JPH0412254A - 内部欠陥検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内部欠陥検査方法および装置に関し、詳しく
は測定対象物である物体の内部欠陥に関する情報を検出
し、これを処理することによって非破壊で物体内部を可
視化し、かつ一定の条件のもとに安定に物体内部の欠陥
を検査することのできる内部欠陥検査方法および装置に
関する。

［従来技術］ 従来、測定対象物である物体中にレーザビームなどの光
を照射し、その透過光あるいは散乱光を得ることにより
、物体内部の欠陥に関する情報を得て欠陥を可視化する
内部欠陥検査方法および装置か知られている。

第４図は、この種の内部欠陥検査装置の概略構成を示す
断面図である。同図の装置は、測定対象物に光を照射し
その透過光を利用して欠陥を可視化する装置であり、特
開平１−２２４６４６号に開示されている。

同図において、測定対象物４０１の一方から照明用ラン
プ４０２で光を照射している。測定対象物４０］、は板
状の物体であり、この図では厚さ方向（板の表面に垂直
な方向）で切った断面を示している。測定対象物４０１
を透過した光は撮影器４０３に入射する。これにより、
透過光による測定対象物４０１の拡大像が撮影される。

撮影器４０３は撮影した結果を画像情報として出力する
。

その画像情報は処理器４０４において処理され、不図示
のＣＲＴ表示装置なとにより、撮影した物体４０１−の
像が可視化される。４０５，４０６は測定対象物４０１
の内部の欠陥を示す。

なお、第４図では説明のために欠陥４０５，４０６の大
きさを相対的に大きく描いているが、この種の内部欠陥
検査装置で検査の対象とする欠陥の大きさは実際には数
ミクロン以下の微小のものである。

また、シリコンウェハのような半導体材料に関して上記
の方式で内部欠陥を検査する場合は、可視光では内部欠
陥を検出することが不可能である。

そのため、光源として赤外線を出射する光源を用い、内
部欠陥の情報を得ている。

第５図（ａ）は、測定対象物である物体中にレーザビー
ムを照射し、物体内部で散乱される散乱光をレーザの照
射方向とほぼ直交する方向から測定することにより、物
体内部の欠陥を可視化する装置の概略構成を示す断面図
である。第５図（ｂ）は、第５図（ａ）の測定対象物の
斜視図である。

このような装置は、特開平１−１５１２４３号に開示さ
れている。

同図の装置によれば、シリコンウェハなどの測定対象物
５０１に対し、赤外線の波長域（例えば１μｍ程度の波
長）のレーザビームを矢印５０４のように入射させる。

測定対象物５０１は板状の物体であり、この図では厚さ
方向（板の表面に垂直な方向）で切った断面を示してい
る。したがって、レーザビーム５０４は板状の」り定対
象物５゜］の下面（裏面）から上面（表面）に向かうよ
うに入射される。レーザビーム５０４は測定対象物５０
１の内部の欠陥により散乱される。この散乱光は矢印５
０５のように測定対象物５０１から出射する。この散乱
光をレーザビーム５０４の方向に直交する位置に配置さ
れた撮影器５０２で検…する。第５図（ｂ）の矢印５２
１は撮影器５０２による観察の方向を示す。このように
して、撮影器５０２で、散乱光による物体５０１の拡大
像が撮影される。撮影器５０２は撮影した結果を画像情
報として出力する。その画像情報は処理器５０３におい
て処理され、不図示のＣＲＴ表示装置などにより、撮影
した物体５０１の像が可視化される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第４図に示すような透過光方式の内部欠陥検
査装置によれば、測定対象物４０１の内部欠陥４０５な
どを非破壊で検査することができる。しかし、測定対象
物４０１中の欠陥の垂直分布（第４図の紙面上下方向の
欠陥の分布）については、全く情報が得られないという
問題点があった。

また、この方式では透過光を用いて内部欠陥を検出する
ため、撮影器４０３に入射する光は測定対象物４０１の
垂直方向（厚さ方向）についての情報を累積した透過光
（投影像）となる。したがって、第４図の内部欠陥４０
６のように、撮影器４０Ｂの側に別の大きな内部欠陥４
０５が存在するような場合は、内部欠陥４０６は内部欠
陥４０５に埋もれてしまい、内部欠陥４０６を検出する
ことができず、正確な検査を行うことができない。

