JPH05264468A - 多層半導体基板等における内部欠陥の検出方法及び装置 - Google Patents
多層半導体基板等における内部欠陥の検出方法及び装置Info
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- JPH05264468A JPH05264468A JP9236292A JP9236292A JPH05264468A JP H05264468 A JPH05264468 A JP H05264468A JP 9236292 A JP9236292 A JP 9236292A JP 9236292 A JP9236292 A JP 9236292A JP H05264468 A JPH05264468 A JP H05264468A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層半導体基板等における内部欠陥の検出
を、欠陥が存在する各層の位置や深さを特定して検出で
きるようにする。 【構成】 被検物体の表面および内部における光情報を
それぞれ比較的多く発生させる波長の第１および第２の
光を被検物体に入射させ、各入射光毎に得られる光情報
を比較して内部欠陥を検出する。あるいは、入射レーザ
ビームの屈折光が所定の小さな横断面を有し、その屈折
光によって生じる散乱像を、その屈折光の光軸と所定の
角度を有して交差する光軸上において前記顕微鏡により
得、得られた散乱像に含まれる欠陥像の深さ位置をその
欠陥像の視野内位置に基いて特定する。あるいはまた、
被検物体面の法線は観察光学系の光軸に対してある角度
をなしており、観察光学系の焦点合せに際しては、顕微
鏡の焦点面において所定のパターンを結像させ、被検物
体面上のこのパターンの投影像に基き顕微鏡と被検物体
間の距離を調整する。
を、欠陥が存在する各層の位置や深さを特定して検出で
きるようにする。 【構成】 被検物体の表面および内部における光情報を
それぞれ比較的多く発生させる波長の第１および第２の
光を被検物体に入射させ、各入射光毎に得られる光情報
を比較して内部欠陥を検出する。あるいは、入射レーザ
ビームの屈折光が所定の小さな横断面を有し、その屈折
光によって生じる散乱像を、その屈折光の光軸と所定の
角度を有して交差する光軸上において前記顕微鏡により
得、得られた散乱像に含まれる欠陥像の深さ位置をその
欠陥像の視野内位置に基いて特定する。あるいはまた、
被検物体面の法線は観察光学系の光軸に対してある角度
をなしており、観察光学系の焦点合せに際しては、顕微
鏡の焦点面において所定のパターンを結像させ、被検物
体面上のこのパターンの投影像に基き顕微鏡と被検物体
間の距離を調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、多層構造を有する半
導体ウエハ等の被検物体の内部欠陥を、レーザ光等を用
いて照明し、その散乱光等を観察して検出する方法およ
び装置に関する。
導体ウエハ等の被検物体の内部欠陥を、レーザ光等を用
いて照明し、その散乱光等を観察して検出する方法およ
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｓｉ結晶の多層構造を有する半導
体ウエハ等の各層内の欠陥を観察する方法としては、波
長１８００ｎｍのレーザ光を、そのビーム径を拡げてウ
エハに照射してその散乱光を観察する方法（T. Ogawa,
Lu Taijing and K. Toyoda, Jpn. J. Appl. Phys. 30(1
991)L1393)、Ａｒレーザ等の固定波長のレーザをウエハ
に入射し、その反射光を観察する方法（E. F. Steigmei
er and H. Auderset, Applied Physics A, (1990)531)
等が知られている。
体ウエハ等の各層内の欠陥を観察する方法としては、波
長１８００ｎｍのレーザ光を、そのビーム径を拡げてウ
エハに照射してその散乱光を観察する方法（T. Ogawa,
Lu Taijing and K. Toyoda, Jpn. J. Appl. Phys. 30(1
991)L1393)、Ａｒレーザ等の固定波長のレーザをウエハ
に入射し、その反射光を観察する方法（E. F. Steigmei
er and H. Auderset, Applied Physics A, (1990)531)
等が知られている。
【０００３】また、本発明者らの出願による特開平４−
２４５４１号においては、入射レーザの波長を変えてウ
エハへの侵入深さを変化させることによって、ウエハ表
面からの特定深さの散乱像を得ることが知られている。
２４５４１号においては、入射レーザの波長を変えてウ
エハへの侵入深さを変化させることによって、ウエハ表
面からの特定深さの散乱像を得ることが知られている。
【０００４】一方、このような欠陥の観察に用いられる
顕微鏡における自動焦点機構においては、顕微鏡側から
レーザ光をウエハに照射し、その反射光を観察する方法
が用いられている。また、特定のパターンを投影し、そ
の像を観察することによって焦点を合わせる方法も知ら
れている。
顕微鏡における自動焦点機構においては、顕微鏡側から
レーザ光をウエハに照射し、その反射光を観察する方法
が用いられている。また、特定のパターンを投影し、そ
の像を観察することによって焦点を合わせる方法も知ら
れている。
【０００５】しかしながら、前記固定波長のレーザを用
いる方法においては、欠陥が表面に存在するのか内部に
存在するのかが特定できないという問題がある。また、
特開平４−２４５４１号記載の方法においては、深さ方
向の分解能が４〜５μｍであり、Ｓｉ結晶の多層構造に
おいて層の厚さがレーザ光の波長程度の数千Åの場合に
は、この分解能は低過ぎて、やはり、欠陥が表面に存在
するのか内部に存在するのかが特定できない。
いる方法においては、欠陥が表面に存在するのか内部に
存在するのかが特定できないという問題がある。また、
特開平４−２４５４１号記載の方法においては、深さ方
向の分解能が４〜５μｍであり、Ｓｉ結晶の多層構造に
おいて層の厚さがレーザ光の波長程度の数千Åの場合に
は、この分解能は低過ぎて、やはり、欠陥が表面に存在
するのか内部に存在するのかが特定できない。
【０００６】また、前記反射光を観察する焦点合せの方
法においては、レーザ光軸に対するウエハ法線の傾きが
±５°程度以内でなければ焦点を合わせることができな
いという問題がある。また、前記投影像を観察する焦点
合せ方法においては、これを積極的に傾けた試料に適用
するには特別の機構を必要とする。すなわち、パターン
を観察したい場所に投影してしまうと、焦点合せ後、パ
ターンがその後の計測に邪魔になるので、その対策が必
要になる。
法においては、レーザ光軸に対するウエハ法線の傾きが
±５°程度以内でなければ焦点を合わせることができな
いという問題がある。また、前記投影像を観察する焦点
合せ方法においては、これを積極的に傾けた試料に適用
するには特別の機構を必要とする。すなわち、パターン
を観察したい場所に投影してしまうと、焦点合せ後、パ
ターンがその後の計測に邪魔になるので、その対策が必
要になる。
【０００７】そこで本発明は、このような従来技術の問
題点に鑑み、多層構造を有する半導体ウエハ等の多層半
導体基板等における内部欠陥の検出を、欠陥が存在する
各層の位置や深さを特定して検出できるようにすること
にある。
題点に鑑み、多層構造を有する半導体ウエハ等の多層半
導体基板等における内部欠陥の検出を、欠陥が存在する
各層の位置や深さを特定して検出できるようにすること
にある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、被検物体に所定の光を入射させ、それによ
って生じる被検物体からの光情報を観察光学系を介して
得、得られた光情報に基いて被検物体の内部欠陥を検出
する方法において、被検物体の表面における光情報を比
較的多く発生させる波長の第１の光と、被検物体の内部
における光情報を比較的多く発生させる波長の第２の光
とを被検物体に入射させ、各入射光毎にそれによって発
生する光情報を得、これら双方の光情報を比較して内部
欠陥を検出するようにしている。
本発明では、被検物体に所定の光を入射させ、それによ
って生じる被検物体からの光情報を観察光学系を介して
得、得られた光情報に基いて被検物体の内部欠陥を検出
する方法において、被検物体の表面における光情報を比
