JP3186695B2 - Device for detecting defects in semiconductors, etc. - Google Patents

Device for detecting defects in semiconductors, etc.

Info

Publication number
JP3186695B2
JP3186695B2 JP14513198A JP14513198A JP3186695B2 JP 3186695 B2 JP3186695 B2 JP 3186695B2 JP 14513198 A JP14513198 A JP 14513198A JP 14513198 A JP14513198 A JP 14513198A JP 3186695 B2 JP3186695 B2 JP 3186695B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser beam
test object
light
defect
image
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP14513198A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10293101A (en
Inventor
一男 守矢
英男 和田
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.)
Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Mining and Smelting Co 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 Mitsui Mining and Smelting Co Ltd filed Critical Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
Priority to JP14513198A priority Critical patent/JP3186695B2/en
Publication of JPH10293101A publication Critical patent/JPH10293101A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3186695B2 publication Critical patent/JP3186695B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハ等の被検
物体の内部欠陥を、レーザ光等を用いて照明しその散乱
光等を観察して検出する装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for illuminating an internal defect of a test object such as a semiconductor wafer using a laser beam or the like, and observing the scattered light thereof for detection.

【0002】[0002]

【従来技術】従来公知の特開平4−24541号公報の
第4図には、入射させるレーザビームの波長を適当に選
択することにより、ガリウムヒ素からなる被検物体にレ
ーザビームを入射させるその深さを制御することができ
ること、および、このような特性により、ガリウムヒ素
からなる被検物体の内部欠陥を測定する場合は、例えば
波長900nm程度のレーザビームを用いたときは、被
検物体の表面から入射したレーザビームが、裏面付近で
充分減衰するようにできることが記載されている(6枚
目上段右欄13行〜6枚目下段左欄11行参照)。ま
た、特開平2−16438号公報、特開平4−9586
1号公報、特開平2−190749号公報、特開昭58
−106444号公報、特開昭63−212911号公
報、特開平3−238348号公報、および特開平4−
26845号公報にも、略前記公報と類似の技術が記載
されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 of the conventionally known Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-24541 shows that the depth of a laser beam incident on a test object made of gallium arsenide by appropriately selecting the wavelength of the laser beam to be incident. When the internal defect of the test object made of gallium arsenide is measured due to such characteristics, for example, when a laser beam having a wavelength of about 900 nm is used, the surface of the test object can be measured. It is described that a laser beam incident from the front side can be sufficiently attenuated near the back surface (see line 13 in the upper right column of the sixth sheet to line 11 of the lower left column in the sixth sheet). Also, JP-A-2-16438, JP-A-4-9586
No. 1, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2-190974, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
-106444, JP-A-63-212911, JP-A-3-238348, and JP-A-4-234.
Japanese Patent Publication No. 26845 also describes a technique substantially similar to that of the above publication.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前記公知公報に記載さ
れた技術は、入射させるレーザビームの波長を適当に選
択することにより、被検物体にレーザビームを入射させ
るその深さを制御する技術であるが、この技術は、特開
平4−24541号公報第4図に記載されているよう
に、ガリウムヒ素の吸収係数kは波長870nm付近ま
では殆ど変化せず、870nmを越える900nmにか
けて急激に減少する。したがって、波長の選択だけで
は、被検物体の表面にごく近い例えば1μm付近の欠陥
を表面の欠陥と区別して観察をすることはできない。被
検物体のごく表層近傍の欠陥を、被検物体の表面の欠陥
と区別して検出するようにするには、入射したレーザビ
ームの吸収特性を応用するのではなく、レーザビームの
表面欠陥および内部欠陥からの散乱強度の変化特性を応
用するようにしたらよい。
The technique described in the above-mentioned publication is a technique for controlling the depth at which a laser beam is incident on a test object by appropriately selecting the wavelength of the laser beam to be incident. According to this technique, however, as shown in FIG. 4 of JP-A-4-24541, the absorption coefficient k of gallium arsenide hardly changes until near the wavelength of 870 nm, and sharply decreases to 900 nm exceeding 870 nm. I do. Therefore, it is not possible to observe a defect very close to the surface of the test object, for example, near 1 μm by distinguishing the defect from the surface defect only by selecting the wavelength. In order to detect defects near the surface of the test object near the surface of the test object separately from the defects on the surface of the test object, instead of applying the absorption characteristics of the incident laser beam, the surface defects of the laser beam and the internal defects What is necessary is just to apply the change characteristic of the scattering intensity from a defect.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】よって、本願は、多層半
導体基板に所定のレーザビームを入射させ、それによっ
て生じる多層半導体基板からの光情報を観察光学系で得
て、得られた光情報に基づいて多層半導体基板の表面欠
陥及び内部欠陥を検出するにあたり、表面及び界面での
反射光の干渉によって大きな反射率を生ずる波長(λ2
、λ4 、…) と小さな反射率を生ずる波長(λ1 、λ3
、…) のうち、反射率の大きな波長(λ2 、λ4 、…)
のいずれか一つを用いて多層半導体基板表面の塵埃や
傷からの散乱像を検出し、反射率の小さな波長(λ1 、
λ3 、…) のいずれか一つを用いて多層半導体基板内部
の欠陥からの散乱像を検出し、これらの両散乱を比較
することにより、表面の欠陥と内部欠陥とを区別し得る
装置であって、半導体等からなる被検物体105と、該
被検物体105に対して所定のレーザビーム101を入
射させ得るレーザ装置103と、前記レーザビーム10
1を前記被検物体105に集束して照射するための集光
レンズ107と、前記集束レーザビームによる被検物体
105からの散乱光を受光しその散乱像を拡大する顕微
鏡109と、その拡大散乱像を光電変換してその散乱像
の画像信号を得るための撮像素子111と、前記被検物
体105に対する前記顕微鏡109の焦点を合わせるた
めに用いるパターン被検物体105上に投影する投影
手段113と、前記被検物体105を駆動手段により移
動されるステージ115とを有し、前記投影手段113
は、空間変調素子パターン121と、光源123と、光
源123が発する光を前記空間変調素子パターン121
に照射する凸レンズ125並びに拡散板127並びに凸
レンズ129並びにこれにより照明された前記空間変調
素子パターン121を前記顕微鏡109の焦点位置に結
像させるための投光用レンズ131およびハーフミラー
133とを備えた半導体等における欠陥の検出装置とし
たものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present application provides a multi-layer semiconductor substrate in which a predetermined laser beam is made incident, optical information generated from the multi-layer semiconductor substrate is obtained by an observation optical system, and the obtained optical information is added to the obtained optical information. In detecting a surface defect and an internal defect of a multilayer semiconductor substrate based on the wavelength, a wavelength (λ2) at which a large reflectance is generated by interference of reflected light on the surface and the interface.
, Λ4,...) And small wavelengths (λ1, λ3
,…)), Wavelengths with large reflectance (λ2, λ4, ...)
Scattered image from dust or scratches on the surface of the multi-layer semiconductor substrate is detected using any one of the above, and wavelengths with small reflectance (λ1,
λ3,…)) is a device that can distinguish between surface defects and internal defects by detecting scattered images from defects inside the multi-layer semiconductor substrate using any one of them and comparing these two scattered images. A test object 105 made of a semiconductor or the like, a laser device 103 capable of making a predetermined laser beam 101 incident on the test object 105, and the laser beam 10
A condenser lens 107 for focusing and irradiating the object 1 on the test object 105; a microscope 109 for receiving scattered light from the test object 105 by the converged laser beam and enlarging a scattered image thereof; projection means 113 for projecting an image an imaging element 111 for obtaining the image signals of the scattered image by photoelectrically converting the pattern to be used to focus the microscope 109 with respect to the object to be inspected 105 on the object to be detected 105 And a stage 115 for moving the test object 105 by driving means.
Is a spatial modulation element pattern 121, a light source 123, and the light emitted from the light source 123.
Lens 125, a diffusion plate 127, a convex lens 129, and a light projecting lens 131 and a half mirror 133 for forming an image of the spatial modulation element pattern 121 illuminated by the convex lens 125, the focal point of the microscope 109, and the like. This is a device for detecting a defect in a semiconductor or the like.

