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JP2002350359A - Defect inspection device - Google Patents

Defect inspection device

Info

Publication number
JP2002350359A
JP2002350359A JP2001159393A JP2001159393A JP2002350359A JP 2002350359 A JP2002350359 A JP 2002350359A JP 2001159393 A JP2001159393 A JP 2001159393A JP 2001159393 A JP2001159393 A JP 2001159393A JP 2002350359 A JP2002350359 A JP 2002350359A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
imaging
image
substrate
optical system
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001159393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeo Omori
健雄 大森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP2001159393A priority Critical patent/JP2002350359A/en
Publication of JP2002350359A publication Critical patent/JP2002350359A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect inspection device capable of precise inspection of defects independent of pitch of repeated pattern on a substrate. SOLUTION: The device comprises a lighting unit (13) which lights the inspected area (11a) of the substrate (11), an imaging system (24, 25) which forms an image of the area, an imaging device (26) which acquires the image formed with the system, a supporting unit (12) for the substrate, and an adjusting system (17, 18) for adjusting the relative arrangement among the supporting unit, the imaging system and the imaging device. The adjusting system (17, 18) adjusts the relative arrangement so that the shape of the image (11b) formed on the image plane of the imaging device (26) is approximately similar to the shape of the inspected area (11a).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体回路素子や
液晶表示素子の製造工程において基板表面の欠陥を検査
する欠陥検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection apparatus for inspecting a defect on a substrate surface in a process of manufacturing a semiconductor circuit element or a liquid crystal display element.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、半導体回路素子や液晶表
示素子の製造工程では、基板上のフォトレジスト膜に回
路パターンを焼き付ける露光工程と、感光したフォトレ
ジスト膜の現像工程とを経て、レジストによる回路パタ
ーンが形成され、その後、エッチングや蒸着などの加工
工程を経ることで、基板上に回路が形成される。
2. Description of the Related Art As is well known, in a manufacturing process of a semiconductor circuit element or a liquid crystal display element, a resist is formed through an exposure step of printing a circuit pattern on a photoresist film on a substrate and a development step of a photosensitive photoresist film. Is formed, and thereafter, through a processing step such as etching or vapor deposition, a circuit is formed on the substrate.

【0003】この製造工程においてレジストによる回路
パターンに欠陥が存在すると、その欠陥にしたがって加
工が行われ、不良品となってしまうため、従来より、レ
ジストによる回路パターンの欠陥検査が行われている。
欠陥箇所は、例えば、露光機のディフォーカスによって
回路パターンの断面形状が変化した箇所や、レジストの
膜厚が変化した箇所、異物や傷の付いた箇所である。
In the manufacturing process, if there is a defect in a circuit pattern formed by a resist, processing is performed according to the defect, resulting in a defective product. Therefore, a defect inspection of a circuit pattern using a resist has been conventionally performed.
The defect location is, for example, a location where the cross-sectional shape of the circuit pattern has changed due to the defocus of the exposure device, a location where the thickness of the resist has changed, or a location where there is a foreign substance or a scratch.

【0004】実際の製造工程における欠陥検査は、目視
観察により行われているのが現状である。しかし、目視
観察では、検査員の技能や体調により検査基準が変化し
てしまうため、充分な検査結果が得られない。
At present, defect inspection in the actual manufacturing process is performed by visual observation. However, in the visual observation, a sufficient inspection result cannot be obtained because the inspection standard changes depending on the skill and physical condition of the inspector.

【0005】そこで、近年、この欠陥検査を自動化する
ことが検討されている。既に提案された各種の自動検査
装置は、何れも、基板に形成された繰り返しパターンか
らの回折光に基づく画像(回折画像)を取り込み、この
回折画像の明暗により欠陥箇所を特定するものである。
図6(a)は、従来装置の一例を示す側面図である。検査
対象の基板51は、検査ステージ52上に載置され、照
明部53からの平行な照明光L11によって照明され
る。そして、照明光L11によって照明された基板51
からは、繰り返しパターンの箇所が欠陥か正常かに応じ
た回折効率で回折光L12が発生する。
Therefore, in recent years, it has been studied to automate this defect inspection. All of the automatic inspection apparatuses that have already been proposed take in an image (diffraction image) based on diffracted light from a repetitive pattern formed on a substrate and specify a defect portion based on the brightness of the diffraction image.
FIG. 6A is a side view showing an example of a conventional device. The substrate 51 to be inspected is placed on an inspection stage 52 and is illuminated by parallel illumination light L11 from an illumination unit 53. Then, the substrate 51 illuminated by the illumination light L11
From above, the diffracted light L12 is generated with a diffraction efficiency according to whether the position of the repetitive pattern is a defect or normal.

【0006】回折光L12を受光する受光部54が固定
されている場合、検査ステージ52をX方向に沿った軸
52aのまわりにチルトさせることで、基板51からの
回折光L12を受光部54に導くことができる。検査ス
テージ52のチルト角は、回折の条件にしたがって予め
求められる。回折の条件は、照明光L11の波長λおよ
び入射角θi、回折光L12の回折角θdおよび回折次数
m、検査ステージ52のチルト角θt、繰り返しパター
ンのピッチpを用いると、次式(1)で表すことができ
る。
When the light receiving portion 54 for receiving the diffracted light L12 is fixed, the inspection stage 52 is tilted around an axis 52a along the X direction, so that the diffracted light L12 from the substrate 51 is transmitted to the light receiving portion 54. I can guide you. The tilt angle of the inspection stage 52 is obtained in advance according to diffraction conditions. Using the wavelength λ and the incident angle θi of the illumination light L11, the diffraction angle θd and the diffraction order m of the diffracted light L12, the tilt angle θt of the inspection stage 52, and the pitch p of the repetitive pattern, the diffraction condition is given by the following equation (1). Can be represented by

【0007】 sin(θd−θt) − sin(θi+θt)= mλ/p ……(1) 式(1)において、入射角θi,回折角θd,チルト角θt
の基準は、図6(b)に示すように、基板51が水平に保
たれた状態での法線(基準法線)である。入射角θiの
符号は、入射側に見込む角度方向がプラス、反射側に見
込む角度方向がマイナスである。入射角θiの範囲は、
0°<θi<90°である。
Sin (θd−θt) −sin (θi + θt) = mλ / p (1) In equation (1), the incident angle θi, the diffraction angle θd, and the tilt angle θt
Is a normal (reference normal) when the substrate 51 is kept horizontal as shown in FIG. 6B. The sign of the incident angle θi is plus in the angle direction seen on the incident side and minus in the angle direction seen on the reflection side. The range of the incident angle θi is
0 ° <θi <90 °.