較的多く発生させる波長の第１の光と、被検物体の内部
における光情報を比較的多く発生させる波長の第２の光
とを被検物体に入射させ、各入射光毎にそれによって発
生する光情報を得、これら双方の光情報を比較して内部
欠陥を検出するようにしている。
【０００９】光情報としては、散乱光、蛍光、正反射光
のいずれによるものでもよいが、第１および第２の入射
光の波長をそれぞれ適宜選択することにより、あるいは
光情報として得るべき散乱光の散乱方向を空間フィルタ
により選択することにより、被検物体表面の微細構造に
よる回折光の影響を受けないようにして光情報を得るこ
とが好ましい。
のいずれによるものでもよいが、第１および第２の入射
光の波長をそれぞれ適宜選択することにより、あるいは
光情報として得るべき散乱光の散乱方向を空間フィルタ
により選択することにより、被検物体表面の微細構造に
よる回折光の影響を受けないようにして光情報を得るこ
とが好ましい。
【００１０】第１および第２の入射光の入射面における
ビーム径が、観察光学系の視野と同程度であれば、被検
物体を二次元的に走査する必要はない。
ビーム径が、観察光学系の視野と同程度であれば、被検
物体を二次元的に走査する必要はない。
【００１１】被検物体がＳｉ結晶の多層構造を有するウ
エハである場合は、第１の入射光と第２の入射光の波長
は双方とも４００〜２０００ｎｍの範囲内であり、また
は、第１の入射光の波長は２００〜６５０ｎｍの範囲で
あるのが好ましい。また、第１の入射光を波長４００〜
１３３０ｎｍのレーザ光とし、第２の入射光をその二次
高調波とし、これら基本波と二次高調波を同時に被検物
体に入射させるようにしてもよく、あるいは第１の入射
光と第２の入射光を別個に波長可変レーザ装置から発す
るようにしてもよい。
エハである場合は、第１の入射光と第２の入射光の波長
は双方とも４００〜２０００ｎｍの範囲内であり、また
は、第１の入射光の波長は２００〜６５０ｎｍの範囲で
あるのが好ましい。また、第１の入射光を波長４００〜
１３３０ｎｍのレーザ光とし、第２の入射光をその二次
高調波とし、これら基本波と二次高調波を同時に被検物
体に入射させるようにしてもよく、あるいは第１の入射
光と第２の入射光を別個に波長可変レーザ装置から発す
るようにしてもよい。
【００１２】本発明の他の態様においては、被検物体に
レーザビームを入射させ、それによって生じる被検物体
からの散乱光による散乱像を顕微鏡を介して得、これに
基いて被検物体の内部欠陥を検出する方法において、入
射レーザビームを、被検物体内におけるその屈折光が所
定の小さな横断面を有するようにするとともに、その屈
折光によって生じる散乱像を、その屈折光の光軸と所定
の角度を有してほぼ交差する光軸上において前記顕微鏡
により得、得られた散乱像に含まれる欠陥像の被検物体
における深さ位置をその欠陥像が存在する前記顕微鏡の
視野内位置に基いて特定することを、入射レーザビーム
で被検物体を二次元的に走査しながら行うことを特徴と
する。
レーザビームを入射させ、それによって生じる被検物体
からの散乱光による散乱像を顕微鏡を介して得、これに
基いて被検物体の内部欠陥を検出する方法において、入
射レーザビームを、被検物体内におけるその屈折光が所
定の小さな横断面を有するようにするとともに、その屈
折光によって生じる散乱像を、その屈折光の光軸と所定
の角度を有してほぼ交差する光軸上において前記顕微鏡
により得、得られた散乱像に含まれる欠陥像の被検物体
における深さ位置をその欠陥像が存在する前記顕微鏡の
視野内位置に基いて特定することを、入射レーザビーム
で被検物体を二次元的に走査しながら行うことを特徴と
する。
【００１３】この場合、例えば、被検物体面の法線は顕
微鏡の光軸に対して５〜３５°の角度をなし、顕微鏡の
焦点面において所定のパターンを結像させ、被検物体面
上のこのパターンの投影像に基き顕微鏡と被検物体間の
距離が調整される。
微鏡の光軸に対して５〜３５°の角度をなし、顕微鏡の
焦点面において所定のパターンを結像させ、被検物体面
上のこのパターンの投影像に基き顕微鏡と被検物体間の
距離が調整される。
【００１４】さらに別の態様においては、被検物体に所
定の光を入射させ、それによって生じる被検物体からの
光情報を観察光学系を介して得、得られた光情報に基い
て被検物体の内部欠陥を検出する方法において、被検物
体面の法線は観察光学系の光軸に対してある角度をなし
ており、観察光学系の焦点合せに際しては、顕微鏡の焦
点面において所定のパターンを結像させ、被検物体面上
のこのパターンの投影像に基き顕微鏡と被検物体間の距
離を調整することを特徴としている。
定の光を入射させ、それによって生じる被検物体からの
光情報を観察光学系を介して得、得られた光情報に基い
て被検物体の内部欠陥を検出する方法において、被検物
体面の法線は観察光学系の光軸に対してある角度をなし
ており、観察光学系の焦点合せに際しては、顕微鏡の焦
点面において所定のパターンを結像させ、被検物体面上
のこのパターンの投影像に基き顕微鏡と被検物体間の距
離を調整することを特徴としている。
【００１５】いずれの態様においても、得られる光情報
は、通常、光電変換により画像データに変換される。
は、通常、光電変換により画像データに変換される。
【００１６】
【作用】被検物体の表面および内部における光情報をそ
れぞれ比較的多く発生させる波長の第１および第２の光
を被検物体に入射させると、第１の光に起因する散乱光
には被検物体表面に存在する欠陥からの光情報が、被検
物体内部に存在する欠陥からの光情報よりも多く含ま
れ、第２の光に起因する散乱光には被検物体内部に存在
する欠陥からの光情報が、被検物体表面に存在する欠陥
からの光情報よりも多く含まれることになる。したがっ
て、各入射光毎にそれによって発生する光情報を得、こ
れら双方の光情報を比較して、例えば第２の光によって
得られる光情報から第１の光によって得られる光情報を
取り除くことにより、真に内部に存在する欠陥のみが検
出される。
れぞれ比較的多く発生させる波長の第１および第２の光
を被検物体に入射させると、第１の光に起因する散乱光
には被検物体表面に存在する欠陥からの光情報が、被検
物体内部に存在する欠陥からの光情報よりも多く含ま
れ、第２の光に起因する散乱光には被検物体内部に存在
する欠陥からの光情報が、被検物体表面に存在する欠陥
からの光情報よりも多く含まれることになる。したがっ
て、各入射光毎にそれによって発生する光情報を得、こ
れら双方の光情報を比較して、例えば第２の光によって
得られる光情報から第１の光によって得られる光情報を
取り除くことにより、真に内部に存在する欠陥のみが検
出される。
【００１７】本発明の他の態様においては、入射レーザ
ビームを被検物体に入射させると、被検物体内における
その屈折光は所定の小さな横断面を有するため、その屈
折光が照明する被検物体内の領域は、光軸に沿った直線
状の、あるいは平面状等の領域となる。したがって、こ
の領域を、その屈折光の光軸と所定の角度を有して交差
する光軸上において前記顕微鏡により観察する場合、顕
微鏡の視野内における散乱像の各部分の深さはその視野
内における位置と対応することになる。したがって、視
野内の欠陥像は、その視野内位置としての深さの情報と
ともに検出される。
ビームを被検物体に入射させると、被検物体内における
その屈折光は所定の小さな横断面を有するため、その屈
折光が照明する被検物体内の領域は、光軸に沿った直線
状の、あるいは平面状等の領域となる。したがって、こ
の領域を、その屈折光の光軸と所定の角度を有して交差
する光軸上において前記顕微鏡により観察する場合、顕
微鏡の視野内における散乱像の各部分の深さはその視野
内における位置と対応することになる。したがって、視
野内の欠陥像は、その視野内位置としての深さの情報と
ともに検出される。
【００１８】なお、本発明のさらに他のあるいはより詳
細な特徴、目的、作用効果等は、以下の実施例を通じて
明らかにされる。
細な特徴、目的、作用効果等は、以下の実施例を通じて
明らかにされる。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係る欠陥検出装
置の概略的な構成図である。図に示すようにこの装置
は、観察用のレーザ光１０１を出力するレーザ装置１０
３、レーザ光１０１を被検物体１０５に照射するための
集光レンズ１０７、照射レーザ光１０１に起因する被検
物体１０５からの散乱光を受光し、その散乱像を拡大す
