JPH11354598A - ウェハ検査装置 - Google Patents

ウェハ検査装置

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JPH11354598A
JPH11354598A JP16320598A JP16320598A JPH11354598A JP H11354598 A JPH11354598 A JP H11354598A JP 16320598 A JP16320598 A JP 16320598A JP 16320598 A JP16320598 A JP 16320598A JP H11354598 A JPH11354598 A JP H11354598A
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JP
Japan
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wafer
defect
mark
light
detecting
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JP16320598A
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English (en)
Inventor
Kyoko Minowa
恭子 簑和
Kazuo Takeda
一男 武田
Osamu Okura
理 大倉
Yasushi Matsuda
安司 松田
Muneo Maejima
宗郎 前嶋
Shigeru Matsui
松井  繁
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウェハ内部の欠陥を検出する装置において、欠
陥を検出した後、任意の位置にある欠陥を同定するため
のTEM観察試料の作製を迅速かつ容易にする。 【解決手段】レーザー光を照射してウェハの光散乱体か
らの散乱光を検出することによって欠陥の位置およびサ
イズを測定できるウェハ検査装置において、欠陥を検出
した後にウェハ内の任意の位置にある欠陥に対して適当
な位置にマークを施し、さらに、欠陥とマークとの相対
距離を測定できる機能を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体ウェハ検査装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化,微細化が進
むにつれ、MOS(Metal Oxide Semiconductor)トラン
ジスタの不良に起因したデバイスの信頼性劣化や良品取
得率の低下が問題となっている。MOSトランジスタの
不良の多くは直接あるいは間接的にシリコンウェハ表面
の異物やウェハ内部の結晶欠陥に起因している。
【0003】すなわち、シリコンウェハの表層に異物や
結晶欠陥が存在すると、ウェハを酸化した時に異物や欠
陥が酸化膜に取り込まれ、その結果酸化膜に構造欠陥が
生じ、デバイス動作時に絶縁破壊を生じる。また、pn
接合の空乏層に結晶欠陥が存在すると、リーク電流が多
量に発生する。また、ウェハ表面に異物や欠陥が存在す
ると、断線やショート等のデバイス不良の原因にもな
る。
【0004】このようにデバイスの信頼性や歩留まり向
上のためには、シリコンウェハの表層付近にある異物や
欠陥の低減対策が不可欠である。したがって、異物ある
いは欠陥の計測はシリコンウェハの品質管理において非
常に重要である。
【0005】ウェハの異物や欠陥を計測するウェハ検査
装置としては、光学式の異物検査装置(大見忠弘,新田
雄久監修:“高性能半導体プロセス用分析・評価技
術”,p109(1992),(リアライズ社))や、LST(Laser Sc
attering Tomography,K.Moriyaand T.Ogawa,ジャパニ
ーズ ジャーナル オブ アプライド フィジクス(Ja
p.J.Appl.Phys.)Vol.22,pp.L207−L209,1983年)やOSD
A(Optical Shallow DefectAnalyzer,K.Takeda,et al.
マテリアル リサーチ ソサエティー シンポジウムプ
ロシーディングズ(Mat.Res.Soc.Symp.Proc.)Vol.442,
pp.37−42,1997年)等がある。
【0006】図5に従来のウェハ検査装置の概略図を示
す。欠陥検出用レーザー3からレーザー光を集光レンズ
4で集光してステージ21の上に載せられたウェハ1上
に照射する。レーザー光はその波長に応じてウェハ1内
のある深さまで侵入し、ウェハ表面あるいはウェハ内部
に光散乱体が存在するとレーザー光が散乱される。光散
乱体からの散乱光を対物レンズ5を通して検出器で検出
する。散乱光の強度によって光散乱体のサイズがわか
る。ウェハあるいは照射光を走査することによって、光
散乱体のウェハ面内の位置が求められる。さらに、OS
DAにおいては波長の異なる2種類のレーザー光線を照
射し、それぞれの光の散乱強度の比をとることによっ
て、欠陥のウェハ表面からの深さ位置も測定可能であ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ウェハの異物や欠陥を
