JPH07115111A - 半導体ウエハ検査装置 - Google Patents
半導体ウエハ検査装置Info
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- JPH07115111A JPH07115111A JP5260201A JP26020193A JPH07115111A JP H07115111 A JPH07115111 A JP H07115111A JP 5260201 A JP5260201 A JP 5260201A JP 26020193 A JP26020193 A JP 26020193A JP H07115111 A JPH07115111 A JP H07115111A
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/9501—Semiconductor wafers
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 試料面上の微小なピットを誤って微粒子と識
別するのを有効に防止することが可能な半導体ウエハ検
査装置を提供する。 【構成】 集光部３０と連続するように、集光部３０と
は光反射率の異なる反射調整部４０を設ける。
別するのを有効に防止することが可能な半導体ウエハ検
査装置を提供する。 【構成】 集光部３０と連続するように、集光部３０と
は光反射率の異なる反射調整部４０を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体ウエハ検査装
置に関し、より特定的には、半導体ウエハの表面上の微
粒子の粒径および粒子数を計測するための半導体ウエハ
検査装置に関する。
置に関し、より特定的には、半導体ウエハの表面上の微
粒子の粒径および粒子数を計測するための半導体ウエハ
検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｌａｙｌｅｉｇｈ−Ｄｅｂｙｅ近
似などを用いて、光散乱強度の角度分布から半導体ウエ
ハの表面上の微粒子の粒径および粒子数を調べる半導体
ウエハ検査装置が知られている。これらは、たとえば、
Leon L. Pesotchinsky and Zinovy Fichtenholz ： IEE
E Transactions Semiconductor Manufacturing, Vol.
1, No. 1, pp. 16-21，1988. などに開示されている。
似などを用いて、光散乱強度の角度分布から半導体ウエ
ハの表面上の微粒子の粒径および粒子数を調べる半導体
ウエハ検査装置が知られている。これらは、たとえば、
Leon L. Pesotchinsky and Zinovy Fichtenholz ： IEE
E Transactions Semiconductor Manufacturing, Vol.
1, No. 1, pp. 16-21，1988. などに開示されている。
【０００３】図１７は、従来の半導体ウエハ検査装置の
構成を示した概略図である。図１７を参照して、従来の
半導体ウエハ検査装置７００では、試料（半導体ウエ
ハ）２１０を二次元走査するためのステージ２２０を有
する試料載置部２００が設けられている。また、試料２
１０の表面へ照射される光ビーム１１０を発生させるた
めの投光部１００が設けられている。投光部１００と試
料載置部２００との間には、試料２１０の表面によって
散乱された散乱光を集光するための集光部３００が設置
されている。集光部３００は、回転楕円面を有してい
る。集光部３００によって集光された散乱光の焦点（Ｆ
２）には、集光された散乱光の総量を測定するための受
光部５００が設置されている。また、投光部１００およ
び試料載置部２００を駆動するとともに受光部５００か
らの出力信号を処理するための計測制御部６００が設置
されている。
構成を示した概略図である。図１７を参照して、従来の
半導体ウエハ検査装置７００では、試料（半導体ウエ
ハ）２１０を二次元走査するためのステージ２２０を有
する試料載置部２００が設けられている。また、試料２
１０の表面へ照射される光ビーム１１０を発生させるた
めの投光部１００が設けられている。投光部１００と試
料載置部２００との間には、試料２１０の表面によって
散乱された散乱光を集光するための集光部３００が設置
されている。集光部３００は、回転楕円面を有してい
る。集光部３００によって集光された散乱光の焦点（Ｆ
２）には、集光された散乱光の総量を測定するための受
光部５００が設置されている。また、投光部１００およ
び試料載置部２００を駆動するとともに受光部５００か
らの出力信号を処理するための計測制御部６００が設置
されている。
【０００４】従来の半導体ウエハ検査装置７００の動作
としては、まず計測制御部６００から投光部１００に駆
動信号を送る。これにより、投光部１００から光ビーム
１１０が発生される。光ビーム１１０は集光部３００に
設けられた光ビーム入射孔３１０を通過して入射光１２
０になる。入射光１２０は試料２１０の表面上の微粒子
２３０を照射する。入射光１２０と試料２１０とが交差
する点が集光部３００の一方の焦点（Ｆ１）になってい
る。入射光１２０の微粒子２３０への照射により発生し
た散乱光を、集光部３００によって他方の焦点（Ｆ２）
に集める。焦点（Ｆ２）に集められた散乱光が受光部５
００によって受光される。これにより、微粒子２３０に
対応した光散乱強度量が測定される。この結果、微粒子
２３０の粒径を計測することができる。上記のような動
作をステージ２２０を移動しながら行なうことによっ
て、試料２１０の表面上の微粒子２３０の粒子数および
粒径を計測することができる。
としては、まず計測制御部６００から投光部１００に駆
動信号を送る。これにより、投光部１００から光ビーム
１１０が発生される。光ビーム１１０は集光部３００に
設けられた光ビーム入射孔３１０を通過して入射光１２
０になる。入射光１２０は試料２１０の表面上の微粒子
２３０を照射する。入射光１２０と試料２１０とが交差
する点が集光部３００の一方の焦点（Ｆ１）になってい
る。入射光１２０の微粒子２３０への照射により発生し
た散乱光を、集光部３００によって他方の焦点（Ｆ２）
に集める。焦点（Ｆ２）に集められた散乱光が受光部５
００によって受光される。これにより、微粒子２３０に
対応した光散乱強度量が測定される。この結果、微粒子
２３０の粒径を計測することができる。上記のような動
作をステージ２２０を移動しながら行なうことによっ
て、試料２１０の表面上の微粒子２３０の粒子数および
粒径を計測することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体ウエハ検査装置７００では、試料２１０
の表面に微小なピット（穴）があった場合にそのピット
を微粒子と誤って認識してしまうという不都合があっ
た。図１８は、試料２１０の表面に微小なピットが存在
する場合にそのピットによる散乱光の状態を示した概略
図である。図１９は、試料の表面上に微粒子が存在する
場合（Ｐ）と、試料の表面上にピットが存在する場合
（Ｓ）と、試料の表面上に微粒子もピットも存在しない
場合（Ｎ）との光散乱強度角度分布を示した相関図であ
る。
た従来の半導体ウエハ検査装置７００では、試料２１０
の表面に微小なピット（穴）があった場合にそのピット
を微粒子と誤って認識してしまうという不都合があっ
た。図１８は、試料２１０の表面に微小なピットが存在
する場合にそのピットによる散乱光の状態を示した概略
図である。図１９は、試料の表面上に微粒子が存在する
場合（Ｐ）と、試料の表面上にピットが存在する場合
（Ｓ）と、試料の表面上に微粒子もピットも存在しない
場合（Ｎ）との光散乱強度角度分布を示した相関図であ
る。
【０００６】図１９を参照して、光散乱角度θ＝０での
光散乱強度をＩ0 とし、その他の光散乱角度θでの光散
乱強度をＩとする。そして、規格化したｌｏｇ（Ｉ／Ｉ
0 ）を光散乱角度θに応じてプロットしてある。図１９
に示すように、小さい光散乱角度範囲０〜θS では、試
料２１０の表面に微粒子が存在する場合（Ｐ）とピット
が存在する場合（Ｓ）とはほぼ同じ光散乱強度角度分布
を有している。さらにこの光散乱角度範囲０〜θS の光
散乱強度は、光散乱角度が大きい場合の光散乱強度に比
べて著しく大きい。このため、図１９に示すように光散
乱角度が大きい場合にＰとＳとの差が明確であったとし
ても、光散乱角度が小さい範囲内（０〜θS ）のＰとＳ
との差がほとんどなければ、Ｐの散乱光の総量とＳの散
乱光の総量との比は小さくなる。
光散乱強度をＩ0 とし、その他の光散乱角度θでの光散
乱強度をＩとする。そして、規格化したｌｏｇ（Ｉ／Ｉ
0 ）を光散乱角度θに応じてプロットしてある。図１９
に示すように、小さい光散乱角度範囲０〜θS では、試
