JPH0760136B2 - 内部欠陥検査方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、内部欠陥検査方法および装置に関し、詳しく
は測定対象物である物体の内部欠陥に関する情報を検出
し、これを処理することによって非破壊で物体内部を可
視化し、かつ一定の条件のもとに安定に物体内部の欠陥
を検査することのできる内部欠陥検査方法および装置に
関する。

［従来技術］ 従来、測定対象物である物体中にレーザビームなどの光
を照射し、その透過光あるいは散乱光を得ることによ
り、物体内部の欠陥に関する情報を得て欠陥を可視化す
る内部欠陥検査方法および装置が知られている。

第４図は、この種の内部欠陥検査装置の概略構成を示す
断面図である。同図の装置は、測定対象物に光を照射し
その透過光を利用して欠陥を可視化する装置であり、特
開平１−224646号に開示されている。

同図において、測定対象物401の一方から照明用ランプ4
02で光を照射している。測定対象物401は板状の物体で
あり、この図では厚さ方向（板の表面に垂直な方向）で
切った断面を示している。測定対象物401を透過した光
は撮影器403に入射する。これにより、透過光による測
定対象物401の拡大像が撮影される。撮影器403は撮影し
た結果を画像情報として出力する。その画像情報は処理
器404において処理され、不図示のCRT表示装置などによ
り、撮影した物体401の像が可視化される。405,406は測
定対象物401の内部の欠陥を示す。

なお、第４図では説明のための欠陥405,406の大きさを
相対的に大きく描いているが、この種の内部欠陥検査装
置で検査の対象とする欠陥の大きさは実際には数ミクロ
ン以下の微小のものである。

また、シリコンウエハのような半導体材料に関して上記
の方式で内部欠陥を検査する場合は、可視光では内部欠
陥を検出することが不可能である。そのため、光源とし
て赤外線を出射する光源を用い、内部欠陥の情報を得て
いる。

第５図（ａ）は、測定対象物である物体中にレーザビー
ムを照射し、物体内部で散乱される散乱光をレーザの照
射方向とほぼ直交する方向から測定することにより、物
体内部の欠陥を可視化する装置の概略構成を示す断面図
である。第５図（ｂ）は、第５図（ａ）の測定対象物の
斜視図である。このような装置は、特開平１−151243号
に開示されている。

同図の装置によれば、シリコンウエハなどの測定対象物
501に対し、赤外線の波長域（例えば１μｍ程度の波
長）のレーザビームを矢印504のように入射させる。測
定対象物501は板状の物体であり、この図では厚さ方向
（板の表面に垂直な方向）で切った断面を示している。
したがって、レーザビーム504は板状の測定対象物501の
下面（裏面）から上面（表面）に向かうように入射され
る。レーザビーム504は測定対象物501の内部の欠陥によ
り散乱される。この散乱光は矢印505のように測定対象
物501から出射する。この散乱光をレーザビーム504の方
向に直交する位置に配置された撮影器502で検出する。
第５図（ｂ）の矢印521は撮影器502による観察の方向を
示す。このようにして、撮影器502で、散乱光による物
体501の拡大像が撮影される。撮影器502は撮影した結果
を画像情報として出力する。その画像情報は処理器503
において処理され、不図示のCRT表示装置などにより、
撮影した物体501の像が可視化される。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、第４図に示すような透過光方式の内部欠陥検
査装置によれば、測定対象物401の内部欠陥405などを非
破壊で検査することができる。しかし、測定対象物401
中の欠陥の垂直分布（第４図の紙面上下方向の欠陥の分
布）については、全く情報が得られないという問題点が
あった。

また、この方式では透過光を用いて内部欠陥を検出する
ため、撮影器403に入射する光は測定対象物401の垂直方
向（厚さ方向）についての情報を累積した透過光（投影
像）となる。したがって、第４図の内部欠陥406のよう
に、撮影器403の側に別の大きな内部欠陥405が存在する
ような場合は、内部欠陥406は内部欠陥405に埋もれてし
まい、内部欠陥406を検出することができず、正確な検
査を行うことができない。

