JPH06160064A - 表面の検査方法および検査装置 - Google Patents
表面の検査方法および検査装置Info
- Publication number
- JPH06160064A JPH06160064A JP33005492A JP33005492A JPH06160064A JP H06160064 A JPH06160064 A JP H06160064A JP 33005492 A JP33005492 A JP 33005492A JP 33005492 A JP33005492 A JP 33005492A JP H06160064 A JPH06160064 A JP H06160064A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】表面粗度が０．１〜１０μｍである被検査面を
全体にわたり一視野で、しかも高感度で観察することに
より、研削・研磨工程などの加工プロセスの生産性を高
める。 【構成】白色光などの開放光源１からの光を斜入射角度
で半導体ウェーハ２の被検査面２ａに照射し、この散乱
光を集光レンズ５により集光し、この焦点５ｆにおける
散乱光の強度や密度などの光特性を検出する。コントラ
ストを高めるために、開放光源１と被検査面２ａと光セ
ンサ４との相対位置を可変としながら、被検査面２ａの
表面を検査する。
全体にわたり一視野で、しかも高感度で観察することに
より、研削・研磨工程などの加工プロセスの生産性を高
める。 【構成】白色光などの開放光源１からの光を斜入射角度
で半導体ウェーハ２の被検査面２ａに照射し、この散乱
光を集光レンズ５により集光し、この焦点５ｆにおける
散乱光の強度や密度などの光特性を検出する。コントラ
ストを高めるために、開放光源１と被検査面２ａと光セ
ンサ４との相対位置を可変としながら、被検査面２ａの
表面を検査する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、超ＬＳＩ用ウ
ェーハやガラスマスク、ハードディスク、あるいは、液
晶用ガラスなどの検査に用いられる表面の検査方法と検
査装置に関し、特に、切削面〜半鏡面までの広範囲な被
検査物の表面状態を観察する検査方法と検査装置に関す
る。
ェーハやガラスマスク、ハードディスク、あるいは、液
晶用ガラスなどの検査に用いられる表面の検査方法と検
査装置に関し、特に、切削面〜半鏡面までの広範囲な被
検査物の表面状態を観察する検査方法と検査装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】超ＬＳＩ用ウェーハやガラスマスク、ハ
ードディスク、あるいは、液晶用ガラスなどの表面状態
を全体にわたって一視野で検査する手法に、いわゆる魔
鏡技術が応用されている。
ードディスク、あるいは、液晶用ガラスなどの表面状態
を全体にわたって一視野で検査する手法に、いわゆる魔
鏡技術が応用されている。
【０００３】魔鏡技術を用いた半導体ウェーハの表面検
査の基本原理は以下の通りである。まず、検査装置の光
学系は、図５に示すように、光源２０から発せられた光
はピンホール２１を通過して被検査面２２で反射したの
ち、受光面２３に投影されるように構成されており、被
検査面２２が完全な平面である場合には受光面２３で観
察される照度に変化は生じない。
査の基本原理は以下の通りである。まず、検査装置の光
学系は、図５に示すように、光源２０から発せられた光
はピンホール２１を通過して被検査面２２で反射したの
ち、受光面２３に投影されるように構成されており、被
検査面２２が完全な平面である場合には受光面２３で観
察される照度に変化は生じない。
【０００４】ところが、被検査面２２に凹部２４が存在
すると、この凹部２４が凹面鏡として作用することにな
り、光は点線にて示すように収光され、これが受光面２
３において照度変化となって表れるのである。ここで、
点光源２０と被検査面２２および被検査面２２と受光面
２３との距離を大きくすれば検出感度が高くなり、例え
ば３〜６ｍの距離をとれば、長さ１〜３ｍｍにわたる
０．１〜０．３μｍ程度の微少な凹凸が検知可能とな
る。
すると、この凹部２４が凹面鏡として作用することにな
り、光は点線にて示すように収光され、これが受光面２
３において照度変化となって表れるのである。ここで、
点光源２０と被検査面２２および被検査面２２と受光面
２３との距離を大きくすれば検出感度が高くなり、例え
ば３〜６ｍの距離をとれば、長さ１〜３ｍｍにわたる
０．１〜０．３μｍ程度の微少な凹凸が検知可能とな
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、鏡面状態の
半導体ウェーハなどを得ようとする場合には、多数の研
削・研磨工程を経る必要があり、最終の研磨工程を終了
した段階で表面欠陥を発見したとしても、この状態から
手直しを施して目的とする鏡面状態のウェーハを得るこ
