JP2017129569A - 欠陥を検出するための方法及び関連する装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】基板上に配置された最上層を含んでいる構造の最上面のボイド型欠陥のサイズを決定するための方法を提供する。
【解決手段】ａ）最上面Ｐによって散乱された光線１’’から、欠陥に関係する第１の信号及び粗さに関係する第２の信号を発生させるために、反射型暗視野顕微装置の中に構造を導入するステップと、ｂ）複数のピクセルを用いて、粗さに関係する第２の信号の強度を取り込むステップとを含み、ｃ）各ピクセルによって取り込まれた強度を隣接するピクセルによって取り込まれた強度と比較し、上記のピクセルが異常ゾーンに含まれているかどうかを明らかにするための処理ステップと、ｄ）異常ゾーンのピクセルによって取り込まれた強度値の標準偏差を求めるステップと、ｅ）求めた標準偏差から異常ゾーンに関係するボイド型欠陥のサイズを決定するステップとをさらに含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板の表面に位置する欠陥の検査の分野に関する。特に、基板上に配置された薄層のボイド型欠陥を検出し、そのサイズを決定するための方法及び関連する装置に関する。
本発明による方法及び装置は、基板の表面上の目に見える欠陥を識別するための本技術分野でよく知られている技術を使用している。それは、反射型暗視野顕微法の問題であり、この顕微法の原理が、図１に例として模式的に示されている。
この技術は、観察しようとする基板の表面に平行な平面Ｐに対して、例えば角度βで斜めに基板４の表面上に入射光線１を投射することからなる。先行技術の実施形態によれば、基板４の表面に垂直に光線１を投射することも可能である（垂直モードとも呼ばれる）。入射光線１は、例えば、入射光線が基板４の表面に集光されることを可能にする平面鏡及び／又は凹面鏡２、３を使用して、基板４の表面の方向にそのようにして導かれる。これゆえ、観察しようとする基板の表面が欠陥のない平面鏡であった場合には、入射光線１は、同じ角度βで基板４の表面によって完全に反射されるはずである（これは「β」反射光と呼ばれ、図１では参照番号１’により参照されている）。このように、このケースでは、入射光線１が散逸しないので、光は、端部に（光電子増倍管などの）検出ユニット６が設置されている集光用光路（ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｃｈａｎｎｅｌ）５の方向には散乱されず、検出ユニット６は、基板４の表面によって散乱された（すなわち、「β」反射光１’の経路を外れて反射された）光線の光強度を検出する。このようなケースでは、検出装置は、一様な暗い画像を取り込むことになる。
観察しようとする基板４の表面が欠陥を含むケースでは、基板４の表面を照明している入射光線１の一部が、集光用光路５の方向へ欠陥によって散乱される。したがって、検出ユニット６は、散乱された光線の光強度を取り込み、光強度がディジタルデータに変換され、次いで例えば、スクリーン７上に表示されるためにデータ処理手段へ伝送される。得られる画像は、基板４の表面に位置する欠陥が暗い背景上に明るく見える表現である。
反射型暗視野照明は表面の調査のために特に推奨されることが思い出されるであろう。反射型暗視野顕微法は、直接伝送された光の量が最小にされること、及び基板４の表面に位置する欠陥によって散逸又は散乱された光だけが集められることを可能にする。したがって、これは、欠陥を表している画像のコントラストをかなり大きくすることを可能にし、一方で比較的少ない機器及び基板４の簡単な準備で済むようになる。しかしながら、この技術は、集められる光強度が弱いことに悩まされ、常に解像限界の影響を受ける。
このタイプの技術の用途の重要な分野は、マイクロエレクトロニクスの分野である。具体的には、半導体産業では、反射型暗視野顕微法は、基板の表面を検査するために、特に様々な汚染源により発生された粒子を検出するために使用されている。絶えず進歩しているこの産業は、ますます高い製品品質レベルを必要としている。多くの計測機器において使用されている暗視野照明のおかげで、特にシリコン基板上の０．１ミクロンよりも小さいサイズの粒子を検出することが可能になっている。