【0008】また、回折角θdおよびチルト角θtの符号
は、入射側に見込む角度方向がマイナス、反射側に見込
む角度方向がプラスである。さらに、回折次数mは、m
=0の0次回折光(正反射光)を基準として、入射側に
見込む角度方向をマイナス、反射側に見込む角度方向を
プラスとしている。上記した回折の条件(式(1))にし
たがう検査ステージ52のチルトによって受光部54に
導かれた回折光L12は、撮像素子55にて受光され、
基板51の像に基づく信号が画像処理部56に出力され
る。基板51の欠陥箇所と正常箇所とでは回折効率が異
なるため、回折画像にはパターン異常(欠陥)に起因する
明暗が現れている。したがって、画像処理部56では、
回折画像の明暗により、基板51の欠陥箇所の特定を行
うことができる。
The signs of the diffraction angle θd and the tilt angle θt are minus in the angle direction seen on the incident side and plus in the angle direction seen on the reflection side. Further, the diffraction order m is m
With reference to the 0th-order diffracted light (specular reflection light) of = 0, the angle direction seen on the incident side is defined as minus, and the angle direction seen on the reflection side is defined as plus. The diffracted light L12 guided to the light receiving unit 54 by the tilt of the inspection stage 52 according to the above-described diffraction condition (Equation (1)) is received by the image sensor 55,
A signal based on the image of the substrate 51 is output to the image processing unit 56. Since the diffraction efficiency is different between the defective portion and the normal portion of the substrate 51, light and darkness due to a pattern abnormality (defect) appears in the diffraction image. Therefore, in the image processing unit 56,
The location of the defect on the substrate 51 can be specified by the brightness of the diffraction image.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来装置では、基板51に形成された異なるピッチp
の繰り返しパターンを検査するため、検査ステージ52
を軸52aまわりにチルトさせると、撮像素子55の撮
像面に形成される基板51の像が一方向に変形するとい
う問題があった。基板51の像が変形する方向は、検査
ステージ52の軸52aに垂直な方向である。
However, in the above-described conventional apparatus, the different pitches p formed on the substrate 51 are different.
Inspection stage 52 for inspecting the repetition pattern of
Is tilted around the axis 52a, there is a problem that the image of the substrate 51 formed on the imaging surface of the imaging element 55 is deformed in one direction. The direction in which the image of the substrate 51 is deformed is a direction perpendicular to the axis 52a of the inspection stage 52.

【0010】また、撮像素子55の撮像面における基板
51の像が変形すると言うことは、基板51の像の面積
が変化することを意味し、撮像素子55の撮像面に2次
元配列された各々の画素に割り当てられる基板51上の
大きさも変化する。例えば、基板51の像の面積が小さ
くなると、各々の画素に割り当てられる基板51上の大
きさは相対的に大きくなる。この場合、従来装置では、
分解能が低下し、欠陥検出の精度も低下する。
The fact that the image of the substrate 51 on the imaging surface of the imaging element 55 is deformed means that the area of the image of the substrate 51 changes, and each of the two-dimensionally arranged images on the imaging surface of the imaging element 55. The size on the substrate 51 which is allocated to the pixel is also changed. For example, as the area of the image on the substrate 51 decreases, the size on the substrate 51 allocated to each pixel increases relatively. In this case, in the conventional device,
The resolution is reduced, and the accuracy of defect detection is also reduced.

【0011】ところで、近年、基板51に形成された異
なるピッチpの繰り返しパターンを同時に検査するた
め、複数の受光部を設けることが提案された。この場
合、複数の受光部は、対応する繰り返しパターンから各
々発生する回折光の進行方向に光軸を揃えて固定され、
検査ステージ52も固定される。そして、各受光部の撮
像素子の撮像面に、各々の回折光による基板51の像が
形成される。
In recent years, it has been proposed to provide a plurality of light receiving sections in order to simultaneously inspect repetitive patterns having different pitches p formed on the substrate 51. In this case, the plurality of light receiving units are fixed with their optical axes aligned with the traveling direction of the diffracted light generated from the corresponding repetitive pattern,
The inspection stage 52 is also fixed. Then, an image of the substrate 51 due to each diffracted light is formed on the imaging surface of the imaging device of each light receiving unit.

【0012】しかし、複数の受光部を備えた装置では、
各受光部の撮像面に形成される像の形状が互いに異なる
という問題があった。また、撮像面における像の形状が
互いに異なると言うことは、像の面積が異なることを意
味し、撮像面の各々の画素に割り当てられる基板51上
の大きさも異なる。このため、複数の受光部を備えた装
置では、撮像面に形成される像の面積が小さくなってし
まう受光部において、分解能が低下し、欠陥検出の精度
も低下する。
However, in an apparatus having a plurality of light receiving units,
There is a problem that the shapes of the images formed on the imaging surfaces of the respective light receiving units are different from each other. Further, that the shapes of the images on the imaging surface are different from each other means that the areas of the images are different, and the sizes on the substrate 51 allocated to the respective pixels on the imaging surface are also different. For this reason, in an apparatus including a plurality of light receiving units, in a light receiving unit in which the area of an image formed on the imaging surface is reduced, the resolution is reduced and the accuracy of defect detection is also reduced.

【0013】本発明の目的は、基板に形成された繰り返
しパターンのピッチによらず高精度な欠陥検査が行える
欠陥検査装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus capable of performing a highly accurate defect inspection irrespective of the pitch of a repetitive pattern formed on a substrate.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の欠陥検査装置
は、基板(11)の被検査領域(11a)を照明する照明手
段(13)と、被検査領域からの回折光(L2)を集光し、
被検査領域の像を形成する結像光学系(24,25)と、
結像光学系によって形成される像を撮像する撮像素子
(26)と、基板を支持する支持手段(12)と、支持手段
と結像光学系と撮像素子との相対的な位置関係を調整す
る調整手段(17,18)とを備えている。そして、上記
の調整手段(17,18)では、撮像素子(26)の撮像面
に形成される像(11b)の形状が被検査領域(11a)の
形状に対して略相似形となるように、前記相対的な位置
関係の調整を行う。なお、本段落における括弧内の数字
は図1,図2で用いた符号を示しているが、本発明はこ
れに限定されない。
The defect inspection apparatus of the present invention collects illumination means (13) for illuminating an inspection area (11a) of a substrate (11) and diffracted light (L2) from the inspection area. Glow,
An imaging optical system (24, 25) for forming an image of the inspection area;
An imaging device that captures an image formed by an imaging optical system
(26), support means (12) for supporting the substrate, and adjustment means (17, 18) for adjusting the relative positional relationship between the support means, the imaging optical system, and the image pickup device. In the adjusting means (17, 18), the shape of the image (11b) formed on the imaging surface of the imaging device (26) is substantially similar to the shape of the inspection area (11a). , The relative positional relationship is adjusted. Note that the numbers in parentheses in this paragraph indicate the symbols used in FIGS. 1 and 2, but the present invention is not limited to this.

