JP2001083080A - Crystal defect measuring device - Google Patents

Crystal defect measuring device

Info

Publication number
JP2001083080A
JP2001083080A JP25840299A JP25840299A JP2001083080A JP 2001083080 A JP2001083080 A JP 2001083080A JP 25840299 A JP25840299 A JP 25840299A JP 25840299 A JP25840299 A JP 25840299A JP 2001083080 A JP2001083080 A JP 2001083080A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid
haze
light
foreign matter
scattered light
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP25840299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuhei Yamamoto
周平 山本
Shigeru Matsui
松井  繁
Muneo Maejima
宗郎 前嶋
Yoshitaka Kodama
佳孝 児玉
Hitoshi Komuro
仁 小室
Kazuo Takeda
一男 武田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP25840299A priority Critical patent/JP2001083080A/en
Publication of JP2001083080A publication Critical patent/JP2001083080A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device for inspecting a semiconductor, that can measure and evaluate micro roughness, crystal defects, and surface foreign objects by separating influences given by each to the others in the method for measuring either of the micro roughness, crystal defects, and surface foreign objects near the crystal surface. SOLUTION: Time change of the scattered light intensity of scattered lights 10 and 26 from a sample wafer 1 which is generated by scanning the traveling sample wafer 1 with illumination beams 8 and 9 with two wavelengths 8 includes a haze (DC component) due to the micro roughness of a sample wafer and high-density internal defects and surface foreign objects existing in the sample, and pulse scatted light (AC component) generated by the crystal defects ad surface foreign objects. Therefore, by applying illumination beams having two wavelengths onto the crystal sample, the haze for each wavelength can be detected in two different detection directions, thus measuring the micro roughness of interfaces with different depths near the crystal surface and performing haze measurement, where the influences of the micro roughness, high-density internal defects, or surface foreign objects causing the haze to occur are separated.

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】本発明は半導体ウェハ、特に
シリコンウェハ中の析出物や積層欠陥などの結晶欠陥の
測定装置およびウェハ表面異物検査装置等の半導体検査
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring a crystal defect such as a precipitate or a stacking fault in a semiconductor wafer, particularly a silicon wafer, and a semiconductor inspection apparatus such as an apparatus for inspecting foreign matter on a wafer surface.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI(大規模集積回路)の集積度が向
上すると共に、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な問題である。これら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。このようなMOSデバイスのゲー
ト耐圧不良や接合リーク不良などの対策の点から、デバ
イスが形成される表面領域の結晶欠陥を計測する技術が
極めて重要となるが、その結晶欠陥計測技術として、
“応用物理 第65巻第11号(1996)1162ペ
ージから1163ページ”に記載されている技術があ
る。
2. Description of the Related Art As the degree of integration of LSIs (Large Scale Integrated Circuits) is improved, MOS (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 these MOS transistor defects are directly or indirectly caused by crystal defects in the silicon substrate. That is, in the LSI manufacturing process, if there is a crystal defect in the surface region of the silicon substrate that is converted to a silicon oxide film by oxidation, a structural defect is formed in the silicon oxide film, and dielectric breakdown occurs during LSI operation. 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. From the viewpoint of countermeasures such as a gate breakdown voltage failure and a junction leak failure of a MOS device, a technique for measuring a crystal defect in a surface region where a device is formed is extremely important.
There is a technique described in “Applied Physics Vol. 65, No. 11 (1996), pp. 1162 to 1163”.

【0003】上記公知例は、シリコンの吸収係数が約1
桁以上異なる2波長光をシリコンウェハ表面に照射し、
ウェハ中に内在する結晶欠陥からの散乱光強度を各波長
別に測定し、結晶欠陥の密度、サイズ分布、深さ分布を
求めるものである。その原理は次のようのものである。
In the above-mentioned known example, the absorption coefficient of silicon is about 1
Irradiating the silicon wafer surface with two wavelength light different by more than an order of magnitude,
The intensity of scattered light from a crystal defect existing in a wafer is measured for each wavelength, and the density, size distribution, and depth distribution of the crystal defect are obtained. The principle is as follows.

【0004】第2照射光の方がシリコンウェハ内への侵
入深さが深い、すなわち波長が長いものとする。試料物
質(ここではシリコン)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での値の1/
eになる侵入深さは次のように与えられる。
It is assumed that the second irradiation light has a deeper penetration depth into the silicon wafer, that is, a longer wavelength. Let n be the refractive index of the sample material (here, silicon) at the wavelength λ.
Assuming that the extinction rate is k, the amplitude of the incident light is 1 / the value on the surface.
The penetration depth to be e is given by:

【0005】[0005]

【数1】Γ=λ/2πk 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
折率がarcsin(sinθ/n)であることを考慮すると、e
xp((−2Z/Γ)cos(arcsin(sinθ/n))だけ表面より減衰
することになる。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。
1 = λ / 2πk Therefore, the intensity of irradiation light that has entered the substance at an incident angle θ from the air must be such that the refractive index in silicon is arcsin (sin θ / n) at a depth Z from the surface. Considering e
xp ((− 2Z / Γ) cos (arcsin (sin θ / n))) Then, light is incident on the sample surface from the air at an incident angle θ, and the irradiation light is Consider a case in which light scattered toward a sample surface due to a defect is detected at a certain solid angle, where the integrated scattering cross section of the defect at the detected solid angle is σ, irradiation light intensity I, and irradiation light at the wafer surface incident angle. Assuming that the transmittance is Ti and the transmittance of the scattered light from the defect from the inside of the wafer to the atmosphere is Ts, the intensity S of the scattered light from the defect located at a depth Z from the material surface is the attenuation and scattering of the irradiation light. It can be expressed as follows, taking into account both light attenuation.

【0006】[0006]

【数2】S=TiTsIσexp(−(2Z/Γ)(1+1/{cos(arcsin
(sinθ/n))})) 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、照射光透過率を各々T
i1、Ti2、散乱光透過率を各々Ts1、Ts2、と
すると以下の式が成り立つ。
S = TiTsIσexp (− (2Z / Γ) (1 + 1 / {cos (arcsin
(sinθ / n))})) The refractive indices of the sample at wavelengths λ1 and λ2 are 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 section is σ1, σ2, and the irradiation light transmittance is T.
Assuming that i1, Ti2, and the scattered light transmittance are Ts1, Ts2, respectively, the following equation is established.

【0007】[0007]

【数3】S1=Ti1Ts1I1σ1exp(−(2Z/Γ1)(1+1/{cos
(arcsin(sinθ/n1))}))
S1 = Ti1Ts1I1σ1exp (− (2Z / Γ1) (1 + 1 / {cos
(arcsin (sinθ / n1))}))

【0008】[0008]

【数4】S2=Ti2Ts2I2σ2exp(−(2Z/Γ2)(1+1/{cos(ar
csin(sinθ/n2))})) ただし、Γ1<Γ2とする。数3と数4より
S2 = Ti2Ts2I2σ2exp (− (2Z / Γ2) (1 + 1 / {cos (ar
csin (sinθ / n2))))) where Γ1 <Γ2. From Equations 3 and 4

【0009】[0009]

【数5】Z=C1ln(C2(S2/S1)(σ1/σ2)) 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。
[Mathematical formula-see original document] Z = C1ln (C2 (S2 / S1) ([sigma] 1 / [sigma] 2)) where C1 and C2 are composed of the apparatus constant and the optical constant of the sample, and are defined by the following equations.