る顕微鏡１０９、その拡大散乱像を光電変換してその散
乱像の画像信号を得るための撮像素子１１１、被検物体
１０５に対する顕微鏡１０９の焦点を合わせるために用
いるパターンを被検物体１０５上に投影する手段１１
３、被検物体１０５をその法線と顕微鏡１０９の光軸と
がなす角度θが５〜３５°となるように保持し、不図示
の駆動手段により移動されるステージ１１５を備える。
顕微鏡１０９は対物レンズ１１７および結像レンズ１１
９を有する。投影手段１１３は、空間変調素子パターン
１２１、光源１２３、光源１２３が発する光を空間変調
素子パターン１２１に照射する凸レンズ１２５、拡散板
１２７および凸レンズ１２９、ならびに、これにより照
明されたパターン１２１を顕微鏡１０９の焦点位置に結
像させるための投光用レンズ１３１およびハーフミラー
１３３を備える。パターン１２１は投光用レンズ１３１
の焦点面に配置される。
置の概略的な構成図である。図に示すようにこの装置
は、観察用のレーザ光１０１を出力するレーザ装置１０
３、レーザ光１０１を被検物体１０５に照射するための
集光レンズ１０７、照射レーザ光１０１に起因する被検
物体１０５からの散乱光を受光し、その散乱像を拡大す
る顕微鏡１０９、その拡大散乱像を光電変換してその散
乱像の画像信号を得るための撮像素子１１１、被検物体
１０５に対する顕微鏡１０９の焦点を合わせるために用
いるパターンを被検物体１０５上に投影する手段１１
３、被検物体１０５をその法線と顕微鏡１０９の光軸と
がなす角度θが５〜３５°となるように保持し、不図示
の駆動手段により移動されるステージ１１５を備える。
顕微鏡１０９は対物レンズ１１７および結像レンズ１１
９を有する。投影手段１１３は、空間変調素子パターン
１２１、光源１２３、光源１２３が発する光を空間変調
素子パターン１２１に照射する凸レンズ１２５、拡散板
１２７および凸レンズ１２９、ならびに、これにより照
明されたパターン１２１を顕微鏡１０９の焦点位置に結
像させるための投光用レンズ１３１およびハーフミラー
１３３を備える。パターン１２１は投光用レンズ１３１
の焦点面に配置される。
【００２０】図２は、図１の装置による被検物体１０５
の観察原理を説明するための原理図である。図中、２０
１は前記撮像素子１１１と結像レンズ１１９を含むＴＶ
カメラ観察系であり、これと対物レンズ１１７とにより
観察系を構成する。被検物体１０５表面の法線、観察系
の光軸、および入射レーザビーム１０１の光軸は同一平
面内に含まれ、かつ被検物体１０５と入射レーザビーム
１０１の光軸とがなす角度βは１０〜６０°、その屈折
光の光軸と被検物体１０５の法線とがなす角度αはほぼ
１６°に設定される。ＴＶカメラ観察系２０１の視野２
０３は、被検物体１０５の層１ｂ〜４ｂの各層の深さに
対応させて計測領域１ａ〜４ａが区切られている。
の観察原理を説明するための原理図である。図中、２０
１は前記撮像素子１１１と結像レンズ１１９を含むＴＶ
カメラ観察系であり、これと対物レンズ１１７とにより
観察系を構成する。被検物体１０５表面の法線、観察系
の光軸、および入射レーザビーム１０１の光軸は同一平
面内に含まれ、かつ被検物体１０５と入射レーザビーム
１０１の光軸とがなす角度βは１０〜６０°、その屈折
光の光軸と被検物体１０５の法線とがなす角度αはほぼ
１６°に設定される。ＴＶカメラ観察系２０１の視野２
０３は、被検物体１０５の層１ｂ〜４ｂの各層の深さに
対応させて計測領域１ａ〜４ａが区切られている。
【００２１】この構成において、欠陥を検出するために
は、まず、焦点合せ用のパターン１２１の像を被検物体
１０５上に投影し、パターン１２１の投影像のコントラ
ストが計測領域２ａと３ａの中間において最大になるよ
うにステージ１１５位置を制御する。次に、この焦点位
置が層２ｂと３ｂ間の境界の深さ位置に対応するよう
に、ステージ１１５を所定の距離移動させる。次に、レ
ーザビーム１０１の集光点２０５が所望の検出対象層で
ある計測領域１ａ，２ａ，３ａおよび４ａに対応する位
置に位置するようにレーザビーム１０１の位置を調整す
る。これにより、視野２０３内の計測領域１ａ〜４ａは
層１ｂ〜４ｂに対応し、したがって、観察系の焦点深度
が被検物体１０５における各層１ｂ〜４ｂをカバーする
程度であれば、視野２０３内の欠陥等の像がそれが存在
する層の情報とともに得られることになる。なお、この
場合の被写界深度は、例えば、観察系の倍率が２０倍に
おいて約４０μｍ、５０倍で１５μｍ程度である。ま
た、パターン１２１の投影は、観察の妨げにならないよ
うに、不要になった時点で停止する。パターン１２１と
して、観察に支障となる模様のないものを用いた場合は
この限りでない。
は、まず、焦点合せ用のパターン１２１の像を被検物体
１０５上に投影し、パターン１２１の投影像のコントラ
ストが計測領域２ａと３ａの中間において最大になるよ
うにステージ１１５位置を制御する。次に、この焦点位
置が層２ｂと３ｂ間の境界の深さ位置に対応するよう
に、ステージ１１５を所定の距離移動させる。次に、レ
ーザビーム１０１の集光点２０５が所望の検出対象層で
ある計測領域１ａ，２ａ，３ａおよび４ａに対応する位
置に位置するようにレーザビーム１０１の位置を調整す
る。これにより、視野２０３内の計測領域１ａ〜４ａは
層１ｂ〜４ｂに対応し、したがって、観察系の焦点深度
が被検物体１０５における各層１ｂ〜４ｂをカバーする
程度であれば、視野２０３内の欠陥等の像がそれが存在
する層の情報とともに得られることになる。なお、この
場合の被写界深度は、例えば、観察系の倍率が２０倍に
おいて約４０μｍ、５０倍で１５μｍ程度である。ま
た、パターン１２１の投影は、観察の妨げにならないよ
うに、不要になった時点で停止する。パターン１２１と
して、観察に支障となる模様のないものを用いた場合は
この限りでない。
【００２２】また、視野２０３を越える範囲での検出を
行うために、レーザビーム１０１を被検物体１０５の最
大傾斜方向に対して直角な方向に往復移動させるととも
に、被検物体１０５をその最大傾斜方向に平行に移動さ
せることにより、図３に示すように、被検物体１０５
の、例えば、２００×２００×１６μｍ程度の立体領域
をラスタ・スキャン的に走査する。これにより、その領
域における欠陥の散乱像が、いずれの計測領域１ａ〜４
ａにおいて検出されたかという深さ位置の情報とともに
得られる。
行うために、レーザビーム１０１を被検物体１０５の最
大傾斜方向に対して直角な方向に往復移動させるととも
に、被検物体１０５をその最大傾斜方向に平行に移動さ
せることにより、図３に示すように、被検物体１０５
の、例えば、２００×２００×１６μｍ程度の立体領域
をラスタ・スキャン的に走査する。これにより、その領
域における欠陥の散乱像が、いずれの計測領域１ａ〜４
ａにおいて検出されたかという深さ位置の情報とともに
得られる。
【００２３】図４はこの検出における分解能を説明する
ための説明図である。同図に示すように、レーザビーム
１０１による走査における各走査線間の間隔によって規
定される被検物体１０５の表面方向の分解能を約０．４
μｍ、レーザビーム１０１の被検物体１０５における屈
折角αを約１６°とすれば、深さ方向の分解能は約１．
４μｍとなる。この深さ分解能は１μｍ程度まで向上さ
せることができる。
ための説明図である。同図に示すように、レーザビーム
１０１による走査における各走査線間の間隔によって規
定される被検物体１０５の表面方向の分解能を約０．４
μｍ、レーザビーム１０１の被検物体１０５における屈
折角αを約１６°とすれば、深さ方向の分解能は約１．
４μｍとなる。この深さ分解能は１μｍ程度まで向上さ
せることができる。
【００２４】図５は本発明の他の実施例に係る欠陥検出
方法を示す模式図である。ここではレーザ装置として、
色素レーザやＴｉサファイヤレーザ等の波長可変レーザ
を用い、それが発する光束１０１をコリメータ３０１を
介して拡大して被検物体１０５に照射する。そしてＴＶ
カメラ観察系２０１の視野内における計測領域の区分は
不要である。また、被検物体１０５面の法線方向はＴＶ
カメラ観察系２０１の光軸方向と一致させる。それ以外
は、図１の場合と同様の構成である。
方法を示す模式図である。ここではレーザ装置として、
色素レーザやＴｉサファイヤレーザ等の波長可変レーザ
を用い、それが発する光束１０１をコリメータ３０１を
介して拡大して被検物体１０５に照射する。そしてＴＶ
カメラ観察系２０１の視野内における計測領域の区分は
不要である。また、被検物体１０５面の法線方向はＴＶ