料２１０の表面に微粒子が存在する場合（Ｐ）とピット
が存在する場合（Ｓ）とはほぼ同じ光散乱強度角度分布
を有している。さらにこの光散乱角度範囲０〜θS の光
散乱強度は、光散乱角度が大きい場合の光散乱強度に比
べて著しく大きい。このため、図１９に示すように光散
乱角度が大きい場合にＰとＳとの差が明確であったとし
ても、光散乱角度が小さい範囲内（０〜θS ）のＰとＳ
との差がほとんどなければ、Ｐの散乱光の総量とＳの散
乱光の総量との比は小さくなる。
【０００７】このため、試料２１０の表面に微小なピッ
ト２４０（図１８参照）が存在する場合の散乱光（Ｓ）
の総量と微粒子２３０（図１７参照）が存在する場合の
散乱光（Ｐ）の総量とを受光部５００によって測定した
場合に、ピット２４０による散乱光（Ｓ）と微粒子によ
る散乱光（Ｐ）とを明確に識別するのは困難であった。
この結果、ピット２４０による散乱光（Ｓ）を微粒子に
よる散乱光（Ｐ）と誤って識別してしまうという問題点
があった。このため、従来の半導体ウエハ検査装置７０
０では、試料２１０の表面上の微粒子の粒子数および粒
径を正確に測定するのは困難であった。
ト２４０（図１８参照）が存在する場合の散乱光（Ｓ）
の総量と微粒子２３０（図１７参照）が存在する場合の
散乱光（Ｐ）の総量とを受光部５００によって測定した
場合に、ピット２４０による散乱光（Ｓ）と微粒子によ
る散乱光（Ｐ）とを明確に識別するのは困難であった。
この結果、ピット２４０による散乱光（Ｓ）を微粒子に
よる散乱光（Ｐ）と誤って識別してしまうという問題点
があった。このため、従来の半導体ウエハ検査装置７０
０では、試料２１０の表面上の微粒子の粒子数および粒
径を正確に測定するのは困難であった。
【０００８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、請求項１〜５に記載の発明の１
つの目的は、半導体ウエハ検査装置において、半導体ウ
エハの表面上の微粒子の数および粒径を正確に測定する
ことである。
ためになされたもので、請求項１〜５に記載の発明の１
つの目的は、半導体ウエハ検査装置において、半導体ウ
エハの表面上の微粒子の数および粒径を正確に測定する
ことである。
【０００９】請求項１〜５に記載の発明のもう１つの目
的は、半導体ウエハ検査装置において、微粒子による散
乱光とピットによる散乱光とを明確に識別することであ
る。
的は、半導体ウエハ検査装置において、微粒子による散
乱光とピットによる散乱光とを明確に識別することであ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１〜４における半
導体ウエハ検査装置は、投光手段と、集光手段と、受光
手段とを備えている。投光手段は半導体ウエハの主表面
へ光ビームを照射するためのものである。集光手段は半
導体ウエハの主表面によって散乱された光ビームを集光
するためのものである。受光手段は集光手段によって集
光された散乱光を受光して散乱光の光散乱強度量を測定
するものである。また集光手段は、第１の光反射率を有
する集光部と、第１の光反射率とは異なる第２の光反射
率を有する反射調整部とを含んでいる。
導体ウエハ検査装置は、投光手段と、集光手段と、受光
手段とを備えている。投光手段は半導体ウエハの主表面
へ光ビームを照射するためのものである。集光手段は半
導体ウエハの主表面によって散乱された光ビームを集光
するためのものである。受光手段は集光手段によって集
光された散乱光を受光して散乱光の光散乱強度量を測定
するものである。また集光手段は、第１の光反射率を有
する集光部と、第１の光反射率とは異なる第２の光反射
率を有する反射調整部とを含んでいる。
【００１１】なお、好ましくは、上記した第２の光反射
率は第１の光反射率よりも小さい。また、好ましくは、
上記した反射調整部は、第３の光反射率を有する第１の
反射調整部と、第３の光反射率とは異なる第４の光反射
率を有する第２の反射調整部とを含んでいる。さらに、
好ましくは、上記した反射調整部は動的散乱効果を有す
る液晶を含んでいる。
率は第１の光反射率よりも小さい。また、好ましくは、
上記した反射調整部は、第３の光反射率を有する第１の
反射調整部と、第３の光反射率とは異なる第４の光反射
率を有する第２の反射調整部とを含んでいる。さらに、
好ましくは、上記した反射調整部は動的散乱効果を有す
る液晶を含んでいる。
【００１２】請求項５における半導体ウエハ検査装置
は、投光手段と、集光手段と、受光手段と、散乱光検出
手段と、光反射率制御手段とを備えている。集光手段
は、半導体ウエハの主表面によって散乱された光ビーム
を集光するとともに、第１の光反射率を有する集光部と
第１の光反射率とは異なる第２の光反射率を有する液晶
からなる反射調整部とを含んでいる。参照光検出手段は
反射調整部の液晶を透過した参照光を検出するためのも
のである。光反射率制御手段は散乱光検出手段の検出出
力に基づいて反射調整部の光反射率を制御するためのも
のである。
は、投光手段と、集光手段と、受光手段と、散乱光検出
手段と、光反射率制御手段とを備えている。集光手段
は、半導体ウエハの主表面によって散乱された光ビーム
を集光するとともに、第１の光反射率を有する集光部と
第１の光反射率とは異なる第２の光反射率を有する液晶
からなる反射調整部とを含んでいる。参照光検出手段は
反射調整部の液晶を透過した参照光を検出するためのも
のである。光反射率制御手段は散乱光検出手段の検出出
力に基づいて反射調整部の光反射率を制御するためのも
のである。
【００１３】
【作用】請求項１〜４に係る半導体ウエハ検査装置で
は、集光手段が第１の光反射率を有する集光部と第１の
光反射率とは異なる第２の光反射率を有する反射調整部
とを含んでいるので、たとえば第２の光反射率を第１の
光反射率よりも小さくすれば、集光部への散乱光の入射
強度と反射調整部への散乱光の入射強度とが同じであっ
ても、反射調整部からの散乱光の射出強度は集光部から
の散乱光の射出強度よりも小さくなる。このような反射
調整部を、試料面上に微粒子が存在する場合と試料面上
にピットが存在する場合との光散乱強度分布が同じであ
るような散乱角度範囲に設置すれば、その散乱角度範囲
の光散乱強度が他の散乱角度範囲の光散乱強度に比べて
弱められる。これにより、微粒子による光散乱強度とピ
ットによる光散乱強度との差が顕著な散乱角度範囲での
散乱強度を相対的に大きくすることができる。その結
果、微粒子による散乱光の総量とピットによる散乱光の
総量とを受光手段によって測定した場合に、微粒子によ
る散乱光の総量とピットによる散乱光の総量との比が従
来に比べて大きくなる。その結果、ピットによる散乱光
と微粒子による散乱光とが容易に明確に識別される。こ
れにより、従来のようにピットによる散乱光を微粒子に
よる散乱光と誤って識別するという不都合が生じない。
また、反射調整部によって散乱強度が弱められた散乱角
度範囲においても、一定の散乱強度は保持しているの
で、微粒子が存在するかしないかは容易に検出可能であ
る。これにより、試料面上での微粒子の粒径および粒子
数が正確に検出される。
は、集光手段が第１の光反射率を有する集光部と第１の
光反射率とは異なる第２の光反射率を有する反射調整部
とを含んでいるので、たとえば第２の光反射率を第１の
光反射率よりも小さくすれば、集光部への散乱光の入射
強度と反射調整部への散乱光の入射強度とが同じであっ
ても、反射調整部からの散乱光の射出強度は集光部から
の散乱光の射出強度よりも小さくなる。このような反射
調整部を、試料面上に微粒子が存在する場合と試料面上
にピットが存在する場合との光散乱強度分布が同じであ
るような散乱角度範囲に設置すれば、その散乱角度範囲
の光散乱強度が他の散乱角度範囲の光散乱強度に比べて
弱められる。これにより、微粒子による光散乱強度とピ
ットによる光散乱強度との差が顕著な散乱角度範囲での
散乱強度を相対的に大きくすることができる。その結
果、微粒子による散乱光の総量とピットによる散乱光の
総量とを受光手段によって測定した場合に、微粒子によ
る散乱光の総量とピットによる散乱光の総量との比が従
来に比べて大きくなる。その結果、ピットによる散乱光
と微粒子による散乱光とが容易に明確に識別される。こ
れにより、従来のようにピットによる散乱光を微粒子に
よる散乱光と誤って識別するという不都合が生じない。
また、反射調整部によって散乱強度が弱められた散乱角
度範囲においても、一定の散乱強度は保持しているの
で、微粒子が存在するかしないかは容易に検出可能であ
る。これにより、試料面上での微粒子の粒径および粒子
数が正確に検出される。
【００１４】また、たとえば上記した第２の光反射率を
第１の光反射率よりも大きくするとともに、反射調整部
を光散乱強度の大きい散乱角度範囲内に設置すれば、試
料面上の異常が敏感に検出される。