完全空乏型シリコンオンインシュレータ（ＦＤＳＯＩ）構造が、構成部品の製造のための基板としてますます多く使用されている。表面粒子に加えて、他のタイプの欠陥が、ＳＯＩ構造の有用な層を形成しているシリコン最上層にあることがあり、ボイド型欠陥、すなわち、上記の有用な最上層がないゾーンに対応する欠陥が、特に最上層に存在することがある。ＳＯＩ構造の品質レベルを保証するために、サイズが５００ミクロンよりも小さいこのタイプの欠陥を識別し分類することが可能であることが必須である（５００ミクロンよりも大きいサイズの欠陥は、他の視覚的検査技術によって識別可能である）。さらにその上、要求される品質レベルが高くなり続けるので、２５０ミクロンの直径、又はそれどころか１００ミクロンの直径よりも小さい欠陥の分類が、近い将来に必要になることさえあり得る。ＳＯＩ構造に特有のこれらの欠陥は、粒子のものとは異なる散乱光線の点で識別特性を有している。
文献米国特許出願公開第２００４／０２３５２０６号は、ベア基板又は基板に堆積した膜積層体に適用される、試料検査のための装置及び方法を開示している。この方法は、（欠陥検出のための）対象の信号と雑音との間の確実な分離を可能にしている。それにも拘らず、この方法は、特定のボイド型欠陥のサイズの分類が可能ではない。
一般的に言って、先行技術の解決手法は、ボイド型欠陥をサイズによって分類することが可能ではない。粒子を測定し計数することを目的とする多くの計測機器のおかげで得られる現在の測定値は、非常に不正確な分類結果をもたらし、以てＳＯＩ構造の品質レベルを特定するために、ＳＯＩ構造がそのような「ボイド」欠陥のサイズによって信頼性高く仕分けられることを妨げている。
したがって、本発明の１つの目的は、先行技術の欠点を取り除いた検出する方法を提供することである。本発明の１つの目的は、特に、有用な最上層に位置しているボイド型欠陥が検出され、サイズによって分類されることを可能にする、ＳＯＩ構造を検査するための方法及び装置を提供することである。
本発明は、基板上に配置された最上層を含んでいる構造の最上面のボイド型欠陥のサイズを決定するための方法に関し、上記の欠陥が最上層に位置し、方法は、
ａ）最上面によって散乱された光線から、欠陥に関係する第１の信号及び粗さに関係する第２の信号を発生させるために、反射型暗視野顕微装置の中に構造を導入するステップと、
ｂ）複数のピクセルを用いて、粗さに関係する第２の信号の強度を取り込むステップと
を含む。
方法は、
ｃ）各ピクセルによって取り込まれた強度を隣接するピクセルによって取り込まれた強度と比較し、上記のピクセルが異常ゾーンに含まれているかどうかを明らかにするための処理ステップと、
ｄ）異常ゾーンのピクセルによって取り込まれた強度値の標準偏差を求めるステップと、
ｅ）求めた標準偏差から異常ゾーンに関係するボイド型欠陥のサイズを決定するステップと
をさらに含むことが注目されるべきである。
本発明による方法は、このように、異常ゾーンの特定の属性（上記の異常ゾーンに含まれているピクセルによって取り込まれた強度値の標準偏差）から、ボイド型欠陥のサイズが決定されることを可能にしている。
本発明の有利な特徴によれば、この特徴は、単独でも又は組み合わせても実装されることが可能であり、
散乱された光線は、上記の面に平行な平面に対して斜めの方向の入射光線の、構造の最上面からの反射によって発生し、
構造は、取り込むステップｂ）を可能にするために、入射光線の下で少なくとも１つの並進軸に沿って及び／又は少なくとも１つの回転軸の周りを動かされ、
各ピクセルは、辺の長さで２０ミクロン〜１０００ミクロンの間の寸法であり得、
決定するステップは、標準偏差とボイド型欠陥のサイズとを関係付ける相関曲線を適用することによって実行される、
ボイド型欠陥のサイズが走査型電子顕微法によって構造内で測定されて、相関曲線を確立し、
相関曲線は、欠陥のサイズが５〜５００ミクロンの間に含まれるボイド型欠陥に適用可能であり、
処理するステップは、所与のピクセルによって取り込まれた強度と、少なくとも１つの隣接するピクセルによって取り込まれた強度との比が予め設定した係数よりも大きいときに、その所与のピクセルが異常ゾーンに含まれていることを明らかにし、
所与のピクセルに隣接するピクセルは、上記のピクセルに対して周辺にあり且つ環状の形状を有するゾーンに含まれており、
環状の形状は、６００ミクロンの内径及び２５００ミクロンの外径を有している。
本発明は、基板上に配置された最上層を含んでいる構造の最上面のボイド型欠陥を検出するための装置にもやはり関係し、上記の欠陥は最上層に位置し、装置は、
構造の最上面の方向に入射光線を投射するように、且つ最上面によって散乱された光線を集めるように構成された反射型暗視野顕微装置と、
