JP2000214099A - Method and apparatus for measurement of crystal defect - Google Patents

Method and apparatus for measurement of crystal defect

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JP2000214099A
JP2000214099A JP11016007A JP1600799A JP2000214099A JP 2000214099 A JP2000214099 A JP 2000214099A JP 11016007 A JP11016007 A JP 11016007A JP 1600799 A JP1600799 A JP 1600799A JP 2000214099 A JP2000214099 A JP 2000214099A
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Japan
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scattered light
graph
irradiation
defect
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JP11016007A
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Japanese (ja)
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Muneo Maejima
宗郎 前嶋
Kazuo Takeda
一男 武田
Hitoshi Komuro
仁 小室
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method and an apparatus in which positions or kinds of defects are inspected and displayed easily as a unit and in which the defects are evaluated easily. SOLUTION: When scattered light from a wafer sample is detected, the plane distribution of defects in the wafer sample is obtained as shown in (a). The size-to-depth graph of the defects corresponding to the distribution can be obtained as shown in (b). Since a plurality of kinds (or properties) of the defects are all displayed in (a), it is difficult to intuitively analyze the defects. Then, an operator refers to (b) so as to select, e.g. a group of defects 28 on the graph by using a computer input device such as a mouse. The plane distribution of only the defects in a selected region is displayed instead of (a). Then, the kinds of the defects can be judged intuitively.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は結晶欠陥計測方法お
よび装置、特に半導体ウエハであるシリコンウェハ中の
析出物や積層欠陥などの結晶欠陥計測方法および装置に
関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for measuring crystal defects, and more particularly to a method and an apparatus for measuring crystal defects such as precipitates and stacking faults in a silicon wafer which is a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI(大規模集積回路)の集積度が向
上するにつれて、LSIを構成するMOS(Metal
Oxide Semiconductor)トランジ
スタの不良に起因した良品取得率と信頼性の低下が大き
な問題となってきている。MOSトランジスタの不良の
原因としては、ゲート酸化膜の絶縁破壊および接合のリ
ーク電流過多が代表的である。これらのMOSトランジ
スタの不良の多くは、直接もしくは間接的にシリコン基
板中の結晶欠陥に起因している。すなわち、LSI製造
工程において、酸化によりシリコン酸化膜に変換される
シリコン基板の表面領域に結晶欠陥が存在すると、シリ
コン酸化膜に構造欠陥が形成され、LSI動作時に絶縁
破壊が生じる。また、接合の空乏層に結晶欠陥が存在す
ると、リーク電流が多量に発生する。このように、シリ
コン基板内において素子が形成されている表面領域に結
晶欠陥が形成されると、MOSトランジスタの不良が発
生するので好ましくない。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of LSIs (Large Scale Integrated Circuits) increases, MOSs (Metal
Oxide semiconductor (Oxide Semiconductor) transistors have a serious problem in that the yield of non-defective products and the decrease in reliability due to transistor failures have become serious problems. Typical causes of the failure of the MOS transistor are dielectric breakdown of the gate oxide film and excessive leakage current at the junction. Many of the defects of these MOS transistors are directly or indirectly caused by crystal defects in the silicon substrate. That is, in the LSI manufacturing process, if a crystal defect exists in the surface region of the silicon substrate which is converted into a silicon oxide film by oxidation, a structural defect is formed in the silicon oxide film, and dielectric breakdown occurs during the operation of the LSI. Also, if a crystal defect exists in the depletion layer of the junction, a large amount of leak current is generated. As described above, if a crystal defect is formed in a surface region where an element is formed in a silicon substrate, a defect of a MOS transistor occurs, which is not preferable.

【0003】このように、欠陥計測はシリコン結晶品質
管理において重要である。そして、このような欠陥を計
測する方法ではシリコンウェハ内の全面を測定できるこ
と、欠陥のサイズや欠陥の深さ位置などの計測が必要で
ある。
As described above, defect measurement is important in silicon crystal quality control. In such a method for measuring a defect, it is necessary to be able to measure the entire surface of the silicon wafer and to measure the size of the defect and the depth position of the defect.

【0004】従来の計測技術としては、第1の公知例と
して、シリコン基板をへき開し、その断面方向(試料の
表面法線方向と垂直な方向)からSi結晶を透過する赤外
線を照射し、Si結晶中の微小欠陥からの散乱光像をカメ
ラで撮影する方法がある。本方法は赤外散乱トモグラフ
ィー法と呼ばれ、例えば、ジャーナル オブ クリスタ
ル グロース誌 第88巻(1988年)332ページに詳し
い。しかし、本方法では、試料をへき開することが必要
であり、シリコンウェハの全面を測定することは不可能
であり、また深さ分解能は照射光波長程度の約1μmが
限界である。
[0004] As a conventional measurement technique, as a first known example, a silicon substrate is cleaved, and an infrared ray penetrating a Si crystal is irradiated from a cross-sectional direction (a direction perpendicular to a surface normal direction of a sample) to the silicon substrate. There is a method of taking an image of scattered light from minute defects in a crystal with a camera. This method is called an infrared scattering tomography method and is described in detail, for example, in Journal of Crystal Growth, Vol. 88 (1988), p. However, in this method, it is necessary to cleave the sample, it is impossible to measure the entire surface of the silicon wafer, and the depth resolution is limited to about 1 μm, which is about the wavelength of irradiation light.

【0005】また、第2の公知例として、特開平5-2644
68には、赤外線を試料に斜入射し、試料内部からの散乱
像を赤外線カメラで2次元的に観察することにより散乱
像の各部分の深さをその視野における位置と対応させて
欠陥の深さを求める方法が述べられている。この場合の
深さ分解能は光学系的結像性能(焦点深度)で決まり、
波長と屈折率の積程度であるので高々4μmである。
As a second known example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
At 68, the infrared light is obliquely incident on the sample, and the scattered image from inside the sample is observed two-dimensionally with an infrared camera, so that the depth of each part of the scattered image corresponds to the position in the field of view and the depth of the defect. It describes how to find it. The depth resolution in this case is determined by the optical imaging performance (depth of focus),
Since it is about the product of the wavelength and the refractive index, it is at most 4 μm.

【0006】第3の公知例として、特開平6-50902に示
される半導体ウェハの表面の欠陥計測の従来方法では、
ウェハ表面に対してレーザ光を照射する。このとき、ウ
ェハを回転して、ウェハ表面からの散乱光をレンズで集
光し検出器で検出する。得られた検出信号を、高周波数
帯域、中間周波数および低周波数帯域に分割する周波数
帯域別分割回路と、分割された各欠陥検出信号をそれぞ
れデジタル化する複数のA/D変換回路、ならびにデジタ
ル化された各欠陥検出信号を、欠陥データとして各欠陥
の検出位置に対するアドレスに記憶する複数のメモリと
を設ける。各欠陥データをデータ処理部により処理し
て、帯域別にプリンタにマップ表示し、各マップ表示の
欠陥データにより、欠陥の種類を区別して評価する。上
記方法は、時間的にパルス状に発生する散乱光検出信号
の周波数帯域をもとに欠陥の形状やサイズなどを区別す
る方法である。この計測を含め表面異物検査を目的とし
た計測では、一般に1つの波長の散乱光強度によって表
面異物のサイズを評価している。この原理を内部欠陥サ
イズに適用すると、同一サイズの欠陥であっても欠陥の
深さ位置によって散乱光強度が減衰するので、欠陥サイ
ズが評価できないという問題がある。
As a third known example, in the conventional method of measuring a defect on the surface of a semiconductor wafer disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-50902,
The laser light is irradiated on the wafer surface. At this time, the wafer is rotated, and scattered light from the wafer surface is collected by a lens and detected by a detector. A division circuit for each frequency band that divides the obtained detection signal into a high frequency band, an intermediate frequency band, and a low frequency band, a plurality of A / D conversion circuits that digitize each of the divided defect detection signals, and digitization. A plurality of memories are provided for storing the detected defect detection signals as defect data at addresses corresponding to the detection positions of the respective defects. Each of the defect data is processed by the data processing unit, a map is displayed on the printer for each band, and the type of the defect is evaluated based on the defect data displayed on each map. The above method is a method of distinguishing the shape and size of a defect based on the frequency band of a scattered light detection signal generated in a temporally pulsed manner. In the measurement for the purpose of surface foreign matter inspection including this measurement, the size of the surface foreign matter is generally evaluated by the scattered light intensity of one wavelength. When this principle is applied to the internal defect size, there is a problem that even if the defect has the same size, the scattered light intensity is attenuated depending on the depth position of the defect, so that the defect size cannot be evaluated.

