WO2009142305A1 - 欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置 - Google Patents

欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2009142305A1
WO2009142305A1 PCT/JP2009/059460 JP2009059460W WO2009142305A1 WO 2009142305 A1 WO2009142305 A1 WO 2009142305A1 JP 2009059460 W JP2009059460 W JP 2009059460W WO 2009142305 A1 WO2009142305 A1 WO 2009142305A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
light
inspected
stress
defect
polarized
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/059460
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
一文 坂井
一洋 野中
Original Assignee
独立行政法人産業技術総合研究所
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 独立行政法人産業技術総合研究所 filed Critical 独立行政法人産業技術総合研究所
Priority to KR1020107025883A priority Critical patent/KR101240860B1/ko
Priority to CN2009801180032A priority patent/CN102037348B/zh
Priority to US12/993,389 priority patent/US8599379B2/en
Priority to EP09750667.9A priority patent/EP2287594A4/en
Publication of WO2009142305A1 publication Critical patent/WO2009142305A1/ja
Priority to HK11109907.0A priority patent/HK1155805A1/xx

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G01N21/9505—Wafer internal defects, e.g. microcracks
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • G01N29/2418—Probes using optoacoustic interaction with the material, e.g. laser radiation, photoacoustics
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G06T7/001—Industrial image inspection using an image reference approach
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4792—Polarisation of scatter light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G01N2021/8848—Polarisation of light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G01N2021/8896—Circuits specially adapted for system specific signal conditioning
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30148—Semiconductor; IC; Wafer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • the present invention relates to a method and a defect inspection apparatus for inspecting a defect in an inspection object, and in particular, inspecting a defect for detecting and / or classifying a defect in an inspection object that requires a high degree of homogeneity, such as a semiconductor wafer.
  • the present invention relates to a method and a defect inspection apparatus.
  • a defect existing inside a wafer causes deterioration of electrical characteristics of a semiconductor device as a product and causes a defect. Therefore, when manufacturing a semiconductor device, a defect is inspected for a wafer in a stage before semiconductor manufacturing or a wafer that has been subjected to process processing on the surface after entering the manufacturing process. If the process is performed directly on a defective wafer, it becomes a defective product as a final semiconductor product, so it is necessary to remove the defect in advance.
  • Non-destructive inspection methods include electrical methods and non-contact inspection methods using light and ultrasonic waves.
  • the electrical inspection method applies an electrical signal to the wafer by attaching an electrode to the wafer or pressing a probe, and detects the presence of a defect in the wafer from a change in the electrical signal. It is difficult to determine the position of the substrate, and contact with an electrode or the like may be necessary, so that it cannot be used for a wafer in a product manufacturing stage.
  • Defect detection using ultrasonic waves is a method in which ultrasonic waves are applied to an object to be inspected and ultrasonic waves reflected from the defects are detected by a detector. It can be used to detect defects inside materials that do not transmit light, such as metal, so it is used for inspection inside packages, but it is used to detect wafer defects and foreign matter with high resolution in terms of detection limit and resolution. I will not.
  • the inspection method using light is to detect light scattered by defects and foreign matter with a dark field or bright field optical system and simultaneously detect the position of the defect.
  • a laser transparent to silicon is used to detect defects inside the wafer, and a visible light laser is used to detect defects on the surface or surface layer.
  • Patent Document 1 An electromagnetic ultrasonic wave is transmitted to an object to be inspected, and a laser is directed to the same part as the excitation part of the object to be inspected by the ultrasonic wave.
  • an ultrasonic flaw detection method for an object to be inspected such as a pipe and a steel material.
  • Patent Document 2 surface acoustic waves are incident on an object to be inspected from an ultrasonic transducer, a laser is irradiated on the surface of the object to be inspected, and the reflected light is received.
  • a defect detection apparatus that detects a frequency difference between emitted light and reflected light, and detects a defect by measuring a vibration speed of an inspection object based on the difference.
  • Patent Document 3 a surface of an object to be measured is irradiated with a pulse laser to generate an elastic wave, and a laser for a continuous wave signal is irradiated on the surface of the object to be measured coaxially with the pulse laser.
  • a material nondestructive inspection method and apparatus for detecting an internal defect of an object to be measured by detecting a change in a frequency component by entering reflected light affected by a scattering surface and an elastic wave into a laser interferometer is described. .
  • Patent Document 4 a laser is irradiated on an inspection object such as a semiconductor wafer, reflected and scattered light from the inspection object is detected in a plurality of directions, and the directivity of the reflected and scattered light is detected by comparing the detection results. Describes that a defect such as a flaw in an object to be inspected and a foreign object are distinguished from each other.
  • Patent Document 5 a laser is incident on a sample to be inspected, and the scattered light and emitted light are divided into a plurality of different wavelength bands to form an image on an imaging device, and the content of the defect is identified from the obtained plurality of images. Describes defect inspection methods.
  • Patent Document 6 irradiates two pulsed lasers with different incident angles and shifted oscillation timings on the surface of a semiconductor wafer or the like, and one of the lasers scatters both particles and pits. An inspection method is described in which the other laser is set so that the scattered light from the pits is reduced, and the particle or pit is discriminated from the detection result of both scattered lights.
  • the wavelength ⁇ 1 at which the reflectance R becomes a maximum value and the wavelength ⁇ 2 at which the reflectance R becomes a minimum value when the wavelength of the laser incident on the test object is changed are obtained, and the wavelengths ⁇ 1, ⁇ 2 are obtained.
  • Patent Document 9 a laser beam is irradiated on a wafer surface to scan, and light reflected or scattered on the wafer surface is received by a plurality of light receiving systems having different light receiving angles (high angle and low angle) with respect to incident light.
  • a method for inspecting the surface of a semiconductor wafer in which a difference in standard particle conversion size based on a ratio of received light intensity in a plurality of light receiving systems is obtained to determine the form and type of a defect is described.
  • Patent Document 10 is by the present inventor, and changes in the intensity of light scattered by a cavity defect before and after applying an ultrasonic wave when a laser beam is irradiated on the wafer surface with and without applying an ultrasonic wave to the wafer. Is detected by the light receiving means arranged in the polarizer and the crossed Nicol, and the foreign matter is judged from the intensity change.
  • Patent Documents 1 and 2 internal cavity defects cannot be detected with high resolution.
  • Patent Document 3 the presence or absence of an internal defect is detected, but the influence of the scattering surface of the material surface due to ultrasonic waves is detected by signal light, which is suitable for nondestructive inspection of concrete structures. It is not suitable for detecting internal defects such as high resolution.
  • Patent Documents 4 and 5 the content of the defect is identified from the relationship between the directivity of reflected / scattered light and the wavelength band, but it is not suitable for accurately detecting the internal defect. Further, in Patent Document 6, since the two pulse lasers are irradiated at different timings, the configuration and the control mechanism become complicated, and even if surface defects such as particles and pits can be detected, internal cavity defects It is not suitable for detecting.
  • Patent Documents 7 and 8 surface defects and internal defects are distinguished and detected based on the difference in wavelength, but it cannot be determined whether or not the defects are internal cavity defects.
  • Patent Document 9 the type and form of the defect on the wafer surface are determined from the combination of numerical values of the standard particle equivalent size of the scatterer based on the scattered light intensity ratio at different light receiving angles. I can't do it.
  • the surface layer crack or the like could not be detected even in the conventional electrical inspection or the inspection of the defect using light or stress.
  • the removal method and reproducibility vary depending on the type of defect. For this reason, it has been required to inspect the defects so that foreign matters on the surface of the object to be inspected, defects such as cracks on the surface layer and internal precipitates can be distinguished and detected with high resolution and the defects can be classified.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and a method for inspecting a defect of an object to be inspected according to the invention according to claim 1 applies a state in which no stress is applied to the object to be inspected and stress is applied. And inspecting the defect of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with polarized light with a polarizer and detecting the scattered light.
  • the polarization component of the P-polarized light and the S-polarized light are obtained by the polarization separation means disposed in the dark field of the scattered light irradiated at the position on the surface of the inspection object. In this case, the intensity of each component light is obtained.
  • the invention according to claim 3 quoting either one of claims 1 and 2 is characterized in that the polarization direction of scattered light obtained in a state where no stress is applied to the object to be inspected and the stress to the object to be inspected.
  • a predetermined threshold When the difference between the polarization direction of the scattered light obtained in the applied state exceeds a predetermined threshold, it is determined that the defect in the object to be inspected is a crack or a cavity defect, and when the predetermined threshold is not exceeded, other types of It is intended to determine that it is a defect.
  • the object to be inspected is placed on a vacuum chuck via a height adjusting member, and the object to be inspected is applied by a vacuum chuck.
  • a stress is applied to the object to be inspected by applying a suction action.
  • the invention according to claim 5 that cites any one of claims 1 to 3 is configured such that the object to be inspected is placed on a vacuum chuck via a piezoelectric element, and the suction action by the vacuum chuck is performed on the object to be inspected. In addition, the stress is applied to the object to be inspected by adding the action of the piezoelectric element.
  • the object to be inspected is heated and / or cooled while the object to be inspected is placed on a heating stage.
  • the stress is applied by generating a thermal stress on the inspection object.
  • the invention according to claim 7 that cites any one of claims 1 to 3 applies stress to the object to be inspected by applying an ultrasonic wave to the object to be inspected.
  • the object to be inspected is a silicon wafer for manufacturing a semiconductor, and an infrared ray is used as an irradiation light to detect an internal cavity defect. Detection is performed.
  • the defect inspection apparatus can be switched between a support part for placing the object to be inspected, a state in which stress is applied to the object to be inspected placed on the support part, and a state in which no stress is applied.
  • a stress applying means, and a light source device that irradiates light of a wavelength that can penetrate into the inspected body via a polarizer on the surface of the inspected object supported by the support portion in an oblique direction with respect to the surface;
  • a scanning drive unit for relatively moving the object to be inspected and the light source device; polarization separation means disposed at a position of a dark field that receives scattered light of light irradiated on the object to be inspected;
  • a light receiving unit having a P-polarized light receiving unit and an S-polarized light receiving unit that separately detect the P-polarized component light and the S-polarized component light separated by the polarization separating unit; and a stress application state in the stress applying unit;
  • the polarized light separating means is a beam displacer
  • the light receiving means is a CCD image pickup device
  • component light of P-polarized light and S-polarized light separated by the beam displacer Is formed on a CCD.
  • the polarization separation means is a polarization beam splitter
  • the light receiving means is a CCD for each of the images of P-polarized light and S-polarized component light separated by the polarization beam splitter. This is a separate CCD imaging device that forms an image on top.
  • the invention according to claim 12 that cites any one of claims 9 to 11 is characterized in that a support portion of the object to be inspected applies a suction action to the object to be inspected placed via a height adjusting member.
  • a vacuum chuck that applies stress to the object to be inspected is provided.
  • the invention according to claim 13 that cites any one of claims 9 to 11 includes a supporting portion of the object to be inspected comprising a vacuum chuck and a piezoelectric element disposed on the upper side of the vacuum chuck, A stress is applied to the object to be inspected by applying a deformation action by the piezoelectric element in a state where a suction action by the vacuum chuck is applied to the object to be inspected placed on the piezoelectric element. It is.
  • the support portion of the object to be inspected is formed as a heating stage and / or a cooling stage, and the heating stage and / or the cooling stage is provided on the heating stage and / or the cooling stage.
  • the mounted test object is heated and / or cooled to generate a thermal stress on the test object, thereby applying a stress.
  • the invention according to claim 15 that cites any one of claims 9 to 11 is an ultrasonic wave generating means for causing an ultrasonic wave to act on the object to be inspected placed on a support portion of the object to be inspected. And applying an ultrasonic wave to the inspection object by the ultrasonic wave generating means to apply stress to the inspection object.
  • the invention according to claim 16 that cites any one of claims 9 to 15 is such that the light source device generates infrared light, and the inside of a silicon wafer for manufacturing a semiconductor as the object to be inspected. A cavity defect is detected.
  • the P-polarized component light and the S-polarized component light of the scattered light are simultaneously measured, and stress is applied
  • defects in the object to be inspected and detecting defects such as internal precipitates, cavity defects, surface foreign matter or scratches, and cracks in the surface layer, and specifying the type And classify defects.
  • (B) It is a figure which shows the example of the polarization direction of the scattered light by a defect. It is a figure which shows the example of the polarization direction when a stress is applied to a to-be-inspected object, (a) When there is no defect, (b) The case with a defect is shown. (A) It is a figure which shows the change according to the ultrasonic frequency of the scattered light intensity
  • the surface of the inspection object having a high degree of uniformity is irradiated with light having a wavelength that can penetrate into the inspection object, and the scattering is measured and analyzed to inspect the defect.
  • objects to be inspected include wafers for the production of semiconductor circuits such as ICs, substrates for the production of optical functional elements such as diffraction gratings, superlattice structures, MEMS structures, glass for liquid crystal panels, reticles, etc. It is important that they have a high degree of uniformity.
  • the light applied to the object to be inspected is light having a wavelength that can penetrate the inside of the object to be inspected, and laser light or halogen lamp light that has been split into a beam or the like is used.
  • a case where a laser is used will be described.
  • the object to be inspected has a high degree of uniformity as described above. As a typical example, a case of a silicon wafer for manufacturing a semiconductor circuit will be described.
