[发明专利]检查缺陷的方法及缺陷检查装置

说明书

技术领域

本发明涉及检查被检查体的缺陷的方法及缺陷检查装置，特别是涉及进行如半导体晶片这样的要求高度的均质性的被检查体的缺陷检测和/或分类的检查缺陷的方法及缺陷检查装置。

背景技术

在半导体的制造工序中，存在于晶片内部的缺陷成为作为产品的半导体器件的电特性劣化、不良的原因。因此，制造半导体装置时，对于处于半导体制造前的阶段的晶片或进入制造工序对表面进行了工序处理的晶片进行缺陷的检查。如果对于存在缺陷的晶片直接进行工序处理的话，最终的半导体产品会成为不良品，因此必须预先进行缺陷的去除。

近年来，随着半导体器件的集成度的增加，构成器件的图案的微细化不断发展，应该检测出的晶片的缺陷的尺寸也变小，相应的需要更高的缺陷的检测能力。此外，在缺陷检测中存在破坏性方法和非破坏性方法，前者以蚀刻液溶解晶片，或者进行物理切削等，使缺陷显现于表面，以显微镜、电子显微镜等进行观察。但是，以这样的方法进行检查的晶片已不能够在半导体器件的制造中使用。

作为非破坏性的检查方法，有电方法，使用光、超声波的非接触检查方法。电检查方法是在晶片上加以电极，或者将探针压向晶片，对晶片施加电信号，根据电信号的变化对晶片上存在缺陷的情况进行检测，但是难以确定缺陷的位置，电极等的接触是必需的，因此也不能够使用于产品的制造阶段中的晶片。

利用超声波进行的缺陷检测是对被检查体施加超声波，以检测器检测从缺陷反射的超声波的方法。因为对于金属等不透过光的材料的内部的缺陷也能够进行检测，所以在封装体内部的检查等中使用，但是由于检测极限、分辨率方面的问题，不能够以高分辨率检测晶片的缺陷、异物，因此也不能够使用。

使用光进行检查的方法是以暗视野、明视野的光学系统来检测由缺陷、异物产生的散射光，同时检测缺陷的位置的方法。在晶片内部的缺陷检测中使用对于硅透明的激光，在表面或表层的缺陷的检测中使用可见光激光。

关于使用光、超声波的缺陷的检查，公开有以下的文献。

在专利文献1中记载有下述配管、钢材等被检查体的超声波探伤方法：对被检查体发送电磁超声波，并且对与由该超声波引起的被检查体的激振部分相同的部分发射激光，基于其反射信号检测被检查体的缺陷、板厚等。

在专利文献2中，记载有下述缺陷检测装置：对被检查物从超声波振子入射表面弹性波，并且对被检查物的表面照射激光，接收其反射光，利用信号处理装置检测激光的出射光和反射光的频率的差，根据该差测定被检查物的振动速度而检测缺陷。

在专利文献3中，记载有下述材料非破坏检测方法、装置：对被测定物面照射脉冲激光来产生弹性波，与脉冲激光同轴地对被测定物面照射连续振荡的信号用的激光，受到被测定物面的散射面和弹性波的影响的反射光入射至激光干涉计而检测频率成分的变化，由此检测被测定物的内部缺陷。

在专利文献4中，记载有下述内容：对半导体晶片等被检查物照射激光，在多个方向检测来自被检查物的反射散射光，比较检测结果来检测反射散射光的指向性，由此区别检测被检查物中的伤痕等缺陷和异物。

在专利文献5中，记载有下述缺陷检查方法：对被检查试样入射激光，将其散射光、发出的光分割为多个不同的波段，并在摄像装置中成像，根据得到的多个图像识别缺陷的内容。

在专利文献6中，记载有下述检查方法：对半导体晶片等的面照射以入射角度不同的方式设定的使振荡定时错开的两个脉冲振荡激光，一束激光由于颗粒和坑点这两者而产生散射光，另一束激光以使由坑点产生的散射光尽可能地少的方式设定，根据两方的散射光的检测结果辨别是颗粒还是坑点。

在专利文献7、8中记载有下述缺陷的检测方法：在改变入射至被检物体的激光的波长时，预先求取反射率R为极大值的波长λ1和反射率R为极小值的波长λ2，通过得到使波长λ1、λ2的激光分别入射至被检物体时的光信息，区别被检物体的极靠表层附近的缺陷和表面的缺陷。此外，还记载有在该情况下，激光倾斜入射被检物体，利用配置于上方的显微镜整体观察缺陷的散射像的内容。

在专利文献9中记载有下述半导体晶片表面的检查方法：对晶片表面照射激光并使其扫描，以相对于入射光的受光角度不同(高角度、低角度)的多个受光系统来接收由晶片表面反射或散射的光，基于这些多个受光系统的受光强度比求取标准粒子换算尺寸的差异，由此判别缺陷的形态、种类。

专利文献10是本发明者公开的发明，在对晶片施加了超声波的状态和不施加超声波的状态下对晶片表面照射激光，利用偏光镜和配置为正交尼科耳的受光单元检测由空洞缺陷引起的散射的光的强度在超声波施加前后的变化，根据该强度变化判断异物。