JPH0311403B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0311403B2 JPH0311403B2 JP56183678A JP18367881A JPH0311403B2 JP H0311403 B2 JPH0311403 B2 JP H0311403B2 JP 56183678 A JP56183678 A JP 56183678A JP 18367881 A JP18367881 A JP 18367881A JP H0311403 B2 JPH0311403 B2 JP H0311403B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- illuminance
- mirror surface
- light
- parts
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 3
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/30—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces
- G01B11/306—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring roughness or irregularity of surfaces for measuring evenness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- 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】
本発明は試料鏡面の微小凹凸または否検査装置
に関するものである。
に関するものである。
近年、特に半導体分野において、その直接試料
であるSi基板の完全性に対する要求は著しく高ま
つてきている。表面の無欠陥性（内部の歪などに
よつて表面に誘起されたものも含む）は、Si基板
品質の１つの尺度であることから、表面検査は厳
重に行なわれている。しかし、現在行なわれてい
るのは、斜光目視や、螢光燈下での平滑性目検で
あり、熟練者によるこれら目検により検出される
欠陥には限度があつた。又、個人差が大きいこと
は当然である。
であるSi基板の完全性に対する要求は著しく高ま
つてきている。表面の無欠陥性（内部の歪などに
よつて表面に誘起されたものも含む）は、Si基板
品質の１つの尺度であることから、表面検査は厳
重に行なわれている。しかし、現在行なわれてい
るのは、斜光目視や、螢光燈下での平滑性目検で
あり、熟練者によるこれら目検により検出される
欠陥には限度があつた。又、個人差が大きいこと
は当然である。
古来より、よく知られている魔鏡の原理を応用
して、表面性を調べることも試みられているが、
生産性が低く、暗室で行なう必要がある為成功し
ていない。その原理を第１図に示す。試料１の表
面に点光源２からの光３をあて、その反射光４を
スクリーン５上に映写する。この時、試料１が完
全に平坦であれば、スクリーン５上には何ら照度
の変化は生じない。しかし例えば、凹み６があれ
ば、その部分は凹面鏡のような作用をし、スクリ
ーン５上では輝点７をつくり、その両横８は暗く
なるといつた特殊なパターンを画く。凸部がある
場合には、スクリーン上の明暗が逆になるが、同
様に照度変化が生じる。点光源と試料および試料
とスクリーンとの距離を大きくすれば、検出感度
は高くなり、例えば、３〜６ｍの距離を取れば、
長さ１〜３mmにわたる0.3〜0.3μｍの程度の微小
な凹凸を検出することができる。しかしながら、
上記のように、距離を取る為に装置が大きくなつ
てしまう。装置が大きくなることにより、スクリ
ーン５上での照度が不足したり、試料１、点光源
２、スクリーン５の空間でのゆらぎによつて、解
像度が低下するといつた欠点があり、現象として
は知られているが、実際には、あまり使用されて
いない。又、この原理を利用して、スクリーン上
に特殊なパターンを画くことにより、、試料表面
の凹凸ないしは、試料内部の歪などを検出するこ
とはできるが、この検査は標準試料との比較によ
る感度検査であり、この検出された情報を処理す
ることにより、試料の良否を決定する方法がなか
つた。
して、表面性を調べることも試みられているが、
生産性が低く、暗室で行なう必要がある為成功し
ていない。その原理を第１図に示す。試料１の表
面に点光源２からの光３をあて、その反射光４を
スクリーン５上に映写する。この時、試料１が完
全に平坦であれば、スクリーン５上には何ら照度
の変化は生じない。しかし例えば、凹み６があれ
ば、その部分は凹面鏡のような作用をし、スクリ
ーン５上では輝点７をつくり、その両横８は暗く
なるといつた特殊なパターンを画く。凸部がある