  • a polarized laser beam is applied to the laser that can penetrate into the object to be inspected, and the surface of the wafer is irradiated obliquely and the scattered light is detected by a light detection means placed in the dark field.
  • a light detection means placed in the dark field.
  • Such detection of scattered light is performed on wafers in a state where stress is applied and in a state where stress is not applied, and the detection result is analyzed to detect and classify defects.
  • Polarization by the polarizer may be elliptical polarization as well as linear polarization.
  • the scattered light from the defect inside the crystal preserves the polarization direction of the incident light, and when the stress is applied to the specimen, the polarization state Is known to change.
  • the polarization state of scattered light differs depending on whether stress is applied to the wafer or not, stress is applied to the cavity defect (COP) inside the crystal because the elastic modulus of the cavity and silicon differ greatly. As a result, an elastic strain occurs in this vicinity.
  • the cavity defect inside the crystal is generally octahedral, and stress is concentrated particularly near the corner of the cavity. Due to the strain field in the crystal structure near the local cavity, the scattered light is normally scattered by the scattered light. In the cavity defect inside the crystal, the polarization state of the scattered light changes with respect to the incident light due to the action of stress. Arise. Therefore, with respect to the scattered light due to the cavity defect inside the crystal, the state of the scattered light detected in a state where stress is applied is different from that in the state where stress is not applied.
  • the polarization direction of the scattered light is equal to the polarization direction of the incident light, like the cavity defect.
  • the elastic constant of the precipitate is generally large, the stress due to the strain field is small and the photoelastic effect is weak.
  • Scattered light does not occur in a portion where there is no defect when the wafer surface is irradiated with a laser, and therefore the scattered light is not detected by the two-dimensional light detection means arranged in the dark field.
  • Scattered light is detected by a two-dimensional light detection means at a place where there is a defect, and the scattered light is detected as an image in which bright spots due to scattered light are unevenly distributed on a black background, for example, as shown in FIG.
  • FIG. 3 schematically shows the principle of inspecting an object to be inspected according to the present invention for detecting defects and classifying the defects according to the type, and a laser that gives polarized light to the inspected object W as described above. Is incident and scattered by a defect, and the characteristics of the scattering state and the change in polarization direction are different depending on the type of defect.
  • a laser beam LB having a wavelength capable of penetrating the inside of the inspected object W is polarized by the polarizer P and irradiated obliquely to the surface of the wafer W as an incident beam IB.
  • the laser beam SB scattered by the defect D is polarized and separated by the beam displacer BD arranged in the dark field.
  • SF indicates that there is a stress field around the defect when stress is applied to the wafer.
  • the P-polarized component beam and the S-polarized component beam are separated by about 2 mm (determined by the length of the calcite).
  • the image (PI) using P-polarized component light and the image (SI) using S-polarized component light are shown separately to be separate images. Captured as an image.
  • the distribution image (PI, SI) of bright spots by scattered light for the same defect the distribution pattern of bright spots is approximate, but the characteristics such as the brightness of each bright spot are due to the P-polarized component light and S It differs depending on the polarization component light.
  • the values characterizing the bright spots in the image (PI) with P-polarized component light and the image (SI) with S-polarized component light are respectively obtained, and the ratio of the values in both component lights is obtained.
  • the integrated intensity value of the bright spot in each image is obtained.
  • the integrated intensity value of the bright spot is obtained by integrating the luminance value of the pixel in the area including the periphery of the bright spot within this area. This area includes the position of the peak luminance point, the luminance value at the peak point, and the peak value.
  • a position that is an intermediate luminance value that is an average of the luminance value at the location and the luminance value of the background is obtained, and one side is twice the distance from the peak location to the location that becomes the intermediate luminance value with the peak location at the center.
  • Integral intensity values are obtained for each bright spot in the image (PI), and data of the position of the bright spot and the integrated intensity value are stored. Similarly, an integrated luminance value is obtained for each bright spot in the image (SI), and data of the position of the bright spot and the integrated intensity value are stored. In this way, the operation of acquiring and storing the scattered light intensity (integrated intensity value) at the position where the scattered light is generated by irradiating the surface of the wafer with the laser and the data of the position where the bright spot exists is applied to the wafer. This is performed for each of a state where no stress is applied and a state where stress is applied to the wafer.
  • the polarization direction of the scattered light with no stress applied at the same position on the object to be inspected is compared with the polarization direction of the scattered light with the stress applied. Then, it is determined whether or not the difference exceeds a certain threshold value, and this is used as an index for defect type determination.
  • the polarized light may be elliptically polarized light as well as linearly polarized light. In the case of elliptically polarized light, the direction of the major axis is the direction of polarized light.
  • the polarization direction of the scattered light is obtained as shown in FIG.
  • the P-polarized light intensity is the polarization intensity for a certain bright spot in the image (PI)
  • the S-polarized light intensity is the polarization intensity for the corresponding bright spot in the image (SI).
  • the ratio between the P-polarized light intensity and the S-polarized light intensity corresponds to a tangent function and represents the polarization direction.
  • the polarization direction is an amount obtained as a ratio between the P-polarized light intensity and the S-polarized light intensity, and this polarization direction is also obtained for incident light.
  • FIG. 6A shows an example of the polarization direction of the incident light
  • FIG. 6B shows an example of the polarization direction of the light scattered by the defects on the wafer, which is the polarization direction of FIG. 6A.
  • the polarization direction of the scattered light varies depending on the scatterer (defect), but generally varies slightly from the polarization direction of the incident light.
  • FIG. 7 (a) and 7 (b) show a comparison between the case where there is no crack or cavity defect and the case where it exists, and FIG. 7 (a) shows that there is no crack or cavity defect and the polarization direction is changed by applying stress. Assuming that there is no change, when a crack or a cavity defect exists, the polarization direction changes as shown in FIG.
  • this scattered light is due to cracks or cavity defects inside the crystal, and no stress is applied.
  • the difference in the polarization direction of the scattered light between the applied state and the applied state is smaller than a certain threshold value and does not change so much, it is considered that this scattered light is due to foreign matter or precipitates on the surface,
  • the defect is classified based on the detection result of the scattered light.
  • This threshold value varies depending on the type of the inspection object including the wafer and the form of the defect, and a value corresponding to the type of the inspection object is obtained in advance.
  • the type of defect can be classified according to whether or not there is such a change in polarization direction and the intensity of polarized light.
  • Table 1 shows a classification table.
  • the polarization direction of incident light is S-polarized light, which is generally due to the use of the S-polarized component to observe internal defects.
  • the change in the polarization direction due to each defect is as follows.
  • the internal cavity defect preserves the polarization direction of the scattered light as in the case of the internal precipitate. Therefore, it is the same as the internal precipitate when no stress is applied.
  • a stress field exists around the cavity defect, and a change occurs in the P-polarized light component and the S-polarized light component, resulting in a change in the polarization direction.
  • a crack is a defect that reaches from the surface to the inside, and is thought to be similar to a cavity defect.
  • the curvature radius of the tip of the crack is very small, a larger stress is concentrated than the cavity defect, and the change in the polarization direction is larger than that of the cavity defect.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show the results of measuring the polarization component intensity when the ultrasonic wave generating means is used as the stress applying means.
  • FIG. 8A shows changes in the intensity of the P-polarized light and S-polarized light of the scattered light according to the ultrasonic frequency when no ultrasonic wave is applied to the silicon wafer as the object to be inspected. Represents S-polarized light.
  • FIG. 8B shows the polarization direction obtained from the ratio between the intensity of P-polarized light and the intensity of S-polarized light. Thus, the polarization direction becomes a substantially constant value when no ultrasonic wave is applied.
  • FIG. 9A shows the change of the intensity of P-polarized light and S-polarized light according to the ultrasonic frequency when ultrasonic waves are applied to the silicon wafer, ⁇ represents P-polarized light, and ⁇ represents S-polarized light.
  • FIG. 9B shows the polarization direction obtained from the ratio between the intensity of P-polarized light and the intensity of S-polarized light.
  • the polarization direction changes as a whole, and in particular, the polarization direction changes by about 2 ° particularly near an ultrasonic frequency of 70 kHz.
  • the defect in the inspection object is detected from the polarization component intensity of the scattered light when no stress is applied and when the stress is applied, and the type of the defect is determined with reference to Table 1.
  • the penetration depth is several microns from the surface with a visible light laser, whereas the infrared laser extends to the entire inside of the wafer, so it is suitable for detecting cavity defects inside the wafer.
  • the oxide film formed on the wafer is transparent to visible light, and cracks and cavity defects in the film can be detected.
  • FIG. 10 shows a flow of a process for detecting a defect of the object to be inspected.
  • FIG. 11 showing one embodiment of a defect inspection apparatus for an inspection object according to the present invention.
  • a silicon wafer for manufacturing a semiconductor circuit is used as the object to be inspected, and a case where a laser is used as the irradiation light will be described.
  • reference numeral 1 denotes an XY stage, which includes a base 1a and a base plate 1b mounted on the base 1a and capable of being driven in the XY directions.
  • Reference numeral 2 denotes a device to be inspected for mounting a wafer W mounted on the base plate 1b of the XY stage 1, and in this example, a vacuum chuck is used.
  • Reference numeral 3 denotes a plate-like piezoelectric element, on which a wafer W is placed, and a vacuum chuck as the wafer fixing device 2 and the piezoelectric element 3 are bent and deformed on the wafer W by the action of the piezoelectric element together with suction by the vacuum chuck. , And constitutes means for applying stress into the wafer.
  • Reference numeral 4 is a laser device, which uses a laser having a wavelength that can penetrate into a silicon wafer, for example, a wavelength of 375 nm.
  • Reference numeral 5 denotes a polarizer that gives polarized light to the laser
  • 6 denotes a condenser lens
  • M denotes a reflecting mirror.
  • Reference numeral 7 denotes a CCD imaging device disposed at a dark field position where the incident beam (IB) which is polarized by the polarizer 5 and is incident obliquely on the surface of the wafer receives the scattered light SB incident on the surface of the wafer W and scattered.
  • Reference numeral 8 denotes the objective lens
  • reference numeral 9 denotes a beam displacer for polarizing and separating the light transmitted through the objective lens.
  • Reference numeral 10 is a drive control unit, which performs movement control of the wafer W in the XY directions by the XY stage 1, suction operation control by a vacuum chuck as the inspection object fixing device 4, operation control of the piezoelectric element, and operation control of the laser device.
  • Reference numeral 20 denotes an image analysis processing device for performing arithmetic processing on image data of scattered light picked up by a CCD image pickup device, and includes storage means necessary for the image analysis processing.
  • Reference numeral 21 denotes a display for displaying an image obtained by the CCD imaging device, an analysis processing result, and the like.
  • FIGS. 12A to 12C show examples of the form of the wafer fixing device 2 and stress applying means
  • FIG. 12A shows a combination of the vacuum chuck and the piezoelectric element in FIG.
  • the vacuum chuck VC as the wafer fixing means applies a suction action to the wafer W placed via the piezoelectric element by the suction action of the vacuum pump VP.
  • the piezoelectric element PZT is operated by a voltage applied from the piezoelectric element driving unit PZTD, imparts a deformation action to the wafer W, and stress is applied to the wafer W.
  • FIG. 12B applies the stress to the wafer W only by the action of the vacuum chuck VC.
  • a height adjustment member AS corresponding to the thickness is provided, a wafer W is placed on the upper side, and the wafer W is deformed by the action of the vacuum chuck VC.
  • the stress application action is performed.
  • FIG. 12C shows the application of stress to the wafer W by the heating device HS.
  • the overall thermal expansion coefficient is a non-uniform medium. Arise.
  • a certain amount of stress concentration occurs in the periphery of a defect such as a crack.
  • the object to be inspected depends on the heating method. Stress can be generated inside the body.
  • the range of heating of the object to be inspected is divided into a plurality of areas, and heating means or cooling means having different heating amounts are arranged in each area, and heating or cooling action is performed to inspect.
  • the heating state in the body becomes non-uniform so that stress is generated inside. For example, even if one surface side of the object to be inspected is heated by the heating means and the other surface side is cooled by the cooling means, a difference in thermal expansion occurs between the upper surface and the lower surface so that stress is generated inside. can do.
  • means for applying stress to the object to be inspected include those that float only near the center of the object to be inspected and suck it downward, and places a weight around the object to be inspected and near the center of the object to be inspected
  • Various methods are conceivable, such as applying a load by pressing the tip from below with the tip of a pressing rod. Further, a method of applying stress by applying tension, torsion, shearing, and bending load to the object to be inspected via a jig is also applied.
  • an inspection object fixing means that includes an ultrasonic wave generation means and applies stress by applying ultrasonic waves to the inspection object.
  • the object to be inspected is not deformed in a macro form, but it can be said that stress in a micro form is applied by the vibration action of ultrasonic waves.
  • the stress applying means can be appropriately selected and used according to the type, size, and conditions of the object to be inspected.
  • the present invention is highly uniform such as a wafer for manufacturing a semiconductor circuit such as an IC, a substrate for manufacturing an optical functional element such as a diffraction grating, a superlattice structure, a MEMS structure, glass for a liquid crystal panel, and a reticle.
  • a defect in an inspection object made of a material having a property and classifying the type of the defect it can be used for evaluating the quality of the inspection object and determining how to remove the defect.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