低減するにはその実体を解析し、それらの発生原因や形
成・成長機構を明らかにした上でプロセスにフィードバ
ックすることが重要である。ウェハの異物や表面に存在
する欠陥に関しては、位置決め機能付き原子間力顕微鏡
(Atomic Force Microscope,AFM)装置が開発され
ており、0.04μm以上の微少な異物を容易に検出
し、AFM観察による欠陥の同定が可能となっている
(藤野直彦,脇山茂,ぶんせき1997 5pp.79−83)。
【0008】一方、ウェハ内部にある欠陥の実体解明に
は、透過型電子顕微鏡(Transmission Electron Micros
cope,TEM)による直接観察が非常に有効な手段であ
る。
【0009】欠陥密度が1×108個/cm3以上の場合に
はウェハから適当に断片試料を切り出してTEM観察用
試料を作製し、偶々見つかった欠陥を観察すればよい。
しかし、欠陥密度が1×108個/cm3以下の低い場合に
は、やみくもに試料を切り出して試料を作製しても、観
察可能な領域に欠陥が存在する確率が非常に低いため、
TEM観察しても欠陥が見つからない。多数の試料を作
製して片端から観察して欠陥を探していたのでは膨大な
時間と手間がかかる。
【0010】そこで低密度の欠陥をTEM観察するため
には以下のような手順で行っていた。ウェハ検査装置で
欠陥の位置を検出した後に、FIB(Focused Ion Bea
m)加工によってウェハ上の適当な位置に原点マークを
施し、ウェハ検査装置で欠陥の位置と原点マークの相対
位置を測定する。所望の欠陥を含むようにウェハを切り
出してTEM観察用の試料を作製するためには、欠陥の
位置を0.1μm の精度で決定しなくてはならない。そ
のため、さらに欠陥近傍にFIB加工で欠陥マークを施
し、再度ウェハ検査装置で欠陥と欠陥マークの相対位置
を測定する。それから、途中で数回、ウェハ検査装置で
欠陥の位置を確認しながら徐々にFIB加工してTEM
観察用の試料を作製する。
【0011】この方法は確実に欠陥を観察できるもの
の、ウェハ検査装置の測定とFIB装置の加工を繰り返
さなくてはならないため、欠陥検出からTEM試料完成
まで数日かかる。以上のように、従来は欠陥計測からT
EM観察による欠陥同定まで、非常に多大な手間と時間
がかかっていた。
【0012】本発明はウェハ内部の欠陥を検出するウェ
ハ検査装置において、欠陥を検出した後、任意の位置に
ある欠陥を同定するためのTEM観察試料の作製を迅速
かつ容易にすることを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明はレーザー光を照
射してウェハの光散乱体からの散乱光を検出することに
よって欠陥の位置およびサイズを測定できるウェハ検査
装置において、欠陥を検出した後にウェハ内の任意の位
置にある欠陥に対して適当な位置にマークを施し、さら
に、欠陥とマークとの相対距離を測定できる機能を備え
たことを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の概略構成の一例を
示した図である。ここではレーザー光照射によるマーキ
ングの例を示す。まずウェハ1をr−θステージ2の上
に載せる。欠陥検出用のレーザー3を集光レンズを通
し、ちょうどウェハ1の表面で焦点を結ぶように照射す
る。ウェハ内部の欠陥がレーザーの照射領域内を通過す
ると、欠陥からの散乱光が対物レンズ4を通してフォト
マルチプライヤ6で信号として検出される。
【0015】この時、可動ミラー14a,14bは光軸
から外しておく。この信号をアンプ7で増幅し、欠陥の
座標と共にデータとして記録する。ウェハ1を線速度一
定の条件で回転させるとともに、レーザーの照射位置を
ウェハの半径方向に一定速度で走査することによってウ
ェハ全面の欠陥の位置を検出することができる。あるい
はレーザー光に対してウェハを半径方向に走査してもよ
い。ここでウェハ面内の欠陥の位置精度はレーザーの照
射領域の幅で決まる。以上が欠陥検出の方法である。
【0016】次にマーキングの方法について述べる。一
度ウェハ全面の欠陥を検出した後に、任意の欠陥を選択
する。その欠陥のr座標rD を読み取り、r=rD に固
定してウェハを回転させる。一回目の回転でロータリー
エンコーダ10によって欠陥のθ座標θD を読み取る。
次に可動ミラー14aを光軸にいれる。2度目の回転で
トリガー信号発生器9で信号を発生し、パルスレーザー
8からレーザーパルスを照射し、可動ミラー14aで反
射させ、対物レンズ5で集光させて欠陥近傍にマーキン
グを施す。
【0017】実際にはトリガー信号を発生してからレー
ザーパルスを発振するまでタイムラグTがある。時間T
の間に進む回転角をθT とすると、θ=θD−θTにおい
てトリガー信号を発生し、ちょうど欠陥位置にレーザー
マークが施されるようにする。ここで用いたレーザーマ
ークの直径は0.3−0.4μmである。
【0018】欠陥検出からレーザーパルス発生までのタ
イミングを図2に示す。横軸はロータリーエンコーダで
読み取ったθ座標である。
【0019】その後、ウェハを静止させ、可動ミラー1