場合には、スクリーン上の明暗が逆になるが、同
様に照度変化が生じる。点光源と試料および試料
とスクリーンとの距離を大きくすれば、検出感度
は高くなり、例えば、３〜６ｍの距離を取れば、
長さ１〜３mmにわたる0.3〜0.3μｍの程度の微小
な凹凸を検出することができる。しかしながら、
上記のように、距離を取る為に装置が大きくなつ
てしまう。装置が大きくなることにより、スクリ
ーン５上での照度が不足したり、試料１、点光源
２、スクリーン５の空間でのゆらぎによつて、解
像度が低下するといつた欠点があり、現象として
は知られているが、実際には、あまり使用されて
いない。又、この原理を利用して、スクリーン上
に特殊なパターンを画くことにより、、試料表面
の凹凸ないしは、試料内部の歪などを検出するこ
とはできるが、この検査は標準試料との比較によ
る感度検査であり、この検出された情報を処理す
ることにより、試料の良否を決定する方法がなか
つた。
本発明は、上記欠点にかんがみ、さなれたもの
で、小型の検査装置を実現するとともに、試料鏡
面の凹凸ないしは歪による照度変化を魔鏡の原理
による特性を有効に用いて検出し、かつその情報
に特有の処理することにより、正確な微小凹凸歪
の判定を行うことのできる検査装置を提供するも
のである。
で、小型の検査装置を実現するとともに、試料鏡
面の凹凸ないしは歪による照度変化を魔鏡の原理
による特性を有効に用いて検出し、かつその情報
に特有の処理することにより、正確な微小凹凸歪
の判定を行うことのできる検査装置を提供するも
のである。
以下、本発明を図面にもとづいて説明する。
第２図は、本発明の一実施例を示すもので、第
２図ａは構成を示し、第２図ｂは照度を示す。第
２図ａに示すように、点光源２よりの光を、、レ
ンズ系９で集光し、ほぼ平行光にし、試料台１０
上の試料１に照射し、この反射光を受光レンズ系
１１で集光した後、光電変換部１２に捕捉させ
る。今第２図ａの光電変換部１２に捕足された光
の照度を考えると、試料１が完全鏡面であれば、、
光電変換部１２には、試料１に対応した全くの平
面鏡面が現われ、なんの変化も生じない。しか
し、試料１上が凹凸１３，１４，１５があつた場
合、この凹み及び凸部が、凹面鏡及び凸面鏡とな
り、点光源２からの光線が散乱される。従つて、
光線は、第１図に示したと同様に癖度変化を伴つ
て試料１から光が反射される。このように、レン
ズ系９，１１を配置することにより、検出感度を
高く維持しつつ試料１と点光源２および光電変換
部１２間を小さくでき、魔鏡の原理による特徴を
有する小型の実用的な装置の実現が可能となる。
２図ａは構成を示し、第２図ｂは照度を示す。第
２図ａに示すように、点光源２よりの光を、、レ
ンズ系９で集光し、ほぼ平行光にし、試料台１０
上の試料１に照射し、この反射光を受光レンズ系
１１で集光した後、光電変換部１２に捕捉させ
る。今第２図ａの光電変換部１２に捕足された光
の照度を考えると、試料１が完全鏡面であれば、、
光電変換部１２には、試料１に対応した全くの平
面鏡面が現われ、なんの変化も生じない。しか
し、試料１上が凹凸１３，１４，１５があつた場
合、この凹み及び凸部が、凹面鏡及び凸面鏡とな
り、点光源２からの光線が散乱される。従つて、
光線は、第１図に示したと同様に癖度変化を伴つ
て試料１から光が反射される。このように、レン
ズ系９，１１を配置することにより、検出感度を
高く維持しつつ試料１と点光源２および光電変換
部１２間を小さくでき、魔鏡の原理による特徴を
有する小型の実用的な装置の実現が可能となる。
この照度分布の状態を第２図ｂに示す。第２図
ｂにおいて、１３，１４，１５は各々第２図ａの
１３，１４，１５の位置に対応した照度分布であ
る。これらの照度分布をもつた光が光電変換部１
２に捕賢される。ここで、第２図ｂに示すよう
に、光電変換部１２に捕捉された全光束の平均値
を出し、その平均値に一定の係数を乗じたものを
基準照度とする。この時明るい側として上基準
値、暗い側を下橋準値を例えば仮定する。すなわ
ち、試料１が完全鏡面であれば、光電変換部１２
が捕捉された全光束の平均値、平均照度と、照度
分布が一致するが、第２図ｂに示すような照度分
布の場合を考えた場合、基準照度より明るい部分
ないしは暗い部分を区別することができる。上記
のように、基準照度に対して、明暗の部分があつ
た場合を不良とみなすことができるので、試料の
良否が決定できる。この時、不良の基準を定量化
する方法として、基準照度より明るい、ないしは
暗いピーク数が一定基準数より多い、又は、、前
記ピーク照度積分値が一定基準値より多い、又は
前記ピーク面積が一定基準面積より多いと不良と
みなすことができる。
ｂにおいて、１３，１４，１５は各々第２図ａの
１３，１４，１５の位置に対応した照度分布であ
る。これらの照度分布をもつた光が光電変換部１
２に捕賢される。ここで、第２図ｂに示すよう
