JPS62297748A - 検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 ［産業上の利用分野］ 本発明は、検査技術、特に、半導体装置の製造における
半導体ウェハの外観検査に適用して有効な技術に関する
。

［従来の技術］ 半導体装置の製造における半導体ウェハの外観検査につ
いては、株式会社工業調査会、昭和５８年１１月１５日
発行、［電子材料Ｊ　１９Ｂ３年１１月号別冊、Ｐ２Ｏ
４〜Ｐ２Ｏ９に記載されている。

その概要は、回転されつつ平行移動される半導体ウェハ
の表面にレーザなどの検査光を照射し、この時、検査光
の照射部位から発生される散乱光の光量をフォトダイオ
ードなどによって検出し、所定のしきい値と比較するこ
とによって、半導体ウェハ表面における異物などの有無
を検査するものである。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記のような異物検査では、半導体ウェ
ハの表面が鏡面状で平坦な場合には、異物からの散乱光
と下地部分からの散乱光とが比較的明瞭に区別されるが
、表面にアルミニウムや多結晶シリコンなどの薄膜が形
成され、結晶粒などによる凹凸が存在する場合には、異
物などからの散乱光が下地部分からの散乱光の中に埋も
れてしまい、異物などの検出感度が低下されるという欠
点があることを本発明者は見いだした。

本発明の目的は、検査の感度を向上させることが可能な
検査技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

［問題点を解決するための手段１ 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、被検査物表面の異なる部位からの反射光また
は散乱光の光量の差を所定のしきい値と比較することに
よって検査が行われるようにしたものである。

［作用１ 上記した手段によれば、たとえば、被検査物の表面に凹
凸が存在する場合でも、被検査物の表面の凹凸に起因す
るノイズとしての散乱光または反射光が相殺され、目的
の異物などからの散乱光または反射光が、下地部分の凹
凸などからの散乱光または反射光と比較的大きな対比を
もって明瞭に検出でき、被検査物の検査における感度が
向上される。

［実施例１］ 第１図は本発明の一実施例である検査装置の要部を示す
説明図である。

所定の平面内において回転および水平移動が自在な試料
台１の上には、たとえば、半導体ウェハなどの被検査物
２が着脱自在に固定されている。

この試料台Ｉの近傍には、たとえば所定の波長のレーザ
などの検査光３を、試料台１に載置される被検査物２の
表面の所定の領域に所定の角度で照射する光源４が設け
られている。

そして、光源４に対して試料台１を回転させつつ所定の
方向に平行移動させることにより、試料台ｌに載置され
る被検査物２の全域が、検査光３によって走査されるも
のである。

この場合、試料台１の上方には、所定のレンズ群などか
らなる対物レンズ５、さらには、複数の透光部６ａおよ
び透光部６ｂが形成されたスリット６などを介して複数
の光−電気変換手段７および光−電気変換手段８が設け
られており、被検査物２の表面において、検査光３が照
射される所定の領域の異なる部位から発生される散乱光
または反射光９および散乱光または反射光１０が個別に
複数の光−電気変換手段７および光−電気変換８に入射
される構造とされている。

複数の光−電気変換手段７および８は、該複数の光〜電
気変換手段７および８において検出される被検査物２の
異なる部位からのｌｌｋ乱光または反射光９および散乱
光または反射光１０の光量の差を算出する比較部１１を
介して判定部１２に接続されている。

この判定部１２においては、前記比較部１１において算
出された、被検査物２の異なる部位からの散乱光または
反射光９と散乱光または反射光１０との光量の差を所定
のしきい値と比較することによって、すなわち、被検査
物２の下地部分からの散乱光または反射光の成分を相殺
した後所定のしきい値と比較することによって、たとえ
ば、被検査物２の表面に存在する図示しない異物などか
らの散乱光または反射光が、被検査物２の下地部分から
の散乱光または反射光と明瞭に区別されて検出されるも
のである。

以下、本実施例の作用について説明する。

まず、半導体ウェハなどの被検査物２が載置された試料
台１を回転させつつ所定の方向に直線的に移動させると
ともに、光源４から検査光３を被検査物２の所定の領域
に照射することにより、被検査物２の表面が全域にわた
って検査光３によって走査され、この時、被検査物２の
表面において、検査光３が照射される所定の領域の異な
る部位から発生される散乱光または反射光９および散乱
光または反射光１０は、対物レンズ５およびスリット６
の透光部６ａおよび６ｂを透過して複数の光−電気変換
手段７および８に個別に入射される。

この時、散乱光または反射光９が発生される部位に下地
部分よりも検査光３を散乱または反射しやすい異物が存
在すると、散乱光または反射光９が入射される光−電気
変換手段７においては異物からの散乱光または反射光９
と下地部分からの散乱光または反射光９とが混在して検
出され、散乱光または反射光９とは異なる部位からの散
乱光または反射光１０が入射される光−電気変換８にお
いては下地部分からの散乱光または反射光１０が検出さ
れることとなり、それぞれ、たとえば第２図（ａｌおよ
びｆｂｌに示されるようになる。

さらに、比較部１１において、散乱光または反射光９と
散乱光または反射光１０との差をとると、すなわち、被
検査物２の表面の下地部分の凹凸などに起因する散乱光
または反射光の成分を相殺すると、同図（Ｃ１に示され
るように、散乱光または反射光９に含まれる異物からの
信号成分が被検査物２の下地部分からの信号成分と良好
な対比で検出され、さらに、判定部１２において所定の
しきい値Ｔｈと比較することにより、被検査物２に付着
した異物などからの信号のみが、下地部分からのノイズ
などの影響を受けることなく、明瞭に検出される。