散乱された光線から、欠陥に関係する第１の信号及び粗さに関係する第２の信号を発生させるように、且つ複数のピクセルを用いて、粗さに関係する第２の信号の強度を取り込むように構成された検出ユニットと
を備える。
上記装置は、
検出ユニットに接続され、各ピクセルによって取り込まれた強度を隣接するピクセルによって取り込まれた強度と比較するように、且つ上記のピクセルが異常ゾーンに含まれているかどうかを明らかにするように構成された第１の処理ユニットと、
異常ゾーンのピクセルによって取り込まれた強度の値の標準偏差を求めるように構成されている第２の処理ユニットと、
求めた標準偏差から異常ゾーンに関係するボイド型欠陥のサイズを決定するための相関曲線と
を備えることが注目されるべきである。
本発明の他の特徴及び利点は、添付した図を参照して与えられている次の発明の詳細な説明から明らかになるであろう。
知られている先行技術の反射型暗視野顕微装置の模式図である。 本発明による欠陥を検出するための装置の模式図である。 本発明による装置により、そして方法を使用して検出した欠陥の例の図である。 本発明による装置により、そして方法を使用して検出した欠陥のもう１つの例の図である。 欠陥サイズと、異常ゾーンに含まれているピクセルによって取り込まれた強度の値の標準偏差との間の相関曲線の図である。
反射型暗視野顕微装置を使用する、知られている先行技術の欠陥検査技術は、特にＳＯＩ構造の最上層に存在するボイド型欠陥（より詳細には、直径で５００μｍよりも小さいボイド型欠陥）のサイズが正確に決定されることが可能ではない。ＳＯＩ構造がキャリア基板上に配置された最上層を含み、検出されようとしている欠陥がこの最上層のボイドであることが、思い出されるであろう。
非限定的に、本発明にしたがって欠陥を検出するため及び前述の問題点を軽減することを可能にするための装置及び方法の可能な実施形態が、それぞれ、図２〜図５を参照して次いで説明される。
上に説明したように、反射型暗視野顕微法は、図２に図示されたような、観察しようとする構造４の最上面に平行な平面Ｐに対して所定の角度βで導かれる少なくとも１つの入射光線１を使用して構造４の最上面を照明することからなっている。角度βは、０〜９０°の間に含まれている。実施形態によれば、入射光線１は、構造４の最上面を部分的に又は完全に走査するように構成されてもよい。構造４は、構造の最上面のすべて又は一部が検査されることを可能にするために、入射光線１の下で少なくとも１つの並進軸に沿って、及び／又は少なくとも１つの回転軸の周りを動かされることが有利である。光線１は、入射光線１が解析しようとする表面に方向付けられそして集光されることを可能にする、例えば、１つ又は複数の平面鏡及び／又は凹面鏡２、３の第１の系列を使用して最上面の方向に、上記のように導かれる。非限定的に、光線１は、例えば、レーザビームであってもよい。
構造４の表面は、１つ又は複数の滑らかで欠陥のない平坦なゾーン及び少なくとも１つの欠陥（粒子、ボイド型欠陥、粗さ、等）を含んでいる１つ又は複数のゾーンを含むことができる。
光線１が滑らかで平坦なゾーンに導かれるケースでは、光線は、平面Ｐに対する入射光線１の向きによって規定される角度と同じ角度βで完全に反射される。したがって、光線１は、その光路から散逸せずに、平面鏡及び／又は凹面鏡２、３の第２の系列を使用して装置から取り除かれる（反射光線１’）。
光線１が少なくとも１つの欠陥を含んでいるゾーン又は粗いゾーンに当たるケースでは、光線１のうちの少なくとも一部は、集光用光路５の方向へ欠陥によって反射される（光線１”）。このような反射は、入射光線１が多くの方向に反射されるという理由で、本質的に拡散である。本明細書の残りでは、構造４の表面の中の／上の欠陥によって反射された光線は、散乱光線１”と呼ぶ。
光電子増倍管などの検出ユニット６が、集光用光路５の端部に設置されており、そのユニットが、散乱光線１”の強度を検出する。非限定的に、観察用光路５は、本発明による検出装置の用途の必要条件に応じて、光電子増倍管６に向けて散乱光線１”を方向付ける、集光する、又はフィルタリングするための１つ又は複数の光学フィルタ及び／又はレンズを含むことができる。
先行技術において知られている、光電子増倍管６のもう１つの機能は、取り込んだ散乱光線１”を、欠陥に関係する第１の信号と粗さに関係する第２の信号の２つの信号に分解することにある。第１の信号は、タイプＡ欠陥（すなわち、例えば、粒子又は基板の表面から突き出している他の欠陥）が検出されることを特に可能にする。粗さに関係する第２の信号は、タイプＢ欠陥（例えば、構造４の表面の粗さレベル、等）が検出されることを特に可能にし、通例「ヘイズ」信号と呼ばれている。欠陥に関係する第１の信号及び粗さに関係する第２の信号への散乱光線１”の強度の分解は、タイプＡ欠陥のサイズ及び／又は測定することが望まれている粗さレベル、（存在する場合は）使用する光学フィルタ、並びに構造４の最上層が作られる材料に応じて規定される感度しきい値に依存する。
