JP3895194B2 - Method for detecting relative dielectric constant of porous material and foreign substance inspection apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウェーハ等の被検査物の表面に存在する異物や結晶欠陥等(以下、これらを総称して異物と称す)を検査する異物検査装置、及びそれに用いられる多孔質材料の比誘電率検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
LSI等の配線間を絶縁する配線間絶縁材料は、比誘電率の低いことが要求される。配線間絶縁材料の比誘電率が低い程、配線間容量が小さくなり、配線遅延が抑制されてLSIの高速化が図られる。特に近年、配線の微細化により隣接する配線間容量の増加が顕著になってきたことから、多層配線構造の層間絶縁膜として低誘電率膜の開発が進められている。低誘電率膜の材料としては各種の物質が検討されているが、比誘電率を低くする手段の1つとして、内部に微細な空孔を設けた多孔質膜が注目されている。
【0003】
多孔質膜を層間絶縁膜として半導体ウェーハの表面に形成する場合、多孔質膜の比誘電率を測定するか、あるいは多孔質膜の空孔の寸法、形状、密度等を測定することによって、多孔質膜の比誘電率を管理する必要がある。多孔質膜の比誘電率を測定する場合は、測定用のTEG(テストエレメントグループ)パターンを有する半導体ウェーハを用意し、TEGパターンに誘電率測定装置の触針を接触させて測定を行う。
【0004】
一方、従来、多孔質膜の空孔の寸法、形状等を測定する方法として、ガス吸着法、陽電子消滅法、X線散漫散乱法等が知られている。ガス吸着法は、N2 やArガス等を空孔内部に吸着させた時の質量変化から空孔の寸法を測定するものであり、膜の外部へ通じガスを吸着できる空孔のみが測定可能である。陽電子消滅法は、陽電子を照射して生成した電子−陽電子対が空孔の壁に衝突して消滅するまでの時間から空孔の寸法を測定するものであり、陽電子発生源等の比較的大きな設備が必要である。これに対し、X線散漫散乱法は、X線を照射して空孔の界面で散乱したX線を検出することにより空孔の寸法や形状を測定するものであり、膜の外部へ通じていない空孔も測定でき、かつ、陽電子消滅法に比べて簡易な装置及び測定方法で実施することができる。
【0005】
多孔質膜を層間絶縁膜として半導体ウェーハの表面に形成した後、多孔質膜の表面に異物がないかどうか、異物検査装置を用いて検査が行われる。異物検査装置は、被検査物の表面にレーザー光等の検査光を照射し、被検査物からの散乱光を検出することによって、被検査物の表面の異物を検査するものである。このような異物検査装置に関するものとしては、例えば、特開平9−304289号公報に記載のものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、多孔質膜の比誘電率を測定する場合は、測定用のTEGパターンを有する半導体ウェーハを測定の都度用意する必要があった。一方、多孔質膜の空孔の寸法や形状を測定するX線散漫散乱法は、陽電子消滅法に比べて簡易ではあるが、X線を用いるため装置が高価となり、また安全上の取り扱いに注意が必要である。さらに、多孔質膜を形成する工程で比誘電率を管理しても、多孔質膜を形成した後、表面に異物がないかどうかを別途検査する必要がある。
【0007】
本発明は、多孔質材料の比誘電率を簡易な方法又は装置で検出することを目的とする。
【0008】
本発明はまた、多孔質材料を用いた被検査物の異物検査と、多孔質材料の比誘電率検出とを同時に行うことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載された多孔質材料の比誘電率検出方法は、多孔質材料の複数の被検査物又はそれらのサンプルの比誘電率及び散乱光強度を測定することにより、予め被検査物の比誘電率と散乱光強度との相関関係を求め、被検査物の散乱光強度を測定して、予め求めた相関関係から被検査物の比誘電率を検出するものである。
【0010】