一方、第５図（ａ）に示すような散乱光を用いた内部欠
陥検査装置によれば、物体内にレーザビームを入射させ
、そのレーザビームの方向にほぼ直交する方向から散乱
光を検出して内部欠陥を検査しているので、第１の内部
欠陥の周辺に第２の内部欠陥が存在する場合であっても
、第１の内部欠陥のある位置に撮影器の焦点を合せれば
、第１の内部欠陥を検出することができる。また、第５
図（ａ）のような配置で物体５０１の内部欠陥を検査す
れば、物体５０１中の欠陥の垂直分布（第５図（ａ）の
紙面の上下方向の分布）を得ることもできる。

しかしながら、第５図（ａ）の装置によれば、測定対象
物５０１中の欠陥の垂直分布を得るために、レーザビー
ム５０４を測定対象物５０１の切断面５０６が散乱を起
こさないように平坦にしておかなければならない。その
ため、シリコンウェハのような板状の材料の厚さ方向の
欠陥の分布（垂直分布）を得るためには、測定位置の近
傍で切断あるいはへき開する必要がある。第５図（ｂ）
の付番５２２は測定対象物５０１のへき開面を示す。こ
のように、第５図（ａ）（ｂ）の方式では、結果として
測定対象物５０１を破壊しなければ内部欠陥の垂直分布
を得ることができないという問題点がある。

さらに、第５図（ｃ）のように、測定対象物５Ｏ１に対
し切断面あるいはへき開面５０６から矢印５１１のよう
にレーザビームを入射させ、矢印５１２の方向から散乱
光を測定することもできるが、測定対象物５０１の表面
５１３の近傍ではレーザ光を矢印５１１のように入射さ
せることが極めて困難である。そのため、測定対象物５
０１の表面５１３の近傍に存在する欠陥が測定できない
という問題点がある。

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、測定対
象物を破壊することなく、任意の位置において内部欠陥
の垂直断面分布を得ることができる内部欠陥検査方法お
よび装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本発明の第１の局面では、
細く絞ったレーザビームを測定対象物に入射させ、該レ
ーザビームによる測定対象物内部からの散乱光を光学手
段に入射させ画像情報として得ることにより測定対象物
内部の欠陥を検査する内部欠陥検査方法において、上記
レーザビームの測定対象物への入射位置を移動させ、こ
の入射位置の移動に連動して、上記レーザビームの測定
対象物内の光路中の測定位置に上記光学手段の焦点を合
せることにより、測定対象物内の所望の位置の欠陥を検
査することを特徴とする。

また、本発明の第２の局面では、細く絞ったレーザビー
ムを測定対象物に入射させ、該レーザビームによる測定
対象物内部からの散乱光を光学手段に入射させて拡大し
画像情報として得ることにより測定対象物内部の欠陥を
検査する内部欠陥検査方法において、上記測定対象物の
第１の表面から内部へ入射したレーザビームが上記測定
対象物の第２の表面にて全反射するように、レーザビー
ムを測定対象物に入射させ、この第２の表面の近傍を通
るレーザビームによる散乱光を上記光学手段に入射させ
て第２の表面近傍の欠陥を検査することを特徴とする。

さらに、本発明に係る内部欠陥検査装置は、細く絞った
レーザビームを射出するレーザ射出手段と、測定対象物
の第１の表面上における該レーザビームの入射位置を移
動させる入射位置移動手段と、上記測定対象物の第１の
表面から入射したレーザビームが測定対象物の第２の表
面にて全反射するように、レーザビームの測定対象物へ
の入射方向を制御する入射方向制御手段と、該レーザビ
ームによる測定対象物内部からの散乱光を入射し画像情
報として得る光学手段と、該レーザビームの入射位置の
移動に連動して、該レーザビームの測定対象物内の光路
中の位置に上記光学手段の焦点を合せる焦点合せ手段と
を具備し、上記測定対象物の第２の表面にて全反射する
ような第２の表面近傍を通るレーザビームの光路中の測
定位置に上記光学手段の焦点を合せ、該レーザビームに
よる散乱光を上記光学手段に入射させることにより、第
２の表面近傍の欠陥を検査することを特徴とする。