とは不可能である。したがって、鏡面状態の半導体ウェ
ーハを製造する工程の生産効率を高めるためには、でき
る限り前工程、すなわち研削・研磨工程の中間加工工程
において表面欠陥を検出することが肝要となる。
半導体ウェーハなどを得ようとする場合には、多数の研
削・研磨工程を経る必要があり、最終の研磨工程を終了
した段階で表面欠陥を発見したとしても、この状態から
手直しを施して目的とする鏡面状態のウェーハを得るこ
とは不可能である。したがって、鏡面状態の半導体ウェ
ーハを製造する工程の生産効率を高めるためには、でき
る限り前工程、すなわち研削・研磨工程の中間加工工程
において表面欠陥を検出することが肝要となる。
【０００６】しかしながら、上述した従来の検査方法は
本質的に魔鏡技術を応用していることから、検査するこ
とができる被検査面は鏡面状態（表面粗度が０．１μｍ
以下）のウェーハに限定されてしまう。そのため、従来
の魔鏡技術を応用した検査装置では、ウェーハの研削・
研磨工程の途中の工程で、表面粗度が０．１〜１０μｍ
である研削面や半鏡面を検査することはできず、専ら作
業者の熟練技術による目視検査に依存しているのが実情
であった。
本質的に魔鏡技術を応用していることから、検査するこ
とができる被検査面は鏡面状態（表面粗度が０．１μｍ
以下）のウェーハに限定されてしまう。そのため、従来
の魔鏡技術を応用した検査装置では、ウェーハの研削・
研磨工程の途中の工程で、表面粗度が０．１〜１０μｍ
である研削面や半鏡面を検査することはできず、専ら作
業者の熟練技術による目視検査に依存しているのが実情
であった。
【０００７】かかる作業者の目視検査によると、半導体
ウェーハに塵埃等が付着する機会が増加するだけでな
く、半導体ウェーハの製造工程を完全自動化するという
要請に対しても、この表面検査工程がネックとなってい
た。このような問題は、研削・研磨工程の中間加工工程
で行う表面検査のみならず、例えば半導体ウェーハの裏
面（表面粗度が０．１〜０．３μｍ）の検査についても
同じように生じていた。
ウェーハに塵埃等が付着する機会が増加するだけでな
く、半導体ウェーハの製造工程を完全自動化するという
要請に対しても、この表面検査工程がネックとなってい
た。このような問題は、研削・研磨工程の中間加工工程
で行う表面検査のみならず、例えば半導体ウェーハの裏
面（表面粗度が０．１〜０．３μｍ）の検査についても
同じように生じていた。
【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、表面粗度が０．１〜１０μ
ｍである被検査面を全体にわたり一視野で、しかも高感
度で観察することにより、研削・研磨工程などの加工プ
ロセスの生産性を高めることを目的とする。
鑑みてなされたものであり、表面粗度が０．１〜１０μ
ｍである被検査面を全体にわたり一視野で、しかも高感
度で観察することにより、研削・研磨工程などの加工プ
ロセスの生産性を高めることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の表面の検査方法は、開放光源からの光を斜
入射角度で被検査面に照射し、この散乱光を集光レンズ
により集光し、この焦点における散乱光の強度や密度な
どの光特性を検出することにより、前記被検査面の表面
を検査することを特徴としている。
に、本発明の表面の検査方法は、開放光源からの光を斜
入射角度で被検査面に照射し、この散乱光を集光レンズ
により集光し、この焦点における散乱光の強度や密度な
どの光特性を検出することにより、前記被検査面の表面
を検査することを特徴としている。
【００１０】また、上記目的を達成するために、本発明
の表面の検査装置は、開放光を照射する光源と、被検査
面における散乱光を集光する集光レンズと、前記集光レ
ンズの焦点に配設され前記散乱光の強度や密度などの光
特性を検出する光センサとを有することを特徴としてい
る。
の表面の検査装置は、開放光を照射する光源と、被検査
面における散乱光を集光する集光レンズと、前記集光レ
ンズの焦点に配設され前記散乱光の強度や密度などの光
特性を検出する光センサとを有することを特徴としてい
る。
【００１１】前記開放光源と前記被検査面と前記光セン
サとの相対位置を可変としながら、前記被検査面の表面
を検査することが好ましい。
サとの相対位置を可変としながら、前記被検査面の表面
を検査することが好ましい。
【００１２】
【作用】白色光などの開放光源からの光を被検査面に対
し斜入射角度で照射し、この光の散乱光を集光レンズに
よって集光する。集光レンズの焦点には光センサを配置
して、この焦点における散乱光の強度や密度などの光特
性を検出する。
し斜入射角度で照射し、この光の散乱光を集光レンズに
よって集光する。集光レンズの焦点には光センサを配置
して、この焦点における散乱光の強度や密度などの光特
性を検出する。