【0007】第4の公知例として、欠陥の深さとサイズ
の測定をシリコンウェハの全面に適用可能な測定技術が
ある。これは武田による ”応用物理”1996年第6
5巻11号1162頁に記載されている。これは固体に
対する侵入深さが3倍以上異なる二波長の光を斜入射光
学系にて照射し、結晶欠陥からの散乱光を垂直方向から
検出する方法である。
As a fourth known example, there is a measurement technique capable of measuring the depth and size of a defect over the entire surface of a silicon wafer. This is Takeda's "Applied Physics" 6th 1996
5, No. 11, page 1162. This is a method of irradiating light of two wavelengths whose penetration depth into a solid is three times or more different by an oblique incidence optical system, and detecting scattered light from a crystal defect in a vertical direction.

【0008】その原理は次のようなものである。第2照
射光の方がよりSiウェハ内への侵入深さが深い(すな
わち波長が長い)ものとする。
The principle is as follows. It is assumed that the second irradiation light has a deeper penetration depth (that is, a longer wavelength) into the Si wafer.

【0009】試料物質(ここではSi)の波長λにおけ
る屈折率をn、消衰率をkとすれば、入射光の振幅が表
面における振幅の1/eになる侵入深さは次のように与
えられる。
Assuming that the refractive index at a wavelength λ of the sample material (here, Si) is n and the extinction rate is k, the penetration depth at which the amplitude of the incident light becomes 1 / e of the amplitude at the surface is as follows. Given.

【0010】 Γ=λ/2πk (1) したがって、空気中より入射角θで物質に入射した照射
光強度は表面から深さZのところでは、シリコン中の屈
折角がarcsin(sinθ/n)であることを考慮すると、exp
((-2Z/Γ)cos(arcsin(sinθ/n))だけ表面より減衰する
ことになる。
Γ = λ / 2πk (1) Therefore, the irradiation light intensity incident on the substance from the air at an incident angle θ is such that, at a depth Z from the surface, the refraction angle in silicon is arcsin (sin θ / n). Given that, exp
((-2Z / Γ) cos (arcsin (sinθ / n)) is attenuated from the surface.

【0011】次に空気中より試料表面に光が入射角θで
入射し、その照射光が試料内部の欠陥により試料表面方
向へ散乱された光をある立体角で検出する場合を考え
る。その検出立体角についての欠陥の積分散乱断面積を
σ、照射光強度をI、照射光のウェハ表面入射角での透
過率をTi、欠陥からの散乱光のウェハ内部から大気中
への透過率をTsとしたとき、物質表面より深さZの位
置にある欠陥からの散乱光強度Sは照射光の減衰と散乱
光の減衰の両方を考慮して以下のように表すことができ
る。
Next, a case is considered in which light is incident on the sample surface from the air at an incident angle θ, and the irradiation light is scattered toward the sample surface due to a defect inside the sample and detected at a certain solid angle. The integrated scattering cross section of the defect for the detected solid angle is σ, the irradiation light intensity is I, the transmittance of the irradiation light at the wafer surface incidence angle is Ti, and the transmittance of the scattered light from the defect from the inside of the wafer to the atmosphere is Ti. Is Ts, the scattered light intensity S from a defect located at a depth Z from the material surface can be expressed as follows in consideration of both the attenuation of the irradiation light and the attenuation of the scattered light.

【0012】 S=TiTsIσexp[-(2Z/Γ)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/n))})] (2) 試料の波長λ1およびλ2に対する屈折率を各々n1、
n2、侵入深さを各々Γ1、Γ2、照射光強度を各々I
1、I2、測定される散乱光強度を各々S1、S2、積
分散乱断面積を各々σ1、σ2、照射光透過率をそれぞ
れTi1、Ti2、散乱光透過率をそれぞれTs1、T
s2とすると以下の式が成り立つ。
S = TiTsIσexp [− (2Z / Γ) (1 + 1 / {cos (arcsin (sinθ / n))})] (2) The refractive index of the sample with respect to wavelengths λ1 and λ2 is n1,
n2, penetration depths are Γ1 and Γ2, respectively, and irradiation light intensity is I
1, I2, the measured scattered light intensities are S1 and S2, respectively, the integrated scattering cross sections are σ1 and σ2, the irradiation light transmittance is Ti1 and Ti2, respectively, and the scattered light transmittance is Ts1 and T2, respectively.
If s2, the following equation is established.

【0013】 S1=Ti1Ts1I1σ1exp[-(2Z/Γ1)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/n1))})] (3) S2=Ti2Ts2I2σ2exp[-(2Z/Γ2)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/n2))})] (4) ただし、Γ1<Γ2とする。(3)式と(4)式より Z=C1ln[C2(S2/S1)(σ1/σ2)] (5) ただし、C1とC2は装置定数と試料の光学定数からなり、
以下の式で定義される 。 C1=1/[(2/Γ1)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/n1))})- (2/Γ2)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/n2))})] (6) C2=(I1/I2)(Ti1Ts1/Ti2Ts2) (7) C1とC2は装置定数であるので、(S2/S1)(σ1/σ2)が分か
ればZが求まる。ここで、(S2/S1)は信号強度の比であ
り、測定量から求まる。
S1 = Ti1Ts1I1σ1exp [-(2Z / Γ1) (1 + 1 / {cos (arcsin (sinθ / n1))})]] (3) S2 = Ti2Ts2I2σ2exp [-(2Z / Γ2) (1 + 1 / { cos (arcsin (sinθ / n2))})] (4) Here, Γ1 <Γ2. From equations (3) and (4), Z = C1ln [C2 (S2 / S1) (σ1 / σ2)] (5) where C1 and C2 are the device constant and the optical constant of the sample,
It is defined by the following equation: C1 = 1 / [(2 / Γ1) (1 + 1 / {cos (arcsin (sinθ / n1))})-(2 / Γ2) (1 + 1 / {cos (arcsin (sinθ / n2))}) (6) C2 = (I1 / I2) (Ti1Ts1 / Ti2Ts2) (7) Since C1 and C2 are device constants, if (S2 / S1) (σ1 / σ2) is known, Z can be obtained. Here, (S2 / S1) is a ratio of the signal strength, which is obtained from the measured amount.

【0014】さらに、欠陥サイズ(d)が照射波長より
十分に小さくレーリー散乱領域(目安として粒径0.2μm
以下)であるとすると、各波長についてσ((d^6)(λ^
-4)の関係が成り立ち、σ1/σ2=(λ2/λ1)^4の関係が
得られる。この条件を数5に代入して次式が得られる。
Further, the defect size (d) is sufficiently smaller than the irradiation wavelength, and the Rayleigh scattering region (the particle size is 0.2 μm
), Then σ ((d ^ 6) (λ に つ い て
The relationship of -4) holds, and the relationship of σ1 / σ2 = (λ2 / λ1) ^ 4 is obtained. By substituting this condition into Equation 5, the following equation is obtained.