一方、第５図（ａ）に示すような散乱光を用いた内部欠
陥検査装置によれば、物体内にレーザビームを入射さ
せ、そのレーザビームの方向にほぼ直交する方向から散
乱光を検出して内部欠陥を検査しているので、第１の内
部欠陥の周辺に第２の内部欠陥が存在する場合であって
も、第１の内部欠陥のある位置に撮影器の焦点を合せれ
ば、第１の内部欠陥を検出することができる。また、第
５図（ａ）のような配置で物体501の内部欠陥を検査す
れば、物体501中の欠陥の垂直分布（第５図（ａ）の紙
面の上下方向の分布）を得ることもできる。

しかしながら、第５図（ａ）の装置によれば、測定対象
物501中の欠陥の垂直分布を得るために、レーザビーム5
04を測定対象物501の切断面506が散乱を起こさないよう
に平坦にしておかなければならない。そのため、シリコ
ンウエハのような板状の材料の厚さ方向の欠陥の分布
（垂直分布）を得るためには、測定位置の近傍で切断あ
るいはへき開する必要がある。第５図（ｂ）の付番522
は測定対象物501のへき開面を示す。このように、第５
図（ａ）（ｂ）の方式では、結果として測定対象物501
を破壊しなければ内部欠陥の垂直分布を得ることができ
ないという問題点がある。

さらに、第５図（ｃ）のように、測定対象物501に対し
切断面あるいはへき開面506から矢印511のようにレーザ
ビームを入射させ、矢印512の方向から散乱光を測定す
ることもできるが、測定対象物501の表面513の近傍では
レーザ光を矢印511のように入射させることが極めて困
難である。そのため、測定対象物501の表面513の近傍に
存在する欠陥が測定できないという問題点がある。

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、測定対
象物を破壊することなく、任意の位置において内部欠陥
の垂直断面分布を得ることができる内部欠陥検査方法お
よび装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため本発明では、細く絞ったレー
ザビームを測定対象物に入射させ、該レーザビームによ
る測定対象物内部からの散乱光を光学手段に入射させて
拡大し画像情報として得ることにより測定対象物内部の
欠陥を検査する内部欠陥検査方法において、上記測定対
象物の第１の表面から内部へ入射したレーザビームが上
記測定対象物の第２の表面にて全反射するように、レー
ザビームを測定対象物に入射させ、この第２の表面の近
傍を通るレーザビームによる散乱光を上記光学手段に入
射させて第２の表面近傍の欠陥を検査することを特徴と
する。

さらに、本発明に係る内部欠陥検査装置は、細く絞った
レーザビームを射出するレーザ射出手段と、測定対象物
の第１の表面上における該レーザビームの入射位置を移
動させる入射位置移動手段と、上記測定対象物の第１の
表面から入射したレーザビームが測定対象物の第２の表
面にて全反射するように、レーザビームの測定対象物へ
の入射方向を制御する入射方向制御手段と、該レーザビ
ームによる測定対象物内部からの散乱光を入射し画像情
報として得る光学手段と、該レーザビームの入射位置の
移動に連動して、該レーザビームの測定対象物内の光路
中の位置に上記光学手段の焦点を合せる焦点合せ手段と
を具備し、上記測定対象物の第２の表面にて全反射する
ような第２の表面近傍を通るレーザビームの光路中の測
定位置に上記光学手段の焦点を合せ、該レーザビームに
よる散乱光を上記光学手段に入射させることにより、第
２の表面近傍の欠陥を検査することを特徴とする。

［作用］ 上記本発明の内部欠陥検査方法によれば、測定対象物の
第１の表面からレーザビームを入射させ、このレーザビ
ームが測定対象物の第２の表面にて全反射するようにレ
ーザビームを測定対象物に入射させている。これによ
り、第２の表面の近傍（第２の表面上の位置も含む）に
レーザビームを照射することができるので、このような
表面近傍の欠陥をも検査することができる。