【００１３】斜光が被検査面に照射されると、表面の凹
凸度合によって散乱強度および散乱密度が変化するた
め、この散乱光を集光レンズで集光し、その焦点に光セ
ンサを配設して被検査面を観察すれば、相対的な散乱強
度や散乱密度の相違によって被検査面の表面欠陥を検査
することができる。点光源ではなく開放光源を用いてお
り、しかも、集光レンズの焦点に光センサを配設してい
るので、検出感度が大きくなる。
凸度合によって散乱強度および散乱密度が変化するた
め、この散乱光を集光レンズで集光し、その焦点に光セ
ンサを配設して被検査面を観察すれば、相対的な散乱強
度や散乱密度の相違によって被検査面の表面欠陥を検査
することができる。点光源ではなく開放光源を用いてお
り、しかも、集光レンズの焦点に光センサを配設してい
るので、検出感度が大きくなる。
【００１４】
【実施例】本発明の表面の検査方法と検査装置につい
て、好ましい一実施例を挙げ、図面に基づいて具体的に
説明する。図１は本発明の一実施例に係る表面検査装置
の基本構成を示す構成図であり、白色光などを発する開
放光源１が、半導体ウェーハ２の被検査面２ａに対して
斜入射角で照射するように固定されている。この開放光
源１には光量を調節するためのコントローラ３が接続さ
れており、被検査面２ａの材質の相違や表面粗度の程度
の相違によって散乱強度が異なるため、この散乱強度の
調節を行うことにより、後述する光センサ４で検出され
る被検査面２ａの感度を良好に調節できるようになって
いる。
て、好ましい一実施例を挙げ、図面に基づいて具体的に
説明する。図１は本発明の一実施例に係る表面検査装置
の基本構成を示す構成図であり、白色光などを発する開
放光源１が、半導体ウェーハ２の被検査面２ａに対して
斜入射角で照射するように固定されている。この開放光
源１には光量を調節するためのコントローラ３が接続さ
れており、被検査面２ａの材質の相違や表面粗度の程度
の相違によって散乱強度が異なるため、この散乱強度の
調節を行うことにより、後述する光センサ４で検出され
る被検査面２ａの感度を良好に調節できるようになって
いる。
【００１５】半導体ウェーハ２は試料台（不図示）など
に載置されており、その上部には半導体ウェーハ２の表
面２ａで反射した散乱光を集光するための集光レンズ５
が設けられている。また、この集光レンズ５の焦点５ｆ
には受光面を有する光センサ４が設けられており、例え
ば、ＣＣＤカメラなどを適用することができる。
に載置されており、その上部には半導体ウェーハ２の表
面２ａで反射した散乱光を集光するための集光レンズ５
が設けられている。また、この集光レンズ５の焦点５ｆ
には受光面を有する光センサ４が設けられており、例え
ば、ＣＣＤカメラなどを適用することができる。
【００１６】図１に示す実施例では、集光レンズ５と光
センサ４とが一体的に揺動できるように設けられてお
り、半導体ウェーハの表面２ａからの散乱光の散乱強度
に応じて適切な位置が選択できるようになっている。た
だし、どのような角度に揺動したとしても集光レンズ５
の焦点位置５ｆに光センサ４が位置するように設定して
おけば、得られる像の鮮映性が最も高いので好ましいと
いえる。
センサ４とが一体的に揺動できるように設けられてお
り、半導体ウェーハの表面２ａからの散乱光の散乱強度
に応じて適切な位置が選択できるようになっている。た
だし、どのような角度に揺動したとしても集光レンズ５
の焦点位置５ｆに光センサ４が位置するように設定して
おけば、得られる像の鮮映性が最も高いので好ましいと
いえる。
【００１７】このように構成された本実施例の表面検査
装置を用いて半導体ウェーハの表面欠陥を検査する場
合、まず半導体ウェーハ２を試料台に載置して固定し、
白色光などの開放光源１からの光を半導体ウェーハの表
面２ａに対し斜入射角度で照射する。そして、コントロ
ーラ３で光源１の光量を調節しながら、かつ集光レンズ
５と光センサ４とを揺動させながら、この光の散乱光を
集光レンズ５によって集光する。
装置を用いて半導体ウェーハの表面欠陥を検査する場
合、まず半導体ウェーハ２を試料台に載置して固定し、
白色光などの開放光源１からの光を半導体ウェーハの表
面２ａに対し斜入射角度で照射する。そして、コントロ
ーラ３で光源１の光量を調節しながら、かつ集光レンズ
５と光センサ４とを揺動させながら、この光の散乱光を
集光レンズ５によって集光する。
【００１８】集光レンズ５の焦点５ｆには光センサ４が
配置されており、この焦点５ｆにおける散乱光の強度や
密度などの光特性が検出されるが、斜光がウェーハ表面
２ａに照射されると、表面の凹凸度合によって散乱強度
および散乱密度が変化するため、光源１の光量と、光セ
ンサ４の位置とを適宜調節しながら、最も散乱強度や散
乱密度などのコントラストが大きい位置で停止し、表面
状態を観察する。
配置されており、この焦点５ｆにおける散乱光の強度や
密度などの光特性が検出されるが、斜光がウェーハ表面