【0015】 Z=C3ln(S2/S1)+C4 (8) ただし、C3とC4も欠陥によらない装置定数である。以上
の結果より、S1とS2からZが求められる。
Z = C3ln (S2 / S1) + C4 (8) where C3 and C4 are device constants not depending on defects. From the above results, Z is obtained from S1 and S2.

【0016】次に、吸収係数の大きい方の波長λ1で検
出される欠陥について、S2を用いて欠陥の粒径が次式か
ら求められる。
Next, for the defect detected at the wavelength λ1 having the larger absorption coefficient, the particle size of the defect is obtained from the following equation using S2.

【0017】 ln(d)=(1/6)ln(S2)+C5 (9) ただし、このためには波長λ1とλ2の侵入深さについ
て、Γ1<<Γ2の条件が必要である。数9はこの条件下で
以下のように導出される。
Ln (d) = (1/6) ln (S2) + C5 (9) However, for this purpose, the condition of Γ1 << Γ2 is required for the penetration depth of the wavelengths λ1 and λ2. Equation 9 is derived under this condition as follows.

【0018】Z<Γ1<<Γ2を満足する欠陥について、
(4)式でZ/Γ2(0とおけるのでS2=C6σ2となる。しか
もレーリー散乱領域では、σ2(d^6が成り立つので、数
9が得られる。
For defects satisfying Z <Γ1 << Γ2,
Since Z / Γ2 (0 can be set in equation (4), S2 = C6σ2. Further, in the Rayleigh scattering region, σ2 (d 成 り 6) holds, so that Expression 9 is obtained.

【0019】なお、以上において、^はべき乗を表す。In the above, ^ represents a power.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】第1、第2の公知例の
ように赤外線を使用して試料(Siウェハ)内部の結晶欠
陥を測定する方法は、深さ分解能が数マイクロメートル
であるという問題がある。なぜなら、LSIにおけるデ
バイスはシリコン表面から0.5μm以内の領域に形成さ
れることが多い。この領域に欠陥が形成されるとデバイ
ス不良率が高くなるが、これより深い領域に欠陥が発生
しても、デバイス不良とは無関係なことが多い。したが
って、欠陥計測の深さ分解能としては0.5μm以下であ
ることが必要である。
The method of measuring crystal defects inside a sample (Si wafer) using infrared rays as in the first and second known examples has a depth resolution of several micrometers. There's a problem. This is because devices in LSI are often formed in a region within 0.5 μm from the silicon surface. When a defect is formed in this region, the device failure rate increases. However, even if a defect occurs in a region deeper than this, the defect is often unrelated to the device failure. Therefore, the depth resolution of the defect measurement needs to be 0.5 μm or less.

【0021】また、欠陥のサイズによってデバイスに対
する影響が異なるからサイズ評価が可能でなければなら
ない。上記第3の公知例に示す従来の面盤欠陥検査装置
のようにウェハに吸収される一つの波長の光を照射し、
欠陥からの散乱光を検出する場合は、散乱光強度は欠陥
の深さ位置と欠陥サイズによって変化するのでサイズも
深さも得られないという欠点がある。
In addition, since the effect on the device differs depending on the size of the defect, the size must be evaluated. Irradiating light of one wavelength absorbed by the wafer as in the conventional face plate defect inspection apparatus shown in the third known example,
When detecting scattered light from a defect, there is a disadvantage that neither the size nor the depth can be obtained because the scattered light intensity varies depending on the depth position of the defect and the defect size.

【0022】第4の公知例に示した方法は、侵入深さの
短い第1照射光の波長として532nmを選択しておりウェ
ハ表面から深さ約0.5μmまで波長の光をの結晶欠陥の
深さと欠陥サイズを2つの波長の散乱光強度から算出す
ることができる。この技術によって、これまで不可能で
あった結晶欠陥のウェハ全面の測定が可能となり、また
ウェハ全面の結晶欠陥の深さや欠陥サイズに関する知見
が得られるようになり、ウェハ内部に存在するGrown-in
欠陥や水素アニール、イオン打ち込みなど、デバイスプ
ロセスに起因して誘起される欠陥群やウェハ表面の研磨
きず、付着異物のウェハ内の面内位置、深さ、欠陥サイ
ズなどの評価が可能になってきた。しかし、この方法で
は、上記の検出された各種の散乱体は平面内分布におい
て重畳して表示され、例えば表面の研磨きずや異物の影
響を除いて内部の欠陥のみの深さや欠陥サイズの評価を
行うことはできない。同様に平面内分布において特定の
領域にのみ存在する散乱体群の深さや欠陥サイズの評価
を行うこともできない。
According to the method shown in the fourth known example, 532 nm is selected as the wavelength of the first irradiation light having a short penetration depth, and light having a wavelength from the wafer surface to a depth of about 0.5 μm is formed at a depth of a crystal defect. And the defect size can be calculated from the scattered light intensities of the two wavelengths. This technology makes it possible to measure crystal defects on the entire surface of the wafer, which was not possible until now, and to gain knowledge on the depth and size of crystal defects on the entire surface of the wafer.
It is now possible to evaluate defects, hydrogen annealing, ion implantation, and other defects induced by device processes, polishing defects on the wafer surface, and the in-plane position, depth, and defect size of attached foreign matter in the wafer. Was. However, in this method, the detected various scatterers are superimposed and displayed in the in-plane distribution, and for example, the evaluation of the depth and the defect size of only the internal defects except for the influence of surface polishing flaws and foreign matter is performed. I can't do that. Similarly, it is not possible to evaluate the depth or defect size of the scatterer group existing only in a specific region in the in-plane distribution.

【0023】また欠陥の深さや欠陥のサイズにおいて新
たに特徴的な分布、すなわちあらたな素性の結晶欠陥群
が見出された場合に、それらがいかなる平面内分布をも
つのかを評価することができない。
Further, when a new characteristic distribution is found in the depth and size of a defect, that is, when a new group of crystal defects having a new feature is found, it is not possible to evaluate what in-plane distribution they have. .

【0024】本発明は、上記の問題を克服するためにな
されたものであって、欠陥の位置又は種類単位での分離
表示が容易で、したがって欠陥評価が容易な結晶欠陥計
測方法および装置を提供することを目的とするものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to overcome the above-mentioned problems, and provides a crystal defect measuring method and apparatus which can easily separate and display a defect at a position or a type unit and therefore can easily evaluate a defect. It is intended to do so.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は、一つの観点に
よれは、結晶試料に照射光を照射し、その試料及び照射
光の一方を他方に対して走査して前記試料の個々の散乱
体からの散乱光を検出することにより前記試料の結晶欠
陥を計測する結晶欠陥計測方法において、前記散乱光強
度のうち、予め定められた値よりも大きい散乱光の強度
とその生成位置を記憶すること、その記憶された散乱光
強度を与える散乱体の平面分布と前記照射光の散乱光強
度に関連した値を軸とする、前記記憶された散乱光強度
にもとづくグラフとのうちの一方を表示して、その一方
の表示からその一方の特定の領域を選択すること、その
選択された領域またはその領域以外の領域に対応する、
前記平面分布およびグラフのうちの他方の領域を特定し
て表示することのステップを含む。
According to one aspect of the present invention, a crystal sample is irradiated with irradiation light, and one of the sample and the irradiation light is scanned with respect to the other to individually scatter the sample. In the crystal defect measuring method for measuring a crystal defect of the sample by detecting scattered light from a body, the intensity of the scattered light larger than a predetermined value and the generation position thereof are stored among the scattered light intensities. Displaying one of a planar distribution of the scatterer that gives the stored scattered light intensity and a graph based on the stored scattered light intensity, with the axis related to the value related to the scattered light intensity of the irradiation light. And selecting one specific area from the one display, corresponding to the selected area or an area other than the selected area,
Identifying and displaying the other area of the planar distribution and the graph.