4aを光軸から出し、可動ミラー14bを光軸にいれ
る。次に、欠陥検出用レーザー3を照射して散乱光像を
可動ミラー14bで反射してCCDカメラ12で取り込
み、CRT13に出力する。図3に欠陥マーキングの例
を示す。レーザー光はウェハに対して斜めに入射するた
め、ウェハ面上でのレーザーの照射領域は照射方向に長
く伸びた楕円形となる。
【0020】照射領域内では欠陥とレーザーマークが共
に白い輝点として観察されるが、図3ではわかりやすい
ようにレーザーマークの方を黒丸で示している。欠陥と
レーザーマークとの相対距離はCRT13上で0.2μ
m の精度で決定できる。以上の要領で欠陥の周囲に数
箇所レーザーマークを施し、レーザーマークの配置から
欠陥位置を推定できるようにする。上記レーザーマーク
を基にしてFIBやイオンミリングなどの加工を行い、
TEM観察用の試料を作製する。なお、r―θステージ
の代わりにXYステージを用いても同様にマークを施す
ことが可能である。
【0021】次に実施例2として、欠陥を検出した後
に、ステージを移動してマークを施し、再度ステージを
元に戻して欠陥とマークの相対位置を計測する装置の概
要図を図4に示す。
【0022】さらに、実施例3として、波長の異なる2
種類のレーザー光を照射してそれぞれの散乱光強度比を
とることで光散乱体のウェハ面内位置とサイズおよび表
面からの深さ位置も検出できるウェハ検査装置において
レーザーマークを施してもよい。
【0023】なお、マーキングの手段としては、ここで
述べたレーザー光照射によるマーキングの他に、ペンや
インクジェットプリンタによるインクマーキング,ダイ
ヤモンド圧子による圧痕形成,高電界印加によるウェハ
の局所融解マーキングも可能である。
【0024】
【発明の効果】ウェハ全面走査による欠陥分布測定か
ら、欠陥の選択,マーキング,欠陥とマークの相対位置
の測定まで、同じ装置で一括して行えるため、従来の技
術に比べてTEM試料作製に要する時間と手間を大幅に
短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のウェハ検査装置の概略構成
を示すブロック図。
【図2】欠陥検出からマーキング用レーザーパルス発生
までのタイミング図。
【図3】欠陥マーキングの一例を示す説明図。
【図4】本発明の他の実施例のウェハ検査装置の概略構
成を示すブロック図。
【図5】従来のウェハ検査装置の概略構成を示すブロッ
ク図。
【符号の説明】
1…ウェハ、2…r−θステージ、21…ステージ、3
…欠陥検出用レーザー、4a,4b…集光レンズ、5…
対物レンズ、6…フォトマルチプライヤ、61…検出
器、7…アンプ、8…パルスレーザー、9…トリガー信
号発生器、10…ロータリーエンコーダ、11…コント
ローラ、12…CCDカメラ、13…CRT、14a,1
4b…可動ミラー、15…ミラー、16…ステージ駆動
ユニット。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 安司 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 前嶋 宗郎 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 松井 繁 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式会 社日立製作所計測器事業部内

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ウェハの光散乱体の位置を検出する装置に
    おいて、ウェハ表面にマークを施す系と、光散乱体と上
    記マークとの相対距離を測定する測定系とを備えたこと
    を特徴とするウェハ検査装置。
  2. 【請求項2】ウェハ中に光を照射する照射光学系と、ウ
    ェハ表面あるいはウェハ内部の個々の光散乱体からの散
    乱光を検出する検出光学系と、ウェハあるいは照射光を
    移動する移動系を有することを特徴とする請求項1記載
    のウェハ検査装置。
  3. 【請求項3】ウェハ表面にレーザー光を照射し、ウェハ
    を局所的に溶融することによって、ウェハの光散乱体の
    近傍にマークを施す手段と、光散乱体および上記マーク
    のウェハ面内位置を検出し、それらの相対距離を測定す
    る手段を有することを特徴とする請求項1記載のウェハ
    検査装置。
  4. 【請求項4】ウェハ表面にインクを付着させることによ
    って、ウェハの光散乱体の近傍にマークを施す手段と、
    光散乱体および上記マークのウェハ面内位置を検出し、
    それらの相対距離を測定する手段を有することを特徴と
    する請求項1記載のウェハ検査装置。
  5. 【請求項5】ウェハ表面に圧痕を形成することによっ
    て、ウェハの光散乱体の近傍にマークを施す手段と、光
    散乱体および上記マークのウェハ面内位置を検出し、そ
    れらの相対距離を測定する手段を有することを特徴とす
    る請求項1記載のウェハ検査装置。
  6. 【請求項6】ウェハ表面に高電界を印加し、ウェハを局