【0015】また、本発明の他の欠陥検査装置は、基板
(11)の被検査領域(11a)を照明する照明手段(13)
と、被検査領域からの回折光(L3)を集光し、被検査領
域の像を形成する結像光学系(34,35)と、結像光学
系によって形成される像を撮像する撮像素子(36)と、
基板を支持する支持手段(32)とを備えている。そし
て、上記の支持手段と結像光学系と撮像素子とは、結像
光学系(34,35)の光軸(O4)に対して基板(11)を
傾けると共に、撮像素子(36)の撮像面に形成される像
(11b)の形状が被検査領域(11a)の形状に対して略
相似形となる位置関係で、固定的に配置されている。な
お、本段落における括弧内の数字は図2,図4で用いた
符号を示しているが、本発明はこれに限定されない。
Further, another defect inspection apparatus of the present invention provides a
Illumination means (13) for illuminating the inspection area (11a) of (11)
And an imaging optical system (34, 35) for condensing diffracted light (L3) from the inspection area to form an image of the inspection area, and an image sensor for imaging an image formed by the imaging optical system (36)
Support means (32) for supporting the substrate. The supporting means, the imaging optical system, and the imaging device tilt the substrate (11) with respect to the optical axis (O4) of the imaging optical system (34, 35), and perform imaging of the imaging device (36). Image formed on the surface
The shape of (11b) is fixedly arranged in a positional relationship that is substantially similar to the shape of the region to be inspected (11a). Note that the numbers in parentheses in this paragraph indicate the reference numerals used in FIGS. 2 and 4, but the present invention is not limited to this.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態を詳細に説明する。 (第1実施形態)本発明の第1実施形態は、請求項1,請
求項2に対応する。第1実施形態の欠陥検査装置10
は、図1に示すように、繰り返しパターンが形成された
ウエハ11を載置する検査ステージ12と、検査ステー
ジ12上のウエハ11を照明する照明部13と、照明部
13によって照明されたウエハ11からの回折光を受光
する受光部14と、画像処理装置15と、表示装置16
と、制御装置17と、メモリ18とで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) A first embodiment of the present invention corresponds to claims 1 and 2. Defect inspection device 10 of the first embodiment
As shown in FIG. 1, an inspection stage 12 on which a wafer 11 on which a repetitive pattern is formed is mounted, an illumination unit 13 for illuminating the wafer 11 on the inspection stage 12, and a wafer 11 illuminated by the illumination unit 13 Light receiving unit 14 for receiving the diffracted light from the light source, an image processing device 15, and a display device 16
, A control device 17 and a memory 18.

【0017】さらに、検査ステージ12には、不図示の
チルト機構が設けられている。この検査ステージ12
は、チルト軸12aを中心に、所定の角度範囲内でチル
ト可能である。ここで、検査ステージ12のチルト軸1
2aに平行な方向をX方向とする。また、検査ステージ
12(ウエハ11)が水平に保たれた状態での法線(基
準法線)に平行な方向をZ方向とする。さらに、X方向
およびZ方向に直交する方向をY方向とする。
The inspection stage 12 is provided with a tilt mechanism (not shown). This inspection stage 12
Can be tilted within a predetermined angle range around the tilt axis 12a. Here, the tilt axis 1 of the inspection stage 12
The direction parallel to 2a is defined as the X direction. A direction parallel to a normal line (reference normal line) in a state where the inspection stage 12 (wafer 11) is kept horizontal is defined as a Z direction. Further, a direction orthogonal to the X direction and the Z direction is defined as a Y direction.

【0018】また、照明部13は、光源21とライトガ
イド22と凹面反射鏡23とで構成された偏心光学系で
ある。光源21は、例えばメタルハライドランプや水銀
ランプにて構成される。ライトガイド22は、光源21
からの光を伝送して、端面22aから凹面反射鏡23に
向けて射出する。ライトガイド22の端面22aは、凹
面反射鏡23の前側焦点位置に配置されている。
The illumination section 13 is an eccentric optical system composed of a light source 21, a light guide 22, and a concave reflecting mirror 23. The light source 21 is composed of, for example, a metal halide lamp or a mercury lamp. The light guide 22 includes a light source 21
And is emitted from the end face 22a toward the concave reflecting mirror 23. The end face 22 a of the light guide 22 is arranged at a front focal position of the concave reflecting mirror 23.

【0019】凹面反射鏡23は、球面の内側を反射面と
した反射鏡であり、検査ステージ12の斜め上方に配置
される。つまり、凹面反射鏡23の中心と検査ステージ
12の中心とを通る軸(光軸O1)は、Z方向に対して
所定の角度だけ傾けられている。また、凹面反射鏡23
は、光軸O1が検査ステージ12のチルト軸12a(X
方向)に対して直交するように配置されている。このた
め、光軸O1とウエハ11の法線とを含む面(入射面)
は、YZ面に平行となる。
The concave reflecting mirror 23 is a reflecting mirror having an inner surface of a spherical surface as a reflecting surface, and is disposed obliquely above the inspection stage 12. That is, an axis (optical axis O1) passing through the center of the concave reflecting mirror 23 and the center of the inspection stage 12 is inclined by a predetermined angle with respect to the Z direction. Also, the concave reflecting mirror 23
Indicates that the optical axis O1 is the tilt axis 12a (X
Direction). Therefore, a plane including the optical axis O1 and the normal line of the wafer 11 (incident plane)
Is parallel to the YZ plane.

【0020】さらに、凹面反射鏡23は、後側焦点面が
ウエハ11と略一致するように配置されている。このた
め、欠陥検査装置10の照明部13は、ウエハ11側に
対してテレセントリックな光学系となっている。このよ
うに構成された照明部13において、光源21からの光
は、ライトガイド22と凹面反射鏡23とを介してウエ
ハ11の被検査領域11a(図2(a)参照)に照射され
る(照明光L1)。その結果、ウエハ11の被検査領域
11aからは、回折の条件(上記式(1)参照)にしたが
って回折光L2が発生する。回折光L2の強度は、ウエ
ハ11の欠陥箇所と正常箇所とで異なる。
Further, the concave reflecting mirror 23 is arranged so that the rear focal plane thereof substantially coincides with the wafer 11. For this reason, the illumination unit 13 of the defect inspection apparatus 10 has an optical system that is telecentric with respect to the wafer 11 side. In the illumination unit 13 configured as described above, light from the light source 21 is applied to the inspection area 11a (see FIG. 2A) of the wafer 11 via the light guide 22 and the concave reflecting mirror 23 (see FIG. 2A). Illumination light L1). As a result, diffracted light L2 is generated from the inspection area 11a of the wafer 11 according to the diffraction condition (see the above equation (1)). The intensity of the diffracted light L2 differs between a defective portion and a normal portion of the wafer 11.

【0021】ここで、照明部13のウエハ11側がテレ
セントリック系であるため、照明光L1の入射角θi
(上記式(1)参照)は、ウエハ11の被検査領域11a
の全面にわたって一様となり、ウエハ11の被検査領域
11aから発生した回折光L2の強度も、被検査領域1
1aの状態(欠陥/正常箇所や欠陥の種類)ごとに一様
となる。
Here, since the illuminating section 13 is telecentric on the wafer 11 side, the incident angle θi of the illuminating light L1 is
(Refer to the above equation (1)).
And the intensity of the diffracted light L2 generated from the inspection area 11a of the wafer 11
It becomes uniform for each state of 1a (defect / normal part and defect type).

【0022】一方、受光部14は、凹面反射鏡24と結
像レンズ25と撮像素子26とで構成された偏心光学系
である。この受光部14を支持する部材については、図
示省略した。凹面反射鏡24は、上記の凹面反射鏡23
と同様の反射鏡であり、検査ステージ12の上方に配置
される。つまり、凹面反射鏡24の中心と検査ステージ
12の中心とを通る軸(光軸O2)がZ方向に平行とな
るように配置されている。光軸O2は、入射面内に含ま
れる。
On the other hand, the light receiving section 14 is an eccentric optical system composed of a concave reflecting mirror 24, an imaging lens 25, and an image sensor 26. The member supporting the light receiving unit 14 is not shown. The concave reflecting mirror 24 is the concave reflecting mirror 23 described above.
And a reflector which is arranged above the inspection stage 12. That is, the axis (optical axis O2) passing through the center of the concave reflecting mirror 24 and the center of the inspection stage 12 is arranged so as to be parallel to the Z direction. The optical axis O2 is included in the plane of incidence.