　光源装置（４）からの光をポラライザー（５）を介して偏光を与えて被検査体Ｗに対し斜め方向に入射させ、その散乱光（ＳＢ）を暗視野に配置された偏光分離素子（９）を有するＣＣＤ撮像装置（７）で撮像し、得られたＰ偏光成分画像とＳ偏光成分画像とについて成分光強度を得て、それらの比としての偏光方向を求める。被検査体に応力を印加していない状態と、応力を印加した状態の光散乱体の撮像により得られた画像から成分光強度、偏光方向を求め、所定の閾値と対比することにより、被検査体における内部析出物、空洞欠陥、表面の異物ないしスクラッチ、表層のクラックの欠陥を精度よく検出し、欠陥の種類を特定して欠陥を分類することができる。

Description

欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置
　本発明は、被検査体の欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置に関し、特に半導体ウエハのように高度の均質性が要求される被検査体の欠陥の検出及び／または分類を行う欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置に関する。
　半導体の製造工程において、ウエハの内部に存在する欠陥は、製品としての半導体デバイスの電気的な特性の劣化、不良の原因となる。そのため、半導体装置を製造するにあたっては、半導体製造前の段階のウエハ、あるいは製造工程に入って表面に工程処理のなされたウエハに対し欠陥の検査を行う。欠陥があるウエハにそのまま工程処理を行っていくと、最終的な半導体の製品として不良品になるので、あらかじめ欠陥の除去を行っておく必要がある。
　近年において、半導体デバイスの集積度が増すとともに、デバイスを構成するパターンの微細化が進む中で、検出すべきウエハの欠陥のサイズも小さくなり、それだけ高い欠陥の検出能力が必要となっている。また、欠陥の検出には、破壊的方法と非破壊的方法があり、前者はウエハをエッチング液で溶かしたり、物理的に削るなどにより、欠陥を表面に出し、顕微鏡や電子顕微鏡などで観察するものである。しかしながら、この方法で検査したウエハは半導体デバイスの製造には使用できなくなる。
　非破壊的な検査の方法としては、電気的方法、光や超音波を用いた非接触検査方法がある。電気的な検査の方法は、ウエハに電極を付けたり、プローブを押しつけたりして、ウエハに電気信号を与え、電気信号の変化からウエハに欠陥が存在することを検出するものであるが、欠陥の位置を決めることが難しいこと、電極等による接触が必要なこともあり、製品の製造段階でのウエハに用いることはできない。
　超音波による欠陥検出は、被検査体に超音波を印加して、欠陥から反射される超音波を検出器で検出する方法である。金属等の光が透過しない材料の内部の欠陥でも検出できることから、パッケージ内部の検査等に使用されるが、検出限界や分解能の点でウエハの欠陥や異物を高分解能で検出するのには使われない。
　光を用いた検査方法は、欠陥や異物による散乱光を暗視野や明視野の光学系で検出し、欠陥の位置を同時に検出するものである。ウエハ内部の欠陥検出にはシリコンに対して透明なレーザーが使用され、表面ないし表層の欠陥の検出には可視光レーザーが使用される。
　光、超音波を用いた欠陥の検査について、次のような文献に開示されている。
　特許文献１には、被検査体に電磁超音波を送信するとともに、その超音波による被検査体の励振部分と同じ部分にレーザーを向け、その反射信号に基づいて被検査体の欠陥、板厚等を検出するようにした配管、鋼材等の被検査体の超音波探傷方法について記載されている。
　特許文献２には、被検査物に対して超音波振動子から表面弾性波を入射するとともに、被検査物の表面にレーザーを照射し、その反射光を受光して、信号処理装置によりレーザーの出射光と反射光との周波数の差を検出し、その差によって被検査物の振動速度を測定し欠陥を検出する欠陥検出装置について記載されている。
　特許文献３には、被測定物面にパルスレーザーを照射して弾性波を生じさせ、連続発振の信号用のレーザーをパルスレーザーと同軸上に被測定物面に照射し、被測定物面の散乱面及び弾性波の影響を受けた反射光をレーザー干渉計に入射して周波数成分の変化を検出することにより被測定物の内部欠陥を検出する材料非破壊検査方法、装置について記載されている。
　特許文献４には、半導体ウエハ等の被検査物にレーザーを照射し、被検査物からの反射散乱光を複数方向で検知し、検知結果を比較して反射散乱光の指向性を検出することにより被検査物における傷等の欠陥と異物とを区別して検出することについて記載されている。
　特許文献５には、被検査試料にレーザーを入射させ、その散乱光、発光を複数の異なる波長帯に分割して撮像装置に結像させ、得られた複数の画像から欠陥の内容を識別する欠陥検査方法について記載されている。
　特許文献６には、半導体ウエハ等の面に対し、入射角度が異なるように設定され、発振のタイミングをずらせた２つのパルス発振レーザーを照射し、一方のレーザーはパーティクルとピットの両方で散乱光を生じ、他方のレーザーはピットによる散乱光が少なくなるように設定して、両方の散乱光の検出結果からパーティクルかピットかを弁別する検査方法について記載されている。
　特許文献７、８には、被検物体に入射させるレーザーの波長を変えた場合に、反射率Ｒが極大値になる波長λ１と極小値になる波長λ２とを求めておき、波長λ１，λ２のレーザーをそれぞれ被検物体に入射させた時の光情報を得ることにより、被検物体のごく表層近傍の欠陥と表面の欠陥を区別するようにした欠陥の検出方法について、またその場合に、レーザーが被検物体に斜めに入射し上方に配置した顕微鏡により欠陥の散乱像を全体的に観察することについて記載されている。
　特許文献９には、ウエハ表面にレーザーを照射して走査させ、ウエハ表面で反射あるいは散乱した光を、入射光に対する受光角度が異なる（高角度、低角度）複数の受光系で受光し、これら複数の受光系における受光強度比に基づく標準粒子換算サイズの差異を求め、欠陥の形態、種類を判別するようにした半導体ウエハ表面の検査方法について記載されている。
　特許文献１０は本発明者によるものであり、超音波をウエハに印加した状態及び印加していない状態においてウエハ表面にレーザーを照射し、空洞欠陥によって散乱した光の強度の超音波印加前後における変化をポラライザーとクロスニコルに配置した受光手段により検出し、その強度変化から異物を判断するものである。
　特許文献１、２においては、内部の空洞欠陥を高分解能で検出することはできないものである。特許文献３においては、内部欠陥の有無を検出するが、超音波による材料表面の散乱面の影響を信号光で検出するものであり、コンクリート構造物の非破壊検査には適合するが、半導体ウエハ等の内部欠陥を高分解能で検出するのには適合しないものである。
　特許文献４、５においては、反射散乱光の指向性や波長帯域との関係から欠陥の内容を識別するのであるが、やはり、内部欠陥を精度よく検出するのには適合しないものである。また、特許文献６においては、２つのパルスレーザーをタイミングをずらして照射するため、構成、制御機構が複雑になるとともに、パーティクルやピットのような表面の欠陥は検出できても、内部の空洞欠陥を検出するのには適合しない。
　特許文献７、８においては、波長の違いによって表面の欠陥と内部の欠陥とを区別して検出するが、欠陥が内部の空洞欠陥であるか否かを判別することはできない。
　特許文献９において、異なる受光角度での散乱光強度比に基づいて散乱体の標準粒子換算サイズの数値の組み合わせから、ウエハ表面の欠陥の種類、形態を判別するが、ウエハ内部の空洞欠陥について判別することはできない。
　特許文献１０における手法では、表層の異物を検査する場合に、超音波によって表面が変位し、その結果散乱強度が変化するために誤った検出をすることがあり、また、Ｐ偏光あるいはＳ偏光のみを検出しているために欠陥の分類が十分にできないなどの問題がある。
日本国特許公開Ｓ６２－１７７４４７号 日本国特許公開２００１－２０８７２９号 日本国特許公開２００５－１４７８１３号 日本国特許公開２００２－１８８９９９号 日本国特許公開Ｈ１１－２１１６６８号 日本国特許公開２０００－２１６２０８号 日本国特許公開Ｈ１０－２９３１０１号 日本国特許公開Ｈ１０－２９３１０２号 日本国特許第３６６４１３４号 日本国特許公開２００８－８７４０号
　前述したように、半導体ウエハ等の被検査体の欠陥の検査において、従来の電気的な検査、あるいは光、応力を用いた欠陥の検査においても、表層のクラックなどを検出することはできなかった。半導体ウエハのような被検査体の場合、欠陥の種類によりその除去方法や再生可能性は異なるので、被検査体に欠陥が存在することだけでなく、それとともに欠陥の種類を判別することが必要とされ、そのため被検査体表面の異物、表層のクラックと内部の析出物等の欠陥を区別して高分解能で検出でき、欠陥を分類できるように欠陥の検査行うことが求められていた。
　本発明は、前述した課題を解決すべくなしたものであり、請求項１に係る発明による被検査体の欠陥を検査する方法は、被検査体に応力を印加していない状態と応力を印加した状態とにおいて該被検査体内に浸透し得る波長の光をポラライザーにより偏光を与えた上で該被検査体の面に照射しその散乱光を検出することにより被検査体の欠陥を検査する方法であって、前記被検査体に応力を印加していない状態で前記被検査体の面上の位置において偏光を与えた光を該面に対して斜め方向に照射しそれにより生じた散乱光をＰ偏光の成分光とＳ偏光の成分光とに分離し各々の成分光の強度及びそれらの比としての偏光方向を求めることと、前記被検査体に応力を印加した状態で前記応力を印加していない状態で光を照射したのと同じ前記被検査体の面上の位置において偏光を与えた光を該面に対して斜め方向に照射しそれにより生じた散乱光をＰ偏光の成分光とＳ偏光の成分光とに分離し各々の成分光の強度及びそれらの比としての偏光方向を求めることと、前記被検査体に応力を印加していない状態で求められた各々の成分光の強度及び偏光方向と前記被検査体に応力を印加た状態で求められた各々の成分光の強度及び偏光方向を所定の閾値と対比することにより欠陥の検出及び／または分類を行うことと、からなるものである。
　請求項１を引用する請求項２に係る発明は、前記被検査体の面上の位置において照射された光の散乱光を暗視野に配置された偏光分離手段によりＰ偏光の偏光成分とＳ偏光の偏光成分とに分離し各成分光の強度を求めるようにしたものである。
　請求項１または２のいずれか１項を引用する請求項３に係る発明は、前記被検査体に応力を印加していない状態で求められた散乱光の偏光方向と前記被検査体に応力を印加した状態で求められた散乱光の偏光方向との差が所定の閾値を超える時に被検査体における欠陥がクラックまたは空洞欠陥であると判別し、該所定の閾値を超えない時に他の種類の欠陥であると判別するようにものである。
　請求項１～３のいずれか１項を引用する請求項４に係る発明は、前記被検査体を高さ調整部材を介して真空チャック上に載置し、前記被検査体に対し真空チャックによる吸引作用を加えることにより前記被検査体に応力を印加するようにしたものである。
　請求項１～３のいずれか１項を引用する請求項５に係る発明は、前記被検査体を圧電素子を介して真空チャック上に載置し、前記被検査体に対し真空チャックによる吸引作用を加えるとともに圧電素子の作用を加えることにより前記被検査体に応力を印加するようにしたものである。
　請求項１～３のいずれか１項を引用する請求項６に係る発明は、前記被検査体を加熱ステージ上に載置した状態で前記被検査体の加熱及び／または冷却を行って前記被検査体に熱応力を生じさせることにより応力を印加するようにしたものである。