［作　用］ 上記本発明の第１の局面に係る内部欠陥検査方法によれ
ば、細く絞ったレーザビームを測定対象物に入射させる
際、その入射位置を移動させる。

この入射位置の移動に連動して、光学手段の焦点をレー
ザビームの測定対象物内の光路上の測定位置に自動的に
合せるようにしている。これにより、レーザビームの測
定対象物への入射位置を移動させて、測定対象物の垂直
方向にレーザビームの光路が移動するようにし、この光
路上の測定位置に光学手段の焦点を自動的に合せ、測定
対象物内の垂直方向の欠陥を検査することができる。

上記本発明の第２の局面にかかる内部欠陥検査方法によ
れば、測定対象物の第１の表面からレーザビームを入射
させ、このレーザビームが測定対象物の第２の表面にて
全反射するようにレーザビームを測定対象物に入射させ
ている。これにより、第２の表面の近傍（第２の表面上
の位置も含む）にレーザビームを照射することができる
ので、このような表面近傍の欠陥をも検査することがで
きる。

さらに、本発明にかかる内部欠陥検査装置によれば、レ
ーザ射出手段から細く絞ったレーザビームを射出し、こ
のレーザビームを測定対象物に照］　２ 射する。レーザビームの測定対象物への入射位置は入射
位置移動手段により移動することができる。

測定対象物中に入射したレーザビームは内部欠陥によっ
て散乱され散乱光を発生する。この散乱光を光学手段に
より検出し測定対象物の内部欠陥を検査することができ
る。ここで、レーザビームの測定対象物への入射位置は
入射位置移動手段により移動することができ、これに連
動してレーザビームの測定対象物内の光路上の測定位置
にこの光学手段の焦点を合せるようにしている。したが
って、測定対象物中の任意の位置にレーザビームを照射
し、かつ光学手段の焦点を当該位置に合せることができ
るので、任意の位置の欠陥を検出することができる。ま
た、これらのレーザビームの入射位置の移動と光学手段
の焦点を合せる動作とは、連動して連続的に行うことが
できるので、測定対象物の任意の方向（例えば垂直方向
など）における欠陥の分布も検査することができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る内部欠陥検査
装置の測定対象物内部のレーザビームの光路および撮影
器などを示す断面図であり、また本発明の一実施例に係
る内部欠陥検査方法を説明するための断面図でもある。

同図において、１０１は測定対象物、１０２は顕微鏡、
１０３は顕微鏡１０２を通して散乱光を検出するための
検出素子（撮像器）を示す。測定対象物１０１は板状の
物体であり、この図では厚さ方向（板の表面に垂直な方
向）で切った断面を示している。１１１は測定対象物１
０１の側面、１１２は上面を示す。不図示のレーザビー
ム射出手段から射出されたレーザビームは、測定対象物
１０１の側面］１１から入射する。１２１〜１２４は測
定対象物］０１に入射するレーザビームの光路、１３１
〜１３４は測定対象物１０１の内部のレーザビームの光
路を示す。レーザビームは矢印１１３の方向へ平行移動
することができるようになっており、これにより測定対
象物１０１の側面１１１における入射位置を変更するこ
とができる。

顕微鏡１０２はその焦点距離を変更することができ、例
えばＰ１〜Ｐｎなどの測定点に焦点を合せ、これらの測
定点の近傍の観測部分を光学的に拡大した像を得ること
ができる。散乱光の検出素子１０３は、顕微鏡１０２に
より得た拡大像を電気信号に変換し、この電気信号に基
づいて後述する種々の方式で欠陥を検査する。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の測定対象物１０１の斜
視図である。この測定対象物１０１は半導体装置の製造
に用いるシリコンウェハである。

レーザビーム１．２０はシリコンウェハ１０１のオリエ
ンテーションフラット（オリフラと略称する）１５０か
ら入射される。そして、矢印１３０のようにウェハ］０
１の上面で反射し、オリフラ１５０と反対の方向から出
射する。矢印１５１は顕微鏡１０２による観察方向を示
す。