カメラ観察系２０１の光軸方向と一致させる。それ以外
は、図１の場合と同様の構成である。
【００２５】図６は、被検物体１０５として用いられ
る、Ｓｉ結晶の多層構造を有するＳＯＩ（Silicon on I
nsulator）構造ウエハの断面図である。このウエハはＳ
ｉ基板４０１、その上に形成された厚さ０．２μｍの酸
化膜（ＳｉＯ2 ）層４０３、およびその上に形成された
厚さ１μｍのＳｉ層４０５を有する。
る、Ｓｉ結晶の多層構造を有するＳＯＩ（Silicon on I
nsulator）構造ウエハの断面図である。このウエハはＳ
ｉ基板４０１、その上に形成された厚さ０．２μｍの酸
化膜（ＳｉＯ2 ）層４０３、およびその上に形成された
厚さ１μｍのＳｉ層４０５を有する。
【００２６】この構成において、欠陥を検出するに際
し、観察系の焦点を、上述と同様にしてウエハの表面に
合わせる。ただしここでは、その焦点深度内のＳｉ層４
０５およびＳｉＯ2 層４０３に局在する欠陥を検出する
ので、焦点位置をさらに調整する必要はない。そして、
レーザビーム１０１を、その照射領域がＴＶカメラ観察
系２０１の視野と一致するように照射して観察を行う。
し、観察系の焦点を、上述と同様にしてウエハの表面に
合わせる。ただしここでは、その焦点深度内のＳｉ層４
０５およびＳｉＯ2 層４０３に局在する欠陥を検出する
ので、焦点位置をさらに調整する必要はない。そして、
レーザビーム１０１を、その照射領域がＴＶカメラ観察
系２０１の視野と一致するように照射して観察を行う。
【００２７】図７はレーザビームを前記ウエハに照射し
たときの様子を示す説明図である。同図（ａ）はウエハ
表面での反射率が大きい場合を示し、同図（ｂ）はこれ
が小さい場合を示す。また、各図（ａ）および（ｂ）の
左側のグラフは入射強度Ｉ0の入射レーザビーム１０１
による屈折光の光強度Ｉのウエハ深さＤに対する変化を
示すグラフである。なお、曲線５０９は吸収による減衰
カーブである。
たときの様子を示す説明図である。同図（ａ）はウエハ
表面での反射率が大きい場合を示し、同図（ｂ）はこれ
が小さい場合を示す。また、各図（ａ）および（ｂ）の
左側のグラフは入射強度Ｉ0の入射レーザビーム１０１
による屈折光の光強度Ｉのウエハ深さＤに対する変化を
示すグラフである。なお、曲線５０９は吸収による減衰
カーブである。
【００２８】同図に示すように、入射レーザ光１０１
は、反射光５０１と屈折光５０３とに分離するが、ウエ
ハ表面（屈折率≒３．５のＳｉ結晶）とＳｉＯ2 層４０
３（屈折率≒１．５）表面での反射光の干渉によって、
ウエハ表面での反射率Ｒは、Ｓｉ結晶のみのウエハの場
合よりも、レーザ光の波長λに応じ、図８に示すように
大きな幅で変動する。そして反射率が大きな場合（λ
2 ，λ4 ，…，λ12）は、同図（ａ）に示すように、Ｓ
ｉ層４０５とＳｉＯ2 層４０３との境界にある欠陥５０
５からの散乱光５０７の強度は小さく、反射率が小さな
場合（λ1 ，λ3 ，…，λ11）は、同図（ｂ）に示すよ
うに、逆に大きくなる。
は、反射光５０１と屈折光５０３とに分離するが、ウエ
ハ表面（屈折率≒３．５のＳｉ結晶）とＳｉＯ2 層４０
３（屈折率≒１．５）表面での反射光の干渉によって、
ウエハ表面での反射率Ｒは、Ｓｉ結晶のみのウエハの場
合よりも、レーザ光の波長λに応じ、図８に示すように
大きな幅で変動する。そして反射率が大きな場合（λ
2 ，λ4 ，…，λ12）は、同図（ａ）に示すように、Ｓ
ｉ層４０５とＳｉＯ2 層４０３との境界にある欠陥５０
５からの散乱光５０７の強度は小さく、反射率が小さな
場合（λ1 ，λ3 ，…，λ11）は、同図（ｂ）に示すよ
うに、逆に大きくなる。
【００２９】したがって、反射率の低い波長λ1 ，λ
3 ，…，λ11のレーザ光１０１を用いて層４０５，４０
３内部の欠陥からの散乱像を有効に検出し、反射率の高
い波長λ2 ，λ4 ，…，λ12のレーザ光を用いてウエハ
表面の塵埃や傷からの散乱像を主体に検出する。そし
て、これらの散乱像を比較することにより、表面の欠陥
と内部欠陥とを鮮明に区別する。また、図８に示すよう
に、前記干渉による反射強度の振動は、波長４００ｎｍ
以上において観察される。したがって、層内部には波長
４００〜２０００ｎｍの光が十分入るので、この波長範
囲のレーザ光を使用して内部欠陥を観察し、一方、波長
４００ｎｍ未満の光は層内部に侵入しないので、波長２
００〜６５０ｎｍのレーザ光または普通の光を用いて表
面欠陥を観察し、そして内部欠陥と表面欠陥とを識別す
るようにしてもよい。
3 ，…，λ11のレーザ光１０１を用いて層４０５，４０
３内部の欠陥からの散乱像を有効に検出し、反射率の高
い波長λ2 ，λ4 ，…，λ12のレーザ光を用いてウエハ
表面の塵埃や傷からの散乱像を主体に検出する。そし
て、これらの散乱像を比較することにより、表面の欠陥
と内部欠陥とを鮮明に区別する。また、図８に示すよう
に、前記干渉による反射強度の振動は、波長４００ｎｍ
以上において観察される。したがって、層内部には波長
４００〜２０００ｎｍの光が十分入るので、この波長範
囲のレーザ光を使用して内部欠陥を観察し、一方、波長
４００ｎｍ未満の光は層内部に侵入しないので、波長２
００〜６５０ｎｍのレーザ光または普通の光を用いて表
面欠陥を観察し、そして内部欠陥と表面欠陥とを識別す
るようにしてもよい。
【００３０】なお、レーザビームの波長を変化させる代
わりに、図９に示すように、波長λのレーザ光８０１
を、２次高調波発生素子８０３を介して波長λ／２（＝
４００〜１３００ｎｍ）の基本波と波長λの二次高調波
の混合光８０５とし、これをウエハに入射させ、その表
面欠陥と内部欠陥からの散乱光を、それぞれ基本波と二
次高調波の散乱光として別の観察系を用いて画像化する
ようにしてもよい。
わりに、図９に示すように、波長λのレーザ光８０１
を、２次高調波発生素子８０３を介して波長λ／２（＝
４００〜１３００ｎｍ）の基本波と波長λの二次高調波
の混合光８０５とし、これをウエハに入射させ、その表
面欠陥と内部欠陥からの散乱光を、それぞれ基本波と二
次高調波の散乱光として別の観察系を用いて画像化する
ようにしてもよい。
【００３１】図１０はこのようにして得られる散乱像の
一例を示す。ただし、被検物体１０５であるウエハとし
ては、Ｓｉ層４０５の厚さが１μｍ、ＳｉＯ2 層４０３
の厚さが０．４〜０．５μｍであり、図１１に示すよう
に、表面の半分はそのままの面１１であるが、他の半分
はエッチングにより内部欠陥のピット１３を露出させた
面１４としたものを用いている。図１０（ａ）は波長９
４０ｎｍのレーザ光による内部散乱像が顕著に現れた５
００μｍ四方の視野の様子を示し、同図（ｂ）は波長１
０００ｎｍのレーザ光による表面散乱像が顕著に現れた
同じ部分の視野の様子を示している。部分１１ａは面１
１に対応し、部分１４ａは面１４に対応する。図１０
（ｂ）においては、部分１１ａにおいて表面１１上の塵
埃の像が現われており、部分１４ａでは面１１上の微小
な無数のピット像が現われている。図１０（ａ）の部分
１１ａおよび１４ａにおいては、表面の微小なピット像
は現われず、表面の大きなごみや傷および内部欠陥が無
数に現われている。
一例を示す。ただし、被検物体１０５であるウエハとし
ては、Ｓｉ層４０５の厚さが１μｍ、ＳｉＯ2 層４０３
の厚さが０．４〜０．５μｍであり、図１１に示すよう
に、表面の半分はそのままの面１１であるが、他の半分
はエッチングにより内部欠陥のピット１３を露出させた
面１４としたものを用いている。図１０（ａ）は波長９
４０ｎｍのレーザ光による内部散乱像が顕著に現れた５
００μｍ四方の視野の様子を示し、同図（ｂ）は波長１
０００ｎｍのレーザ光による表面散乱像が顕著に現れた
同じ部分の視野の様子を示している。部分１１ａは面１
１に対応し、部分１４ａは面１４に対応する。図１０
（ｂ）においては、部分１１ａにおいて表面１１上の塵
埃の像が現われており、部分１４ａでは面１１上の微小
な無数のピット像が現われている。図１０（ａ）の部分
１１ａおよび１４ａにおいては、表面の微小なピット像
は現われず、表面の大きなごみや傷および内部欠陥が無
数に現われている。
【００３２】図１２は、このウエハにおける入射光の波
長λに対する反射率Ｒおよび散乱強度Ｓの変化を示すグ
ラフである。図中、曲線１５１は計算による反射率の変
化、曲線１５３は実測による反射率の変化、曲線１５５
は表面欠陥からの散乱強度の変化、曲線１５７は内部欠
陥からの散乱強度の変化をそれぞれ示す。このグラフか