【0026】本発明は、もう一つの観点によれば、結晶
試料に照射光を照射する照射系と、前記試料及び照射光
の一方を他方に対して走査して前記試料の個々の散乱体
からの散乱光を検出する手段とを含み、それによって前
記試料の結晶欠陥を計測する結晶欠陥計測装置におい
て、前記散乱光強度のうち、予め定められた値よりも大
きい散乱光の強度とその生成位置を記憶する手段と、そ
の記憶された散乱光強度を与える散乱体の平面分布と前
記照射光の散乱光強度に関連した値を軸とする、前記記
憶された散乱光強度にもとづくグラフとを表示する手段
とを含み、前記平面分布及びグラフのうちの一方の表示
からその一方の特定の領域を選択し、その選択された領
域またはその領域以外の領域に対応する、前記平面分布
およびグラフのうちの他方の領域を特定して表示するよ
うにしたことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an irradiation system for irradiating a crystal sample with irradiation light, and one of the sample and the irradiation light is scanned with respect to the other to separate each sample from the individual scatterers of the sample. Means for detecting the scattered light of the sample, thereby measuring a crystal defect of the sample, the intensity of the scattered light greater than a predetermined value among the scattered light intensity and the generation position thereof And a graph based on the stored scattered light intensity, with the plane distribution of the scatterer giving the stored scattered light intensity and a value related to the scattered light intensity of the irradiation light as an axis. Means for selecting one specific area from the display of one of the planar distribution and the graph, and corresponding to the selected area or an area other than the selected area, of the planar distribution and the graph Characterized in that so as to display to identify the other region.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】図1は本発明もとづく結晶欠陥計
測装置の照射および検出光学系の一実施例を示す。第1
の照射系4では、第1照射光1として波長532nmの
YAGレーザの第二次高調光を偏光子によって試料(シ
リコンウェハ)11表面に対する偏光方向をp偏光に調
整する。この偏光した光を第1折り返しミラー2で折り
返し、第1集光レンズ3で集光し、入射光の光軸がシリ
コンのブリュースター角(約75度)となる方向からシ
リコンウェハに照射する。ブリュースター角でのp偏光
方向による照射は、s偏光よりもシリコン表面での反射
率が低いことに着目して内部欠陥への照射光強度の損失
を少なくするためのものである。必ずしもこの条件であ
る必要はないがこの条件であることが望ましい。
FIG. 1 shows an embodiment of an irradiation and detection optical system of a crystal defect measuring apparatus according to the present invention. First
In the irradiation system 4, the second harmonic light of the YAG laser having a wavelength of 532 nm as the first irradiation light 1 is adjusted to p-polarized light with respect to the surface of the sample (silicon wafer) 11 by a polarizer. The polarized light is turned back by the first turning mirror 2, condensed by the first condenser lens 3, and irradiated on the silicon wafer from a direction in which the optical axis of the incident light becomes the Brewster angle of silicon (about 75 degrees). The irradiation in the p-polarized light direction at the Brewster angle focuses on the fact that the reflectance on the silicon surface is lower than that of the s-polarized light, and is intended to reduce the loss of irradiation light intensity to internal defects. This condition is not necessarily required, but it is desirable.

【0028】同様に、第2の照射系8では、第2照射光
5は波長810nmの半導体レーザを使用し、第2折り
返しミラー6で折り返し、第2集光レンズ7で集光し、
入射光の光軸がシリコンのブリュースター角(約75
度)となる方向からシリコンウェハにブリュースター角
で照射する。波長の選択に関しては、固体に対する侵入
深さが3倍以上異なる2波長を選択する。侵入深さが3
倍以上異なると、短波長が侵入できる深さ範囲において
長波長の減衰が約50%となり、レーリー散乱理論よ
り、長波長の散乱光信号から散乱体の粒径を算出する際
の誤差が10%以内と見積もられるためである。
Similarly, in the second irradiation system 8, the second irradiation light 5 uses a semiconductor laser having a wavelength of 810 nm, is turned back by the second turning mirror 6, and is condensed by the second condensing lens 7.
The optical axis of the incident light is the Brewster angle of silicon (about 75
The silicon wafer is irradiated at a Brewster angle from the direction of (degree). Regarding the selection of the wavelength, two wavelengths whose penetration depths into the solid are different by at least three times are selected. 3 penetration depth
If the difference is more than twice, the attenuation of the long wavelength is about 50% in the depth range where the short wavelength can penetrate, and the error in calculating the particle size of the scatterer from the scattered light signal of the long wavelength by Rayleigh scattering theory is 10%. It is estimated that it is within.

【0029】上記の第1、第2照射系4、8によって照
射された光は内部欠陥によって散乱される。散乱された
光のうち前方散乱はウェハ外部へ再び戻ることはない。
後方散乱のうち、シリコンと空気の界面による臨界角
(約14.5度)より大きい角度の散乱光はシリコンウ
ェハ内で全反射し、ウェハ外部には到達しない。臨界角
より小さい散乱光のみがシリコンウェハと空気の界面を
通過し、ウェハ外部に到達する。このウェハ外部に到達
した散乱光は対物レンズ9によって捕捉され、散乱光1
0として検知器に向かう。
The light irradiated by the first and second irradiation systems 4 and 8 is scattered by internal defects. Forward scatter of the scattered light does not return to the outside of the wafer again.
Of the backscattered light, scattered light having an angle larger than the critical angle (about 14.5 degrees) due to the interface between silicon and air is totally reflected within the silicon wafer and does not reach the outside of the wafer. Only scattered light smaller than the critical angle passes through the interface between the silicon wafer and air and reaches the outside of the wafer. The scattered light reaching the outside of the wafer is captured by the objective lens 9 and the scattered light 1
It goes to the detector as 0.

【0030】シリコンウエハに対する照射光の全面走査
は、回転移動と中心が並進移動しているシリコンウエハ
に照射することによって、スパイラル状に走査する。走
査に関しては回転の角速度をωとし、測定位置の回転中
心からの距離をrとしたときにr×ωが常に一定となる
ように、すなわち線速度が一定となるように制御して行
う。照射領域を散乱体が通過した瞬間に、パルス的な散
乱光が発生する。散乱体としては試料(シリコンウェ
ハ)11内に含まれる酸素析出物(SiO2粒子)や転
移等の結晶欠陥、その他にウエハ表面に付着した異物な
どがある。
The entire scanning of the irradiation light on the silicon wafer is performed in a spiral manner by irradiating the silicon wafer whose rotation and center are being translated. Scanning is performed by controlling the angular velocity of rotation to be ω and the distance r from the center of rotation of the measurement position to be r, so that r × ω is always constant, that is, the linear velocity is constant. At the moment the scatterer passes through the irradiation area, pulse-like scattered light is generated. The scatterers include oxygen precipitates (SiO 2 particles) contained in the sample (silicon wafer) 11, crystal defects such as dislocations, and foreign substances attached to the wafer surface.

【0031】図2は本発明にもとづく結晶欠陥計測装置
の一実施例の全体構成を示す。
FIG. 2 shows the overall configuration of an embodiment of the crystal defect measuring apparatus according to the present invention.