【0023】また、凹面反射鏡24は、その前側焦点面
がウエハ11と略一致するように配置されている。この
ため、欠陥検査装置10の受光部14は、ウエハ11側
に対してテレセントリックな光学系となっている。さら
に、結像レンズ25は、その前側焦点位置が凹面反射鏡
24の後側焦点位置と略一致するように配置されてい
る。なお、凹面反射鏡24の後側焦点位置は、受光部1
4の瞳近傍であり、上記した照明部13のライトガイド
22の端面22aに共役である。
The concave reflecting mirror 24 is disposed so that its front focal plane substantially coincides with the wafer 11. For this reason, the light receiving section 14 of the defect inspection apparatus 10 is an optical system that is telecentric with respect to the wafer 11 side. Further, the imaging lens 25 is arranged such that the front focal position thereof substantially coincides with the rear focal position of the concave reflecting mirror 24. Note that the rear focal position of the concave reflecting mirror 24 is
4 and is conjugate to the end surface 22a of the light guide 22 of the illumination unit 13 described above.

【0024】撮像素子26は、複数の画素が2次元配列
されたCCD撮像素子であり、その撮像面を結像レンズ
25の後側焦点面に略一致させた状態で配置されてい
る。このため、欠陥検査装置10の受光部14は、撮像
素子26側に対してもテレセントリックな光学系となっ
ている。つまり、受光部14は、両側テレセントリック
系である。なお、撮像素子26の撮像面は、ウエハ11
の表面に共役である。
The image pickup device 26 is a CCD image pickup device in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged, and is arranged with its image pickup surface substantially coincident with the rear focal plane of the imaging lens 25. For this reason, the light receiving unit 14 of the defect inspection apparatus 10 has an optical system that is telecentric with respect to the imaging element 26 side. That is, the light receiving unit 14 is a two-sided telecentric system. Note that the imaging surface of the imaging element 26 is
Is conjugate to the surface of

【0025】また、撮像素子26には、不図示のチルト
機構が設けられている。この撮像素子26は、チルト軸
26aを中心に、所定の角度範囲内でチルト可能であ
る。撮像素子26のチルト軸26aは、凹面反射鏡24
の中心と結像レンズ25の中心とを通る軸(光軸O3)
に対して垂直であり、検査ステージ12のチルト軸12
a(X方向)に対して平行である。
The image sensor 26 is provided with a tilt mechanism (not shown). The image sensor 26 can be tilted within a predetermined angle range around the tilt axis 26a. The tilt axis 26a of the imaging element 26 is
Axis (optical axis O3) passing through the center of the lens and the center of the imaging lens 25
And the tilt axis 12 of the inspection stage 12
a (X direction) is parallel.

【0026】このように構成された受光部14におい
て、ウエハ11の被検査領域11aから発生した回折光
L2は、凹面反射鏡24と結像レンズ25とを介して集
光され、撮像素子26の撮像面に到達する。撮像素子2
6の撮像面には、回折光L2によるウエハ11の像が形
成される。なお、受光部14のウエハ11側がテレセン
トリック系であるため、回折光L2の回折角θd(上記
式(1)参照)は、ウエハ11の被検査領域11aの全面
にわたって一様となり、撮像素子26の撮像面に到達す
る回折光L2の強度(ウエハ11の像の強度)も、被検
査領域11aの状態(欠陥/正常箇所や欠陥の種類)ご
とに一様となる。
In the light receiving section 14 configured as described above, the diffracted light L2 generated from the inspection area 11a of the wafer 11 is condensed via the concave reflecting mirror 24 and the imaging lens 25, and Reach the imaging surface. Image sensor 2
An image of the wafer 11 is formed on the imaging surface 6 by the diffracted light L2. Note that, since the wafer 11 side of the light receiving unit 14 is a telecentric system, the diffraction angle θd of the diffracted light L2 (see the above equation (1)) becomes uniform over the entire inspection area 11a of the wafer 11, and The intensity of the diffracted light L2 that reaches the imaging surface (the intensity of the image on the wafer 11) is also uniform for each state (defect / normal portion or defect type) of the inspection target area 11a.

【0027】したがって、撮像素子26から出力される
撮像信号(回折光L2によるウエハ11の像に基づく信
号)の強弱には、ウエハ11の被検査領域11aの状態
(欠陥/正常箇所や欠陥の種類)のみが反映されること
になる。
Therefore, the strength of the image pickup signal (the signal based on the image of the wafer 11 by the diffracted light L2) output from the image pickup element 26 includes the state of the inspected area 11a of the wafer 11 (defects / normal portions and types of defects). ) Will be reflected.

【0028】また、撮像素子26に接続された画像処理
装置15は、撮像素子26から出力される撮像信号を取
り込み、ウエハ11の像と予め記憶している良品ウエハ
の像との比較によるパターンマッチング、または、ウエ
ハ11の像の中に良品ウエハ11の特徴とは異なる部分
が存在するか否かなどの画像処理を行う。例えば、デフ
ォーカスによるムラなどの欠陥がある場合は、その部分
の明暗差または特徴の相違などの情報に基づいて、ウエ
ハ11の欠陥部分を認識する。
The image processing device 15 connected to the image sensor 26 captures an image signal output from the image sensor 26 and performs pattern matching by comparing the image of the wafer 11 with the image of a good wafer stored in advance. Alternatively, image processing is performed to determine whether or not an image of the wafer 11 includes a portion different from the characteristics of the non-defective wafer 11. For example, when there is a defect such as unevenness due to defocus, a defective portion of the wafer 11 is recognized based on information such as a difference in brightness or a difference in characteristics of the portion.

【0029】さらに、撮像素子26および画像処理装置
15に接続された表示装置16は、撮像素子26からの
撮像信号に基づいてウエハ11の像を表示したり、画像
処理装置15からの出力信号に基づいてウエハ11の欠
陥部分の情報を表示したりする。表示装置16は、CR
Tモニタや液晶ディスプレイモニタなどである。なお、
上記したように、照明部13および受光部14がウエハ
11側に対してテレセントリックな光学系となっている
ため、表示装置16に表示されるウエハ11の像の見え
方(明暗)をウエハ11の被検査領域11aの全面にわ
たって同じにすることができる。つまり、被検査領域1
1a内のXY位置が異なっていても、同じ欠陥が存在し
ていれば見え方が同じになる。
Further, the display device 16 connected to the image pickup device 26 and the image processing device 15 displays an image of the wafer 11 based on the image pickup signal from the image pickup device 26, and outputs an image from the image processing device 15. For example, information on a defective portion of the wafer 11 is displayed based on the information. The display device 16 has a CR
Examples include a T monitor and a liquid crystal display monitor. In addition,
As described above, the illumination unit 13 and the light receiving unit 14 are an optical system that is telecentric with respect to the wafer 11 side. The same can be made over the entire surface of the inspection area 11a. That is, the inspection area 1
Even if the XY position in 1a is different, the appearance is the same if the same defect exists.