第１図（ａ）（ｂ）を参照して、本実施例の装置におけ
る内部欠陥検査の基本的な動作を説明する。

まず、測定対象物１０１に入射したレーザビームが測定
対象物１０１の上面１１２て全反射するように、予め測
定対象物１０１の側面１１１へのレーザビームの入射角
を設定する。レーザビームの初期入射位置は位置Ｑ１で
ある。位置Ｑ１に所定の入射角で光路１２１に示すよう
に入射したレーザビームは、測定対象物］０１の内部で
光路１３］のように進む。そして、測定対象物］０１の
上面］１２の位置Ｐ］において全反射する。このとき顕
微鏡１０２の焦点は位置Ｐ１に合せられており、これに
より測定対象物］０１の上面１１２の位置Ｐ１の近傍の
像を得ることができる。顕微鏡］０２により得た拡大像
は、検出素子１．０３により電気信号に変換され出力さ
れる。

次に、レーザビームは所定の入射角で規定されるレーザ
ビームの方向を保持したまま、矢印１１３の方向へ平行
移動される。例えば、レーサビムが光路１２１から平行
移動して、光路１２２のように測定対象物１０１の側面
１１１の位置Ｑ２に入射したとする。このとき、Ａｌ１
１定対象物１０１］　５ に入射したレーザビームは、光路１３２を通って上面１
１２の位置Ｒ２で全反射し、位置Ｐ２を介して進む。

レーザビームの矢印１１３のような平行移動に連動して
顕微鏡１０２の焦点位置が変更される。

レーザビー・ムが位置Ｐ２を通るときには、顕微鏡］０
２はこの位置Ｐ２に焦点が合せられている。

これにより、測定対象物１０１内部の位置Ｐ２の近傍が
観測される。顕微鏡１０２により得た拡大像は、検出素
子１０３により電気信号に変換され出力される。

さらに、レーザビームが平行移動し、光路１２３を通っ
て側面１１１の位置Ｑ３から入射したとする。このとき
、測定対象物１０１内部に入射したレーザビーム１３３
は、上面１１２の位置Ｒ３で全反射し、位置Ｐ３を通っ
て進む。そして、顕微鏡１０２の焦点は位置Ｐ３に合せ
られている。

これにより、位置Ｐ３の近傍の像が得られる。顕微鏡１
０２により得た拡大像は、検出素子１０３により電気信
号に変換され出力される。

さらに、レーザビームを平行移動し、光路１２４のよう
に測定対象物］０１の側面１１］の位置Ｑｎに入射さぜ
る。このとき測定対象物］０１に入射したレーザビーム
は、光路１３４のように」二面１１２の位置Ｒｎで全反
射し、位置Ｐｎを通って進む。このとき顕微鏡１０２の
焦点は位置Ｐｎに合ぜられている。これにより、位置Ｐ
ｎの近傍の像が得られる。顕微鏡１０２により得た拡大
像は、検出素子１０３により電気信号に変換され出力さ
れる。

このようにして、レーザビームの入射位置を順次変更し
、測定対象物の上面で全反射させ、位置Ｐ１〜Ｐｎを矢
印１１４および矢印１１５のように順次通過させる。一
方、顕微鏡１０２の焦点はこのようなレーザビームの移
動に連動し、レーザビームが位置Ｐ１〜Ｐｎを通過する
ときにその通過位置Ｐ１〜Ｐｎに焦点が合うようにしで
ある。

検出素子１０３は、この光学的な像を電気信号に変換し
出力する。これにより、測定対象物１０１の厚さ方向（
垂直方向）の像を表す電気信号が得られ、これに基づい
て欠陥を検査することができる。

第２図は、このようなレーザビームによる測定対象物内
部の欠陥からの散乱の様子を示す断面図である。

同図において、２０１は測定対象物（ここでは断面を示
している）、２０２はレーザビームの光束、２０３は散
乱光を示す矢印、２０４は測定対象物２０１内部の欠陥
、２０５はレーザビームの進行方向、２０６は散乱光の
観測方向を示す。

矢印２０５のように進行するレーザビームの光束２０２
中にある欠陥２０３からは、矢印２０３のように散乱光
が発生する。この散乱光２０３のうち観測方向２０６の
成分か、第１図で説明したように顕微鏡を介して撮像器
に入射する。