また、請求項3に記載された異物検査装置は、検査光を多孔質材料の被検査物へ照射する投光手段と、検査光が被検査物で散乱された散乱光を受光して散乱光強度を検出する受光手段と、受光手段で検出された散乱光強度に基づいて被検査物の表面の異物を検出する異物検出手段と、被検査物の比誘電率と散乱光強度との相関関係を記憶し、受光手段で検出された散乱光強度に基づいて被検査物の比誘電率を検出する誘電率検出手段とを備えたものである。
【0011】
多孔質材料の比誘電率は空孔が含まれる割合(空隙率)と相関があり、空隙率が高い程比誘電率は低くなる傾向にある。また、多孔質材料の散乱光強度は空隙率と相関があり、空隙率が高い程散乱光強度は強くなる傾向にある。従って、多孔質材料の比誘電率と散乱光強度との間には、空隙率を介して相関関係がある。本発明の比誘電率検出方法及び異物検査装置では、被検査物の散乱光強度を利用して、予め求めた比誘電率と散乱光強度との相関関係から被検査物の比誘電率を検出する。多孔質材料の比誘電率と散乱光強度との相関関係を求めた後は実際に比誘電率を測定する必要がなく、また高価で安全上の取り扱いが大変なX線装置等が必要ないので、多孔質材料の比誘電率を簡易な方法又は装置で検出することができる。さらに、本発明の異物検査装置では、散乱光強度に基づいて被検査物の表面の異物を検出する異物検出手段と、散乱光強度に基づいて被検査物の比誘電率を検出する誘電率検出手段とを備えることにより、多孔質材料を用いた被検査物の異物検査と多孔質材料の比誘電率検出とを同時に行うことができる。
【0012】
請求項2に記載された多孔質材料の比誘電率検出方法は、多孔質材料の複数の被検査物又はそれらのサンプルの比誘電率、厚さ及び散乱光強度を測定することにより、予め被検査物の厚さに応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を求め、被検査物の厚さ情報を入力し、かつ、被検査物の散乱光強度を測定して、予め求めた相関関係から被検査物の比誘電率を検出するものである。
【0013】
また、請求項4に記載された異物検査装置は、請求項3のものにおいて、誘電率検出手段が、被検査物の厚さに応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を記憶し、被検査物の厚さ情報を入力し、前記受光手段で検出された散乱光強度及び入力した厚さ情報に基づいて被検査物の比誘電率を検出するものである。
【0014】
例えば半導体ウェーハの表面に層間絶縁膜として形成された多孔質膜のように、被検査物の多孔質材料が薄い場合、多孔質材料の厚さに応じて比誘電率と散乱光強度との相関関係が異なってくる。そこで、予め被検査物の厚さに応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を求めておくことによって、散乱光強度及び厚さ情報に基づいて厚さの異なる複数の被検査物の比誘電率を検出することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。まず、図2は、多孔質膜を形成した半導体ウェーハの一部の断面図である。この半導体ウェーハ10はパターン無しウェーハの例を示し、シリコンウェーハ11の上面に層間絶縁膜として多孔質膜12が形成されている。多孔質膜12は、図に小円で示した空孔を多数有している。
【0016】
図1は、本発明の一実施の形態による異物検査装置の概略構成を示す図である。異物検査装置50は、図3に示すウェーハテーブル2及び投光系と、散乱光検出レンズ7a,7b,7c,7d及び光電変換素子8a,8b,8c,8dを含む受光系と、アナログ処理回路51と、誘電率検出回路52と、異物検出回路53とを含んで構成されている。
【0017】
図3は、本発明の一実施の形態による異物検査装置の投光系及び受光系の概略構成を示す図である。本実施の形態は、検査光を被検査物の表面に対して斜めに照射する斜方照射投光系の例を示している。被検査物である半導体ウェーハ10は、ウェーハテーブル2に搭載される。ウェーハテーブル2が破線矢印で示す方向に回転することにより、半導体ウェーハ10が破線矢印で示す方向に回転して、半導体ウェーハ10の検査領域14が円周方向へ移動する。また、ウェーハテーブル2が図示しない移動機構によってX方向に移動することにより、検査領域14が半径方向へ移動する。これにより、検査領域14が半導体ウェーハ10上でスパイラル状に移動し、半導体ウェーハ10の表面全体が検査される。なお、ウェーハテーブル2は、XY移動機構を備え、検査領域14をXY方向に移動するものであってもよい。