ら、内部欠陥の検出には波長９４０ｎｍのレーザ光が適
し、表面欠陥の検出には波長１０００ｎｍのレーザ光が
適することが分かる。
長λに対する反射率Ｒおよび散乱強度Ｓの変化を示すグ
ラフである。図中、曲線１５１は計算による反射率の変
化、曲線１５３は実測による反射率の変化、曲線１５５
は表面欠陥からの散乱強度の変化、曲線１５７は内部欠
陥からの散乱強度の変化をそれぞれ示す。このグラフか
ら、内部欠陥の検出には波長９４０ｎｍのレーザ光が適
し、表面欠陥の検出には波長１０００ｎｍのレーザ光が
適することが分かる。
【００３３】図１３（ａ）および（ｂ）は別の被検物体
１０５の同じ場所を、その内部まで到達する波長１００
０ｎｍのレーザ光、および波長４５１ｎｍのレーザ光で
観察したときの５００μｍ四方の視野の様子をそれぞれ
示す。両者を比較することにより、内部欠陥からの散乱
像を認識することができる。
１０５の同じ場所を、その内部まで到達する波長１００
０ｎｍのレーザ光、および波長４５１ｎｍのレーザ光で
観察したときの５００μｍ四方の視野の様子をそれぞれ
示す。両者を比較することにより、内部欠陥からの散乱
像を認識することができる。
【００３４】図１４に示すように、被検物体１０５が、
表面に微細構造を有するようなウエハである場合は、そ
の微細構造が存在する部分については、それと等価的な
厚さの層が存在するものとして、同様にして名部欠陥お
よび表面欠陥を観察することができる。ただしこの場
合、微細構造による回折光が観察光学系中に侵入して内
部欠陥５０５が観察できなくなるのを防止するため、観
察光学系中に、回折光１８３を遮断するためのフィルタ
（マスク）１８１が設けられる。正反射光１８５は、何
ら問題を生じない。
表面に微細構造を有するようなウエハである場合は、そ
の微細構造が存在する部分については、それと等価的な
厚さの層が存在するものとして、同様にして名部欠陥お
よび表面欠陥を観察することができる。ただしこの場
合、微細構造による回折光が観察光学系中に侵入して内
部欠陥５０５が観察できなくなるのを防止するため、観
察光学系中に、回折光１８３を遮断するためのフィルタ
（マスク）１８１が設けられる。正反射光１８５は、何
ら問題を生じない。
【００３５】図１５〜１７はそれぞれ、本発明のさらに
他の実施例に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図であ
る。これらの装置は、波長４００〜２０００ｎｍのレー
ザ光によって被検物体１０５の内部と表面の欠陥を検出
し、波長２００〜６５０ｎｍのレーザ光によって表面欠
陥を検出するものである。
他の実施例に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図であ
る。これらの装置は、波長４００〜２０００ｎｍのレー
ザ光によって被検物体１０５の内部と表面の欠陥を検出
し、波長２００〜６５０ｎｍのレーザ光によって表面欠
陥を検出するものである。
【００３６】図１５の装置においては、レーザビーム１
０１は凹レンズ１６３によりビーム径が拡大され、コリ
メータレンズ１６１によって平行光とされ、そしてハー
フミラー１７１を介して観察系の光路に導入され、対物
レンズ１１７を経て被検物体１０５に照射される。そし
て前記のようにレーザビーム１０１の波長を変えて表面
欠陥の正反射像と内部欠陥の正反射像を、対物レンズ１
１７、結像レンズ１１９および撮像素子１１１を介し、
電気信号として得るようになっている。
０１は凹レンズ１６３によりビーム径が拡大され、コリ
メータレンズ１６１によって平行光とされ、そしてハー
フミラー１７１を介して観察系の光路に導入され、対物
レンズ１１７を経て被検物体１０５に照射される。そし
て前記のようにレーザビーム１０１の波長を変えて表面
欠陥の正反射像と内部欠陥の正反射像を、対物レンズ１
１７、結像レンズ１１９および撮像素子１１１を介し、
電気信号として得るようになっている。
【００３７】図１６の装置においては、波長λ1 とλ2
のレーザ光をハーフミラー１６９を介して混合したレー
ザビーム１０１を用いて被検物体１０５を照明し、その
正反射光をダイクロイックミラー１７３により波長λ1
成分とλ2 成分に分割し、そして波長λ1 成分により被
検物体１０５表面を結像レンズ１１９および撮像素子１
１１を経て観察するとともに、波長λ2 成分により、被
検物体１０５の内部からの正反射像を、結像レンズ１６
５および撮像素子１６７を経て観察する。
のレーザ光をハーフミラー１６９を介して混合したレー
ザビーム１０１を用いて被検物体１０５を照明し、その
正反射光をダイクロイックミラー１７３により波長λ1
成分とλ2 成分に分割し、そして波長λ1 成分により被
検物体１０５表面を結像レンズ１１９および撮像素子１
１１を経て観察するとともに、波長λ2 成分により、被
検物体１０５の内部からの正反射像を、結像レンズ１６
５および撮像素子１６７を経て観察する。
【００３８】図１７の装置においては、レーザビーム１
０１の中央部分の光束をマスク１７５により遮断し、周
辺部分の光束のみをミラー１７７および対物レンズ１１
７の周辺部を介して被検物体１０５に照射し、その正反
射像を対物レンズ１１７の中央部分を介して得る。他
は、図１５の場合と同様である。
０１の中央部分の光束をマスク１７５により遮断し、周
辺部分の光束のみをミラー１７７および対物レンズ１１
７の周辺部を介して被検物体１０５に照射し、その正反
射像を対物レンズ１１７の中央部分を介して得る。他
は、図１５の場合と同様である。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検物体の表面および内部における光情報をそれぞれ比較
的多く発生させる波長の第１および第２の光を被検物体
に入射させ、各入射光毎に得られる光情報を比較して内
部欠陥を検出するようにしたため、多層構造を有する半
導体ウエハ等の多層半導体基板等における内部欠陥を、
表面の欠陥から明確に区別して検出することができる。
検物体の表面および内部における光情報をそれぞれ比較
的多く発生させる波長の第１および第２の光を被検物体
に入射させ、各入射光毎に得られる光情報を比較して内
部欠陥を検出するようにしたため、多層構造を有する半
導体ウエハ等の多層半導体基板等における内部欠陥を、
表面の欠陥から明確に区別して検出することができる。
【００４０】また、入射レーザビームを、被検物体内に
おけるその屈折光が所定の小さな横断面を有するように
するとともに、散乱像を、その屈折光の光軸と所定の角
度を有して交差する光軸上において前記顕微鏡により
得、得られた散乱像に含まれる欠陥像の深さ位置をその
欠陥像の視野内位置に基いて特定するようにしたため、
欠陥が存在する層や深さを高い分解能で検出することが
できる。
おけるその屈折光が所定の小さな横断面を有するように
するとともに、散乱像を、その屈折光の光軸と所定の角
度を有して交差する光軸上において前記顕微鏡により
得、得られた散乱像に含まれる欠陥像の深さ位置をその
欠陥像の視野内位置に基いて特定するようにしたため、
欠陥が存在する層や深さを高い分解能で検出することが
できる。
【図１】 本発明の一実施例に係る欠陥検出装置の概略
的構成図である。
的構成図である。
【図２】 図１の装置による被検物体の観察原理を説明
するための原理図である。
するための原理図である。
【図３】 図１の装置において被検物体をラスタ・スキ
ャン的に走査する様子を示す説明図である。
ャン的に走査する様子を示す説明図である。
【図４】 図１の装置による検出における分解能を説明
するための説明図である。
するための説明図である。
【図５】 本発明の他の実施例に係る欠陥検出方法を示
す模式図である。
す模式図である。
【図６】 図５の装置において被検物体として用いられ
る、Ｓｉ結晶の多層構造を有するＳＯＩ構造ウエハの断
面図である。
る、Ｓｉ結晶の多層構造を有するＳＯＩ構造ウエハの断
面図である。
【図７】 図５の装置においてレーザビームをウエハに
照射したときの様子を示す説明図である。
照射したときの様子を示す説明図である。
【図８】 図６に示すようなウエハの表面での反射率
が、Ｓｉ結晶のみのウエハの場合よりも、レーザ光の波
長λに応じ、大きな幅で変動する様子を示すグラフであ
る。
が、Ｓｉ結晶のみのウエハの場合よりも、レーザ光の波
長λに応じ、大きな幅で変動する様子を示すグラフであ
る。
【図９】 波長λのレーザ光を、２次高調波発生素子を
