JPS62223649A - 検査方法および装置 - Google Patents

検査方法および装置

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JPS62223649A
JPS62223649A JP6566786A JP6566786A JPS62223649A JP S62223649 A JPS62223649 A JP S62223649A JP 6566786 A JP6566786 A JP 6566786A JP 6566786 A JP6566786 A JP 6566786A JP S62223649 A JPS62223649 A JP S62223649A
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JP
Japan
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polarized light
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light
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polarized
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JP6566786A
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Yoshikazu Tanabe
義和 田辺
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、渣査技術、特に、半導体装での製造における
ウェハの外観検査に通用して有効な技術に関する。
[従来の技術] 半導体装置の製造におけるウェハの外観検査については
、株式会社工業調査会、昭和58年11月15日発行、
「電子材料J 1983年11月号別冊、P2O4〜P
2O9に記載されている。
ところで、本発明者は、偏光光線を照射することによっ
てウェハ表面に付着した異物などを検出するウェハの外
観検査について検討した。以下は、公知とされた技術で
はないが本発明者によって検討された技術であり、その
概要は次のとおりである。
すなわち、所定の平面内において回転されるウェハ平面
の所定の部位に、P偏光(プライマリPrimary偏
光)およびS偏光(セコンダリ5econ−dary偏
光)を照射しつつ走査し、ウェハ表面に形成された規則
的な形状のパターンによってP偏光およびS偏光が反射
される場合には、P偏光およびS偏光のいずれの場合に
おいても反射光がS偏光となることを利用し、規則的な
形状のパターンに付着した乱雑な形状の異物からの反射
光にのみ含まれるP偏光を検出することにより、ウェハ
の所定の部位に付着した異物などを検出するものである
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記のように、単にP偏光の光量を検出
することによって異物の有無を判別する検査においては
、たとえば、パターンが多層状に形成され、ウェハの表
面形状が複雑化されたり、段差寸法の変化が大きくなる
などして異物の存在しない下地部分からの反射光中に含
まれるP偏光の光量が比較的多い場合、下地からの反射
光に含まれるP偏光と異物からのP偏光との対比が低下
され、検出可能な異物の最小寸法が比較的大きくなり、
検出感度や検出精度が低下されるなどの欠点がある。
このことは、半導体装置の小型化、高集積化などに伴っ
て、ウェハに形成されるパターンが微細化され、パター
ンに付着する異物の検出をより高感度および高精度で行
うことが要請されつつあることを考慮すれば、重要な問
題となることを発明者は見いだした。
本発明の目的は、被検査物に付着する異物などの検出感
度および検出精度を向上させることが可能な検査技術を
提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。
[問題点を解決するための手段] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。
すなわち、被検査物表面にS偏光を照射して得られる反
射光中のP偏光成分およびS偏光成分の光量を個別に検
出し、P偏光成分の光量とS偏光成分の光量との比を所
定のしきい値と比較することによって被検査物表面にお
ける所定の検査が行われるようにしたものである。
[作 用コ 上記した手段によれば、たとえば、被検査物表面に付着
した乱雑な形状の異物などから反射され、S偏光成分お
よびP偏光成分をほぼ等置台む反射光と、被検査物の下
地部分から反射され、S偏光成分の光量がP偏光成分の
光量に対して比較的少ない反射光とが、大きな対比をも