さらに、本発明にかかる内部欠陥検査装置によれば、レ
ーザ射出手段から細く絞ったレーザビームを射出し、こ
のレーザビームを測定対象物に照射する。レーザビーム
の測定対象物への入射位置は入射位置移動手段により移
動することができる。測定対象物中に入射したレーザビ
ームは内部欠陥によって散乱され散乱光を発生する。こ
の散乱光を光学手段により検出し測定対象物の内部欠陥
を検査することができる。ここで、レーザビームの測定
対象物への入射位置は入射位置移動手段により移動する
ことができ、これに連動してレーザビームの測定対象物
内の光路上の測定位置にこの光学手段の焦点を合せるよ
うにしている。したがって、測定対象物中の任意の位置
にレーザビームを照射し、かつ光学手段の焦点を当該位
置に合せることができるので、任意の位置の欠陥を検出
することができる。また、これらのレーザビームの入射
位置の移動と光学手段の焦点を合せる動作とは、連動し
て連続的に行うことができるので、測定対象物の任意の
方向（例えば垂直方向など）における欠陥の分布も検査
することができる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。

第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る内部欠陥検査
装置の測定対象物内部のレーザビームの光路および撮影
器などを示す断面図であり、また本発明の一実施例に係
る内部欠陥検査方法を説明するための断面図でもある。

同図において、101は測定対象物、102は顕微鏡、103は
顕微鏡102を通して散乱光を検出するための検出素子
（撮像器）を示す。測定対象物101は板状の物体であ
り、この図では厚さ方向（板の表面に垂直な方向）で切
った断面を示している。111は測定対象物101の側面、11
2は上面を示す。不図示のレーザビーム射出手段から射
出されたレーザビームは、測定対象物101の側面111から
入射する。121〜124は測定対象物101に入射するレーザ
ビームの光路、131〜134は測定対象物101の内部のレー
ザビームの光路を示す。レーザビームは矢印113の方向
へ平行移動することができるようになっており、これに
より測定対象物101の側面111における入射位置を変更す
ることができる。

顕微鏡102はその焦点距離を変更することができ、例え
ばP1〜Pnなどの測定点に焦点を合せ、これらの測定点の
近傍の観測部分を光学的に拡大した像を得ることができ
る。散乱光の検出素子103は、顕微鏡102により得た拡大
像を電気信号に変換し、この電気信号に基づいて後述す
る種々の方式で欠陥を検査する。

第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の測定対象物101の斜視
図である。この測定対象物101は半導体装置の製造に用
いるシリコンウエハである。レーザビーム120はシリコ
ンウエハ101のオリエンテーションフラット（オリフラ
と略称する）150から入射される。そして、矢印130のよ
うにウエハ101の上面で反射し、オリフラ150と反対の方
向から出射する。矢印151は顕微鏡102による観察方向を
示す。

第１図（ａ）（ｂ）を参照して、本実施例の装置におけ
る内部欠陥検査の基本的な動作を説明する。

まず、測定対象物101に入射したレーザビームが測定対
象物101の上面112で全反射するように、予め測定対象物
101の側面111へのレーザビームの入射角を設定する。レ
ーザビームの初期入射位置は位置Q1である。位置Q1に所
定の入射角で光路121に示すように入射したレーザビー
ムは、測定対象物101の内部で光路131のように進む。そ
して、測定対象物101の上面112の位置P1において全反射
する。このとき顕微鏡102の焦点は位置P1に合せられて
おり、これにより測定対象物101の上面112の位置P1の近
傍の像を得ることができる。顕微鏡102により得た拡大
像は、検出素子103により電気信号に変換され出力され
る。

次に、レーザビームは所定の入射角で規定されるレーザ
ビームの方向を保持したまま、矢印113の方向へ平行移
動される。例えば、レーザビームが光路121から平行移
動して、光路122のように測定対象物101の側面111の位
置Q2に入射したとする。このとき、測定対象物101に入
射したレーザビームは、光路132を通って上面112の位置
R2で全反射し、位置P2を介して進む。

レーザビームの矢印113のような平行移動に連動して顕
微鏡102の焦点位置が変更される。レーザビームが位置P
2を通るときには、顕微鏡102はこの位置P2に焦点が合せ
られている。これにより、測定対象物101内部の位置P2
の近傍が観測される。顕微鏡102により得た拡大像は、
検出素子103により電気信号に変換され出力される。