【0030】また、撮像素子26および検査ステージ1
2に接続された制御装置17は、メモリ18の記憶内容
に基づいて、検査ステージ12をチルト軸12aの周り
に回転させると共に、検査ステージ12の回転に連動さ
せて撮像素子26をチルト軸26aの周りに回転させる
制御を行う。メモリ18には、複数種類のウエハ11
(例えば繰り返しパターンのピッチpが互いに異なるウ
エハ)に対する欠陥検査を各々最適に行うための各種設
定条件(レシピ)が予め記憶されている。
The image pickup device 26 and the inspection stage 1
The control device 17 connected to the camera 2 rotates the inspection stage 12 around the tilt axis 12 a based on the contents stored in the memory 18, and interlocks the imaging device 26 with the tilt axis 26 a in conjunction with the rotation of the inspection stage 12. Control to rotate around. The memory 18 includes a plurality of types of wafers 11.
Various setting conditions (recipes) for optimally performing defect inspections on wafers (for example, wafers having different repetition pattern pitches p) are stored in advance.

【0031】次に、上記のように構成された欠陥検査装
置10における動作について、図3のフローチャートを
用いて説明する。検査ステージ12に検査対象のウエハ
11が載置され、このウエハ11の種類に関する情報が
外部(例えば不図示の入力装置)から入力されると、制
御装置17は、図3のフローチャートに基づく制御を開
始する。
Next, the operation of the defect inspection apparatus 10 configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG. When the wafer 11 to be inspected is placed on the inspection stage 12 and information on the type of the wafer 11 is input from outside (for example, an input device (not shown)), the control device 17 performs control based on the flowchart of FIG. Start.

【0032】制御装置17は、まず、検査対象のウエハ
11の種類に応じたレシピをメモリ18から読み込み
(ステップS1)、読み込んだレシピの内容に基づいて
検査ステージ12をチルトさせる(ステップS2)。そ
して、検査ステージ12のチルトに連動させて撮像素子
26もチルトさせる(ステップS3)。このときの撮像
素子26のチルトは、検査ステージ12のチルトと同じ
角度だけ行われる。その結果、受光部14の光軸O3に
対する撮像素子26の撮像面の傾き角αは、図2(b)に
示すように、受光部14の光軸O2に対するウエハ11
の傾き角βと等しくなる(α=β)。図2(b)では、簡
単のため、凹面反射鏡24を凸レンズに置き換えて図示
した。
The controller 17 first reads a recipe corresponding to the type of the wafer 11 to be inspected from the memory 18 (step S1), and tilts the inspection stage 12 based on the content of the read recipe (step S2). Then, the image sensor 26 is also tilted in conjunction with the tilt of the inspection stage 12 (step S3). At this time, the tilt of the image sensor 26 is performed by the same angle as the tilt of the inspection stage 12. As a result, as shown in FIG. 2B, the inclination angle α of the imaging surface of the image sensor 26 with respect to the optical axis O3 of the light receiving
(Α = β). In FIG. 2B, for the sake of simplicity, the concave reflecting mirror 24 is replaced with a convex lens.

【0033】第1実施形態の欠陥検査装置10では、受
光部14を両側テレセントリック系としたため、撮像素
子26の撮像面の傾き角αをウエハ11の傾き角βと等
しく調整することで、撮像素子26側とウエハ11側と
が幾何学的に相似の関係となる。このとき、撮像素子2
6の撮像面に形成される像11b(ウエハ11の被検査
領域11aの像)の形状は、図2(c)に示すように、被
検査領域11aの形状(図2(a)参照)に対して略相似
形となる。
In the defect inspection apparatus 10 of the first embodiment, since the light receiving section 14 is a telecentric system on both sides, the inclination angle α of the imaging surface of the imaging element 26 is adjusted to be equal to the inclination angle β of the wafer 11 so that the imaging element The 26 side and the wafer 11 side have a geometrically similar relationship. At this time, the image sensor 2
The shape of the image 11b (the image of the inspection area 11a of the wafer 11) formed on the imaging surface 6 is, as shown in FIG. 2C, the shape of the inspection area 11a (see FIG. 2A). On the other hand, it is almost similar.

【0034】すなわち、ウエハ11の被検査領域11a
のチルト軸12a方向の径をDA1、チルト軸12aに垂
直な方向の径をDB1とし、撮像面に形成される像11b
のチルト軸26a方向の径をDA2、チルト軸26aに垂
直な方向の径をDB2とするとき、DA1:DB1=DA2:D
B2が成り立つ。例えば、ウエハ11の被検査領域11a
が円形のとき、撮像面に形成される像11bも円形とな
る。
That is, the inspection area 11a of the wafer 11
Let D A1 be the diameter in the direction of the tilt axis 12a, and D B1 be the diameter in the direction perpendicular to the tilt axis 12a.
If the diameter in the direction of the tilt axis 26a is D A2 and the diameter in the direction perpendicular to the tilt axis 26a is D B2 , D A1 : D B1 = D A2 : D
B2 holds. For example, the inspection area 11a of the wafer 11
Is circular, the image 11b formed on the imaging surface is also circular.

【0035】なお、撮像面に形成される像11bの径D
A2,DB2は、被検査領域11aの径DA1,DB1に対し、凹
面反射鏡24および結像レンズ25で決まる光学系の倍
率を乗じたものとなる。
The diameter D of the image 11b formed on the image pickup surface
A2, D B2, compared diameter D A1, D B1 of the inspection area 11a, which in turn are multiplied by the magnification of the optical system determined by the concave reflecting mirror 24 and the imaging lens 25.

【0036】ところで、仮に、撮像素子26の撮像面の
傾き角αをウエハ11の傾き角βと異なる角度に調整す
ると(α≠β)、撮像面に形成される像11bの形状
は、図2(d)に示すように、被検査領域11aの形状
(図2(a)参照)に対して相似形とはならない(DA1
B1≠DA2:DB3)。例えば、被検査領域11aが円形
のとき、撮像面に形成される像11bは、撮像素子26
のチルト軸26aに垂直な方向に圧縮された形状(楕円
形)となってしまう。
If the inclination angle α of the imaging surface of the imaging device 26 is adjusted to an angle different from the inclination angle β of the wafer 11 (α ≠ β), the shape of the image 11b formed on the imaging surface is as shown in FIG. As shown in (d), the shape does not become similar to the shape of the inspection area 11a (see FIG. 2A) (D A1 :
D B1 ≠ D A2 : D B3 ). For example, when the inspection area 11a is circular, the image 11b formed on the imaging surface is
Is compressed in the direction perpendicular to the tilt axis 26a (oval).

【0037】第1実施形態の欠陥検査装置10では、撮
像素子26の撮像面の傾き角αをウエハ11の傾き角β
と等しく調整し、撮像面に形成される像11bの形状が
被検査領域11aの形状に対して略相似形となった状態
で、図3のステップS4の処理に進む。制御装置17
は、ステップS4において、撮像素子26を制御し、撮
像面に形成された像11b(図2(c)参照)に基づく撮
像信号を画像処理装置15および表示装置16へ出力さ
せる。
In the defect inspection apparatus 10 according to the first embodiment, the inclination angle α of the imaging surface of the imaging element 26 is
The process proceeds to step S4 in FIG. 3 in a state where the shape of the image 11b formed on the imaging surface is substantially similar to the shape of the inspection area 11a. Control device 17
Controls the image pickup device 26 to output an image pickup signal based on the image 11b (see FIG. 2C) formed on the image pickup surface to the image processing device 15 and the display device 16 in step S4.