って検出され、被検査物に付着する異物などの検出感度
および検出精度を向上させることが可能となる。
[実施例1] 第1図は、本発明の一実施例である漫査装置の要部を示
す模式図であり、第2図は、その作用を説明する説明図
である。
所定の平面内において移動自在なXYテーブル1の上に
は、たとえばウェハなどの被検査物2が着脱自在に位置
されている。
さらに、XYテーブル1の周辺部には、S偏光(S)の
みを放射する複数の光源3および光源4が該XYテーブ
ル1を介して対向して配設され、該光源3および4から
放射されるS偏光(S)がXYテーブル1の上に載面さ
れる被検査物2の所定の部位に向けてほぼ水平に照射さ
れる構造とされている。
そして・XYテーブルlに載置される被検査物2を複数
の光源3および4に対して相対的に平行移動させること
により、S偏光(S)による該被検査物2の表面の走査
が行われるものである。
また、XYテーブルエの直上方には、被検査物2の前記
S偏光(S)が照射される部位から発生される反射光5
を収束する対物レンズ6が光軸をほぼ垂直にして設けら
れている。
この場合、前記対物レンズ6の上方には、該対物レンズ
6と光軸を同じくする偏光ビームスプリンタ(分岐部)
7が配設されている。
この偏光ビームスプリンタ7は、対物レンズ6を介して
入射される反射光5に含まれるP偏光成分5PおよびS
偏光成分5Sのうち、P偏光成分5Pを入射光5と同じ
方向に直進させるとともに、S偏光成分5Sを入射光5
の光路に交差する方向に反射することによって、P偏光
成分5PおよびS偏光成分5Sが分岐されて取り出され
るように構成されている。
また、偏光ビームスプリッタフにおいて分岐されたP偏
光成分5PおよびS偏光成分5Sの光路には、複数の検
出器8および検出器9が設けられており、P偏光成分5
PおよびS偏光成分5Sの光量が、それぞれ該光量に応
じた強度の電気信号に変換されて検出される構造とされ
ている。 ゛さらに、複数の検出器8および9は、演算
部10に接続されており、該演算部10においては、た
とえば、検出器8から得られるP偏光成分5Pの光量に
応じた電気信号の値を、検出器9から得られるS偏光成
分5Sの光量に応じた電気信号の値で除して得られる、
P偏光成分5Pの光量とS偏光成分5Sの光量との比R
が算出されるように構成されている。
また、演算部10には比較部11が接続されており、該
演算部10において得られたP偏光成分5Pの光量とS
偏光成分5Sの光量との比Rと所定のしきい値Tとを比
較することによって、被検査物2の所定の部位における
異物の有無などが判別される構造とされている0図中、
13は基準電圧発生器を示す。
以下、本実施例の作用について説明する。
始めに、ウェハなどの被検査物2が、該被検査物2の表
面に形成されたパターン2aの方向が、たとえば対向し
て設けられた光源3および4の光軸にほぼ垂直となる姿
勢でXYテーブルlの上に固定される。
次に、被検査物2の所定の部位に光源3および4から放
射されるS偏光(S)が照射されるとともに、XYテー
ブル1は、互いに直交する方向にジクザクに平行移動さ
れ、該被検査物2に照射されるS偏光(S)によって被
検査物2の表面が走査される。
そして、被検査物2のS偏光(S)の照射部位から得ら
れる反射光5は、対物レンズ6を経て偏光ビームスプリ
ッタフに入射され、該反射光5に含まれるP偏光成分5
PおよびS偏光成分5Sは分岐され、それぞれ検出器8
および9に到達し、それぞれの光量に応じた強度の電気
信号に変換される。
さらに、検出器8および9が接続される演算部10にお
いては、たとえば、検出器8から得られるP偏光成分5
Pの光量に応じた電気信号の値を、検出器9から得られ
るS偏光成分5Sの光量に応じた電気信号の値で除して
得られる、P偏光成分5Pの光量とS偏光成分5Sの光
量との比Rが算出され、比較部11において、前記比R
を所定のしきい値Tと比較し、R>Tの場合に被検査物
の所定の部位に異物12が存在するものと判定し、その
時の座標値などの情報とともに所定の図示しない記憶部
や表示部などに出力するものである。
すなわち、第2図に示されるように、被検査物2に形成
された規則的な形状のパターン2aからの反射光5には
、反射面の形状がほぼ規則的であるため、はとんどがS
偏光成分5Sで構成され、P偏光成分5Pの量は僅かと
なり、一方、外形が乱雑な形状を呈する異物12からの
反射光5においては、含まれるS偏光成分5Sの光量と
P偏光成分5Pの光量とがほぼ等しくなる。
このため、パターン2aからの反射光5におけるP偏光
成分5Pの光量とS偏光成分5Sの光量との比Rと、異
物12からの反射光5におけるP偏光成分5Pの光量と
S偏光成分5Sの光量との比Rとの差が極めて大きくな
り、両者の間に所定のしきい値Tを設けることにより、
比較的寸法の小さな異物12などからの反射光5と被検