第１の光反射率よりも大きくするとともに、反射調整部
を光散乱強度の大きい散乱角度範囲内に設置すれば、試
料面上の異常が敏感に検出される。
【００１５】さらに、上記した反射調整部を第３の光反
射率を有する第１の反射調整部と第３の光反射率とは異
なる第４の光反射率を有する第２の反射調整部とを含む
ように構成すれば、反射調整部によって反射される散乱
光の強度分布がより適切に調整される。
射率を有する第１の反射調整部と第３の光反射率とは異
なる第４の光反射率を有する第２の反射調整部とを含む
ように構成すれば、反射調整部によって反射される散乱
光の強度分布がより適切に調整される。
【００１６】また、上記した反射調整部を動的散乱効果
を有する液晶を含むように構成すれば、その液晶に加え
る電圧値を変化させることによって反射調整部の反射率
が容易に変更される。
を有する液晶を含むように構成すれば、その液晶に加え
る電圧値を変化させることによって反射調整部の反射率
が容易に変更される。
【００１７】請求項５に係る半導体ウエハ検査装置で
は、集光手段に第２の光反射率を有する液晶からなる反
射調整部が含まれ、その反射調整部の液晶を透過した参
照光が参照光検出手段によって検出され、その参照光検
出手段の検出出力に基づいて反射調整部の光反射率が光
反射率制御手段によって制御されるので、反射調整部の
反射率を反映した参照光によって液晶の動的散乱効果現
象が容易にフィードバック制御される。これにより、反
射調整部の光反射率がより正確に制御される。
は、集光手段に第２の光反射率を有する液晶からなる反
射調整部が含まれ、その反射調整部の液晶を透過した参
照光が参照光検出手段によって検出され、その参照光検
出手段の検出出力に基づいて反射調整部の光反射率が光
反射率制御手段によって制御されるので、反射調整部の
反射率を反映した参照光によって液晶の動的散乱効果現
象が容易にフィードバック制御される。これにより、反
射調整部の光反射率がより正確に制御される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
する。
【００１９】図１は、本発明の第１実施例による半導体
ウエハ検査装置の構成を示した概略図である。図１を参
照して、この第１実施例の半導体ウエハ検査装置１００
では、試料（半導体ウエハ）２１を二次元走査するため
のステージ２２を有する試料載置部２０が設置されてい
る。また試料２１の表面へ照射される光ビーム１１を発
生させるための投光部１０が設置されている。投光部１
０と試料載置部２０との間には、集光部３０と集光部３
０に連続するように形成された反射調整部４０とが設置
されている。
ウエハ検査装置の構成を示した概略図である。図１を参
照して、この第１実施例の半導体ウエハ検査装置１００
では、試料（半導体ウエハ）２１を二次元走査するため
のステージ２２を有する試料載置部２０が設置されてい
る。また試料２１の表面へ照射される光ビーム１１を発
生させるための投光部１０が設置されている。投光部１
０と試料載置部２０との間には、集光部３０と集光部３
０に連続するように形成された反射調整部４０とが設置
されている。
【００２０】集光部３０および反射調整部４０は、２つ
の焦点Ｆ１，Ｆ２を有する回転楕円面の一部分によって
形成されている。集光部３０はミラーＡP 面を有し、反
射調整部４０はミラーＡS 面を有する。ミラーＡP 面と
ミラーＡS 面とによって１つのミラーＡ面が構成されて
いる。また集光部４０には光ビーム１１を通過させるた
めの光ビーム入射孔４１が設けられている。反射調整部
４０は、平面的に見ると円形状を有している。その円形
の半径は、光ビーム入射孔４１から焦点Ｆ１までの距離
にｔａｎθS を乗じたものである。このように反射調整
部４０を構成することによって、一定角度範囲内（０〜
θS ）の散乱光が反射調整部４０に入射する。反射調整
部４０のミラーＡS 面の反射率は、集光部３０のミラー
ＡP 面の反射率のたとえば１／１０に設定されている。
の焦点Ｆ１，Ｆ２を有する回転楕円面の一部分によって
形成されている。集光部３０はミラーＡP 面を有し、反
射調整部４０はミラーＡS 面を有する。ミラーＡP 面と
ミラーＡS 面とによって１つのミラーＡ面が構成されて
いる。また集光部４０には光ビーム１１を通過させるた
めの光ビーム入射孔４１が設けられている。反射調整部
４０は、平面的に見ると円形状を有している。その円形
の半径は、光ビーム入射孔４１から焦点Ｆ１までの距離
にｔａｎθS を乗じたものである。このように反射調整
部４０を構成することによって、一定角度範囲内（０〜
θS ）の散乱光が反射調整部４０に入射する。反射調整
部４０のミラーＡS 面の反射率は、集光部３０のミラー
ＡP 面の反射率のたとえば１／１０に設定されている。
【００２１】集光部３０および反射調整部４０によって
反射された散乱光が集光する焦点Ｆ２には、光散乱強度
量を測定するための受光部８０が設置されている。投光
部１０、試料載置部２０、受光部８０には計測制御部９
０が接続されている。計測制御部９０は、投光部１０と
試料載置部２０との駆動を制御するとともに、受光部８
０からの出力信号を処理する。より具体的には、計測制
御部９０は、光ビーム１１の動作制御と光ビーム１１の
調光制御を行なうとともに、ステージ２２の送り動作制
御を行なう。さらに、計測制御部９０は、受光部８０の
動作制御を行なうとともに、受光部８０の入出力信号の
解析によって微粒子２３の粒径および粒子数を算出する
ことができる。そして計測制御部９０は、その算出結果
を表示することができる。
反射された散乱光が集光する焦点Ｆ２には、光散乱強度
量を測定するための受光部８０が設置されている。投光
部１０、試料載置部２０、受光部８０には計測制御部９
０が接続されている。計測制御部９０は、投光部１０と
試料載置部２０との駆動を制御するとともに、受光部８
０からの出力信号を処理する。より具体的には、計測制
御部９０は、光ビーム１１の動作制御と光ビーム１１の
調光制御を行なうとともに、ステージ２２の送り動作制
御を行なう。さらに、計測制御部９０は、受光部８０の
動作制御を行なうとともに、受光部８０の入出力信号の
解析によって微粒子２３の粒径および粒子数を算出する
ことができる。そして計測制御部９０は、その算出結果
を表示することができる。
【００２２】ここで、この第１実施例による半導体ウエ
ハ検査装置１００では、上記したように反射調整部４０
のミラーＡS 面の反射率を集光部３０のミラーＡP 面の
反射率の１／１０に設定している。これにより、反射調
整部４０に入射する散乱光の入射強度と集光部３０に入
射する散乱光の入射強度とが同じであったとしても、反
射調整部４０から射出する散乱光の射出強度は集光部３
０から射出する散乱光の射出強度の１／１０になる。そ
の結果、散乱光の総量を受光部８０で測定した場合に、
集光部３０によって反射された散乱光の散乱強度分布
が、反射調整部４０によって反射された散乱光の散乱強
度分布よりも強調されることになる。
ハ検査装置１００では、上記したように反射調整部４０
のミラーＡS 面の反射率を集光部３０のミラーＡP 面の
反射率の１／１０に設定している。これにより、反射調
整部４０に入射する散乱光の入射強度と集光部３０に入
射する散乱光の入射強度とが同じであったとしても、反
射調整部４０から射出する散乱光の射出強度は集光部３
０から射出する散乱光の射出強度の１／１０になる。そ
の結果、散乱光の総量を受光部８０で測定した場合に、
集光部３０によって反射された散乱光の散乱強度分布
が、反射調整部４０によって反射された散乱光の散乱強
度分布よりも強調されることになる。
【００２３】図２は、試料（半導体ウエハ）２１にピッ
ト２４が存在する場合の散乱光の散乱強度分布を説明た
めの概略図である。図３は、図１に示した第１実施例の
半導体ウエハ検査装置によって測定した、試料２１上に
微粒子が存在する場合（Ｐ１，Ｐ２）と、試料２１上に
ピット２４が存在する場合（Ｓ１，Ｓ２）と、試料２１
上にピットも微粒子も存在しない場合（Ｎ）との光散乱
強度角度分布を示した相関図である。
ト２４が存在する場合の散乱光の散乱強度分布を説明た
めの概略図である。図３は、図１に示した第１実施例の
半導体ウエハ検査装置によって測定した、試料２１上に
微粒子が存在する場合（Ｐ１，Ｐ２）と、試料２１上に
ピット２４が存在する場合（Ｓ１，Ｓ２）と、試料２１
上にピットも微粒子も存在しない場合（Ｎ）との光散乱
強度角度分布を示した相関図である。
【００２４】図３を参照して、散乱角度θ＝０での光散
乱強度をＩ0 とし、その他の散乱角度での光散乱強度を
Ｉとする。そして、規格化したｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0 ）をプ
ロットしている。図３に示すように、反射調整部４０に