　請求項１～３のいずれか１項を引用する請求項７に係る発明は、前記被検査体に対し超音波を作用させることにより前記被検査体に応力を印加するようにしたものである。
　請求項１～７のいずれか１項を引用する請求項８に係る発明は、前記被検査体が半導体製造用のシリコンウエハであり、照射する光として赤外光を用いて内部の空洞欠陥の検出を行うようにしたものである。
　請求項９に係る発明による欠陥検査装置は、被検査体を載置する支持部と、前記支持部に載置された被検査体に応力を印加する状態と応力を印加しない状態とに切換え可能な応力印加手段と、前記支持部に支持された前記被検査体の面にポラライザーを介して前記被検査体内に浸透し得る波長の光を該面に対して斜め方向に照射する光源装置と、前記被検査体と光源装置とを相対的に移動させるための走査駆動部と、前記被検査体に照射された光の散乱光を受ける暗視野の位置に配設された偏光分離手段と、該偏光分離手段により分離されたＰ偏光の成分光とＳ偏光の成分光とを別個に検出するＰ偏光受光部及びＳ偏光受光部とを有する受光手段と、前記応力印加手段における応力の印加状態及び前記走査駆動部における前記被検査体と前記光源装置との相対的移動を含む動作の制御を行う制御部と、前記被検査体に応力を印加した状態と印加しない状態とにおいてそれぞれ前記受光手段により検出されたＰ偏光の成分光及びＳ偏光の成分光の強度とそれらの比として求められた偏光方向とを所定の閾値と対比することにより前記被検査体における欠陥の検出及び／または欠陥の種類の判別を行う演算処理部と、を備えてなるものである。
　請求項９を引用する請求項１０に係る発明は、前記偏光分離手段がビームディスプレーサであり、前記受光手段がＣＣＤ撮像装置であって、前記ビームディスプレーサにより分離されたＰ偏光及びＳ偏光の成分光による像をＣＣＤ上に結像させるようにしたものである。
　請求項９を引用する請求項１１に係る発明は、前記偏光分離手段が偏光ビームスプリッタであり、前記受光手段が前記偏光ビームスプリッタにより分離されたＰ偏光及びＳ偏光の成分光による像をそれぞれＣＣＤ上に結像させる別個のＣＣＤ撮像装置であるようにしたものである。
　請求項９～１１のいずれか１項を引用する請求項１２に係る発明は、前記被検査体の支持部が高さ調整部材を介して載置された前記被検査体に吸引作用を加えることにより前記被検査体に応力を印加する真空チャックを備えたものである。
　請求項９～１１のいずれか１項を引用する請求項１３に係る発明は、前記被検査体の支持部が真空チャックと、該真空チャックの上側に配設された圧電素子とを備え、該圧電素子上に載置された前記被検査体に対して前記真空チャックによる吸引作用を加えた状態で前記圧電素子による変形作用を付加することにより前記被検査体に応力を印加するようにしたものである。
　請求項９～１１のいずれか１項を引用する請求項１４に係る発明は、前記被検査体の支持部が加熱ステージ及び／または冷却ステージとして形成され、前記加熱ステージ及び／または冷却ステージ上に載置された前記被検査体の加熱及び／または冷却を行って前記被検査体に熱応力を生じさせることにより応力を印加するようにしたものである。
　請求項９～１１のいずれか１項を引用する請求項１５に係る発明は、前記被検査体の支持部に載置された前記被検査体に対し超音波を作用させるための超音波発生手段を備え、該超音波発生手段により前記被検査体に超音波を付加することにより前記被検査体に応力を印加するようにしたものである。
　請求項９～１５のいずれか１項を引用する請求項１６に係る発明は、前記光源装置が赤外光を発生するものであり、前記被検査体としての半導体製造用のシリコンウエハにおける内部の空洞欠陥を検出するようにしたものである。
　本発明による被検査体の欠陥の検査においては、偏光を与えたレーザーを被検査体面に照射し、その散乱光のＰ偏光成分光とＳ偏光成分光とを同時に計測し、応力を印加した場合と印加しない場合とを比較することによって、被検査体における欠陥を検出するとともに、内部析出物、空洞欠陥、表面の異物ないしスクラッチ、表層のクラックというような欠陥を検出し、さらにその種類を特定し、欠陥を分類することができる。
被検査体における欠陥の例を示す図である。 被検査体面にレーザーを照射した際の欠陥による散乱光の結像パターンの例を概略的に示す図である。 本発明による被検査体の検査の原理を概略的に示す図である。 図３においてビームディスプレーサにより分離された異なる偏光成分光を１つのの面に結像した例を示す図である。 成分光強度と偏光方向の関係を表す図である。 （ａ）入射光の偏光方向の例を示す図である。（ｂ）欠陥による散乱光の偏光方向の例を示す図である。 被検査体に応力を印加した時の偏光方向の例を示す図であり、（ａ）欠陥がない場合、（ｂ）欠陥がある場合を示すものである。 （ａ）応力印加手段としての超音波を作用させていない時における欠陥による散乱光強度の超音波周波数に応じた変化を示す図であり、（ｂ）両偏光成分の強度の比から求めた偏光方向の超音波周波数に応じた変化を示す図である。 （ａ）応力印加手段としての超音波を作用させた時における欠陥による散乱光強度の超音波周波数に応じた変化を示す図であり、（ｂ）両偏光成分の強度の比から求めた偏光方向の超音波周波数に応じた変化を示す図である。 本発明による被検査体の欠陥検査の方法を示すフロー図である。 本発明による欠陥検査装置の構成を例示する図である。 図６の欠陥検査装置における応力印加手段の例を示す図であり、（ａ）真空チャックと圧電素子によるもの、（ｂ）真空チャックによるもの、（ｃ）加熱手段によるものを示す。
　本発明においては、高度の均一性を有する被検査体の表面に、被検査体内部に浸透し得る波長の光を照射しその散乱を測定、分析することにより欠陥の検査を行うものである。被検査体としては、ＩＣ等の半導体回路作製のためのウエハ、回折格子等の光学機能素子作製のための基板、超格子構造体、ＭＥＭＳ構造体、液晶パネル用のガラス、レチクル等があり、これらは高度の均一性を有することが重要である。
　被検査体においてその機能上支障となる欠陥としては、図１に示すように、表層におけるクラックａ、表面の異物（上ゴミ）ないしスクラッチｂ、内部における析出物ｃ、空洞欠陥ｄ等がある。このような欠陥が存在する素材を用いて製作された半導体回路や光学機能素子等の製品は、その欠陥のために本来の機能が損なわれることにもなるので、あらかじめ検査し、修復除去可能か使用不能かを判別することが必要である。
　本発明において、被検査体に照射する光は被検査体の内部に浸透し得る波長の光であり、レーザーやハロゲンランプ光を分光しビーム状にしたもの等が用いられる。ここではレーザーを用いた場合について説明する。被検査体は、前述のような高度の均一性を有するものであるが、代表的なものとして半導体回路作製用のシリコンウエハの場合について説明する。
　被検査体の内部に浸透し得る波長のレーザーにポラライザー（偏光子）により偏光を与えた上でウエハの表面に対し斜めに照射してその散乱光を暗視野に配置した光検出手段で検出し、このような散乱光の検出を応力を印加した状態と印加していない状態とのウエハについて行い、検出した結果の分析を行って欠陥の検出、分類を行う。ポラライザーによる偏光は、直線偏光のほか楕円偏光でもよい。
　ウエハの結晶内部の空洞欠陥の場合、ウエハに応力を印加していない状態では、結晶内部の欠陥による散乱光は入射光の偏光方向を保存し、被検査体に応力を印加した状態では偏光状態が変化することが知られている。
　ウエハに応力を印加するかしないかにより散乱光の偏光状態が異なることについてさらに考えてみると、結晶内部の空洞欠陥（ＣＯＰ）では空洞とシリコンとの弾性率が大きく異なるため、応力を印加することにより、この近辺で弾性歪みが生じる。結晶内部の空洞欠陥は、一般的に８面体の形状であり、空洞の角近傍では特に応力が集中し、このような局所的な空洞近辺の結晶構造における歪場により、散乱光に通常散乱で生じないような方向に偏光した散乱波が含まれることになる、というように結晶内部の空洞欠陥では、応力の作用により、入射光に対して散乱光の偏光状態が変化するという光弾性効果が生じる。そのため、結晶内部の空洞欠陥による散乱光については、応力を印加した状態と印加していない状態とで検出される散乱光の状態が異なるようになる。
　ウエハ、またはウエハ上に形成された絶縁膜（酸化膜）表層のクラックは、クラック先端に応力が集中し光弾性効果を示すため、空洞と同様に応力の印加によって偏光方向が変化する。
　これに対して、被検査体の表面の異物の場合には、内部の空洞欠陥とは異なり、散乱の際に偏光状態が変化することが知られている。しかし、表面の異物の場合、周囲が真空やガスであるため、応力を印加した時の光弾性効果が弱く、応力を印加したことによって偏光状態が特に変化することはない。
　また、被検査体内部の析出物の場合には、空洞欠陥と同様に散乱光の偏光方向は入射光の偏光方向と等しいことが実験的に確認されている。しかし、一般に析出物の弾性定数が大きいため、歪場による応力は小さく光弾性効果は弱い。
　ウエハ面にレーザーを照射した時に欠陥がない箇所では散乱光は生ずることがなく、そのため暗視野に配置された２次元光検出手段では散乱光が検出されることない。欠陥がある個所では２次元光検出手段で散乱光が検出され、散乱光は例えば図２のように、黒の背景において散乱光による明るいスポットが偏在する画像として検出される。
　図３は欠陥を検出し、また欠陥を種類に応じて分類する本発明による被検査体の検査の原理を概略的に示すものであり、前述のように被検査体Ｗに偏光を与えたレーザーが入射し、欠陥により散乱すること、また欠陥の種類により散乱の状況、偏光方向の変化が異なることによる特性を用いるものである。被検査体Ｗに対して内部に浸透し得る波長のレーザーＬＢをポラライザーＰにより偏光を与えた上で入射ビームＩＢとしてウエハＷの面に対し斜めに照射し、ウエハＷの表面、表層または内部における欠陥Ｄにより散乱したレーザーＳＢを暗視野に配置したビームディスプレーサＢＤにより偏光分離させる。ＳＦはウエハに応力が印加される状況で欠陥の周りに応力場があることを表している。
　方解石によるビームディスプレーサＢＤを用いた場合、Ｐ偏光成分のビームとＳ偏光成分のビームとが２ｍｍ程度分離（方解石の長さによって決まる）する。このようなビームをＣＣＤカメラで撮像すると、図４に示すようにＰ偏光成分光による画像（ＰＩ）とＳ偏光成分光による画像（ＳＩ）が別々の画像となるように分離して示された画像として撮像される。同じ欠陥についての散乱光による輝点の分布画像（ＰＩ，ＳＩ）において輝点の分布パターンは近似したものになるが、それぞれの輝点の輝度等の特徴は、Ｐ偏光成分光によるものとＳ偏光成分光によるものでは異なったものとなる。
　そこで、Ｐ偏光成分光による画像（ＰＩ）と、Ｓ偏光成分光による画像（ＳＩ）とにおける輝点を特徴づける値をそれぞれ求め、両成分光における値の比をとる。この特徴づける値としては、各画像における輝点の積分強度値を求める。輝点の積分強度値は輝点の周辺を含むエリアにおける画素の輝度値をこのエリア内で積分したものであり、このエリアとしては輝度のピーク箇所の位置と、ピーク箇所における輝度値と、ピーク箇所における輝度値と背景の輝度値との平均である中間輝度値となる位置とを求め、ピーク箇所の位置を中心としピーク箇所から中間輝度値となる位置までの距離の２倍を一辺とする正方形を考え、それを輝度の積分のエリアとする。
　画像（ＰＩ）における各輝点について積分強度値を求め、その輝点の位置と積分強度値とのデータを記憶しておく。同様に、画像（ＳＩ）における各輝点について積分輝度値を求め、その輝点の位置と積分強度値とのデータを記憶しておく。このようにウエハの面にレーザーを照射して散乱光の生じる位置における散乱光強度（積分強度値）と輝点の存在する位置のデータとを取得し記憶する操作を、ウエハに応力を印加していない状態とウエハに応力を印加した状態とについてそれぞれ行う。