【0032】試料11における欠陥からの散乱光10を
対物レンズ9を用いて集光し、ダイクロイックミラー1
2にて分岐し、波長532nmおよび810nmの光を
分離し、レンズ13、14でそれぞれ集光し、光検出器
15、16で波長別に検出する。それぞれの検出信号
は、それぞれアンプ17、18によって増幅し、A/D
コンバータ19、20でデジタル化してコンピュータ2
1に取り込む。
The scattered light 10 from the defect in the sample 11 is condensed by using the objective lens 9, and the dichroic mirror 1
The light is branched at 2, and the lights of wavelengths 532 nm and 810 nm are separated, condensed by lenses 13 and 14, respectively, and detected by photodetectors 15 and 16 for each wavelength. The respective detection signals are amplified by amplifiers 17 and 18, respectively, and A / D
Digitized by the converters 19 and 20 and the computer 2
Take in 1.

【0033】ここで波長532nmの検知器15による
散乱光強度信号がある設定したしきい値を越えた場合に
のみ波長532nmの検知器15および波長810nm
の検知器16の散乱光強度値をデジタル化してコンピュ
−タ21のメモリに取り込むようにする。シリコンウエ
ハの面内位置で散乱光が発生した位置も、散乱光強度と
一緒に記録する。
Here, only when the scattered light intensity signal from the detector 532 having a wavelength of 532 nm exceeds a predetermined threshold value, the detector 15 having a wavelength of 532 nm and the wavelength 810 nm are provided.
The scattered light intensity value of the detector 16 is digitized and stored in the memory of the computer 21. The position where the scattered light is generated in the in-plane position of the silicon wafer is also recorded together with the scattered light intensity.

【0034】両者ともにそれぞれ設定したしきい値以上
の散乱光信号を検知した場合にのみ検知器15、16散
乱光強度をデジタル化してコンピュ−タ21のメモリに
取り込んでもよい。
The detectors 15 and 16 may digitize the scattered light intensity and store the scattered light intensity in the memory of the computer 21 only when both of them detect a scattered light signal of a threshold value or more.

【0035】一方、コンピュ−タ21よりドライバ2
2、23を用いて回転ステ−ジ24および並進ステージ
25を回転方向(θ方向)及び半径方向(R方向)に走
査しながらウエハ固定治具26に取り付けた回転エンコ
ーダ及び並進エンコーダの座標(R,θ)をモニターし
ながら散乱光計測を行い、欠陥から散乱光が発生した瞬
間の座標(R,θ)を散乱光強度信号とともにコンピュ
ータ21に取り込む。
On the other hand, the driver 21 is transmitted from the computer 21.
The coordinates (R) of the rotary encoder and the translation encoder attached to the wafer fixing jig 26 while scanning the rotation stage 24 and the translation stage 25 in the rotation direction (θ direction) and the radial direction (R direction) using , Θ) is monitored, and the coordinates (R, θ) at the moment when the scattered light is generated from the defect are taken into the computer 21 together with the scattered light intensity signal.

【0036】散乱体の粒径を誤差10%以内で算出する
ために、侵入深さが3倍以上異なる2波長を使用する
が、ここで第1照射光(532nm)および第2照射光
(810nm)による散乱光の強度をそれぞれS1,S
2とおくと、数8および数9によって、欠陥の深さおよ
び粒径を求めることができる。
In order to calculate the particle diameter of the scatterer within an error of 10%, two wavelengths whose penetration depths differ by more than three times are used. Here, the first irradiation light (532 nm) and the second irradiation light (810 nm) are used. ) Are S1 and S
Assuming that 2, the depth and the grain size of the defect can be obtained from Expressions 8 and 9.

【0037】欠陥の深さの校正((8)式および(9)
式の定数の決定)は標準試料の測定にて行うことができ
る。すなわち、粒径の標準試料としては粒径が既知のポ
リスチレンラテックスビーズを表面に塗布したウェハが
適当であり、深さの標準試料として、エピタキシャル層
の厚さが既知のエピタキシャルウェハが適当である。エ
ピタキシャル層の厚さが既知のエピタキシャルウェハが
標準試料になる理由は、エピタキシャル層内の欠陥密度
がエピタキシャル層下の基板内欠陥密度に比べて非常に
小さいため欠陥の深さ分布の標準試料として利用できる
ことである。
Calibration of Depth of Defect (Equation (8) and (9)
Determination of the constant of the formula) can be performed by measuring a standard sample. That is, a wafer having a surface coated with polystyrene latex beads having a known particle diameter is suitable as a standard sample having a particle size, and an epitaxial wafer having a known thickness of an epitaxial layer is suitable as a standard sample having a depth. The reason why an epitaxial wafer with a known epitaxial layer thickness is used as a standard sample is that the defect density in the epitaxial layer is very small compared to the defect density in the substrate under the epitaxial layer, so it is used as a standard sample for defect depth distribution. What you can do.

【0038】図2の構成によって、上記のようにしてあ
らかじめ設定したしきい値をこえた照射波長532nm
のパルス状の散乱光の信号強度、このときの照射波長8
10nmの散乱光強度、およびそのしきい値を越えたパ
ルス信号が検出されたウェハ上の座標(r、θ)を記憶ま
たは記録が可能である。
With the configuration shown in FIG. 2, the irradiation wavelength of 532 nm exceeds the threshold value set in advance as described above.
Signal intensity of the pulsed scattered light of the above, irradiation wavelength 8 at this time
It is possible to store or record the scattered light intensity of 10 nm and the coordinates (r, θ) on the wafer where the pulse signal exceeding the threshold value is detected.

【0039】図3(a)は、このようにして検出された
パルス信号を与える散乱体の座標分布(平面分布)を、
平面分布表示機能によって、図2のコンピュ−タ21に
接続された表示装置27にモデル的に表示した例であ
る。外周の円が測定領域または試料であるシリコンウェ
ハの外周を表す。図中の黒い丸の部分がしきい値を超え
る信号が検出された散乱体を表す。実際は1個の散乱体
は画面またはプリンタなどの出力の解像度以上のドット
または四角形、三角形などの記号で表示するがここでは
以下の実施例の説明を助けるため、以下の2種類のもの
に関して黒い丸で表記していない。(1)複数の直線が
密集しているように表示している部分としては実際は上
記の画面またはプリンタなどの出力の解像度以上のドッ
トまたは四角形、三角形などの記号が直線状に連続して
分布したものが表示され、直線と直線として認識される
ものであるがここでは簡便のため直線で標記している。
また(2)網掛けが施してあるように表示してあるの
は、非常に非常に多数の散乱体が密集している状態を示
しており、本来は上記の画面またはプリンタなどの出力
の解像度以上のドットまたは四角形、三角形などの記号
が密集して分布表示されるべきものである。
FIG. 3A shows the coordinate distribution (planar distribution) of the scatterer giving the pulse signal detected in this way.
This is an example in which a model is displayed on a display device 27 connected to the computer 21 in FIG. 2 by a plane distribution display function. The outer circumference circle indicates the measurement area or the outer circumference of the silicon wafer as the sample. The black circles in the figure represent scatterers from which signals exceeding the threshold were detected. Actually, one scatterer is represented by a dot or a symbol such as a square or a triangle which is higher than the resolution of the output of a screen or a printer. However, in order to help explain the following embodiment, black circles are used for the following two types. Not written in (1) In a portion where a plurality of straight lines are displayed as being dense, dots or squares, triangles, or other symbols having a resolution higher than the resolution of the above-mentioned screen or output from a printer are continuously distributed in a straight line. The objects are displayed and recognized as straight lines, but here they are indicated by straight lines for simplicity.
Also, (2) the shaded display shows a state where a very large number of scatterers are densely packed, and the resolution of the output of the above-mentioned screen or printer is originally intended. The above-mentioned dots or symbols such as squares and triangles should be densely distributed and displayed.