第３図は、この実施例の装置の構成を示すブロック図で
ある。

同図において、３０１は測定対象物、３０３はレーザ発
振器、３０２はレーザ発振器３０３から射出されたレー
ザビームを示す。３０５および３０７はレーザビーム３
０２の進行方向を変更するための全反射ミラー、３０４
は全反射ミラー３０５を駆動しレーザビーム３０２を紙
面に垂直な方向に振らせるための駆動用モータ、３０６
は全反射ミラー３０７を矢印Ｓのように駆動しレーザビ
ーム３０２の測定対象物３０１の側面への入射位置を第
１図に示したように平行移動させるための圧電素子を示
す。３０９は測定対象物３０１の所定の位置に焦点を合
せてその拡大像を得る顕微鏡、３１０は顕微鏡３０９に
よる拡大像を電気信号（撮像結果である情報を含む情報
信号）に変換する撮像器、３０８は顕微鏡３０９の鏡筒
を矢印Ｔのように駆動し顕微鏡３０９の測定対象物３０
１内における焦点位置を変更することができるようにす
るための鏡筒駆動部を示す。

３１］は撮像器３１０から接続線３５１を介して入力し
た撮像結果である情報信号を撮像画面に対応する行列状
の画像情報として記憶する画像メモリ回路、３１２は接
続線３５２を介して入力した画像情報に対し所定の処理
を行う画像処理回路、３１３は画像処理回路３１２から
接続線３５４を介して入力したバイナリ−信号に基づい
て所定の演算処理を行う演算処理回路である。

３１４は接続線３６３を介して鏡筒駆動信号を出力し鏡
筒駆動部３０８を駆動するオートフォーカス制御回路、
３１６は画像処理回路３１２から接続線３５３を介して
出力される欠陥情報信号および演算回路３１３から接続
線３５５を介して出力される計測信号に基づいてビデオ
信号を生成出力する表示処理回路、３］７はこの表示処
理回路３］６から接続線３５６を介して入力したビデオ
信号に基づいて欠陥の垂直断面像および演算結果を表示
する表示回路、３１８は表示処理回路３１６から接続線
３５７を介して所定の記録信号を入力しいわゆるハード
コピーを得る記録器である。

３２２は接続線３６０を介して駆動用モータ４０４に駆
動信号を出力するモータ信号発生回路、３２１は接続線
３５９を介して圧電素子３０６に走査信号を出力する高
電圧発生回路、３２０はレーザ発振器３０３に電力を供
給するレーザ用電源である。３］５は接続線３６４〜３
６７を介して高電圧発生回路３２１、モータ信号発生回
路３２２、画像メモリ回路３１１およびオートフォーカ
ス制御回路３１４にそれぞれ同期信号を出力する同期信
号発生回路である。３１９は接続線３５８を介して同期
信号発生回路３１５、表示処理回路３１６およびレーザ
用電源３２０に制御信号を出力する制御回路である。

第３図を参照して、本実施例の内部欠陥検査装置の動作
を説明する。測定対象物３０１は板状の物体とし、その
垂直断面（厚さ方向に沿う断面）の像を得てこの断面に
おける欠陥を検査する場合について説明する。

第３図を参照して、測定対象物３０１は顕微鏡３０９の
直下にその上面が顕微鏡３０９の観測方向を向くように
配置される。第３図では第１図と同様に測定対象物の垂
直断面を示す。測定対象物３０１を配置した後、制御回
路３１９はレーザ用電源３２０をオンし、レーザ発振器
３０３からレザビーム３０２を射出させる。

そして、このレーザビーム３０２が測定対象物３０１の
上面の所定位置Ｐ１において全反射するように、全反射
ミラー３０５，３０７の位置を調整する。この調整は手
動で行ってもよいし、また制御回路３１９からの制御に
基づいて自動で行なってもよい。レーザビーム３０２の
位置合せとともに、顕微鏡３０９の焦点を測定対象物３
０１の」二面の位置Ｐ１に合せる。この焦点合せは手動
で行ってもよいし、また制御回路３１９からの制御によ
り自動で行ってもよい。

