反射させる。ビームスプリッタ13は、例えば、ハーフミラーである。ビームスプリッタ13で反射された照明光L11の一部の光軸C1上には、対物レンズ14及びウェハ20が配置されている。
The
対物レンズ14は、照明光L11を集光する。対物レンズ14は、検査対象であるウェハ20の上面21に照明光L11を集光させる。これにより、ウェハ20の上面21は、照明光L11により照明される。ウェハ20の上面21を照明する照明光L11を、入射光L10ともいう。
The
図2は、実施形態に係る欠陥検査装置1において、ウェハ20の上面21における入射光L10及び反射光R10を例示した図である。図2に示すように、照明光L11をウェハ20の上面21に入射角θで入射させる際には、照明光L11に含まれた第1方向16に直線偏光された光を、入射面23に平行になるようにする。このように、入射面23に平行に直線偏光された光を、p偏光という。したがって、照明光L11は、p偏光を含んでいる。このように、照明光学系は、照明側偏光子11により、入射面23に平行な第1方向16に直線偏光させたp偏光を含む照明光L11でウェハ20の上面21を照明する。なお、入射面23に直交する方向に直線偏光された光をs偏光という。例えば、第1方向16に交差する第2方向17に直線偏光された光は、s偏光である。
FIG. 2 is a diagram illustrating incident light L10 and reflected light R10 on the
図1に示すように、対物レンズ14は、照明光L11がウェハ20の上面21で反射した反射光R10を集光する。後述するように、ウェハ20の上面21において、結晶性ピット欠陥が形成されていない部分で反射した反射光L10は、第1方向16に直線偏光された光の成分を含んでいる。このように、結晶性ピット欠陥が形成されていない部分で反射し、第1方向16に直線偏光された光の成分を含む反射光を反射光R11という。
As shown in FIG. 1, the
後述するように、ウェハ20の上面21において、結晶性ピット欠陥が形成されている部分で反射した反射光R10は、第1方向16に交差した第2方向17に直線偏光された光の成分を含んでいる。このように、結晶性ピット欠陥が形成されている部分で反射し、第2方向17に直線偏光された光の成分を含む反射光を反射光R12という。よって、ウェハ20の上面21で反射された反射光R10は、反射光R11及び反射光R12を含んでいる。対物レンズ14で集光された反射光R10の光軸C1上には、ビームスプリッタ13、受光側偏光子12、受光器15が配置されている。
As will be described later, the reflected light R10 reflected at the portion where the crystalline pit defect is formed on the
ビームスプリッタ13は、反射光R10の一部を透過させる。受光側偏光子12は、照明光L11がウェハ20の上面21で反射した反射光R10における第1方向16に交差した第2方向17の成分を含んだ反射光R12を透過させる。すなわち、受光側偏光子12は、第1方向17に直線偏光されたp偏光を含む反射光R11を遮断する。例えば、受光側偏光子12は、第1方向16と第2方向17とが直交するように、照明側偏光子11に対してクロスニコルに配置されている。
The
受光器15は、受光側偏光子12を透過した反射光R12を受光して欠陥を検出する。すなわち、受光器15は、受光側偏光子12を透過した第2方向17に直線偏光された光の成分を有する反射光R12を受光する。受光器15が反射光R12を受光する受光面と、対物レンズ14が照明光L11を集光するウェハ20の上面21と、は共焦点位置となっている。よって、受光器15は、ウェハ20の上面21における対物レンズ14の焦点近傍からの反射光R12をコンフォーカル状態で受光する。受光器15は、受光面に到達した反射光R12により、ウェハ20の上面21に形成された欠陥を検査する。
The
<結晶性ピット欠陥の構成>
次に、本実施形態に係る欠陥検査装置1が検出する結晶性ピット欠陥を説明する。図3は、実施形態に係る欠陥検査装置1により検出される結晶性ピット欠陥24を例示した断面図である。図3に示すように、結晶性ピット欠陥24は、ウェハ20の上面21に開口された凹部状となっている。結晶性ピット欠陥24は、例えば、ウェハ20の結晶面方位が<100>となった上面21に形成されている。結晶性ピット欠陥24は、上面21の開口25側に拡径した角錐体状の凹部となっている。図3では、角錐体の頂点側に形成された面が、凹部の底面26となっている。
<Composition of crystalline pit defects>
Next, the crystalline pit defect detected by the
凹部の側面27の結晶面方位は<111>となっている。凹部における対向する側面27の間の角度は、例えば、70.6°となっている。側面27の水平面から傾斜した角度は、例えば、54.7°となっている。上面21における結晶面方位<100>と、側面27における結晶面方位<111>に直交する結晶面方向は<110>となっている。このように、結晶性ピット欠陥24は、ウェハ20における結晶面方位が<100>の上面21に形成され、結晶面方位が<111>の側面27と、結晶面方位が<100>の底面26を有する凹状となっている。