【0010】[0010]

【数6】C1=1/((2/Γ1)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/
n1))})−(2/Γ2)(1+1/{cos(arcsin(sinθ/n2))}))
C1 = 1 / ((2 / Γ1) (1 + 1 / {cos (arcsin (sinθ /
n1))})-(2 / Γ2) (1 + 1 / {cos (arcsin (sinθ / n2))}))

【0011】[0011]

【数7】C2=(I1/I2)(Ti1Ts1/Ti2Ts2) 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。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)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。
C2 = (I1 / I2) (Ti1Ts1 / Ti2Ts2) Since C1 and C2 are device constants, (S2 / S1) (σ1 / σ2)
Is known, Z can be obtained. Here, (S2 / S1) is the ratio of the signal intensities and is obtained from the measured amount. Furthermore, the defect size (d)
Is sufficiently smaller than the irradiation wavelength and is in the Rayleigh scattering region (the particle size is 0.2 μm as a guide), σ∝
(d ^ 6) (λ ^ -4) holds, and σ1 / σ2 = (λ2 / λ1)
^ 4 relationship is obtained. By substituting this condition into Equation 5, the following equation is obtained.

【0012】[0012]

【数8】Z=C3ln(S2/S1)+C4 ただし、C3とC4も欠陥に依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。
[Mathematical formula-see original document] Z = C3ln (S2 / S1) + C4 where C3 and C4 are device constants independent of defects.
From the above results, Z is obtained from S1 and S2.

【0013】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 using S2.

【0014】[0014]

【数9】ln(d)=(1/6)ln(S2)+C5 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 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.

【0015】Z<Γ1<<Γ2を満足する欠陥について、数
4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8が
得られる。
For a defect that satisfies Z <Γ1 << Γ2, Z / Γ2〜0 in equation (4), so that S2 = C6σ2. In addition, in the Rayleigh scattering region, σ2∝d ^ 6 holds, so that Expression 8 is obtained.

【0016】このような原理に基づき、上記公知例で
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0.5μmまでの
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、デバイ
ス形成層であるウェハ表面から0.5μmの深さの範囲
内に存在する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、ウェハ表面の研磨きず、付着異物等のウェハ
の面内位置、深さ、欠陥サイズ等の評価が可能となって
きた。
Based on this principle, in the above-mentioned known example, the wavelength of the first irradiation light having a short penetration depth is 532 nm.
Is selected, and the crystal defect depth and defect size from the wafer surface to the depth of 0.5 μm can be calculated from the scattered light intensities of the two wavelengths. By this technique, a group of defects induced by a device process such as a grown-in defect, hydrogen annealing, and ion implantation existing within a depth of 0.5 μm from a wafer surface as a device forming layer, It has become possible to evaluate the in-plane position, depth, defect size, etc. of a wafer such as polishing flaws and adhered foreign matter.

【0017】上記公知例や、一部の光散乱を利用したウ
ェハ表面異物検査装置では、光散乱のバックグラウンド
の高さを計測することで、ウェハ表面のマイクロラフネ
スに対応するヘイズを計測することが可能である。シリ
コンウェハ表面のマイクロラフネスは、薄膜化が進む酸
化膜の信頼性を得るためのシリコンウェハ基板の品質と
して重要視されている項目である。表面のマイクロラフ
ネスが増大すると、つまりヘイズ値が高くなると、酸化
膜耐圧が劣化することが確認されている。一方、1200°
程度の高温水素アニールがウェハ表面シリコン原子の配
列の制御が有効である。この水素アニールによってウェ
ハ最表面で特定方位面を出現させ、形成した酸化膜の耐
圧特性が向上することが報告されている。この場合、選
択した結晶方位に依存して原子面のステップ構造がシリ
コンウェハ最表面に現れ、それがヘイズ計測において異
方性のあるヘイズ強度分布として観測される。このよう
にヘイズ計測は、シリコンウェハ表面のマイクロラフネ
スを評価する計測法として重要である。
In the above-mentioned known example and the wafer surface foreign matter inspection apparatus utilizing a part of light scattering, the haze corresponding to the micro roughness of the wafer surface is measured by measuring the height of the light scattering background. Is possible. Micro-roughness on the surface of a silicon wafer is an important item as quality of a silicon wafer substrate for obtaining reliability of an oxide film whose thickness is reduced. It has been confirmed that as the microroughness of the surface increases, that is, as the haze value increases, the breakdown voltage of the oxide film deteriorates. On the other hand, 1200 °
Hydrogen annealing at a high temperature is effective in controlling the arrangement of silicon atoms on the wafer surface. It has been reported that the hydrogen annealing causes a specific azimuth plane to appear at the outermost surface of the wafer and improves the breakdown voltage characteristics of the formed oxide film. In this case, a step structure of an atomic plane appears on the outermost surface of the silicon wafer depending on the selected crystal orientation, and this is observed as an anisotropic haze intensity distribution in haze measurement. As described above, the haze measurement is important as a measurement method for evaluating the micro roughness of the silicon wafer surface.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】上記、ヘイズ計測にお
けるヘイズの発生原因となる面は、ウェハの最表面だけ
であるとは限らない。例えば、デバイス形成層の直下領
域にSiO2層を形成してデバイス直下の低誘電率化を
目的としたSOI(Silicon On Insul
ator)ウェハでは、SOIウェハ最表面からのヘイ
ズとSi/SiO2界面からのヘイズが存在するため、
両者を切り分けた計測、解析が必要となる。 また、S
OIウェハの作製法として有力視されている貼り合わせ
法で作製するSOIウェハが信頼に足る品質を有するた
めには、SOI層と基板ウェーハとの間にボイドが存在
しないことが必要条件となるが、例えば貼り合わせに準
備されたウェハの平坦性または表面ラフネスの状態が悪
いと十分な接着強度が得られず、ボイドが発生してしま
う。特にエピタキシャルウェハやイオン注入されたウェ
ハは一般的に表面が荒れており、ヘイズとして観測され
る。したがって、このようなウェハを基板として貼り合
わせSOIウェハを作製し、SOIウェハの特性と基板
ウェハの表面ラフネスの相関を解析する場合には、貼り
合わせた状態での基板ウェハからのヘイズ計測が有利と
なる。
The surface that causes the haze in the haze measurement is not limited to the outermost surface of the wafer. For example, an SOI (Silicon On Insul) for forming a SiO 2 layer in a region directly below a device forming layer to lower the dielectric constant immediately below the device is formed.
ator) wafer has haze from the outermost surface of the SOI wafer and haze from the Si / SiO2 interface,
Measurement and analysis that separate the two are required. Also, S
In order for an SOI wafer manufactured by a bonding method, which is considered to be a promising method of manufacturing an OI wafer, to have reliable quality, it is necessary that no void exists between the SOI layer and the substrate wafer. For example, if the flatness or surface roughness of a wafer prepared for bonding is poor, sufficient adhesive strength cannot be obtained, and voids occur. Particularly, epitaxial wafers and ion-implanted wafers generally have rough surfaces, and are observed as haze. Therefore, when manufacturing a bonded SOI wafer using such a wafer as a substrate and analyzing the correlation between the characteristics of the SOI wafer and the surface roughness of the substrate wafer, haze measurement from the bonded substrate wafer is advantageous. Becomes