レーサ発振器３０３から射出し、全反射ミラー３０５．
３０７を介して測定対象物３０１の側面からその内部に
入射し、測定対象物３０１の上面の位置Ｐ１において全
反射されたレーザビームは、この測定対象物３０１のも
う一方の側面から射出される。このとき、レーザビーム
３０２の光束は顕微鏡３０９を通して撮像器３１０に直
接入射することはない。しかし、測定対象物３０１の位
置Ｐ１の近傍に内部欠陥があった場合は、第２図で説明
したように、１ｌｌｌ定対象物３０１の内部に入射した
レーザビーム３０２の光束中の欠陥部分から散乱光か発
生する。このとき、顕微鏡３０９の焦点は位置Ｐ１に合
せられている。顕微鏡３０９は、この散乱光のうち顕微
鏡３０９に向かう成分を捕え、焦点位置の拡大像を得る
。この拡大像は撮像器３１．０により検出される。

撮像器３１０は顕微鏡３０９により得た位置Ｐ１近傍の
像を電気信号に変換し、情報信号として接続線３５］に
出力する。この情報信号は位置Ｐ１からの散乱光の強度
を示す。この情報信号は画像メモリ回路３１］に入力す
る。画像メモリ回路３１１は、この情報信号に従って散
乱光の強度を示す値を位置Ｐ１に対応する記憶位置に格
納する。

ここで、測定対象物３０１に入射するレーザビームは、
第１図で説明したように順次平行移動され、顕微鏡３０
９の焦点位置もレーザビームの移動に連動して移動する
ようにしである（レーザビームの移動と顕微鏡の焦点の
移動との連動した動作については後述する）。したがっ
て、測定対象物３０１の位置Ｐ１の散乱光の観測に引続
いて位置Ｐ１から紙面の下側（測定対象物３０１の垂直
方向）の各位置に関する散乱光の観１ｆｌ１１が行われ
る。

このように第１，２図で説明したような垂直方向の各位
置からの散乱光を観測し、これら各位置からの散乱光の
強度がそれぞれ画像メモリ回路３］１の所定の列に記憶
される。画像メモリ回路３１１の一列（一連の記憶位置
）に記憶された散乱光の強度情報は、測定対象物３０１
の位置Ｐ１を通る垂直方向（点線３７０）の欠陥情報を
示すものとなる。

さらに、後述するように全反射ミラー３０５を駆動する
ことにより、レーザビーム３０２の光路を紙面に垂直な
方向に若干ずらすことができる。

そして、先に観測した点線３７０に沿う垂直方向の情報
に加え、その位置から紙面の手前または奥側の方向に少
しずれた位置での垂直方向の欠陥情報を得る。この情報
は画像メモリ回路３１１の先に記憶した列の次の一列に
記憶する。このような動作を繰返し、画像メモリ回路３
１１には行列状に並べられた画像情報が記憶される。こ
の画像情報は、第３図の１ｌｌ１１定対象物３０１の点
線３７０を含み紙面に垂直な断面（２次元）の画像情報
である。

この画像情報は接続線３５２を介して画像処理回路３１
２に入力する。この画像処理回路３１２は、入力した画
像情報を背景雑音（バックグラウンドノイズ）が一定と
なるように処理し、測定対象物３０１の断面像における
内部欠陥を強調するようにする。その結果として、欠陥
情報信号を接続線３５３を介して表示処理回路３１６へ
と出力する。また、画像処理回路３１２は、入力した画
像情報を２値化しバイナリ−信号として接続線３５４を
介して演算処理回路３１３へと出力する。

この演算処理回路３１３は、入力したバイナリ−信号か
ら観測範囲全体に対する内部欠陥の面積比率、個数、お
よび欠陥の大きさなとを計算し、その結果を接続線３５
５を介して表示処理回路３１６へと出力する。表示処理
回路３１６は、画像処理回路３１２と演算処理回路３１
３からの信号を処理し、ビデオ信号を生成して接続線３
５６に出力する。このビデオ信号は表示回路３１７に入
力し、欠陥の垂直断面像および上述したような演算結果
を表示する。さらに、表示処理回路３１６から出力され
た画像情報および演算結果は、記録信号として接続線３
５７を介して記録器３１８へと入力する。記録器３１８
は入力した記録信号に基づいてハードコピーの記録を出
力する。