The crystal plane orientation of the
このような結晶性ピット欠陥24は、本実施形態における欠陥検査装置1により検出される代表的な欠陥であり、欠陥検査装置1がターゲットとする欠陥となっている。図3に示すように、結晶性ピット欠陥24は、所定の結晶面方位を有し、ウェハ20の上面21に対して所定の角度を有する側面27となっている。このような結晶性ピット欠陥24は、エッチングに用いる薬液の混合比を制御することにより容易に形成される。例えば、結晶性ピット欠陥24は、TMY(トリメチル−2ヒドロキシエチルアンモニウムハイドロオキサイド)水溶液を含む薬液により形成される。
Such a
なお、図4に示すように、結晶性ピット欠陥24aは、膜28で覆われていてもよい。すなわち、凹部の底面26及び側面27が膜28で覆われていてもよいし、凹部の内部が膜28で充填されていてもよい。その場合に、膜28は、照明光L11及び反射光R12を透過する材料を含んでいる。このように、結晶性ピット欠陥24aは、内部に照明光L11及び反射光R12を透過させる膜が形成されてもよい。また、結晶性ピット欠陥24aを覆った膜28は、直線偏光された照明光L11の偏光面を回転させてもよいし、回転させなくてもよい。
As shown in FIG. 4, the
<欠陥検査方法>
次に、本実施形態の欠陥検査装置1の動作として、ウェハ20の上面21に形成された欠陥の検査方法を説明する。図5は、実施形態に係る欠陥検査方法を例示したフローチャート図である。図5のステップS11に示すように、まず、照明光L11を照明側偏光子11によって第1方向16に直線偏光させる。これにより、照明光L11は、第1方向16に直線偏光された光を含むようになる。
<Defect inspection method>
Next, as an operation of the
次に、図5のステップS12に示すように、第1方向16に直線偏光させた照明光L11でウェハ20の上面21を照明する。これにより、照明光L11は、ウェハ20の上面21における結晶性ピット欠陥24が形成されていない部分及び結晶性ピット欠陥24が形成された部分を照明する。照明光L11は、p偏光を含んでいる。以下で、p偏光及びs偏光でウェハ20の上面21を照明した時の振幅反射率及び位相変化を説明する。
Next, as shown in step S12 of FIG. 5, the
図6は、p偏光及びs偏光の振幅反射率を例示したグラフであり、横軸は、入射角を示し、縦軸は、振幅反射率を示す。振幅反射率は、例えば、シリコンを含むウェハ20の上面21で反射する場合のものであり、照明光L11の波長は、504nmであり、そのときの屈折率n及び消衰係数kは、4.277及び0.066である。
FIG. 6 is a graph illustrating the amplitude reflectance of p-polarized light and s-polarized light, with the horizontal axis indicating the angle of incidence and the vertical axis indicating the amplitude reflectance. The amplitude reflectance is, for example, in the case of reflection on the
図6に示すように、s偏光の場合には、入射角が10°以下の場合には反射率が0.6程度であり、入射角が大きくなるほど、反射率が大きくなり、90°に近づくほど1に近づいている。一方、p偏光の場合には、入射角が10°以下の場合には反射率が0.6程度であり、入射角が大きくなるほど、反射率が減少し、75°程度で0になっている。この角度をブルースター角という。ブルースター角よりも大きくなると、反射率は大きくなっている。 As shown in FIG. 6, in the case of s-polarized light, the reflectance is about 0.6 when the incident angle is 10 ° or less, and the larger the incident angle, the larger the reflectance, which approaches 90 °. It's getting closer to 1. On the other hand, in the case of p-polarized light, the reflectance is about 0.6 when the incident angle is 10 ° or less, and the reflectance decreases as the incident angle increases, and becomes 0 at about 75 °. .. This angle is called the Blue Star angle. When it becomes larger than the Blue Star angle, the reflectance increases.