さらに、レーザビームが平行移動し、光路123を通って
側面111の位置Q3から入射したとする。このとき、測定
対象物101内部に入射したレーザビーム133は、上面112
の位置R3で全反射し、位置P3を通って進む。そして、顕
微鏡102の焦点は位置P3に合せられている。これによ
り、位置P3の近傍の像が得られる。顕微鏡102により得
た拡大像は、検出素子103により電気信号に変換され出
力される。

さらに、レーザビームを平行移動し、光路124のように
測定対象物101の側面111の位置Qnに入射させる。このと
き測定対象物101に入射したレーザビームは、光路134の
ように上面112の位置Rnで全反射し、位置Pnを通って進
む。このとき顕微鏡102の焦点は位置Pnに合せられてい
る。これにより、位置Pnの近傍の像が得られる。顕微鏡
102により得た拡大像は、検出素子103により電気信号に
変換され出力される。

このようにして、レーザビームの入射位置を順次変更
し、測定対象物の上面で全反射させ、位置P1〜Pnを矢印
114および矢印115のように順次通過させる。一方、顕微
鏡102の焦点はこのようなレーザビームの移動に連動
し、レーザビームが位置P1〜Pnを通過するときにその通
過位置P1〜Pnに焦点が合うようにしてある。検出素子10
3は、この光学的な像を電気信号に変換し出力する。こ
れにより、測定対象物101の厚さ方向（垂直方向）の像
を表す電気信号が得られ、これに基づいて欠陥を検査す
ることができる。

第２図は、このようなレーザビームによる測定対象物内
部の欠陥からの散乱の様子を示す断面図である。

同図において、201は測定対象物（ここでは断面を示し
ている）、202はレーザビームの光束、203は散乱光を示
す矢印、204は測定対象物201内部の欠陥、205はレーザ
ビームの進行方向、206は散乱光の観測方向を示す。

矢印205のように進行するレーザビームの光束202中にあ
る欠陥203からは、矢印203のように散乱光が発生する。
この散乱光203のうち観測方向206の成分が、第１図で説
明したように顕微鏡を介して撮像器に入射する。

第３図は、この実施例の装置の構成を示すブロック図で
ある。

同図において、301は測定対象物、303はレーザ発振器、
302はレーザ発振器303から射出されたレーザビームを示
す。305および307はレーザビーム302の進行方向を変更
するための全反射ミラー、304は全反射ミラー305を駆動
しレーザビーム302を紙面に垂直な方向に振らせるため
の駆動用モータ、306は全反射ミラー307を矢印Ｓのよう
に駆動しレーザビーム302の測定対象物301の側面への入
射位置を第１図に示したように平行移動させるための圧
電素子を示す。309は測定対象物301の所定の位置に焦点
を合せてその拡大像を得る顕微鏡、310は顕微鏡309によ
る拡大像を電気信号（撮像結果である情報を含む情報信
号）に変換する撮像器、308は顕微鏡309の鏡筒を矢印Ｔ
のように駆動し顕微鏡309の測定対象物301内における焦
点位置を変更することができるようにするための鏡筒駆
動部を示す。

311は撮像器310から接続線351を介して入力した撮像結
果である情報信号を撮像画面に対応する行列状の画像情
報として記憶する画像メモリ回路、312は接続線352を介
して入力した画像情報に対し所定の処理を行う画像処理
回路、313は画像処理回路312から接続線354を介して入
力したバイナリー信号に基づいて所定の演算処理を行う
演算処理回路である。

314は接続線363を介して鏡筒駆動信号を出力し鏡筒駆動
部308を駆動するオートフォーカス制御回路、316は画像
処理回路312から接続線353を介して出力される欠陥情報
信号および演算回路313から接続線355を介して出力され
る計測信号に基づいてビデオ信号を生成出力する表示処
理回路、317はこの表示処理回路316から接続線356を介
して入力したビデオ信号に基づいて欠陥の垂直断面像お
よび演算結果を表示する表示回路、318は表示処理回路3
16から接続線357を介して所定の記録信号を入力しいわ
ゆるハードコピーを得る記録器である。