【0018】
異物検査装置50の投光系は、レーザー光源3、波長板4、ビームエキスパンダ5、及び集光レンズ6を含んで構成されている。レーザー光源3は、検査光として所定の波長、例えば368nm,488nm,532nm等のレーザー光を発生する。レーザー光源3で発生されたレーザー光は、波長板4を通過してP偏光(又はS偏光)に偏光される。そして、ビームエキスパンダ5でビーム径が所望の大きさに拡大され、集光レンズ6によりレーザースポットとして半導体ウェーハ10の検査領域14へ照射される。投光系の光軸は半導体ウェーハ10の表面に対して斜めに設定されており、図1及び図3ではレーザー光の照射角度θ1を半導体ウェーハ10の表面を基準とした仰角で示している。
【0019】
図4は、検査光の照射角度と多孔質膜の反射率との関係の一例を示す図である。図4は検査光がP偏光されたレーザー光の場合を示しており、多孔質膜の反射率は照射角度θ1に応じて変化する。そこで本実施の形態では、多孔質膜の反射率が一番低くなる照射角度、図4の例では35度近辺の照射角度でレーザー光を半導体ウェーハ10へ照射する。これにより、半導体ウェーハ10の多孔質膜12の表面で反射するレーザー光が少なくなり、多孔質膜12の表面下へ透過するレーザー光の量が多くなる。
【0020】
図1において、半導体ウェーハ10へ照射されたレーザー光Lのうち、多孔質膜12の表面下へ透過したレーザー光は多孔質膜12の内部の空孔の界面で散乱されて、散乱光Dが多孔質膜12の上面へ射出される。図3に示すように、半導体ウェーハ10の上面には検査領域14を中心とした円周方向に4組の受光系が設けられており、多孔質膜12の上面へ射出された散乱光を受光する。受光系の散乱光検出レンズ7a,7b,7c,7dは、散乱光を集光して、光電変換素子8a,8b,8c,8dの受光面に集束させる。光電変換素子8a,8b,8c,8dは、例えば光電子増倍管で構成され、受光面で受光した散乱光の強度を電気信号に変換して出力する。各受光系の光軸は半導体ウェーハ10の表面に対して斜めに設定されており、図3ではその角度θa,θb,θc,θdをそれぞれ半導体ウェーハ10の表面を基準とした仰角で示している。本実施の形態は、角度θa,θcが小さい低角度受光系と、角度θb,θdが大きい高角度受光系とを設けた例を示している。これらの受光系は、特開平9−304289号公報に開示されているものと同様である。なお、受光系は、必ずしも4組である必要はなく、これより少なくても多くてもよい。
【0021】
図1において、光電変換素子8a,8b,8c,8dから出力された散乱光強度を示す電気信号は、アナログ処理回路51及び異物検出回路53へ入力される。アナログ処理回路51は、光電変換素子8a,8b,8c,8dから入力した電気信号について雑音除去やディジタル化等の前処理を行って、誘電率検出回路52へ出力する。誘電率検出回路52は、後述する方法によって求めた多孔質膜12の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を計算式として記憶しており、多孔質膜12の膜厚情報を入力して、アナログ処理回路51の出力データと膜厚情報とから多孔質膜12の比誘電率を計算して出力する。多孔質膜12の膜厚情報は、多孔質膜12を形成する工程の管理情報から得ることができる。
【0022】
一方、多孔質膜12の表面に異物が存在する場合、半導体ウェーハ10へ照射されたレーザー光Lは多孔質膜12の表面の異物で散乱されて、散乱光が発生する。従って、受光系の散乱光検出レンズ7a,7b,7c,7d及び光電変換素子8a,8b,8c,8dにより検出された散乱光強度が変化する。異物検出回路53は、光電変換素子8a,8b,8c,8dから入力した散乱光強度を示す電気信号に基づいて、半導体ウェーハ10の表面の異物検出処理を行う。この異物検出処理は、例えば、特開平9−304289号公報に開示されているものが利用できる。なお、異物検出処理に必要な電気信号の前処理が比誘電率検出に必要な前処理と同じ場合、異物検出回路53はアナログ処理回路51の出力を入力してもよい。
