JP2545209B2 - 結晶欠陥検査方法及びその検査装置 - Google Patents
結晶欠陥検査方法及びその検査装置Info
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- JP2545209B2 JP2545209B2 JP60260503A JP26050385A JP2545209B2 JP 2545209 B2 JP2545209 B2 JP 2545209B2 JP 60260503 A JP60260503 A JP 60260503A JP 26050385 A JP26050385 A JP 26050385A JP 2545209 B2 JP2545209 B2 JP 2545209B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、結晶欠陥検査方法並びにその方法を実施す
る検査装置に関するもので、非接触非破壊的手段により
種々の欠陥、例えば結晶内の不純物でデコレイトされた
欠陥と、デコレイトされていない転位等を含む欠陥等と
微小欠陥を、該欠陥からの散乱光を直接情報として用い
て画像化する方法及び装置である。
る検査装置に関するもので、非接触非破壊的手段により
種々の欠陥、例えば結晶内の不純物でデコレイトされた
欠陥と、デコレイトされていない転位等を含む欠陥等と
微小欠陥を、該欠陥からの散乱光を直接情報として用い
て画像化する方法及び装置である。
〔従来の技術〕 従来よりシリコンウェハー等の結晶欠陥を検査する方
法としてＸ線回折法が行われてきた。これは被検査体に
Ｘ線を照射し、回折または透過Ｆ線により乾板を感光し
て結晶の内部欠陥を反映した像を得るものであった。
法としてＸ線回折法が行われてきた。これは被検査体に
Ｘ線を照射し、回折または透過Ｆ線により乾板を感光し
て結晶の内部欠陥を反映した像を得るものであった。
このため、従来のＸ線回折法では、欠陥の断層図的分
布を知ることが不可能であった。且つ、従来のＸ線回折
法では、重元素を含む化合物結晶の完全性評価は、Ｘ線
の散乱能は原子番号に比例するため、Back ground no
iseが高くなるのみならず、Ｘ線の吸収も増大するので
不可能であった。
布を知ることが不可能であった。且つ、従来のＸ線回折
法では、重元素を含む化合物結晶の完全性評価は、Ｘ線
の散乱能は原子番号に比例するため、Back ground no
iseが高くなるのみならず、Ｘ線の吸収も増大するので
不可能であった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、殊に半導
体結晶のウェハー，非線型光学結晶等の中に含まれてい
る不純物の偏折像、転位、点状及び面状の欠陥等を直接
的に検査することができる結晶欠陥検査方法を提唱し、
その方法を実施する装置を提供することにより、プロセ
ス中に発生した欠陥を直ちに検出してプロセスを制御す
ることを目的とするものである。また必要に応じて被検
査試料の結晶欠陥の二次元断層画像を得ることを目的と
するものである。
体結晶のウェハー，非線型光学結晶等の中に含まれてい
る不純物の偏折像、転位、点状及び面状の欠陥等を直接
的に検査することができる結晶欠陥検査方法を提唱し、
その方法を実施する装置を提供することにより、プロセ
ス中に発生した欠陥を直ちに検出してプロセスを制御す
ることを目的とするものである。また必要に応じて被検
査試料の結晶欠陥の二次元断層画像を得ることを目的と
するものである。
本発明は結晶試料の内部からの散乱光により結晶を評
価するものであり、併せて格子欠陥、高次組織等の観察
を行うようにした。更に、重原子を含む化合物、例えば
非線型光学に不可欠な結晶、一例をあげると、β−BaB2
O4（BBO）等では重原子を構成要素として含むためＸ線
による欠陥の検出は不可能であったが、光学的に透明な
ので、この結晶内の欠陥の検出には、光を用いた本方法
が最善である。
価するものであり、併せて格子欠陥、高次組織等の観察
を行うようにした。更に、重原子を含む化合物、例えば
非線型光学に不可欠な結晶、一例をあげると、β−BaB2
O4（BBO）等では重原子を構成要素として含むためＸ線
による欠陥の検出は不可能であったが、光学的に透明な
ので、この結晶内の欠陥の検出には、光を用いた本方法
が最善である。
本発明の結晶欠陥検査方法は、細く絞ったレーザー光
のビームを試料に照射し、これによって生ずる散乱光か
らなる光情報を得、これをホトダイオードアレイ、CCD
または撮像管等のセンサーを用いて電気信号に変換する