322は接続線360を介して駆動用モータ404に駆動信号を
出力するモータ信号発生回路、321は接続線359を介して
圧電素子306に走査信号を出力する高電圧発生回路、320
はレーザ発振器303に電力を供給するレーザ用電源であ
る。315は接続線364〜367を介して高電圧発生回路321、
モータ信号発生回路322、画像メモリ回路311およびオー
トフォーカス制御回路314にそれぞれ同期信号を出力す
る同期信号発生回路である。319は接続線358を介して同
期信号発生回路315、表示処理回路316およびレーザ用電
源320に制御信号を出力する制御回路である。

第３図を参照して、本実施例の内部欠陥検査装置の動作
を説明する。測定対象物301は板状の物体とし、その垂
直断面（厚さ方向に沿う断面）の像を得てこの断面にお
ける欠陥を検査する場合について説明する。

第３図を参照して、測定対象物301は顕微鏡309の直下に
その上面が顕微鏡309の観測方法を向くように配置され
る。第３図では第１図と同様に測定対象物の垂直断面を
示す。測定対象物301を配置した後、制御回路319はレー
ザ用電源320をオンし、レーザ発振器303からレーザビー
ム302を射出させる。

そして、このレーザビーム302が測定対象物301の上面の
所定位置P1において全反射するように、全反射ミラー30
5,307の位置を調整する。この調整は手動で行ってもよ
いし、また制御回路319からの制御に基づいて自動で行
なってもよい。レーザビーム302の位置合せとともに、
顕微鏡309の焦点を測定対象物301の上面の位置P1に合せ
る。この焦点合せは手動で行ってもよいし、また制御回
路319からの制御により自動で行ってもよい。

レーザ発振器303から射出し、全反射ミラー305,307を介
して測定対象物301の側面からその内部に入射し、測定
対象物301の上面の位置P1において全反射されたレーザ
ビームは、この測定対象物301のもう一方の側面から射
出される。このとき、レーザビーム302の光束は顕微鏡3
09を通して撮像器310に直接入射することはない。しか
し、測定対象物301の位置P1の近傍に内部欠陥があった
場合は、第２図で説明したように、測定対象物301の内
部に入射したレーザビーム302の光束中の欠陥部分から
散乱光が発生する。このとき、顕微鏡309の焦点は位置P
1に合せられている。顕微鏡309は、この散乱光のうち顕
微鏡309に向かう成分を捕え、焦点位置の拡大像を得
る。この拡大像は撮像器310により検出される。

撮像器310は顕微鏡309により得た位置P1近傍の像を電気
信号に変換し、情報信号として接続線351に出力する。
この情報信号は位置P1からの散乱光の強度を示す。この
情報信号は画像メモリ回路311に入力する。画像メモリ
回路311は、この情報信号に従って散乱光の強度を示す
値を位置P1に対応する記憶位置に格納する。

ここで、測定対象物301に入射するレーザビームは、第
１図で説明したように順次平行移動され、顕微鏡309の
焦点位置もレーザビームの移動に連動して移動するよう
にしてある（レーザビームの移動と顕微鏡の焦点の移動
との連動した動作については後述する）。したがって、
測定対象物301の位置P1の散乱光の観測に引続いて位置P
1から紙面の下側（測定対象物301の垂直方向）の各位置
に関する散乱光の観測が行われる。このように第1,2図
で説明したような垂直方向の各位置からの散乱光を観測
し、これら各位置からの散乱光の強度がそれぞれ画像メ
モリ回路311の所定の列に記憶される。画像メモリ回路3
11の一列（一連の記憶位置）に記憶された散乱光の強度
情報は、測定対象物301の位置P1を通る垂直方向（点線3
70）の欠陥情報を示すものとなる。

さらに、後述するように全反射ミラー305を駆動するこ
とにより、レーザビーム302の光路を紙面に垂直な方向
に若干ずらすことができる。そして、先に観測した点線
370に沿う垂直方向の情報に加え、その位置から紙面の
手前または奥側の方向に少しずれた位置での垂直方向の
欠陥情報を得る。この情報は画像メモリ回路311の先に
記憶した列の次の一列に記憶する。このような動作を繰
返し、画像メモリ回路311には行列状に並べられた画像
情報が記憶される。この画像情報は、第３図の測定対象
物301の点線370を含み紙面に垂直な断面（２次元）の画
像情報である。