【0019】また、ヘイズ計測によって検出されるヘイ
ズ値は、シリコンウェハの表面ラフネスだけでなく、ウ
ェハ表層内に欠陥が高密度に欠陥が存在する場合や粒径
の大きい異物が表面に付着している場合もヘイズとして
観測される。例えば、イオン注入と熱処理が行われたウ
ェハについてヘイズ計測を行う場合、得られたヘイズ値
が熱処理工程によって生じる表面の荒れ、すなわち表面
ラフネスに起因するものなのか、それともイオン注入に
よって生じた高密度内部欠陥に起因するものなのかを区
別することができない。
The haze value detected by the haze measurement is determined not only by the surface roughness of the silicon wafer but also when a defect exists at a high density in the surface layer of the wafer or when a foreign substance having a large particle size adheres to the surface. Is also observed as haze. For example, when performing haze measurement on a wafer that has been subjected to ion implantation and heat treatment, whether the obtained haze value is due to surface roughness caused by the heat treatment process, that is, due to surface roughness, or whether the obtained haze value is due to high density caused by ion implantation. It cannot be distinguished whether it is due to internal defects.

【0020】さらに上記公知例の結晶欠陥計測法や、従
来の光散乱を利用したウェハ表面異物検査装置では、ヘ
イズレベルの増大は光散乱のバックグラウンドが増大す
ることであるため、ノイズを欠陥または表面異物として
誤って計測する恐れがある。したがって、欠陥計測また
は表面異物計測を行う場合は、検出された欠陥または異
物がヘイズに由来するノイズであるかを評価するために
ヘイズ計測を行い、欠陥計測または表面異物計測によっ
て得られた結果とヘイズ計測によって得られた結果を比
較する必要がある。この場合、欠陥計測または表面異物
計測とヘイズ計測を別々の計測に分けて行うと、光学系
のフォーカス合わせ精度や、シリコンウェハの試料ステ
ージへの搭載精度のばらつきといった問題があるため、
欠陥または異物計測結果とヘイズ計測結果の比較、検討
が正確に行えない。
Further, in the above-described known crystal defect measuring method and the conventional wafer surface foreign matter inspection apparatus utilizing light scattering, an increase in the haze level means an increase in the background of light scattering. There is a possibility that the measurement may be erroneously performed as a surface foreign matter. Therefore, when performing defect measurement or surface foreign matter measurement, haze measurement is performed to evaluate whether the detected defect or foreign matter is noise derived from haze, and the result obtained by the defect measurement or surface foreign matter measurement is used. It is necessary to compare the results obtained by the haze measurement. In this case, if the defect measurement or surface foreign matter measurement and the haze measurement are performed separately, there are problems such as variations in the focusing accuracy of the optical system and the mounting accuracy of the silicon wafer on the sample stage.
The comparison or examination of the defect or foreign matter measurement result and the haze measurement result cannot be performed accurately.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに本発明では、固体への侵入深さが異なる2波長の光
を試料に照射し、ヘイズを各波長別に計測することによ
り、試料表面近傍に深さ位置の異なる界面が複数存在す
る試料に対して、各界面のマイクロラフネスを評価する
ことが可能となる。また、散乱光の検出は異なる2方
向、すなわち試料表面の垂直方向に対して低角度の方向
で検出する検出光学系と高角度の方向で検出する検出光
学系を用いて行い、前記低角度検出光学系によって検出
されたヘイズから表面異物によるヘイズの影響を、前記
高角度検出系によって検出されたヘイズから試料表面近
傍に存在する高密度内部欠陥によるヘイズの影響を評価
することが可能となる。さらに、前記ヘイズ計測を結晶
欠陥または表面異物の計測と同時に行い、それらの結果
をそれぞれ分離して表示することが可能であるため、検
出された結晶欠陥または表面異物とヘイズに起因するノ
イズを分離し、より精度の高い結晶欠陥または表面異物
の解析が可能となる。
In order to solve the above problems, the present invention irradiates a sample with two wavelengths of light having different penetration depths into a solid, and measures haze for each wavelength. The micro-roughness of each interface can be evaluated for a sample having a plurality of interfaces at different depth positions near the surface. Further, the detection of the scattered light is performed using a detection optical system that detects at a low angle with respect to a direction perpendicular to the sample surface and a detection optical system that detects at a high angle with respect to the vertical direction of the sample surface. From the haze detected by the optical system, it is possible to evaluate the effect of haze due to surface foreign matter, and from the haze detected by the high-angle detection system, it is possible to evaluate the effect of haze due to high-density internal defects existing near the sample surface. Furthermore, since the haze measurement can be performed simultaneously with the measurement of the crystal defect or surface foreign matter and the results can be separately displayed, the noise caused by the detected crystal defect or surface foreign matter and the haze can be separated. This makes it possible to analyze crystal defects or surface foreign substances with higher accuracy.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明に係る結晶欠陥計測方法お
よび結晶欠陥計測装置を実施例に基づいて以下説明す
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A crystal defect measuring method and a crystal defect measuring device according to the present invention will be described below based on embodiments.

【0023】はじめに2波長の照射光を用いたヘイズ計
測の一実施例の全体構成を示すブロック図を図1に示
す。試料ウェハ1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試料ウェハ1に照射するこ
とによって、スパイラル状に走査する。照射光として
は、下記で説明するようにヘイズ計測と同時に計測する
ことが可能である結晶欠陥計測に必要となる波長532
nmレーザ光8と、波長810nmレーザ光9を用い
る。各照射光は、入射光の光軸がシリコンのブリュース
ター角(約75°)となる方向からシリコンウェハ表面
に対する偏光方向をp偏光に調整して入射させる。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ので内部欠陥への照射
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。
First, FIG. 1 is a block diagram showing an entire configuration of one embodiment of haze measurement using irradiation light of two wavelengths. The entire scan of the irradiation light on the sample wafer 1 is performed in a spiral manner by irradiating the sample wafer 1 whose rotation and center are translated. The irradiation light has a wavelength 532 required for crystal defect measurement, which can be measured simultaneously with haze measurement, as described below.
nm laser light 8 and a laser light 9 having a wavelength of 810 nm are used. Each irradiation light is incident on the silicon wafer surface with its polarization direction adjusted to p-polarization from the direction in which the optical axis of the incident light becomes the Brewster angle of silicon (about 75 °). Irradiation in the p-polarized light direction at the Brewster's angle is for reducing the loss of irradiation light intensity to internal defects because the reflectance on the silicon surface is lower than that of s-polarized light. This condition is not necessarily required, but it is desirable.

【0024】波長の選択は、シリコンに対する侵入深さ
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。
As for the selection of the wavelength, two wavelengths whose penetration depths into silicon are different by three times or more are selected. If the penetration depth differs by more than three times, the attenuation of the long wavelength becomes about 50% in the depth range where the short wavelength can penetrate, and the particle size of the scatterer is calculated from the scattered light signal of the long wavelength by Rayleigh scattering theory. Is estimated to be within 10%.