　その上で、被検査体における同じ位置における応力を印加していない状態での散乱光の偏光方向と応力を印加した状態での散乱光の偏光方向とを比較してその偏光方向の差を求め、その差がある閾値を超えるか否かを判別し、これを欠陥の種類判別の指標とする。本発明において、偏光は直線偏光のほか楕円偏光でもよい。楕円偏光の場合、長軸の方向を偏光の方向とする。
　各輝点について求められた積分強度値として表される偏光強度をもとに、図５に示すように散乱光の偏光方向を求める。図５においてＰ偏光強度は画像（ＰＩ）におけるある輝点についての偏光強度であり、Ｓ偏光強度は画像（ＳＩ）における対応する輝点についての偏光強度である。Ｐ偏光強度とＳ偏光強度との比は正接関数（tangent）に相当し、偏光方向を表すものである。偏光方向はＰ偏光強度とＳ偏光強度との比として求められる量であり、入射光についてもこの偏光方向が求められる。
　図６（ａ）は入射光の偏光方向の例を示し、図６（ｂ）は図６（ａ）の偏光方向となる入射光がウエハにおける欠陥により散乱した光の偏光方向の例を示す。散乱光の偏光方向は、散乱体（欠陥）に応じてさまざまになるが、一般的に入射光の偏光方向から若干変化する。
　図７（ａ），（ｂ）はクラックや空洞欠陥が存在しない場合と、存在する場合との対比を示し、図７（ａ）はクラックや空洞欠陥が存在せず応力の印加により偏光方向が変化していない場合を示すとして、クラックや空洞欠陥が存在する場合には応力の印加により図７（ｂ）のように偏光方向が変化する。
　応力を印加しない状態と印加した状態とで散乱光の偏光方向の差がある閾値を超える程度に大きくなる場合、この散乱光はクラックや結晶内部の空洞欠陥によるものであり、応力を印加しない状態と印加した状態とで散乱光の偏光方向の差がある閾値より小さく、それほど変化していない場合には、この散乱光が表面の異物か析出物によるものであると考えられる、というように、散乱光の検出結果をもとに欠陥の分類がなされる。この閾値は、ウエハを含む被検査体の種類や、欠陥の形態により異なったものとなり、被検査体の種類等に応じた値をあらかじめ求めておく。
　このような偏光方向の変化があるかないかということと、偏光の強度に応じて欠陥の種類を分類することができ、分類表としてみると表１のようになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１では入射光の偏光方向をＳ偏光としており、これは一般に内部欠陥を観察するのにＳ偏光成分を用いることによるものである。それぞれの欠陥による偏光方向の変化について示すと次のようである。
〔内部析出物〕
　散乱光は入射光の偏光方向を保存することが実験的に確認されており、応力印加なしの場合、そのまま散乱し偏光方向の変化はない。応力印加により異物の周りに応力場が生じ、散乱光強度が変化するが、その効果は小さく、偏光方向の変化も閾値以下である。
〔空洞欠陥〕
　内部の空洞欠陥では内部析出物と同様に、散乱光の偏光方向が保存される。よって、応力印加なしの場合は内部析出物と同様である。応力印加により空洞欠陥の周りに応力場が存在して、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とに変化が生じ、その結果偏光方向に変化が生じる。
〔表面異物またはスクラッチ〕
　表面異物は、偏光解消効果によって、偏光方向を保存しない。よってＰ偏光を入射しても強いＳ偏光成分が観測される。応力印加なしの場合に入射光の偏光方向と散乱光の偏光方向とが大きく異なるならば、その時点で欠陥が表面異物であると判断される。（応力を印加しても、表面異物の周囲には一般に微弱な応力場しか存在しないため、偏光方向の変化はない。）
〔クラック〕
　クラックは表面から内部に達する欠陥であり、空洞欠陥と同様に考えられる。また、クラックはその先端の曲率半径が非常に小さいため、空洞欠陥よりも大きな応力が集中し、空洞欠陥より偏光方向の変化が大きい。
　図８、図９は、応力印加手段として超音波発生手段を用いた場合の偏光成分強度を測定した結果を示している。図８（ａ）は被検査体としてのシリコンウエハに超音波を作用させていない時の散乱光のＰ偏光及びＳ偏光の強度の超音波周波数に応じた変化を示し、●はＰ偏光、○はＳ偏光を表している。図８（ｂ）はＰ偏光の強度とＳ偏光の強度との比から求めた偏光方向を示している。このように、超音波を作用させていない時には偏光方向はほぼ一定の値となる。
　図９（ａ）はシリコンウエハに超音波を作用させた時の散乱光のＰ偏光及びＳ偏光の強度の超音波周波数に応じた変化を示し、●はＰ偏光、○はＳ偏光を表している。図９（ｂ）はＰ偏光の強度とＳ偏光の強度との比から求めた偏光方向を示している。超音波を作用させた時には全体として偏光方向が変化し、その中で特に超音波周波数７０ｋＨｚ近くでは約２°だけ偏光方向が変化している。
　図８、図９のように応力印加していない時と、印加した時との散乱光の偏光成分強度から被検査体における欠陥が検出され、また、表１を参照してその種類が判別される。
　被検査体に照射する光の波長により照射した時の表面からの侵入長に差があり、被検査体の材質や表面からどの程度の深さまでを観察するかという条件に応じて照射光の種類や波長を選択する。半導体回路作製用のウエハの場合、可視光レーザーでは侵入長が表面から数ミクロン程度であるのに対し、赤外光レーザーではウエハ内部の全体に及ぶので、ウエハ内部の空洞欠陥の検出に適合する。また、ウエハ上に形成された酸化膜は、可視光に対して透明であり、膜中のクラックや空洞欠陥が検出可能である。
　ウエハ等の被検査体に応力を印加するには、被検査体に何らかの変形を与えるのであり、被検査体を真空チャックに載置し吸引作用を加えるもの、圧電素子を介して吸引作用を加えるもの、加熱作用によるもの、超音波を作用させるもの、重しによる静荷重と押圧手段により加重を付加するもの等、種々の形態があり、具体的には欠陥検出装置との関係において説明する。
　被検査体の欠陥を検出する工程のフローを示すと、図１０のようになる。
〔欠陥検出装置〕 
　本発明による被検査体の欠陥検査装置の１つの形態を示した図１１を参照して説明する。ここでの被検査体としては半導体回路作製用のシリコンウエハの場合について、また、照射する光としてレーザーを用いた場合について説明する。
　図１１において、１はＸＹステージであり、基台１ａとその上に載架されＸＹ方向に駆動可能な台板１ｂとからなる。２はＸＹステージ１の台板１ｂ上に取り付けられたウエハＷを載置するための被検査体固定装置であり、この例では真空チャックを用いる。３は板状の圧電素子であり、この上側にウエハＷが載置されウエハ固定装置２としての真空チャックと圧電素子３とは、真空チャックによる吸引とともに圧電素子の作用によってウエハＷに曲げ変形作用が与えられるものであり、ウエハ内への応力印加手段を構成している。
　４はレーザー装置であり、シリコンのウエハ内に侵入可能な波長、例えば３７５ｎｍの波長のレーザーを用いる。５はレーザーに偏光を与えるポラライザーであり、６は集光レンズ、Ｍは反射鏡である。７はポラライザー５により偏光を与えられウエハの面に斜めに入射する入射ビーム（ＩＢ）がウエハＷ面に入射して散乱した散乱光ＳＢを受ける暗視野位置に配置されたＣＣＤ撮像装置であり、８はその対物レンズ、９は対物レンズを透過した光を偏光分離するビームディスプレーサである。
　１０は駆動制御部であり、ＸＹステージ１によるウエハＷのＸＹ方向の移動制御、被検査体固定装置４としての真空チャックによる吸引動作制御、圧電素子の動作制御、レーザー装置の動作制御を行う。２０はＣＣＤ撮像装置により撮像された散乱光による画像のデータについて演算処理を行うための画像解析処理装置であり、画像解析処理に必要な記憶手段を備えている。２１はＣＣＤ撮像装置により得られた画像、解析処理結果等を表示するためのディスプレイである。
　図１２（ａ）～（ｃ）はウエハ固定装置２及び応力印加手段の形態の例を示すものであり、（ａ）は図１１における真空チャックと圧電素子を組み合わせたものである。ウエハ固定手段としての真空チャックＶＣは真空ポンプＶＰの吸引作用により圧電素子を介して載置されたウエハＷに吸引作用を与える。圧電素子ＰＺＴには圧電素子駆動部ＰＺＴＤから印加される電圧により動作しウエハＷに変形作用を与え、ウエハＷに応力が印加される。
　図１２（ｂ）は真空チャックＶＣのみの作用でウエハＷに応力を印加するものである。この場合、（ａ）のような圧電素子はなく、それに相当する厚み分の高さ調整部材ＡＳが設けられ、その上側にウエハＷが載置され、真空チャックＶＣの作用によりウエハＷへの変形、応力印加作用がなされる。
　図１２（ｃ）は、加熱装置ＨＳによりウエハＷに応力を印加するものである。被検査体が酸化シリコンの被覆層を有するシリコン層からなる半導体回路作製用のウエハの場合では、全体として熱膨張係数が一様でない媒体であるために加熱による変形が一様でないことにより応力が生じる。また、単一の素材からなるもので全体が熱膨張した場合にもクラック等の欠陥の周辺部においてある程度の応力集中が生じることにもなる。
　このように被検査体の材質において何らかの非均一性がある場合に加熱により内部に応力が生じることになるが、被検査体の材質が均一とみられる場合にも、加熱のし方によりよって被検査体の内部に応力を生じるようにすることができる。そのような加熱のし方としては、被検査体の加熱する範囲を複数の領域に分け、各領域において異なる加熱量となる加熱手段ないし冷却手段を配置し加熱ないし冷却の作用をさせて被検査体における加熱状態が非均一になり内部に応力が生じるようにすることができる。例えば、被検査体の一方の面側を加熱手段により加熱し他方の面側を冷却手段により冷却するということによっても、上面と下面とにおいて熱膨張の差が生じて内部に応力が生じるようにすることができる。
　被検査体に応力を印加する手段としては、これらの形態以外に、被検査体の中央付近だけを浮かして下方に吸引するもの、被検査体の周囲に重しを載せ被検査体の中心付近を下方から押圧棒の先端により押圧し荷重を加えるもの等、種々の手法が考えられる。また、被検査体に対して治具を介して引っ張り、ねじり、せん断、曲げ荷重を与えて応力を印加するという手法も適用される。さらに、被検査体固定手段において超音波発生手段を備えて被検査体に超音波を作用させることにより応力を印加するものがある。超音波の作用の場合、被検査体がマクロな形で変形するのではないが、超音波での振動作用によりミクロな形での応力が加わると言える。このように、対象となる被検査体の種類、寸法、条件に応じて適宜応力印加手段を選択して用いることができる。
　本発明は、ＩＣ等の半導体回路作製のためのウエハ、回折格子等の光学機能素子作製のための基板、超格子構造体、ＭＥＭＳ構造体、液晶パネル用のガラス、レチクルのような高度の均一性を有する材質で構成された被検査体における欠陥を検出し、欠陥の種類を分類することにより、被検査体の品質の評価、欠陥除去のし方の判別のために利用することができる。
１　　ＸＹステージ
１ａ　基台
１ｂ　台板
２　　被検査体固定装置（真空チャックＶＣ）
３　　圧電素子
４　　レーザー装置
５　　ポラライザー（Ｐ）
６　　集光レンズ
７　　ＣＣＤ撮像装置
８　　対物レンズ
９　　ビームディスプレーサ（ＢＤ）
１０　駆動制御部
２０　画像解析処理装置
２１　ディスプレイ
Ｗ　　ウエハ
Ｍ　　反射鏡
ＬＢ　レーザー
ＩＢ　入射ビーム
ＳＢ　散乱光
Ｄ　　欠陥
ＡＳ　高さ調整部材
ＳＦ　応力場
ＰＩ　Ｐ偏光成分光による画像
ＳＩ　Ｓ偏光成分光による画像
ａ　　クラック
ｂ　　表面異物
ｃ　　内部析出物
ｄ　　空洞欠陥