図7は、p偏光及びs偏光の位相変化を例示したグラフであり、横軸は、入射角を示し、縦軸は、位相変化を示す。図7に示すように、s偏光の場合には、入射角が変化しても位相変化は無視できる程度に小さいものになっている。一方、p偏光の場合には、入射角が角度a(70°付近)以下の場合には位相変化は無視できる程度に小さいものになっているが、角度aよりも大きくなると位相変化は大きくなる。そして、角度b(75°付近)以上になると位相変化が急激に増加し、角度c(80°付近)以上では、180°程度になっている。 FIG. 7 is a graph illustrating the phase change of p-polarized light and s-polarized light, with the horizontal axis showing the angle of incidence and the vertical axis showing the phase change. As shown in FIG. 7, in the case of s-polarized light, the phase change is negligibly small even if the incident angle changes. On the other hand, in the case of p-polarized light, the phase change is negligibly small when the incident angle is equal to or less than the angle a (near 70 °), but the phase change becomes large when the angle is larger than the angle a. .. Then, the phase change sharply increases when the angle b (around 75 °) or more, and becomes about 180 ° when the angle c (around 80 °) or more.
本実施形態では、p偏光を含む照明光L11でウェハ20の上面21を照明する。ここで、結晶性ピット欠陥24が形成されていない部分で照明光L11が反射された反射光R11の光路と、結晶性ピット欠陥24が形成された部分で照明光L11が反射された反射光R12の光路とを分けて説明する。まず、反射光R11を説明する。
In the present embodiment, the
<結晶性ピット欠陥24が形成されていない部分で反射された反射光R11>
図8は、実施形態に係る欠陥検査装置1において、照明光L11が、ウェハ20の上面21における結晶性ピット欠陥24が形成されていない部分で反射した反射光R11を例示した構成図である。図8に示すように、ウェハ20の上面21に結晶性ピット欠陥24が形成されていない場合であって、照明光L11が、ウェハ20の上面21に対して入射角70°以下で入射する場合には、照明光L11が上面21で反射する際に、p偏光の偏光面は回転しない。すなわち、偏光面は、第1方向16に沿った方向のまま変化しない。
<Reflected light R11 reflected in the portion where the
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating the reflected light R11 reflected by the illumination light L11 at the portion of the
したがって、反射光R11は、第1方向16に交差する第2方向17の成分を有していない。よって、反射光R11は、受光側偏光子12で遮断される。このように、反射光R11は、受光器15に到達しないため、受光器15によって撮像された画像は暗いものとなる。
Therefore, the reflected light R11 does not have a component in the
<結晶性ピット欠陥24が形成された部分で反射された反射光R12>
一方、図1に示すように、ウェハ20の上面21に結晶性ピット欠陥24が形成されている場合であって、照明光L11が、ウェハ20の上面21に対して入射角70°以下で入射する場合には、照明光L11が、ウェハ20の上面21に形成された結晶性ピット欠陥24で反射する際に、p偏光の偏光面が回転する。すなわち、結晶性ピット欠陥24で反射する前において、第1方向16に直線偏光されたp偏光の偏光面は、結晶性ピット欠陥24で反射することによって回転する。そして、偏光面は、第1方向16から変化し、第1方向16に交差する第2方向17の成分を有するようになる。
<Reflected light R12 reflected at the portion where the
On the other hand, as shown in FIG. 1, when the
したがって、反射光R10のうち、結晶性ピット欠陥24で反射した反射光R12は、受光側偏光子12で遮断されずに透過する成分を有するようになる。よって、図5のステップS13に示すように、反射光R12における第2方向17の成分について受光側偏光子12を透過させる。これにより、結晶性ピット欠陥24で反射した反射光R12は、受光器15に到達する。よって、受光器15は、ウェハ20の上面21に形成された凹状の結晶性ピット欠陥24の内部で照明光L11が反射した反射光R12であって、照明光L11に含まれた第1方向16に直線偏光された光が、結晶性ピット欠陥24の内部で反射することによって、第2方向17の成分の光を含むようになった反射光R12を受光する。このようにして、図5のステップS14に示すように、受光器15は、受光側偏光子12を通過した反射光R12を受光して、欠陥を検出する。
Therefore, of the reflected light R10, the reflected light R12 reflected by the
<結晶性ピット欠陥24の像が観察される原理>
以下で、結晶性ピット欠陥24の像が観察される原理を、一例として説明する。
上述したように、ウェハ20の上面21に結晶性ピット欠陥24が形成されている場合には、反射光R12のp偏光成分の複素振幅反射率及び位相は照明光L11から変化している。このことから、結晶性ピット欠陥24に対するp偏光の入射角は、p偏光成分の複素振幅反射率及び位相を変化させる入射角となっていると考えられる。これにより、結晶性ピット欠陥24によって照明光L11が反射された反射光R12は、照明光L11と異なる偏光面を有するようになっている。