と共に、試料と上記ビームとの相対位置を順次移動し、
上記試料からの光情報を電気信号として採集合成し、試
料内の欠陥分布を断層像またはその集合として二次元的
欠陥分布を得ることを要旨とする。
のビームを試料に照射し、これによって生ずる散乱光か
らなる光情報を得、これをホトダイオードアレイ、CCD
または撮像管等のセンサーを用いて電気信号に変換する
と共に、試料と上記ビームとの相対位置を順次移動し、
上記試料からの光情報を電気信号として採集合成し、試
料内の欠陥分布を断層像またはその集合として二次元的
欠陥分布を得ることを要旨とする。
また、本発明の結晶欠陥検査装置は、適宜駆動装置に
より所定方向に所定量を制御駆動し、被検査試料を載設
担持する試料台と、該試料台に載置した試料に対してレ
ーザー光を照射する投光装置と、上記試料からの光情報
を受光し、電気信号に変換するセンサーと、該センサー
からの信号を合成すると共に上記試料台を移動制御する
コントローラと、採集合成された信号を画像出力装置を
介して映像表示するモニター受像機とから構成したこと
を要旨とするものである。
より所定方向に所定量を制御駆動し、被検査試料を載設
担持する試料台と、該試料台に載置した試料に対してレ
ーザー光を照射する投光装置と、上記試料からの光情報
を受光し、電気信号に変換するセンサーと、該センサー
からの信号を合成すると共に上記試料台を移動制御する
コントローラと、採集合成された信号を画像出力装置を
介して映像表示するモニター受像機とから構成したこと
を要旨とするものである。
そして、前記センサーは、その前方に蛍光体等の適宜
変換物質を介在した間接検査構造によって構成してもよ
い。
変換物質を介在した間接検査構造によって構成してもよ
い。
〔作用〕 本発明の結晶欠陥検査装置は、被検査試料を載設担持
する試料台を駆動装置により所定方向に所定量を制御駆
動する構成になり、投光装置により、該試料台に載置し
た試料に対してレーザー光を集束し照射して、上記試料
から発生する光情報をセンサーで受光するようにする。
該センサーでは、受光した光情報を電気信号に変換する
と共に、コントローラによって該センサーからの信号を
採集合成する。
する試料台を駆動装置により所定方向に所定量を制御駆
動する構成になり、投光装置により、該試料台に載置し
た試料に対してレーザー光を集束し照射して、上記試料
から発生する光情報をセンサーで受光するようにする。
該センサーでは、受光した光情報を電気信号に変換する
と共に、コントローラによって該センサーからの信号を
採集合成する。
上記試料内で集束レーザー光が走査した面上に存在す
る諸欠陥を、出力装置から断層画像として出力し、欠陥
分布を映像として認識するだけでなく、この出力データ
から種々の特徴を抽出してプロセス制御を実施するもの
である。
る諸欠陥を、出力装置から断層画像として出力し、欠陥
分布を映像として認識するだけでなく、この出力データ
から種々の特徴を抽出してプロセス制御を実施するもの
である。
第１図は、「半導体結晶内の微小欠陥分布を数枚の断
層図からの合成によって評価する」場合について、本発
明を説明するものである。
層図からの合成によって評価する」場合について、本発
明を説明するものである。
符号１は細く絞った光束からなるレーザー光であり、
これにより断層図としての空間的解像度が向上すると同
時に、集束（収光）によりビーム強度も強くなるので、
微細な欠陥の検出が可能となる。半導体ウェハーａをレ
ーザー光１と直交する方向（水平）に、センサーの光検
出幅に相当した量を移動させながら、90度方向（鉛直）
よりレーザー光１によって生じた線状の光情報1aをTVカ
メラ２または一次元ホトダイオードアレー等で採光し、
採集した線状の光情報を合成して結晶内で光が走査した
面内の欠陥像を得るものである。このようにして第２図
に示すような欠陥の分布を画像として得ることができ
る。
これにより断層図としての空間的解像度が向上すると同
時に、集束（収光）によりビーム強度も強くなるので、
微細な欠陥の検出が可能となる。半導体ウェハーａをレ
ーザー光１と直交する方向（水平）に、センサーの光検
出幅に相当した量を移動させながら、90度方向（鉛直）
よりレーザー光１によって生じた線状の光情報1aをTVカ
メラ２または一次元ホトダイオードアレー等で採光し、
採集した線状の光情報を合成して結晶内で光が走査した
面内の欠陥像を得るものである。このようにして第２図
に示すような欠陥の分布を画像として得ることができ
る。
上記線状光情報1aは、細く絞ったレーザー光によって