Claims (16)

  1. 　被検査体に応力を印加していない状態と応力を印加した状態とにおいて該被検査体内に浸透し得る波長の光をポラライザーにより偏光を与えた上で該被検査体の面に照射しその散乱光を検出することにより被検査体の欠陥を検査する方法であって、
    　前記被検査体に応力を印加していない状態で前記被検査体の面上の位置において偏光を与えた光を該面に対して斜め方向に照射しそれにより生じた散乱光をＰ偏光の成分光とＳ偏光の成分光とに分離し各々の成分光の強度及びそれらの比としての偏光方向を求めることと、
    　前記被検査体に応力を印加した状態で前記応力を印加していない状態で光を照射したのと同じ前記被検査体の面上の位置において偏光を与えた光を該面に対して斜め方向に照射しそれにより生じた散乱光をＰ偏光の成分光とＳ偏光の成分光とに分離し各々の成分光の強度及びそれらの比としての偏光方向を求めることと、
    　前記被検査体に応力を印加していない状態で求められた各々の成分光の強度及び偏光方向と前記被検査体に応力を印加た状態で求められた各々の成分光の強度及び偏光方向を所定の閾値と対比することにより欠陥の検出及び／または分類を行うことと、
    からなることを特徴とする欠陥を検査する方法。
  2. 　前記被検査体の面上の位置において照射された光の散乱光を暗視野に配置された偏光分離手段によりＰ偏光の偏光成分とＳ偏光の偏光成分とに分離し各成分光の強度を求めるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の欠陥を検査する方法。
  3. 　前記被検査体に応力を印加していない状態で求められた散乱光の偏光方向と前記被検査体に応力を印加した状態で求められた散乱光の偏光方向との差が所定の閾値を超える時に被検査体における欠陥がクラックまたは空洞欠陥であると判別し、該所定の閾値を超えない時に他の種類の欠陥であると判別するようにしたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項に記載の欠陥を検査する方法。
  4. 　前記被検査体を高さ調整部材を介して真空チャック上に載置し、前記被検査体に対し真空チャックによる吸引作用を加えることにより前記被検査体に応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の欠陥を検査する方法。
  5. 　前記被検査体を圧電素子を介して真空チャック上に載置し、前記被検査体に対し真空チャックによる吸引作用を加えるとともに圧電素子の作用を加えることにより前記被検査体に応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の欠陥を検査する方法。
  6. 　前記被検査体を加熱ステージ上に載置した状態で前記被検査体の加熱及び／または冷却を行って前記被検査体に熱応力を生じさせることにより応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の欠陥を検査する方法。
  7. 　前記被検査体に対し超音波を作用させることにより前記被検査体に応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の欠陥を検査する方法。
  8. 　前記被検査体が半導体製造用のシリコンウエハであり、照射する光として赤外光を用いて内部の空洞欠陥の検出を行うようにしたことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の欠陥を検査する方法。
  9. 　被検査体を載置する支持部と、前記支持部に載置された被検査体に応力を印加する状態と応力を印加しない状態とに切換え可能な応力印加手段と、前記支持部に支持された前記被検査体の面にポラライザーを介して前記被検査体内に浸透し得る波長の光を該面に対して斜め方向に照射する光源装置と、前記被検査体と光源装置とを相対的に移動させるための走査駆動部と、前記被検査体に照射された光の散乱光を受ける暗視野の位置に配設された偏光分離手段と、該偏光分離手段により分離されたＰ偏光の成分光とＳ偏光の成分光とを別個に検出するＰ偏光受光部及びＳ偏光受光部とを有する受光手段と、前記応力印加手段における応力の印加状態及び前記走査駆動部における前記被検査体と前記光源装置との相対的移動を含む動作の制御を行う制御部と、前記被検査体に応力を印加した状態と印加しない状態とにおいてそれぞれ前記受光手段により検出されたＰ偏光の成分光及びＳ偏光の成分光の強度とそれらの比として求められた偏光方向とを所定の閾値と対比することにより前記被検査体における欠陥の検出及び／または欠陥の種類の判別を行う演算処理部と、を備えてなることを特徴とする欠陥検査装置。
  10. 　前記偏光分離手段がビームディスプレーサであり、前記受光手段がＣＣＤ撮像装置であって、前記ビームディスプレーサにより分離されたＰ偏光及びＳ偏光の成分光による像をＣＣＤ上に結像させるようにしたものであることを特徴とする請求項９に記載の欠陥検査装置。
  11. 　前記偏光分離手段が偏光ビームスプリッタであり、前記受光手段が前記偏光ビームスプリッタにより分離されたＰ偏光及びＳ偏光の成分光による像をそれぞれＣＣＤ上に結像させる別個のＣＣＤ撮像装置であることを特徴とする請求項９に記載の欠陥検査装置。
  12. 　前記被検査体の支持部が高さ調整部材を介して載置された前記被検査体に吸引作用を加えることにより前記被検査体に応力を印加する真空チャックを備えたものであることを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  13. 　前記被検査体の支持部が真空チャックと、該真空チャックの上側に配設された圧電素子とを備え、該圧電素子上に載置された前記被検査体に対して前記真空チャックによる吸引作用を加えた状態で前記圧電素子による変形作用を付加することにより前記被検査体に応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  14. 　前記被検査体の支持部が加熱ステージ及び／または冷却ステージとして形成され、前記加熱ステージ及び／または冷却ステージ上に載置された前記被検査体の加熱及び／または冷却を行って前記被検査体に熱応力を生じさせることにより応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  15. 　前記被検査体の支持部に載置された前記被検査体に対し超音波を作用させるための超音波発生手段を備え、該超音波発生手段により前記被検査体に超音波を付加することにより前記被検査体に応力を印加するようにしたことを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
  16. 　前記光源装置が赤外光を発生するものであり、前記被検査体としての半導体製造用のシリコンウエハにおける内部の空洞欠陥を検出するようにしたことを特徴とする請求項９～１５のいずれか１項に記載の欠陥検査装置。
PCT/JP2009/059460 2008-05-22 2009-05-22 欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置 WO2009142305A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020107025883A KR101240860B1 (ko) 2008-05-22 2009-05-22 결함을 검사하는 방법 및 결함 검사 장치
CN2009801180032A CN102037348B (zh) 2008-05-22 2009-05-22 检查缺陷的方法及缺陷检查装置
US12/993,389 US8599379B2 (en) 2008-05-22 2009-05-22 Method for inspecting defects and defect inspecting apparatus
EP09750667.9A EP2287594A4 (en) 2008-05-22 2009-05-22 METHOD FOR TROUBLESHOOTING AND TROUBLESHOOTING APPARATUS
HK11109907.0A HK1155805A1 (en) 2008-05-22 2011-09-20 Method for inspecting defects, and defect inspecting apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008133809A JP5007979B2 (ja) 2008-05-22 2008-05-22 欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置
JP2008-133809 2008-05-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009142305A1 true WO2009142305A1 (ja) 2009-11-26

Family

ID=41340231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/059460 WO2009142305A1 (ja) 2008-05-22 2009-05-22 欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8599379B2 (ja)
EP (1) EP2287594A4 (ja)
JP (1) JP5007979B2 (ja)
KR (1) KR101240860B1 (ja)
CN (1) CN102037348B (ja)
HK (1) HK1155805A1 (ja)
WO (1) WO2009142305A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108351311A (zh) * 2015-09-10 2018-07-31 胜高股份有限公司 晶圆检查方法及晶圆检查装置
CN111043958A (zh) * 2013-06-27 2020-04-21 科磊股份有限公司 计量学目标的极化测量及对应的目标设计