２ａに照射されると、表面の凹凸度合によって散乱強度
および散乱密度が変化するため、光源１の光量と、光セ
ンサ４の位置とを適宜調節しながら、最も散乱強度や散
乱密度などのコントラストが大きい位置で停止し、表面
状態を観察する。
【００１９】本実施例では、点光源ではなく開放光源を
用いており、しかも、集光レンズの焦点に光センサを配
設しているので、検出感度が大きくなる。また、いわゆ
る魔鏡技術を応用したものではないため、被検査面が鏡
面でなくとも表面欠陥を検査することができる。
用いており、しかも、集光レンズの焦点に光センサを配
設しているので、検出感度が大きくなる。また、いわゆ
る魔鏡技術を応用したものではないため、被検査面が鏡
面でなくとも表面欠陥を検査することができる。
【００２０】したがって、例えば半導体ウェーハの研削
・研磨工程の中間プロセスにおいて、表面粗度が０．１
〜１０μｍであるウェーハ表面を全体にわたり、一視野
で、しかも高感度で観察することができる。その結果、
この中間プロセスで発見された表面欠陥が存在するウェ
ーハを手直ししたり、あるいは、それを廃棄することに
より、研削・研磨工程などの加工プロセス全体の生産性
を高めることができる。
・研磨工程の中間プロセスにおいて、表面粗度が０．１
〜１０μｍであるウェーハ表面を全体にわたり、一視野
で、しかも高感度で観察することができる。その結果、
この中間プロセスで発見された表面欠陥が存在するウェ
ーハを手直ししたり、あるいは、それを廃棄することに
より、研削・研磨工程などの加工プロセス全体の生産性
を高めることができる。
【００２１】図３および図４は、本実施例の表面検査装
置を用いてラッピング後のシリコンウェーハ表面（表面
粗度が約０．３〜０．５μｍ）を観察した写真であり、
図３においては「ソーマーク」が明確に観察されてい
る。また、図４においても、「ソーマーク」「ピホー
ル」「キズ」などの表面欠陥が感度良く観察されてい
る。
置を用いてラッピング後のシリコンウェーハ表面（表面
粗度が約０．３〜０．５μｍ）を観察した写真であり、
図３においては「ソーマーク」が明確に観察されてい
る。また、図４においても、「ソーマーク」「ピホー
ル」「キズ」などの表面欠陥が感度良く観察されてい
る。
【００２２】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ことなく種々に改変することが可能である。例えば、図
２は本発明の他の実施例に係る表面検査装置の基本構成
を示す構成図であり、上述した実施例では、被検査面２
ａからの散乱光の感度を調節するために、集光レンズ５
および光センサ４を揺動させるようにしたが、本実施例
では、集光レンズ５および光センサ４を固定して、半導
体ウェーハ２側を揺動させるようにしている。このよう
に構成した場合でも、図１に示す実施例と同様に、半導
体ウェーハの研削・研磨工程の中間プロセスにおいて、
表面粗度が０．１〜１０μｍであるウェーハ表面を全体
にわたり、一視野で、しかも高感度で観察することがで
きる。また、図示はしないが、半導体ウェーハ２、集光
レンズ５、および光センサ４を固定し、開放光源１を移
動可能に設けるようにしてもよい。
ことなく種々に改変することが可能である。例えば、図
２は本発明の他の実施例に係る表面検査装置の基本構成
を示す構成図であり、上述した実施例では、被検査面２
ａからの散乱光の感度を調節するために、集光レンズ５
および光センサ４を揺動させるようにしたが、本実施例
では、集光レンズ５および光センサ４を固定して、半導
体ウェーハ２側を揺動させるようにしている。このよう
に構成した場合でも、図１に示す実施例と同様に、半導
体ウェーハの研削・研磨工程の中間プロセスにおいて、
表面粗度が０．１〜１０μｍであるウェーハ表面を全体
にわたり、一視野で、しかも高感度で観察することがで
きる。また、図示はしないが、半導体ウェーハ２、集光
レンズ５、および光センサ４を固定し、開放光源１を移
動可能に設けるようにしてもよい。
【００２３】なお、以上説明した実施例は、本発明の理
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上述した実施例に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
解を容易にするために記載されたものであって、本発明
を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上述した実施例に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。
【００２４】例えば、上述した実施例では被検査面とし
て半導体ウェーハの表面を挙げて説明したが、本発明は
半導体ウェーハ以外にも、ガラスマスク、ハードディス
ク、あるいは、液晶用ガラスなどの表面等、広く適用す
ることができる。