光電子増倍管６は、複数ピクセルのアレイ（図示せず）に関係付けられている。非限定的に、従来は正方形形状であるピクセルは、辺の長さで２０μｍ〜１０００μｍの間の寸法であってもよい。本実施形態では、そして例として、各ピクセルは、２００μｍ×２００μｍの寸法である。
本発明によれば、これは、タイプＡ欠陥の第１の信号ではなく、対象のボイド型欠陥をさらに特徴付けるために使用される粗さに関係する第２の信号である。
このように、（粗さに関係する）第２の信号の強度は、上記の強度の数値データ特性に変換するために、光電子増倍管６の各ピクセルによって取り込まれることがある。このように、複数のピクセルから、Ｂタイプ欠陥（粗さ又は「ヘイズ」）の画像を得ることが可能であり、Ｂタイプ欠陥の画像は、例えば、スクリーン上に上記の欠陥を表示するために、表示用装置７に直接伝送される。
本発明による装置の光電子増倍管６は、粗さに関係する第２の信号を第１の処理ユニット８に伝送する。この第１のユニット８の役割は、上記のピクセルが異常ゾーンの一部を形成するかどうかを明らかにするために、各ピクセルによって取り込まれた第２の信号の強度を隣接するピクセルによって取り込まれた強度と比較することである。
第１の処理ユニット８は、少なくとも１つの隣接するピクセルによって取り込まれた強度に対して所与のピクセルによって取り込まれた強度の比率が予め設定した係数よりも大きいときに、その所与のピクセルが異常ゾーンに含まれていることを明らかにする。所与のピクセルの隣接ピクセルは、その所与のピクセルを中心とする環状の形状を有する周辺のゾーン内に含まれるすべてのピクセルである。環状の形状の内径は、６００ミクロンであり、外径は２５００ミクロンであることが有利である。予め設定した係数は、例えば、１〜２０の間で、有利には２〜１０の間で変動してもよい。例として、係数は４に等しく、このケースでは異常ゾーンは、隣接するピクセルのうちの１つよりも４倍強い光強度を取り込んでいる少なくとも１つのピクセルを含んでいる。
ボイド型欠陥が存在すると、取り込んだ粗さに関係する第２の信号の強度は、ピクセルごとに変わる。特に、このタイプの欠陥の境界は、最上層の表面と下にある基板の表面との間のステップ又は複数のステップレベルから構成されるので、この場所で散乱された光線に関係する第２の信号の強度は、最上層の平坦な隣接するゾーンにおいて散乱された光線に関係する第２の信号の強度よりも大きくなる。同様に、ボイド型欠陥の中央部分はボイド型欠陥の境界よりも深いので、この場所で散乱された光線に関係する第２の信号の強度は、境界の箇所の強度よりも大きくなる。異常ゾーンが画定されることを可能にするのは、隣接するピクセル間のこのような強度差である。
図３及び図４は、構造４の最上面において識別された異常ゾーン２０の説明図を示している。異常ゾーン２０は、外形線２０’の内側のすべての領域を含んでいる。
各異常ゾーン２０は、構造４の最上面に位置するボイド型欠陥の存在を示している。異常ゾーン２０の面積を求めることもできるが、それにも拘わらず、この値は、欠陥の実際のサイズとの相関が悪く、このサイズは外形線２１によって画定される。
図３及び図４では、異常ゾーン２０内で集められた各値は、１つのピクセルによって取り込まれた散乱光線１”の粗さに関係する第２の信号の強度の指標である。例として、異常ゾーン２０の中央部分２２のピクセルは、１３ｐｐｍの（正規化）値を有し、欠陥の境界（図３に図示された外形線２２と外形線２１との間）は、強度の緩やかな減少（例えば、０．４〜５ｐｐｍの間の（正規化）値）を示し、欠陥の深さの変動を示している。欠陥の周辺の部分において、異常ゾーン２０（図３に図示された外形線２１の外側）では、（正規化）値は、０．４ｐｐｍよりも小さい。
出願人は、多数の識別された異常ゾーン２０から上記の値の標準偏差を求め、関係するボイド型欠陥の実際のサイズとの良好な相関を実証しており、さらにその上、上記の欠陥の実際のサイズは、信頼できる測定技術（例えば、走査型電子顕微法）によって測定されている。初めには明らかでなかったこの相関は、異常ゾーン２０では、強度値が大きいピクセルの数が、ボイド型欠陥のサイズとともに増加するという事実のためである。このように、異常ゾーン内の強度値の分布の標準偏差は、ボイド型欠陥のサイズが大きくなるにつれて増大し、標準偏差は、分布の形状の幅を広くする傾向がある大きな値の数に影響される。