【0023】
図5は、本発明の他の実施の形態による異物検査装置の投光系及び受光系の概略構成を示す図である。本実施の形態は、検査光を被検査物の表面に対して垂直に照射する垂直照射投光系の例を示している。図3に示した実施の形態との相違は、投光系が波長板4を有さず、投光系の光軸が半導体ウェーハ10の表面に対して垂直に設定されている点である。その他の構成は図3に示した実施の形態と同様である。本実施の形態では、偏光されていないレーザー光が半導体ウェーハ10の表面に垂直に照射されるので、半導体ウェーハ10の多孔質膜12の表面下へ透過するレーザー光の量が多くなる。
【0024】
次に、多孔質膜の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を求める方法の一例を説明する。図6(a)は比誘電率測定用の半導体ウェーハの一部の断面図、図6(b)は膜厚及び散乱光強度測定用の半導体ウェーハの一部の断面図である。比誘電率測定用の半導体ウェーハ20では、シリコンウェーハ21の上面に比誘電率測定用のTEGパターン23を形成し、その上に多孔質膜22を形成する。一方、膜厚及び散乱光強度測定用の半導体ウェーハ30では、シリコンウェーハ31の上面に多孔質膜32のみを形成する。これらの多孔質膜22,32を同時に着工して形成することにより、多孔質膜22,32の膜厚tを同じにしたものを、各種の膜厚について作成する。
【0025】
図7は、多孔質膜の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を求める装置の概略構成を示す図である。誘電率測定装置60は、比誘電率測定用の半導体ウェーハ20の2つのTEGパターン23に触針を接触させて多孔質膜22の比誘電率を測定し、測定したデータを演算処理装置80へ出力する。膜厚測定装置70は、膜厚及び散乱光強度測定用の半導体ウェーハ30の多孔質膜32の膜厚を測定し、測定したデータを演算処理装置80へ出力する。異物検査装置50は、膜厚及び散乱光強度測定用の半導体ウェーハ30の多孔質膜32の散乱光強度を測定し、測定したデータをアナログ処理回路51から演算処理装置80へ出力する。演算処理装置80は、各種の膜厚についての誘電率測定装置60からの比誘電率のデータ、膜厚測定装置70からの膜厚のデータ、及び異物検査装置50からの散乱光強度のデータを入力し、これらのデータを演算処理することによって、膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を示す計算式を作成する。
【0026】
さらに、多孔質膜の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を求める方法の他の例を説明する。一般に、半導体ウェーハの異物検査装置には、図2に示したパターン無しウェーハを検査する異物検査装置と、パターン付きウェーハを検査する異物検査装置とがある。そして、パターン付きウェーハを検査する異物検査装置には、検査領域中でパターンが存在する領域を認識する機能が備えられている。このような機能を備えた異物検査装置を用いると、比誘電率測定用の半導体ウェーハ20で散乱光強度も測定することができる。
【0027】
図8(a)は比誘電率測定用の半導体ウェーハの上面図、図8(b)はそのチップの上面図である。比誘電率測定用の半導体ウェーハ20の各チップ40には、TEGパターン23が設けられている。パターン付きウェーハを検査する異物検査装置は、チップ40のTEGパターン23が存在する領域を認識して、それを含む非検査領域41を設定し、非検査領域41については散乱光強度の測定を行わない。従って、図7で異物検査装置50としてパターン付きウェーハを検査する異物検査装置を用い、膜厚及び散乱光強度測定用の半導体ウェーハ30の代わりに比誘電率測定用の半導体ウェーハ20でTEGパターン23が存在しない領域について多孔質膜の散乱光強度を測定すると、同一の半導体ウェーハで比誘電率と散乱光強度との相関関係を求めることができる。
【0028】
以上説明した実施の形態によれば、半導体ウェーハの異物検査装置が本来備えている投光系及び受光系を利用して、半導体ウェーハの多孔質膜の比誘電率を検出することができる。
【0029】