【0040】図3(a)では複数の種類(または素性)
の散乱体が全て表示されているため、欠陥の直感的な解
析が困難である。
FIG. 3A shows a plurality of types (or features).
Since all the scatterers are displayed, it is difficult to intuitively analyze the defect.

【0041】図3(b)は図3(a)の散乱体の平面分
布に対応するグラフを図2の表示装置27に表示した例
を示すもので、横軸は(9)式によって導出した粒径、
縦軸は(8)式によって導出した深さを表す。本装置で
は2波長を照射して各々の散乱光を検出しているため1
波長を照射してその散乱光を検出する方法では分離でき
なかった散乱体の素性による相違が2次元(図3(b)
では粒径対深さ)に分離できる可能性が高い。
FIG. 3B shows an example in which a graph corresponding to the planar distribution of the scatterers shown in FIG. 3A is displayed on the display device 27 shown in FIG. 2, and the horizontal axis is derived by equation (9). Particle size,
The vertical axis represents the depth derived by equation (8). This device irradiates two wavelengths and detects each scattered light.
The two-dimensional difference due to the characteristics of the scatterers that could not be separated by the method of irradiating the wavelength and detecting the scattered light is shown in FIG.
In this case, there is a high possibility that separation can be performed in terms of particle size versus depth.

【0042】操作者はこの図3(b)を見て、例えば2
8の欠陥群をグラフ上で選択する。選択方法はマウス、
トラックボール、ジョイスティック、キ−ボ−ドなどの
コンピュータの入力装置によって図中で指示する。入力
装置による領域選択方法としては、グラフ内で任意の多
角形を選択できるようにする。または、領域の選択方法
を矩形の対角線をグラフ内で指定したり、楕円形の領域
を指定できるようにしてもよい。そして複数の領域を選
択可能とする。領域を選択した後、選択した領域のみを
平面分布に反映させるかまたは選択した領域を除いた部
分を平面分布に反映させるのかを選択する。この選択し
た部分のみを平面分布に反映させるか、選択した領域を
除いた部分を平面分布に反映させるのかの選択は領域を
選択する前に行ってもよい。
The operator looks at FIG.
Eight defect groups are selected on the graph. Mouse,
Instructions are given in the figure by a computer input device such as a trackball, joystick, keyboard and the like. As a method of selecting an area by the input device, an arbitrary polygon can be selected in the graph. Alternatively, the area selection method may be such that a diagonal line of a rectangle can be specified in the graph, or an elliptical area can be specified. Then, a plurality of areas can be selected. After selecting a region, a selection is made as to whether only the selected region is to be reflected in the planar distribution or a portion excluding the selected region is to be reflected in the planar distribution. The selection whether to reflect only the selected portion on the planar distribution or reflect the portion excluding the selected region on the planar distribution may be performed before selecting the region.

【0043】散乱体の平面分布及びグラフについては、
その一方を消去したところに他方を表示する(更新表
示)ようにしてもよいし、あるいは両方を独立に表示す
る(独立表示)ようにしてもよい。
Regarding the plane distribution and graph of the scatterer,
One of them may be deleted and the other may be displayed (update display), or both may be displayed independently (independent display).

【0044】図4(a)及び(b)は図3中の選択され
た特定の領域の散乱体の平面分布及びグラフを示す。図
4(b)の領域28は深さゼロ位置すなわち表面近傍に
広い粒径範囲にわたって分布している散乱体群である。
このような分布をもつものはデバイス形成の歩留まりに
影響するほどのウェハの研磨不良等の可能性が高い。図
4(a)はそのウェハ表面近傍の広い粒径に分布する散
乱体群を選択的に表示し、その空間分布を明らかにして
いる。
FIGS. 4 (a) and 4 (b) show a plane distribution and a graph of the scatterer in a selected specific area in FIG. The region 28 in FIG. 4B is a group of scatterers distributed over a wide particle size range at the zero depth position, that is, near the surface.
Those having such a distribution have a high possibility of a wafer polishing defect or the like that affects the yield of device formation. FIG. 4A selectively displays a group of scatterers distributed over a wide particle size near the wafer surface, and clarifies the spatial distribution.

【0045】なお、選択した特定の領域のみが表示され
ているが、このように既に領域を選択または除外した図
に対してもさらなる領域の選択は可能である。
Although only the selected specific area is displayed, it is possible to select a further area even in a figure in which an area has already been selected or excluded.

【0046】図5(a)及び(b)は図3中の選択領域
28を除いた領域中の散乱体の平面分布及びグラフを示
す。つまり、図4中の領域を除いた領域における散乱体
の平面分布及びグラフを示す。
FIGS. 5A and 5B show the planar distribution and graphs of the scatterers in the region excluding the selected region 28 in FIG. That is, a plane distribution and a graph of the scatterer in a region excluding the region in FIG. 4 are shown.

【0047】図5(a)の平面分布を確認した後、再度
この平面分布表示のグラフを表示すると図5(b)を得
る。図5(b)から同様の手順で領域31および32を
除いた領域における散乱体の平面分布を表示したものが
図6である。領域31はウェハ表面のマイクロラフネス
に起因するヘイズであり、領域32は極微小な研磨きず
等の可能性が高い。図5(b)の領域29および領域3
0をそれぞれ平面分布表示したものが図7および図8で
ある。領域29のように表面近傍に特定の粒径で現れる
散乱体群はウェハ表面のCOPである可能性があること
がわかっている。また領域30のようにウエハ内部に特
定の粒径で出現する散乱体群はウェハの引き上げ時に発
生するGrown−in欠陥である可能性が高い。図7
と図8を図6から類推することは極めて困難であり、本
発明によって散乱体群の素性の相違による分離ができた
といえる。素性により平面分布上での分離ができること
はデバイス形成上の結晶欠陥と歩留まりの管理に有用で
ある。分離した結果の特定種類の欠陥の平面分布が、歩
留まりに影響を与えるか否かを判断する指針となるから
である。
After confirming the plane distribution of FIG. 5A, a graph of this plane distribution display is displayed again to obtain FIG. 5B. FIG. 6 shows the planar distribution of the scatterers in the region excluding the regions 31 and 32 in the same procedure from FIG. 5B. The region 31 is haze caused by micro-roughness on the wafer surface, and the region 32 has a high possibility of extremely minute polishing flaws. Region 29 and region 3 in FIG.
FIG. 7 and FIG. 8 show 0 in a plane distribution. It has been found that a group of scatterers that appear with a specific particle size near the surface, such as in the region 29, may be a COP on the wafer surface. In addition, a group of scatterers that appear with a specific particle size inside the wafer as in the region 30 is highly likely to be a grown-in defect generated when the wafer is lifted. FIG.
It is extremely difficult to analogize FIG. 8 with FIG. 8 from FIG. 6, and it can be said that the present invention has made it possible to separate the scatterers due to differences in their features. Being able to separate on a planar distribution by its features is useful for managing crystal defects and yield in device formation. This is because the planar distribution of a specific type of defect as a result of the separation serves as a guideline for determining whether or not the yield is affected.

【0048】さらに平面分布内での領域を選択し、選択
した領域のみのグラフ表示または選択した領域を除いた
領域のグラフ表示を可能とする。選択方法は上記と同様
に、マウス等の入力装置による多角形、矩形、楕円形の
選択ウエハ中心を原点とするrθ座標系においてrとθ
の範囲を制限した形状により行う。例えば図3(a)に
示す散乱体群32’を多角形によって選択する(図9
(a))。もしこの欠陥群の素性がよくわかっていない
ものであれば、選択した領域のみをグラフ表示する。こ
の場合は図9(b)を得ることになる。図9(a)は微
少な研磨きずである可能性があるが、このような平面分
布をもつ散乱体群がグラフ中で図9(b)のように分布
することが分かり、それが以降の分析に大きく寄与す
る。
Further, an area within the plane distribution is selected, and a graph display of only the selected area or a graph display of an area excluding the selected area becomes possible. In the same manner as above, a polygon, rectangle, or ellipse is selected by an input device such as a mouse.
Is performed with a shape having a limited range. For example, the scatterer group 32 'shown in FIG. 3A is selected by a polygon (FIG. 9).
(A)). If the feature of this defect group is not well understood, only the selected area is displayed as a graph. In this case, FIG. 9B is obtained. FIG. 9 (a) may have minute polishing flaws, but it can be seen that the scatterers having such a planar distribution are distributed in the graph as shown in FIG. 9 (b). It greatly contributes to analysis.