【0005】[0005]

【実施例】本発明の半導体等における内部欠陥の検出方
法を実施しうる装置につき説明すると、図1において
103はレーザ装置であり、レーザ装置103よりの
レーザビーム101は、ウエハ表面とSiO 層表面での
反射光の干渉によって、レーザ光の波長λに応じ大きな
反射率を生ずる波長(λ2 、λ4 、…) と小さな反 射率
を生ずる波長(λ1 、λ3 、…) を生じるように構成さ
れ、レーザビーム101を被検物体105に集束して照
射するための集光レンズ107と、レーザビーム101
に起因する被検物体105からの散乱光を受光しその散
乱像を拡大する顕微鏡109と、その拡大散乱像を光電
変換してその散乱像の画像信号を得るための撮像素子1
11と、被検物体105に対する顕微鏡109の焦点を
合わせるために用いるパターンの被検物体105上に投
影する投影手段113と、被検物体105をその法線1
06の垂直線と顕微鏡109の光軸108がなす角度θ
が5〜35度となるようの保持し、図示していない駆動
手段により移動されるステージ115を備える。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus capable of implementing the method for detecting an internal defect in a semiconductor or the like according to the present invention will be described .
103 is a laser device, the more the laser device 103
The laser beam 101 is irradiated on the surface of the wafer and the surface of the SiO 2 layer.
Due to the interference of the reflected light, it increases according to the wavelength λ of the laser light
Wavelength caused the reflectance (λ2, λ4, ...) and a small the reflectivity
Λ1, λ3,...
Is, a condenser lens 107 for irradiating by focusing the laser beam 101 to the test object 105, a laser beam 101
Microscope 109 for receiving scattered light from the test object 105 caused by the light and enlarging the scattered image, and an imaging device 1 for photoelectrically converting the enlarged scattered image to obtain an image signal of the scattered image
11, projecting means 113 for projecting a pattern used for focusing the microscope 109 on the test object 105 onto the test object 105, and a normal 1
Between the vertical line 06 and the optical axis 108 of the microscope 109
Is held at 5 to 35 degrees, and the stage 115 is moved by driving means (not shown).

【0006】なお、前記顕微鏡109は、対物レンズ1
17および結像レンズ119とを有する。また、前記投
影手段113は、空間変調素子パターン121と、光源
123と、光源123が発する光を空間変調素子パター
ン121に照射する凸レンズ125、拡散板127およ
び凸レンズ129、並びに、これにより照明された空間
変調素子パターン121を顕微鏡109の焦点位置に結
像させるための投光用レンズ131およびハーフミラー
133とを備える。空間変調素子パターン121はハー
フミラー133の焦点面に配置される。前記被検物体1
05は傾斜している。
[0006] The microscope 109 is connected to the objective lens 1.
17 and an imaging lens 119. The projection means 113 is illuminated by the spatial modulation element pattern 121, the light source 123, the convex lens 125 for irradiating the light emitted from the light source 123 to the spatial modulation element pattern 121, the diffusion plate 127 and the convex lens 129, and A light projection lens 131 and a half mirror 133 for forming an image of the spatial modulation element pattern 121 at the focal position of the microscope 109 are provided. The spatial modulation element pattern 121 is disposed on the focal plane of the half mirror 133. The object to be inspected 1
05 is inclined.

【0007】図14は、被検物体105が表面に微細構
造を有するウエハのような場合のものであり、前記微細
構造の部分は、それと等価的な厚さの層が存在するもの
として、同様にして各部欠陥および表面欠陥を観察する
ことができる。ただし、この場合は、微細構造による回
折光が観察光学系中に侵入して内部欠陥505が観察で
きなくなるのを防止するため、観察光学系中に回折光1
83を遮断するためのフィルタ(マスク)181を設け
る。185は正反射光である。
FIG. 14 shows a case where the test object 105 is a wafer having a fine structure on the surface. The fine structure portion is formed assuming that a layer having an equivalent thickness exists. Then, each part defect and surface defect can be observed. However, in this case, in order to prevent the diffracted light due to the fine structure from entering the observation optical system and making it impossible to observe the internal defect 505, the diffracted light 1 is introduced into the observation optical system.
A filter (mask) 181 for blocking 83 is provided. 185 is specularly reflected light.

【0008】図15〜17はそれぞれ、本発明のさらに
他の実施例に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図であ
る。これらの装置は、波長400〜2000nmのレー
ザ光によって被検物体105の内部と表面の欠陥を検出
し、波長200〜650nmのレーザ光によって表面欠
陥を検出するものである。
FIGS. 15 to 17 are schematic diagrams each showing a configuration of a defect detection apparatus according to still another embodiment of the present invention. These apparatuses detect defects inside and on the surface of the test object 105 using laser light having a wavelength of 400 to 2,000 nm, and detect surface defects using laser light having a wavelength of 200 to 650 nm.

【0009】図15の装置においては、レーザビーム1
01は凹レンズ163によりビーム径が拡大され、コリ
メータレンズ161によって平行光とされ、そしてハー
フミラー171(133と同じ)を介して観察系の光路
に導入され、対物レンズ117を経て被検物体105に
照射される。そして、前記のように、レーザビーム10
1の波長を変えて表面欠陥の正反射像と内部欠陥の正反
射像を、対物レンズ117、結像レンズ119および撮
像素子111を介し、電気信号として得るようになって
いる。
In the apparatus shown in FIG.
Numeral 01 is enlarged in beam diameter by a concave lens 163, is converted into parallel light by a collimator lens 161 and is introduced into an optical path of an observation system via a half mirror 171 (same as 133). Irradiated. Then, as described above, the laser beam 10
1 specular reflection image of surface defect and normal / inverse of internal defect by changing wavelength
The projection image is obtained as an electric signal via the objective lens 117, the imaging lens 119, and the imaging element 111.