査物2に形成されたパターン2aなどの下地部分からの
反射光5とが明瞭に区別され、被検査物2に付着した異
物12などの検出感度および精度が向上される。
なお、上記の説明では、主として被検査物2に形成され
たパターン2aに付着した異物12の検出について説明
したが、パターン2aにおける比較的大きな寸法の不規
則な突出や欠損などの欠陥も通常前記の異物12と同様
に不規則な表面形状を呈するものであり、これら欠陥の
検出に本実施例の検査装置が使用できることは言うまで
もない。
このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。
(1)、被検査物2の所定の部位にS偏光(S)を照射
する際に発生される反射光5に含まれるP偏光成分5P
とS偏光成分5Sとを、偏光ビームスプリッタ7および
複数の検出器8.9によって個別に検出し、さらに演算
部10においてP偏光成分5Pの光量とS偏光成分5S
の光量との比Rを算出し、該比Rを比較部11において
所定のしきい値Tと比較することによって、被検査物2
に付着した異物12などからの反射光5と被検査物2に
形成された規則的な形状のパターン2aなどの下地部分
からの反射光5とを判別することにより、被検査物2の
表面に付着した異物12などが検出される構造であるた
め、たとえば単に反射光5に含まれるP偏光成分5Pの
光量の変化を検出する場合などに比較して、被検査物2
に付着した比較的寸法の小さな異物12などの検出感度
および精度が向上される。
(2)、被検査物2を複数の光源3および4に対して相
対的に平行移動させることによりS偏光(S)による該
被検査物2の表面の走査が行われるため、被検査物2に
規則的に形成されたパターン2aに対するS偏光(S)
の照射角が一定となり、パターン2aなどの下地部分か
らの反射光5に含まれるP偏光成分5Pの光量を比較的
低い値に安定に維持することができ、反射光5に含まれ
るP偏光成分5Pの光量とS偏光成分5sの光量との比
Rに基づいて行われる異物12の検出が安定な感度で行
われる。
(3)、前記(2)の結果、被検査物2の表面に、異物
12の検出を行わない非検査領域などを容易に設定する
ことができ、検査工程の簡略化などが可能となる。
(4)、前記(11〜(3)の結果、半導体装置の製造
におけるウェハの外観検査での生産性が向上される。
[実施例2] 第3図は、本発明の他の実施例である検査装置の要部を
示す説明図である。
本実施例2においては、前記実施例1における偏光ビー
ムスプリッタフに代えて、ハーフミラ−?a(分岐部)
を設け、反射光5を二つの光路に分岐させるとともに、
P偏光成分5PまたはS偏光成分5Sのみを透過させる
偏光板7bおよび偏光板7cを介して検出器8aおよび
検出器9aにそれぞれ入射させることにより、反射光5
に含まれるP偏光成分5PおよびS偏光成分5sの光量
が個別に検出されるように構成されているところが前記
実施例1の場合と異なるものである。
本実施例2においても、以下のような効果を得ることが
できる。
(l)、被検査物2の所定の部位にS偏光(S)を照射
する際に発生される反射光5に含まれるP偏光成分5P
とS偏光成分5Sとを、ハーフミラ−7a、偏光板7b
、7cおよび複数の検出器8.9によって個別に検出し
、さらに演算部10においてP偏光成分5Pの光量とS
偏光成分5Sの光量との比Rを算出し、該比Rを比較部
11において所定のしきい値Tと比較することによって
、被検査物2に付着した異物12からの反射光5と被検
査物2に形成された規則的な形状のパターン2aなどの
下地部分からの反射光5とを判別することにより、被検
査物2の表面に付着した異物12が検出される構造であ
るため、たとえば単に反射光5に含まれるP@光成分5
Pの光量の変化を検出する場合などに比較して、被検査
物2に付着した異物12の検出感度および精度が向上さ
れる。
(2)、被検査物2を複数の光源3および4に対して相
対的に平行移動させることによりS偏光(S)による該
被検査物2の表面の走査が行われるため、被検査物2に
規則的に形成されたパターン2aに対するS偏光(S)
の照射角が一定となり、パターン2aなどの下地部分か
らの反射光5に含まれるP偏光成分5Pの光量を比較的
低い値に安定に維持することができ、反射光5に含まれ
るP偏光成分5PとS偏光成分5Sとの比Rに基づいて
行われる異物12の検出が安定な感度で行われる。
(3)、前記(2)の結果、被検査物2の表面に、異物
12の検出を行わない非検査領域などを容易に設定する
ことができ、検査工程の簡略化などが可能となる。
(4)、前記(1)〜(3)の結果、半導体装置の製造
におけるウェハの外観検査での生産性が向上される。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。