このため、たとえば、被検査物２が、表面にアルミニウ
ムや多結晶シリコンなどの薄膜が形成され、表面全体に
に結晶粒などによる凹凸が存在する半導体ウェハなどで
ある場合でも、半導体ウェハなどの被検査物２の表面に
付着した異物なとが正確かつ安定に検出され、半導体ウ
ェハなどの被検査物２の異物検査などにおける検査の感
度が向上される。

このように本実施例においては以下の効果を得ることが
できる。

（１）、光源４から検査光３が照射される被検査物２の
所定の領域の異なる部位から発生される散乱光または反
射光９および散乱光または反射光１０を対物レンズ５お
よび複数の透光部６ａおよび６ｂが形成されたスリット
６を介して複数の光−電気変換手段７および光−電気変
換手段８によって個別に検出し、さらに、比較部１１に
おいて両者の差を算出したのち判定部１２において所定
のしきい値Ｔｈと比較することによって、被検査物２の
表面に付着した異物などの検査を行うため、たとえば、
被検査物２が、アルミニウムや多結晶シリコンなどの薄
膜が形成され、結晶粒などによる凹凸が表面に存在する
半導体ウェハなどであっても、下地部分からの散乱光ま
たは反射光の成分が相殺され、異物などからの散乱光ま
たは反射光９または１０が、下地部分の凹凸からの散乱
光または反射光９または１０と良好な対比をもって安定
かつ明瞭に検出でき、半導体ウェハなどの被検査物２の
表面に付着した異物などの検査の感度を向」二さセるこ
とができる。

（２）、前記（１，１の結果、被検査物２に付着したよ
り微小な異物などを検出することができる。

（３）、前記（１）の結果、表面が鏡面の半導体ウェハ
のみならずアルミニウムや多結晶シリコンなどの薄膜が
形成され、表面が比較的粗い半導体ウェハなどにおいて
も異物検査を行うことができ、半導体ウェハの外観検査
装置の性能が向上される。

（４）、前記ｉ１１の結果、半導体装置の製造におＬＪ
る半導体ウェハの外観検査における生産性が向上される
。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。たとえば、光−電気変換
手段の数は３以」二でもよく、さらに、検査光に対して
被検査物をジグザグに平行移動させることにより、検査
光による被検査物の走査が行われるようにしてもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体ウェハの外観
検査技術に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではなく、たとえば、被検査物の表面に付
着した微細な異物などを検査することが必要とされる技
術に広く適用できる。

［発明の効果］ 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
。

すなわち、被検査物表面に検査光を照射する光源と、前
記被検査物表面の異なる部位における散乱光または反射
光の光量を個別に検出する複数の光−電気変換手段と、
この複数の光−電気変換手段において検出される前記被
検査物表面の異なる部位における散乱光または反射光の
光量の差を算出する比較部と、前記光量の差を所定のし
きい値と比較する判定部とを有する構造であるため、た
とえば、被検査物の表面に凹凸が存在する場合でも、被
検査物の表面の凹凸に起因するノイズとしての散乱光ま
たは反射光が相殺され、目的の異物などからの散乱光ま
たは反射光が、下地部分の凹凸などからの散乱光または
反射光と比較的大きな対比をもって明瞭に検出でき、被
検査物の検査における感度が向上される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である検査装置の要部を示す
説明図、 第２図（８）〜ｔｅｌは複数の光〜電気変換手段によっ
て検出される散乱光または反射光の光量の信号波形の一
例を示す線図である。 １・・・試料台、２・・・被処理物、３・・・検査光、
４・・・光源、５・・・対物レンズ、６・・・スリット
、６ａ、６ｂ・・・透光部、７゜８・・・光−電気変換
手段、９．ｌＯ・・・彼処理物の異なる部位から発生さ
れる散乱光または反射光、１１・・・比較部、１２・・
・判定部。 鴫 １しご覧・イ」）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査物表面の異なる部位から検出される散乱光ま
   たは反射光の光量の差を所定のしきい値と比較すること
   によって該被検査物表面における所定の検査を行うこと
   を特徴とする検査方法。 ２、前記散乱光または反射光が、前記被検査物表面に所
   定の角度でレーザを照射する際に発生される散乱光また
   は反射光であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の検査方法。 ３、前記被検査物が半導体ウェハであり、前記検査が半
   導体ウェハの外観検査であることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の検査方法。 ４、被検査物表面に検査光を照射する光源と、前記被検
   査物表面の異なる部位における散乱光または反射光の光
   量を個別に検出する複数の光−電気変換手段と、この複
   数の光−電気変換手段において検出される前記被検査物
   表面の異なる部位における散乱光または反射光の光量の
   差を算出する比較部と、前記光量の差を所定のしきい値
   と比較する判定部とを有することを特徴とする検査装置
   。 ５、前記光源に対して前記被検査物を回転させつつ平行
   移動させることにより、前記検査光の該被検査物表面に
   対する走査が行われることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の検査装置。 ６、前記被検査物が半導体ウェハであり、前記検査装置
   が半導体ウェハの外観検査装置であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の検査装置。