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2503326A4 (en) * 2009-11-20 2015-04-15 Nat Inst Of Advanced Ind Scien DEFECT STUDY METHOD, WAFER PLATE SUBJECT TO DEFECT STUDY OR SEMICONDUCTOR ELEMENT MADE BY MEANS OF SUCH WAFER, QUALITY CONTROL METHOD FOR WAFERS OR SEMICONDUCTOR ELEMENTS AND DEVICE FOR DETECTING DEFECTS
CN102890094B (zh) * 2011-07-19 2014-10-01 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种非图案化表面缺陷的离线检测方法
CH705370A1 (de) * 2011-07-31 2013-01-31 Kulicke & Soffa Die Bonding Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Inspektion eines Halbleiterchips vor der Montage.
JP6246458B2 (ja) 2012-06-08 2017-12-13 原子燃料工業株式会社 材料診断方法
JP5673621B2 (ja) * 2012-07-18 2015-02-18 オムロン株式会社 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
CN103175847B (zh) * 2013-03-19 2016-08-10 哈尔滨理工大学 光栅表面缺陷检测装置
CN103279409A (zh) * 2013-06-03 2013-09-04 上海华力微电子有限公司 比特失效模式统计方法及装置
JP6142996B2 (ja) * 2013-06-26 2017-06-07 レーザーテック株式会社 ビア形状測定装置及びビア検査装置
US9653338B2 (en) 2013-12-23 2017-05-16 Kla-Tencor Corporation System and method for non-contact wafer chucking
US10041997B2 (en) * 2014-03-13 2018-08-07 Fei Efa, Inc. System and method for fault isolation by emission spectra analysis
KR101636055B1 (ko) * 2014-04-30 2016-07-05 주식회사 나노프로텍 편광을 이용한 투명기판 상면 이물 검출 방법
TWI585248B (zh) * 2014-09-22 2017-06-01 Ｓｕｍｃｏ股份有限公司 石英玻璃坩堝之破壞檢查方法及是否良好之判定方法
CN105717739A (zh) * 2014-12-05 2016-06-29 家登精密工业股份有限公司 光罩检查机
JP6739899B2 (ja) * 2015-01-16 2020-08-12 キオクシア株式会社 半導体装置の製造方法および半導体製造装置
JP6486757B2 (ja) * 2015-04-23 2019-03-20 株式会社荏原製作所 基板処理装置
CN106556607B (zh) * 2015-09-30 2019-10-08 苍南县三维电子塑胶有限公司 识别显示面板表面灰尘的装置及方法
JP6618354B2 (ja) * 2015-12-28 2019-12-11 国立研究開発法人産業技術総合研究所 欠陥を検査する方法、および欠陥検査装置
JP6770316B2 (ja) * 2016-01-14 2020-10-14 株式会社ディスコ 応力検査装置
JP6683500B2 (ja) * 2016-02-24 2020-04-22 株式会社ディスコ 検査装置及びレーザー加工装置
US20190047895A1 (en) * 2016-02-25 2019-02-14 Corning Incorporated Methods and apparatus for edge surface inspection of a moving glass web
JP6790401B2 (ja) * 2016-03-24 2020-11-25 住友電気工業株式会社 光ファイバ検査装置、光ファイバ製造装置、及び光ファイバ製造方法
US20170284943A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Nilanjan Ghosh Detecting voids and delamination in photoresist layer
JP6625475B2 (ja) * 2016-04-22 2019-12-25 株式会社 東京ウエルズ 欠陥検査方法および欠陥検査システム
US10332810B2 (en) 2016-10-24 2019-06-25 Kla-Tencor Corp. Process modules integrated into a metrology and/or inspection tool
CN108088853B (zh) * 2016-11-23 2021-04-02 阜宁协鑫光伏科技有限公司 一种硅片颗粒粉尘误判线痕优化方法
CN106645197B (zh) * 2016-12-29 2024-01-30 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 检测精密光学元件表面颗粒物的在线检测***及应用方法
KR20180085119A (ko) 2017-01-17 2018-07-26 삼성전자주식회사 기판 가공 방법 및 그를 이용한 반도체 소자의 제조 방법
JP6984860B2 (ja) * 2017-03-03 2021-12-22 国立研究開発法人産業技術総合研究所 欠陥を検査する方法および欠陥検査装置
JP6884202B2 (ja) * 2017-05-15 2021-06-09 三菱電機株式会社 欠陥検査装置および半導体装置の製造方法
US10746534B2 (en) * 2017-07-03 2020-08-18 Saudi Arabian Oil Company Smart coating device for storage tank monitoring and calibration
WO2019009660A1 (ko) * 2017-07-07 2019-01-10 부산대학교병원 내부 반사를 효과적으로 억제하기 위한 편광 안저카메라
CN109387525A (zh) * 2017-08-09 2019-02-26 苏州精濑光电有限公司 一种膜上膜内缺陷的判定方法
US10402963B2 (en) * 2017-08-24 2019-09-03 Kla-Tencor Corporation Defect detection on transparent or translucent wafers
CN107941823A (zh) * 2017-11-23 2018-04-20 苏州艺力鼎丰智能技术有限公司 一种碳纤维汽车零部件表面印刷体缺陷智能检测方法
CN108008554B (zh) * 2017-11-27 2020-09-11 武汉精测电子集团股份有限公司 一种基于弥散斑锐度的点缺陷面积检测方法
JP6978928B2 (ja) * 2017-12-25 2021-12-08 グローバルウェーハズ・ジャパン株式会社 シリコンウェーハの評価方法
RU2764903C1 (ru) * 2018-03-07 2022-01-24 ГАРДИАН ГЛАСС, ЭлЭлСи Способ и система для обнаружения включений в термополированном стекле на основе анализа длин волн
CN108922861B (zh) * 2018-05-14 2021-01-05 北京智芯微电子科技有限公司 基于红外成像定位法的集成电路修补装置及方法
KR102550690B1 (ko) 2018-05-28 2023-07-04 삼성디스플레이 주식회사 타원해석기
CN112437879B (zh) * 2018-07-19 2024-01-16 株式会社富士 检查设定装置及检查设定方法
CN109100363B (zh) * 2018-08-31 2021-10-29 凌云光技术股份有限公司 一种贴合异物缺陷与灰尘的区分方法及***
CN109444261B (zh) * 2018-09-19 2021-06-08 中钢新型材料股份有限公司 一种细颗粒等静压石墨产品内部缺陷检测用音速探伤方法
ES2961355T3 (es) * 2019-03-05 2024-03-11 Philip Morris Products Sa Estación de inspección y método para inspeccionar el material tipo lámina
CN110044929B (zh) * 2019-04-23 2020-05-19 华中科技大学 一种基于暗场照明的曲面玻璃次表面缺陷检测装置
JP7286464B2 (ja) * 2019-08-02 2023-06-05 株式会社ディスコ レーザー加工装置
US20220326192A1 (en) * 2019-09-19 2022-10-13 Jfe Steel Corporation Moving inspection device, moving inspection method, and method for manufacturing steel material
KR102496237B1 (ko) * 2021-09-23 2023-02-06 주식회사 제이디 전극의 표면 및 두께 결함 검사 장치
KR20230067759A (ko) * 2021-11-08 2023-05-17 삼성디스플레이 주식회사 광학 검사 장치 및 이를 이용한 검사 방법
CN114136756B (zh) * 2021-11-15 2024-02-20 长飞光纤光缆股份有限公司 一种光缆发泡填充绳表面缺陷检测方法及生产检测***
TWI801224B (zh) * 2022-04-27 2023-05-01 財團法人工業技術研究院 顯微觀察方法及顯微觀察裝置
JP2024073929A (ja) * 2022-11-18 2024-05-30 アンリツ株式会社 撮像装置、当該撮像装置を用いた検査装置、及び撮像方法
CN116175382B (zh) * 2022-12-29 2024-04-16 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 一种用于降低双面抛光设备碎片风险的检测装置和方法
CN116130377B (zh) * 2023-04-17 2023-09-29 西安奕斯伟材料科技股份有限公司 外延晶圆的缺陷检测方法、装置、***及其制造方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62177447A (ja) 1986-01-31 1987-08-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> 非接触超音波探傷方法
JPH0211668A (ja) 1988-04-04 1990-01-16 Ppg Ind Inc 四級アンモニウム基および三級スルホニウム基を有する顔料粉砕展色剤
JPH04118540A (ja) * 1990-09-10 1992-04-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学部品の欠陥検出方法及びその装置
JPH04128664A (ja) * 1990-09-19 1992-04-30 Nec Yamagata Ltd 加熱試験装置
JPH0518889A (ja) * 1991-07-15 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp 異物検査方法およびその装置
JPH06281589A (ja) * 1993-03-26 1994-10-07 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 欠陥評価装置
JPH07318500A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Hitachi Ltd 物体表面近傍の検査装置
JPH10293102A (ja) 1998-05-11 1998-11-04 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 半導体等における欠陥の検出方法