制御回路３１９は、全体システムの制御を行うための制
御信号を生成し接続線３５８を介して表示処理回路３１
−６、レーザ用電源３２０および同期信号発生回路３１
５へと出力する。同期信号発生回路３１５は、制御回路
３１９からの制御信号の指示に基づき画像メモリ回路３
］１、高電圧発生回路３２１およびモータ信号発生回路
３２２に同期信号を出力する。

この同期信号を受けて、まず高電圧発生回路３２］は接
続線３５９を介して圧電素子３０６の駆動用の走査信号
を出力する。一方、同期信号発生回路３１５からの同期
信号を受けて、モータ信号発生回路３２２は、全反射ミ
ラー３０５の駆動用モータ３０４への駆動信号を出力す
る。さらに、同期信号発生回路３１５から出力された同
期信号に基づいて、オートフォーカス制御回路３１４は
鏡筒駆動部３０８を駆動し、顕微鏡３０９の焦点をレー
ザビームの測定対象物３０１内部の光路の所定位置に合
せる。また、同期信号発生回路３１５から出力された同
期信号に基づいて、画像メモリ回路３１１は、撮像器３
１０から出力される情報信号を、対応する行および列の
記憶位置に記憶する。

同期信号発生回路３１５の同期信号による各部の連動し
た動作は以下のようなものである。

まず、駆動用モータ３０４の駆動により全反射ミラー３
０５か位置づけられる。これにより、レーザビーム３０
２が測定対象物３０１を通過する面（第３図の紙面に平
行な面）が規定される。次に、圧電素子３０６を駆動す
ることにより全反射ミラー３０７を矢印Ｓの方向に移動
して、レーザビーム３０２を第１図に示したように走査
する。

同時に、鏡筒駆動部３０８を駆動することにより顕微鏡
３０９の焦点位置を位置Ｐ１がら点線３７０に沿って移
動させ、レーザビーム３０２の光路と点線３７０とが交
差する位置に顕微鏡３０９の焦点が合うようにする。こ
の顕微鏡３０９による観測により点線３７０に沿って得
られた散乱光の強度データは、画像メモリ回路３１１の
所定の列に記憶される。このようにして測定対象物３０
１のある垂直方向のデータが得られる。

次に、駆動用モータ３０４を駆動することにより全反射
ミラー３０５を若干ずらし先に測定した測定対象物３０
１の測定位置から少しずらした隣接位置の垂直方向のデ
ータを得る。この垂直方向の散乱光強度データは、先に
画像メモリ回路３１］に記憶されているデータの隣の列
に記憶する。

このようにして、レーザビーム３０２を全反射ミラー３
０５により第３図の紙面に垂直な方向に少しずつ振らし
、全反射ミラー３０７により第１図に示すようなレーザ
ビームの走査を行い、顕微鏡により観察することを繰返
し、測定対象物３０１の点線３７０を含み紙面に垂直な
方向の断面における散乱光の強度データを得る。この散
乱光の強度データは画像メモリ回路３１１に画像情報と
して記憶される。１つの断面における画像情報が記憶さ
れるまでは以上のようにして制御回路３１９からの制御
信号に基づく同期信号発生回路３１５の制御により各ブ
ロックが連動して動作し１つの断面の画像情報が得られ
る。

なお、このような動作で測定対象物３０１のある断面に
おける二次元的な内部欠陥の情報が得られるか、さらに
測定対象物３０１を第３図の紙面の左右方向に少しずつ
ずらして上記のような測定を行うことにより三次元的な
内部欠陥のデータが得られる。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、測定対象物中の
内部欠陥を検査するためにレーザビームの測定対象物へ
の入射位置を移動させこの入射位置の移動に連動して光
学手段の焦点をそのレーザビームの光路上の位置に自動
的に合せるようにしているので、測定対象物中の任意の
方向の内部欠陥の分布例えばシリコンウェハのようなも
のの垂直方向の内部欠陥の分布を非破壊で測定すること
ができる。また、レーザビームの方向と光学手段の観測
方向とを適宜設定することにより小さな内部欠陥が大き
な内部欠陥に埋もれてしまい正確な検査ができないとい
うことがない。