て半導体ウェーハの表面を挙げて説明したが、本発明は
半導体ウェーハ以外にも、ガラスマスク、ハードディス
ク、あるいは、液晶用ガラスなどの表面等、広く適用す
ることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、表面
粗度が０．１〜１０μｍである被検査面を全体にわたり
一視野で、しかも高感度で観察することができ、その結
果、研削・研磨工程などの加工プロセスの生産性を高め
ることが可能となる。
粗度が０．１〜１０μｍである被検査面を全体にわたり
一視野で、しかも高感度で観察することができ、その結
果、研削・研磨工程などの加工プロセスの生産性を高め
ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係る表面検査装置の基本構
成を示す構成図である。
成を示す構成図である。
【図２】本発明の他の実施例に係る表面検査装置の基本
構成を示す構成図である。
構成を示す構成図である。
【図３】同実施例の表面検査装置を用いて半導体ウェー
ハの表面（基板上に形成された微細なパターン）を観察
した写真である。
ハの表面（基板上に形成された微細なパターン）を観察
した写真である。
【図４】同実施例の表面検査装置を用いて半導体ウェー
ハの表面（基板上に形成された微細なパターン）を観察
した写真である。
ハの表面（基板上に形成された微細なパターン）を観察
した写真である。
【図５】従来の魔鏡技術を用いた表面検査方法の原理を
説明する構成図である。
説明する構成図である。
１…白色光（開放光源） ２…半導体ウェーハ ２ａ…被検査面 ３…コントローラ ４…光センサ ５…集光レンズ ５ｆ…焦点
Claims (4)
- 【請求項１】開放光源からの光を斜入射角度で被検査面
に照射し、この散乱光を集光レンズにより集光し、この
焦点における散乱光の強度や密度などの光特性を検出す
ることにより、前記被検査面の表面を検査することを特
徴とする表面の検査方法。 - 【請求項２】前記開放光源と前記被検査面と前記光セン
サとの相対位置を可変としながら、前記被検査面の表面
を検査することを特徴とする請求項１に記載の表面の検
査方法。 - 【請求項３】開放光を照射する光源と、被検査面におけ
る散乱光を集光する集光レンズと、前記集光レンズの焦
点に配設され前記散乱光の強度や密度などの光特性を検
出する光センサとを有する表面の検査装置。 - 【請求項４】前記開放光源と前記被検査面と前記光セン
サとの相対位置を可変とする手段を有することを特徴と
する請求項３に記載の表面の検査装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33005492A JPH06160064A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 表面の検査方法および検査装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33005492A JPH06160064A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 表面の検査方法および検査装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06160064A true JPH06160064A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18228268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33005492A Pending JPH06160064A (ja) | 1992-11-16 | 1992-11-16 | 表面の検査方法および検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06160064A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021531663A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-18 | ケーエルエー コーポレイション | 位相解明光学及びｘ線半導体計量 |
-
1992
- 1992-11-16 JP JP33005492A patent/JPH06160064A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021531663A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-18 | ケーエルエー コーポレイション | 位相解明光学及びｘ線半導体計量 |
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