対応する散乱角度範囲（０〜θS ）では、θS 以上の散
乱角度範囲に比べて光散乱強度（ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0 ））
は小さくなっている。これは、反射調整部４０の光反射
率を集光部３０の光反射率の１／１０にしたことに起因
する。
乱強度をＩ0 とし、その他の散乱角度での光散乱強度を
Ｉとする。そして、規格化したｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0 ）をプ
ロットしている。図３に示すように、反射調整部４０に
対応する散乱角度範囲（０〜θS ）では、θS 以上の散
乱角度範囲に比べて光散乱強度（ｌｏｇ（Ｉ／Ｉ0 ））
は小さくなっている。これは、反射調整部４０の光反射
率を集光部３０の光反射率の１／１０にしたことに起因
する。
【００２５】このように構成することによって、微粒子
による散乱光（Ｐ１）とピットによる散乱光（Ｓ１）と
がほぼ等しい散乱角度範囲（０〜θS ）の光散乱強度を
他の散乱角度範囲（θS 以上）の光散乱強度よりも小さ
くすることができる。これにより、微粒子による散乱光
（Ｐ２）とピットによる散乱光（Ｓ２）との差が明確な
散乱角度範囲（θS 以上）での光散乱強度が相対的に大
きくなる。この結果、微粒子による散乱光（Ｐ１，Ｐ
２）の総量とピットによる散乱光（Ｓ１，Ｓ２）の総量
を受光部８０によって測定した場合に、微粒子による散
乱光の総量とピットによる散乱光の総量との比が従来に
比べて大きくなる。
による散乱光（Ｐ１）とピットによる散乱光（Ｓ１）と
がほぼ等しい散乱角度範囲（０〜θS ）の光散乱強度を
他の散乱角度範囲（θS 以上）の光散乱強度よりも小さ
くすることができる。これにより、微粒子による散乱光
（Ｐ２）とピットによる散乱光（Ｓ２）との差が明確な
散乱角度範囲（θS 以上）での光散乱強度が相対的に大
きくなる。この結果、微粒子による散乱光（Ｐ１，Ｐ
２）の総量とピットによる散乱光（Ｓ１，Ｓ２）の総量
を受光部８０によって測定した場合に、微粒子による散
乱光の総量とピットによる散乱光の総量との比が従来に
比べて大きくなる。
【００２６】これにより、ピットによる散乱光と微粒子
による散乱光とを明確に識別することができる。その結
果、従来のようにピットによる散乱光を微粒子による散
乱光と誤って識別するのを有効に防止することができ
る。これにより、従来に比べてより正確に微粒子の粒子
数および粒径を計測することができる。また、散乱角度
範囲（０〜θS ）での光散乱強度Ｉは１／１０に弱めら
れているが、その弱められた光散乱強度でも試料２１の
表面上に微粒子２３が存在するか否かを検出するのには
十分である。
による散乱光とを明確に識別することができる。その結
果、従来のようにピットによる散乱光を微粒子による散
乱光と誤って識別するのを有効に防止することができ
る。これにより、従来に比べてより正確に微粒子の粒子
数および粒径を計測することができる。また、散乱角度
範囲（０〜θS ）での光散乱強度Ｉは１／１０に弱めら
れているが、その弱められた光散乱強度でも試料２１の
表面上に微粒子２３が存在するか否かを検出するのには
十分である。
【００２７】図４は図１に示した第１実施例の半導体ウ
エハ検査装置の集光部および反射調整部のより詳細な構
成を説明するための平面図である。図５は図４に示した
集光部および反射調整部の８００−８００に沿った断面
図である。図４および図５を参照して、集光部３０およ
び反射調整部４０のより詳細な構成を説明する。
エハ検査装置の集光部および反射調整部のより詳細な構
成を説明するための平面図である。図５は図４に示した
集光部および反射調整部の８００−８００に沿った断面
図である。図４および図５を参照して、集光部３０およ
び反射調整部４０のより詳細な構成を説明する。
【００２８】集光部３０は、回転楕円面のミラーＡP 面
を有する集光部基材３２と、集光部基材３２のミラーＡ
P 面に形成された反射率の大きい集光膜３３とから構成
されている。反射調整部４０は、ミラーＡP 面に連続す
るミラーＡS 面を有する反射調整部基材４２と、反射調
整部基材４２のミラーＡS 面上に形成された集光膜３３
より反射率の小さい反射調整部４３とから構成されてい
る。
を有する集光部基材３２と、集光部基材３２のミラーＡ
P 面に形成された反射率の大きい集光膜３３とから構成
されている。反射調整部４０は、ミラーＡP 面に連続す
るミラーＡS 面を有する反射調整部基材４２と、反射調
整部基材４２のミラーＡS 面上に形成された集光膜３３
より反射率の小さい反射調整部４３とから構成されてい
る。
【００２９】集光部基材３２はたとえばステンレス鋼板
やアルミニウム合金板を塑性加工（プレス加工）するこ
とによって形成する。なお、集光部基材３２をプラスチ
ック材の射出成形によって形成してもよい。集光部基材
３２を形成する場合には、試料載置部２０（図１参照）
の配置と、散乱光の光路と、受光部８０の配置とを考慮
して回転楕円面を形成する。また、集光部基材３２は、
平面的に見た場合に光ビーム１１を中心軸とした所定の
半径を有する孔部３１を形成する。
やアルミニウム合金板を塑性加工（プレス加工）するこ
とによって形成する。なお、集光部基材３２をプラスチ
ック材の射出成形によって形成してもよい。集光部基材
３２を形成する場合には、試料載置部２０（図１参照）
の配置と、散乱光の光路と、受光部８０の配置とを考慮
して回転楕円面を形成する。また、集光部基材３２は、
平面的に見た場合に光ビーム１１を中心軸とした所定の
半径を有する孔部３１を形成する。
【００３０】集光膜３３は、光ビーム１１の波長におい
て分光反射率の大きい膜または、誘電体多層膜によって
形成する。すなわち、集光膜３３は、集光部基材３２の
ミラーＡP 面にアルミニウムや銀などを高真空中で急速
に蒸着することによって形成する。
て分光反射率の大きい膜または、誘電体多層膜によって
形成する。すなわち、集光膜３３は、集光部基材３２の
ミラーＡP 面にアルミニウムや銀などを高真空中で急速
に蒸着することによって形成する。
【００３１】反射調整部基材４２は、集光部３０に設け
た孔部３１の直径よりもやや小さい外径を有する。また
反射調整部基材４２は、孔部３１と同じ中心軸を持つ光
ビーム入射孔４１を有する。反射調整部基材４２は、透
明，半透明または不透明の、有機ガラス，無機ガラスま
たは金属によって形成されている。
た孔部３１の直径よりもやや小さい外径を有する。また
反射調整部基材４２は、孔部３１と同じ中心軸を持つ光
ビーム入射孔４１を有する。反射調整部基材４２は、透
明，半透明または不透明の、有機ガラス，無機ガラスま
たは金属によって形成されている。
【００３２】反射調整膜４３は、光ビーム１１の波長に
おける分光反射率が集光膜３３の分光反射率の１／１０
であるような誘電体多層膜によって形成されている。な
お、集光膜３３と反射調整膜４３との表面には、これら
の膜の耐久性を良くするためにフッ化マグネシウム薄膜
を設けてもよい。反射調整部基材４２は、集光部基材３
２の孔部３１に装着される。その装着箇所はエポキシ樹
脂などによって接着する。
おける分光反射率が集光膜３３の分光反射率の１／１０
であるような誘電体多層膜によって形成されている。な
お、集光膜３３と反射調整膜４３との表面には、これら
の膜の耐久性を良くするためにフッ化マグネシウム薄膜
を設けてもよい。反射調整部基材４２は、集光部基材３
２の孔部３１に装着される。その装着箇所はエポキシ樹
脂などによって接着する。
【００３３】受光部８０（図１参照）は、焦点Ｆ２にそ
の一端が配置された光ファイバケーブル（図示せず）
と、その光ファイバケーブルの他端に接続された光検出
器（図示せず）とから構成される。光検出器としては、
たとえばその分光感度特性が入射光１２の波長をカバー
することができるような光電子倍増管を用いる。また、
受光部８０は、光電子増倍管（光検出器）の印加電圧を
変えることにより出力ゲインを調整することができるよ
うな電子回路を有している。
の一端が配置された光ファイバケーブル（図示せず）
と、その光ファイバケーブルの他端に接続された光検出
器（図示せず）とから構成される。光検出器としては、
たとえばその分光感度特性が入射光１２の波長をカバー
することができるような光電子倍増管を用いる。また、
受光部８０は、光電子増倍管（光検出器）の印加電圧を
変えることにより出力ゲインを調整することができるよ
うな電子回路を有している。
【００３４】投光部１０（図１参照）には、レーザ光源
と光学系とが組込まれている。レーザ光源としては、た
とえば４８８ｎｍの波長を有するＡｒＩＩ気体レーザを
用いる。光学系は、試料２１の表面に照射される入射光
１２の直径が４５μｍ程度になるようなレンズ群によっ
て構成されている。
と光学系とが組込まれている。レーザ光源としては、た