介して波長λ／２の基本波と波長λの二次高調波の混合
光とする様子を示す説明図である。
介して波長λ／２の基本波と波長λの二次高調波の混合
光とする様子を示す説明図である。
【図１０】 図５の装置において図１１のウエハを観察
した場合に得られる散乱像の一例を示す模式図である。
した場合に得られる散乱像の一例を示す模式図である。
【図１１】 図１０の散乱像が得られたウエハを示す模
式図である。
式図である。
【図１２】 図１１のウエハにおける入射光の波長λに
対する反射率Ｒおよび散乱強度Ｓの変化を示すグラフで
ある。
対する反射率Ｒおよび散乱強度Ｓの変化を示すグラフで
ある。
【図１３】 図５の装置において別の被検物体を観察し
たときの様子を示す模式図である。
たときの様子を示す模式図である。
【図１４】 被検物体が表面に微細構造を有するような
ウエハである場合において欠陥を観察する様子を示す模
式図である。
ウエハである場合において欠陥を観察する様子を示す模
式図である。
【図１５〜１７】 本発明のさらに他の実施例に係る欠
陥検出装置の構成を示す概略図である。
陥検出装置の構成を示す概略図である。
１０１：レーザ光、１０３：レーザ装置、１０５：被検
物体、１０７：集光レンズ、１０９：顕微鏡、１１１：
撮像素子、１１３：投影する手段、１１５：ステージ、
１１７：対物レンズ、１１９：結像レンズ、１２１：空
間変調素子パターン、１２３：光源、１２５，１２９：
凸レンズ、１２７：拡散板、１３１：投光用レンズ、１
３３：ハーフミラー、１６３：凹レンズ、１６１：コリ
メータレンズ、１６７：撮像素子、１６９：ハーフミラ
ー、１７１：ハーフミラー、１７３：ダイクロイックミ
ラー、１７５：マスク、１７７：ミラー、１８３：回折
光、１８１：フィルタ（マスク）、１８５：正反射光、
２０１：ＴＶカメラ観察系、２０３：視野、１ｂ〜４
ｂ：層、１ａ〜４ａ：計測領域、３０１：コリメータ、
４０１：Ｓｉ基板、４０３：酸化膜（ＳｉＯ2 ）層、４
０５：Ｓｉ層、５０１：反射光、５０３：屈折光、５０
５：欠陥、５０７：散乱光、８０１：波長λのレーザ
光、８０３：２次高調波発生素子、８０５：混合光
物体、１０７：集光レンズ、１０９：顕微鏡、１１１：
撮像素子、１１３：投影する手段、１１５：ステージ、
１１７：対物レンズ、１１９：結像レンズ、１２１：空
間変調素子パターン、１２３：光源、１２５，１２９：
凸レンズ、１２７：拡散板、１３１：投光用レンズ、１
３３：ハーフミラー、１６３：凹レンズ、１６１：コリ
メータレンズ、１６７：撮像素子、１６９：ハーフミラ
ー、１７１：ハーフミラー、１７３：ダイクロイックミ
ラー、１７５：マスク、１７７：ミラー、１８３：回折
光、１８１：フィルタ（マスク）、１８５：正反射光、
２０１：ＴＶカメラ観察系、２０３：視野、１ｂ〜４
ｂ：層、１ａ〜４ａ：計測領域、３０１：コリメータ、
４０１：Ｓｉ基板、４０３：酸化膜（ＳｉＯ2 ）層、４
０５：Ｓｉ層、５０１：反射光、５０３：屈折光、５０
５：欠陥、５０７：散乱光、８０１：波長λのレーザ
光、８０３：２次高調波発生素子、８０５：混合光
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】 本発明の他の態様においては、被検物体
にレーザビームを入射させ、それによって生じる被検物
体からの散乱光による散乱像を顕微鏡を介して得、これ
に基いて被検物体の内部欠陥を検出する方法において、
上記に加え、入射レーザビームを、被検物体内における
その屈折光が所定の小さな横断面を有するようにすると
ともに、その屈折光によって生じる散乱像を、その屈折
光の光軸と所定の角度を有してほぼ交差する光軸上にお
いて前記顕微鏡により得、得られた散乱像に含まれる欠
陥像の被検物体における深さ位置をその欠陥像が存在す
る前記顕微鏡の視野内位置に基いて特定することを、入
射レーザビームあるいは被検物体を二次元的に走査しな
がら行うことをさらに特徴とする。
にレーザビームを入射させ、それによって生じる被検物
体からの散乱光による散乱像を顕微鏡を介して得、これ
に基いて被検物体の内部欠陥を検出する方法において、
上記に加え、入射レーザビームを、被検物体内における
その屈折光が所定の小さな横断面を有するようにすると
ともに、その屈折光によって生じる散乱像を、その屈折
光の光軸と所定の角度を有してほぼ交差する光軸上にお
いて前記顕微鏡により得、得られた散乱像に含まれる欠
陥像の被検物体における深さ位置をその欠陥像が存在す
る前記顕微鏡の視野内位置に基いて特定することを、入
射レーザビームあるいは被検物体を二次元的に走査しな
がら行うことをさらに特徴とする。
Claims (26)
- 【請求項１】 被検物体に所定の光を入射させ、それに
よって生じる被検物体からの光情報を観察光学系を介し
て得、得られた光情報に基いて被検物体の内部欠陥を検
出する方法において、被検物体の表面における光情報を
比較的多く発生させる波長の第１の入射光と、被検物体
の内部における光情報を比較的多く発生させる波長の第
２の入射光とを被検物体に入射させ、各入射光毎にそれ
によって発生する光情報を得、これら双方の光情報を比
較して内部欠陥を検出することを特徴とする内部欠陥検
出方法。 - 【請求項２】 光情報は散乱光によるものであり、第１
および第２の入射光の波長をそれぞれ適宜選択すること
により、被検物体表面の微細構造による回折光の影響を
受けないようにして光情報を得る、請求項１に記載の内
部欠陥検出方法。 - 【請求項３】 光情報は散乱光によるものであり、光情
報として得るべき散乱光の散乱方向を空間フィルタによ
り選択し、被検物体表面の微細構造による回折光の影響
を受けないようにして光情報を得る、請求項１記載の内
部欠陥検出方法。 - 【請求項４】 第１および第２の入射光の入射面におけ
るビーム径は、観察光学系の視野と同程度であり、被検
物体を二次元的に走査する必要がない請求項１記載の内
部欠陥検出方法。 - 【請求項５】 被検物体はＳｉ結晶の多層構造を有する
ウエハであり、第１の入射光と第２の入射光の波長は４
００〜２０００ｎｍの範囲内である請求項１記載の内部
欠陥検出方法。 - 【請求項６】 被検物体はＳｉ結晶の多層構造を有する
ウエハであり、第１の入射光の波長は２００〜６５０ｎ
ｍの範囲である請求項１記載の内部欠陥検出方法。 - 【請求項７】 被検物体はＳｉ結晶の多層構造を有する
ウエハであり、第２の入射光は波長４００〜１３３０ｎ
ｍのレーザ光であり、第１の入射光はその二次高調波で
あり、これら基本波と二次高調波が同時に被検物体に入
射される請求項１記載の内部欠陥検出方法。 - 【請求項８】 第１の入射光と第２の入射光は波長可変
レーザ装置から発せられたものである請求項１記載の内
部欠陥検出方法。 - 【請求項９】 被検物体にレーザビームを入射させ、そ
れによって生じる被検物体からの散乱光による散乱像を
顕微鏡を介して得、これに基いて被検物体の内部欠陥を
検出する方法において、入射レーザビームを、被検物体
内におけるその屈折光が所定の小さな横断面を有するよ
うにするとともに、その屈折光によって生じる散乱像
を、その屈折光の光軸と所定の角度を有してほぼ交差す
る光軸上において前記顕微鏡により得、得られた散乱像
に含まれる欠陥像の被検物体における深さ位置をその欠
陥像が存在する前記顕微鏡の視野内位置に基いて特定す
ることを、入射レーザビームで被検物体を二次元的に走
査しながら行うことを特徴とする内部欠陥検出方法。 - 【請求項１０】 被検物体面の法線は顕微鏡の光軸に対
して５〜３５°の角度をなし、顕微鏡の焦点面において
所定のパターンを結像させ、被検物体面上のこのパター
ンの投影像に基き顕微鏡と被検物体間の距離を調整する
ことを特徴とする請求項９記載の内部欠陥検出方法。 - 【請求項１１】 入射光によって生じる光情報として、
散乱光によるものの他、欠陥からの光を分光して得られ
る蛍光によるものを含む請求項１または９記載の内部欠
陥検出方法。 - 【請求項１２】 入射光によって生じる光情報は入射光
によって被検物体から生じる正反射光である請求項１記
載の内部欠陥検出方法。 - 【請求項１３】 得られる光情報は光電変換により画像
データとされる請求項１または９記載の内部欠陥検出方
法。 - 【請求項１４】 被検物体に所定の光を入射させ、それ
によって生じる被検物体からの光情報を観察光学系を介
して得、得られた光情報に基いて被検物体の内部欠陥を
検出する方法において、被検物体面の法線は観察光学系