以上説明した実施の形態では、検査光としてレーザー光を使用していたが、白色光、紫外光等であってもよい。多孔質材料は、大気中に放置しておくと空孔に水蒸気を吸着して水分を吸収しやすい材料であり、水分吸収によって材料の特性に変化を起こすことがある。本発明において、検査光として水分による減衰が大きい波長の光を用い、散乱光強度の減衰を測定すると、多孔質材料の水分吸収量を検出することができる。これにより、例えば、半導体ウェーハの表面に多孔質膜を形成した後、多孔質膜の水分吸収量に基づいて次工程の着工可否を判断することが可能となる。
【0030】
以上説明した実施の形態では、誘電率検出回路52が多孔質膜の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を計算式として記憶しており、散乱光強度と膜厚情報とから多孔質膜の比誘電率を計算していたが、多孔質膜の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係をデータとして記憶しておき、散乱光強度と膜厚情報とを基に記憶した比誘電率のデータを検索するようにしてもよい。
【0031】
以上説明した実施の形態では、半導体ウェーハ上に形成された多孔質膜を例として説明したが、本発明はこれに限らず各種の多孔質材料に適用することができる。そして、多孔質材料が所定以上の厚さで、比誘電率と散乱光強度との相関関係が被検査物の厚さによらない場合は、被検査物の厚さを考慮する必要がない。
【0032】
【発明の効果】
本発明の多孔質材料の比誘電率測定方法及び異物検査装置によれば、多孔質材料の比誘電率と散乱光強度との相関関係を求めた後は実際に比誘電率を測定する必要がなく、また高価で安全上の取り扱いが大変なX線装置等が必要ないので、多孔質材料の比誘電率を簡易な方法又は装置で検出することができる。
【0033】
また、本発明の異物検査装置によれば、多孔質材料を用いた被検査物の異物検査と、多孔質材料の比誘電率検出とを同時に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態による異物検査装置の概略構成を示す図である。
【図2】 多孔質膜を形成した半導体ウェーハの一部の断面図である。
【図3】 本発明の一実施の形態による異物検査装置の投光系及び受光系の概略構成を示す図である。
【図4】 検査光の照射角度と多孔質膜の反射率との関係の一例を示す図である。
【図5】 本発明の他の実施の形態による異物検査装置の投光系及び受光系の概略構成を示す図である。
【図6】 (a)は比誘電率測定用の半導体ウェーハの一部の断面図、(b)は膜厚及び散乱光強度測定用の半導体ウェーハの一部の断面図である。
【図7】 多孔質膜の膜厚に応じた比誘電率と散乱光強度との相関関係を求める装置の概略構成を示す図である。
【図8】 (a)は比誘電率測定用の半導体ウェーハの上面図、(b)はそのチップの上面図である。
【符号の説明】
2…ウェーハテーブル、3…レーザー光源、4…波長板、5…ビームエキスパンダ、6…集光レンズ、7a,7b,7c,7d…散乱光検出レンズ、8a,8b,8c,8d…光電変換素子、10,20,30…半導体ウェーハ、11,21,31…シリコンウェーハ、12,22,32…多孔質膜、14…検査領域、23…TEGパターン、40…チップ、41…非検査領域、50…異物検査装置、51…アナログ処理回路、52…誘電率検出回路、53…異物検出回路、60…誘電率測定装置、70…膜厚測定装置、80…演算処理装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus for inspecting foreign matter and crystal defects (hereinafter collectively referred to as foreign matter) present on the surface of an inspection object such as a semiconductor wafer, and a relative dielectric of a porous material used therefor It relates to a rate detection method.