【0010】図16の装置においては、波長λ1 と波長
λ2 のレーザ光をハーフミラー169を介して混合した
レーザビーム101を用いて被検物体105を照明し、
その正反射光をダイクロイックミラ−173により波長
λ1 成分と波長λ2 成分とに分割し、波長λ1 成分によ
り被検物体105表面を結像レンズ119および撮像素
子111を経て観察すると共に、波長λ2 成分により被
検物体105の内部からの正反射像を結像レンズ165
および撮像素子167を経て観察する。
In the apparatus shown in FIG. 16, a test object 105 is illuminated by using a laser beam 101 obtained by mixing laser beams having wavelengths λ 1 and λ 2 via a half mirror 169.
The specularly reflected light is divided into a wavelength λ1 component and a wavelength λ2 component by a dichroic mirror-173, and the surface of the test object 105 is observed by the wavelength λ1 component through the imaging lens 119 and the image pickup device 111, and the wavelength λ2 component is used. The specular reflection image from the inside of the test object 105 is formed into an imaging lens 165
Then, observation is performed through the image sensor 167.

【0011】図17の装置においては、レーザビーム1
01の中央部分の光束をマスク175により遮断し、周
辺部分の光束のみをミラー177および対物レンズ11
7の周辺部を介して被検物体105に照射し、その正反
射像を対物レンズ117の中央部分を介して得る。他
は、図15の場合と同様である。
In the apparatus shown in FIG.
01 is blocked by the mask 175, and only the light beam in the peripheral portion is reflected by the mirror 177 and the objective lens 11.
The target object 105 is irradiated through the peripheral portion of the object 7 and a specular reflection image is obtained through a central portion of the objective lens 117. Others are the same as the case of FIG.

【0012】[0012]

【作用】つぎに観測の作用を述べる。図2は図1の装置
による被検物体105の観察原理を説明する原理図であ
る。図中、201は図1の撮像素子111と結像レンズ
119を含むTVカメラであり、TVカメラ201と対
物レンズ117とにより観察系を構成する。被検物体1
05の表面の法線(表面と平行の線)106と、観察系
の光軸108と、レーザビーム101の光軸110は、
上方から見ると同一平面内にあるように配置され、かつ
被検物体105と一側上方よりのレーザビーム101の
光軸110とのなす角度βは10〜60°、前記レーザ
ビーム101が被検物体105内で屈折するレーザビー
ム101の屈曲光104の光軸102と、被検物体10
5の法線106の垂直線となす角度αは略16°の傾斜
になるようにする。この屈折光104を、他側にθ角度
傾斜しているTVカメラ201で観察すると、その視野
203は、図2の取出図のように、被検物体105の層
1b、2b、3b、4bの各層の深さに対応した計測領
域1a、2a、3a、4aに区切られて観察できるよう
になる。
[Action] Next, the action of the observation will be described. FIG. 2 is a principle diagram illustrating the principle of observation of the test object 105 by the apparatus of FIG. In the figure, reference numeral 201 denotes a TV camera including the image sensor 111 and the imaging lens 119 shown in FIG. 1, and the TV camera 201 and the objective lens 117 constitute an observation system. Test object 1
The surface normal line (line parallel to the surface) 106, the optical axis 108 of the observation system, and the optical axis 110 of the laser beam 101 are:
The angle β formed between the object 105 and the optical axis 110 of the laser beam 101 from above one side is 10 to 60 ° when viewed from above, and the laser beam 101 is The optical axis 102 of the bending light 104 of the laser beam 101 refracted in the object 105 and the object 10
The angle α between the normal line 5 and the vertical line is set to be approximately 16 °. When the refracted light 104 is observed by the TV camera 201 inclined to the other side by the angle θ, the field of view 203 is, as shown in the drawing of FIG. 2, the layers 1b, 2b, 3b, 4b of the test object 105. Observation can be made by dividing into measurement areas 1a, 2a, 3a, and 4a corresponding to the depth of each layer.

【0013】この状態で、図1に戻って説明すると、ま
ず、光源123をオンにし、凸レンズ125と拡散板1
27および凸レンズ129を介して空間変調素子パター
ン121に照射し、焦点合わせ用のパターン121の像
を被検物体105上に投影する。つぎに、空間変調素子
パターン121の投影像のコントラストが前記計測領域
2aと3aの中間において最大になるようにステージ1
15を制御する。つぎに、この焦点位置が層2bと3b
間の境界の深さ位置に対応するように、ステージ115
を所定の距離縦移動させる。つぎに、レーザ装置103
からのレーザビーム101の集光点205(図2)が、
所望の検出対象層である計測領域1a、2a、3aおよ
び4aに対応するようにレーザビーム101の位置を調
整する。これにより、視野203内の計測領域1a〜4
aは層1b〜4bに対応し、したがって、観察系の焦点
深度が被検物体105における各層1bー4bをカバー
する程度であれば、視野203内の欠陥等の像がそれが
存在する層の情報とともに得られることになる。なお、
この場合の被写界深度は、例えば、観察系の倍率が20
倍において約40μm、50倍で15μm程度である。
また、空間変調素子パターン121の投影は、観察の妨
げにならないように、不要になった時点で停止する。空
間変調素子パターン121として、観察に支障となる模
様のないものを用いた場合はこの限りでない。
Referring back to FIG. 1 in this state, first, the light source 123 is turned on, and the convex lens 125 and the diffusion plate 1 are turned on.
The light is irradiated onto the spatial modulation element pattern 121 via the convex lens 27 and the convex lens 129, and an image of the focusing pattern 121 is projected on the test object 105. Next, the stage 1 is adjusted so that the contrast of the projected image of the spatial modulation element pattern 121 is maximized between the measurement areas 2a and 3a.
15 is controlled. Next, this focal position is determined by the layers 2b and 3b.
Stage 115 so as to correspond to the depth position of the boundary between
Is vertically moved a predetermined distance. Next, the laser device 103
The focal point 205 (FIG. 2) of the laser beam 101 from
Measurement areas 1a, 2a, 3a, which are desired detection target layers, and
The position of the laser beam 101 to correspond to
Adjust . Thereby, the measurement regions 1a to 4 in the visual field 203
a corresponds to the layers 1b to 4b, and therefore, if the depth of focus of the observation system covers the layers 1b to 4b of the test object 105, an image of a defect or the like in the visual field 203 indicates the layer in which it exists. It will be obtained with the information. In addition,
In this case, the depth of field is, for example, 20 magnifications of the observation system.
The magnification is about 40 μm, and the magnification is about 15 μm.
Further, the projection of the spatial modulation element pattern 121 is stopped when it becomes unnecessary so as not to hinder observation. This is not the case when a pattern having no pattern that hinders observation is used as the spatial modulation element pattern 121.

【0014】また、視野203を越える範囲での検出を
行うために、レーザビーム101を被検物体105の最
大傾斜方向に対して直角な方向に往復移動させるととも
に、被検物体105をその最大傾斜方向に平行に移動さ
せることにより、図3に示すように、被検物体105
の、例えば、200×200×16μm程度の立体領域
における欠陥の散乱像が、いずれの計測領域1a〜4a
において検出されたかという深さ位置の情報とともに得
られる。
In order to perform detection in a range beyond the field of view 203, the laser beam 101 is reciprocated in a direction perpendicular to the maximum tilt direction of the test object 105, and the test object 105 is moved in the maximum tilt direction. By moving the object 105 in parallel to the direction, as shown in FIG.
For example, the scattered image of a defect in a three-dimensional region of about 200 × 200 × 16 μm shows any one of the measurement areas 1a to 4a.
At the same time as the information on the depth position that was detected.