とえば４８８ｎｍの波長を有するＡｒＩＩ気体レーザを
用いる。光学系は、試料２１の表面に照射される入射光
１２の直径が４５μｍ程度になるようなレンズ群によっ
て構成されている。
【００３５】計測制御部９０（図１参照）は、投光部１
０を構成するレーザ光源の動作制御と入射光１２の出力
調整とを行なうことができる。
０を構成するレーザ光源の動作制御と入射光１２の出力
調整とを行なうことができる。
【００３６】試料載置部２０（図１参照）は、試料２１
（半導体ウエハ）の装着・脱着機構を有している。ステ
ージ２２としては、ステッピングモータを使用したＸＹ
ステージまたは、Ｘ軸走査および試料回転を行なうこと
が可能なステージを用いる。計測制御部９０は、ステー
ジ２２の動作指示を行なったり、ＸＹステージの送り速
度または回転ステージの回転数などを変化させることが
できる。
（半導体ウエハ）の装着・脱着機構を有している。ステ
ージ２２としては、ステッピングモータを使用したＸＹ
ステージまたは、Ｘ軸走査および試料回転を行なうこと
が可能なステージを用いる。計測制御部９０は、ステー
ジ２２の動作指示を行なったり、ＸＹステージの送り速
度または回転ステージの回転数などを変化させることが
できる。
【００３７】図６は、本発明の第２実施例による半導体
ウエハ検査装置の集光部と反射調整部とを示した平面図
である。図７は図６に示した集光部および反射調整部の
８５０−８５０線に沿った断面図である。図６および図
７を参照して、この第２実施例では、反射調整部がそれ
ぞれ異なる反射率を有する第１〜第３反射調整部からな
る。すなわち、第１反射調整部は、第１反射調整部基材
４２ａと第１反射調整膜４３ａとからなる。第２の反射
調整部は、第２反射調整部基材４２ｂと第２反射調整膜
４３ｂとからなる。第３の反射調整部は、第３反射調整
部基材４２ｃと第３反射調整膜４３ｃとからなる。第１
反射調整部基材４２ａには、光ビーム入射光４１が設け
られている。
ウエハ検査装置の集光部と反射調整部とを示した平面図
である。図７は図６に示した集光部および反射調整部の
８５０−８５０線に沿った断面図である。図６および図
７を参照して、この第２実施例では、反射調整部がそれ
ぞれ異なる反射率を有する第１〜第３反射調整部からな
る。すなわち、第１反射調整部は、第１反射調整部基材
４２ａと第１反射調整膜４３ａとからなる。第２の反射
調整部は、第２反射調整部基材４２ｂと第２反射調整膜
４３ｂとからなる。第３の反射調整部は、第３反射調整
部基材４２ｃと第３反射調整膜４３ｃとからなる。第１
反射調整部基材４２ａには、光ビーム入射光４１が設け
られている。
【００３８】集光部基材３２の孔部３１には、第３反射
調整部基材４２ｃが装着されている。第３反射調整部基
材４２ｃの内孔には、第２反射調整部基材４２ｂが装着
されており、第２反射調整部基材４２ｂの内孔には第１
反射調整部基材４２ａが装着されている。孔部３１、第
３反射調整部基材４２ｃの内孔、第２反射調整部基材４
２ｂの内孔、第３反射調整部基材４２ｃの外周部分、第
２反射調整部基材４２ｂの外周部分、および第１反射調
整部基材４２ａの外周部分には、それぞれ段差部分が設
けられている。このように段差部分を設けることによっ
て、第１〜第３反射調整部基材４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
を容易に組立てることができる。
調整部基材４２ｃが装着されている。第３反射調整部基
材４２ｃの内孔には、第２反射調整部基材４２ｂが装着
されており、第２反射調整部基材４２ｂの内孔には第１
反射調整部基材４２ａが装着されている。孔部３１、第
３反射調整部基材４２ｃの内孔、第２反射調整部基材４
２ｂの内孔、第３反射調整部基材４２ｃの外周部分、第
２反射調整部基材４２ｂの外周部分、および第１反射調
整部基材４２ａの外周部分には、それぞれ段差部分が設
けられている。このように段差部分を設けることによっ
て、第１〜第３反射調整部基材４２ａ、４２ｂ、４２ｃ
を容易に組立てることができる。
【００３９】なお、図８の変形例に示すように、第１反
射調整部基材４２ｄ、第２反射調整部基材４２ｅ、第３
反射調整部基材４２ｆに段差部分を設けないようにして
もよい。この場合には、集光部基材３２と第３反射調整
部基材４２ｆ、第３反射調整部基材４２ｆと第２反射調
整部基材４２ｅ、第２反射調整部基材４２ｅと第１反射
調整部基材４２ｂは、それぞれエポキシ樹脂などの接着
剤によって接着する。また、第１反射調整部基材４２
ｄ、第２反射調整部基材４２ｅ、第３反射調整部基材４
２ｆの表面上には、それぞれ第１反射調整膜４３ｄ、第
２反射調整膜４３ｅ、第３反射調整膜４３ｆが形成され
ている。
射調整部基材４２ｄ、第２反射調整部基材４２ｅ、第３
反射調整部基材４２ｆに段差部分を設けないようにして
もよい。この場合には、集光部基材３２と第３反射調整
部基材４２ｆ、第３反射調整部基材４２ｆと第２反射調
整部基材４２ｅ、第２反射調整部基材４２ｅと第１反射
調整部基材４２ｂは、それぞれエポキシ樹脂などの接着
剤によって接着する。また、第１反射調整部基材４２
ｄ、第２反射調整部基材４２ｅ、第３反射調整部基材４
２ｆの表面上には、それぞれ第１反射調整膜４３ｄ、第
２反射調整膜４３ｅ、第３反射調整膜４３ｆが形成され
ている。
【００４０】第１反射調整膜４３ａ，４３ｄ、第２反射
調整膜４３ｂ，４３ｅ、第３反射調整膜４３ｃ，４３ｆ
は、それぞれ図１に示した散乱角度θS のθS ／３に対
応する幅を有している。ミラーＡｓ１面、ミラーＡｓ２
面、ミラーＡｓ３面の反射率を、それぞれミラーＡP 面
の反射率の１／１０、１／５、１／２とする。このよう
にミラーＡｓ１面、ミラーＡｓ２面、ミラーＡｓ３面の
反射率を異ならせるためには、第１〜第３反射調整膜４
３ａ〜４３ｆとして、たとえば誘電体多層膜を用いれば
よい。
調整膜４３ｂ，４３ｅ、第３反射調整膜４３ｃ，４３ｆ
は、それぞれ図１に示した散乱角度θS のθS ／３に対
応する幅を有している。ミラーＡｓ１面、ミラーＡｓ２
面、ミラーＡｓ３面の反射率を、それぞれミラーＡP 面
の反射率の１／１０、１／５、１／２とする。このよう
にミラーＡｓ１面、ミラーＡｓ２面、ミラーＡｓ３面の
反射率を異ならせるためには、第１〜第３反射調整膜４
３ａ〜４３ｆとして、たとえば誘電体多層膜を用いれば
よい。
【００４１】図９は、図６〜図８に示した第２実施例の
半導体ウエハ検査装置による光散乱強度の測定結果を示
した相関図である。具体的には、試料上に微粒子が存在
する場合の光散乱強度分布はＰ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、
Ｐ２で表わされる。試料上にピットが存在する場合の光
散乱強度分布は、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ２で表わ
される。試料の表面上にピットも微粒子も存在しない場
合の光散乱強度分布は、Ｎで表わされる。この第２実施
例では、散乱角度０〜θS の間で反射調整部の反射率を
３段階に変化させることによって、０〜θS の散乱角度
範囲内での光散乱強度分布をよりきめ細かく調整するこ
とができる。これにより、図３に示した第１実施例の場
合に比べて、より正確に微粒子の検出を行なうことがで
きる。そして、散乱角度０〜θS での光散乱強度の変化
を考慮して光散乱強度の総量を計測制御部９０によって
計算することにより、より正確な微粒子の粒径および粒
子数を測定することができる。
半導体ウエハ検査装置による光散乱強度の測定結果を示
した相関図である。具体的には、試料上に微粒子が存在
する場合の光散乱強度分布はＰ１ａ、Ｐ１ｂ、Ｐ１ｃ、
Ｐ２で表わされる。試料上にピットが存在する場合の光
散乱強度分布は、Ｓ１ａ、Ｓ１ｂ、Ｓ１ｃ、Ｓ２で表わ
される。試料の表面上にピットも微粒子も存在しない場
合の光散乱強度分布は、Ｎで表わされる。この第２実施
例では、散乱角度０〜θS の間で反射調整部の反射率を
３段階に変化させることによって、０〜θS の散乱角度
範囲内での光散乱強度分布をよりきめ細かく調整するこ
とができる。これにより、図３に示した第１実施例の場
合に比べて、より正確に微粒子の検出を行なうことがで
きる。そして、散乱角度０〜θS での光散乱強度の変化
を考慮して光散乱強度の総量を計測制御部９０によって
計算することにより、より正確な微粒子の粒径および粒
子数を測定することができる。
【００４２】図１０は、本発明の第３実施例による半導
体ウエハ検査装置の集光部および反射調整部を示した平
面図である。図１１は、図１０に示した集光部および反
射調整部の９００−９００線に沿った断面図である。図
１０および図１１を参照して、この第３実施例では、反
射調整部として動的散乱効果を有する液晶５５を使用し
ている。液晶５５を挟むように透明電極５４が形成され