    所的に溶融することによって、ウェハの光散乱体の近傍
    にマークを施す手段と、光散乱体および上記マークのウ
    ェハ面内位置を検出し、それらの相対距離を測定する手
    段を有することを特徴とする請求項1記載のウェハ検査
    装置。
  7. 【請求項7】ウェハの光散乱体のウェハ面内位置および
    ウェハ表面からの深さ位置を検出する手段を有すること
    を特徴とする請求項1記載のウェハ検査装置。
  8. 【請求項8】ウェハに対する侵入深さが3倍以上異なる
    二波長の光を照射し、それぞれの光による散乱光を検出
    することによって、ウェハの光散乱体のウェハ面内位置
    およびウェハ表面からの深さ位置を検出する手段を有す
    ることを特徴とする請求項1記載のウェハ検査装置。
JP16320598A 1998-06-11 1998-06-11 ウェハ検査装置 Pending JPH11354598A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017395A (ja) * 2005-07-11 2007-01-25 Nikon Corp 表面検査装置および表面検査方法
US8009286B2 (en) 2007-03-06 2011-08-30 Kabushiki Kaisha Topcon Surface inspecting method and device
WO2012157160A1 (ja) * 2011-05-17 2012-11-22 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 欠陥レビュー装置
JP2018056351A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社Sumco シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
CN115266758A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 苏州高视半导体技术有限公司 晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007017395A (ja) * 2005-07-11 2007-01-25 Nikon Corp 表面検査装置および表面検査方法
US8009286B2 (en) 2007-03-06 2011-08-30 Kabushiki Kaisha Topcon Surface inspecting method and device
WO2012157160A1 (ja) * 2011-05-17 2012-11-22 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 欠陥レビュー装置
JP2012242146A (ja) * 2011-05-17 2012-12-10 Hitachi High-Technologies Corp 走査電子顕微鏡及び試料作成方法
JP2018056351A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社Sumco シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
WO2018061337A1 (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 株式会社Sumco シリコンウェーハの評価方法、シリコンウェーハ製造工程の評価方法、シリコンウェーハの製造方法およびシリコンウェーハ
KR20190027915A (ko) * 2016-09-29 2019-03-15 가부시키가이샤 사무코 실리콘 웨이퍼의 평가 방법, 실리콘 웨이퍼 제조 공정의 평가 방법, 실리콘 웨이퍼의 제조 방법 및 실리콘 웨이퍼
CN109690746A (zh) * 2016-09-29 2019-04-26 胜高股份有限公司 硅晶片的评价方法、硅晶片制造工序的评价方法、硅晶片的制造方法以及硅晶片
CN109690746B (zh) * 2016-09-29 2024-02-09 胜高股份有限公司 硅晶片的评价方法、硅晶片制造工序的评价方法、硅晶片的制造方法以及硅晶片
US11948819B2 (en) 2016-09-29 2024-04-02 Sumco Corporation Method of evaluating silicon wafer, method of evaluating silicon wafer manufacturing process, method of manufacturing silicon wafer, and silicon wafer
CN115266758A (zh) * 2022-09-27 2022-11-01 苏州高视半导体技术有限公司 晶圆检测系统、晶圆检测方法、电子设备及存储介质

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