たとえば、被検査物を回転させることによって、S偏光
による該被検査物表面の走査が行われるようにしても良
い。
以上の説明では主として本発明者に止ってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハの外観検査技
術に適用した場合について説明したが、それに限定され
るものではなく、たとえば、フォトマスク、回折格子な
ど、規則性のあるパターンの検査などに広(適用できる
〔発明の効果] 本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである
すなわち、被検査物表面にS偏光を照射する複数の光源
と、該被検査物からの反射光中に含まれるP偏光成分お
よびS偏光成分を分岐させる分岐部と、該分岐部におい
て分岐されたPl光成分およびS偏光成分の各々の光量
を検出する複数の検出部と、該複数の検出部において検
出される前記P偏光成分の光量と前記S偏光成分の光量
との比を算出する演算部と、該演算部において得られる
前記比を所定のしきい値と比較する比較部とを有する構
造であるため、被検査物の下地部分からの反射光に含ま
れるpg光成分の光量が比較的多い場合でも、下地部分
からの反射光と異物などからの反射光とが明瞭に区別す
ることが可能となり、たとえば、単に反射光に含まれる
P偏光成分の光量の変化のみに基づいて異物を検出する
場合などに比較して、被検査物に付着する異物などの検
出感度および検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例である検査装置の要部を示
す模式図、 第2図は、その作用を説明する説明図、第3図は、本発
明の他の実施例である検査装置の要部を示す模式図であ
る。 !・・・XYテーブル、2・・・被検査物、2a・・・
パターン、3.4・・・光源、5・・・反射光、5P・
・・P偏光成分、5S・・・S偏光成分、6・・・対物
レンズ、7・・・偏光ビームスプリンタ(分岐部)、7
a・・・ハーフミラ−(分岐部)、7b、1cm−−偏
光板、8.8a、9,9a・・・検出器、10・・・演
算部、11・・・比較部、12・・・異物、S・・・S
偏光、R・・・反射光中のP偏光成分の光量とS偏光成
分の光量との比、T・・・しきい値。 第  3  図 7a−ハーフミラ− 7b、 7c −4局ぞ沃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、被検査物表面にS偏光を照射して得られる反射光中
    のP偏光成分およびS偏光成分の光量を個別に検出し、
    該P偏光成分の光量と該S偏光成分の光量との比を所定
    のしきい値と比較することによって、前記被検査物表面
    における所定の検査を行うことを特徴とする検査方法。 2、前記S偏光が照射される前記被検査物を相対的に平
    行移動させることにより、該被検査物表面が該S偏光に
    よって走査されることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の検査方法。 3、前記被検査物がウェハであり、該ウェハ表面におけ
    る異物の有無などの検査を行うことを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の検査方法。 4、被検査物表面にS偏光を照射する複数の光源と、該
    被検査物からの反射光中に含まれるP偏光成分およびS
    偏光成分を分岐させる分岐部と、該分岐部において分岐
    されたP偏光成分およびS偏光成分の各々の光量を検出
    する複数の検出部と、該複数の検出部において検出され
    る前記P偏光成分の光量と前記S偏光成分の光量との比
    を算出する演算部と、該演算部において得られる前記比
    を所定のしきい値と比較する比較部とを有することを特
    徴とする検査装置。 5、前記被検査物が前記複数の光源に対して相対的に平
    行移動されることによって、該複数の光源から該被検査
    物表面に照射されるS偏光の該被検査物に対する走査が
    行われることを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    検査装置。 6、前記複数の光源が、前記被検査物を介して対向して
    配設されていることを特徴とする特許請求の範囲第4項
    記載の検査装置。 7、前記被検査物がウェハであり、該ウェハ表面におけ
    る異物の有無などの検査を行うことを特徴とする特許請
    求の範囲第4項記載の検査装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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