ている。透明電極５４を挟むように反射調整部ガラス基
材５２と反射調整ガラス材５３とが形成されている。
体ウエハ検査装置の集光部および反射調整部を示した平
面図である。図１１は、図１０に示した集光部および反
射調整部の９００−９００線に沿った断面図である。図
１０および図１１を参照して、この第３実施例では、反
射調整部として動的散乱効果を有する液晶５５を使用し
ている。液晶５５を挟むように透明電極５４が形成され
ている。透明電極５４を挟むように反射調整部ガラス基
材５２と反射調整ガラス材５３とが形成されている。
【００４３】図１２は、図１１に示した反射調整部をよ
り詳細に示した断面図である。図１２を参照して、液晶
５５を封入するように液晶封入材５６が配置されてい
る。透明電極５４，５４には、透明電極５４へ電圧を印
加するためのリード線５７，５７がそれぞれ接続されて
いる。一方のリード線５７は、液晶封入材５６を通過し
て透明電極５４と接続されている。
り詳細に示した断面図である。図１２を参照して、液晶
５５を封入するように液晶封入材５６が配置されてい
る。透明電極５４，５４には、透明電極５４へ電圧を印
加するためのリード線５７，５７がそれぞれ接続されて
いる。一方のリード線５７は、液晶封入材５６を通過し
て透明電極５４と接続されている。
【００４４】反射調整部ガラス基材５２と反射調整ガラ
ス材５３とは、無機ガラスまたは有機ガラスによって形
成されている。透明電極５４は、酸化錫、酸化インジウ
ム膜または金属蒸着薄膜のような、透明導電膜または半
透明導電膜によって形成されている。液晶５５として
は、たとえばネマチック液晶の一例であるＭＢＢＡ（Me
thoxy Butyl Benzylidene Aniline ）などの動的散乱効
果を示す液晶を用いる。液晶封入材５６には、低融点ガ
ラスまたはエポキシ樹脂などを用いる。透明電極５４の
表面は、配向処理が施されている。すなわち、液晶５５
の分子の長軸が透明電極５４の表面に対して一定方向と
なるように透明電極の表面が処理されている。なお、液
晶５５の厚みｄは、８〜６０μｍ程度に設定されてい
る。
ス材５３とは、無機ガラスまたは有機ガラスによって形
成されている。透明電極５４は、酸化錫、酸化インジウ
ム膜または金属蒸着薄膜のような、透明導電膜または半
透明導電膜によって形成されている。液晶５５として
は、たとえばネマチック液晶の一例であるＭＢＢＡ（Me
thoxy Butyl Benzylidene Aniline ）などの動的散乱効
果を示す液晶を用いる。液晶封入材５６には、低融点ガ
ラスまたはエポキシ樹脂などを用いる。透明電極５４の
表面は、配向処理が施されている。すなわち、液晶５５
の分子の長軸が透明電極５４の表面に対して一定方向と
なるように透明電極の表面が処理されている。なお、液
晶５５の厚みｄは、８〜６０μｍ程度に設定されてい
る。
【００４５】次に、図１２および図１３を用いて、第３
実施例の半導体ウエハ検査装置の動作について説明す
る。
実施例の半導体ウエハ検査装置の動作について説明す
る。
【００４６】まず、図１２に示すように、リード線５７
を通じて透明電極５４に０Ｖの電圧を印加する。この場
合には液晶５５の分子が一定方向に整列しているため、
散乱光１３の大部分は液晶５５を透過する。そして、散
乱光１３は反射調整部ガラス基材５２を通り抜ける。こ
のため、受光部（図示せず）へ向かう散乱光は極めて少
なくなる。
を通じて透明電極５４に０Ｖの電圧を印加する。この場
合には液晶５５の分子が一定方向に整列しているため、
散乱光１３の大部分は液晶５５を透過する。そして、散
乱光１３は反射調整部ガラス基材５２を通り抜ける。こ
のため、受光部（図示せず）へ向かう散乱光は極めて少
なくなる。
【００４７】次に、図１３に示すように、透明電極５４
にリード線５７を介して動的散乱効果（ＤＳＭ（Dynami
ci Scattering Mode））の開始電圧値Ｖth以上の電圧を
印加する。これにより、液晶５５内に存在するイオンが
その印加電圧によって運動する。その結果、液晶５５の
分子の整列が乱れる。それにより、散乱光１３は液晶５
５内で反射される。これにより散乱光の大部分は受光部
（図示せず）に向かう。液晶５５に印加する電圧がＶth
以上である場合には液晶５５の反射率は印加電圧の増加
とともに変化する。したがって、液晶５５への印加電圧
を変化させることによって、液晶５５の反射率を容易に
変化させることができる。
にリード線５７を介して動的散乱効果（ＤＳＭ（Dynami
ci Scattering Mode））の開始電圧値Ｖth以上の電圧を
印加する。これにより、液晶５５内に存在するイオンが
その印加電圧によって運動する。その結果、液晶５５の
分子の整列が乱れる。それにより、散乱光１３は液晶５
５内で反射される。これにより散乱光の大部分は受光部
（図示せず）に向かう。液晶５５に印加する電圧がＶth
以上である場合には液晶５５の反射率は印加電圧の増加
とともに変化する。したがって、液晶５５への印加電圧
を変化させることによって、液晶５５の反射率を容易に
変化させることができる。
【００４８】図１４は、本発明の第４実施例による半導
体ウエハ検査装置の集光部および反射調整部を示した断
面図である。図１５は図１４に示した第４実施例の反射
調整部の動作を説明するための断面図である。図１４お
よび図１５を参照して、この第４実施例では、前述した
第３実施例と異なり、液晶６５の厚みを連続的に変化さ
せている。すなわち、液晶６５の集光部基材３２側の厚
みｄをたとえば８〜１０μｍ、液晶６５の光ビーム入射
孔５１側の厚みＤをたとえば５０〜６０μｍにしてい
る。このように液晶６５の厚みを連続的に変化させるこ
とによって、液晶６５の光反射率も連続的に変化させる
ことができる。すなわち、この第４実施例では、液晶６
５への印加電圧が動的散乱効果の開始電圧値Ｖth未満の
場合には、散乱光のほとんどは液晶６５内を透過する。
液晶６５への印加電圧を開始電圧値Ｖth以上に大きくし
ていくに従って厚みの薄い集光部基材３２側から動的散
乱効果現象が始まる（図１５参照）。さらに、印加電圧
を増加させると、それに伴って動的散乱効果現象が光ビ
ーム入射孔５１側に広がっていく。印加電圧がＶth×
（Ｄ／ｄ）以上になれば、液晶６５の全体が動的散乱効
果現象になる。なお、既に動的散乱効果現象の起きてい
る部分は、印加電圧の増加に伴ってさらに液晶６５の分
子の配向乱れが著しくなる。これにより、その部分の反
射率がさらに大きくなる。
体ウエハ検査装置の集光部および反射調整部を示した断
面図である。図１５は図１４に示した第４実施例の反射
調整部の動作を説明するための断面図である。図１４お
よび図１５を参照して、この第４実施例では、前述した
第３実施例と異なり、液晶６５の厚みを連続的に変化さ
せている。すなわち、液晶６５の集光部基材３２側の厚
みｄをたとえば８〜１０μｍ、液晶６５の光ビーム入射
孔５１側の厚みＤをたとえば５０〜６０μｍにしてい
る。このように液晶６５の厚みを連続的に変化させるこ
とによって、液晶６５の光反射率も連続的に変化させる
ことができる。すなわち、この第４実施例では、液晶６
５への印加電圧が動的散乱効果の開始電圧値Ｖth未満の
場合には、散乱光のほとんどは液晶６５内を透過する。
液晶６５への印加電圧を開始電圧値Ｖth以上に大きくし
ていくに従って厚みの薄い集光部基材３２側から動的散
乱効果現象が始まる（図１５参照）。さらに、印加電圧
を増加させると、それに伴って動的散乱効果現象が光ビ
ーム入射孔５１側に広がっていく。印加電圧がＶth×
（Ｄ／ｄ）以上になれば、液晶６５の全体が動的散乱効
果現象になる。なお、既に動的散乱効果現象の起きてい
る部分は、印加電圧の増加に伴ってさらに液晶６５の分
子の配向乱れが著しくなる。これにより、その部分の反
射率がさらに大きくなる。
【００４９】したがって、この第４実施例では、第３実
施例と異なり、散乱角度０〜θs での反射調整部の反射
率を集光部基材３２側から滑らかに連続的に変化させる
ことができる。これにより、光散乱強度分布のより細か
い調整を行なうことができる。その結果、信号／雑音比
を最良にするような光散乱強度分布の調整が容易に行な
える。
施例と異なり、散乱角度０〜θs での反射調整部の反射
率を集光部基材３２側から滑らかに連続的に変化させる
ことができる。これにより、光散乱強度分布のより細か
い調整を行なうことができる。その結果、信号／雑音比
を最良にするような光散乱強度分布の調整が容易に行な
える。
【００５０】図１６は、本発明の第５実施例による半導
体ウエハ検査装置を示した概略図である。図１６を参照
して、この第５実施例の半導体ウエハ検査装置では、反
射調整部５０は図１１に示した第３実施例の反射調整部
と同じである。さらに、この第５実施例においては、反
射調整部５０を透過した参照光を検出するための参照光