また、測定対象物の第１の表面から入射したレザビーム
か第２の表面にて全反射するようにレザビームを測定対
象物に入射させこの第２の表面の近傍を通るレーザビー
ムによる散乱光を光学手段により観測しているので、測
定対象物の表面付近の欠陥をも検査することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る内部欠陥検査
装置におけるｆｌｌ１１定対象物中のレーザビームの光
路などを示す断面図、 第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の測定対象物の斜視図、 第２図は、測定対象物中をレーザビームが進む際におけ
る内部欠陥からの散乱光の発生の様子を示す断面図、 第３図は、本実施例の内部欠陥検査装置の概略構成を示
すブロック図、 第４図は、従来の透過光を用いた内部欠陥検査装置の概
念図、 第５図（ａ）〜（ｃ）は、従来の測定対象物にレーザビ
ームを入射させレーザビームの方向と直交する方向から
観４１１ｊする方式の内部欠陥検査装置の概念図である
。 １０１：測定対象物、１０２：顕微鏡、１０３：撮像器
（検出素子）、１３１〜１−３４：レーザビーム、２０
３：散乱光、２０４：欠陥部分、３０２：レーザビーム
、３０３：レーザ発振器、３０４：駆動用モータ、３０
５　３０７：全反射ミラ、３０６　圧電素子、３０８：
鏡筒駆動部、３０９：顕微鏡、３］０：撮像器、３１１
：画像メモリ回路、３１２１画像処理回路、３］３：演
算処理回路、３１４：オートフォーカス制御回路、３１
５：同期信号発生回路、３１６：表示処理口路、３１７
：表示回路、３１８：記録器、３１９制御回路、３２０
：レーザ用電源、３２１：高圧発生回路、３２２：モー
タ信号発生回路。 特許出願人　三井金属鉱業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）細く絞ったレーザビームを測定対象物に入射させ
   、該レーザビームによる測定対象物内部からの散乱光を
   光学手段に入射させ画像情報として得ることにより測定
   対象物内部の欠陥を検査する内部欠陥検査方法において
   、 上記レーザビームの測定対象物への入射位置を移動させ
   、この入射位置の移動に連動して、上記レーザビームの
   測定対象物内の光路中の測定位置に上記光学手段の焦点
   を合せることにより、測定対象物内の所望の位置の欠陥
   を検査することを特徴とする内部欠陥検査方法。
2. （２）細く絞ったレーザビームを測定対象物に入射させ
   、該レーザビームによる測定対象物内部からの散乱光を
   光学手段に入射させて画像情報として得ることにより測
   定対象物内部の欠陥を検査する内部欠陥検査方法におい
   て、 上記測定対象物の第１の表面から内部へ入射したレーザ
   ビームが上記測定対象物の第２の表面にて全反射するよ
   うに、レーザビームを測定対象物に入射させ、この第２
   の表面の近傍を通るレーザビームによる散乱光を上記光
   学手段に入射させて第２の表面近傍の欠陥を検査するこ
   とを特徴とする内部欠陥検査方法。
3. （３）細く絞ったレーザビームを射出するレーザ射出手
   段と、 測定対象物の第１の表面上における該レーザビームの入
   射位置を移動させる入射位置移動手段と、上記測定対象
   物の第１の表面から入射したレーザビームが測定対象物
   の第２の表面にて全反射するように、レーザビームの測
   定対象物への入射方向を制御する入射方向制御手段と、 該レーザビームによる測定対象物内部からの散乱光を入
   射し画像情報として得る光学手段と、該レーザビームの
   入射位置の移動に連動して、該レーザビームの測定対象
   物内の光路中の測定位置に上記光学手段の焦点を合せる
   焦点合せ手段とを具備し、上記測定対象物の第２の表面
   にて全反射するような第２の表面近傍を通るレーザビー
   ムの光路中の測定位置に上記光学手段の焦点を合せ、該
   レーザビームによる散乱光を上記光学手段に入射させる
   ことにより、第２の表面近傍の欠陥を検査することを特
   徴とする内部欠陥検査装置。