<Principle of observing the image of
In the following, the principle of observing the image of the
As described above, when the
図9は、実施形態に係るウェハ20の上面21に形成された結晶性ピット欠陥24における照明光L11の光路を例示した図である。例えば、開口数NAは、0.45(入射光の光軸に対する最大角度は26.7°)とした場合の結晶性ピット欠陥24に対する照明光L11及び反射光R12の光路を示している。
FIG. 9 is a diagram illustrating an optical path of the illumination light L11 in the
図9に示すように、結晶性ピット欠陥24に入射する照明光L11は、凹部の一つの側面27aにおいて反射する。側面27aにおいて反射した反射光R12は、底面26に反射し、そして、側面27aに対向する側面27bに反射する。当該側面27bに反射した後、反射光R12は対物レンズ14で集光される。なお、図9に示した結晶性ピット欠陥24における照明光L11の光路は一例であり、結晶性ピット欠陥24における照明光L11の光路は、図9に示した光路に限らない。別の光路を進むような原理によって、結晶性ピット欠陥24の像が観察されていることもありうる。
As shown in FIG. 9, the illumination light L11 incident on the
結晶性ピット欠陥24に入射した照明光L11は、結晶性ピット欠陥24から反射して出るまでに、側面27で、2回反射している。すなわち、側面27a及び27bで反射している。照明光L11は、側面27aに対して、70°よりも大きい入射角θ1で入射する。反射光R12は、側面27bに対して、70°よりも大きい入射角θ2で入射する。したがって、結晶性ピット欠陥24で反射された反射光R12は、70°よりも大きい入射角で側面27a及び側面27bにより、2回反射されている。
The illumination light L11 incident on the
また、結晶性ピット欠陥24の形状は、例えば、底面26の中心に直交する軸に対して対称形となっている。よって、側面27a及び側面27bにおいて同じ入射角となっている。
Further, the shape of the
図10は、p偏光及びs偏光の位相変化を例示したグラフであり、横軸は、入射角における70°〜80°の範囲を拡大して示し、縦軸は、位相変化を示す。入射角76°付近で反射した場合の位相変化は45°である。入射角77°付近で反射した場合の位相変化は135°である。したがって、入射角76°付近で2回反射した場合の位相変化、及び、入射角77°付近で2回反射した場合の位相変化は、90°となる。この場合には、反射光R12における第2方向17の成分が最も大きくなる。したがって、このような条件となるように照明光L11を入射させることにより、受光器15によって精度よく結晶性ピット欠陥24を検出することができる。なお、図10の入射角及び位相変化の関係は一例であり、入射角と移行変化の関係は図10に示す関係に限らない。
FIG. 10 is a graph illustrating the phase change of p-polarized light and s-polarized light. The horizontal axis shows the enlarged range of 70 ° to 80 ° at the incident angle, and the vertical axis shows the phase change. The phase change when reflected at an incident angle of around 76 ° is 45 °. The phase change when reflected at an incident angle of around 77 ° is 135 °. Therefore, the phase change when reflected twice near the incident angle of 76 ° and the phase change when reflected twice near the incident angle of 77 ° are 90 °. In this case, the component of the reflected light R12 in the
図9に示す開口数における領域29には、いろいろな入射角の照明光L11が含まれている。また、領域29には、いろいろな反射角の反射光R12が含まれている。したがって、領域29には、反射光R12における第2方向17の成分が最も大きくなる位相変化をした反射光R12が含まれている。よって、第1方向16に直線偏光させた照明光L11を結晶性ピット欠陥24に入射させることにより、容易に、精度よく結晶性ピット欠陥を検出することができる。
The
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態の欠陥検査装置1は、照明側偏光子11によって、第1方向16に直線偏光させた照明光L11を用いて、ウェハ20の上面21に形成された結晶性ピット欠陥24を検査している。結晶性ピット欠陥24により反射された反射光R12は、第1方向16に交差する第2方向17の成分を有している。よって、反射光R12のみ受光側偏光子12を透過させて検出することにより、結晶性ピット欠陥24を検査することができる。このように、欠陥検査装置1は、ウェハ20の上面21に形成された所定の欠陥、例えば、結晶性ピット欠陥24を精度よく検出することができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
The
結晶性ピット欠陥24は、上述したような特徴的な形状から、第1方向16に直線偏光された光を含む照明光L11で照明した場合に、第2方向17の成分を有する反射光R12に偏光面を回転させる。よって、ウェハ20の上面21を撮像した画像において、形状及び明暗度による分類だけでは、区別することができなかった結晶性ピット欠陥24を、本実施形態の欠陥検査装置1を用いることによって、選択的に区別することができる。
Due to the characteristic shape as described above, the