生じた散乱光であり、該散乱光には付随的に発生した蛍
光、ラマン散乱光、ブリルアン散乱光などの試料からの
光が含まれる。
生じた散乱光であり、該散乱光には付随的に発生した蛍
光、ラマン散乱光、ブリルアン散乱光などの試料からの
光が含まれる。
以下、本発明の結晶欠陥検査方法を実施する検査装置
の一実施例を第３図に示すブロック線図に従って説明す
る。
の一実施例を第３図に示すブロック線図に従って説明す
る。
符号３は基台に対して水平方向に変位する試料台であ
り、パルスモータ４により適宜駆動伝達機構（図示せ
ず）を介して移動量を制御駆動せしめられると共に、リ
ミットスイッチにより最大移動量を規制している。レー
ザー装置７から発射されたレーザー光１は、光学系６を
介してビームを絞り、試料台３に載置したウェハーａ等
の半導体結晶試料に照射するようになっている。該レー
ザー光１は、上記ウェハーａの横端面から試料台３の移
動方向と直交するように照射され、該試料台３上方鉛直
位置に受光用TVカメラ２が固設されている。また符号８
は、コンピュータから成るコントローラであり、該コン
トローラ８に対して記録媒体９、及び前記試料台３を駆
動するパルスモータ４が接続され、また画像入力装置10
にはモニター受像機11と前記TVカメラ２を接続してい
る。
り、パルスモータ４により適宜駆動伝達機構（図示せ
ず）を介して移動量を制御駆動せしめられると共に、リ
ミットスイッチにより最大移動量を規制している。レー
ザー装置７から発射されたレーザー光１は、光学系６を
介してビームを絞り、試料台３に載置したウェハーａ等
の半導体結晶試料に照射するようになっている。該レー
ザー光１は、上記ウェハーａの横端面から試料台３の移
動方向と直交するように照射され、該試料台３上方鉛直
位置に受光用TVカメラ２が固設されている。また符号８
は、コンピュータから成るコントローラであり、該コン
トローラ８に対して記録媒体９、及び前記試料台３を駆
動するパルスモータ４が接続され、また画像入力装置10
にはモニター受像機11と前記TVカメラ２を接続してい
る。
上記構成において試料台３は第４図に示す如く矢印Ａ
方向に平行移動する移動台５に対してパルスモータ４に
より矢印Ｂ方向に回転駆動制御することも可能である。
方向に平行移動する移動台５に対してパルスモータ４に
より矢印Ｂ方向に回転駆動制御することも可能である。
次に上記構成の具体的仕様について説明する。
試料ａ 対象 透明（透光性）結晶 試料の厚さ 0.2〜数cm（試料の透明度により異なる） 分解能 数nm〜十数μｍ 照明 レーザー光（赤外または可視光） 画像入力装置10 フレームメモリ 256Kバイト 入力信号 コンポジットビデオ信号 試料台３ 移動方向 一次元 パルスモータ４最小回転角 0.45度/1パルス 試料台最小移動量 0.25μm/1パルス コントローラ８ メモリ 640Kバイト 上記仕様の装置で得た各サンプル（スリット状の回折
像または散乱像、及び照明光で発生した蛍光、ラマン散
乱光、ブリルアン散乱光等のウェハーａからの光情報）
を得、これをホトダイオードアレイ、CCDまたは撮像管
等のセンサーを用いて電気信号に変換すると共に、試料
と上記ビームとの相対位置を順次移動する。上記試料か
らの光情報は、第５図に示す如く各複数（説明図では３
サンプル）のサンプルが記録媒体９の該当位置に逐次蓄
積される。従って、記録媒体９の該当位置には、３倍の
信号が入力されているため、S/N比が向上して像質が改
善されるので、これをモニター映像機11にて画像とし、
また必要に応じて画像処理する場合には、画像入力装置
10により適正値に変換処置した画像を得ることができ
る。
像または散乱像、及び照明光で発生した蛍光、ラマン散
乱光、ブリルアン散乱光等のウェハーａからの光情報）
を得、これをホトダイオードアレイ、CCDまたは撮像管
等のセンサーを用いて電気信号に変換すると共に、試料
と上記ビームとの相対位置を順次移動する。上記試料か
らの光情報は、第５図に示す如く各複数（説明図では３
サンプル）のサンプルが記録媒体９の該当位置に逐次蓄
積される。従って、記録媒体９の該当位置には、３倍の
信号が入力されているため、S/N比が向上して像質が改
善されるので、これをモニター映像機11にて画像とし、
また必要に応じて画像処理する場合には、画像入力装置
10により適正値に変換処置した画像を得ることができ
る。
以上述べたように、本発明の結晶欠陥検査方法及びそ
の方法を利用した結晶欠陥検査装置は、 （１）光学系には種々の収差が含まれ、二次元画像から
これを完全に除去することは不可能であった。上記本発