【0015】図4はこの検出における分解能を説明する
ための説明図である。同図に示すように、レーザビーム
101により走査における各走査線間の間隔によって規
定される被検物体105の表面方向の分解能を約0.4
μm、レーザビーム101の被検物体105における屈
折角αを約16°とすれば、深さ方向の分解能は約1.
4μmとなる。この深さ方向の分解能は、表面方向の分
解能を向上させれば1μm程度まで向上させることがで
きる。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the resolution in this detection. As shown in the drawing, the resolution in the surface direction of the test object 105 defined by the interval between each scanning line in the scanning by the laser beam 101 is about 0.4.
Assuming that the refraction angle α of the laser beam 101 in the test object 105 is about 16 °, the resolution in the depth direction is about 1.
4 μm. The resolution in the depth direction can be improved to about 1 μm by improving the resolution in the surface direction.

【0016】図5は本発明の他の実施例に係る欠陥検出
方法を示す模式図である。ここではレーザ装置として、
波長可変レーザである色素レーザとか Titサファイヤレ
ーザ等を用い、それが発するレーザビーム101をコリ
メータ301を介して拡大して被検物体105に照射す
る。この場合は、TVカメラ201の視野内における計
測領域の区分は不要である。また、被検物体105面の
方線方向はTVカメラ201の光軸方向と一致させる。
それ以外は図1の場合と同様の構成である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a defect detection method according to another embodiment of the present invention. Here, as a laser device,
A dye laser, a Tit sapphire laser, or the like, which is a wavelength tunable laser, is used. The laser beam 101 emitted from the laser is expanded via a collimator 301 and is irradiated on a test object 105. In this case, it is not necessary to divide the measurement area in the field of view of the TV camera 201. The direction of the normal to the surface of the test object 105 is made to coincide with the direction of the optical axis of the TV camera 201.
Otherwise, the configuration is the same as in FIG.

【0017】図6は、被検物体105として用いられ
る。Si結晶の多層構造を有するSOI(Silicon on Insulat
or) 構造ウエハの断面図である。このウエハはSi基板4
01、その上に形成された厚さ 0.2μmの酸化膜(SiO
)層403、およびその上に形成された厚さ1μmの
Si層405を有する。
FIG. 6 is used as a test object 105. SOI (Silicon on Insulat) with multilayer structure of Si crystal
or) is a cross-sectional view of a structured wafer. This wafer is Si substrate 4
01, a 0.2 μm thick oxide film (SiO 2
2 ) layer 403 and a 1 μm thick layer formed thereon
It has a Si layer 405.

【0018】この構成において、欠陥を検出するには、
観察系の焦点を、上述と同様にしてウエハの表面に合わ
せる。ただし、ここでは、その焦点深度内のSi層405
およびSiO層403に局在する欠陥を検出しようとす
るので、焦点位置を更に調整する必要はない。そして、
レーザビーム101を、その照射領域がTVカメラ20
1の視野と一致するように照射して観察を行う。
In this configuration, to detect a defect,
The observation system is focused on the surface of the wafer in the same manner as described above. However, here, the Si layer 405 within the depth of focus is used.
Further, since an attempt is made to detect a defect localized in the SiO 2 layer 403, there is no need to further adjust the focal position. And
The irradiation area of the laser beam 101 is set to the TV camera 20.
Irradiation is performed so as to coincide with the field of view 1 and observation is performed.

【0019】図7はレーザビーム101を前記ウエハに
照射したときの様子を示した説明図である。図7(a) は
ウエハ表面での反射率が大きい場合を示し、図7(b) は
これが小さい場合を示す。また、図7(a) および図7
(b) の左側のグラフは入射強度1o のレーザビーム10
1による屈折光の光強度1のウエハ深さDに対る変化を
示すグラフである。なお、曲線509は吸収による減衰
カーブである。
FIG. 7 is an explanatory view showing a state when the laser beam 101 is irradiated on the wafer. FIG. 7A shows a case where the reflectance on the wafer surface is large, and FIG. 7B shows a case where the reflectance is small. 7 (a) and FIG.
The graph on the left side of FIG.
4 is a graph showing a change in light intensity 1 of refracted light with respect to a wafer depth D due to No. 1; Note that a curve 509 is an attenuation curve due to absorption.

【0020】図7に示すように、レーザビーム101
は、反射光501と屈折光503とに分離するが、ウエ
ハ表面(屈折率略3.5のSi結晶)とSiO層403
(屈折率略1.5)表面での反射光の干渉によって、ウ
エハ表面での反射率Rは、Si結晶のみのウエハの場合よ
りも、レーザ光の波長λに応じ、図8に示すように大き
な幅で変動する。そして反射率が大きな場合(λ2 、λ
4 、…) は、図7(a) に示すように、Si層405および
SiO層403との境界にある欠陥505からの散乱光
507の強度は小さく、反射率が小さい場合(λ1 、λ
3 、…) は、図7(b) に示すように、逆に大きくなる。
As shown in FIG. 7, a laser beam 101
Separates the reflected light 501 and the refracted light 503 from the wafer surface (Si crystal having a refractive index of about 3.5) and the SiO 2 layer 403.
(Refractive index: approximately 1.5) Due to the interference of the reflected light on the surface, the reflectivity R on the surface of the wafer is more dependent on the wavelength λ of the laser light than in the case of the wafer containing only the Si crystal as shown in FIG. It fluctuates in a large range. When the reflectance is large ( λ2, λ
4,...) , As shown in FIG.
When the intensity of the scattered light 507 from the defect 505 at the boundary with the SiO 2 layer 403 is low and the reflectance is low ( λ1, λ
3,...) Increase on the contrary, as shown in FIG.

【0021】したがって、反射率の低い波長λ1 、λ3
、…のうちのいずれか一つのレーザビーム101を用
いて層405、層403内部の欠陥からの散乱像を有効
に検出し、反射率の高い波長λ2 、λ4 、…のうちのい
ずれか一つのレーザ光を用いてウエハ表面の塵埃や傷か
らの散乱像を主体に検出する。そして、これらの散乱像
を比較することにより、表面の欠陥と内部欠陥とを鮮明
に区別する。また、図8に示すように、前記干渉による
反射強度の上下振動は、波長400nm以上において観
察される。したがって、層内部には波長400〜200
0nmの光が十分入るので、この波長範囲のレーザ光を
使用して内部欠陥を観察し、一方、波長400nm未満
の光は層内部に侵入しないので、波長200〜650n
mのレーザ光または普通の光を用いて表面欠陥を観察
し、そして内部欠陥と表面欠陥とを識別するようにして
もよい。
Therefore, wavelengths λ 1, λ 3
, Layers 405 ... with a laser beam 101 or one of a, effectively detect scattered images from the interior of the defect layer 403, high wavelength λ2 reflectance, .lambda.4, ... any one of The laser beam is mainly used to detect a scattered image from dust and scratches on the wafer surface. Then, by comparing these scattered images, surface defects and internal defects are clearly distinguished. In addition, as shown in FIG. 8, the vertical oscillation of the reflection intensity due to the interference is observed at a wavelength of 400 nm or more. Therefore, a wavelength of 400 to 200 is provided inside the layer.
Since the light having a wavelength of 0 nm is sufficiently incident, the internal defect is observed using a laser beam in this wavelength range. On the other hand, the light having a wavelength of less than 400 nm does not enter the inside of the layer.
Surface defects may be observed using laser light of m or ordinary light, and internal defects and surface defects may be distinguished.