図５は、散乱光線１”の第２の信号の強度値の標準偏差とボイド型欠陥のサイズとの間の相関曲線を示している。図３及び図４の異常ゾーン２０において集められた（散乱光線の第２の信号の強度を表している）正規化した値の標準偏差（それぞれ、５．３４ｐｐｍ及び１．８４ｐｐｍ）を求めることにより、ボイド型欠陥のサイズ（それぞれ、１２６０ミクロン及び２５０ミクロン）を相関曲線から決定することが可能になった。
図５の例では、２００×２００ミクロンのピクセルが使用されたが、相関限界が約５０ミクロン以下の欠陥のサイズに対応するものであることに気付かれよう。より小さいピクセルサイズが使用された場合には（例えば、２０ミクロン）、相関曲線は、おそらくは約５ミクロンの欠陥サイズまでの良好な相関を実証するはずである。また、標準偏差とボイド型欠陥のサイズとの間のより精細な相関も実証するはずである。
本発明のボイド型欠陥を検出するための装置及びそのサイズを決定するための方法を使用して、約５μｍよりも大きいサイズの欠陥について約±１５％の精度のレベルでボイド型欠陥のサイズを明らかにすることが可能である。
したがって、本発明による装置は、第１の処理ユニットに接続され、異常ゾーン２０に含まれているピクセルによって取り込まれた強度値の標準偏差を求めることを可能にする第２の処理ユニット９を含むことが有利である。これらの値は、次いで、相関曲線又は相関表の適用により識別された異常ゾーン２０に関係するボイド型欠陥の実際のサイズに相関付けられることがある。構造４の最上面に位置するボイド型欠陥に対応する異常ゾーン２０の画像を表示するためのユニット７も含むことができ、欠陥は、例えば暗い背景上に明るく見える。
本発明による装置は、（構造４において識別された各異常ゾーンの強度の標準偏差から決定される）ボイド型欠陥のサイズに基づいて、上記の構造４の品質レベルを確立する自動仕分け装置に接続されてもよいことが有利である。
本発明による装置及び方法は、構造４の表面仕上げが検査されること、最上層のボイド型欠陥のサイズが決定されること、したがってこれらの欠陥のサイズに関する品質レベルが規定されることを可能にしている。
本発明が、説明した実施形態に限定されず、変形実施形態が、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から乖離せずに実装され得ることは、当然のことである。
１ 入射光線
１’ 反射光線
１” 散乱光線
２ 平面鏡
３ 凹面鏡
４ 構造
５ 集光用光路
６ 検出ユニット
７ 表示するためのユニット
８ 第１の処理ユニット
９ 第２の処理ユニット
２０ 異常ゾーン
２０’ 外形線
２１ 外形線
２２ 中央部分
Ｐ 平面

Claims (11)

  1. 基板上に配置された最上層を含んでいる構造（４）の最上面のボイド型欠陥のサイズを決定するための方法であって、前記欠陥は前記最上層に位置し、前記方法は、
    ａ）前記最上面によって散乱された光線（１”）から、欠陥に関係する第１の信号及び粗さに関係する第２の信号を発生させるために、反射型暗視野顕微装置の中に前記構造（４）を導入するステップと、
    ｂ）複数のピクセルを用いて、前記粗さに関係する第２の信号の強度を取り込むステップと、
    を含む方法において、
    ｃ）各ピクセルによって取り込まれた前記強度を隣接するピクセルによって取り込まれた前記強度と比較し、前記ピクセルが異常ゾーンに含まれているかどうかを明らかにするための処理ステップと、
    ｄ）前記異常ゾーンの前記ピクセルによって取り込まれた前記強度値の前記標準偏差を求めるステップと、
    ｅ）前記求めた標準偏差から前記異常ゾーンに関係する前記ボイド型欠陥の前記サイズを決定するステップと、
    をさらに含むことを特徴とする、方法。
  2. 前記散乱された光線（１”）が、前記面に平行な平面（Ｐ）に対して斜めの方向の入射光線（１）の、前記構造（４）の前記最上面からの反射によって発生する、請求項１に記載の方法。
  3. 前記構造が、前記取り込むステップｂ）を可能にするために、前記入射光線（１）の下で少なくとも１つの並進軸に沿って及び／又は少なくとも１つの回転軸の周りを動かされる、請求項２に記載の方法。