【0025】散乱光の検出によってシリコンウェハ1の
主に表面ラフネスによるヘイズの他、シリコンウェハ1
中に含まれる酸素析出物(SiO2粒子)や移転等の結
晶欠陥やCOP(Cristal Originate
d Particle)、研磨加工による欠陥(き
ず)、その他にウェハ表面に付着した異物等が散乱体と
して検出される。
By detecting scattered light, haze mainly due to surface roughness of the silicon wafer 1 is obtained.
Crystal defects such as oxygen precipitates (SiO 2 particles) and transfer contained therein and COP (Crystal Originate)
d Particle), a defect (flaw) due to the polishing process, and other foreign substances adhering to the wafer surface are detected as scatterers.

【0026】これら散乱体からの散乱光10を対物レン
ズ13を用いて集光し、ダイクロイックミラー14にて
波長532nmの光と波長810nmの光に分離し、レ
ンズ15、16でそれぞれ集光し、光検出器17、18
で波長別に検出する。それぞれの検出信号はアンプ1
9、20によって増幅された後、ローパスフィルタ2
1、22によって散乱光のDC成分、すなわちヘイズが
抽出される。ローパスフィルタ21、22の出力は、タ
イマ25で制御された或る一定時間間隔でA/Dコンバ
ータ23、24によるデジタル化を行い、検出座標
(r.θ)とともにコンピュータ7に取り込む。ヘイズ
信号強度の取り込は、タイマによる制御ではなく、走査
しているステージの或る所定座標(r.θ)毎にヘイズ
強度と検出座標を取り込む方法を用いてもよい。このよ
うにして、ウェハ全面を均一に計測された各波長別のヘ
イズ強度のウェハ面内分布は、各検出点毎に滑らかに補
間しヘイズ強度毎に色分けして表示させる。波長532
nmの照射光の試料への進入深さは約0.5μmであ
り、波長810nmの照射光の試料への進入深さは約5
μmであることから、波長532nmのヘイズは試料表
面より約0.5μmの範囲に存在する界面のマイクロラ
フネス、高密度内部欠陥、および表面異物に起因し、波
長810nmのヘイズは試料表面より約5μmの範囲に
存在する界面のマイクロラフネスお、高密度内部欠陥お
よび表面異物に起因する。したがって、両者の結果を比
較することによって、試料表面からの深さ領域の異なる
マイクロラフネス、高密度内部欠陥の評価が可能にな
る。また、照射光の波長の選択を目的に応じて変更すれ
ば、異なった深さ領域のヘイズ解析が可能である。
The scattered light 10 from these scatterers is condensed using an objective lens 13, separated into light having a wavelength of 532 nm and light having a wavelength of 810 nm by a dichroic mirror 14, and condensed by lenses 15 and 16, respectively. Photodetectors 17, 18
Detect by wavelength. Each detection signal is sent to amplifier 1
After being amplified by 9 and 20, the low-pass filter 2
The DC components of the scattered light, that is, haze, are extracted by 1 and 22. The outputs of the low-pass filters 21 and 22 are digitized by the A / D converters 23 and 24 at certain time intervals controlled by the timer 25, and are taken into the computer 7 together with the detected coordinates (r.θ). The haze signal intensity may be acquired not by control by a timer but by a method of acquiring the haze intensity and the detected coordinates at every predetermined coordinate (r.θ) of the stage being scanned. In this way, the in-wafer distribution of the haze intensity for each wavelength, which is uniformly measured on the entire surface of the wafer, is smoothly interpolated for each detection point, and is displayed in different colors for each haze intensity. Wavelength 532
The penetration depth of the irradiation light of nm into the sample is about 0.5 μm, and the penetration depth of the irradiation light of wavelength 810 nm into the sample is about 5 μm.
μm, the haze at a wavelength of 532 nm is caused by the microroughness of the interface, high-density internal defects, and surface foreign matter existing within a range of about 0.5 μm from the sample surface, and the haze at a wavelength of 810 nm is about 5 μm from the sample surface. Micro-roughness at the interface, high-density internal defects, and surface foreign matter existing in the range. Therefore, by comparing the two results, it is possible to evaluate micro roughness and high-density internal defects having different depth regions from the sample surface. Further, if the selection of the wavelength of the irradiation light is changed according to the purpose, haze analysis in different depth regions can be performed.