【0038】その後、画像処理装置15では、撮像素子
26から取り込んだ撮像信号に対して上記のパターンマ
ッチングなどの画像処理を施し、ウエハ11の被検査領
域11aの欠陥部分を認識する。また、表示装置16で
は、撮像素子26からの撮像信号に基づいて被検査領域
11aの像を表示すると共に、画像処理装置15からの
出力信号に基づいて欠陥部分の情報を表示する。
Thereafter, the image processing device 15 performs image processing such as the above-described pattern matching on the image pickup signal fetched from the image pickup element 26, and recognizes a defective portion in the inspection area 11a of the wafer 11. In addition, the display device 16 displays an image of the inspection target area 11 a based on an image pickup signal from the image pickup device 26, and displays information on a defective portion based on an output signal from the image processing device 15.

【0039】このように、第1実施形態の欠陥検査装置
10によれば、ウエハ11の種類(繰り返しパターンの
ピッチp)に応じて検査ステージ12をチルトさせると
きには、撮像素子26も同じ角度だけチルトさせ、撮像
素子26の撮像面の傾き角αをウエハ11の傾き角βと
等しく調整するため、ウエハ11の種類(繰り返しパタ
ーンのピッチp)が異なる場合でも、常に、撮像面に形
成される像11bの形状を被検査領域11aに対して略
相似形状とすることができる(DA1:DB1=D A2
B2)。
As described above, the defect inspection apparatus of the first embodiment
According to 10, the type of the wafer 11 (repeated pattern
When the inspection stage 12 is tilted according to the pitch p),
The image sensor 26 is tilted by the same angle
The inclination angle α of the imaging surface of the element 26 is defined as the inclination angle β of the wafer 11.
In order to adjust equally, the type of wafer 11 (repeated pattern
Shape of the imaging surface, even if the
The shape of the formed image 11b is substantially
A similar shape (DA1: DB1= D A2:
DB2).

【0040】したがって、第1実施形態の欠陥検査装置
10によれば、ウエハ11の種類(繰り返しパターンの
ピッチp)によらず、高分解能で高精度な欠陥検査を行
うことができる。なお、上記した第1実施形態では、検
査ステージ12のチルトに連動して同じ角度だけ撮像素
子26をチルトさせ、常に、撮像面の傾き角αとウエハ
11の傾き角βとを等しく調整したが、本発明はこの構
成に限定されない。
Therefore, according to the defect inspection apparatus 10 of the first embodiment, high-resolution and high-precision defect inspection can be performed regardless of the type of the wafer 11 (the pitch p of the repetitive pattern). In the above-described first embodiment, the image pickup device 26 is tilted by the same angle in conjunction with the tilt of the inspection stage 12, and the inclination angle α of the imaging surface and the inclination angle β of the wafer 11 are always adjusted to be equal. However, the present invention is not limited to this configuration.

【0041】例えば、撮像素子26のチルトをステップ
的に行っても良い。この場合、検査ステージ12をチル
トさせても撮像素子26をチルトさせない角度範囲が存
在することになる。この角度範囲は、撮像面に形成され
る像11bの形状が変化しても分解能の低下が許容でき
るような範囲に設定することが好ましい。また、検査ス
テージ12のチルトの角度範囲と撮像素子26のチルト
角とを対応づけるテーブルを予め作成しておき、検査ス
テージ12のチルト角(レシピの内容)応じてテーブル
を参照し、必要に応じて撮像素子26を制御すれば良
い。撮像素子26のチルト角もレシピとして登録するこ
ともできる。
For example, the tilt of the image sensor 26 may be performed stepwise. In this case, there is an angle range in which the imaging element 26 is not tilted even when the inspection stage 12 is tilted. This angle range is preferably set to a range in which the resolution can be reduced even if the shape of the image 11b formed on the imaging surface changes. In addition, a table that associates the tilt angle range of the inspection stage 12 with the tilt angle of the image sensor 26 is created in advance, and the table is referred to according to the tilt angle of the inspection stage 12 (contents of the recipe). The image sensor 26 may be controlled in this way. The tilt angle of the image sensor 26 can also be registered as a recipe.

【0042】(第2実施形態)本発明の第2実施形態は、
請求項3,請求項4に対応する。第2実施形態の欠陥検
査装置30は、ウエハ11に形成された異なるピッチp
の繰り返しパターンを同時に検査するための装置であ
り、図4に示すように、上述した欠陥検査装置10(図
1)の撮像素子26,検査ステージ12に代えて撮像素子
31,検査ステージ32を設けると共に、新たな受光部
(34〜36)を設けたものである。以下、欠陥検査装置
10(図1)と相違する構成について説明する。
(Second Embodiment) The second embodiment of the present invention
This corresponds to claims 3 and 4. The defect inspection apparatus 30 according to the second embodiment has different pitches p formed on the wafer 11.
As shown in FIG. 4, an image sensor 31 and an inspection stage 32 are provided in place of the image sensor 26 and the inspection stage 12 of the above-described defect inspection device 10 (FIG. 1). With the new light receiving section
(34 to 36). Hereinafter, a configuration different from the defect inspection apparatus 10 (FIG. 1) will be described.

【0043】第2実施形態の欠陥検査装置30におい
て、検査ステージ32は水平状態に固定されている。ま
た、撮像素子31は、受光部(24,25,31)の光軸O
3に対する撮像面の角度α1が、光軸O2に対するウエ
ハ11の角度β1と等しくなるように配置されている
(α1=β1)。光軸O2に対するウエハ11の角度β
1は略90度である。この受光部(24,25,31)を支
持する部材については、図示省略した。
In the defect inspection apparatus 30 of the second embodiment, the inspection stage 32 is fixed in a horizontal state. Further, the image sensor 31 is provided with an optical axis O of the light receiving section (24, 25, 31).
3 is arranged so that the angle α1 of the imaging surface with respect to 3 is equal to the angle β1 of the wafer 11 with respect to the optical axis O2 (α1 = β1). Angle β of wafer 11 with respect to optical axis O2
1 is approximately 90 degrees. The members supporting the light receiving sections (24, 25, 31) are not shown.

【0044】新たに設けた受光部(34〜36)は、凹面
反射鏡34と結像レンズ35と撮像素子36とで構成さ
れた偏心光学系であり、上記の受光部(24,25,31)
と同様の両側テレセントリック系である。この受光部
(34〜36)を支持する部材についても、図示省略し
た。この受光部(34〜36)は、上記した受光部(24,
25,31)と照明部13との間に配置されている。つま
り、受光部(34〜36)の光軸O4に対するウエハ11
の角度β2は、上記した受光部(24,25,31)の光軸
O2に対するウエハ11の角度β1より小さい(β2<
β1)。
The newly provided light receiving units (34 to 36) are decentered optical systems each including a concave reflecting mirror 34, an imaging lens 35, and an image pickup device 36, and the light receiving units (24, 25, 31) )
Is a two-sided telecentric system similar to. This light receiving section
The members supporting (34-36) are also not shown. The light receiving sections (34 to 36) are provided with the light receiving sections (24,
25, 31) and the illumination unit 13. That is, the wafer 11 with respect to the optical axis O4 of the light receiving portions (34 to 36)
Is smaller than the angle β1 of the wafer 11 with respect to the optical axis O2 of the light receiving section (24, 25, 31) (β2 <
β1).