の光軸に対してある角度をなしており、観察光学系の焦
点合せに際しては、顕微鏡の焦点面において所定のパタ
ーンを結像させ、被検物体面上のこのパターンの投影像
に基き顕微鏡と被検物体間の距離を調整することを特徴
とする内部欠陥検出方法。 - 【請求項１５】 被検物体に所定の光を入射させる照明
手段と、その入射光によって生じる被検物体からの光情
報を得るための観察光学系と、これによって得られた光
情報を光電変換して被検物体の内部欠陥の画像データを
得る光電変換手段とを備えた内部欠陥検出装置におい
て、照明手段は被検物体の表面における光情報を比較的
多く発生させる波長の第１の入射光と、被検物体の内部
における光情報を比較的多く発生させる波長の第２の入
射光とを被検物体に入射させるものであり、画像データ
を得る手段は第１および第２の各入射光毎に画像データ
を得るものであることを特徴とする内部欠陥検出装置。 - 【請求項１６】 観察光学系を介して得られる光情報は
散乱光によるものであり、照明手段は第１および第２の
入射光の波長をそれぞれ適宜選択して照射するものであ
り、これにより、画像データを得る手段は被検物体表面
の微細構造による回折光の影響を受けずに画像データを
得るものである、請求項１５記載の内部欠陥検出装置。 - 【請求項１７】 観察光学系を介して得られる光情報は
散乱光によるものであり、観察光学系は光情報として得
るべき散乱光の散乱方向を選択する空間フィルタを有
し、これにより被検物体表面の微細構造による回折光の
影響を受けないようにして光情報を得るものである、請
求項１５記載の内部欠陥検出装置。 - 【請求項１８】 照明手段が被検物体に入射させる第１
および第２の入射光の入射面におけるビーム径は、観察
光学系の視野と同程度であり、被検物体を二次元的に走
査する必要がない請求項１５記載の内部欠陥検出装置。 - 【請求項１９】 被検物体はＳｉ結晶の多層構造を有す
るウエハであり、第１の入射光と第２の入射光の波長は
４００〜２０００ｎｍの範囲内である請求項１５記載の
内部欠陥検出方法。 - 【請求項２０】 被検物体はＳｉ結晶の多層構造を有す
るウエハであり、第１の入射光の波長は２００〜６５０
ｎｍの範囲である請求項１５記載の内部欠陥検出方法。 - 【請求項２１】 被検物体はＳｉ結晶の多層構造を有す
るウエハであり、第１の入射光は波長４００〜１３３０
ｎｍのレーザ光であり、第２の入射光はその二次高調波
であり、照明手段はこれら基本波と二次高調波を同時に
被検物体に入射させるものである請求項１５記載の内部
欠陥検出装置。 - 【請求項２２】 照明手段は第１の入射光と第２の入射
光を発する波長可変レーザ装置を有するものである請求
項１５記載の内部欠陥検出装置。 - 【請求項２３】 被検物体にレーザビームを入射させる
照明手段と、この入射レーザビームで被検物体を二次元
的に走査する手段と、その入射レーザビームによって生
じる散乱像を得るための顕微鏡と、これによって得られ
る散乱像を光電変換して画像データとする光電変換手段
とを備えた内部欠陥検出装置において、照明手段が発す
る入射レーザビームは被検物体内におけるその屈折光が
所定の小さな横断面を有するようなものであり、顕微鏡
はその屈折光によって生じる散乱像を、その屈折光の光
軸と所定の角度を有してほぼ交差する光軸上において得
るように配置され、光電変換手段により得られた画像デ
ータ中に含まれる欠陥像の被検物体における深さ位置
は、その欠陥像が存在する顕微鏡の視野内位置に基いて
特定されることを特徴とする内部欠陥検出装置。 - 【請求項２４】 被検物体面の法線は顕微鏡の光軸に対
して５〜３５°の角度をなし、顕微鏡の焦点面において
所定のパターンを結像させる手段を有し、顕微鏡と被検
物体間の距離は被検物体面上のこのパターンの投影像に
基き調整されることを特徴とする請求項２３記載の内部
欠陥検出方法。 - 【請求項２５】 観察光学系は、光情報として、散乱光
によるものの他、欠陥からの光を分光して蛍光をも得る
ものである、請求項１５記載の内部欠陥検出装置。 - 【請求項２６】 入射光によって生じる光情報は入射光
によって被検物体から生じる正反射光である請求項１５
記載の内部欠陥検出方法。
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Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07151698A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 結晶欠陥観察装置および方法 |
| JPH07151697A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 結晶欠陥観察装置および方法 |
| JPH07151696A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 結晶断面観察装置および方法 |
| JPH09113460A (ja) * | 1995-10-19 | 1997-05-02 | Sekisui Chem Co Ltd | 反射型偏光体の欠陥検出装置及び欠陥検出方法 |
| JPH11160230A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 表面近傍結晶欠陥の検出方法及びその装置 |
| JPH11190702A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Hitachi Ltd | ウエハ検査装置 |
| US5936726A (en) * | 1995-03-10 | 1999-08-10 | Hitachi Ltd. | Inspection method, inspection apparatus and method of production of semiconductor device using them |
| US6226079B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-05-01 | Hitachi, Ltd. | Defect assessing apparatus and method, and semiconductor manufacturing method |
| DE10045210A1 (de) * | 2000-09-13 | 2002-05-02 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von auf einem Wafer aufgebrachten Schichten |
| US7348190B2 (en) | 2004-07-21 | 2008-03-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of detecting a defect in a semiconductor device |
| JP2012063330A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Kansai Paint Co Ltd | 複層塗膜の非接触非破壊評価方法及びそれを用いた装置 |
| US10213590B2 (en) | 2011-09-06 | 2019-02-26 | Merit Medical Systems, Inc. | Vascular access system with connector |
| US10792413B2 (en) | 2008-03-05 | 2020-10-06 | Merit Medical Systems, Inc. | Implantable and removable customizable body conduit |
| JP2022160395A (ja) * | 2018-04-02 | 2022-10-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | インラインチャンバメテロロジ－ |
| JP2023071380A (ja) * | 2021-11-11 | 2023-05-23 | 株式会社東京精密 | 顕微鏡及び半導体製造装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58106444A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フイルムの表面欠陥検査器 |