  4. 各ピクセルが、辺の長さで２０ミクロン〜１０００ミクロンの間の寸法であり得る、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記決定するステップが、前記標準偏差と前記ボイド型欠陥のサイズとを関係付ける相関曲線を適用することによって実行される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記ボイド型欠陥のサイズが走査型電子顕微法によって構造（４）内で測定されて、前記相関曲線を確立する、請求項５に記載の方法。
  7. 前記相関曲線は、サイズが５〜５００ミクロンの間に含まれるボイド型欠陥に適用可能である、請求項５又は６に記載の方法。
  8. 前記処理するステップは、所与のピクセルによって取り込まれた前記強度と、少なくとも１つの隣接するピクセルによって取り込まれた前記強度との比が予め設定した係数よりも大きいときに、前記所与のピクセルが前記異常ゾーンに含まれていることを明らかにする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記所与のピクセルに隣接する前記ピクセルが、前記ピクセルに対して周辺にあり且つ環状の形状を有するゾーンに含まれる、請求項８に記載の方法。
  10. 前記環状の形状が、６００ミクロンの内径及び２５００ミクロンの外径を有する、請求項９に記載の方法。
  11. 基板上に配置された最上層を含んでいる構造（４）の最上面のボイド型欠陥を検出するための装置であって、前記欠陥は前記最上層に位置し、前記装置は、
    前記構造（４）の前記最上面の方向に入射光線（１）を投射するように、且つ前記最上面によって散乱された光線（１”）を集めるように構成された反射型暗視野顕微装置と、
    前記散乱された光線（１”）から、欠陥に関係する第１の信号及び粗さに関係する第２の信号を発生させるように、且つ複数のピクセルを用いて、前記粗さに関係する第２の信号の強度を取り込むように構成された検出ユニット（６）と、
    を備える装置において、
    前記検出ユニットに接続され、各ピクセルによって取り込まれた前記強度を隣接するピクセルによって取り込まれた前記強度と比較するように、且つ前記ピクセルが異常ゾーンに含まれているかどうかを明らかにするように構成された第１の処理ユニット（８）と、
    前記異常ゾーンの前記ピクセルによって取り込まれた前記強度の値の前記標準偏差を求めるように構成されている第２の処理ユニット（９）と、
    前記求めた標準偏差から前記異常ゾーンに関係する前記ボイド型欠陥の前記サイズを決定するための相関曲線と、
    を備えることを特徴とする、装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111344555B (zh) * 2017-08-18 2024-05-07 索马检测有限公司 评估泌乳哺乳动物的健康状态的方法和***
US10712292B2 (en) * 2018-03-29 2020-07-14 The Boeing Company Backscatter x-ray inspection system for pipes
US10295476B1 (en) * 2018-08-14 2019-05-21 Applied Materials Israel Ltd. System and method for multiple mode inspection of a sample
CN110837717B (zh) * 2019-11-06 2022-09-06 成都数之联科技股份有限公司 一种基于Map图的玻璃面板多元缺陷根因分析方法
CN110806412A (zh) * 2019-11-15 2020-02-18 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 一种基于光学元件的缺陷尺寸检测方法及***
CN111595850B (zh) * 2020-04-27 2022-07-15 平安科技（深圳）有限公司 切片缺陷检测方法、电子装置及可读存储介质
US11733172B2 (en) * 2020-05-15 2023-08-22 Kla Corporation Apparatus and method for rotating an optical objective
CN112345544A (zh) * 2020-09-24 2021-02-09 海克斯康制造智能技术(青岛)有限公司 多功能连杆自动化检测线
CN112347527B (zh) * 2020-11-09 2022-06-03 武汉科技大学 一种用于暗场缺陷检测的光罩掩模板图形设计方法
CN113534430B (zh) * 2021-06-08 2023-10-10 浙江工商职业技术学院 一种金相显微镜用暗场聚光镜的设计方法及装置