に、光電変換部１２に捕捉された全光束の平均値
を出し、その平均値に一定の係数を乗じたものを
基準照度とする。この時明るい側として上基準
値、暗い側を下橋準値を例えば仮定する。すなわ
ち、試料１が完全鏡面であれば、光電変換部１２
が捕捉された全光束の平均値、平均照度と、照度
分布が一致するが、第２図ｂに示すような照度分
布の場合を考えた場合、基準照度より明るい部分
ないしは暗い部分を区別することができる。上記
のように、基準照度に対して、明暗の部分があつ
た場合を不良とみなすことができるので、試料の
良否が決定できる。この時、不良の基準を定量化
する方法として、基準照度より明るい、ないしは
暗いピーク数が一定基準数より多い、又は、、前
記ピーク照度積分値が一定基準値より多い、又は
前記ピーク面積が一定基準面積より多いと不良と
みなすことができる。
以上の装置では、判定しようとする試料全面の
反射光からまず上限値を設定し、これを前記試料
の反射光の照度分布を比較するため、光源の変動
や試料ごとの表面状態のバラツキがあつても、試
料ごとの適切な上限値、下限値が設定でき、良否
判定の相対バラツキを少なくすることが可能とな
る。
反射光からまず上限値を設定し、これを前記試料
の反射光の照度分布を比較するため、光源の変動
や試料ごとの表面状態のバラツキがあつても、試
料ごとの適切な上限値、下限値が設定でき、良否
判定の相対バラツキを少なくすることが可能とな
る。
さらに、本発明は、第１図からも明らかなよう
に、平均照度は一定に検出でき、明るい部分と暗
い部分の照度分布も常に明確に検出できる魔鏡の
原理の特徴を有効に用い、かつ検出が容易かつ正
確な明るい部分および暗い部分のピーク数または
その積分値を判定することにより、正確な微小凹
凸または歪を判定することが可能となる。
に、平均照度は一定に検出でき、明るい部分と暗
い部分の照度分布も常に明確に検出できる魔鏡の
原理の特徴を有効に用い、かつ検出が容易かつ正
確な明るい部分および暗い部分のピーク数または
その積分値を判定することにより、正確な微小凹
凸または歪を判定することが可能となる。
本発明における装置は、必ずしも第２図に示す
ように、２組のレンズ系９，１１を用いた装置で
なく、第３図に示すように凹面鏡を用いても良
い。又、２組のレンズ系９，１１を共通に用い
て、１組であつてもよい。
ように、２組のレンズ系９，１１を用いた装置で
なく、第３図に示すように凹面鏡を用いても良
い。又、２組のレンズ系９，１１を共通に用い
て、１組であつてもよい。
以上の通りであるから、本発明の装置は、鏡面
の微小凹凸または歪を感度よく小型の装置で検出
するとともに、試料鏡面の明暗による良否を常に
正確に判定することが可能となり、微小凹凸ない
し歪の検出の正確かつ容易な実現に大なる工業的
価値を発揮するものである。
の微小凹凸または歪を感度よく小型の装置で検出
するとともに、試料鏡面の明暗による良否を常に
正確に判定することが可能となり、微小凹凸ない
し歪の検出の正確かつ容易な実現に大なる工業的
価値を発揮するものである。
第１図は、従来の検出方法を示す図、第２図
ａ，ｂは本発明の一実施例を示し、かつ、本発明
の原理を示す説明図であり、ａは構成図、ｂはａ
の照度分布図、第３図は、本発明の他の実施例を
示す図である。 １……試料、２……点光源、９……レンズ系、
１０……試料台、１１……受光レンズ、１２……
光電変換部、１９……第１の凹面鏡、２０……第
２の凹面鏡。
ａ，ｂは本発明の一実施例を示し、かつ、本発明
の原理を示す説明図であり、ａは構成図、ｂはａ
の照度分布図、第３図は、本発明の他の実施例を
示す図である。 １……試料、２……点光源、９……レンズ系、
１０……試料台、１１……受光レンズ、１２……
光電変換部、１９……第１の凹面鏡、２０……第
２の凹面鏡。
Claims (1)
- １ 光源からの光をレンズ系で集光しほぼ平行光
にして試料鏡面に照射し、前記試料鏡面からの反
射光をレンズ系で集光して光電変換部に照射捕捉
させ、前記光電変換部に捕捉された前記試料の反
射光の全光束の平均照度に一定の係数を乗じて基
準照度の上限値及び下限値を設定し、前記基準照
度と前記反射光の照度分布を比較し、前記比較に
際し、前記照度分布のうち前記上限値よりも明る
い部分ないし下限値よりも暗い部分の数または前
記明るい部分ないし暗い部分の積分値を得、前記
数又は積分値によつて前記鏡面の凹凸又は歪の良
否の判定を行うことを特徴とする試料鏡面の微小
凹凸または歪検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367881A JPS5886408A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 鏡面の微小凹凸または歪検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18367881A JPS5886408A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 鏡面の微小凹凸または歪検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886408A JPS5886408A (ja) | 1983-05-24 |