【0027】次に、異なる2方向の検出光学系を用いて
ヘイズ計測を行う場合の一実施例について説明する。図
2にその一例として、上記2波長の照射光を用いたヘイ
ズ計測に加え、2波長の照射光の内、特定の一波長につ
いて、異なる2方向の検出光学系を用いてヘイズ計測を
行う場合のブロック図を示す。図1の実施例と同様に、
波長532nmのレーザ光8と波長810nmのレーザ
光9を入射光の光軸がシリコンのブリュースター角(約
75°)となる方向からシリコンウェハ表面に対する偏
光方向をp偏光に調整して入射させる。試料ウェハ1か
らの散乱光は、第一の検出方向として、試料表面の垂直
方向に対して低角度、この場合0°の対物レンズ13の
方向で検出する。対物レンズ13で集光された散乱光は
ダイクロイックミラー14にて波長532nmの光と波
長810nmの光に分離し、レンズ15、16でそれぞ
れ集光し、光検出器17、18で波長別に検出する。第
二の検出方向として、試料表面の垂直方向に対して高角
度、この場合、照射光の入射角(約75°)以上の方向
であるレンズ27の方向で検出する。このレンズ27の
方向に散乱される散乱光26を集光し、光学フィルタ2
8によって波長532nmの散乱光のみを選択し、レン
ズ29で光検出器30に集光して検出する。各光検出器
17、18、30から出力信号はアンプ19、20、3
1で増幅された後、ローパスフィルタ21、22、32
によってヘイズ成分が抽出される。ローパスフィルタ2
1、22、32の出力は、タイマ25で制御された或る
一定時間間隔でA/Dコンバータ23、24、33によ
るデジタル化を行い、検出座標(r.θ)とともにコン
ピュータ7に取り込む。各ヘイズ強度の面内分布は、そ
れぞれ波長別または検出方向別に表示できる他、特に2
方向で検出されたヘイズ強度の差をよりわかりやすく表
示させるため、2方向で検出されたヘイズ強度の比の面
内分布を表示することが可能である。それぞれの上記2
方向の検出方向の角度の選択は、下記で説明するように
ヘイズ計測と同時に計測可能である結晶欠陥または表面
異物計測において、検出された散乱体が結晶欠陥である
か表面異物であるかを識別するため、第一の検出方向は
結晶欠陥からの散乱光強度が第二に選択する方向よりも
相対的に強くかつ表面異物からの第一の検出方向の散乱
光強度が第二に選択する方向よりも相対的に弱い方向で
あり、逆に第二の検出方向は結晶欠陥からの散乱光強度
が第一の検出方向よりも相対的に弱くかつ表面異物から
の第二の検出方向の散乱光強度が第一の方向よりも相対
的に強い方向を選択する。これにより、上記2方向の検
出方向で検出された同一の散乱体からの散乱光強度の大
小関係から、その散乱体が結晶欠陥であるか表面異物で
あるかを識別することが可能となる。このようにして選
択された2方向の検出方向で検出されるヘイズの内、試
料内部に高密度内部欠陥が存在する場合、第二の検出方
向、つまりレンズ27の方向よりも、第一の方向、つま
り対物レンズ13の方向の方が相対的に強く高密度内部
欠陥によるヘイズが検出される。また、表面異物が存在
する場合、第一の検出方向、つまり対物レンズ13の方
向よりも、第二の方向、つまりレンズ27の方向の方が
相対的に強く表面異物によるヘイズが検出される。した
がって、一方向のみで検出では、検出されたヘイズが主
にマイクロラフネスに起因するものなのか、それとも主
に高密度内部欠陥に起因するものなのか、さらには表面
異物に起因するものなのかを判断することは困難である
が、上記2方向で検出されたヘイズを比較することによ
って、マイクロラフネス、高密度内部欠陥および表面異
物がヘイズに与える影響を個別に解析することが可能と
なる。また、上記実施例では、波長523nmの散乱光
について異なる2方向による検出を行う例を示したが、
光学フィルタ28の選択により波長810nmの散乱光
について異なる2方向による検出を行ってもよい。
Next, an embodiment in which haze measurement is performed using detection optical systems in two different directions will be described. FIG. 2 shows an example in which, in addition to the haze measurement using the above-described irradiation light of two wavelengths, the haze measurement is performed using a detection optical system in two different directions for one specific wavelength of the irradiation light of two wavelengths. FIG. As in the embodiment of FIG.
A laser beam 8 having a wavelength of 532 nm and a laser beam 9 having a wavelength of 810 nm are incident on the silicon wafer surface in a direction in which the optical axis of the incident light becomes the Brewster angle (about 75 °) of silicon to p-polarized light. The scattered light from the sample wafer 1 is detected as a first detection direction at a low angle with respect to the vertical direction of the sample surface, in this case, the direction of the objective lens 13 at 0 °. The scattered light condensed by the objective lens 13 is separated into light having a wavelength of 532 nm and light having a wavelength of 810 nm by a dichroic mirror 14, condensed by lenses 15 and 16, and detected by wavelengths by photodetectors 17 and 18. . As the second detection direction, detection is performed at a high angle with respect to the vertical direction of the sample surface, in this case, the direction of the lens 27 which is a direction equal to or larger than the incident angle of the irradiation light (about 75 °). The scattered light 26 scattered in the direction of the lens 27 is collected, and
8, only the scattered light having a wavelength of 532 nm is selected, and the light is condensed on the photodetector 30 by the lens 29 and detected. Output signals from the respective photodetectors 17, 18, 30 are amplified by amplifiers 19, 20, 3,
After being amplified by 1, the low-pass filters 21, 22, 32
As a result, a haze component is extracted. Low-pass filter 2
The outputs of 1, 22, and 32 are digitized by A / D converters 23, 24, and 33 at certain time intervals controlled by a timer 25, and are taken into the computer 7 together with the detected coordinates (r.θ). The in-plane distribution of each haze intensity can be displayed for each wavelength or for each detection direction.
In order to display the difference in the haze intensities detected in the directions more clearly, it is possible to display the in-plane distribution of the ratio of the haze intensities detected in the two directions. Each of the above 2
As described below, the selection of the angle of the detection direction can be performed to determine whether the detected scatterer is a crystal defect or a surface foreign matter in the crystal defect or surface foreign matter measurement that can be measured simultaneously with the haze measurement. Therefore, the first detection direction is the direction in which the scattered light intensity from the crystal defect is relatively stronger than the second selection direction and the scattered light intensity in the first detection direction from the surface foreign matter is the second selection direction. In the second detection direction, on the contrary, the scattered light intensity from the crystal defect is relatively weaker than the first detection direction and the scattered light in the second detection direction from the surface foreign matter. The direction in which the intensity is relatively stronger than the first direction is selected. Thus, it is possible to determine whether the scatterer is a crystal defect or a surface foreign matter, based on the magnitude relationship of the scattered light intensity from the same scatterer detected in the two detection directions. Among the hazes detected in the two detection directions selected as described above, when a high-density internal defect exists inside the sample, the first direction is more than the second detection direction, that is, the direction of the lens 27. That is, haze due to high-density internal defects is detected in the direction of the objective lens 13 which is relatively strong. When surface foreign matter is present, haze due to surface foreign matter is detected in the second direction, that is, the direction of the lens 27, is relatively stronger than the first detection direction, that is, the direction of the objective lens 13. Therefore, in detection in only one direction, it is determined whether the detected haze is mainly due to micro-roughness, or mainly due to high-density internal defects, or even due to surface foreign matter. Although it is difficult to determine, by comparing the hazes detected in the above two directions, it is possible to individually analyze the effects of the microroughness, high-density internal defects and surface foreign matter on the haze. Further, in the above-described embodiment, an example is described in which scattered light having a wavelength of 523 nm is detected in two different directions.
Depending on the selection of the optical filter 28, scattered light having a wavelength of 810 nm may be detected in two different directions.

【0028】最後に、上記2波長の照射光によるヘイズ
計測および2方向の検出方向によるヘイズ計測と、結晶
欠陥計測または表面異物計測を同時に行う場合の一実施
例について説明する。図3にその一例を示すブロック図
を示す。2波長の照射光8、9を移動している試料ウェ
ハ1に走査することによって発生する試料ウェハ1から
の散乱光10、26の散乱光強度の時間変化には、試料
ウェハのマイクロラフネスや試料内部に存在する高密度
内部欠陥、表面異物によるヘイズ(DC成分)と、結晶
欠陥や表面異物によって発生するパルス散乱光(AC成
分)が含まれる。
Finally, an embodiment in which the haze measurement by the irradiation light of the two wavelengths, the haze measurement by the two detection directions, and the crystal defect measurement or the surface foreign matter measurement are performed simultaneously will be described. FIG. 3 is a block diagram showing an example. The time change of the scattered light intensity of the scattered light 10 and 26 from the sample wafer 1 generated by scanning the moving sample wafer 1 with the irradiation light 8 and 9 of two wavelengths includes the micro roughness of the sample wafer and the sample. Haze (DC component) due to high-density internal defects and surface foreign matter existing inside, and pulse scattered light (AC component) generated by crystal defects and surface foreign matter are included.

【0029】したがって、それぞれが持つ周波数帯域に
合ったフィルタを用いて両者を分離し検出することによ
って、ヘイズ計測と結晶欠陥または表面異物計測を同時
に行うことが可能となる。対物レンズ13の方向で検出
する散乱光10はダイクロイックミラー14によって各
波長別に分離され光検出器17、18で検出される。
Therefore, by separating and detecting both using a filter suitable for each frequency band, it is possible to simultaneously measure haze and crystal defects or surface foreign matter. The scattered light 10 detected in the direction of the objective lens 13 is separated for each wavelength by a dichroic mirror 14 and detected by photodetectors 17 and 18.