| JPS63212911A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-05 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | オ−トフオ−カス方式 |
| JPH0216438A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Hitachi Ltd | 異物検査装置及びその方法 |
| JPH02190749A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-26 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPH03238348A (ja) * | 1990-02-06 | 1991-10-24 | Vti Inc | 材料の微細な欠陥を非破壊で計測する方法及び装置 |
| JPH0424541A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 内部欠陥測定方法および装置 |
| JPH0426845A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 異物検査方法 |
| JPH0495861A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-03-27 | Toshiba Corp | 透明体円形ワークの欠陥検出装置 |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4092362A patent/JP2916321B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58106444A (ja) * | 1981-12-21 | 1983-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | フイルムの表面欠陥検査器 |
| JPS63212911A (ja) * | 1987-03-02 | 1988-09-05 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | オ−トフオ−カス方式 |
| JPH0216438A (ja) * | 1988-07-04 | 1990-01-19 | Hitachi Ltd | 異物検査装置及びその方法 |
| JPH02190749A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-26 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPH03238348A (ja) * | 1990-02-06 | 1991-10-24 | Vti Inc | 材料の微細な欠陥を非破壊で計測する方法及び装置 |
| JPH0424541A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 内部欠陥測定方法および装置 |
| JPH0426845A (ja) * | 1990-05-22 | 1992-01-30 | Dainippon Printing Co Ltd | 異物検査方法 |
| JPH0495861A (ja) * | 1990-08-13 | 1992-03-27 | Toshiba Corp | 透明体円形ワークの欠陥検出装置 |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07151698A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 結晶欠陥観察装置および方法 |
| JPH07151697A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 結晶欠陥観察装置および方法 |
| JPH07151696A (ja) * | 1993-11-30 | 1995-06-16 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 結晶断面観察装置および方法 |
| US5936726A (en) * | 1995-03-10 | 1999-08-10 | Hitachi Ltd. | Inspection method, inspection apparatus and method of production of semiconductor device using them |
| JPH09113460A (ja) * | 1995-10-19 | 1997-05-02 | Sekisui Chem Co Ltd | 反射型偏光体の欠陥検出装置及び欠陥検出方法 |
| US6226079B1 (en) | 1997-09-29 | 2001-05-01 | Hitachi, Ltd. | Defect assessing apparatus and method, and semiconductor manufacturing method |
| JPH11160230A (ja) * | 1997-11-28 | 1999-06-18 | Mitsubishi Materials Silicon Corp | 表面近傍結晶欠陥の検出方法及びその装置 |
| JPH11190702A (ja) * | 1997-12-26 | 1999-07-13 | Hitachi Ltd | ウエハ検査装置 |
| DE10045210A1 (de) * | 2000-09-13 | 2002-05-02 | Infineon Technologies Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Erfassung von auf einem Wafer aufgebrachten Schichten |
| US7348190B2 (en) | 2004-07-21 | 2008-03-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of detecting a defect in a semiconductor device |
| US10792413B2 (en) | 2008-03-05 | 2020-10-06 | Merit Medical Systems, Inc. | Implantable and removable customizable body conduit |
| JP2012063330A (ja) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Kansai Paint Co Ltd | 複層塗膜の非接触非破壊評価方法及びそれを用いた装置 |
| US10213590B2 (en) | 2011-09-06 | 2019-02-26 | Merit Medical Systems, Inc. | Vascular access system with connector |
| US10632296B2 (en) | 2011-09-06 | 2020-04-28 | Merit Medical Systems, Inc. | Vascular access system with connector |
| JP2022160395A (ja) * | 2018-04-02 | 2022-10-19 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | インラインチャンバメテロロジ－ |
| JP2023071380A (ja) * | 2021-11-11 | 2023-05-23 | 株式会社東京精密 | 顕微鏡及び半導体製造装置 |
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| Publication number | Publication date |
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