JPH10293101A (ja) 1998-05-11 1998-11-04 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 半導体等における欠陥の検出方法
JP2000216208A (ja) 1999-01-20 2000-08-04 Hitachi Ltd 外観検査方法および装置ならびに半導体装置の製造方法
JP2001208729A (ja) 2000-01-24 2001-08-03 Toshiba Corp 欠陥検出装置
JP2002188999A (ja) 2000-12-21 2002-07-05 Hitachi Ltd 異物・欠陥検出装置及び検出方法
JP2005093968A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Kazumasa Onishi 真空チャック
JP2005147813A (ja) 2003-11-14 2005-06-09 Kansai Electric Power Co Inc:The レーザ超音波による材料非破壊検査方法及び装置
JP3664134B2 (ja) 1999-10-14 2005-06-22 三菱住友シリコン株式会社 半導体ウェーハ表面の検査方法
JP2008008740A (ja) 2006-06-29 2008-01-17 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 欠陥を検出する方法及びそのための装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1087424A (zh) * 1992-09-29 1994-06-01 昆士兰大学 检测的玻璃中缺陷
JP3381924B2 (ja) * 1995-03-10 2003-03-04 株式会社 日立製作所 検査装置
JPH10293103A (ja) 1997-02-24 1998-11-04 Toray Ind Inc 光学測定方法および装置およびパターン付き基板用光学測定装置
JP4332656B2 (ja) 1998-01-26 2009-09-16 ラトックシステムエンジニアリング株式会社 欠陥検査方法および欠陥検査装置
US6285449B1 (en) * 1999-06-11 2001-09-04 University Of Chicago Optical method and apparatus for detection of defects and microstructural changes in ceramics and ceramic coatings
KR100301067B1 (ko) * 1999-08-23 2001-11-01 윤종용 마이크로 스크래치 검사방법 및 이를 적용한 장치
US6731384B2 (en) * 2000-10-10 2004-05-04 Hitachi, Ltd. Apparatus for detecting foreign particle and defect and the same method
US7109724B2 (en) * 2002-05-01 2006-09-19 Lehighton Electronics, Inc. Method and apparatus for nondestructive measurement and mapping of sheet materials
CN100472221C (zh) * 2002-10-03 2009-03-25 应用材料以色列公司 用于缺陷定位的***与方法
JP4761427B2 (ja) * 2004-07-02 2011-08-31 東京エレクトロン株式会社 被処理体表面検査装置
US7684032B1 (en) * 2005-01-06 2010-03-23 Kla-Tencor Corporation Multi-wavelength system and method for detecting epitaxial layer defects
EP2503326A4 (en) * 2009-11-20 2015-04-15 Nat Inst Of Advanced Ind Scien DEFECT STUDY METHOD, WAFER PLATE SUBJECT TO DEFECT STUDY OR SEMICONDUCTOR ELEMENT MADE BY MEANS OF SUCH WAFER, QUALITY CONTROL METHOD FOR WAFERS OR SEMICONDUCTOR ELEMENTS AND DEVICE FOR DETECTING DEFECTS
DE102010026351B4 (de) * 2010-07-07 2012-04-26 Siltronic Ag Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung einer Halbleiterscheibe

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62177447A (ja) 1986-01-31 1987-08-04 Nippon Kokan Kk <Nkk> 非接触超音波探傷方法
JPH0211668A (ja) 1988-04-04 1990-01-16 Ppg Ind Inc 四級アンモニウム基および三級スルホニウム基を有する顔料粉砕展色剤
JPH04118540A (ja) * 1990-09-10 1992-04-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光学部品の欠陥検出方法及びその装置
JPH04128664A (ja) * 1990-09-19 1992-04-30 Nec Yamagata Ltd 加熱試験装置
JPH0518889A (ja) * 1991-07-15 1993-01-26 Mitsubishi Electric Corp 異物検査方法およびその装置
JPH06281589A (ja) * 1993-03-26 1994-10-07 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 欠陥評価装置
JPH07318500A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Hitachi Ltd 物体表面近傍の検査装置
JPH10293101A (ja) 1998-05-11 1998-11-04 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 半導体等における欠陥の検出方法
JPH10293102A (ja) 1998-05-11 1998-11-04 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 半導体等における欠陥の検出方法
JP2000216208A (ja) 1999-01-20 2000-08-04 Hitachi Ltd 外観検査方法および装置ならびに半導体装置の製造方法
JP3664134B2 (ja) 1999-10-14 2005-06-22 三菱住友シリコン株式会社 半導体ウェーハ表面の検査方法
JP2001208729A (ja) 2000-01-24 2001-08-03 Toshiba Corp 欠陥検出装置
JP2002188999A (ja) 2000-12-21 2002-07-05 Hitachi Ltd 異物・欠陥検出装置及び検出方法
JP2005093968A (ja) * 2003-09-19 2005-04-07 Kazumasa Onishi 真空チャック
JP2005147813A (ja) 2003-11-14 2005-06-09 Kansai Electric Power Co Inc:The レーザ超音波による材料非破壊検査方法及び装置
JP2008008740A (ja) 2006-06-29 2008-01-17 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 欠陥を検出する方法及びそのための装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2287594A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111043958A (zh) * 2013-06-27 2020-04-21 科磊股份有限公司 计量学目标的极化测量及对应的目标设计
CN108351311A (zh) * 2015-09-10 2018-07-31 胜高股份有限公司 晶圆检查方法及晶圆检查装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN102037348A (zh) 2011-04-27
HK1155805A1 (en) 2012-05-25
JP2009281846A (ja) 2009-12-03
EP2287594A4 (en) 2016-01-20
EP2287594A1 (en) 2011-02-23
US8599379B2 (en) 2013-12-03
JP5007979B2 (ja) 2012-08-22
CN102037348B (zh) 2013-11-06
KR101240860B1 (ko) 2013-03-07
KR20110000583A (ko) 2011-01-03
US20110069313A1 (en) 2011-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5007979B2 (ja) 欠陥を検査する方法及び欠陥検査装置
KR101335051B1 (ko) 결함을 검사하는 방법, 결함의 검사를 행한 웨이퍼 또는 그 웨이퍼를 이용하여 제조된 반도체 소자, 웨이퍼 또는 반도체 소자의 품질관리 방법 및 결함검사 장치
JP4631002B2 (ja) 欠陥を検出する方法及びそのための装置
JP4500641B2 (ja) 欠陥検査方法およびその装置
TW201447271A (zh) 使用表面增強電場之缺陷偵測
WO2012029222A1 (ja) 欠陥検査装置および欠陥検査方法
JP5725501B2 (ja) 検査装置
KR101445463B1 (ko) 결함 검사 방법 및 그 장치
CN112666166B (zh) 一种碳化硅微管检测装置及方法
US6172749B1 (en) Method of and apparatus for detecting a surface condition of a wafer
WO2017163697A1 (ja) 検出装置及び検出方法
JP6618354B2 (ja) 欠陥を検査する方法、および欠陥検査装置
JP2005274173A (ja) ウエハー基板、液晶ディスプレイ用透明ガラス等の被検査物の表面上の異物・表面検査方法およびその装置
JP2002257756A (ja) ガラス製品の製造方法及び製造装置
Quan et al. Inspection of micro-cracks on solderball surface using a laser scattering method
JP4408902B2 (ja) 異物検査方法および装置
JP2012173296A (ja) 検査装置及び欠陥検査方法
JP6984860B2 (ja) 欠陥を検査する方法および欠陥検査装置
JP5556349B2 (ja) 透明基板の欠陥検査装置および透明基板の欠陥検査方法
JP2000193434A (ja) 異物検査装置
CN111007077A (zh) 超薄板透明基板上表面异物检测装置
JP7440312B2 (ja) 検査装置及び検査方法
JPS6032133B2 (ja) 試料評価装置
JPS6375543A (ja) パタ−ン検査装置
JP2007256271A (ja) 異物検査方法及び異物検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980118003.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09750667

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20107025883

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12993389

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009750667

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009750667

Country of ref document: EP