【0022】なお、レーザビームの波長を変化させる代
わりに、図9に示すように、波長λのレーザ光801
を、2次高調波発生素子803を介して波長λ/2(=
400〜1300nm)の基本波と波長λ(=800〜
2600nm)の二次高調波発生素子805とし、これ
をウエハに入射させ、その表面欠陥と内部欠陥からの散
乱光を、それぞれ基本波と二次高調波の散乱光として別
の観察系を用いて画像化するようにしてもよい。
Note that, instead of changing the wavelength of the laser beam, as shown in FIG.
At the wavelength λ / 2 (=
400-1300 nm) and a wavelength λ (= 800-
(2600 nm) second harmonic generation element 805, which is incident on the wafer, and scattered light from its surface defect and internal defect is used as a fundamental wave and a second harmonic scattered light, respectively, using another observation system. You may make it image.

【0023】図10はこのようにして得られた散乱像の
一例を示す。ただし、被検物体105であるウエハとし
ては、Si層405の厚さが1μm、SiO層403の厚
さが0.4〜0.5μmであり、図11に示すように、
表面の半分はそのままの面11であるが、他の半分はエ
ッチングにより内部欠陥のピット13を露出させた面1
4としたものを用いている。図10(a) は波長940n
mのレーザ光による内部散乱像が顕著に現れた500μ
m四方の視野の様子を示し、図10(b) は波長1000
nmのレーザ光による表面散乱像が顕著に現れた同じ部
分の視野の様子を示している。部分11aは面11に対
応し、部分14aは面14に対応する。図10(b) にお
いては、部分11aにおいて表面11上の塵埃の像が現
れており、部分14aでは面11上の微小な無数のピッ
ト像が現れている。図10(a) の部分11aおよび14
aにおいては、微小なピット像は現れず、表面の大きな
ごみや傷および内部欠陥が無数に現れている。
FIG. 10 shows an example of the scattered image thus obtained. However, as for the wafer as the test object 105, the thickness of the Si layer 405 is 1 μm, and the thickness of the SiO 2 layer 403 is 0.4 to 0.5 μm, and as shown in FIG.
Half of the surface is the surface 11 as it is, but the other half is the surface 1 where the pits 13 of the internal defect are exposed by etching.
4 is used. FIG. 10A shows a wavelength of 940 n.
500 μm in which an internal scattered image due to the laser light of m
FIG. 10 (b) shows the appearance of a field of view of m squares, and FIG.
The view of the field of view of the same portion where the surface scattered image by the laser light of nm is remarkably appeared is shown. Portion 11a corresponds to surface 11, and portion 14a corresponds to surface 14. In FIG. 10B, dust images on the surface 11 appear at the portion 11a, and countless minute pit images on the surface 11 appear at the portion 14a. Portions 11a and 14 of FIG.
In (a), no fine pit image appears, and numerous dusts, scratches and internal defects on the surface appear countlessly.

【0024】図12は、このウエハにおける入射光の波
長λに対する反射率R及ぶ散乱強度Sの変化を示したグ
ラフである。図中、曲線151は計算による反射率Rの
変化、曲線153は実測による反射率Rの変化、曲線1
55は実測による表面欠陥からの散乱強度Sの変化、曲
線157は実測による内部欠陥からの散乱強度Sの変化
を示している。いま、このグラフの実測による反射率R
の変化曲線153をみると、反射率Rの極大値Aは波長
1000nm付近であり、反射率Rの極小値Bは波長9
40nm付近であるから、波長1000nmのレーザ光
を用いると、内部に影響されずに表面の欠陥のみが検出
され、波長940nmのレーザ光を用いると、表面に影
響されずに内部欠陥のみが検出される。それゆえ、公知
例では不可能であった被検物体105のごく表層近傍の
欠陥と表面の欠陥でも区別して検出できる。
FIG. 12 is a graph showing changes in the reflectance R and the scattering intensity S with respect to the wavelength λ of the incident light on the wafer. In the figure, a curve 151 indicates a change in reflectance R by calculation, a curve 153 indicates a change in reflectance R by actual measurement, and a curve 1
Numeral 55 indicates a change in the scattering intensity S from the surface defect by actual measurement, and a curve 157 indicates a change in the scattering intensity S from the internal defect by actual measurement. Now, the reflectance R by actual measurement of this graph
Looking at the change curve 153, the maximum value A of the reflectance R is around 1000 nm, and the minimum value B of the reflectance R is 9 nm.
Since the wavelength is around 40 nm, when a laser beam with a wavelength of 1000 nm is used, only surface defects are detected without being affected by the inside, and when a laser beam with a wavelength of 940 nm is used, only internal defects are detected without being affected by the surface. You. Therefore, a defect near the surface layer of the test object 105 and a defect on the surface of the test object 105, which is impossible in the known example, can be detected separately.

【0025】図13(a) および (b)は別の被検物体10
5の同じ場所を、その内部まで到達する波長1000n
mのレーザ光、および波長451nmのレーザ光で観察
したときの500μm四方の視野の様子をそれぞれ示
す。両者を比較することにより、内部欠陥からの散乱像
を認識することができる。
FIGS. 13A and 13B show another test object 10.
5 the same place, the wavelength 1000n reaching inside
The state of a visual field of 500 μm square when observed with a laser beam of m and a laser beam of a wavelength of 451 nm is shown. By comparing the two, a scattered image from an internal defect can be recognized.

【0026】図14に示すように、被検物体105が表
面に微細構造を有するようなウエハである場合は、その
微細構造が存在する部分については、それと等価的な厚
さの層が存在するものとして、同様にして各部欠陥およ
び表面欠陥を観察することができる。ただしこの場合、
微細構造による回折光が観察光学系中に侵入して内部欠
陥505が観察できなくなるのを防止するため、観察光
学系中に回折光183を遮断するためのフィルタ(マス
ク)181が設けられる。正反射光185は何ら問題を
生じない。
As shown in FIG. 14, when the object to be inspected 105 is a wafer having a fine structure on the surface, a layer having a thickness equivalent to the fine structure exists in a portion where the fine structure exists. As a matter of fact, each part defect and surface defect can be observed in the same manner. However, in this case,
A filter (mask) 181 for blocking the diffracted light 183 is provided in the observation optical system in order to prevent the diffracted light due to the fine structure from entering the observation optical system and obstructing the observation of the internal defect 505. The specularly reflected light 185 does not cause any problem.