【0049】または領域28’が研磨きずもしくは何ら
かの原因で表面に付着した異物であることがわかってお
り、その影響を除外したグラフによって残りの散乱体群
に関する評価を行いたいような場合は領域28’を選択
した後、これを除いた領域のグラフを表示させると図5
(b)を得ることとなり、これがさらなるウェハの結晶
欠陥の解析に大きく貢献する。
Alternatively, if it is known that the region 28 'is a polishing flaw or a foreign matter adhering to the surface for some reason, and it is desired to evaluate the remaining scatterer group by a graph excluding the influence, the region 28' After selecting, the graph of the area excluding this is displayed as shown in FIG.
(B) is obtained, which greatly contributes to further analysis of crystal defects of the wafer.

【0050】ここではグラフの例として図3(b)のよ
うに粒径と深さを軸としたグラフを示した。他にグラフ
として、2波長からの散乱光強度から演算によって得ら
れる別の量を選択してもよい。選択する軸の例として、
照射光532nmまたは810nmからの散乱光強度、
これらの対数、散乱光強度を6分の1した量(粒径に比
例する量)などがある。また、各波長における上記の軸
として選択可能な量(もちろん粒径、深さも含む)の度
数分布グラフを作成し、これから軸として選択可能な量
の範囲を選択するようにしてもよい。
Here, as an example of the graph, a graph centering on the particle diameter and the depth as shown in FIG. 3B is shown. Alternatively, another amount obtained by calculation from the scattered light intensity from two wavelengths may be selected as a graph. As an example of the axis to select,
Scattered light intensity from irradiation light 532 nm or 810 nm,
These logarithms and the amount obtained by dividing the scattered light intensity by 1/6 (the amount proportional to the particle size) are given. In addition, a frequency distribution graph of the amount selectable as the axis (including the particle diameter and the depth) at each wavelength may be created, and the range of the amount selectable as the axis may be selected from this.

【0051】以上の操作の流れを図10のフローチャー
トによって説明する。
The flow of the above operation will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0052】画面に平面内分布またはグラフが表示され
ている状態33において、領域を選択するかしないかの
判断34を行う。領域を選択する場合は領域を実際に選
択35する。選択した後、選択した領域内のデータを表
示するのか、選択した領域を覗いた領域を表示するのか
を選択36する。領域内を選択する場合は装置のコンピ
ュータは領域内のデータを選択37し、選択した領域を
除いた部分を表示する場合は、除いた部分のデータをコ
ンピュータが選択38する。コンピュータがデータを選
択後に表示を更新39する。続いて、現在、平面分布を
表示しているのであればグラフに、グラフを表示してい
るのであれば平面分布に表示を切り換えるか否かを選択
40する。表示を切り換える場合は表示を切り換えて更
新する41。選択しない場合は処理を終了42する。
In a state 33 where the in-plane distribution or the graph is displayed on the screen, it is determined whether or not an area is to be selected. When selecting an area, the area is actually selected 35. After the selection, the user selects 36 whether to display data in the selected area or to display an area looking through the selected area. When selecting an area, the computer of the apparatus selects 37 the data in the area, and when displaying a portion excluding the selected area, the computer selects 38 the data of the excluded part. After the computer selects the data, the display is updated 39. Subsequently, if the plane distribution is currently displayed, the graph is selected, and if the graph is displayed, whether to switch the display to the plane distribution is selected 40. When the display is switched, the display is switched and updated 41. If not selected, the process ends 42.

【0053】領域を選択するかしないかの判断34を行
った際に、領域を選択しない場合でも、続いて、現在平
面分布を表示しているのであればグラフに、グラフを表
示しているのであれば平面分布に表示を切り換えるか否
かを選択40することが可能である。36の選択した領
域内のデータを表示するのか、選択した領域を除いたデ
ータを表示するのかの選択は、領域を選択35する前に
行い、選択肢を記憶し、表示を更新39させてもよい。
When it is determined whether or not to select a region, even if the region is not selected, the graph is displayed on the graph if the planar distribution is currently displayed. If so, it is possible to select 40 whether to switch the display to the planar distribution. The selection of whether to display the data in the selected area or to display the data excluding the selected area may be performed before selecting the area 35, and the options may be stored and the display may be updated 39. .

【0054】本発明の実施例によれば、シリコンウェハ
結晶欠陥計測装置において散乱体の平面内分布または散
乱体の性質を表すグラフ上の任意の領域のデータ選択し
て散乱体の性質を表すグラフまたは平面内分布に表示す
ることで、散乱体の位置や種類による分離表示が容易と
なり、したがって定性的なウェハの評価や管理が容易と
なる。
According to the embodiment of the present invention, in the silicon wafer crystal defect measuring apparatus, a graph representing the in-plane distribution of the scatterer or an arbitrary region on the graph representing the property of the scatterer is selected to represent the property of the scatterer. Alternatively, by displaying the distribution in the plane, it is easy to separate and display the positions and types of the scatterers, and therefore, it is easy to qualitatively evaluate and manage the wafer.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明によれば、欠陥の位置又は種類単
位での分離表示が容易で、したがって欠陥評価が容易な
結晶欠陥計測方法および装置が提供される。
According to the present invention, there is provided a crystal defect measuring method and apparatus which can easily display a defect in units of positions or types of defects, and thus can easily evaluate defects.

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

【図1】本発明もとづく一実施例を示す結晶欠陥計測装
置の照射および検出光学系図。
FIG. 1 is an irradiation and detection optical system diagram of a crystal defect measurement apparatus showing one embodiment according to the present invention.

【図2】本発明にもとづく結晶欠陥計測装置の一実施例
の全体構成図。
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of a crystal defect measurement device according to the present invention.

【図3】散乱体の平面分布及びグラフ。FIG. 3 is a plane distribution and a graph of a scatterer.

【図4】図3中の選択された特定の領域における散乱体
の平面分布及びグラフを示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a planar distribution and a graph of a scatterer in a selected specific region in FIG. 3;

【図5】図4中の選択された特定の領域以外の領域にお
ける散乱体の平面分布およびグラフを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a planar distribution and a graph of scatterers in an area other than a selected specific area in FIG. 4;

【図6】図5中の選択された特定の領域以外の領域にお
ける散乱体の平面分布を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a planar distribution of scatterers in a region other than the selected specific region in FIG. 5;

【図7】図5中の選択された特定の領域における散乱体
の平面分布を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a planar distribution of scatterers in a selected specific area in FIG. 5;

【図8】図5中の選択された別の特定の領域における散
乱体の平面分布を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a planar distribution of scatterers in another selected specific region in FIG. 5;

【図9】図3中の選択された別の特定の領域における散
乱体の平面分布及びグラフを示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a planar distribution and a graph of a scatterer in another selected specific area in FIG. 3;