| JPH0311403B2 true JPH0311403B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=16140006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18367881A Granted JPS5886408A (ja) | 1981-11-18 | 1981-11-18 | 鏡面の微小凹凸または歪検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886408A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6170405A (ja) * | 1984-09-13 | 1986-04-11 | Toshiba Glass Co Ltd | 球面形状の測定装置 |
| JPS6316216A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-23 | Mitsubishi Electric Corp | 距離計 |
| JP2650364B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1997-09-03 | 富士通株式会社 | Ｓｏｉ基板の検査方法 |
| JP4534827B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2010-09-01 | 住友電気工業株式会社 | フィルムの欠陥検出方法および欠陥検出装置 |
| JP2006292668A (ja) * | 2005-04-14 | 2006-10-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 表面検査装置および表面検査方法 |
| JP5186837B2 (ja) | 2007-08-23 | 2013-04-24 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 微小凹凸表面欠陥の検出方法及び装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263753A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Bendix Corp | Apparatus for discriminating surface characteristic of object |
| JPS5599045A (en) * | 1979-01-24 | 1980-07-28 | Japan Spectroscopic Co | Surface reflection measuring apparatus |
| JPS55101002A (en) * | 1979-01-26 | 1980-08-01 | Hitachi Ltd | Inspecting method for mirror face body |
-
1981
- 1981-11-18 JP JP18367881A patent/JPS5886408A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5263753A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Bendix Corp | Apparatus for discriminating surface characteristic of object |
| JPS5599045A (en) * | 1979-01-24 | 1980-07-28 | Japan Spectroscopic Co | Surface reflection measuring apparatus |
| JPS55101002A (en) * | 1979-01-26 | 1980-08-01 | Hitachi Ltd | Inspecting method for mirror face body |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5886408A (ja) | 1983-05-24 |
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