【0027】図15〜17はそれぞれ、本発明のさらに
他の実施例に係る欠陥検出装置の構成を示す概略図であ
る。これらの装置は、波長400〜2000nmのレー
ザ光によって被検物体105の内部と表面の欠陥を検出
し、波長200〜650nmのレーザ光によって表面欠
陥を検出するものである。
FIGS. 15 to 17 are schematic diagrams each showing a configuration of a defect detection apparatus according to still another embodiment of the present invention. These apparatuses detect defects inside and on the surface of the test object 105 using laser light having a wavelength of 400 to 2,000 nm, and detect surface defects using laser light having a wavelength of 200 to 650 nm.

【0028】図15の装置においては、レーザビーム1
01の凹レンズ163によりビーム系が拡大され、コリ
メータレンズ161によって平行光とされ、そしてハー
フミラー171を介して観察系の光路に導入され、対物
レンズ117を経て被検物体105に照射される。そし
て前記のようにレーザビーム101の波長を変えて表面
欠陥の正反射像と内部欠陥の正反射像を、対物レンズ1
17、結像レンズ119および撮像素子111を介し、
電気信号として得るようになっている。
In the apparatus shown in FIG.
The beam system is enlarged by the concave lens 163 of the first optical system, converted into parallel light by the collimator lens 161, introduced into the optical path of the observation system via the half mirror 171, and irradiated on the object 105 via the objective lens 117. The specular reflection image of the surface defect and the specular reflection image of the internal defect are changed by changing the wavelength of the laser beam 101 as described above.
17, via the imaging lens 119 and the imaging element 111,
It is obtained as an electric signal.

【0029】図16の装置においては、波長λ1 とλ2
のレーザ光をハーフミラー169を介して混合したレー
ザビーム101を用いて被検物体105を照明し、その
正反射光をダイクロイックミラ−173により波長λ1
成分とλ2 成分に分割し、そして波長λ1 成分により被
検物体105表面を結像レンズ119および撮像素子1
11を経て観察すると共に、波長λ2 成分により、被検
物体105の内部からの正反射像を結像レンズ165お
よび撮像素子167を経て観察する。
In the apparatus shown in FIG. 16, the wavelengths λ1 and λ2
The object 105 is illuminated by using the laser beam 101 obtained by mixing the laser beams of the laser light through the half mirror 169, and the specularly reflected light is illuminated by the dichroic mirror-173 to the wavelength λ1.
Component and a .lambda.2 component, and the surface of the test object 105 is divided into the imaging lens 119 and the
At the same time, the specular reflection image from the inside of the test object 105 is observed through the imaging lens 165 and the image sensor 167 by the wavelength λ2 component.

【0030】図17の装置においては、レーザビーム1
01の中央部分の光束をマスク175により遮断し、周
辺部分の光束のみをミラー177および対物レンズ11
7の周辺部を介して被検物体105に照射し、その正反
射像を対物レンズ117の中央部分を介して得る。他
は、図15の場合と同様である。
In the apparatus shown in FIG.
01 is blocked by the mask 175, and only the light beam in the peripheral portion is reflected by the mirror 177 and the objective lens 11.
The target object 105 is irradiated through the peripheral portion of the object 7 and a specular reflection image is obtained through a central portion of the objective lens 117. Others are the same as the case of FIG.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明は、多層半導体基板に所定のレー
ザビームを入射させ、それによって生じる多層半導体基
板からの光情報を観察光学系で得て、得られた光情報に
基づいて多層半導体基板の表面欠陥及び内部欠陥を検出
するにあたり、表面及び界面での反射光の干渉によって
大きな反射率を生ずる波長(λ2 、λ4 、…) と小さな
反射率を生ずる波長(λ1 、λ3 、…) のうち、反射率
の大きな波長(λ2 、λ4 、…) のいずれか一つを用い
て多層半導体基板表面の塵埃や傷からの散乱像を検出
し、反射率の小さな波長(λ1 、λ3 、…) のいずれか
一つを用いて多層半導体基板内部の欠陥からの散乱像を
検出し、これらの両散乱を比較することにより、表面
の欠陥と内部欠陥とを区別し得る装置であって、半導体
等からなる被検物体105と、該被検物体105に対し
て所定のレーザビーム101を入射させ得るレーザ装置
103と、前記レーザビーム101を前記被検物体10
5に集束して照射するための集光レンズ107と、前記
集束レーザビームによる被検物体105からの散乱光を
受光しその散乱像を拡大する顕微鏡109と、その拡大
散乱像を光電変換してその散乱像の画像信号を得るため
の撮像素子111と、前記被検物体105に対する前記
顕微鏡109の焦点を合わせるために用いるパターン
被検物体105上に投影する投影手段113と、前記被
検物体105を駆動手段により移動されるステージ11
5とを有し、前記投影手段113は、空間変調素子パタ
ーン121と、光源123と、光源123が発する光を
前記空間変調素子パターン121に照射する凸レンズ1
25並びに拡散板127並びに凸レンズ129並びにこ
れにより照明された前記空間変調素子パターン121を
前記顕微鏡109の焦点位置に結像させるための投光用
レンズ131およびハーフミラー133とを備えた半導
体等における欠陥の検出装置としたから、光源123を
オンにし、凸レンズ125と拡散板127および凸レン
ズ129を介して空間変調素子パターン121に照射
し、焦点合わせ用のパターン121の像を被検物体10
5上に投影し、つぎに、空間変調素子パターン121の
投影像のコントラストが前記計測領域2aと3aの中間
において最大になるようにステージ115を制御し、こ
の焦点位置が層2bと3b間の境界の深さ位置に対応す
るように、ステージ115を所定の距離縦移動させ、レ
ーザ装置103からのレーザビーム101の集光点20
5が、所望の検出対象層である計測領域1a、2a、3
aおよび4aに対応するようにレーザビーム101の位
置を調整して、視野203内の計測領域1a〜4aが層
1b〜4bに対応する様にする。したがって、観察系の
焦点深度が被検物体105における各層1bー4bをカ
バーする程度であれば、視野203内の欠陥等の像がそ
れが存在する層の情報とともに得られることになる。
According to the present invention, a predetermined laser beam is incident on a multi-layer semiconductor substrate, optical information generated from the multi-layer semiconductor substrate is obtained by an observation optical system, and the multi-layer semiconductor substrate is obtained based on the obtained optical information. In detecting surface defects and internal defects, there are two wavelengths (λ2, λ4,...) That produce a large reflectance due to interference of reflected light at the surface and the interface, and wavelengths (λ1, λ3,. , A scattered image from dust or scratches on the surface of the multilayer semiconductor substrate is detected by using one of the wavelengths having large reflectance (λ2, λ4,...), And the wavelength having small reflectance (λ1, λ3,. A device capable of distinguishing a surface defect from an internal defect by detecting a scattered image from a defect inside the multilayer semiconductor substrate by using any one of them and comparing these two scattered images. A test object 105 consisting of A laser device 103 capable of causing a predetermined laser beam 101 to be incident on an inspection object 105;
A condenser lens 107 for focusing and irradiating the laser beam onto a microscope 5; a microscope 109 for receiving scattered light from the test object 105 due to the focused laser beam and enlarging the scattered image; an imaging element 111 for obtaining the image signals of the scattered image, a projection unit 113 for projecting a pattern used to focus the microscope 109 <br/> on the test object 105 with respect to the object to be detected 105, Stage 11 for moving the object to be inspected 105 by driving means
5, the projection means 113 includes a spatial modulation element pattern 121, a light source 123, and a convex lens 1 for irradiating the spatial modulation element pattern 121 with light emitted from the light source 123.
25, a diffusion plate 127, a convex lens 129, and a defect in a semiconductor or the like provided with a light projection lens 131 and a half mirror 133 for forming an image of the spatial modulation element pattern 121 illuminated thereby at a focal position of the microscope 109. , The light source 123 is turned on, the spatial modulation element pattern 121 is irradiated through the convex lens 125, the diffusion plate 127 and the convex lens 129, and the image of the focusing pattern 121 is
5 and then the stage 115 is controlled so that the contrast of the projected image of the spatial modulation element pattern 121 is maximized between the measurement areas 2a and 3a, and the focal position is set between the layers 2b and 3b. The stage 115 is vertically moved by a predetermined distance so as to correspond to the depth position of the boundary, and the focal point 20 of the laser beam 101 from the laser device 103 is moved.
5 is a measurement area 1a, 2a, 3 which is a desired detection target layer.
The position of the laser beam 101 is adjusted so as to correspond to a and 4a so that the measurement areas 1a to 4a in the field of view 203 correspond to the layers 1b to 4b. Therefore, if the depth of focus of the observation system is such that it covers each layer 1b-4b of the test object 105, an image of a defect or the like in the visual field 203 can be obtained together with information on the layer where the defect exists.