【0030】またレンズ27の方向で検出する散乱光2
6は光学フィルタ28によって波長523nmの光が抽
出され光検出器30によって検出される。各光検出器1
7、18、30からの出力信号はアンプ19、20、3
1によって増幅された後、ローパスフィルタ21、2
2、32によってDC成分、つまりヘイズ成分が抽出さ
れ、ハイパスフィルタ34、35、36によってAC成
分、つまり結晶欠陥または表面異物からのパルス散乱光
が抽出される。ヘイズ計測は、図1または図2で示した
実施例の場合と同様に、ローパスフィルタからの出力を
タイマ25によって制御された或る一定時間間隔でA/
Dコンバータ23、24、33によるデジタル化を行
い、検出座標(r.θ)とともにコンピュータ7に取り
込む。一方、ハイパスフィルタ34、35、36によっ
て抽出されたパルス散乱光のパルス高はコンパレータ3
7、38、39によってそれぞれ予め設定されたしきい
値を越えているかどうかの比較が行われ、予め設定され
た測定モード従い、例えば対物レンズ13の方向で検出
された波長532nmのパルス散乱光強度または波長8
10nmのパルス散乱光強度のどちらか一方が予め設定
されたしきい値を越えている場合に、それぞれのピーク
ホールド回路44、45、46によってホールドされた
各パルス散乱光強度が出力され、A/Dコンバータ4
7、48、49でデジタル化して検出座標(r.θ)と
ともにコンピュータ7に取り込まれる。また、コンパレ
ータ37、38、39の出力はラッチ41、42、43
に送られ、各欠陥または表面異物からのパルス散乱光強
度およびその検出座標とともにコンピュータ7に取り込
まれる。このようにして検出された結晶欠陥または表面
異物は、対物レンズ13の方向とレンズ27の方向の2
方向で検出された波長532nmのパルス散乱光強度の
大小関係により、それらが結晶欠陥であるか表面異物で
あるかが識別されるとともに、対物レンズ13の方向で
検出された波長532nmのパルス散乱光強度と波長8
10nmのパルス散乱光強度から、その粒径と深さが算
出される。
The scattered light 2 detected in the direction of the lens 27
In No. 6, light having a wavelength of 523 nm is extracted by the optical filter 28 and detected by the photodetector 30. Each photodetector 1
Output signals from 7, 18, and 30 are amplifiers 19, 20, 3,
After being amplified by 1, the low-pass filters 21 and 2
DC components, that is, haze components are extracted by 2 and 32, and AC components, that is, pulse scattered light from crystal defects or surface foreign matter are extracted by high-pass filters 34, 35, and 36. In the haze measurement, as in the case of the embodiment shown in FIG. 1 or 2, the output from the low-pass filter is A / A at a certain time interval controlled by the timer 25.
Digitization is performed by the D converters 23, 24, and 33, and the digitized data is taken into the computer 7 together with the detected coordinates (r.θ). On the other hand, the pulse height of the pulse scattered light extracted by the high-pass filters 34, 35, 36
7, 38, and 39, respectively, to determine whether or not a predetermined threshold value is exceeded. According to a predetermined measurement mode, for example, the intensity of the pulse scattered light having a wavelength of 532 nm detected in the direction of the objective lens 13 Or wavelength 8
When one of the pulse scattered light intensities of 10 nm exceeds a preset threshold value, the pulse scattered light intensity held by each of the peak hold circuits 44, 45, and 46 is output, and A / A D converter 4
It is digitized by 7, 48, and 49 and taken into the computer 7 together with the detected coordinates (r.θ). The outputs of the comparators 37, 38, 39 are latched 41, 42, 43
To the computer 7 together with the pulse scattered light intensity from each defect or surface foreign matter and the detected coordinates. The crystal defects or surface foreign matter detected in this way are two directions of the direction of the objective lens 13 and the direction of the lens 27.
The magnitude of the pulse scattered light having a wavelength of 532 nm detected in the direction identifies whether they are crystal defects or surface foreign substances, and the pulse scattered light having a wavelength of 532 nm detected in the direction of the objective lens 13. Intensity and wavelength 8
The particle size and depth are calculated from the pulse scattered light intensity of 10 nm.

【0031】上記、結晶欠陥計測または表面異物計測で
は、同時に検出されるヘイズの値が高いと、ヘイズに由
来するAC成分(ヘイズの平方根に比例)が大きくな
り、結晶欠陥または表面異物の計測においてパルス散乱
光を検出するしきい値を越えると結晶欠陥または表面異
物として誤検出される恐れがある。しかし、本実施例で
は、結晶欠陥または表面異物の計測と同時にヘイズ計測
を行うことが可能であるため、例えばヘイズ強度の面内
分布と結晶欠陥または表面異物の面内分布と重ねて表示
させ、ヘイズ強度の高い領域の分布状態と結晶欠陥また
は表面異物の分布状態を比較することにより、検出され
た結晶欠陥または表面異物がヘイズに由来するノイズで
あるかどうかを評価することが可能となる。
In the above-described crystal defect measurement or surface foreign matter measurement, if the value of the haze detected at the same time is high, the AC component (proportional to the square root of the haze) derived from the haze becomes large. Exceeding the threshold value for detecting the pulse scattered light may cause erroneous detection as a crystal defect or surface foreign matter. However, in the present embodiment, since the haze measurement can be performed simultaneously with the measurement of the crystal defect or the surface foreign matter, for example, the in-plane distribution of the haze intensity and the in-plane distribution of the crystal defect or the surface foreign matter are superimposed and displayed. By comparing the distribution state of the region with a high haze intensity with the distribution state of crystal defects or surface foreign matter, it becomes possible to evaluate whether the detected crystal defect or surface foreign matter is noise derived from haze.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、結晶
表面近傍のヘイズ計測において、結晶表面以外にも界面
を持つ結晶試料の各界面のマイクロラフネスの評価が可
能となり、マイクロラフネス、高密度内部欠陥、表面異
物によるヘイズを分離したヘイズ計測が可能となる。ま
た、結晶欠陥計測または表面異物計測においてヘイズの
影響を分離した結晶欠陥または表面異物の評価が可能と
なる。
As described above, according to the present invention, in the haze measurement near the crystal surface, it is possible to evaluate the micro roughness of each interface of the crystal sample having an interface other than the crystal surface. Haze measurement that separates haze due to density internal defects and surface foreign matter becomes possible. In addition, it becomes possible to evaluate a crystal defect or a surface foreign matter in which the influence of haze is separated in the crystal defect measurement or the surface foreign matter measurement.

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

【図1】発明の概略構成図(1)。FIG. 1 is a schematic configuration diagram (1) of the invention.

【図2】発明の概略構成図(2)。FIG. 2 is a schematic configuration diagram (2) of the invention.