CN115546568B (zh) * 2022-12-01 2023-03-10 合肥中科类脑智能技术有限公司 绝缘子缺陷检测方法、***、设备及存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04326743A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Mitsubishi Electric Corp 部品検査装置
JPH11237226A (ja) * 1997-11-28 1999-08-31 Hitachi Ltd 欠陥検査装置
JP2003098111A (ja) * 2000-09-21 2003-04-03 Hitachi Ltd 欠陥検査方法およびその装置
JP2007501944A (ja) * 2003-05-19 2007-02-01 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション 対象となる信号およびノイズ間のロバストな分離を可能にする装置および方法
US20130039471A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Jordan Valley Semiconductors Ltd. Detection of Wafer-Edge Defects
JP2013117490A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Olympus Corp 検査システム及びレシピ設定方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6157444A (en) * 1997-11-28 2000-12-05 Hitachi, Ltd. Defect inspection apparatus for silicon wafer
US6724947B1 (en) * 2000-07-14 2004-04-20 International Business Machines Corporation Method and system for measuring characteristics of curved features
WO2002040970A1 (en) * 2000-11-15 2002-05-23 Real Time Metrology, Inc. Optical method and apparatus for inspecting large area planar objects
US7840247B2 (en) * 2002-09-16 2010-11-23 Imatx, Inc. Methods of predicting musculoskeletal disease
US8965075B2 (en) * 2002-09-16 2015-02-24 Imatx, Inc. System and method for predicting future fractures
US20060192949A1 (en) * 2004-12-19 2006-08-31 Bills Richard E System and method for inspecting a workpiece surface by analyzing scattered light in a back quartersphere region above the workpiece
JP5319876B2 (ja) * 2006-07-31 2013-10-16 株式会社日立ハイテクノロジーズ 表面検査装置及び表面検査方法
US7990546B2 (en) * 2007-07-16 2011-08-02 Applied Materials Israel, Ltd. High throughput across-wafer-variation mapping
JP2009133778A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Hitachi High-Technologies Corp 検査装置及び検査方法
EP2128701A1 (en) * 2008-05-30 2009-12-02 ASML Netherlands BV Method of determining defects in a substrate and apparatus for exposing a substrate in a lithographic process