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

【図1】 欠陥検出装置の第一実施例概略的構成図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a first embodiment of a defect detection device.

【図2】 第一実施例の観察原理を説明するための原
理図。
FIG. 2 is a principle diagram for explaining the observation principle of the first embodiment.

【図3】 被検物体をラスタ・スキャン的に走査した
説明図。
FIG. 3 is an explanatory diagram in which a test object is scanned in a raster scan.

【図4】 分解能の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of resolution.

【図5】 他の実施例の欠陥検出方法の模式図。FIG. 5 is a schematic diagram of a defect detection method according to another embodiment.

【図6】 多層構造のウエハの断面図。FIG. 6 is a sectional view of a wafer having a multilayer structure.

【図7】 レーザビームを多層構造のウエハに照射し
たときの説明図。
FIG. 7 is an explanatory diagram when a laser beam is applied to a wafer having a multilayer structure.

【図8】 ウエハの表面および内部の反射率を示すグ
ラフ図。
FIG. 8 is a graph showing the reflectance on the surface and inside of the wafer.

【図9】 基本波と2次高調波からなるレーザビーム
の説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a laser beam including a fundamental wave and a second harmonic.

【図10】 図9をより得られたウエハの模式図。FIG. 10 is a schematic view of the wafer obtained from FIG. 9;

【図11】 図10の斜視図。FIG. 11 is a perspective view of FIG. 10;

【図12】 図8のグラフの詳細を示すグラフ図。FIG. 12 is a graph showing details of the graph in FIG. 8;

【図13】 内部欠陥の散乱像の状態図。FIG. 13 is a state diagram of a scattered image of an internal defect.

【図14】 観察原理を説明する第二実施例図。FIG. 14 is a second embodiment diagram for explaining the observation principle.

【図15】 観察原理を説明する第三実施例図。FIG. 15 is a third embodiment diagram for explaining the observation principle.

【図16】 観察原理を説明する第四実施例図。FIG. 16 is a view of a fourth embodiment illustrating the observation principle.

【図17】 観察原理を説明する第五実施例図。FIG. 17 is a diagram of a fifth embodiment illustrating the observation principle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…照射レーザ光、102…屈折光の光軸、103
…レーザ装置、104…屈折光、105…被検物体、1
06…被検物体の法線、107…集光レンズ、108…
観察光軸、109…顕微鏡、110…入射光軸、111
…撮像素子、113…投影手段、115…ステージ、1
17…対物レンズ、119…結像レンズ、121…空間
変調素子パターン、123…光源、125…凸レンズ、
127…拡散板、129…凸レンズ、131…投光用レ
ンズ、133…ハーフミラー、151…曲線、153…
曲線、155…曲線、161…コリメータレンズ、16
3…凹レンズ、165…結像レンズ、167…撮像素
子、169…ハーフミラー、171…ハーフミラー、1
73…ダイクロイックミラ−、175…マスク、177
…ミラー、181…フィルタ(マスク)、183…回折
光、185…正反射光、203…視野、205…集光
点、401…Si基板、403…酸化膜(SiO)層、4
05…Si層、501…反射光、503…屈折光、505
…欠陥、507…散乱光、509…曲線、801…レー
ザ光、803…2次高調波発生素子、805…二次高調
波発生素子、1a、2a、3a、4a…計測領域、R…
反射率、S…散乱強度。
101: irradiation laser beam, 102: optical axis of refracted light, 103
... laser device, 104 ... refracted light, 105 ... test object, 1
06: normal line of the test object, 107: condenser lens, 108 ...
Observation optical axis, 109: microscope, 110: incident optical axis, 111
... Imaging element, 113 ... Projection means, 115 ... Stage, 1
Reference numeral 17: Objective lens, 119: Image forming lens, 121: Spatial modulation element pattern, 123: Light source, 125: Convex lens,
127: diffusion plate, 129: convex lens, 131: light projecting lens, 133: half mirror, 151: curve, 153 ...
Curve, 155 ... Curve, 161 ... Collimator lens, 16
3: concave lens, 165: imaging lens, 167: imaging element, 169: half mirror, 171: half mirror, 1
73: dichroic mirror, 175: mask, 177
.., Mirror, 181, filter (mask), 183, diffracted light, 185, specularly reflected light, 203, visual field, 205, focal point, 401, Si substrate, 403, oxide film (SiO 2 ) layer, 4
05: Si layer, 501: reflected light, 503: refracted light, 505
... Defects, 507 ... Scattered light, 509 ... Curve, 801 ... Laser light, 803 ... Second harmonic generation element, 805 ... Second harmonic generation element, 1a, 2a, 3a, 4a ... Measurement area, R ...
Reflectance, S: scattering intensity.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多層半導体基板に所定のレーザビームを
入射させ、それによって生じる多層半導体基板からの光
情報を観察光学系で得て、得られた光情報に基づいて多
層半導体基板の表面欠陥及び内部欠陥を検出するにあた
り、表面及び界面での反射光の干渉によって大きな反射
率を生ずる波長(λ2 、λ4 、…) と小さな反射率を生
ずる波長(λ1 、λ3 、…) のうち、反射率の大きな波
長(λ2 、λ4 、…) のいずれか一つを用いて多層半導
体基板表面の塵埃や傷からの散乱像を検出し、反射率の
小さな波長(λ1 、λ3 、…) のいずれか一つを用いて
多層半導体基板内部の欠陥からの散乱像を検出し、これ
らの両散乱を比較することにより、表面の欠陥と内部
欠陥とを区別し得る装置であって、半導体等からなる被
検物体105と、該被検物体105に対して所定のレー
ザビーム101を入射させ得るレーザ装置103と、前
記レーザビーム101を前記被検物体105に集束して
照射するための集光レンズ107と、前記集束レーザビ
ームによる被検物体105からの散乱光を受光しその散
乱像を拡大する顕微鏡109と、その拡大散乱像を光電
変換してその散乱像の画像信号を得るための撮像素子1
11と、前記被検物体105に対する前記顕微鏡109
の焦点を合わせるために用いるパターン被検物体10
5上に投影する投影手段113と、前記被検物体105
を駆動手段により移動されるステージ115とを有し、
前記投影手段113は、空間変調素子パターン121
と、光源123と、光源123が発する光を前記空間変
調素子パターン121に照射する凸レンズ125並びに
拡散板127並びに凸レンズ129並びにこれにより照
明された前記空間変調素子パターン121を前記顕微鏡
109の焦点位置に結像させるための投光用レンズ13
1およびハーフミラー133とを備えた半導体等におけ
る欠陥の検出装置。
1. A predetermined laser beam is made incident on a multilayer semiconductor substrate, optical information generated from the multilayer semiconductor substrate is obtained by an observation optical system, and surface defects and surface defects of the multilayer semiconductor substrate are determined based on the obtained optical information. In detecting an internal defect, of the wavelengths (λ2, λ4,...) At which a large reflectance is generated due to interference of the reflected light at the surface and the interface and the wavelengths (λ1, λ3,. Using one of the large wavelengths (λ2, λ4,...), A scattered image from dust or scratches on the surface of the multilayer semiconductor substrate is detected, and one of the wavelengths with a small reflectance (λ1, λ3,. Is a device capable of distinguishing a surface defect from an internal defect by detecting a scattered image from a defect inside the multi-layer semiconductor substrate by using the device, and comparing the two scattered images , and detecting a test object composed of a semiconductor or the like. The object 105 and the test object 10 A laser device 103 for allowing a predetermined laser beam 101 to be incident on the object, a condensing lens 107 for converging and irradiating the laser beam 101 to the object to be measured 105, and an object to be measured 105 by the focused laser beam Microscope 109 for receiving scattered light from the camera and enlarging the scattered image, and an imaging device 1 for photoelectrically converting the scattered image to obtain an image signal of the scattered image
11 and the microscope 109 with respect to the test object 105.
Test object 10 a pattern used to focus the
5. Projection means 113 for projecting onto the object 5 and the test object 105
And a stage 115 moved by a driving means,
The projection means 113 includes a spatial modulation element pattern 121.
A light source 123, a convex lens 125 for irradiating the light emitted from the light source 123 to the spatial modulation element pattern 121, a diffusion plate 127 and a convex lens 129, and the spatial modulation element pattern 121 illuminated by the convex lens 125 and the convex lens 129. Light projection lens 13 for forming an image
An apparatus for detecting a defect in a semiconductor or the like, comprising:
JP14513198A 1998-05-11 1998-05-11 Device for detecting defects in semiconductors, etc. Expired - Fee Related JP3186695B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14513198A JP3186695B2 (en) 1998-05-11 1998-05-11 Device for detecting defects in semiconductors, etc.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14513198A JP3186695B2 (en) 1998-05-11 1998-05-11 Device for detecting defects in semiconductors, etc.