明の方式では、レンズの光軸を含む面内を通過する光線
のみを用いて画像化するものであるため、光学系のレン
ズが本質的に持っている種々の収差が従来のものより小
さくなっている。且つ標準物を撮影するなどの方法を用
いて、画像歪を定量的に計測補正してこれを排除するこ
とが可能である。
の方法を利用した結晶欠陥検査装置は、 （１）光学系には種々の収差が含まれ、二次元画像から
これを完全に除去することは不可能であった。上記本発
明の方式では、レンズの光軸を含む面内を通過する光線
のみを用いて画像化するものであるため、光学系のレン
ズが本質的に持っている種々の収差が従来のものより小
さくなっている。且つ標準物を撮影するなどの方法を用
いて、画像歪を定量的に計測補正してこれを排除するこ
とが可能である。
（２）直線上の光情報を用いて、二次元像を合成する方
式であり、レンズの光軸を含む面内を通過してきた光を
用いるので、必要があれば収差を完全に補正除去するこ
とができ、「真の無収差の二次元像」を得ることができ
る。
式であり、レンズの光軸を含む面内を通過してきた光を
用いるので、必要があれば収差を完全に補正除去するこ
とができ、「真の無収差の二次元像」を得ることができ
る。
（３）画像の収録に必要な画素数を少なくすることがで
きるため、光情報の収録に用いる全ての光電特性を完全
に測定することが可能であり、これらを把握することに
よって試料からの光情報を確実に補正することができ
る。
きるため、光情報の収録に用いる全ての光電特性を完全
に測定することが可能であり、これらを把握することに
よって試料からの光情報を確実に補正することができ
る。
ものである。
従って、本発明によれば、結晶の非接触非破壊検査に
おいて、結果を即時表示することができるので、検査作
業中に検査状態を直接的に確認しながら作業を進行する
ことが可能となるなど、検査を能率的に行うことができ
る等の特徴を有する。また必要に応じて被検査試料内の
欠陥二次元画像を無収差で得ることができる特徴を有す
るものであり、本発明実施後の実用的効果は極めて大き
い。
おいて、結果を即時表示することができるので、検査作
業中に検査状態を直接的に確認しながら作業を進行する
ことが可能となるなど、検査を能率的に行うことができ
る等の特徴を有する。また必要に応じて被検査試料内の
欠陥二次元画像を無収差で得ることができる特徴を有す
るものであり、本発明実施後の実用的効果は極めて大き
い。
第１図は本発明に係る結晶欠陥検査方法の原理の一例を
示す説明図、第２図はデータ処理して得られた本発明に
より結晶欠陥の二次元画像、第３図は本発明に係る結晶
欠陥検査装置の一実施例を示すブロック線図、第４図は
同試料台の他の実施例を示す斜視図、第５図は計測デー
タ処理の一実施例を示す説明図である。 １……レーザー光 ２……TVカメラ ３……試料台 ７……レーザー装置 10……画像入力装置 11……モニター受像機 ａ……試料（ウェハー）
示す説明図、第２図はデータ処理して得られた本発明に
より結晶欠陥の二次元画像、第３図は本発明に係る結晶
欠陥検査装置の一実施例を示すブロック線図、第４図は
同試料台の他の実施例を示す斜視図、第５図は計測デー
タ処理の一実施例を示す説明図である。 １……レーザー光 ２……TVカメラ ３……試料台 ７……レーザー装置 10……画像入力装置 11……モニター受像機 ａ……試料（ウェハー）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−107285（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−66188（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−44587（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】細く絞ったレーザー光のビームを試料に照
射し、これによって生ずる散乱光からなる光情報を得、
これをホトダイオードアレイ、CCDまたは撮像管等のセ
ンサーを用いて電気信号に変換すると共に、試料と上記
ビームとの相対位置を順次移動し、上記試料からの光情
報を電気信号として合成し、試料内の欠陥分布を断層
像、またはその集合として得ることを特徴とする結晶欠
陥検査方法。 - 【請求項２】適宜駆動装置に依り所定方向に所定量を制
御駆動し、被検査試料を載設担持する試料台と、該試料
台に載置した試料に対してＸ線又はレーザー光を照射す
る投光装置と、上記試料による散乱光又は回折光又はＸ