US8223327B2 (en) * 2009-01-26 2012-07-17 Kla-Tencor Corp. Systems and methods for detecting defects on a wafer
JP2010197352A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
SG176552A1 (en) * 2009-06-19 2012-01-30 Kla Tencor Tech Corp Inspection systems and methods for detecting defects on extreme ultraviolet mask blanks
KR101678043B1 (ko) * 2009-12-28 2016-11-22 삼성전자 주식회사 비패턴 웨이퍼 검사 장치
US8401273B2 (en) * 2010-01-21 2013-03-19 Hitachi, Ltd. Apparatus for evaluating degradation of pattern features
JP6184473B2 (ja) * 2012-03-20 2017-08-23 ケーエルエー−テンカー コーポレイション レチクルの劣化を検出するための反射マップおよび透過マップの使用
KR20140117640A (ko) * 2012-05-16 2014-10-07 가부시키가이샤 히다치 하이테크놀로지즈 검사 장치
WO2014005828A1 (en) * 2012-07-05 2014-01-09 Asml Netherlands B.V. Metrology for lithography
US8830464B2 (en) * 2012-11-06 2014-09-09 Kla-Tencor Corporation Film thickness, refractive index, and extinction coefficient determination for film curve creation and defect sizing in real time
US9341580B2 (en) * 2014-06-27 2016-05-17 Applied Materials, Inc. Linear inspection system
US9797846B2 (en) * 2015-04-17 2017-10-24 Nuflare Technology, Inc. Inspection method and template
WO2017153848A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Genomic Vision Method of curvilinear signal detection and analysis and associated platform

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04326743A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Mitsubishi Electric Corp 部品検査装置
JPH11237226A (ja) * 1997-11-28 1999-08-31 Hitachi Ltd 欠陥検査装置
JP2003098111A (ja) * 2000-09-21 2003-04-03 Hitachi Ltd 欠陥検査方法およびその装置
JP2007501944A (ja) * 2003-05-19 2007-02-01 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション 対象となる信号およびノイズ間のロバストな分離を可能にする装置および方法
US20130039471A1 (en) * 2011-08-11 2013-02-14 Jordan Valley Semiconductors Ltd. Detection of Wafer-Edge Defects
JP2013117490A (ja) * 2011-12-05 2013-06-13 Olympus Corp 検査システム及びレシピ設定方法

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