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4092362A Division JP2916321B2 (en) 1992-03-19 1992-03-19 Method for detecting internal defects in multilayer semiconductor substrate, etc.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10293101A JPH10293101A (en) 1998-11-04
JP3186695B2 true JP3186695B2 (en) 2001-07-11

Family

ID=15378133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14513198A Expired - Fee Related JP3186695B2 (en) 1998-05-11 1998-05-11 Device for detecting defects in semiconductors, etc.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3186695B2 (en)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3536203B2 (en) 1999-06-09 2004-06-07 東芝セラミックス株式会社 Method and apparatus for measuring crystal defects in wafer
KR100524213B1 (en) * 2003-02-28 2005-10-27 삼성전자주식회사 Method and apparatus for inspecting a substrate
JP4619748B2 (en) * 2004-11-04 2011-01-26 株式会社ブイ・テクノロジー Defect detection method for multilayer flat plate inspection object having optical transparency
JP5007979B2 (en) 2008-05-22 2012-08-22 独立行政法人産業技術総合研究所 Defect inspection method and defect inspection apparatus
JP5381065B2 (en) * 2008-12-10 2014-01-08 信越半導体株式会社 Method for inspecting SOI wafer and method for manufacturing SOI wafer
JP5444823B2 (en) * 2009-05-01 2014-03-19 信越半導体株式会社 SOI wafer inspection method
EP2341180A1 (en) 2009-12-29 2011-07-06 Electrolux Home Products Corporation N.V. A heat pump system for a tumble dryer
CN105870033B (en) * 2016-05-06 2019-04-05 中国科学院物理研究所 A kind of detection method of polished semiconductor wafer surface scratch

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10293101A (en) 1998-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3258385B2 (en) Optical board inspection system
US7132669B2 (en) Method and equipment for detecting pattern defect
US4927254A (en) Scanning confocal optical microscope including an angled apertured rotating disc placed between a pinhole and an objective lens
US7324273B2 (en) Confocal self-interference microscopy from which side lobe has been removed
US7173694B2 (en) Method and system for detecting defects
US5963316A (en) Method and apparatus for inspecting a surface state
JPH0785060B2 (en) Confocal imaging system and method for inspecting and / or imaging an object
GB2321517A (en) Confocal microscopic equipment for measuring solid shapes
US5861952A (en) Optical inspection method and apparatus including intensity modulation of a light beam and detection of light scattered at an inspection position
US6853446B1 (en) Variable angle illumination wafer inspection system
JP2916321B2 (en) Method for detecting internal defects in multilayer semiconductor substrate, etc.
JPH04171415A (en) Long-focus depth high-resolution irradiating optical system
JP3186695B2 (en) Device for detecting defects in semiconductors, etc.
JP3611755B2 (en) Three-dimensional shape detection method and apparatus, and confocal detection apparatus
JP5571969B2 (en) Defect inspection method and apparatus
JP3267551B2 (en) Method for detecting defects in multilayer semiconductors etc.
JP4325909B2 (en) Defect inspection apparatus, defect inspection method, optical scanning apparatus, and semiconductor device manufacturing method
KR100829658B1 (en) Variable angle illumination wafer inspection system
JP4555925B2 (en) 3D shape measuring device
JPH0815064B2 (en) Focused energy beam processing apparatus and processing method
JPH0763508A (en) Laser microscope
WO2004092716A1 (en) Method and apparatus for inspecting a substrate using a plurality of inspection wavelength regimes
JPH0694613A (en) Infrared microscopic measuring apparatus
JPH01123102A (en) Device for measuring trench depth
JP3279815B2 (en) Displacement / tilt detection method and automatic focusing device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010417

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080511

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090511

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100511

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110511

Year of fee payment: 10

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees