JPH11295232A - Device and method for inspecting surface, and device and method for generating data - Google Patents

Device and method for inspecting surface, and device and method for generating data

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JPH11295232A
JPH11295232A JP9450598A JP9450598A JPH11295232A JP H11295232 A JPH11295232 A JP H11295232A JP 9450598 A JP9450598 A JP 9450598A JP 9450598 A JP9450598 A JP 9450598A JP H11295232 A JPH11295232 A JP H11295232A
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JP
Japan
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sample
ratio
theoretical
calculated
product value
Prior art date
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Application number
JP9450598A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Watanabe
正夫 渡辺
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Advantest Corp
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Publication date
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Publication of JPH11295232A publication Critical patent/JPH11295232A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly judge the material of the surface of a sample such as a semiconductor circuit by a simple device. SOLUTION: A laser beam enters the surface of a sample 2 at a specific angle, and reflection intensity Ros and Rop between s and p polarization constituents is surveyed. The actually measured ratio Ros/Rop and an actually measured product value Ros×Rop are calculated for successively comparing with a theoretical ratio Rs/Rp and a sample product value Rs×Rp being set to a database means in advance, a plurality of candidates that approximate the actually measured ratio are selected from a plurality of the theoretical ratios, and one value that approximates the actually measured product value is selected from the sample product values of a plurality of candidates. One selected material is judged as the material of the sample 2, thus judging the material of the surface of the sample 2 according to the ratio and product value of the reflection intensity of s/p polarization.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハやガ
ラス基板などの試料の表面を形成している材料を判定す
る表面検査装置および方法と、このような表面検査装置
および方法で利用されるデータベースを作成するデータ
生成装置および方法とに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface inspection apparatus and method for determining a material forming a surface of a sample such as a semiconductor wafer and a glass substrate, and a database used in such a surface inspection apparatus and method. And a data generating apparatus and method for generating the data.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体装置の製造工程などにおい
ては、半導体ウェハの表面に多用な材料で各部を形成し
ている。しかし、このような製造工程で装置故障や作業
ミスが発生し、半導体ウェハの表面に予定とは相違する
材料で層膜が形成されることがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a process of manufacturing a semiconductor device, various parts are formed on a surface of a semiconductor wafer with various materials. However, a device failure or an operation error occurs in such a manufacturing process, and a layer film may be formed on the surface of the semiconductor wafer with a material different from an intended one.

【0003】このような場合、完成した半導体装置に動
作不良が発生するので、半導体ウェハの表面に形成され
た各部の材料を判定し、装置故障や作業ミスの部分を特
定することが肝要である。半導体装置の製造工程では使
用される材料も数種であるため、これを複数の候補とし
て一つの材料を特定すれば良い。
In such a case, a malfunction occurs in the completed semiconductor device. Therefore, it is important to determine the material of each part formed on the surface of the semiconductor wafer and to specify a device failure or a work error. . Since several types of materials are used in the manufacturing process of a semiconductor device, one material may be specified as a plurality of candidates.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述のように半導体装
置の製造工程において半導体ウェハの表面に予定とは相
違する材料で層膜が形成された場合、半導体ウェハの表
面に形成された各部の材料を判定する必要があり、これ
を実現する手法としては、蛍光X線分析法、オージェ電
子分光法、EPMA(Electron Probe Microanalysis)
法、等がある。
As described above, in the process of manufacturing a semiconductor device, when a layer film is formed on the surface of the semiconductor wafer with a material different from the intended one, the material of each part formed on the surface of the semiconductor wafer The methods for realizing this are X-ray fluorescence analysis, Auger electron spectroscopy, and EPMA (Electron Probe Microanalysis).
Law, etc.

【0005】しかし、上述のような手法は何れも専門的
な技術であって、大規模で高価な装置が必要であり、分
析に時間も必要である。つまり、候補が数種であっても
微細な層膜の材料を簡単かつ迅速に判定することは実際
には困難であり、半導体装置の製造工程に発生した装置
故障や作業ミスの部分を簡単かつ迅速に特定することが
できない。
[0005] However, all of the above-mentioned techniques are specialized techniques, require large-scale and expensive equipment, and require time for analysis. In other words, it is actually difficult to easily and quickly determine the material of a fine layer film even if there are several types of candidates. Cannot be identified quickly.

【0006】本発明は上述のような課題に鑑みてなされ
たものであり、試料の表面を形成する材料を、多大な時
間と費用とを必要とすることなく判定できる表面検査装
置および方法と、このような表面検査装置および方法で
利用されるデータベースを作成するデータ生成装置およ
び方法と、を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a surface inspection apparatus and method capable of determining a material forming a surface of a sample without requiring much time and cost; It is an object of the present invention to provide a data generation device and method for creating a database used in such a surface inspection device and method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の一の表面検査装
置は、事前に予想される数種の材料の少なくとも一つで
表面が形成されている試料を保持する試料保持手段と、
該試料保持手段により保持された試料の表面にレーザビ
ームを集光して所定角度で入射させるレーザ照射手段
と、試料の表面で反射されたレーザビームのs偏光成分
とp偏光成分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実
測する偏光検出手段と、該偏光検出手段により実測され
たs/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“R
os/Rop”を実測比率として算出する実測算出手段と、
試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”が事前に設定さ
れているデータベース手段と、該データベース手段に設
定されている複数の理論比率から前記実測算出手段によ
り算出された実測比率に近似する一つを選出する数値選
出手段と、該数値選出手段により選出された一つの材料
を試料の材料として判定する材料判定手段と、を具備し
ている。
According to one aspect of the present invention, there is provided a surface inspection apparatus for holding a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance;
Laser irradiation means for condensing a laser beam on the surface of the sample held by the sample holding means and making the laser beam incident at a predetermined angle; and each of an s-polarized component and a p-polarized component of the laser beam reflected on the sample surface. Polarization detecting means for individually measuring the intensity "Ros, Rop", and a ratio "R" of the reflection intensity "Ros, Rop" of the s / p polarization component actually measured by the polarization detecting means.
os / Rop ”as an actual measurement ratio;
For each of several materials expected to form the sample, the theoretical value of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface "Rs, R"
The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of “p”, is approximated to the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculating unit from the database unit in which the theoretical ratio “Rs / Rp” is set in advance and a plurality of theoretical ratios set in the database unit. The apparatus includes numerical value selecting means for selecting one, and material determining means for determining one material selected by the numerical value selecting means as a sample material.

【0008】従って、本発明の表面検査装置では、事前
に予想される数種の材料の少なくとも一つで表面が形成
されている試料を試料保持手段が保持し、この保持され
た試料の表面にレーザ照射手段がレーザビームを集光し
て所定角度で入射させる。この試料の表面で反射された
レーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の強度
“Ros,Rop”を偏光検出手段が個々に実測し、この実
測されたs/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”の比
率“Ros/Rop”を実測算出手段が実測比率として算出
する。一方、試料を形成していると予想される数種の材
料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論
値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”がデ
ータベース手段に事前に設定されているので、このデー
タベース手段に設定されている複数の理論比率から実測
算出手段により算出された実測比率に近似する一つを数
値選出手段が選出する。この数値選出手段により選出さ
れた一つの材料を材料判定手段が試料の材料として判定
するので、試料の表面の材料がs/p偏光の反射強度の
比率から判定される。
Therefore, in the surface inspection apparatus of the present invention, the sample holding means holds the sample whose surface is formed of at least one of several kinds of materials expected in advance, and the sample holding means holds the sample on the surface of the held sample. Laser irradiation means condenses the laser beam and makes it incident at a predetermined angle. The polarization detecting means individually measures the respective intensities “Ros, Rop” of the s-polarized component and the p-polarized component of the laser beam reflected on the surface of the sample, and the reflected intensity of the actually measured s / p polarized component. The actual measurement calculation means calculates the ratio “Ros / Rop” of “Ros, Rop” as the actual measurement ratio. On the other hand, the theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface, is set for each of several materials expected to form the sample. Since it is set in the database means in advance, the numerical value selecting means selects one which is close to the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculating means from a plurality of theoretical ratios set in the database means. Since one material selected by the numerical value selecting means is determined by the material determining means as the material of the sample, the material on the surface of the sample is determined from the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light.

【0009】本発明の他の表面検査装置は、事前に予想
される数種の材料の少なくとも一つで表面が形成されて
いる試料を保持する試料保持手段と、該試料保持手段に
より保持された試料の表面にレーザビームを集光して所
定角度で入射させるレーザ照射手段と、試料の表面で反
射されたレーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各
々の強度“Ros,Rop”を個々に実測する偏光検出手段
と、該偏光検出手段により実測されたs/p偏光成分の
反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”を実測比
率として算出するとともに積値“Ros×Rop”を実測積
値として算出する実測算出手段と、試料を形成している
と予想される数種の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光
成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論
比率“Rs/Rp”と積値に相当する標本積値“Rs×R
p”とが事前に設定されているデータベース手段と、該
データベース手段に設定されている複数の理論比率から
前記実測算出手段により算出された実測比率に近似する
複数の候補を選出してから、これら複数の候補の標本積
値から実測積値に近似する一つを選出する数値選出手段
と、該数値選出手段により選出された一つの材料を試料
の材料として判定する材料判定手段と、を具備してい
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a surface inspection apparatus for holding a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance, and holding the sample by the sample holding unit. A laser irradiating means for converging a laser beam on the surface of the sample and making the laser beam incident at a predetermined angle, and individually determining the intensities “Ros, Rop” of the s-polarized component and the p-polarized component of the laser beam reflected on the sample surface And the ratio "Ros / Rop" of the reflection intensity "Ros, Rop" of the s / p polarization component actually measured by the polarization detecting means is calculated as the measured ratio, and the product value "Ros * Rop" is calculated. And the ratio of the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several types of materials expected to form the sample. To the product of the theoretical ratio "Rs / Rp" The corresponding sample product value “Rs × R
p ”is selected in advance from database means, and from a plurality of theoretical ratios set in the database means, a plurality of candidates approximate to the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculation means are selected. Numerical value selecting means for selecting one approximating to the actual product value from the sample product values of the plurality of candidates, and material determining means for determining one material selected by the numerical value selecting means as a sample material ing.

【0010】従って、本発明の表面検査装置では、事前
に予想される数種の材料の少なくとも一つで表面が形成
されている試料を試料保持手段が保持し、この保持され
た試料の表面にレーザ照射手段がレーザビームを集光し
て所定角度で入射させる。この試料の表面で反射された
レーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の強度
“Ros,Rop”を偏光検出手段が個々に実測し、この実
測されたs/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”の比
率“Ros/Rop”を実測算出手段が実測比率として算出
するとともに積値“Ros×Rop”を実測積値として算出
する。一方、試料を形成していると予想される数種の材
料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論
値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”と積
値に相当する標本積値“Rs×Rp”とがデータベース手
段に事前に設定されているので、このデータベース手段
に設定されている複数の理論比率から数値選出手段が実
測算出手段により算出された実測比率に近似する複数の
候補を選出してから、これら複数の候補の標本積値から
実測積値に近似する一つを選出する。この数値選出手段
により選出された一つの材料を材料判定手段が試料の材
料として判定するので、試料の表面の材料がs/p偏光
の反射強度の比率と積値とから判定される。
Therefore, in the surface inspection apparatus of the present invention, the sample holding means holds the sample whose surface is formed of at least one of several kinds of materials expected in advance, and attaches the sample to the surface of the held sample. Laser irradiation means condenses the laser beam and makes it incident at a predetermined angle. The polarization detecting means individually measures the respective intensities “Ros, Rop” of the s-polarized component and the p-polarized component of the laser beam reflected on the surface of the sample, and the reflected intensity of the actually measured s / p polarized component. The actual measurement calculating means calculates the ratio “Ros / Rop” of “Ros, Rop” as the actual measurement ratio, and calculates the product value “Ros × Rop” as the actual measurement product value. On the other hand, a theoretical ratio “Rs / Rp”, which is a ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface, for each of several materials expected to form the sample. Since the sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value is set in the database means in advance, the numerical value selection means was calculated by the actual measurement calculation means from a plurality of theoretical ratios set in the database means. After selecting a plurality of candidates that approximate the actual measurement ratio, one that approximates the actual measurement product value is selected from the sample product values of the plurality of candidates. Since one material selected by the numerical value selecting means is determined by the material determining means as the material of the sample, the material on the surface of the sample is determined from the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light and the product value.

【0011】上述のような表面検査装置における他の発
明としては、前記レーザ照射手段と前記試料保持手段と
の少なくとも一方を移動させて試料に照射されるレーザ
ビームを所定の分析領域ごとに二次元的に走査させる相
対走査手段も具備しており、前記実測算出手段は、s/
p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”として複数の分析
領域での平均値を使用する。
In another aspect of the above-described surface inspection apparatus, at least one of the laser irradiating means and the sample holding means is moved so that a laser beam irradiating a sample is two-dimensionally divided for each predetermined analysis area. Relative scanning means for performing a scanning operation, wherein the actual measurement calculating means comprises s /
An average value in a plurality of analysis regions is used as the reflection intensity “Ros, Rop” of the p-polarized component.

【0012】従って、レーザ照射手段と試料保持手段と
の少なくとも一方を相対走査手段が移動させて試料に照
射されるレーザビームを所定の分析領域ごとに二次元的
に走査させ、s/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”
として実測算出手段が複数の分析領域での平均値を使用
するので、実測算出手段が算出に利用する反射強度“R
os,Rop”の精度が高い。
Accordingly, the relative scanning means moves at least one of the laser irradiating means and the sample holding means to two-dimensionally scan the laser beam irradiating the sample for each predetermined analysis area, thereby obtaining the s / p polarization component. Reflection intensity "Ros, Rop"
As the actual measurement calculation means uses the average value in a plurality of analysis areas, the reflection intensity “R” used for the calculation by the actual measurement calculation means
os, Rop ”has high accuracy.

【0013】本発明の一の表面検査方法は、事前に予想
される数種の材料の少なくとも一つで表面が形成されて
いる試料を保持し、この保持された試料の表面にレーザ
ビームを集光して照射し、試料の表面で反射されたレー
ザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の強度“R
os,Rop”を個々に実測し、この実測されたs/p偏光
成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”を
実測比率として算出し、試料を形成していると予想され
る数種の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射
強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs
/Rp”を事前に設定しておき、この設定されている複
数の理論比率から算出された実測比率に近似する一つを
選出し、この選出された一つの材料を試料の材料として
判定するようにした。従って、本発明の表面検査方法で
は、試料の表面の材料がs/p偏光の反射強度の比率か
ら判定される。
According to one surface inspection method of the present invention, a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance is held, and a laser beam is focused on the surface of the held sample. Each of the s-polarized light component and the p-polarized light component of the laser beam reflected on the surface of the sample is irradiated with light, and the intensity “R
os, Rop "are individually measured, and the ratio" Ros / Rop "of the actually measured reflection intensity" Ros, Rop "of the s / p polarization component is calculated as the actually measured ratio, and it is expected that a sample is formed. The theoretical ratio "Rs" which is the ratio of the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several types of materials.
/ Rp ”is set in advance, one that approximates the measured ratio calculated from the set theoretical ratios is selected, and one selected material is determined as the material of the sample. Therefore, in the surface inspection method of the present invention, the material of the surface of the sample is determined from the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light.

【0014】本発明の他の表面検査方法は、事前に予想
される数種の材料の少なくとも一つで表面が形成されて
いる試料を保持し、この保持された試料の表面にレーザ
ビームを集光して照射し、試料の表面で反射されたレー
ザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の強度“R
os,Rop”を個々に実測し、この実測されたs/p偏光
成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”を
実測比率として算出するとともに積値“Ros×Rop”を
実測積値として算出し、試料を形成していると予想され
る数種の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射
強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs
/Rp”と積値に相当する標本積値“Rs×Rp”とを事
前に設定しておき、この設定されている複数の理論比率
から算出された実測比率に近似する候補を選出し、この
選出された候補の標本積値から算出された標本積値に近
似する一つを選出し、この選出された一つの材料を試料
の材料として判定するようにした。従って、本発明の表
面検査方法では、試料の表面の材料がs/p偏光の反射
強度の比率と積値とから判定される。
According to another surface inspection method of the present invention, a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance is held, and a laser beam is focused on the surface of the held sample. Each of the s-polarized light component and the p-polarized light component of the laser beam reflected on the surface of the sample is irradiated with light, and the intensity “R
os, Rop ”are individually measured, the ratio“ Ros / Rop ”of the actually measured reflection intensity“ Ros, Rop ”of the s / p polarization component is calculated as the measured ratio, and the product value“ Ros × Rop ”is measured. The theoretical ratio "Rs" which is calculated as a product value and is the ratio of the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarized light component on the smooth surface for each of several materials expected to form the sample.
/ Rp ”and a sample product value“ Rs × Rp ”corresponding to the product value are set in advance, and a candidate that approximates the measured ratio calculated from the set theoretical ratios is selected. One approximating the sample product value calculated from the sample product values of the selected candidates is selected, and the selected one material is determined as the material of the sample. In, the material on the surface of the sample is determined from the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light and the product value.

【0015】本発明の一のデータ生成装置は、試料を形
成していると予想される数種の材料ごとに平滑表面での
s/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率
である理論比率“Rs/Rp”を算出するデータ算出手段
と、該データ算出手段により算出された理論比率“Rs
/Rp”を対応する材料の識別データとともに所定の情
報記憶媒体に格納してデータベース手段を生成するデー
タ設定手段と、を具備している。
[0015] One data generating apparatus of the present invention provides a method for calculating the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several kinds of materials expected to form a sample. Data calculating means for calculating a theoretical ratio “Rs / Rp” as a ratio; and a theoretical ratio “Rs” calculated by the data calculating means.
/ Rp "stored in a predetermined information storage medium together with the corresponding material identification data to generate database means.

【0016】従って、本発明のデータ生成装置では、試
料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑表
面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”
の比率である理論比率“Rs/Rp”をデータ算出手段が
算出し、この算出された理論比率“Rs/Rp”をデータ
設定手段が対応する材料の識別データとともに所定の情
報記憶媒体に格納してデータベース手段を生成するの
で、例えば、このデータベース手段が本発明の表面検査
装置の表面検査方法に利用される。
Therefore, in the data generating apparatus of the present invention, the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface is obtained for each of several kinds of materials which are expected to form the sample.
The data calculating means calculates the theoretical ratio "Rs / Rp", which is the ratio of the data, and stores the calculated theoretical ratio "Rs / Rp" together with the identification data of the corresponding material in a predetermined information storage medium. For example, the database means is used in the surface inspection method of the surface inspection apparatus of the present invention.

【0017】本発明の他のデータ生成装置は、試料を形
成していると予想される数種の材料ごとに平滑表面での
s/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率
である理論比率“Rs/Rp”と積値に相当する標本積値
“Rs×Rp”とを算出するデータ算出手段と、該データ
算出手段により算出された理論比率“Rs/Rp”と標本
積値“Rs×Rp”とを対応する材料の識別データととも
に所定の情報記憶媒体に格納してデータベース手段を生
成するデータ設定手段と、を具備している。
According to another data generating apparatus of the present invention, the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface is determined for each of several types of materials expected to form a sample. Data calculating means for calculating a theoretical ratio “Rs / Rp” as a ratio and a sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value; and a theoretical ratio “Rs / Rp” calculated by the data calculating means and a sample Data setting means for generating a database means by storing the product value “Rs × Rp” together with the corresponding material identification data in a predetermined information storage medium.

【0018】従って、本発明のデータ生成装置では、試
料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑表
面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”
の比率である理論比率“Rs/Rp”と積値に相当する標
本積値“Rs×Rp”とをデータ算出手段が算出し、この
算出された理論比率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×R
p”とをデータ設定手段が対応する材料の識別データと
ともに所定の情報記憶媒体に格納してデータベース手段
を生成するので、例えば、このデータベース手段が本発
明の表面検査装置の表面検査方法に利用される。
Therefore, in the data generating apparatus of the present invention, the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface is obtained for each of several kinds of materials expected to form the sample.
The data calculating means calculates the theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of the above, and the sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value, and calculates the calculated theoretical ratio “Rs / Rp” and the sample product value “ Rs × R
Since the data setting means stores the data "p" in a predetermined information storage medium together with the identification data of the corresponding material to generate the database means, for example, this database means is used in the surface inspection method of the surface inspection apparatus of the present invention. You.

【0019】上述のようなデータ生成装置における他の
発明としては、前記データ算出手段が理論比率“Rs/
Rp”をフレネルの振幅反射率“rs,rp”から複素共役
量*により“(rs×rs*)/(rp×rp*)”として算出する。
従って、理論比率“Rs/Rp”が材料ごとに既知の誘電
率から算出される。
According to another aspect of the data generation apparatus as described above, the data calculation means includes a data processing device for calculating the theoretical ratio "Rs /
Rp ”is calculated from the Fresnel amplitude reflectance“ rs, rp ”as“ (rs × rs * ) / (rp × rp * ) ”by the complex conjugate amount *.
Therefore, the theoretical ratio “Rs / Rp” is calculated from the known dielectric constant for each material.

【0020】上述のようなデータ生成装置における他の
発明としては、前記データ算出手段が標本積値“Rs×
Rp”をs/p偏光の鏡面反射強度“Ps,Pp”と所定
角度で入射するレーザビームの略垂直方向の乱反射強度
Pnと装置常数aにより“(Pn/a)2(Ps×Pp)”とし
て算出する。従って、理論積値に相当する標本積値“R
s×Rp”が装置に固有の特性も加味した状態で材料ごと
に算出される。なお、レーザビームが入射する所定角度
としては、例えば、約60度が好適である。
According to another aspect of the data generation apparatus as described above, the data calculation means uses a sample product value “Rs ×
Rp is calculated as “(Pn / a) 2 (Ps × Pp)” by the specular reflection intensity “Ps, Pp” of the s / p polarized light, the irregular reflection intensity Pn in the substantially vertical direction of the laser beam incident at a predetermined angle, and the device constant a. Therefore, the sample product value “R” corresponding to the theoretical product value is calculated as
s × Rp ″ is calculated for each material in consideration of the characteristics inherent to the apparatus. The predetermined angle at which the laser beam is incident is preferably, for example, about 60 degrees.

【0021】上述のようなデータ生成装置における他の
発明としては、前記データ算出手段の装置常数aは表面
が清浄で材料が明白な標本試料から表面検査装置により
実測された鏡面反射強度“Ps,Pp”および乱反射強度
Pnと、フレネルの振幅反射率“rs,rp”から複素共役
量*により算出された標本試料の材料の理論積値“(rs
×rs*)×(rp×rp*)”とから、“Pn/√{(rs×rs*)×(r
p×rp*)/(Ps×Pp)}”として算出されている。従っ
て、表面検査装置により標本試料から実測された鏡面反
射強度“Ps,Pp”および乱反射強度Pnと、標本試料
の材料の理論積値“(rs×rs*)×(rp×rp*)”とから、デ
ータ算出手段の装置常数aが算出される。
According to another aspect of the data generating apparatus as described above, the device constant a of the data calculating means is such that the specular reflection intensity "Ps," actually measured by a surface inspection device from a sample having a clean surface and a clear material. Pp ”, the diffuse reflection intensity Pn, and the theoretical product value“ (rs) of the material of the sample sample calculated from the complex reflectance amount * from the Fresnel amplitude reflectance “rs, rp”.
× rs * ) × (rp × rp * ) ”and“ Pn / √ {(rs × rs * ) × (r
p × rp * ) / (Ps × Pp)} ”. Therefore, the specular reflection intensity“ Ps, Pp ”and the irregular reflection intensity Pn actually measured from the sample sample by the surface inspection device and the material of the sample sample The device constant a of the data calculation means is calculated from the theoretical product value “(rs × rs * ) × (rp × rp * )”.

【0022】本発明の一のデータ生成方法は、試料を形
成していると予想される数種の材料ごとに平滑表面での
s/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率
である理論比率“Rs/Rp”を算出し、このように算出
された理論比率“Rs/Rp”を対応する材料の識別デー
タとともに所定の情報記憶媒体に格納してデータベース
手段を生成するようにした。従って、本発明のデータ生
成方法により、本発明の表面検査装置の表面検査方法に
利用されるデータベース手段が生成される。
In one data generation method of the present invention, the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface is determined for each of several types of materials expected to form a sample. The theoretical ratio "Rs / Rp", which is a ratio, is calculated, and the calculated theoretical ratio "Rs / Rp" is stored in a predetermined information storage medium together with the identification data of the corresponding material to generate database means. I made it. Therefore, the data generation method of the present invention generates the database means used in the surface inspection method of the surface inspection apparatus of the present invention.

【0023】本発明の他のデータ生成方法は、試料を形
成していると予想される数種の材料ごとに平滑表面での
s/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率
である理論比率“Rs/Rp”と積値に相当する標本積値
“Rs×Rp”とを算出し、このように算出された理論比
率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とを対応する材
料の識別データとともに所定の情報記憶媒体に格納して
データベース手段を生成するようにした。従って、本発
明のデータ生成方法により、本発明の表面検査装置の表
面検査方法に利用されるデータベース手段が生成され
る。
Another method for generating data according to the present invention is to calculate the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several kinds of materials expected to form a sample. The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is a ratio, and a sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value are calculated, and the theoretical ratio “Rs / Rp” thus calculated and the sample product value “Rs × Rp” are calculated. Is stored in a predetermined information storage medium together with the identification data of the corresponding material to generate the database means. Therefore, the data generation method of the present invention generates the database means used in the surface inspection method of the surface inspection apparatus of the present invention.

【0024】ここで、本発明の基本原理を以下に検証す
る。まず、試料が大量生産される回路部品の金属配線の
場合、その表面が微視的に平滑であることはまずなく、
ここに照射されるレーザビームは略乱反射される。そこ
で、このような粗面から実測されるs/p偏光の反射強
度“Ros,Rop”を本発明では下記のように、 Ros=Rou×Rs …(1a) Rop=Rou×Rp …(1b) として近似的に算出する。
Here, the basic principle of the present invention will be verified below. First, in the case of metal wiring of circuit parts whose samples are mass-produced, the surface is unlikely to be microscopically smooth,
The laser beam irradiated here is substantially irregularly reflected. Accordingly, in the present invention, the reflection intensity “Ros, Rop” of s / p polarized light actually measured from such a rough surface is as follows: Ros = Rou × Rs (1a) Rop = Rou × Rp (1b) Approximately calculated as

【0025】なお、Rouは前述のように粗面での実際の
反射強度であり、表面の粗度に対応する。“Rs,Rp”
は平滑表面でのs/p偏光の反射強度の理論値であり、
フレネルの反射式により理論的に算出される。
Rou is the actual reflection intensity on the rough surface as described above, and corresponds to the surface roughness. “Rs, Rp”
Is the theoretical value of the reflection intensity of s / p polarized light on the smooth surface,
It is theoretically calculated by the Fresnel reflection formula.

【0026】上述の数式(1a)(1b)の比率が実測比率
“Ros/Rop”であるが、これは下記の数式(2)に示す
ように、 Ros/Rop=(Rou×Rs)/(Rou×Rp)=Rs/Rp …(2) である。上記数式(2)では試料の表面の粗度や装置の特
性などに依存する常数が相殺されるため、理論比率“R
s/Rp”と高精度に一致することになる。
The ratio of the above formulas (1a) and (1b) is the actually measured ratio “Ros / Rop”, which is represented by the following formula (2): Ros / Rop = (Rou × Rs) / ( Rou × Rp) = Rs / Rp (2) In the above equation (2), since the constants depending on the surface roughness of the sample and the characteristics of the apparatus are offset, the theoretical ratio “R
s / Rp "with high precision.

【0027】そして、このような理論比率“Rs/Rp”
を形成するs/p偏光の反射強度の理論値“Rs,Rp”
は、下記の数式(3a)(3b)に示すように、フレネルの
振幅反射率“rs,rp”から複素共役量*により、 Rs=rs×rs* …(3a) Rp=rp×rp* …(3b) として算出される。
The theoretical ratio "Rs / Rp"
Theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of s / p polarized light which forms
Rs = rs × rs * (3a) Rp = rp × rp * from the Fresnel amplitude reflectivity “rs, rp” and the complex conjugate quantity * as shown in the following equations (3a) and (3b). It is calculated as (3b).

【0028】そのフレネルの振幅反射率“rs,rp”は、
材料に固有の誘電率や光線の入射角からフレネルの反射
式により、
The Fresnel amplitude reflectance “rs, rp” is
From the dielectric constant inherent to the material and the incident angle of the light ray, the Fresnel reflection formula gives

【0029】[0029]

【数1】 のように理論値として算出される。(Equation 1) Is calculated as a theoretical value.

【0030】上述のように各種材料ごとにs/p偏光の
反射強度の理論比率“Rs/Rp”を算出すると図2のよ
うになるので、その数値をデータベースとして蓄積して
おき試料の実測比率“Ros/Rop”の数値で検索すれ
ば、試料の材料を判定できることになる。しかし、A
u,Ag,Cu等の材料は回路装置の製造に多用されて
るが、そのs/p偏光の反射強度の理論比率“Rs/R
p”が近似しており、実測比率“Ros/Rop”と比較し
ても材料の判定が困難であることが予想される。
When the theoretical ratio "Rs / Rp" of the reflection intensity of the s / p polarized light is calculated for each of the various materials as described above, the result is as shown in FIG. If a search is performed using the numerical value of “Ros / Rop”, the material of the sample can be determined. But A
Materials such as u, Ag, and Cu are frequently used in the manufacture of circuit devices, and the theoretical ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light is “Rs / R”.
p "is approximate, and it is expected that it is difficult to determine the material even when compared with the measured ratio" Ros / Rop ".

【0031】そこで、本発明では第二の条件として理論
積値に相当する標本積値“Rs×Rp”もデータベースに
蓄積しておき、実測比率“Ros/Rop”で理論比率“R
s/Rp”を検索しても複数の候補しか選出できない場合
には、その複数の候補の実測積値“Ros×Rop”で標本
積値“Rs×Rp”を検索して一つを選出する。
Therefore, in the present invention, as a second condition, the sample product value “Rs × Rp” corresponding to the theoretical product value is also stored in the database, and the measured ratio “Ros / Rop” is used to calculate the theoretical ratio “Rs / Rop”.
If only a plurality of candidates can be selected by searching for “s / Rp”, a sample product value “Rs × Rp” is searched for using the actual product value “Ros × Rop” of the plurality of candidates, and one is selected. .

【0032】ただし、実測比率“Ros/Rop”では試料
の表面の粗度や装置の特性などに依存する常数が相殺さ
れたが、これが実測積値“Ros×Rop”では累乗される
ので、この実測積値“Ros×Rop”を理論積値と直接に
比較しても誤差が大きい。
However, in the actual measurement ratio "Ros / Rop", constants depending on the roughness of the surface of the sample and the characteristics of the apparatus were canceled out, but this is raised to the power in the actual measurement product value "Ros × Rop". Even if the measured product value “Ros × Rop” is directly compared with the theoretical product value, the error is large.

【0033】そこで、本発明では理論積値に対応して試
料の表面の粗度や装置の特性などを加味した標本積値
“Rs×Rp”を用意しておき、これを実測積値“Ros×
Rop”の比較対象とする。この標本積値“Rs×Rp”
は、下記の数式(5)に示すように、s/p偏光の鏡面反
射強度“Ps,Pp”と所定角度で入射するレーザビーム
の略垂直方向での乱反射強度Pnと装置常数aにより、 Rs×Rp=(Pn/a)2(Ps×Pp) として算出される。
Therefore, in the present invention, a sample product value “Rs × Rp” is prepared corresponding to the theoretical product value in consideration of the surface roughness of the sample and the characteristics of the apparatus, and this is used as the actual product value “Ros”. ×
Rop ”. This sample product value“ Rs × Rp ”
As shown in the following equation (5), Rs is obtained from the specular reflection intensity “Ps, Pp” of the s / p polarized light, the irregular reflection intensity Pn of the laser beam incident at a predetermined angle in the substantially vertical direction, and the device constant a. × Rp = (Pn / a) 2 (Ps × Pp)

【0034】s/p偏光の鏡面反射強度“Ps,Pp”と
所定角度で入射するレーザビームの略垂直方向での乱反
射強度Pnとは、その材料ごとに実測されるが、装置常
数aは装置に固有の常数である。ここで云う装置とは、
実際に試料の材料の判定に利用される本発明の表面検査
装置なので、本発明のデータ生成装置により生成される
データベースは、少なくとも各種パラメータが判明して
いる特定の表面検査装置に固有のものである。
The specular reflection intensity “Ps, Pp” of the s / p polarized light and the irregular reflection intensity Pn of the laser beam incident at a predetermined angle in the substantially vertical direction are actually measured for each material. Is a constant that is unique to The device referred to here is
Since the surface inspection apparatus of the present invention is actually used for the determination of the material of the sample, the database generated by the data generation apparatus of the present invention is specific to a specific surface inspection apparatus in which at least various parameters are known. is there.

【0035】表面検査装置の装置常数aは、表面が清浄
で材料が明白な標本試料から表面検査装置により実測さ
れた鏡面反射強度“Ps,Pp”および約60度で入射する
レーザビームの垂直方向での乱反射強度Pnと、標本試
料の材料の理論積値“(rs×rs *)×(rp×rp*)”とから、
下記の数式(6)に示すように、 a=Pn/√{(rs×rs*)×(rp×rp*)/(Ps×Pp)} として算出される。
The surface constant of the surface inspection device a is a clean surface.
The material is measured by the surface inspection device from the obvious specimen sample.
Specular reflection intensity "Ps, Pp" and incident at about 60 degrees
The irregular reflection intensity Pn in the vertical direction of the laser beam and the sample test
Theoretical product value of the material of the material “(rs × rs *) × (rp × rp*) "
As shown in the following equation (6), a = Pn / √ {(rs × rs*) × (rp × rp*) / (Ps × Pp)}.

【0036】上述のように表面検査装置の装置常数aが
判明すれば、その表面検査装置で材料ごとにs/p偏光
の鏡面反射強度“Ps,Pp”と所定角度で入射するレー
ザビームの垂直方向での乱反射強度Pnとを実測すれば
標本積値“Rs×Rp”が用意される。そこで、材料ごと
に理論比率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とを設
定したデータベースを生成すると、図3に示すように、
理論比率“Rs/Rp”だけでは特定が困難な材料も判定
できるようになる。
As described above, if the device constant a of the surface inspection device is determined, the specular reflection intensity "Ps, Pp" of the s / p polarized light and the perpendicularity of the laser beam incident at a predetermined angle are determined for each material by the surface inspection device. If the diffuse reflection intensity Pn in the direction is actually measured, a sample product value “Rs × Rp” is prepared. Therefore, when a database in which a theoretical ratio “Rs / Rp” and a sample product value “Rs × Rp” are set for each material is generated, as shown in FIG.
A material that is difficult to specify only with the theoretical ratio “Rs / Rp” can be determined.

【0037】なお、本発明で云う各種手段は、その機能
を実現するように形成されていれば良く、例えば、専用
のハードウェア、適正な機能がプログラムにより付与さ
れたコンピュータ、適正なプログラムによりコンピュー
タの内部に実現された機能、これらの組み合わせ、等を
許容する。
The various means referred to in the present invention only need to be formed so as to realize their functions. For example, dedicated hardware, a computer provided with appropriate functions by a program, a computer provided by an appropriate program , The functions realized inside, and the combination thereof are allowed.

【0038】また、本発明で云う情報記憶媒体とは、各
種データをコンピュータが読取自在な状態で記憶するも
のであれば良く、例えば、コンピュータを一部とする装
置に固定されているROM(Read Only Memory)やHDD
(Hard Disc Drive)、コンピュータを一部とする装置に
着脱自在に装填されるCD(Compact Disc)−ROMやF
D(Floppy Disc)、等を許容する。
The information storage medium referred to in the present invention may be any medium that can store various data in a computer-readable state. For example, the information storage medium may be a ROM (Read Only) that is fixed to an apparatus including a computer. Only Memory) and HDD
(Hard Disc Drive), CD (Compact Disc) -ROM or F
D (Floppy Disc), etc. are allowed.

【0039】また、ここで云うコンピュータとは、ソフ
トウェアからなるプログラムを読み取って対応する処理
動作を実行できる装置であれば良く、例えば、CPU(C
entral Processing Unit)を主体として、これにROM
やRAM(Random Access Memory)やI/F(Interface)
等の各種デバイスが必要により接続された装置などを許
容する。
The computer mentioned here may be any device that can read a program made of software and execute the corresponding processing operation.
entral Processing Unit)
And RAM (Random Access Memory) and I / F (Interface)
Various devices such as are allowed to be connected if necessary.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図1を参
照して以下に説明する。なお、図1は本実施の形態のデ
ータ生成装置を兼用した表面検査装置を示す模式的な側
面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic side view showing a surface inspection apparatus that also serves as a data generation apparatus according to the present embodiment.

【0041】まず、本実施の形態のデータ生成装置でも
ある表面検査装置1が検査する試料2は、例えば、ハイ
ブリッドIC(Integrated Circuit)のAuからなる接続
パッドなどであり、本実施の形態の表面検査装置1は、
図1に示すように、上述のような試料2を保持する試料
保持手段として試料保持ステージ3を具備している。
First, the sample 2 to be inspected by the surface inspection apparatus 1 which is also the data generation apparatus of the present embodiment is, for example, a connection pad made of Au of a hybrid IC (Integrated Circuit). Inspection device 1
As shown in FIG. 1, a sample holding stage 3 is provided as sample holding means for holding the sample 2 as described above.

【0042】この試料保持ステージ3は、相対走査手段
であるX/Yステージ4によりX方向とY方向とに移動
自在に支持されている。なお、ここで云うX方向および
Y方向とは、双方とも水平でありながら相互には直交す
る方向であり、例えば、X方向が前後方向でY方向が左
右方向である。
The sample holding stage 3 is movably supported in the X and Y directions by an X / Y stage 4 as a relative scanning means. The X direction and the Y direction referred to here are directions that are both horizontal but orthogonal to each other. For example, the X direction is the front-back direction and the Y direction is the left-right direction.

【0043】上述のような試料保持ステージ3に保持さ
れた試料2の表面の一点に、レーザ照射手段であるレー
ザ照射装置5と偏光検出手段である偏光検出装置6とが
“60±15”の入射角度で各々対向するとともに、画像観
察手段である実体顕微鏡20が真上から垂直に対向して
いる。
At one point on the surface of the sample 2 held on the sample holding stage 3 as described above, a laser irradiation device 5 as a laser irradiation device and a polarization detection device 6 as a polarization detection device are set to “60 ± 15”. The stereo microscopes 20 as image observation means are vertically opposed from directly above while being opposed at the incident angles.

【0044】レーザ照射装置5は、レーザ光源であるH
e−Neのレーザ管7とビームエキスパンダ8と集光レ
ンズ9とを具備しており、偏光検出装置6は、光線偏光
手段である偏光板10と二個のピンホールプレート1
1,12と光電変換手段である光検出器13とを具備し
ている。
The laser irradiation device 5 has a laser light source H
An e-Ne laser tube 7, a beam expander 8, and a condenser lens 9 are provided. The polarization detector 6 includes a polarizing plate 10 serving as a light beam polarizing unit and two pinhole plates 1.
1 and 12 and a photodetector 13 that is a photoelectric conversion unit.

【0045】レーザ管7は、例えば、波長 633(nm)で出
力 5.0(mW)の可視光のレーザビームを出射し、ビーム
エキスパンダ8は、レーザ管7が出射するレーザビーム
のビーム直径を拡大する。集光レンズ9は、ビームエキ
スパンダで拡大されたレーザビームを集光するので、レ
ーザ照射装置5は、試料保持ステージ3により保持され
た試料2の表面の10〜1000ミクロン平方の分析領域にレ
ーザビームを集光して所定角度で入射させる。
The laser tube 7 emits, for example, a visible light laser beam having a wavelength of 633 (nm) and an output of 5.0 (mW), and the beam expander 8 enlarges the beam diameter of the laser beam emitted from the laser tube 7. I do. Since the condenser lens 9 condenses the laser beam expanded by the beam expander, the laser irradiator 5 applies the laser beam to an analysis area of 10 to 1000 μm square on the surface of the sample 2 held by the sample holding stage 3. The beam is condensed and incident at a predetermined angle.

【0046】偏光板10は、例えば、グラントムソンプ
リズムからなり、ステッピングモータやギヤ機構からな
る回動機構(図示せず)により光軸方向を軸心方向とし
て回動自在に軸支されているので、試料2の表面で反射
されたレーザ光からs偏光成分とp偏光成分との各々を
個々に抽出する。ピンホールプレート11,12は、偏
光板10により抽出されたs/p偏光成分を中心部分の
み透過し、光検出器13は、抽出されたs/p偏光成分
の反射強度を実測する。
The polarizing plate 10 is made of, for example, a Glan-Thompson prism, and is rotatably supported by a rotating mechanism (not shown) including a stepping motor and a gear mechanism so as to be rotatable around the optical axis. Then, each of the s-polarized light component and the p-polarized light component is individually extracted from the laser light reflected on the surface of the sample 2. The pinhole plates 11 and 12 transmit only the central part of the s / p polarization component extracted by the polarizing plate 10, and the photodetector 13 measures the reflection intensity of the extracted s / p polarization component.

【0047】X/Yステージ5,6と偏光板10の回動
機構と光検出器13とには、一個の統合制御装置14が
接続されており、この統合制御装置14が上述の各種デ
バイスの動作を統合制御するので、偏光検出装置6は、
二次元的に走査されて試料2の表面の各所で反射された
レーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の強度
を個々に実測する。
A single integrated controller 14 is connected to the X / Y stages 5 and 6, the rotating mechanism of the polarizing plate 10, and the photodetector 13. Since the operation is integrally controlled, the polarization detection device 6
The respective intensities of the s-polarized light component and the p-polarized light component of the laser beam scanned two-dimensionally and reflected at various points on the surface of the sample 2 are individually measured.

【0048】実体顕微鏡20には、画像生成装置15が
接続されており、この画像生成装置15には、画像表示
装置16と前述の統合制御装置14とが接続されてい
る。実体顕微鏡20は、試料2の表面の10〜1000ミクロ
ン平方の分析領域を観察し、画像生成装置15は、実体
顕微鏡20により観察された試料2の表面の画像データ
を生成し、画像表示装置16は、画像生成装置15によ
り生成された試料2の表面の画像データを表示出力す
る。
An image generating device 15 is connected to the stereo microscope 20, and an image display device 16 and the above-mentioned integrated control device 14 are connected to the image generating device 15. The stereo microscope 20 observes an analysis area of 10 to 1000 μm square on the surface of the sample 2, and the image generating device 15 generates image data of the surface of the sample 2 observed by the stereo microscope 20, and the image display device 16 Displays and outputs image data of the surface of the sample 2 generated by the image generating device 15.

【0049】また、画像生成装置15から画像データが
入力される統合制御装置14は、試料2の表面の分析領
域の画像データに対応してX/Yステージ4の動作も制
御するので、これで試料2に照射されるレーザビームが
分析領域ごとに二次元的に走査されることになる。
The integrated controller 14 to which image data is input from the image generator 15 also controls the operation of the X / Y stage 4 in accordance with the image data of the analysis area on the surface of the sample 2. The laser beam applied to the sample 2 is two-dimensionally scanned for each analysis area.

【0050】統合制御装置14には、マイクロコンピュ
ータ17も接続されており、このマイクロコンピュータ
17には、データ入力手段であるキーボード等のデータ
入力デバイス18と、データ出力手段であるディスプレ
イ等のデータ出力デバイス19とが接続されている。
A microcomputer 17 is also connected to the integrated control device 14. The microcomputer 17 has a data input device 18 such as a keyboard as data input means and a data output device such as a display as data output means. The device 19 is connected.

【0051】データ入力デバイス18は、例えば、作業
者の手動操作により命令コード等の各種データをマイク
ロコンピュータ17にデータ入力し、データ出力デバイ
ス19は、マイクロコンピュータ17が生成する表示画
像等の各種データを作業者にデータ出力する。
The data input device 18 inputs various data such as instruction codes to the microcomputer 17 by manual operation of an operator, and the data output device 19 outputs various data such as display images generated by the microcomputer 17. Is output to the operator.

【0052】マイクロコンピュータ17は、CPU(Cen
tral Processing Unit)やRAM(Random Access Memor
y)やROM(Read Only Memory)やI/F(Interface)等
のハードウェアを物理的に具備しており、RAMやRO
M等の情報記憶媒体に事前に格納されているソフトウェ
アである制御プログラムをCPUが読み取って各種動作
を実行することにより、各種手段として各種機能が論理
的に実現されている。
The microcomputer 17 has a CPU (Cen
tral Processing Unit) and RAM (Random Access Memor)
y), ROM (Read Only Memory), I / F (Interface), and other hardware.
Various functions are logically realized as various means by the CPU reading a control program, which is software stored in advance in an information storage medium such as M, and executing various operations.

【0053】つまり、マイクロコンピュータ17には、
データベース手段である元素データベース、実測算出手
段である実測算出機能、数値選出手段である数値選出機
能、材料判定手段である材料判定機能、データ算出手段
であるデータ算出機能、データ設定手段であるデータ設
定機能、等が論理的に実現されている。
That is, the microcomputer 17 includes:
Element database as database means, actual measurement calculation function as actual measurement calculation means, numerical value selection function as numerical value selection means, material determination function as material determination means, data calculation function as data calculation means, data setting as data setting means Functions and the like are logically realized.

【0054】元素データベースは、CPUが読取自在な
状態でRAMに格納された各種データからなり、下記の
表1に示すように、試料2を形成する数種の材料である
元素の識別データごとに、平滑表面でのs/p偏光成分
の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率
“Rs/Rp”と、積値に相当する標本積値“Rs×Rp”
とが事前に設定されている。
The element database is composed of various data stored in the RAM in a readable state by the CPU, and as shown in Table 1 below, for each element of the identification data of the elements, which are several materials forming the sample 2. A theoretical ratio "Rs / Rp" which is a ratio of the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface, and a sample product value "Rs × Rp" corresponding to the product value.
And are set in advance.

【0055】[0055]

【表1】 実測算出機能は、前述のようにRAMやROMに事前に
格納されている制御プログラムに対応してCPUが所定
のデータ処理を実行することにより、偏光検出装置6に
より実測されたs/p偏光成分の反射強度“Ros,Ro
p”の比率“Ros/Rop”を実測比率として算出すると
ともに積値“Ros×Rop”を実測積値として算出する。
[Table 1] As described above, the actual measurement calculation function performs the predetermined data processing by the CPU corresponding to the control program stored in the RAM or the ROM in advance, thereby obtaining the s / p polarization component actually measured by the polarization detector 6. Reflection intensity "Ros, Ro
The ratio “Ros / Rop” of “p” is calculated as the actually measured ratio, and the product value “Ros × Rop” is calculated as the actually measured product value.

【0056】以下同様にCPUが所定のデータ処理を実
行することにより、数値選出機能は、元素データベース
に設定されている複数の理論比率から実測算出機能によ
り算出された実測比率に近似する複数の候補を選出して
から、これら複数の候補の標本積値から実測積値に近似
する一つを選出する。
Similarly, when the CPU executes predetermined data processing, the numerical value selection function becomes a plurality of candidates approximate to the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculation function from the plural theoretical ratios set in the element database. Is selected, one of the sample product values of the plurality of candidates that approximates the actual product value is selected.

【0057】元素判定機能は、数値選出機能により選出
された一つの元素を試料2の元素として判定し、例え
ば、この判定結果の元素の名称をデータ出力デバイス1
9のディスプレイにより作業者に表示出力する。なお、
当然ながら数値選出機能により理論比率と実測比率との
比較段階で一つの元素が選出された場合には、これが判
定結果として元素判定機能により判定される。
The element determination function determines one element selected by the numerical value selection function as an element of the sample 2.
9 for display to the operator. In addition,
Naturally, when one element is selected by the numerical value selection function at the stage of comparing the theoretical ratio and the measured ratio, this is determined by the element determination function as a determination result.

【0058】なお、前述のように試料2の表面でレーザ
ビームが照射される分析領域は二次元的に走査されるの
で、実測算出機能は、s/p偏光成分の反射強度“Ro
s,Rop”として、例えば、百個などの複数の分析領域
での平均値を使用するように設定されている。
As described above, since the analysis area irradiated with the laser beam on the surface of the sample 2 is two-dimensionally scanned, the actual measurement calculation function is performed by using the reflection intensity “Ro” of the s / p polarization component.
For example, an average value in a plurality of analysis regions such as one hundred is set as “s, Rop”.

【0059】上述した元素データベースと実測算出機能
と数値選出機能と材料判定機能とは、本実施の形態の表
面検査装置1が試料2の表面の元素を判定する場合に必
要な機能である。しかし、そこで必要となる元素データ
ベースの設定内容は表面検査装置1と試料2との特性に
依存するため、この元素データベースを構築する機能と
して上述のデータ算出機能とデータ設定機能も本実施の
形態の表面検査装置1には実現されている。
The above-described element database, actual measurement calculation function, numerical value selection function, and material determination function are necessary functions when the surface inspection apparatus 1 of the present embodiment determines an element on the surface of the sample 2. However, since the setting contents of the element database required there depend on the characteristics of the surface inspection apparatus 1 and the sample 2, the above-described data calculation function and data setting function as functions for constructing the element database are also included in this embodiment. This is realized in the surface inspection device 1.

【0060】データ算出機能は、やはりCPUが所定の
データ処理を実行することにより、標本として用意され
る数種の試料2の元素ごとに、平滑表面でのs/p偏光
成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論
比率“Rs/Rp”と積値に相当する標本積値“Rs×R
p”とを算出する。
The data calculation function also performs predetermined data processing by the CPU, and performs the theoretical calculation of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several elements of the sample 2 prepared as a sample. A theoretical product ratio “Rs / Rp” which is a ratio of the values “Rs, Rp” and a sample product value “Rs × R” corresponding to the product value
p ”is calculated.

【0061】データ設定機能は、データ算出機能により
算出された理論比率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×R
p”とを、対応する元素の識別データとともに情報記憶
媒体であるRAMの記憶エリアに格納することにより、
上述の元素データベースを生成する。
The data setting function is based on the theoretical ratio “Rs / Rp” calculated by the data calculation function and the sample product value “Rs × R
p ”is stored in the storage area of the RAM as the information storage medium together with the identification data of the corresponding element,
Generate the above-mentioned element database.

【0062】なお、上述のデータ算出機能は、理論比率
“Rs/Rp”をフレネルの振幅反射率“rs,rp”から複
素共役量*により“(rs×rs*)/(rp×rp*)”として算出
し、標本積値“Rs×Rp”をs/p偏光の鏡面反射強度
“Ps,Pp”と所定角度で入射するレーザビームの略垂
直方向での乱反射強度Pnと装置常数aにより“(Pn/
a)2(Ps×Pp)”として算出する。
The above-described data calculation function calculates the theoretical ratio “Rs / Rp” from the Fresnel amplitude reflectance “rs, rp” by using the complex conjugate amount “*” (rs × rs * ) / (rp × rp * ). And the sample product value “Rs × Rp” is calculated based on the specular reflection intensity “Ps, Pp” of the s / p polarized light, the irregular reflection intensity Pn of the laser beam incident at a predetermined angle in the substantially vertical direction, and the device constant a. (Pn /
a) It is calculated as 2 (Ps × Pp) ”.

【0063】このデータ算出機能の装置常数aは、表面
が清浄で元素が明白な標本試料(図示せず)から表面検
査装置により実測された鏡面反射強度“Ps,Pp”およ
び乱反射強度Pnと、フレネルの振幅反射率“rs,rp”
から複素共役量*により算出された標本試料の元素の理
論積値“(rs×rs*)×(rp×rp*)”とから、“Pn/√{(r
s×rs*)×(rp×rp*)/(Ps×Pp)}”として算出されて
いる。
The device constant a of the data calculation function is a specular reflection intensity “Ps, Pp” and a diffuse reflection intensity Pn actually measured by a surface inspection device from a sample (not shown) whose surface is clean and whose elements are clear. Fresnel amplitude reflectance “rs, rp”
From the theoretical product value of the element of the sample “(rs × rs * ) × (rp × rp * )” calculated by the complex conjugate amount * from “Pn / √ {(r
s × rs * ) × (rp × rp * ) / (Ps × Pp)} ”.

【0064】上述のようなマイクロコンピュータ17の
各種機能は、必要によりデータ出力デバイス19等のハ
ードウェアを利用して実現されるが、その主体はRAM
等の情報記憶媒体に格納されたソフトウェアに対応し
て、ハードウェアからなるコンピュータであるCPUが
動作することにより実現されている。
The various functions of the microcomputer 17 as described above are realized by using hardware such as the data output device 19 if necessary.
It is realized by the operation of a CPU, which is a computer composed of hardware, corresponding to software stored in an information storage medium such as.

【0065】例えば、本実施の形態の表面検査装置1が
試料2の表面の元素を判定するために必要なソフトウェ
アは、偏光検出装置6により実測されたs/p偏光成分
の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”を実測
比率として算出するとともに積値“Ros×Rop”を実測
積値として算出すること、元素データベースに設定され
ている複数の理論比率から算出された実測比率に近似す
る複数の候補を選出すること、これら複数の候補の標本
積値から実測積値に近似する一つを選出すること、この
選出された一つの元素を試料2の元素として判定してデ
ータ出力デバイス19のディスプレイなどにより作業者
に表示出力すること、等の処理動作をCPU等に実行さ
せるための制御プログラムとしてRAM等の情報記憶媒
体に格納されている。
For example, the software required for the surface inspection apparatus 1 of the present embodiment to determine the element on the surface of the sample 2 is the reflection intensity “Ros, s / p polarization component of the s / p polarization component actually measured by the polarization detector 6. Calculating the ratio “Ros / Rop” of the “Rop” as the actually measured ratio and calculating the product value “Ros × Rop” as the actually measured product value, and calculating the product ratio “Ros × Rop” from the plurality of theoretical ratios set in the element database. Selecting a plurality of approximate candidates, selecting one that approximates the actual product value from the sample product values of the plurality of candidates, judging one selected element as an element of the sample 2, and outputting data. It is stored in an information storage medium such as a RAM as a control program for causing a CPU or the like to execute processing operations such as displaying and outputting to a worker on a display or the like of the device 19.

【0066】また、本実施の形態の表面検査装置1に元
素データベースのデータファイルなどを構築するために
必要なソフトウェアは、標本として用意される数種の試
料2の元素ごとに、平滑表面でのs/p偏光成分の反射
強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs
/Rp”と積値に相当する標本積値“Rs×Rp”とを算
出すること、この算出された理論比率“Rs/Rp”と標
本積値“Rs×Rp”とを、対応する元素の識別データと
ともに情報記憶媒体であるRAMの記憶エリアに格納し
て元素データベースを生成すること、等の処理動作をC
PU等に実行させるための制御プログラムとしてRAM
等の情報記憶媒体に格納されている。
The software necessary for constructing the data file of the element database in the surface inspection apparatus 1 of the present embodiment is provided for each of the elements of several kinds of samples 2 prepared as specimens. Theoretical ratio "Rs" which is the ratio of the theoretical value "Rs, Rp" of the reflection intensity of the s / p polarization component.
/ Rp ”and a sample product value“ Rs × Rp ”corresponding to the product value, and calculating the calculated theoretical ratio“ Rs / Rp ”and the sample product value“ Rs × Rp ”of the corresponding element. Processing operations such as generating an element database by storing it in a storage area of a RAM, which is an information storage medium, together with identification data are described in C.
RAM as a control program to be executed by a PU or the like
And the like.

【0067】上述のような構成において、本実施の形態
の表面検査装置1の表面検査方法を以下に順次説明す
る。まず、試料保持ステージ3により保持された試料2
の表面にレーザ照射装置5によりレーザビームが集光さ
れて照射されるので、この状態で試料保持ステージ3が
X/Yステージ4により移動される。
With the above configuration, the surface inspection method of the surface inspection apparatus 1 of the present embodiment will be sequentially described below. First, the sample 2 held by the sample holding stage 3
The laser beam is condensed and irradiated by the laser irradiation device 5 on the surface of the sample, and the sample holding stage 3 is moved by the X / Y stage 4 in this state.

【0068】これで試料2に照射されるレーザビームが
分析領域ごとに二次元的に走査されるので、このように
二次元的に走査されて試料2の表面の分析領域で反射さ
れたレーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の
強度が偏光検出装置6により個々に実測される。
Since the laser beam irradiated on the sample 2 is two-dimensionally scanned for each analysis area, the laser beam scanned two-dimensionally and reflected on the analysis area on the surface of the sample 2 in this manner. The intensity of each of the s-polarized component and the p-polarized component is individually measured by the polarization detector 6.

【0069】このように実測されるs/p偏光成分の反
射強度“Ros,Rop”が所定個数に到達すると、その平
均値がマイクロコンピュータ17により算出されてか
ら、比率“Ros/Rop”が実測比率として算出されると
ともに、積値“Ros×Rop”が実測積値として算出され
る。
When the actually measured reflection intensity "Ros, Rop" of the s / p polarization component reaches a predetermined number, the average value is calculated by the microcomputer 17, and then the ratio "Ros / Rop" is actually measured. The product value “Ros × Rop” is calculated as an actually measured product value while being calculated as a ratio.

【0070】このマイクロコンピュータ17の元素デー
タベースには、試料2の形成に利用される数種の元素ご
とに理論比率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とが
事前に設定されているので、マイクロコンピュータ17
は、元素データベースに設定されている複数の理論比率
“Rs/Rp”から算出した実測比率“Ros/Rop”に近
似する複数の候補を選出する。
In the element database of the microcomputer 17, a theoretical ratio “Rs / Rp” and a sample product value “Rs × Rp” are set in advance for each of several elements used for forming the sample 2. The microcomputer 17
Selects a plurality of candidates that approximate the measured ratio "Ros / Rop" calculated from the plurality of theoretical ratios "Rs / Rp" set in the element database.

【0071】このように複数の候補を選出したマイクロ
コンピュータ17は、その複数の候補の標本積値“Rs
×Rp”から実測積値“Ros×Rop”に近似する一つを
選出する。このように選出された一つの元素が試料2の
元素として判定されるので、例えば、この元素の名称が
データ出力デバイス19のディスプレイによりユーザに
表示出力される。
The microcomputer 17 that has selected a plurality of candidates as described above, sets the sample product value “Rs
× Rp ”, one of which is close to the actual measured value“ Ros × Rop ”is selected.One element thus selected is determined as an element of the sample 2. For example, the name of this element is used as the data output. The display is output to the user on the display of the device 19.

【0072】本実施の形態の表面検査装置1は、上述の
ように試料2の表面の元素を判定することができるの
で、例えば、製造工程で装置故障や作業ミスが発生して
半導体ウェハの表面に予定とは相違する材料で層膜が形
成された場合でも、その表面に形成された各部の材料を
判定して装置故障や作業ミスの部分を特定することがで
きる。
The surface inspection apparatus 1 according to the present embodiment can determine the elements on the surface of the sample 2 as described above. Even when the layer film is formed of a material different from the expected one, it is possible to determine the material of each part formed on the surface of the layer film and to specify the portion of the device failure or the work error.

【0073】しかも、本実施の形態の表面検査装置1
は、上述のような試料2の表面の元素をs/p偏光の反
射強度の比率と積値とから判定することができ、蛍光X
線分析法やオージェ電子分光法やEPMA法等のように
大規模で高価な装置を必要とすることもないので、試料
2の表面の元素を簡単な装置で迅速に判定することがで
きる。
Moreover, the surface inspection apparatus 1 of the present embodiment
Can determine the element on the surface of the sample 2 as described above from the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light and the product value, and the fluorescence X
Since there is no need for a large-scale and expensive device such as a line analysis method, an Auger electron spectroscopy method, and an EPMA method, the element on the surface of the sample 2 can be quickly determined by a simple device.

【0074】さらに、本実施の形態の表面検査装置1
は、試料2に照射されるレーザビームを所定の分析領域
ごとに二次元的に走査させ、s/p偏光成分の反射強度
“Ros,Rop”として複数の分析領域での平均値を使用
するので、試料2の表面の元素を良好な精度で判定する
ことができる。
Further, the surface inspection apparatus 1 of the present embodiment
Since the laser beam irradiated on the sample 2 is two-dimensionally scanned for each predetermined analysis area, and the average value in a plurality of analysis areas is used as the reflection intensity “Ros, Rop” of the s / p polarization component. The element on the surface of the sample 2 can be determined with good accuracy.

【0075】なお、実際に上述のような表面検査装置1
を試作して試料2の表面の元素であるAuを実測したと
ころ、その理論比率“Rs/Rp”である“1.09”に対し
て実測比率“Ros/Rop”は“1.13”であった。同様
に、Alを実測したところ、理論比率は“1.52”に対し
て実測比率は“1.41”であり、シリコン半導体ウェハを
実測したところ、理論比率は“5.23”に対して実測比率
は“5.44”であった。なお、ステンレスは理論比率が存
在しないが実測比率は“4.20”であった。
Incidentally, the surface inspection apparatus 1 as described above is actually used.
As a result of actual measurement of Au as an element on the surface of Sample 2, the measured ratio "Ros / Rop" was "1.13" against the theoretical ratio "Rs / Rp" of "1.09". Similarly, when Al was measured, the theoretical ratio was "1.52" and the measured ratio was "1.41". When the silicon semiconductor wafer was measured, the theoretical ratio was "5.23" and the measured ratio was "5.44". Met. Although the theoretical ratio of stainless steel did not exist, the measured ratio was “4.20”.

【0076】前述のようにAuの理論比率はCuやAg
と近似するため、これらの全部を試料2に使用している
場合には、実測比率と理論比率との比較のみで元素を特
定することは困難であり、このような場合には実測積値
も算出して標本積値と比較することが好ましい。
As described above, the theoretical ratio of Au is Cu or Ag.
When all of these are used for the sample 2, it is difficult to specify the element only by comparing the measured ratio and the theoretical ratio. In such a case, the measured product value is also Preferably, it is calculated and compared with the sample product value.

【0077】ただし、実測比率と理論比率との比較のみ
で元素を特定できる場合には、実測積値と標本積値とを
比較する必要はない。例えば、理論比率が近似する元素
が存在しない元素や、理論比率が近似する元素を試料2
で使用していない場合には、その元素は実測比率と理論
比率との比較のみで特定できる。
However, if the element can be specified only by comparing the measured ratio and the theoretical ratio, it is not necessary to compare the measured product value with the sample product value. For example, an element in which an element having a similar theoretical ratio does not exist or an element having a similar theoretical ratio is sample 2
If not used, the element can be specified only by comparing the measured ratio and the theoretical ratio.

【0078】なお、本実施の形態の表面検査装置1が上
述のように試料2の表面の元素を判定するためには、ユ
ーザが使用する元素や装置に固有の特性なども考慮した
元素データベースが事前に適正に構築されている必要が
あるので、本実施の形態の表面検査装置1は、標本試料
の実測結果に基づいて元素データベースを構築する機能
も具備している。
In order for the surface inspection apparatus 1 of this embodiment to determine the elements on the surface of the sample 2 as described above, an element database in which the elements used by the user and the characteristics unique to the apparatus are also taken into account. Since the surface inspection apparatus 1 according to the present embodiment needs to be properly constructed in advance, the surface inspection apparatus 1 also has a function of constructing an element database based on the actual measurement result of the sample.

【0079】このような表面検査装置1のデータ生成方
法を以下に順次説明する。まず、ユーザは最初に表面が
清浄で元素が明白な標本試料を用意して表面検査装置1
の試料保持ステージ3に保持させ、レーザビームを元素
判定の場合と同一角度で入射させた鏡面反射強度“P
s,Pp”と、レーザビームを約60度で入射させた場合の
垂直方向での乱反射強度Pnとを偏光検出装置6で実測
する。
The data generation method of the surface inspection apparatus 1 will be described below. First, the user first prepares a specimen sample whose surface is clean and whose elements are clear, and the surface inspection apparatus 1 is prepared.
Specular reflection intensity “P” when the laser beam is incident on the sample holding stage 3 at the same angle as in the element determination.
s, Pp "and the irregular reflection intensity Pn in the vertical direction when the laser beam is incident at about 60 degrees are actually measured by the polarization detector 6.

【0080】このように標本試料から鏡面反射強度“P
s,Pp”と乱反射強度Pnとが実測されると、フレネル
の振幅反射率“rs,rp”から複素共役量*により算出さ
れた標本試料の元素の理論積値“(rs×rs*)×(rp×r
p*)”がマイクロコンピュータ17により算出され、
“Pn/√{(rs×rs*)×(rp×rp*)/(Ps×Pp)}”とし
て装置常数aが算出される。
As described above, the specular reflection intensity “P
s, Pp "and the diffuse reflection intensity Pn are actually measured, and the theoretical product value of the elements of the sample sample calculated by the complex conjugate amount * from the amplitude reflectance" rs, rp "of Fresnel" (rs × rs * ) × (rp × r
p * ) ”is calculated by the microcomputer 17;
The device constant a is calculated as “Pn / √ {(rs × rs * ) × (rp × rp * ) / (Ps × Pp)}”.

【0081】このように算出された装置常数aはマイク
ロコンピュータ17に演算処理のパラメータとして登録
されるので、このような状態で標本として必要な元素の
試料2が用意されてs/p偏光成分の反射強度“Rs,
Rp”が実測され、s/p偏光成分の反射強度の理論値
“Rs,Rp”の積値に相当する標本積値“Rs×Rp”が
マイクロコンピュータ17により“(Pn/a)2(Ps×P
p)”として算出される。
The device constant a calculated in this manner is registered as a parameter for the arithmetic processing in the microcomputer 17, and a sample 2 of a necessary element is prepared as a sample in this state, and the s / p polarization component The reflection intensity "Rs,
Rp ”is actually measured, and the sample product value“ Rs × Rp ”corresponding to the product value of the theoretical value“ Rs, Rp ”of the reflection intensity of the s / p polarization component is calculated by the microcomputer 17 as“ (Pn / a) 2 (Ps × P
p) ".

【0082】また、その元素のs/p偏光成分の反射強
度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/
Rp”は、マイクロコンピュータ17によりフレネルの
振幅反射率“rs,rp”から複素共役量*により“(rs×r
s*)/(rp×rp*)”として算出される。
The theoretical ratio “Rs / Rp” which is the ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the s / p polarization component of the element.
The microcomputer 17 calculates “(rs × r” from the amplitude reflectance “rs, rp” of the Fresnel by the microcomputer 17 using the complex conjugate amount *.
s * ) / (rp * rp * ) ".

【0083】上述のように試料2の数種の元素ごとに理
論比率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とが算出さ
れると、このマイクロコンピュータ17は、理論比率
“Rs/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とを対応する元素
の識別データとともにRAMの記憶エリアに格納し、元
素データベースのデータファイルを構築する。
When the theoretical ratio “Rs / Rp” and the sample product value “Rs × Rp” are calculated for each of several elements of the sample 2 as described above, the microcomputer 17 calculates the theoretical ratio “Rs / Rp”. “Rp” and the sample product value “Rs × Rp” are stored in the storage area of the RAM together with the identification data of the corresponding elements, and a data file of the element database is constructed.

【0084】本実施の形態の表面検査装置1は、上述の
ように装置に固有の特性や試料2に使用される元素の種
類も考慮された元素データベースを簡単に構築すること
ができるので、この元素データベースを利用した試料2
の元素の判定を良好な精度で実行することができる。
As described above, the surface inspection apparatus 1 of this embodiment can easily construct an element database in which characteristics unique to the apparatus and types of elements used for the sample 2 are also taken into consideration. Sample 2 using element database
Can be determined with good accuracy.

【0085】なお、本発明は上記形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許
容する。例えば、上記形態では、試料22の表面に照射
されるレーザビームを走査させるため、X/Yステージ
4が保持ステージを移動させることを例示した。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but allows various modifications without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the X / Y stage 4 moves the holding stage in order to scan the laser beam irradiated on the surface of the sample 22.

【0086】しかし、レーザ照射装置5や偏光検出装置
6を移動させることも可能であり、このようにレーザビ
ームを走査させるためにレーザ照射装置5や偏光検出装
置6を移動させる手法としては、例えば、そのレーザ光
源や光検出器は固定したまま反射ミラー等の偏向光学系
を並進や回動させることも可能である。
However, it is also possible to move the laser irradiation device 5 and the polarization detection device 6. As a method for moving the laser irradiation device 5 and the polarization detection device 6 to scan the laser beam, for example, It is also possible to translate or rotate a deflecting optical system such as a reflecting mirror while keeping the laser light source and the photodetector fixed.

【0087】また、偏光検出装置6でs/p偏光の各々
を個々に検出するため、偏光板10を直角に回動させる
ことを例示したが、例えば、偏光方向が直交する一対の
偏光板を光路上に交互に配置するようなことも可能であ
り、s/p偏光の各々を個々に検出する一対の偏光検出
装置を光路上に交互に配置するようなことも可能であ
る。
Further, in order to individually detect each of the s / p polarized lights by the polarization detecting device 6, the polarizing plate 10 is rotated at a right angle. However, for example, a pair of polarizing plates whose polarization directions are orthogonal to each other may be used. It is also possible to arrange them alternately on the optical path, and it is also possible to arrange alternately on the optical path a pair of polarization detectors that individually detect each of the s / p polarized light.

【0088】さらに、上記形態では表面検査装置1が試
料2の実測比率および実測積値の両方を最初から算出し
て理論比率および標本積値と順番に比較することを例示
した。しかし、最初は実測比率のみ算出して理論比率と
比較し、これで元素が判定されない場合のみ実測積値を
算出して標本積値と比較するようなことも可能である。
また、試料2の判定すべき元素が少数で実測比率と理論
比率との比較のみで充分に判定が可能な場合には、実測
積値の算出や標本積値の設定を省略することも可能であ
る。
Further, in the above embodiment, the surface inspection apparatus 1 calculates both the measured ratio and the measured product value of the sample 2 from the beginning and compares them with the theoretical ratio and the sample product value in order. However, at first, it is also possible to calculate only the measured ratio and compare it with the theoretical ratio, and then calculate the measured product value and compare it with the sample product value only when the element is not determined.
Further, when the number of elements to be determined in the sample 2 is small and the determination can be sufficiently performed only by comparing the measured ratio and the theoretical ratio, the calculation of the measured product value and the setting of the sample product value can be omitted. is there.

【0089】さらに、上記形態ではユーザが表面検査装
置1で標本試料を実測して元素データベースのデータフ
ァイルを構築することを例示したが、例えば、表面検査
装置1を製造するメーカが事前に元素データベースを用
意して設定しておくことも可能である。このような場
合、表面検査装置1の元素データベースにはユーザが必
要としない元素データも登録されることになるので、例
えば、ユーザが元素データベースを編集して自身に必要
な形態に修正することが好ましい。
Further, in the above-described embodiment, the user actually measures the sample with the surface inspection apparatus 1 and constructs the data file of the element database. However, for example, the manufacturer of the surface inspection apparatus 1 prepares the element database in advance. It is also possible to prepare and set. In such a case, element data that the user does not need is also registered in the element database of the surface inspection apparatus 1, so that, for example, the user edits the element database and corrects the element database to a necessary form. preferable.

【0090】また、上記形態では表面検査装置1が元素
データベースを構築するデータ生成装置も兼用すること
を例示したが、このような装置を別個に形成することも
可能である。さらに、上記形態では表面検査装置1が判
定する試料2の表面の材料が単体の元素であることを想
定したが、例えば、複数の元素からなる合金などの材料
を表面検査装置1で判定することも可能である。
In the above-described embodiment, the surface inspection apparatus 1 has been described as also serving as a data generation apparatus for constructing an element database, but such an apparatus may be formed separately. Further, in the above embodiment, it is assumed that the material on the surface of the sample 2 determined by the surface inspection device 1 is a single element. However, for example, a material such as an alloy including a plurality of elements is determined by the surface inspection device 1. Is also possible.

【0091】また、上記形態ではRAM等にソフトウェ
アとして格納されている制御プログラムに従ってCPU
が動作することにより、マイクロコンピュータ17の各
種機能として各種手段が論理的に実現されることを例示
した。しかし、このような各種手段の各々を固有のハー
ドウェアとして形成することも可能であり、一部をソフ
トウェアとしてRAM等に格納するとともに一部をハー
ドウェアとして形成することも可能である。
In the above embodiment, the CPU is executed in accordance with a control program stored as software in a RAM or the like.
It has been exemplified that various means are logically realized as various functions of the microcomputer 17 by the operation of. However, it is also possible to form each of these various means as unique hardware, and it is also possible to store a part as software in a RAM or the like and form a part as hardware.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, it has the following effects.

【0093】請求項1記載の発明の表面検査装置は、事
前に予想される数種の材料の少なくとも一つで表面が形
成されている試料を保持する試料保持手段と、該試料保
持手段により保持された試料の表面にレーザビームを集
光して所定角度で入射させるレーザ照射手段と、試料の
表面で反射されたレーザビームのs偏光成分とp偏光成
分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実測する偏光
検出手段と、該偏光検出手段により実測されたs/p偏
光成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”
を実測比率として算出する実測算出手段と、試料を形成
していると予想される数種の材料ごとに平滑表面でのs
/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率で
ある理論比率“Rs/Rp”が事前に設定されているデー
タベース手段と、該データベース手段に設定されている
複数の理論比率から前記実測算出手段により算出された
実測比率に近似する一つを選出する数値選出手段と、該
数値選出手段により選出された一つの材料を試料の材料
として判定する材料判定手段と、を具備していることに
より、試料の表面の材料をs/p偏光の反射強度の比率
に基づいて判定することができるので、この判定を簡単
な装置で迅速に実行することができる。
The surface inspection apparatus according to the first aspect of the present invention comprises a sample holding means for holding a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance, and a sample holding means for holding the sample. A laser irradiating means for converging a laser beam on the surface of the sample and entering the laser beam at a predetermined angle; and intensity "Ros, Rop" of each of an s-polarized component and a p-polarized component of the laser beam reflected on the sample surface. And the ratio “Ros / Rop” of the reflection intensity “Ros, Rop” of the s / p polarization component actually measured by the polarization detecting means.
Is calculated as an actual measurement ratio, and s on the smooth surface is determined for each of several materials expected to form the sample.
A database means in which a theoretical ratio “Rs / Rp” which is a ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the / p polarization component is set in advance, and a plurality of theoretical ratios set in the database means. Numerical value selection means for selecting one approximating the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculation means, and material determination means for determining one material selected by the numerical value selection means as a sample material, Since the material on the surface of the sample can be determined based on the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light, this determination can be quickly performed with a simple device.

【0094】請求項2記載の発明の表面検査装置は、事
前に予想される数種の材料の少なくとも一つで表面が形
成されている試料を保持する試料保持手段と、該試料保
持手段により保持された試料の表面にレーザビームを集
光して所定角度で入射させるレーザ照射手段と、試料の
表面で反射されたレーザビームのs偏光成分とp偏光成
分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実測する偏光
検出手段と、該偏光検出手段により実測されたs/p偏
光成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”
を実測比率として算出するとともに積値“Ros×Rop”
を実測積値として算出する実測算出手段と、試料を形成
していると予想される数種の材料ごとに平滑表面でのs
/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率で
ある理論比率“Rs/Rp”と積値に相当する標本積値
“Rs×Rp”とが事前に設定されているデータベース手
段と、該データベース手段に設定されている複数の理論
比率から前記実測算出手段により算出された実測比率に
近似する複数の候補を選出してから、これら複数の候補
の標本積値から実測積値に近似する一つを選出する数値
選出手段と、該数値選出手段により選出された一つの材
料を試料の材料として判定する材料判定手段と、を具備
していることにより、試料の表面の材料をs/p偏光の
反射強度の比率と積値とに基づいて判定することができ
るので、この判定を簡単な装置で迅速に実行することが
できる。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a surface inspection apparatus for holding a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance, and holding the sample by the sample holding unit. A laser irradiating means for converging a laser beam on the surface of the sample and incident the laser beam at a predetermined angle; And the ratio “Ros / Rop” of the reflection intensity “Ros, Rop” of the s / p polarization component actually measured by the polarization detecting means.
And the product value “Ros × Rop”
Actual calculation means for calculating the actual product value, and s on the smooth surface for each of several types of materials expected to form the sample.
Database means in which a theoretical ratio “Rs / Rp”, which is a ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the / p polarization component, and a sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value are preset. And, from a plurality of theoretical ratios set in the database means, select a plurality of candidates that approximate the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculation means, and then, from the sample product values of these plurality of candidates to the actual measurement product values By providing a numerical value selecting means for selecting an approximating one, and a material determining means for determining one material selected by the numerical value selecting means as a material of the sample, the material on the surface of the sample is reduced to s. Since the determination can be made based on the ratio of the reflection intensity of the / p polarized light and the product value, this determination can be quickly performed by a simple device.

【0095】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の表面検査装置であって、前記レーザ照射手段と前
記試料保持手段との少なくとも一方を移動させて試料に
照射されるレーザビームを所定の分析領域ごとに二次元
的に走査させる相対走査手段も具備しており、前記実測
算出手段は、s/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”
として複数の分析領域での平均値を使用することによ
り、試料の表面から実測される反射強度“Ros,Rop”
の精度を向上させることができるので、試料の表面の材
料を良好な精度で判定することができる。
The third aspect of the present invention is the first or second aspect.
The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein at least one of the laser irradiation unit and the sample holding unit is moved, and a relative scanning unit that two-dimensionally scans a laser beam irradiated on the sample for each predetermined analysis region is also provided. And the actual measurement calculating means includes a reflection intensity “Ros, Rop” of the s / p polarization component.
By using the average value in a plurality of analysis areas as the reflection intensity “Ros, Rop” actually measured from the surface of the sample.
Therefore, the material on the surface of the sample can be determined with good accuracy.

【0096】請求項4記載の発明の表面検査方法は、事
前に予想される数種の材料の少なくとも一つで表面が形
成されている試料を保持し、この保持された試料の表面
にレーザビームを集光して照射し、試料の表面で反射さ
れたレーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の
強度“Ros,Rop”を個々に実測し、この実測されたs
/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/
Rop”を実測比率として算出し、試料を形成していると
予想される数種の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成
分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比
率“Rs/Rp”を事前に設定しておき、この設定されて
いる複数の理論比率から算出された実測比率に近似する
一つを選出し、この選出された一つの材料を試料の材料
として判定するようにしたことにより、試料の表面の材
料をs/p偏光の反射強度の比率に基づいて判定するこ
とができるので、この判定を簡単な方法で迅速に実行す
ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a surface inspection method comprising: holding a sample having a surface formed of at least one of several kinds of materials expected in advance; and holding a laser beam on the surface of the held sample. Is condensed and irradiated, and the respective intensities “Ros, Rop” of the s-polarized component and the p-polarized component of the laser beam reflected by the surface of the sample are individually measured.
/ Ratio of reflection intensity “Ros, Rop” of polarization component “Ros /
Rop "is calculated as an actual measurement ratio, and is a ratio of the theoretical value" Rs, Rp "of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several materials expected to form a sample. The ratio “Rs / Rp” is set in advance, and one approximating the actually measured ratio calculated from the set theoretical ratios is selected, and the selected one material is used as a sample material. By making the determination, the material on the surface of the sample can be determined based on the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light, so that this determination can be quickly performed by a simple method.

【0097】請求項5記載の発明の表面検査方法は、事
前に予想される数種の材料の少なくとも一つで表面が形
成されている試料を保持し、この保持された試料の表面
にレーザビームを集光して照射し、試料の表面で反射さ
れたレーザビームのs偏光成分とp偏光成分との各々の
強度“Ros,Rop”を個々に実測し、この実測されたs
/p偏光成分の反射強度“Ros,Rop”の比率“Ros/
Rop”を実測比率として算出するとともに積値“Ros×
Rop”を実測積値として算出し、試料を形成していると
予想される数種の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成
分の反射強度の理論値“Rs,Rp”の比率である理論比
率“Rs/Rp”と積値に相当する標本積値“Rs×Rp”
とを事前に設定しておき、この設定されている複数の理
論比率から算出された実測比率に近似する候補を選出
し、この選出された候補の標本積値から算出された標本
積値に近似する一つを選出し、この選出された一つの材
料を試料の材料として判定するようにしたことにより、
試料の表面の材料をs/p偏光の反射強度の比率と積値
とに基づいて判定することができるので、この判定を簡
単な装置で迅速に実行することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a surface inspection method comprising: holding a sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance; and holding a laser beam on the surface of the held sample. Is condensed and irradiated, and the respective intensities “Ros, Rop” of the s-polarized component and the p-polarized component of the laser beam reflected by the surface of the sample are individually measured.
/ Ratio of reflection intensity “Ros, Rop” of polarization component “Ros /
Rop ”is calculated as the measured ratio, and the product value“ Ros ×
Rop "is calculated as an actual measurement value, and is the ratio of the theoretical value" Rs, Rp "of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several materials expected to form the sample. Sample product value “Rs × Rp” corresponding to the theoretical ratio “Rs / Rp” and the product value
Is set in advance, and a candidate that approximates the actual measurement ratio calculated from the set theoretical ratios is selected, and the sample product value calculated from the sample product value of the selected candidate is approximated. By selecting one to do, and by making this one selected material as the material of the sample,
Since the material on the surface of the sample can be determined based on the ratio of the reflection intensity of the s / p polarized light and the product value, this determination can be quickly performed with a simple device.

【0098】請求項6記載の発明のデータ生成装置は、
試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”を算出するデー
タ算出手段と、該データ算出手段により算出された理論
比率“Rs/Rp”を対応する材料の識別データとともに
所定の情報記憶媒体に格納してデータベース手段を生成
するデータ設定手段と、を具備していることにより、請
求項1記載の発明の表面検査装置に必要なデータベース
手段を簡単な装置で良好に構築することができる。
[0098] The data generating apparatus of the invention according to claim 6 provides:
For each of several materials expected to form the sample, the theoretical value of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface "Rs, R"
a data calculating means for calculating a theoretical ratio “Rs / Rp” which is a ratio of “p”, and the theoretical ratio “Rs / Rp” calculated by the data calculating means together with the identification data of the corresponding material in a predetermined information storage medium. With the provision of the data setting means for storing and generating the database means, the database means required for the surface inspection apparatus according to the first aspect of the present invention can be satisfactorily constructed with a simple apparatus.

【0099】請求項7記載の発明のデータ生成装置は、
試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”と積値に相当す
る標本積値“Rs×Rp”とを算出するデータ算出手段
と、該データ算出手段により算出された理論比率“Rs
/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とを対応する材料の識
別データとともに所定の情報記憶媒体に格納してデータ
ベース手段を生成するデータ設定手段と、を具備してい
ることにより、請求項2記載の発明の表面検査装置に必
要なデータベース手段を簡単な装置で良好に構築するこ
とができる。
[0099] According to the data generating apparatus of the invention described in claim 7,
For each of several materials expected to form the sample, the theoretical value of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface "Rs, R"
data calculating means for calculating a theoretical ratio “Rs / Rp” which is a ratio of “p” and a sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value; and a theoretical ratio “Rs” calculated by the data calculating means.
/ Rp "and a sample product value" Rs x Rp "together with the corresponding material identification data in a predetermined information storage medium to generate a database means, comprising: a data setting means. The database means necessary for the surface inspection apparatus according to the invention described in 2 can be satisfactorily constructed with a simple apparatus.

【0100】請求項8記載の発明は、請求項6または7
記載のデータ生成装置であって、前記データ算出手段が
理論比率“Rs/Rp”をフレネルの振幅反射率“rs,r
p”から複素共役量*により“(rs×rs*)/(rp×rp*)”
として算出することにより、理論比率“Rs/Rp”を材
料ごとに既知の誘電率から適正に算出することができる
ので、データベース手段に適正な理論比率“Rs/Rp”
を設定することができる。
The invention according to claim 8 provides the invention according to claim 6 or 7
2. The data generating apparatus according to claim 1, wherein said data calculation means calculates a theoretical ratio "Rs / Rp" by using a Fresnel amplitude reflectance "rs, r".
“(rs × rs * ) / (rp × rp * )” from the complex conjugate * from p
Since the theoretical ratio “Rs / Rp” can be properly calculated from the known dielectric constant for each material, the appropriate theoretical ratio “Rs / Rp” is stored in the database means.
Can be set.

【0101】請求項9記載の発明は、請求項7または8
記載のデータ生成装置であって、前記データ算出手段が
標本積値“Rs×Rp”をs/p偏光の鏡面反射強度“P
s,Pp”と所定角度で入射するレーザビームの略垂直方
向での乱反射強度Pnと装置常数aにより“(Pn/a)
2(Ps×Pp)”として算出することにより、理論積値に
相当する標本積値“Rs×Rp”を装置に固有の特性も加
味した状態で材料ごとに適正に算出することができるの
で、データベース手段に適正な標本積値“Rs×Rp”を
設定することができる。
According to the ninth aspect of the present invention, there is provided the seventh or eighth aspect.
The data generation device according to claim 1, wherein the data calculation means calculates the sample product value “Rs × Rp” by using the specular reflection intensity “P / s” of the s / p polarized light.
s, Pp "and the irregular reflection intensity Pn of the laser beam incident at a predetermined angle in a substantially vertical direction and the apparatus constant a," (Pn / a)
2 (Ps × Pp) ”, the sample product value“ Rs × Rp ”corresponding to the theoretical product value can be properly calculated for each material in consideration of the characteristics unique to the apparatus. An appropriate sample product value “Rs × Rp” can be set in the database means.

【0102】請求項10記載の発明は、請求項9記載の
データ生成装置であって、前記データ算出手段の装置常
数aは表面が清浄で材料が明白な標本試料から表面検査
装置により実測された鏡面反射強度“Ps,Pp”および
乱反射強度Pnと、フレネルの振幅反射率“rs,rp”か
ら複素共役量*により算出された標本試料の材料の理論
積値“(rs×rs*)×(rp×rp*)”とから、“Pn/√{(rs
×rs*)×(rp×rp*)/(Ps×Pp)}”として算出されてい
ることにより、表面検査装置の特性に依存する装置常数
aを適正に算出することができるので、データベース手
段に適正な標本積値“Rs×Rp”を設定することができ
る。
According to a tenth aspect of the present invention, in the data generating apparatus according to the ninth aspect, the device constant a of the data calculating means is actually measured by a surface inspection device from a sample whose surface is clean and whose material is clear. Theoretical product value ((rs × rs * ) × () of the material of the sample sample calculated by the complex conjugate amount * from the specular reflection intensity “Ps, Pp” and the irregular reflection intensity Pn, and the Fresnel amplitude reflectance “rs, rp”. rp × rp * ) ”and“ Pn / √ {(rs
× rs * ) × (rp × rp * ) / (Ps × Pp)} ”, so that the apparatus constant a depending on the characteristics of the surface inspection apparatus can be properly calculated. , A proper sample product value “Rs × Rp” can be set.

【0103】請求項11記載の発明のデータ生成方法
は、試料を形成していると予想される数種の材料ごとに
平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“R
s,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”を算出し、
このように算出された理論比率“Rs/Rp”を対応する
材料の識別データとともに所定の情報記憶媒体に格納し
てデータベース手段を生成するようにしたことにより、
請求項4記載の発明の表面検査方法に必要なデータベー
ス手段を簡単な方法で良好に構築することができる。
According to the data generation method of the present invention, the theoretical value “R” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface is obtained for each of several kinds of materials expected to form the sample.
s, Rp ”, the theoretical ratio“ Rs / Rp ”is calculated,
By storing the calculated theoretical ratio “Rs / Rp” together with the corresponding material identification data in a predetermined information storage medium and generating database means,
The database means required for the surface inspection method according to the fourth aspect of the invention can be satisfactorily constructed by a simple method.

【0104】請求項12記載の発明のデータ生成方法
は、試料を形成していると予想される数種の材料ごとに
平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“R
s,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”と積値に相
当する標本積値“Rs×Rp”とを算出し、このように算
出された理論比率“Rs/Rp”と標本積値“Rs×Rp”
とを対応する材料の識別データとともに所定の情報記憶
媒体に格納してデータベース手段を生成するようにした
ことにより、請求項5記載の発明の表面検査方法に必要
なデータベース手段を簡単な方法で良好に構築すること
ができる。
The data generation method according to the twelfth aspect of the present invention provides the data generation method of the present invention, wherein the theoretical value "R
s, Rp ”and a theoretical product ratio“ Rs / Rp ”corresponding to the product value and a sample product value“ Rs × Rp ”corresponding to the product value are calculated. Value “Rs × Rp”
Is stored in a predetermined information storage medium together with the identification data of the corresponding material to generate the database means, so that the database means required for the surface inspection method according to the fifth aspect of the present invention can be improved by a simple method. Can be built.

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

【図1】本発明の実施の一形態の表面検査装置を示す模
式的な側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing a surface inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】試料の材料である数種の元素を理論比率“Rs
/Rp”に対応して配列した状態を示す模式図である。
FIG. 2 shows that a number of elements, which are materials of a sample, are theoretically ratio "Rs
/ Rp ". FIG.

【図3】試料の材料である数種の元素を理論比率“Rs
/Rp”と標本積値“Rs×Rp”とに対応して配列した
状態を示す模式図である。
FIG. 3 shows that several elements which are materials of a sample are theoretically ratio "Rs
/ Rp "and a sample product value" Rs x Rp ".

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 表面検査装置 2 試料 3 試料保持手段である試料保持ステージ 4 相対走査手段であるX/Yステージ 5 レーザ照射手段であるレーザ照射装置 6 偏光検出装置である偏光検出装置 17 各種手段として機能するマイクロコンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Surface inspection apparatus 2 Sample 3 Sample holding stage which is a sample holding means 4 X / Y stage which is a relative scanning means 5 Laser irradiation apparatus which is a laser irradiation means 6 Polarization detecting apparatus which is a polarization detecting apparatus 17 Micro which functions as various means Computer

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 事前に予想される数種の材料の少なくと
も一つで表面が形成されている試料を保持する試料保持
手段と、 該試料保持手段により保持された試料の表面にレーザビ
ームを集光して所定角度で入射させるレーザ照射手段
と、 試料の表面で反射されたレーザビームのs偏光成分とp
偏光成分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実測す
る偏光検出手段と、 該偏光検出手段により実測されたs/p偏光成分の反射
強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”を実測比率と
して算出する実測算出手段と、 試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”が事前に設定さ
れているデータベース手段と、 該データベース手段に設定されている複数の理論比率か
ら前記実測算出手段により算出された実測比率に近似す
る一つを選出する数値選出手段と、 該数値選出手段により選出された一つの材料を試料の材
料として判定する材料判定手段と、を具備している表面
検査装置。
1. A sample holding means for holding a sample having a surface formed of at least one of several kinds of materials expected in advance, and a laser beam focused on a surface of the sample held by the sample holding means. A laser irradiating unit that emits light at a predetermined angle, and an s-polarized component and a
Polarization detecting means for individually measuring the intensity "Ros, Rop" of each of the polarization components; and a ratio "Ros / Rop" of the reflection intensity "Ros, Rop" of the s / p polarization component actually measured by the polarization detecting means. And a theoretical value “Rs, R” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several materials expected to form the sample.
The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of “p”, is preliminarily set, and approximates the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculating unit from a plurality of theoretical ratios set in the database unit. A surface inspection apparatus comprising: a numerical value selecting unit for selecting one; and a material determining unit for determining one material selected by the numerical value selecting unit as a material of a sample.
【請求項2】 事前に予想される数種の材料の少なくと
も一つで表面が形成されている試料を保持する試料保持
手段と、 該試料保持手段により保持された試料の表面にレーザビ
ームを集光して所定角度で入射させるレーザ照射手段
と、 試料の表面で反射されたレーザビームのs偏光成分とp
偏光成分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実測す
る偏光検出手段と、 該偏光検出手段により実測されたs/p偏光成分の反射
強度“Ros,Rop”の比率“Ros/Rop”を実測比率と
して算出するとともに積値“Ros×Rop”を実測積値と
して算出する実測算出手段と、 試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”と積値に相当す
る標本積値“Rs×Rp”とが事前に設定されているデー
タベース手段と、 該データベース手段に設定されている複数の理論比率か
ら前記実測算出手段により算出された実測比率に近似す
る複数の候補を選出してから、これら複数の候補の標本
積値から実測積値に近似する一つを選出する数値選出手
段と、 該数値選出手段により選出された一つの材料を試料の材
料として判定する材料判定手段と、を具備している表面
検査装置。
2. A sample holding means for holding a sample having a surface formed of at least one of several kinds of materials expected in advance, and a laser beam focused on the surface of the sample held by the sample holding means. A laser irradiating unit that emits light at a predetermined angle, and an s-polarized component and a
Polarization detecting means for individually measuring the intensity "Ros, Rop" of each of the polarization components; and a ratio "Ros / Rop" of the reflection intensity "Ros, Rop" of the s / p polarization component actually measured by the polarization detecting means. Is calculated as an actual measurement ratio and the product value “Ros × Rop” is calculated as an actual measurement product value, and s / p polarization on a smooth surface for each of several materials expected to form a sample The theoretical value of the reflection intensity of the component "Rs, R
database means in which a theoretical ratio “Rs / Rp” which is a ratio of “p” and a sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value are set in advance, and a plurality of theoretical values set in the database means Numerical value selection means for selecting a plurality of candidates that approximate the actual measurement ratio calculated by the actual measurement calculation means from the ratio, and then selecting one that approximates the actual measurement value from the sample product values of the plurality of candidates, A material judging means for judging one material selected by the numerical value selecting means as a sample material.
【請求項3】 前記レーザ照射手段と前記試料保持手段
との少なくとも一方を移動させて試料に照射されるレー
ザビームを所定の分析領域ごとに二次元的に走査させる
相対走査手段も具備しており、 前記実測算出手段は、s/p偏光成分の反射強度“Ro
s,Rop”として複数の分析領域での平均値を使用する
請求項1または2記載の表面検査装置。
3. A relative scanning means for moving at least one of the laser irradiation means and the sample holding means to two-dimensionally scan a laser beam irradiated on the sample for each predetermined analysis area. The measurement calculation means calculates the reflection intensity “Ro” of the s / p polarization component.
3. The surface inspection apparatus according to claim 1, wherein an average value in a plurality of analysis areas is used as "s, Rop".
【請求項4】 事前に予想される数種の材料の少なくと
も一つで表面が形成されている試料を保持し、 この保持された試料の表面にレーザビームを集光して照
射し、 試料の表面で反射されたレーザビームのs偏光成分とp
偏光成分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実測
し、 この実測されたs/p偏光成分の反射強度“Ros,Ro
p”の比率“Ros/Rop”を実測比率として算出し、 試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”を事前に設定し
ておき、 この設定されている複数の理論比率から算出された実測
比率に近似する一つを選出し、 この選出された一つの材料を試料の材料として判定する
ようにした表面検査方法。
4. A sample having a surface formed of at least one of several materials expected in advance is held, and the surface of the held sample is focused and irradiated with a laser beam. The s-polarized component of the laser beam reflected by the surface and p
The respective intensities “Ros, Rop” with the polarization components are individually measured, and the reflection intensities “Ros, Ro” of the actually measured s / p polarization components are measured.
The ratio “Ros / Rop” of the “p” is calculated as the actually measured ratio, and the theoretical value “Rs,” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface is calculated for each of several materials expected to form the sample. R
The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of “p”, is set in advance, and one approximating the actually measured ratio calculated from the set theoretical ratios is selected. A surface inspection method in which two materials are determined as materials of a sample.
【請求項5】 事前に予想される数種の材料の少なくと
も一つで表面が形成されている試料を保持し、 この保持された試料の表面にレーザビームを集光して照
射し、 試料の表面で反射されたレーザビームのs偏光成分とp
偏光成分との各々の強度“Ros,Rop”を個々に実測
し、 この実測されたs/p偏光成分の反射強度“Ros,Ro
p”の比率“Ros/Rop”を実測比率として算出すると
ともに積値“Ros×Rop”を実測積値として算出し、 試料を形成していると予想される数種の材料ごとに平滑
表面でのs/p偏光成分の反射強度の理論値“Rs,R
p”の比率である理論比率“Rs/Rp”と積値に相当す
る標本積値“Rs×Rp”とを事前に設定しておき、 この設定されている複数の理論比率から算出された実測
比率に近似する候補を選出し、 この選出された候補の標本積値から算出された標本積値
に近似する一つを選出し、 この選出された一つの材料を試料の材料として判定する
ようにした表面検査方法。
5. A sample having a surface formed of at least one of several kinds of materials expected in advance, and holding and irradiating a laser beam on the surface of the held sample. The s-polarized component of the laser beam reflected by the surface and p
The respective intensities “Ros, Rop” with the polarization components are individually measured, and the reflection intensities “Ros, Ro” of the actually measured s / p polarization components are measured.
The ratio “Ros / Rop” of the “p” is calculated as the actually measured ratio, and the product value “Ros × Rop” is calculated as the actually measured product value, and the smooth surface is calculated for each of several materials that are expected to form the sample. The theoretical value of the reflection intensity of the s / p polarization component “Rs, R
The theoretical ratio “Rs / Rp” which is the ratio of “p” and the sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value are set in advance, and the actual measurement calculated from the set theoretical ratios Select a candidate that approximates the ratio, select one that approximates the sample product value calculated from the sample product value of the selected candidate, and determine this selected material as the material of the sample. Surface inspection method.
【請求項6】 試料を形成していると予想される数種の
材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の理
論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”を
算出するデータ算出手段と、 該データ算出手段により算出された理論比率“Rs/R
p”を対応する材料の識別データとともに所定の情報記
憶媒体に格納してデータベース手段を生成するデータ設
定手段と、を具備しているデータ生成装置。
6. The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several materials expected to form the sample. Data calculating means for calculating Rp, and a theoretical ratio "Rs / R" calculated by the data calculating means.
a data setting unit for storing database information by storing p ″ in a predetermined information storage medium together with identification data of a corresponding material.
【請求項7】 試料を形成していると予想される数種の
材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の理
論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”と
積値に相当する標本積値“Rs×Rp”とを算出するデー
タ算出手段と、 該データ算出手段により算出された理論比率“Rs/R
p”と標本積値“Rs×Rp”とを対応する材料の識別デ
ータとともに所定の情報記憶媒体に格納してデータベー
ス手段を生成するデータ設定手段と、 を具備しているデータ生成装置。
7. The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several materials expected to form the sample. Rp ”and a data calculating means for calculating a sample product value“ Rs × Rp ”corresponding to the product value; and a theoretical ratio“ Rs / R ”calculated by the data calculating means.
and a data setting means for storing the sample product value “Rs × Rp” and the corresponding material identification data together with the corresponding material identification data in a predetermined information storage medium to generate database means.
【請求項8】 前記データ算出手段が理論比率“Rs/
Rp”をフレネルの振幅反射率“rs,rp”から複素共役
量*により“(rs×rs*)/(rp×rp*)”として算出する請
求項6または7記載のデータ生成装置。
8. The data calculating means according to claim 1, wherein said data calculating means calculates a theoretical ratio "Rs /
8. The data generation device according to claim 6, wherein Rp is calculated as "(rs * rs * ) / (rp * rp * )" from the Fresnel amplitude reflectance "rs, rp" by a complex conjugate quantity *.
【請求項9】 前記データ算出手段が標本積値“Rs×
Rp”をs/p偏光の鏡面反射強度“Ps,Pp”と所定
角度で入射するレーザビームの略垂直方向での乱反射強
度Pnと装置常数aにより“(Pn/a)2(Ps×Pp)”と
して算出する請求項7または8記載のデータ生成装置。
9. The data calculating means according to claim 6, wherein said sample product value “Rs ×
Rp is calculated as “(Pn / a) 2 (Ps × Pp) by the specular reflection intensity“ Ps, Pp ”of the s / p polarized light, the irregular reflection intensity Pn of the laser beam incident at a predetermined angle in a substantially vertical direction, and the device constant a. 9. The data generating apparatus according to claim 7, wherein the data is calculated as "".
【請求項10】 前記データ算出手段の装置常数aは表
面が清浄で材料が明白な標本試料から表面検査装置によ
り実測された鏡面反射強度“Ps,Pp”および乱反射強
度Pnと、フレネルの振幅反射率“rs,rp”から複素共
役量*により算出された標本試料の材料の理論積値“(r
s×rs*)×(rp×rp*)”とから、“Pn/√{(rs×rs*
(rp×rp*)/(Ps×Pp)}”として算出されている請求項
9記載のデータ生成装置。
10. The data constant a of the data calculation means is a specular reflection intensity “Ps, Pp” and a diffuse reflection intensity Pn measured by a surface inspection device from a sample whose surface is clean and the material is clear, and an amplitude reflection of Fresnel. Theoretical product value ((r) of the material of the sample sample calculated from the ratio “rs, rp” by the complex conjugate amount *
s × rs * ) × (rp × rp * ) ”and“ Pn / √ {(rs × rs * ) ×
10. The data generation device according to claim 9, wherein the value is calculated as (rp * rp * ) / (Ps * Pp)} ".
【請求項11】 試料を形成していると予想される数種
の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の
理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”
を算出し、このように算出された理論比率“Rs/Rp”
を対応する材料の識別データとともに所定の情報記憶媒
体に格納してデータベース手段を生成するようにしたデ
ータ生成方法。
11. A theoretical ratio “Rs / Rp” which is a ratio of a theoretical value “Rs, Rp” of a reflection intensity of an s / p polarization component on a smooth surface for each of several materials expected to form a sample. Rp ”
Is calculated, and the theoretical ratio “Rs / Rp” thus calculated is calculated.
And a database means for generating a database means by storing in a predetermined information storage medium together with identification data of a corresponding material.
【請求項12】 試料を形成していると予想される数種
の材料ごとに平滑表面でのs/p偏光成分の反射強度の
理論値“Rs,Rp”の比率である理論比率“Rs/Rp”
と積値に相当する標本積値“Rs×Rp”とを算出し、こ
のように算出された理論比率“Rs/Rp”と標本積値
“Rs×Rp”とを対応する材料の識別データとともに所
定の情報記憶媒体に格納してデータベース手段を生成す
るようにしたデータ生成方法。
12. The theoretical ratio “Rs / Rp”, which is the ratio of the theoretical value “Rs, Rp” of the reflection intensity of the s / p polarization component on the smooth surface for each of several materials expected to form the sample. Rp ”
And a sample product value “Rs × Rp” corresponding to the product value, and the theoretical ratio “Rs / Rp” thus calculated and the sample product value “Rs × Rp” are identified together with the corresponding material identification data. A data generation method for generating database means stored in a predetermined information storage medium.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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