【図10】本発明にもとづく操作の流れの一例を表すフ
ローチャートを示す図。
FIG. 10 is a flowchart showing an example of a flow of an operation based on the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:第1照射光、2:第1折り返しミラー、3:第1集
光レンズ、4:第1照射系、5:第2照射光、6:第2
折り返しミラー、7:第2集光レンズ、8:第2照射
系、9:対物レンズ、10:散乱光、11:試料(シリ
コンウェハ)、12:ダイクロイックミラー、13:レ
ンズ1、14:レンズ2、15:光検出器1、16:光
検出器2、17:アンプ1、18:アンプ2、19:A
/Dコンバータ1、20:A/Dコンバータ2、21:
コンピュータ、22:回転ステージドライバ、23:並
進ステージドライバ、24:回転ステージ、25:並進
ステージ、26:ウェハ固定治具、27:表示装置、2
8〜32:欠陥群。
1: first irradiation light, 2: first turning mirror, 3: first condenser lens, 4: first irradiation system, 5: second irradiation light, 6: second
Folding mirror, 7: second condenser lens, 8: second irradiation system, 9: objective lens, 10: scattered light, 11: sample (silicon wafer), 12: dichroic mirror, 13: lens 1, 14: lens 2 , 15: Photodetector 1, 16: Photodetector 2, 17: Amplifier 1, 18: Amplifier 2, 19: A
A / D converters 1, 20: A / D converters 2, 21:
Computer, 22: rotary stage driver, 23: translation stage driver, 24: rotary stage, 25: translation stage, 26: wafer fixing jig, 27: display device, 2
8-32: defect group.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小室 仁 茨城県ひたちなか市大字市毛882番地 株 式会社日立製作所計測器事業部内 Fターム(参考) 2G051 AA51 AB01 AB02 AB06 AB07 AC21 BA01 BA06 BA08 CB05 CD05 DA06 DA08 EA11 EA12 EA14 FA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Jin Komuro 882 Momo, Oaza-shi, Hitachinaka-shi, Ibaraki F-term in Measuring Instruments Division, Hitachi, Ltd. 2G051 AA51 AB01 AB02 AB06 AB07 AC21 BA01 BA06 BA08 CB05 CD05 DA06 DA08 EA11 EA12 EA14 FA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】結晶試料に照射光を照射し、その試料及び
照射光の一方を他方に対して走査して前記試料の個々の
散乱体からの散乱光を検出することにより前記試料の結
晶欠陥を計測する結晶欠陥計測方法において、前記散乱
光強度のうち、予め定められた値よりも大きい散乱光の
強度とその生成位置を記憶すること、その記憶された散
乱光強度を与える散乱体の平面分布と前記照射光の散乱
光強度に関連した値を軸とする、前記記憶された散乱光
強度にもとづくグラフとのうちの一方を表示して、その
一方の表示からその一方の特定の領域を選択すること、
その選択された領域またはその領域以外の領域に対応す
る、前記平面分布およびグラフのうちの他方の領域を特
定して表示することのステップを含む結晶欠陥計測方
法。
A crystal sample is irradiated with irradiation light, and one of the sample and the irradiation light is scanned with respect to the other to detect scattered light from individual scatterers of the sample, thereby obtaining a crystal defect of the sample. In the crystal defect measurement method of measuring the scattered light intensity, of the scattered light intensity, storing the intensity of the scattered light greater than a predetermined value and its generation position, the plane of the scatterer giving the stored scattered light intensity Displaying one of a distribution and a value based on the scattered light intensity of the irradiation light as an axis, and a graph based on the stored scattered light intensity, and displaying one specific region from the one display. To choose,
A crystal defect measurement method including a step of specifying and displaying the other area of the planar distribution and the graph corresponding to the selected area or an area other than the selected area.
【請求項2】請求項1において、前記グラフはその一方
の軸を前記散乱体のサイズに関連した量とし、他方の軸
を前記試料の深さに関連した量としたことを特徴とする
結晶欠陥計測方法。
2. The crystal according to claim 1, wherein the graph has one axis as an amount related to the size of the scatterer and the other axis as an amount related to the depth of the sample. Defect measurement method.
【請求項3】請求項1において、前記グラフは前記照射
光の散乱光強度に関連した量の頻度を軸とするグラフで
あることを特徴とする結晶欠陥計測方法。
3. The crystal defect measuring method according to claim 1, wherein the graph is a graph centering on the frequency of an amount related to the scattered light intensity of the irradiation light.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかにおいて、前記照
射光は前記試料に対して斜方入射され、前記照射光は互
いに異なる第1および第2の波長の光を含み、その第1
及び第2の波長光のうちの一方は他方よりも前記試料に
対する侵入深さが3倍以上であることを特徴とする結晶
欠陥計測方法。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the irradiation light is obliquely incident on the sample, and the irradiation light includes first and second wavelengths different from each other.
One of the second wavelength light and the second wavelength light has a penetration depth of three times or more into the sample as compared with the other wavelength light.
【請求項5】結晶試料に照射光を照射する照射系と、前
記試料及び照射光の一方を他方に対して走査して前記試
料の個々の散乱体からの散乱光を検出する手段とを含
み、それによって前記試料の結晶欠陥を計測する結晶欠
陥計測装置において、前記散乱光強度のうち、予め定め
られた値よりも大きい散乱光の強度とその生成位置を記
憶する手段と、その記憶された散乱光強度を与える散乱
体の平面分布と前記照射光の散乱光強度に関連した値を
軸とする、前記記憶された散乱光強度にもとづくグラフ
とを表示する手段とを含み、前記平面分布及びグラフの
うちの一方の表示からその一方の特定の領域を選択し、
その選択された領域またはその領域以外の領域に対応す
る、前記平面分布およびグラフのうちの他方の領域を特
定して表示するようにしたことを特徴とする結晶欠陥計
測装置。
5. An irradiation system for irradiating a crystal sample with irradiation light, and means for scanning one of the sample and the irradiation light with respect to the other to detect scattered light from individual scatterers of the sample. In the crystal defect measuring apparatus for measuring crystal defects of the sample thereby, among the scattered light intensities, means for storing a scattered light intensity larger than a predetermined value and a generation position thereof, and the stored memory. Means for displaying a graph based on the stored scattered light intensity, with a plane distribution of the scatterer providing the scattered light intensity and a value related to the scattered light intensity of the irradiation light as an axis, the plane distribution and Select a specific area of one of the graphs from the display,
A crystal defect measuring apparatus, wherein the other area of the planar distribution and the graph corresponding to the selected area or an area other than the selected area is specified and displayed.
【請求項6】請求項5において、前記グラフはその一方
の軸を前記散乱体のサイズに関連した量とし、他方の軸
を前記試料の深さに関連した量としたことを特徴とする
結晶欠陥計測装置。
6. The crystal according to claim 5, wherein the axis of the graph is an amount related to the size of the scatterer, and the other axis is an amount related to the depth of the sample. Defect measurement device.
【請求項7】請求項5において、前記グラフは前記照射
光の散乱光強度に関連した量の頻度を軸とするグラフで
あることを特徴とする結晶欠陥計測装置。
7. The crystal defect measuring apparatus according to claim 5, wherein the graph is a graph centered on the frequency of an amount related to the scattered light intensity of the irradiation light.
【請求項8】請求項5〜7のいずれかにおいて、前記照
射系は前記照射光を前記試料に対して斜方入射するよう
に構成され、前記照射光は互いに異なる第1および第2
の波長の光を含み、その第1及び第2の波長光のうちの
一方は他方よりも前記試料に対する侵入深さが3倍以上
であることを特徴とする結晶欠陥計測装置。
8. The irradiation system according to claim 5, wherein the irradiation system is configured to make the irradiation light obliquely incident on the sample, and the irradiation light is different from the first and second irradiation lights.
And a depth of penetration of the first and second wavelengths of light into the sample is three times or more that of the other of the first and second wavelengths of light.
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