この画像情報は接続線352を介して画像処理回路312に入
力する。この画像処理回路312は、入力した画像情報を
背景雑音（バックグラウンドノイズ）が一定となるよう
に処理し、測定対象物301の断面像における内部欠陥を
強調するようにする。その結果として、欠陥情報信号を
接続線353を介して表示処理回路316へと出力する。ま
た、画像処理回路312は、入力した画像情報を２値化し
バイナリー信号として接続線354を介して演算処理回路3
13へと出力する。

この演算処理回路313は、入力したバイナリー信号から
観測範囲全体に対する内部欠陥の面積比率、個数、およ
び欠陥の大きさなどを計算し、その結果を接続線355を
介して表示処理回路316へと出力する。表示処理回路316
は、画像処理回路312と演算処理回路313からの信号を処
理し、ビデオ信号を生成して接続線356に出力する。こ
のビデオ信号は表示回路317に入力し、欠陥の垂直断面
像および上述したような演算結果を表示する。さらに、
表示処理回路316から出力された画像情報および演算結
果は、記憶信号として接続線357を介して記録器318へと
入力する。記録器318は入力した記録信号に基づいてハ
ードコピーの記録を出力する。

制御回路319は、全体システムの制御を行うための制御
信号を生成し接続線358を介して表示処理回路316、レー
ザ用電源320および同期信号発生回路315へと出力する。
同期信号発生回路315は、制御回路319からの制御信号の
指示に基づき画像メモリ回路311、高電圧発生回路321お
よびモータ信号発生回路322に同期信号を出力する。

この同期信号を受けて、まず高電圧発生回路321は接続
線359を介して圧電素子306の駆動用の走査信号を出力す
る。一方、同期信号発生回路315からの同期信号を受け
て、モータ信号発生回路322は、全反射ミラー305の駆動
用モータ304への駆動信号を出力する。さらに、同期信
号発生回路315から出力された同期信号に基づいて、オ
ートフォーカス制御回路314は鏡筒駆動部308を駆動し、
顕微鏡309の焦点をレーザビームの測定対象物301内部の
光路の所定位置に合せる。また、同期信号発生回路315
から出力された同期信号に基づいて、画像メモリ回路31
1は、撮像器310から出力される情報信号を、対応する行
および列の記憶位置に記憶する。

同期信号発生回路315の同期信号による各部の連動した
動作は以下のようなものである。

まず、駆動用モータ304の駆動により全反射ミラー305が
位置づけられる。これにより、レーザビーム302が測定
対象物301を通過する面（第３図の紙面に平行な面）が
規定される。次に、圧電素子306を駆動することにより
全反射ミラー307を矢印Ｓの方向に移動して、レーザビ
ーム302を第１図に示したように走査する。同時に、鏡
筒駆動部308を駆動することにより顕微鏡309の焦点位置
を位置P1から点線370に沿って移動させ、レーザビーム3
02の光路と点線370とが交差する位置に顕微鏡309の焦点
が合うようにする。この顕微鏡309による観測により点
線370に沿って得られた散乱光の強度データは、画像メ
モリ回路311の所定の列に記憶される。このようにして
測定対象物301のある垂直方向のデータが得られる。

次に、駆動用モータ304を駆動することにより全反射ミ
ラー305を若干ずらし先に測定した測定対象物301の測定
位置から少しずらした隣接位置の垂直方向のデータを得
る。この垂直方向の散乱光強度データは、先に画像メモ
リ回路311に記憶されているデータの隣の列に記憶す
る。

このようにして、レーザビーム302を全反射ミラー305に
より第３図の紙面に垂直な方向に少しずつ振らし、全反
射ミラー307により第１図に示すようなレーザビームの
走査を行い、顕微鏡により観察することを繰返し、測定
対象物301の点線370を含み紙面に垂直な方向の断面にお
ける散乱光の強度データを得る。この散乱光の強度デー
タは画像メモリ回路311に画像情報として記憶される。
１つの断面における画像情報が記憶されるまでは以上の
ようにして制御回路319からの制御信号に基づく同期信
号発生回路315の制御により各ブロックが連動して動作
し１つの断面の画像情報が得られる。