直線偏光された照明光L11に位相変化を起こす入射角の範囲は75°以上の狭い範囲となっている。よって、ウェハ20の上面21に形成された単なる凹部では、位相変化が起きず、結晶性ピット欠陥24の場合に顕著に位相変化が引き起こされる。よって、結晶性ピット欠陥24を精度よく検出することができる。
The range of the incident angle that causes a phase change in the linearly polarized illumination light L11 is a narrow range of 75 ° or more. Therefore, the phase change does not occur in the mere recess formed on the
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に、上記の実施形態よる限定は受けない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention includes appropriate modifications that do not impair its purpose and advantages, and is not limited by the above embodiments.
1 欠陥検査装置
10 光源
11 照明側偏光子
12 受光側偏光子
13 ビームスプリッタ
14 対物レンズ
15 受光器
16 第1方向
17 第2方向
20 ウェハ
21 上面
22 欠陥
23 入射面
24、24a 結晶性ピット欠陥
25 開口
26 底面
27、27a、27b 側面
28 膜
29 領域
C1 光軸
L10 入射光
L11 照明光
R10、R11、R12 反射光
1
Claims (9)
前記照明側偏光子により、入射面に平行な第1方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する照明光学系と、
前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第1方向に交差した第2方向の成分の光を含む前記反射光を透過させる受光側偏光子と、
前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光して欠陥を検出する受光器と、
を備え、
前記受光器は、
前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第1方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第2方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光し、
前記結晶性ピット欠陥は、前記ウェハにおける結晶面方位が<100>の前記上面に形成され、前記結晶面方位が<111>の側面と、前記結晶面方位が<100>の底面を有する凹状であり、
前記照明光は、前記側面に対して、70°よりも大きい入射角で入射する、
欠陥検査装置。 An illumination side polarizer that linearly polarizes the illumination light,
An illumination optical system that illuminates the upper surface of the wafer with the illumination light including light linearly polarized in the first direction parallel to the incident surface by the illumination side polarizer.
A light receiving side polarizing element that transmits the reflected light including the light of the component in the second direction intersecting the first direction in the reflected light reflected by the illumination light on the upper surface.
A receiver that detects defects by receiving the reflected light that has passed through the polarizing element on the light receiving side.
With
The receiver is
The reflected light in which the illumination light is reflected inside the concave crystalline pit defect formed on the upper surface, and the light contained in the illumination light that is linearly polarized in the first direction is the crystalline light. By reflecting the light inside the pit defect, the reflected light that includes the light of the component in the second direction is received .
The crystalline pit defect is a concave shape having a side surface having a crystal plane orientation of <100> and a side surface having a crystal plane orientation of <111> and a bottom surface having a crystal plane orientation of <100>. can be,
The illumination light is incident on the side surface at an incident angle larger than 70 °.