【0045】また、受光部(34〜36)の撮像素子36
は、受光部(34〜36)の光軸O5に対する撮像面の角
度α2が、光軸O4に対するウエハ11の角度β2と等
しくなるように配置されている(α2=β2)。第2実
施形態の欠陥検査装置30では、2つの受光部(24,2
5,31),(34〜36)を有するため、ウエハ11の被
検査領域11a(図2(a))に形成された異なるピッチ
pの繰り返しパターンを同時に検査することができる。
The image sensor 36 of the light receiving section (34 to 36)
Are arranged such that the angle α2 of the imaging surface with respect to the optical axis O5 of the light receiving units (34 to 36) is equal to the angle β2 of the wafer 11 with respect to the optical axis O4 (α2 = β2). In the defect inspection device 30 of the second embodiment, two light receiving units (24, 2
5, 31) and (34 to 36), it is possible to simultaneously inspect repetitive patterns having different pitches p formed in the inspection area 11a (FIG. 2A) of the wafer 11.

【0046】受光部(24,25,31)には、ウエハ11
の被検査領域11aから角度β1の方向に進行する回折
光L2が導かれる。このため、撮像素子31の撮像面に
は、回折角β1の回折光L2による被検査領域11aの
像が形成される。回折光L2による被検査領域11aの
像の形状は、被検査領域11aの形状に対して略相似形
である(図2(c)参照)。これは、撮像素子31の撮像
面の角度α1がウエハ11の角度β1と等しいからであ
る。
The light receiving section (24, 25, 31) has a wafer 11
The diffracted light L2 traveling in the direction of the angle β1 is guided from the inspection area 11a. Therefore, an image of the inspection area 11a is formed on the imaging surface of the imaging element 31 by the diffracted light L2 having the diffraction angle β1. The shape of the image of the inspection area 11a by the diffracted light L2 is substantially similar to the shape of the inspection area 11a (see FIG. 2C). This is because the angle α1 of the imaging surface of the image sensor 31 is equal to the angle β1 of the wafer 11.

【0047】また、受光部(34〜36)には、ウエハ1
1の被検査領域11aから角度β2の方向に進行する回
折光L3が導かれる。このため、撮像素子36の撮像面
には、回折角β2の回折光L3による被検査領域11a
の像が形成される。回折光L3による被検査領域11a
の像の形状も、被検査領域11aの形状に対して略相似
形である(図2(c)参照)。これは、撮像素子36の撮
像面の角度α2がウエハ11の角度β2と等しいからで
ある。
The light receiving sections (34 to 36) have the wafer 1
The diffracted light L3 that travels in the direction of the angle β2 is guided from the one inspection area 11a. Therefore, the inspection area 11a due to the diffracted light L3 having the diffraction angle β2 is provided on the imaging surface of the imaging element 36.
Is formed. Inspection area 11a by diffracted light L3
Is also substantially similar to the shape of the inspection area 11a (see FIG. 2C). This is because the angle α2 of the imaging surface of the image sensor 36 is equal to the angle β2 of the wafer 11.

【0048】このように、第2実施形態の欠陥検査装置
30によれば、受光部(24,25,31)にて形成される
像の形状と、受光部(34〜36)にて形成される像の形
状とを共に、被検査領域11aの形状(図2(a))に対
して略相似形とすることができるため、ウエハ11の被
検査領域11aに形成された繰り返しパターンのピッチ
pによらず高精度な欠陥検査が行える。
As described above, according to the defect inspection device 30 of the second embodiment, the shape of the image formed by the light receiving portions (24, 25, 31) and the shape of the image formed by the light receiving portions (34 to 36) are different. 2A can be made substantially similar to the shape of the inspection area 11a (FIG. 2A), the pitch p of the repetitive pattern formed in the inspection area 11a of the wafer 11 can be reduced. A highly accurate defect inspection can be performed regardless of the above.

【0049】通常、受光部(24,25,31)を用いて検
査される繰り返しパターンよりも、受光部(34〜36)
を用いて検査される繰り返しパターンのピッチの方が、
ピッチが狭い。なお、上記した第2実施形態では、受光
部(24,25,31)と照明部13との間に受光部(34
〜36)を配置した欠陥検査装置30の例を説明した
が、本発明はこの構成に限定されない。
Usually, the light receiving units (34 to 36) are more repetitive patterns inspected using the light receiving units (24, 25, 31).
The pitch of the repeated pattern inspected using
The pitch is narrow. In the second embodiment, the light receiving unit (34) is provided between the light receiving unit (24, 25, 31) and the illumination unit 13.
Although the example of the defect inspection device 30 in which the components (.about.36) are arranged has been described, the present invention is not limited to this configuration.

【0050】例えば、図5に示す欠陥検査装置40のよ
うに、照明部13の凹面反射鏡23を利用して、受光部
(23,45,46)を配置してもよい。この受光部(23,
45,46)は、凹面反射鏡23と結像レンズ45と撮像
素子46とで構成された偏心光学系であり、受光部(2
4,25,31)と同様の両側テレセントリック系であ
る。受光部(23,45,46)の光軸O6に対するウエハ
11の角度β3は、受光部(24,25,31)の光軸O2
に対するウエハ11の角度β1より小さい(β3<β
1)。また、受光部(23,45,46)の撮像素子46
は、光軸O7に対する撮像面の角度α3が、光軸O6に
対するウエハ11の角度β3と等しくなるように配置さ
れている(α3=β3)。
For example, as in a defect inspection apparatus 40 shown in FIG.
(23, 45, 46) may be arranged. This light receiving section (23,
Reference numerals 45 and 46) decenter optical systems each including the concave reflecting mirror 23, the imaging lens 45, and the image pickup device 46,
4, 25, 31). The angle β3 of the wafer 11 with respect to the optical axis O6 of the light receiving sections (23, 45, 46) is equal to the optical axis O2 of the light receiving sections (24, 25, 31).
Smaller than the angle β1 of the wafer 11 with respect to (β3 <β
1). Further, the image sensor 46 of the light receiving section (23, 45, 46)
Are arranged such that the angle α3 of the imaging surface with respect to the optical axis O7 is equal to the angle β3 of the wafer 11 with respect to the optical axis O6 (α3 = β3).

【0051】したがって、欠陥検査装置40では、2つ
の受光部(24,25,31),(23,45,46)によっ
て、ウエハ11の被検査領域11a(図2(a))に形成
された異なるピッチpの繰り返しパターンを同時に検査
することができる。さらに、受光部(24,25,31)に
て形成される被検査領域11aの像の形状と、受光部
(23,45,46)にて形成される被検査領域11aの像
の形状とを共に、被検査領域11aの形状(図2(a))
に対して略相似形とすることができるため、ウエハ11
の被検査領域11aに形成された繰り返しパターンのピ
ッチpによらず高精度な欠陥検査が行える。
Therefore, in the defect inspection apparatus 40, the inspection area 11a (FIG. 2A) of the wafer 11 is formed by the two light receiving sections (24, 25, 31) and (23, 45, 46). Repeated patterns having different pitches p can be inspected simultaneously. Further, the shape of the image of the inspection area 11a formed by the light receiving sections (24, 25, 31) and the light receiving section
Both the shape of the image of the inspection area 11a formed at (23, 45, 46) and the shape of the inspection area 11a (FIG. 2A)
To the wafer 11
The defect inspection can be performed with high accuracy irrespective of the pitch p of the repetitive pattern formed in the inspection area 11a.