なお、このような動作で測定対象物301のある断面にお
ける二次元的な内部欠陥の情報が得られるが、さらに測
定対象物301を第３図の紙面の左右方向に少しずつずら
して上記のような測定を行うことにより三次元的な内部
欠陥のデータが得られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、測定対象物中の
内部欠陥を検査するためにレーザビームの測定対象物へ
の入射位置を移動させこの入射位置の移動に連動して光
学手段の焦点をそのレーザビームの光路上の位置に自動
的に合せるようにしているので、測定対象物中の任意の
方向の内部欠陥の分布例えばシリコンウエハのようなも
のの垂直方向の内部欠陥の分布を非破壊で測定すること
ができる。また、レーザビームの方向と光学手段の観測
方向とを適宜設定することにより小さな内部欠陥が大き
な内部欠陥に埋もれてしまい正確な検査ができないとい
うことがない。

また、測定対象物の第１の表面から入射したレーザビー
ムが第２の表面にて全反射するようにレーザビームを測
定対象物に入射させこの第２の表面の近傍を通るレーザ
ビームによる散乱光を光学手段により観測しているの
で、測定対象物の表面付近の欠陥をも検査することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、本発明の一実施例に係る内部欠陥検査
装置における測定対象物中のレーザビームの光路などを
示す断面図、 第１図（ｂ）は、第１図（ａ）の測定対象物の斜視図、 第２図は、測定対象物中をレーザビームが進む際におけ
る内部欠陥からの散乱光の発生の様子を示す断面図、 第３図は、本実施例の内部欠陥検査装置の概略構成を示
すブロック図、 第４図は、従来の透過光を用いた内部欠陥検査装置の概
念図、 第５図（ａ）〜（ｃ）は、従来の測定対象物にレーザビ
ームを入射させレーザビームの方向と直交する方向から
観測する方式の内部欠陥検査装置の概念図である。 101:測定対象物、102:顕微鏡、103:撮像器（検出素
子）、131〜134:レーザビーム、203:散乱光、204:欠陥
部分、302:レーザビーム、303:レーザ発振器、304:駆動
用モータ、305,307:全反射ミラー、306:圧電素子、308:
鏡筒駆動部、309:顕微鏡、310:撮像器、311:画像メモリ
回路、312:画像処理回路、313:演算処理回路、314:オー
トフォーカス制御回路、315:同期信号発生回路、316:表
示処理回路、317:表示回路、318:記録器、319:制御回
路、320:レーザ用電源、321:高圧発生回路、322:モータ
信号発生回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】細く絞ったレーザビームを測定対象物に入
   射させ、該レーザビームによる測定対象物内部からの散
   乱光を光学手段に入射させて画像情報として得ることに
   より測定対象物内部の欠陥を検査する内部欠陥検査方法
   において、 上記の測定対象物の第１の表面から内部へ入射したレー
   ザビームが上記測定対象物の第２の表面にて全反射する
   ように、レーザビームを測定対象物に入射させ、この第
   ２の表面の近傍を通るレーザビームによる散乱光を上記
   光学手段に入射させて第２の表面近傍の欠陥を検査する
   ことを特徴とする内部欠陥検査方法。
2. 【請求項２】細く絞ったレーザビームを射出するレーザ
   射出手段と、 測定対象物の第１の表面上における該レーザビームの入
   射位置を移動させる入射位置移動手段と、 上記測定対象物の第１の表面から入射したレーザビーム
   が測定対象物の第２の表面にて全反射するように、レー
   ザビームの測定対象物への入射方向を制御する入射方向
   制御手段と、 該レーザビームによる測定対象物内部からの散乱光を入
   射し画像情報として得る光学手段と、 該レーザビームの入射位置の移動に連動して、該レーザ
   ビームの測定対象物内の光路中の測定位置に上記光学手
   段の焦点を合せる焦点合せ手段と を具備し、上記測定対象物の第２の表面にて全反射する
   ような第２の表面近傍を通るレーザビームの光路中の測
   定位置に上記光学手段の焦点を合せ、該レーザビームに
   よる散乱光を上記光学手段に入射させることにより、第
   ２の表面近傍の欠陥を検査することを特徴とする内部欠
   陥検査装置。