【図3】発明の概略構成図(3)。FIG. 3 is a schematic configuration diagram (3) of the invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料ウェハ、2…ウェハ固定治具、3…回転ステー
ジ、4…Rステージ、5、6…ドライバ、7…コンピュ
ータ、8、9…照射光、10、26…散乱光、11…波
長532nmのレーザ、12…波長810nmのレー
ザ、13…対物レンズ、14…ダイクロイックミラー、
15、16、27、29…レンズ、17、18、30…
光検出器、19、20、31…アンプ、21、22、3
2…ローパスフィルタ、23、24、33、47、4
8、49…A/Dコンバータ、25…タイマ、28…光
学フィルタ、34、35、36…ハイパスフィルタ、3
7、38、39…コンパレータ、40…論理和回路、4
1、42、43…ラッチ、44、45、46…ピークホ
ールド回路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample wafer, 2 ... Wafer fixing jig, 3 ... Rotation stage, 4 ... R stage, 5 ... Driver, 7 ... Computer, 8, 9 ... Irradiation light, 10, 26 ... Scattered light, 11 ... Wavelength 532nm , A laser having a wavelength of 810 nm, an objective lens, a dichroic mirror,
15, 16, 27, 29 ... lens, 17, 18, 30 ...
Photodetectors, 19, 20, 31 ... Amplifiers, 21, 22, 3
2: Low-pass filter, 23, 24, 33, 47, 4
8, 49 A / D converter, 25 timer, 28 optical filter, 34, 35, 36 high-pass filter, 3
7, 38, 39... Comparator, 40... OR circuit, 4
1, 42, 43 ... latch, 44, 45, 46 ... peak hold circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前嶋 宗郎 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グループ内 (72)発明者 児玉 佳孝 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グループ内 (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グループ内 (72)発明者 武田 一男 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 Fターム(参考) 2F065 AA11 AA50 AA60 BB22 BB23 CC19 FF42 FF43 FF49 GG04 GG23 HH04 HH09 HH12 JJ01 JJ05 JJ15 LL04 LL20 MM03 MM04 PP12 QQ03 QQ33 SS01 2G051 AA51 AB01 AB02 AB20 BA04 CA03 CA06 CB05 EA03 EA12 2G059 AA05 BB08 BB16 EE01 EE02 EE11 HH06 MM04 MM05 MM09 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor, Muneshima Maejima 882, Omo-shi, Hitachi, Ibaraki Pref., Ltd.In the measuring instrument group of Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshitaka Kodama 882, Omo, Oita, Hitachinaka-shi, Ibaraki (72) Inventor Jin Komuro 882-mo, Oaza-shi, Hitachinaka-shi, Ibaraki Prefecture Incorporated Hitachi-Industrial Instrument Group (72) Kazuo Takeda 1-280-1, Higashi-Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo F-term in Hitachi Central Research Laboratory (for reference) 2F065 AA11 AA50 AA60 BB22 BB23 CC19 FF42 FF43 FF49 GG04 GG23 HH04 HH09 HH12 JJ01 JJ05 JJ15 LL04 LL20 MM03 MM04 PP12 QQ03 QQ33 SS01 2G052 A05 CB03 BB16 EE01 EE02 EE11 HH06 MM04 MM05 MM09

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 固体中に光を照射し固体表面または内部
からの散乱光を検出することにより、固体表面または内
部の欠陥、表面異物、表面ラフネスのいずれかを計測す
る方法において、固体に対する侵入深さが異なる2波長
の光を照射し、前記表面ラフネスに起因するヘイズを各
波長別に同時計測することを特徴とする半導体検査装
置。
1. A method for measuring any of defects, surface foreign matter, and surface roughness on a solid surface or inside by irradiating the solid with light and detecting scattered light from the solid surface or inside. A semiconductor inspection apparatus, wherein two wavelengths of light having different depths are irradiated, and haze caused by the surface roughness is simultaneously measured for each wavelength.
【請求項2】 請求項1において、固体表面または内部
の欠陥および表面異物および表面ラフネスを同時に計測
し、それらを分離して表示する表示手段を備えることを
特徴とする半導体検査装置。
2. The semiconductor inspection apparatus according to claim 1, further comprising a display means for simultaneously measuring a defect on the solid surface or inside, a surface foreign matter, and surface roughness, and displaying them separately.
【請求項3】 請求項1または2において、固体試料ま
たは照射光を相対的に走査することにより固体表面また
は内部より生じる散乱光強度変化をAC成分とDC成分
に分離し、前記AC成分の計測により欠陥および表面異
物情報を、前記DC成分の計測により表面ラフネス情報
を得ることを特徴とする半導体検査装置。
3. The measurement of the AC component according to claim 1, wherein a change in the scattered light intensity generated from the surface or inside of the solid is separated into an AC component and a DC component by relatively scanning the solid sample or the irradiation light. A semiconductor inspection apparatus for obtaining defect and surface foreign matter information by measuring the DC component.
【請求項4】 固体中に光を照射し固体表面または内部
からの散乱光を検出することにより、固体表面または内
部の欠陥、表面異物、表面ラフネスのいずれかを計測す
る方法において、異なる2方向、すなわち固体表面の垂
直方向に対して低角度方向で散乱光を検出する検出光学
系と高角度方向で散乱光を検出する検出光学系を有し、
その2つの検出系でヘイズを計測することを特徴とする
半導体検査装置。
4. A method for measuring any of defects, surface foreign matter, and surface roughness on a solid surface or inside by irradiating light into the solid and detecting scattered light from the solid surface or inside, wherein two different directions are used. That is, having a detection optical system for detecting scattered light in a low angle direction and a detection optical system for detecting scattered light in a high angle direction with respect to the vertical direction of the solid surface,
A semiconductor inspection device wherein haze is measured by the two detection systems.
【請求項5】 請求項4において、固体表面または内部
の欠陥および表面異物および表面ラフネスを同時に計測
し、それらを分離して表示する表示手段を備えることを
特徴とする半導体検査装置。
5. The semiconductor inspection apparatus according to claim 4, further comprising display means for simultaneously measuring a defect on a solid surface or inside, a surface foreign matter, and surface roughness, and displaying them separately.
【請求項6】 請求項5または6において、固体試料ま
たは照射光を相対的に走査することにより固体表面また
は内部より生じる散乱光強度変化をAC成分とDC成分
に分離し、前記AC成分の計測により欠陥および表面異
物情報を、前記DC成分の計測により表面ラフネス情報
を得ることを特徴とする半導体検査装置。
6. The measurement of the AC component according to claim 5, wherein a change in the intensity of scattered light generated from the surface or inside of the solid is separated into an AC component and a DC component by relatively scanning the solid sample or irradiation light. A semiconductor inspection apparatus for obtaining defect and surface foreign matter information by measuring the DC component.
【請求項7】 請求項4乃至6において、異なる2方
向、すなわち固体表面の垂直方向に対して低角度方向で
検出したヘイズ強度と高角度方向で検出したヘイズ強度
の比の試料面内分布を表示する表示手段を備えることを
特徴とする半導体検査装置。
7. The sample surface distribution according to claim 4, wherein a ratio of a haze intensity detected in a low angle direction to a haze intensity detected in a high angle direction with respect to two different directions, that is, a vertical direction of the solid surface is determined. A semiconductor inspection device comprising a display means for displaying.
【請求項8】 固体中に光を照射し、固体表面または内
部からの散乱光を検出することにより固体表面または内
部の欠陥、表面異物、表面ラフネスのいずれかを計測す
る方法において、固体に対する侵入深さが異なる2波長
の光を照射する照射光学系と、異なる2方向、すなわち
固体表面の垂直方向に対して低角度方向で散乱光を検出
する検出光学系と高角度方向で散乱光を検出する検出光
学系を有し、前記2波長の光照射によって生じる2波長
のヘイズを前記2方向の検出光学系でそれぞれ波長別に
計測することを特徴とする半導体検査装置。
8. A method for irradiating light into a solid and detecting scattered light from the surface or inside of the solid to measure any of defects, surface foreign matter, and surface roughness on the surface or inside of the solid. An irradiation optical system that irradiates light of two wavelengths with different depths, a detection optical system that detects scattered light in two different directions, that is, a low angle direction with respect to the vertical direction of the solid surface, and a scattered light that detects scattered light in a high angle direction A semiconductor inspection apparatus, comprising: a detection optical system for detecting a wavelength of light; and a haze of two wavelengths generated by the irradiation of the light of two wavelengths is measured for each wavelength by the detection optical system in two directions.
【請求項9】 請求項8において、固体表面または内部
の欠陥および表面異物および表面ラフネスを同時に計測
し、それらを分離して表示する表示手段を備えることを
特徴とする半導体検査装置。
9. The semiconductor inspection apparatus according to claim 8, further comprising display means for simultaneously measuring a defect on the solid surface or inside, a surface foreign matter, and surface roughness, and displaying them separately.
【請求項10】 請求項8または9において、固体試料
または照射光を相対的に走査することにより固体表面ま
たは内部より生じる散乱光強度変化をAC成分とDC成
分に分離し、AC成分から欠陥および表面異物情報を、
DC成分から表面ラフネス情報を得ることを特徴とする
半導体検査装置。
10. A scattered light intensity change generated from the surface or inside of a solid by relatively scanning a solid sample or irradiation light according to claim 8 or 9, wherein an AC component and a DC component are separated. Surface foreign matter information
A semiconductor inspection apparatus characterized in that surface roughness information is obtained from a DC component.
JP25840299A 1999-09-13 1999-09-13 Crystal defect measuring device Pending JP2001083080A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25840299A JP2001083080A (en) 1999-09-13 1999-09-13 Crystal defect measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25840299A JP2001083080A (en) 1999-09-13 1999-09-13 Crystal defect measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001083080A true JP2001083080A (en) 2001-03-30