部７０が設けられている。参照光部７０は、コリメータ
レンズ７１と反射ミラー７２と集光レンズ７３と光検出
器７４とを備えている。
体ウエハ検査装置を示した概略図である。図１６を参照
して、この第５実施例の半導体ウエハ検査装置では、反
射調整部５０は図１１に示した第３実施例の反射調整部
と同じである。さらに、この第５実施例においては、反
射調整部５０を透過した参照光を検出するための参照光
部７０が設けられている。参照光部７０は、コリメータ
レンズ７１と反射ミラー７２と集光レンズ７３と光検出
器７４とを備えている。
【００５１】次に、この第５実施例の半導体ウエハ検査
装置の動作について説明する。まず、散乱光のうち液晶
５５を透過した参照光１４はコリメータレンズ７１を通
る。その後、参照光１４は反射ミラー７２によってその
光路が変更される。その後、参照光１４は集光レンズ７
３によって光検出器７４に投射される。光検出器７４は
たとえば光増倍管によって構成されている。
装置の動作について説明する。まず、散乱光のうち液晶
５５を透過した参照光１４はコリメータレンズ７１を通
る。その後、参照光１４は反射ミラー７２によってその
光路が変更される。その後、参照光１４は集光レンズ７
３によって光検出器７４に投射される。光検出器７４は
たとえば光増倍管によって構成されている。
【００５２】光検出器７４によって、反射調整部５０の
平均的反射率を反映した参照光１４が光電変換される。
この光電変換による光検出器７４の出力信号は、計測制
御部９０内のフィードバック回路（図示せず）に入力さ
れる。そして、そのフィードバック回路によって、反射
調整部５０の平均的反射率が所定の値になるような印加
電圧が設定される。そして、その設定された印加電圧が
反射調整部５０内の透明電極５４に印加される。
平均的反射率を反映した参照光１４が光電変換される。
この光電変換による光検出器７４の出力信号は、計測制
御部９０内のフィードバック回路（図示せず）に入力さ
れる。そして、そのフィードバック回路によって、反射
調整部５０の平均的反射率が所定の値になるような印加
電圧が設定される。そして、その設定された印加電圧が
反射調整部５０内の透明電極５４に印加される。
【００５３】このようにこの第５実施例では、フィード
バック回路を用いることによって、反射調整部５０の平
均的反射率をより正確に所定の値に制御することができ
る。また、フィードバック回路の設定値を変更すること
によって容易に反射調整部５０の平均的反射率を変更す
ることができる。
バック回路を用いることによって、反射調整部５０の平
均的反射率をより正確に所定の値に制御することができ
る。また、フィードバック回路の設定値を変更すること
によって容易に反射調整部５０の平均的反射率を変更す
ることができる。
【００５４】なお、上記した第１〜第５実施例では、反
射調整部の反射率を集光部の反射率よりも小さくする場
合について説明したが、本発明はこれに限らず、反射調
整部の反射率を集光部の反射率よりも大きくするように
してもよい。この場合には、主に光散乱強度の大きい光
散乱角度範囲を計測することになるので、微粒子および
ピットの存在を含む試料表面の異常を敏感に検出するこ
とができる。
射調整部の反射率を集光部の反射率よりも小さくする場
合について説明したが、本発明はこれに限らず、反射調
整部の反射率を集光部の反射率よりも大きくするように
してもよい。この場合には、主に光散乱強度の大きい光
散乱角度範囲を計測することになるので、微粒子および
ピットの存在を含む試料表面の異常を敏感に検出するこ
とができる。
【００５５】
【発明の効果】以上のように、請求項１〜４に記載の半
導体ウエハ検査装置によれば、集光手段を第１の光反射
率を有する集光部と第１の光反射率とは異なる第２の光
反射率を有する反射調整部とを含むように構成すること
によって、たとえば上記した第２の光反射率を第１の光
反射率よりも小さくすれば、集光部への散乱光の入射強
度と反射調整部への散乱光の入射強度とが同じであって
も反射調整部からの散乱光の射出強度は集光部からの散
乱光の射出強度よりも小さくなる。このような反射調整
部を、試料面上に微粒子が存在する場合と試料面上にピ
ットが存在する場合との光散乱強度分布が同じであるよ
うな散乱角度範囲に採用すれば、その散乱角度範囲の光
散乱強度が他の散乱角度範囲の光散乱強度に比べて相対
的に弱められる。これにより、微粒子による光散乱強度
とピットによる光散乱強度との差が顕著な散乱角度範囲
での散乱強度を相対的に大きくすることができる。その
結果、微粒子による散乱光の総量とピットによる散乱光
の総量との比を従来に比べて大きくすることができる。
それにより、ピットによる散乱光と微粒子による散乱光
とを容易に明確に識別することができる。その結果、従
来のようにピットによる散乱光を微粒子による散乱光と
誤って識別するという不都合が生じない。また、反射調
整部によって散乱強度が弱められた散乱角度範囲におい
ても、一定の散乱強度は保持しているので、微粒子が存
在するかしないかは容易に検出可能である。これによ
り、試料面上での微粒子の粒径および粒子数を正確に検
出することができる。
導体ウエハ検査装置によれば、集光手段を第１の光反射
率を有する集光部と第１の光反射率とは異なる第２の光
反射率を有する反射調整部とを含むように構成すること
によって、たとえば上記した第２の光反射率を第１の光
反射率よりも小さくすれば、集光部への散乱光の入射強
度と反射調整部への散乱光の入射強度とが同じであって
も反射調整部からの散乱光の射出強度は集光部からの散
乱光の射出強度よりも小さくなる。このような反射調整
部を、試料面上に微粒子が存在する場合と試料面上にピ
ットが存在する場合との光散乱強度分布が同じであるよ
うな散乱角度範囲に採用すれば、その散乱角度範囲の光
散乱強度が他の散乱角度範囲の光散乱強度に比べて相対
的に弱められる。これにより、微粒子による光散乱強度
とピットによる光散乱強度との差が顕著な散乱角度範囲
での散乱強度を相対的に大きくすることができる。その
結果、微粒子による散乱光の総量とピットによる散乱光
の総量との比を従来に比べて大きくすることができる。
それにより、ピットによる散乱光と微粒子による散乱光
とを容易に明確に識別することができる。その結果、従
来のようにピットによる散乱光を微粒子による散乱光と
誤って識別するという不都合が生じない。また、反射調
整部によって散乱強度が弱められた散乱角度範囲におい
ても、一定の散乱強度は保持しているので、微粒子が存
在するかしないかは容易に検出可能である。これによ
り、試料面上での微粒子の粒径および粒子数を正確に検
出することができる。
【００５６】また、たとえば、上記した第２の光反射率
を第１の光反射率よりも大きくするとともに、反射調整
部を光散乱強度の大きい光散乱角度範囲内に設置すれ
ば、試料面上の異常を敏感に検出することができる。
を第１の光反射率よりも大きくするとともに、反射調整
部を光散乱強度の大きい光散乱角度範囲内に設置すれ
ば、試料面上の異常を敏感に検出することができる。
【００５７】さらに、上記した反射調整部を第３の光反
射率を有する第１の反射調整部と第３の光反射率とは異
なる第４の光反射率を有する第２の反射調整部とを含む
ように構成すれば、反射調整部によって反射される散乱
光の強度分布をより適切に調整することができる。
射率を有する第１の反射調整部と第３の光反射率とは異
なる第４の光反射率を有する第２の反射調整部とを含む
ように構成すれば、反射調整部によって反射される散乱
光の強度分布をより適切に調整することができる。
【００５８】また、上記した反射調整部を動的散乱効果
を有する液晶を含むように構成すれば、その液晶に加え
る電圧値を変化させることによって反射調整部の反射率
を容易に変更することができる。
を有する液晶を含むように構成すれば、その液晶に加え
る電圧値を変化させることによって反射調整部の反射率
を容易に変更することができる。
【００５９】請求項５に記載の半導体ウエハ検査装置に
よれば、集光手段に第２の光反射率を有する液晶からな
る反射調整部を含むように構成し、その反射調整部の液
晶を透過した参照光を参照光検出手段によって検出し、
その参照光検出手段の検出出力に基づいて反射調整部の
光反射率を光反射率制御手段によって制御することによ
り、反射調整部の反射率を反映した参照光によって液晶
の動的散乱効果現象を容易にフィードバック制御するこ
とができる。これにより、反射調整部の光反射率をより
正確に所定の値に制御することができる。
よれば、集光手段に第２の光反射率を有する液晶からな
る反射調整部を含むように構成し、その反射調整部の液
晶を透過した参照光を参照光検出手段によって検出し、
その参照光検出手段の検出出力に基づいて反射調整部の
光反射率を光反射率制御手段によって制御することによ