Defect inspection equipment.
請求項1に記載の欠陥検査装置。 The light receiving side polarizer is arranged in a cross Nicol with respect to the illumination side polarizing element so that the first direction and the second direction are orthogonal to each other.
The defect inspection apparatus according to claim 1.
前記受光器は、前記上面における前記対物レンズの焦点近傍からの前記反射光をコンフォーカルに受光する、
請求項1または2に記載の欠陥検査装置。 The illumination optical system further includes an objective lens.
The receiver confocally receives the reflected light from the vicinity of the focal point of the objective lens on the upper surface.
The defect inspection apparatus according to claim 1 or 2.
請求項1〜3のいずれか1項に記載の欠陥検査装置。 In the crystalline pit defect, a film that transmits the illumination light and the reflected light is formed inside the crystallized pit defect.
The defect inspection apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記照明側偏光子により、入射面に平行な第1方向に直線偏光させた光を含む前記照明光でウェハの上面を照明する工程と、
前記照明光が前記上面で反射した反射光における前記第1方向に交差した第2方向の成分の光を含む前記反射光について受光側偏光子を透過させる工程と、
前記受光側偏光子を透過した前記反射光を受光器で受光して欠陥を検出する工程と、
を備え、
前記欠陥を検出する工程において、前記受光器に、
前記上面に形成された凹状の結晶性ピット欠陥の内部で前記照明光が反射した前記反射光であって、前記照明光に含まれた前記第1方向に直線偏光された光が、前記結晶性ピット欠陥の前記内部で反射することによって、前記第2方向の前記成分の光を含むようになった前記反射光を受光させ、
前記結晶性ピット欠陥は、前記ウェハにおける結晶面方位が<100>の前記上面に形成され、前記結晶面方位が<111>の側面と、前記結晶面方位が<100>の底面を有する凹状であり、
前記照明光を、前記側面に対して、70°よりも大きい入射角で入射させる、
欠陥検査方法。 The process of linearly polarized the illumination light with the illuminator on the illumination side,
A step of illuminating the upper surface of the wafer with the illumination light including light linearly polarized in the first direction parallel to the incident surface by the illumination side polarizer.
A step of transmitting the light receiving side polarizer with respect to the reflected light including the light of the component in the second direction intersecting the first direction in the reflected light reflected by the illumination light on the upper surface.
A step of detecting a defect by receiving the reflected light transmitted through the polarizing element on the light receiving side with a light receiver.
With
In the step of detecting the defect, the receiver is
The reflected light in which the illumination light is reflected inside the concave crystalline pit defect formed on the upper surface, and the light contained in the illumination light that is linearly polarized in the first direction is the crystalline light. By reflecting the light inside the pit defect, the reflected light that contains the light of the component in the second direction is received .
The crystalline pit defect is a concave shape having a side surface having a crystal plane orientation of <100> and a side surface having a crystal plane orientation of <111> and a bottom surface having a crystal plane orientation of <100>. can be,
The illumination light is incident on the side surface at an incident angle larger than 70 °.
Defect inspection method.
請求項5に記載の欠陥検査方法。 The light receiving side polarizer is arranged in a cross Nicol with respect to the illumination side polarizing element so that the first direction and the second direction are orthogonal to each other.
The defect inspection method according to claim 5.
前記受光器に、前記上面における前記対物レンズの焦点近傍からの前記反射光をコンフォーカルに受光させる、
請求項5または6に記載の欠陥検査方法。 With an additional objective lens
The light receiver is confocally received with the reflected light from the vicinity of the focal point of the objective lens on the upper surface.
The defect inspection method according to claim 5 or 6.
請求項5〜7のいずれか1項に記載の欠陥検査方法。 In the crystalline pit defect, a film that transmits the illumination light and the reflected light is formed inside the crystallized pit defect.
The defect inspection method according to any one of claims 5 to 7.
請求項5〜8のいずれか1項に記載の欠陥検査方法。 The crystalline pit defect is formed by a chemical solution containing an aqueous solution of TMY (trimethyl-2 hydroxyethylammonium hydroxide).
The defect inspection method according to any one of claims 5 to 8.
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