Family

ID=17319745

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25840299A Pending JP2001083080A (en) 1999-09-13 1999-09-13 Crystal defect measuring device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001083080A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002340537A (en) * 2001-05-21 2002-11-27 Silicon Technology Co Ltd Surface evaluation method
JP2005156537A (en) * 2003-10-31 2005-06-16 Hitachi High-Technologies Corp Defect observing method and apparatus of the same
JP2007501944A (en) * 2003-05-19 2007-02-01 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション Apparatus and method for enabling robust separation between signals of interest and noise
KR100854705B1 (en) 2005-12-14 2008-08-27 나노전광 주식회사 Apparatus for detecting hazes of photomask surface using white-light scanning interferometer and method for detecting thereof
WO2010097878A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect inspecting method and defect inspecting apparatus
JP2010536034A (en) * 2007-08-10 2010-11-25 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション An apparatus configured to inspect a wafer
JP2011163853A (en) * 2010-02-08 2011-08-25 Sumco Corp Image data processing method and image creating method
WO2013118543A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Surface measurement device
US10989656B2 (en) 2017-05-05 2021-04-27 3M Innovative Properties Company Scatterometry system and method of using the same

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002340537A (en) * 2001-05-21 2002-11-27 Silicon Technology Co Ltd Surface evaluation method
JP4691499B2 (en) * 2003-05-19 2011-06-01 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Apparatus and method for enabling robust separation between signals of interest and noise
JP2007501944A (en) * 2003-05-19 2007-02-01 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション Apparatus and method for enabling robust separation between signals of interest and noise
JP4521240B2 (en) * 2003-10-31 2010-08-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect observation method and apparatus
JP2005156537A (en) * 2003-10-31 2005-06-16 Hitachi High-Technologies Corp Defect observing method and apparatus of the same
KR100854705B1 (en) 2005-12-14 2008-08-27 나노전광 주식회사 Apparatus for detecting hazes of photomask surface using white-light scanning interferometer and method for detecting thereof
JP2010536034A (en) * 2007-08-10 2010-11-25 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション An apparatus configured to inspect a wafer
US9228960B2 (en) 2009-02-27 2016-01-05 Hitachi High-Technologies Corporation Defect inspecting method and defect inspecting apparatus
JP2010197352A (en) * 2009-02-27 2010-09-09 Hitachi High-Technologies Corp Defect inspection method and defect inspecting apparatus
US8638429B2 (en) 2009-02-27 2014-01-28 Hitachi High-Technologies Corporation Defect inspecting method and defect inspecting apparatus
WO2010097878A1 (en) * 2009-02-27 2010-09-02 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect inspecting method and defect inspecting apparatus
US9841384B2 (en) 2009-02-27 2017-12-12 Hitachi High-Technologies Corporation Defect inspecting method and defect inspecting apparatus
US10254235B2 (en) 2009-02-27 2019-04-09 Hitachi High-Technologies Corporation Defect inspecting method and defect inspecting apparatus
JP2011163853A (en) * 2010-02-08 2011-08-25 Sumco Corp Image data processing method and image creating method
US8761488B2 (en) 2010-02-08 2014-06-24 Sumco Corporation Image data processing method and image creating method
WO2013118543A1 (en) * 2012-02-09 2013-08-15 株式会社 日立ハイテクノロジーズ Surface measurement device
US10989656B2 (en) 2017-05-05 2021-04-27 3M Innovative Properties Company Scatterometry system and method of using the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3381924B2 (en) Inspection device
US6256092B1 (en) Defect inspection apparatus for silicon wafer
US7643139B2 (en) Method and apparatus for detecting defects
JP3404274B2 (en) Wafer inspection equipment
JPH11101624A (en) Flaw evaluating device, its method, and manufacture of semiconductor
US20100007872A1 (en) Surface inspecting method and device
JPH081416B2 (en) Particle sorter
JP2001083080A (en) Crystal defect measuring device
TW462100B (en) Wafer surface inspection method
WO1997035162A1 (en) Method and device for measuring defect of crystal on crystal surface
JPH11237226A (en) Defect inspection equipment
JPH11237225A (en) Defect inspection device
JP2000214099A (en) Method and apparatus for measurement of crystal defect
JP2001015567A (en) Device and method for evaluating semiconductor substrate
JPH0755702A (en) Crystal-defect measuring device and semiconductor manufacturing apparatus using the device
JPH085569A (en) Particle measuring apparatus and particle inspection method
JP2001091451A (en) Crystal defect analyzer
JP2001338959A (en) Method and equipment for evaluating semiconductor substrate
JPH1174493A (en) Inspecting method for defect of soi wafer
JPH0518901A (en) Wafer-surface inspecting apparatus
JP6086050B2 (en) Wafer evaluation method
Minowa et al. TEM observation of grown-in defects in CZ and epitaxial silicon wafers detected with optical shallow defect analyzer
JP2006112871A (en) Inspection method of semiconductor substrate, and its inspection device
JPH11258175A (en) Foreign matter inspection method
WO2022158394A1 (en) Method for evaluating work-modified layer, and method of manufacturing semiconductor single crystal substrate