線を受光し、電気信号に変換するセンサと、該センサか
らの入力信号を合成すると共に上記試料台を移動制御す
るコントローラと、該コントローラに依って合成された
画像を画像出力装置を介して映像表示するモニタ受像機
とから成ることを特徴とする結晶欠陥検査装置。 - 【請求項３】前記センサがその前方に蛍光体等の適宜変
換物質を介在した間接検査構造に成ることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の結晶欠陥検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260503A JP2545209B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 結晶欠陥検査方法及びその検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60260503A JP2545209B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 結晶欠陥検査方法及びその検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62119446A JPS62119446A (ja) | 1987-05-30 |
| JP2545209B2 true JP2545209B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=17348868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60260503A Expired - Lifetime JP2545209B2 (ja) | 1985-11-20 | 1985-11-20 | 結晶欠陥検査方法及びその検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2545209B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2604607B2 (ja) * | 1987-12-09 | 1997-04-30 | 三井金属鉱業株式会社 | 欠陥分布測定法および装置 |
| JPH0424541A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | 内部欠陥測定方法および装置 |
| JPH0820372B2 (ja) * | 1991-07-30 | 1996-03-04 | ラトックシステムエンジニアリング株式会社 | 光学的検査装置 |
| JPH094546A (ja) * | 1995-06-22 | 1997-01-07 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の補助空気量制御装置 |
| JP2004150971A (ja) * | 2002-10-31 | 2004-05-27 | Nitto Denko Corp | フィルムの検査方法および検査装置 |
| JP4692754B2 (ja) * | 2006-01-20 | 2011-06-01 | 住友金属鉱山株式会社 | 光散乱観察装置 |
| CN110320213A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-11 | 江苏斯米克电子科技有限公司 | 一种晶圆缺陷检测装置及其检测方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5225276B2 (ja) * | 1972-10-26 | 1977-07-06 | ||
| JPS5328116B2 (ja) * | 1973-01-29 | 1978-08-12 | ||
| JPS5444587A (en) * | 1977-09-14 | 1979-04-09 | Nec Corp | Flaw inspecting system of transparent objects |
-
1985
- 1985-11-20 JP JP60260503A patent/JP2545209B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62119446A (ja) | 1987-05-30 |
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