り、反射調整部の反射率を反映した参照光によって液晶
の動的散乱効果現象を容易にフィードバック制御するこ
とができる。これにより、反射調整部の光反射率をより
正確に所定の値に制御することができる。
【図１】本発明の第１実施例による半導体ウエハ検査装
置の構成を示した概略図である。
置の構成を示した概略図である。
【図２】図１に示した第１実施例の半導体ウエハ検査装
置によって試料表面のピットを検出する場合の散乱光の
状態を示した概略図である。
置によって試料表面のピットを検出する場合の散乱光の
状態を示した概略図である。
【図３】図１に示した第１実施例の半導体ウエハ検査装
置によって、試料表面にピットが存在する場合、試料表
面に微粒子が存在する場合、試料表面に微粒子もピット
も存在しない場合の光散乱強度を測定した結果を示した
相関図である。
置によって、試料表面にピットが存在する場合、試料表
面に微粒子が存在する場合、試料表面に微粒子もピット
も存在しない場合の光散乱強度を測定した結果を示した
相関図である。
【図４】図１に示した第１実施例の半導体ウエハ検査装
置の集光部および反射調整部を示した平面図である。
置の集光部および反射調整部を示した平面図である。
【図５】図４に示した反射調整部および集光部の８００
−８００に沿った断面図である。
−８００に沿った断面図である。
【図６】本発明の第２実施例による半導体ウエハ検査装
置の集光部および反射調整部を示した平面図である。
置の集光部および反射調整部を示した平面図である。
【図７】図６に示した集光部および反射調整部の８５０
−８５０に沿った断面図である。
−８５０に沿った断面図である。
【図８】図７に示した第２の実施例の反射調整部の変形
例を示した断面図である。
例を示した断面図である。
【図９】図６および図７に示した第２実施例の反射調整
部および集光部によって、試料面上に微粒子が存在する
場合、試料面上にピットが存在する場合、試料面上にピ
ットも微粒子も存在しない場合の光散乱強度を測定した
結果を示した相関図である。
部および集光部によって、試料面上に微粒子が存在する
場合、試料面上にピットが存在する場合、試料面上にピ
ットも微粒子も存在しない場合の光散乱強度を測定した
結果を示した相関図である。
【図１０】本発明の第３実施例による半導体ウエハ検査
装置の反射調整部および集光部を示した平面図である。
装置の反射調整部および集光部を示した平面図である。
【図１１】図１０に示した第３実施例の反射調整部およ
び集光部の９００−９００に沿った断面図である。
び集光部の９００−９００に沿った断面図である。
【図１２】図１１に示した第３実施例の反射調整部の詳
細構造を示した断面図である。
細構造を示した断面図である。
【図１３】図１２に示した第３実施例の反射調整部の動
作を説明するための断面図である。
作を説明するための断面図である。
【図１４】本発明の第４実施例による半導体ウエハ検査
装置の反射調整部および集光部を示した断面図である。
装置の反射調整部および集光部を示した断面図である。
【図１５】図１４に示した第４実施例の反射調整部の動
作を説明するための断面図である。
作を説明するための断面図である。
【図１６】本発明の第５実施例による半導体ウエハ検査
装置の構成を示した概略図である。
装置の構成を示した概略図である。
【図１７】従来の半導体ウエハ検査装置の構成を示した
概略図である。
概略図である。
【図１８】図１７に示した従来の半導体ウエハ検査装置
によって試料面のピットを検出する場合の散乱光の状態
を示した概略図である。
によって試料面のピットを検出する場合の散乱光の状態
を示した概略図である。
【図１９】図１７に示した従来の半導体ウエハ検査装置
によって、試料面上に微粒子が存在する場合、試料面上
にピットが存在する場合、試料面上にピットも微粒子も
存在しない場合の光散乱強度を測定した結果を示した相
関図である。
によって、試料面上に微粒子が存在する場合、試料面上
にピットが存在する場合、試料面上にピットも微粒子も
存在しない場合の光散乱強度を測定した結果を示した相
関図である。
１０：投光部 ２０：試料載置部 ２１：試料（半導体ウエハ） ２２：ステージ ２３：微粒子 ２４：ピット ３０：集光部 ４０：反射調整部 ８０：受光部 ９０：計測制御部 なお、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示
す。
す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西岡 直 兵庫県伊丹市瑞原４丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体ウエハの主表面へ光ビームを照射
するための投光手段と、 前記半導体ウエハの主表面によって散乱された光ビーム
を集光するための集光手段と、 前記集光手段によって集光された散乱光を受光して前記
散乱光の光散乱強度量を測定するための受光手段とを備
え、 前記集光手段は、 第１の光反射率を有する集光部と、 前記第１の光反射率とは異なる第２の光反射率を有する
反射調整部とを含む、半導体ウエハ検査装置。 - 【請求項２】 前記第２の光反射率は、前記第１の光反
射率よりも小さい、請求項１に記載の半導体ウエハ検査
装置。 - 【請求項３】 前記反射調整部は、 第３の光反射率を有する第１の反射調整部と、 前記第３の光反射率とは異なる第４の光反射率を有する
第２の反射調整部とを含む、請求項１に記載の半導体ウ
エハ検査装置。 - 【請求項４】 前記反射調整部は、動的散乱効果を有す
る液晶を含む、請求項１に記載の半導体ウエハ検査装
置。 - 【請求項５】 半導体ウエハの主表面へ光ビームを照射
するための投光手段と、 前記半導体ウエハの主表面によって散乱された光ビーム
を集光するとともに、第１の光反射率を有する集光部
と、前記第１の光反射率とは異なる第２の光反射率を有
する液晶からなる反射調整部とを含む集光手段と、 前記集光手段によって集光された散乱光を受光して前記
散乱光の光散乱強度量を測定するための受光手段と、 前記反射調整部の液晶を透過した参照光を検出するため
の参照光検出手段と、 前記参照光検出手段の検出出力に基づいて、前記反射調
整部の光反射率を制御するための光反射率制御手段とを
備えた、半導体ウエハ検査装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020193A JP3246811B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 半導体ウエハ検査装置 |
| EP94113974A EP0649170B1 (en) | 1993-10-18 | 1994-09-06 | Semiconductor wafer inspection apparatus |
| DE69416771T DE69416771T2 (de) | 1993-10-18 | 1994-09-06 | Inspektionsapparat für Halbleiterscheiben |
| US08/309,999 US5465145A (en) | 1993-10-18 | 1994-09-20 | Semiconductor wafer inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26020193A JP3246811B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 半導体ウエハ検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07115111A true JPH07115111A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3246811B2 JP3246811B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=17344744
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26020193A Expired - Fee Related JP3246811B2 (ja) | 1993-10-18 | 1993-10-18 | 半導体ウエハ検査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5465145A (ja) |
| EP (1) | EP0649170B1 (ja) |
| JP (1) | JP3246811B2 (ja) |
| DE (1) | DE69416771T2 (ja) |
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