【0052】上記した実施形態では、両側テレセントリ
ック系の受光部を例に説明したが、本発明は、ウエハ1
1側と撮像素子側とが共にテレセントリックな光学系で
はない構成の装置にも適用できる。
In the above embodiment, the light receiving unit of the telecentric system on both sides has been described as an example.
The present invention can also be applied to an apparatus in which both the first side and the imaging element side are not telecentric optical systems.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
基板の被検査領域に形成された繰り返しパターンのピッ
チによらず、被検査領域に対して略相似形の像に基づい
て検査するため、高精度な欠陥検査を行うことができ、
信頼性が向上する。
As described above, according to the present invention,
Regardless of the pitch of the repetitive pattern formed in the area to be inspected on the substrate, the area to be inspected is inspected based on a substantially similar image, so that a highly accurate defect inspection can be performed.
Reliability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態の欠陥検査装置10の全体構成図
である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a defect inspection apparatus 10 according to a first embodiment.

【図2】欠陥検査装置10の光軸O2,O3に対するウ
エハ11の角度βと撮像素子26の撮像面の角度αとを
示した説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an angle β of the wafer 11 with respect to the optical axes O2 and O3 of the defect inspection apparatus 10 and an angle α of an imaging surface of an imaging element 26.

【図3】欠陥検査装置10における動作の手順を示すフ
ローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing an operation procedure in the defect inspection apparatus 10.

【図4】第2実施形態の欠陥検査装置30の全体構成図
である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a defect inspection device 30 according to a second embodiment.

【図5】他の欠陥検査装置40の全体構成図である。FIG. 5 is an overall configuration diagram of another defect inspection apparatus 40.

【図6】従来装置の全体構成図である。FIG. 6 is an overall configuration diagram of a conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30,40 欠陥検査装置 11 ウエハ 12 検査ステージ 13 照明部 14 受光部 15 画像処理装置 16 表示装置 17 制御装置 18 メモリ 21 光源 22 ライトガイド 23,24,34 凹面反射鏡 25,35,45 結像レンズ 26,31,36,46 撮像素子 10, 30, 40 Defect inspection device 11 Wafer 12 Inspection stage 13 Illumination unit 14 Light receiving unit 15 Image processing device 16 Display device 17 Control device 18 Memory 21 Light source 22 Light guide 23, 24, 34 Concave reflecting mirror 25, 35, 45 Image lens 26, 31, 36, 46 Image sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA49 BB01 BB02 CC18 CC25 DD03 FF04 FF48 GG03 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL01 LL19 LL59 MM04 MM25 PP05 PP13 QQ24 QQ31 QQ38 RR08 SS02 UU02 2G051 AA51 AB07 BB11 CA04 CB06 CD05 CD07 DA08 DA09 EA12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 2F065 AA49 BB01 BB02 CC18 CC25 DD03 FF04 FF48 GG03 HH12 JJ03 JJ08 JJ26 LL01 LL19 LL59 MM04 MM25 PP05 PP13 QQ24 QQ31 QQ38 RR08 SS02 UU02 2G051 AA07 DAB07 DAB08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板の被検査領域を照明する照明手段
と、 前記被検査領域からの回折光を集光し、前記被検査領域
の像を形成する結像光学系と、 前記結像光学系によって形成される前記像を撮像する撮
像素子と、 前記基板を支持する支持手段と、 前記支持手段と前記結像光学系と前記撮像素子との相対
的な位置関係を調整する調整手段とを備え、 前記調整手段は、前記撮像素子の撮像面に形成される前
記像の形状が前記被検査領域の形状に対して略相似形と
なるように、前記相対的な位置関係の調整を行うことを
特徴とする欠陥検査装置。
An illumination unit configured to illuminate a region to be inspected on a substrate; an imaging optical system configured to collect diffracted light from the region to be inspected to form an image of the region to be inspected; An image pickup device for picking up the image formed by the above, a support unit for supporting the substrate, and an adjustment unit for adjusting a relative positional relationship between the support unit, the imaging optical system, and the image pickup device. The adjusting unit adjusts the relative positional relationship so that the shape of the image formed on the imaging surface of the imaging device is substantially similar to the shape of the inspection area. Characteristic defect inspection equipment.
【請求項2】 請求項1に記載の欠陥検査装置におい
て、 前記結像光学系は、前記基板側および前記撮像素子側に
対してテレセントリックな光学系であり、 前記調整手段は、前記結像光学系の光軸に対する前記撮
像面の角度と前記光軸に対する前記基板の角度とが略等
しくなるように、前記相対的な位置関係の調整を行うこ
とを特徴とする欠陥検査装置。
2. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the imaging optical system is an optical system that is telecentric with respect to the substrate side and the imaging element side, and the adjustment unit is configured to use the imaging optical system. A defect inspection apparatus, wherein the relative positional relationship is adjusted such that an angle of the imaging surface with respect to an optical axis of the system and an angle of the substrate with respect to the optical axis are substantially equal.
【請求項3】 基板の被検査領域を照明する照明手段
と、 前記被検査領域からの回折光を集光し、前記被検査領域
の像を形成する結像光学系と、 前記結像光学系によって形成される前記像を撮像する撮
像素子と、 前記基板を支持する支持手段とを備え、 前記支持手段と前記結像光学系と前記撮像素子とは、前
記結像光学系の光軸に対して前記基板を傾けると共に、
前記撮像素子の撮像面に形成される前記像の形状が前記
被検査領域の形状に対して略相似形となる位置関係で、
固定的に配置されていることを特徴とする欠陥検査装
置。
3. An illuminating means for illuminating a region to be inspected on a substrate; an imaging optical system for condensing diffracted light from the region to be inspected to form an image of the region to be inspected; An image pickup element for picking up the image formed by the image pickup device, and a support unit for supporting the substrate, wherein the support unit, the image forming optical system, and the image pickup device are arranged with respect to an optical axis of the image forming optical system. While tilting the substrate,
In a positional relationship where the shape of the image formed on the imaging surface of the imaging device is substantially similar to the shape of the inspection area,
A defect inspection device, which is fixedly arranged.
【請求項4】 請求項3に記載の欠陥検査装置におい
て、 前記結像光学系は、前記基板側および前記撮像素子側に
対してテレセントリックな光学系であり、 前記支持手段と前記結像光学系と前記撮像素子とは、前
記結像光学系の光軸に対する前記撮像面の傾き角と前記
光軸に対する前記基板の傾き角とが略等しくなるよう
に、固定的に配置されることを特徴とする欠陥検査装
置。
4. The defect inspection apparatus according to claim 3, wherein the imaging optical system is an optical system that is telecentric with respect to the substrate side and the imaging element side, and the support unit and the imaging optical system. And the imaging element are fixedly arranged such that the inclination angle of the imaging surface with respect to the optical axis of the imaging optical system and the inclination angle of the substrate with respect to the optical axis are substantially equal. Defect inspection equipment.
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