[0002]
[Prior art]
The inter-wiring insulating material that insulates the wiring of LSI or the like is required to have a low relative dielectric constant. The lower the relative dielectric constant of the inter-wiring insulating material, the smaller the inter-wiring capacitance, and the wiring delay is suppressed, thereby speeding up the LSI. In particular, in recent years, the increase in capacitance between adjacent wirings has become remarkable due to the miniaturization of wiring, and therefore, development of a low dielectric constant film as an interlayer insulating film of a multilayer wiring structure has been promoted. Various materials have been studied as a material for the low dielectric constant film. However, as one means for reducing the relative dielectric constant, a porous film having fine pores therein has attracted attention.
[0003]
When forming a porous film on the surface of a semiconductor wafer as an interlayer insulating film, the porous film can be measured by measuring the relative dielectric constant of the porous film or by measuring the size, shape, density, etc. of the pores of the porous film. It is necessary to manage the relative dielectric constant of the material film. When measuring the relative dielectric constant of the porous film, a semiconductor wafer having a TEG (test element group) pattern for measurement is prepared, and measurement is performed by bringing a stylus of a dielectric constant measuring device into contact with the TEG pattern.
[0004]
On the other hand, conventionally, gas adsorption method, positron annihilation method, X-ray diffuse scattering method and the like are known as methods for measuring the size and shape of the pores of the porous film. The gas adsorption method measures the dimensions of the vacancies from the change in mass when N 2 or Ar gas is adsorbed inside the vacancies. It is. The positron annihilation method measures the size of a hole from the time until the electron-positron pair generated by positron irradiation collides with the wall of the hole and disappears. Equipment is required. In contrast, the diffuse X-ray scattering method measures the size and shape of the holes by irradiating the X-rays and detecting the X-rays scattered at the interface of the holes, and leads to the outside of the film. It is possible to measure vacancies that are not present and can be carried out with a simpler apparatus and measurement method than the positron annihilation method.
[0005]
After the porous film is formed on the surface of the semiconductor wafer as an interlayer insulating film, it is inspected by using a foreign substance inspection apparatus for the presence of foreign substances on the surface of the porous film. The foreign matter inspection apparatus inspects the foreign matter on the surface of the inspection object by irradiating the surface of the inspection object with inspection light such as laser light and detecting scattered light from the inspection object. An example of such a foreign matter inspection apparatus is disclosed in JP-A-9-304289.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, when measuring the relative dielectric constant of a porous film, it has been necessary to prepare a semiconductor wafer having a TEG pattern for measurement for each measurement. On the other hand, the X-ray diffuse scattering method, which measures the size and shape of the pores in the porous membrane, is simpler than the positron annihilation method. is required. Furthermore, even if the relative dielectric constant is controlled in the step of forming the porous film, it is necessary to separately check whether or not there is a foreign substance on the surface after forming the porous film.
[0007]
An object of the present invention is to detect the relative dielectric constant of a porous material with a simple method or apparatus.
[0008]
Another object of the present invention is to simultaneously perform a foreign matter inspection of an inspection object using a porous material and a relative dielectric constant detection of the porous material.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The method for detecting the relative dielectric constant of a porous material according to
[0010]
According to a third aspect of the present invention, there is provided a foreign object inspection apparatus that includes a light projecting unit that irradiates an inspection light onto an inspection object made of a porous material, and a scattered light received by the inspection light scattered by the inspection object. Light receiving means for detecting the intensity, foreign object detecting means for detecting foreign matter on the surface of the inspection object based on the scattered light intensity detected by the light receiving means, and a correlation between the relative permittivity of the inspection object and the scattered light intensity And a dielectric constant detecting means for detecting the relative dielectric constant of the object to be inspected based on the scattered light intensity detected by the light receiving means.
[0011]
The relative dielectric constant of the porous material has a correlation with the ratio of voids (porosity), and the higher the porosity, the lower the relative dielectric constant tends to be. Further, the scattered light intensity of the porous material has a correlation with the porosity, and the higher the porosity, the stronger the scattered light intensity tends to be. Therefore, there is a correlation between the relative dielectric constant of the porous material and the scattered light intensity through the porosity. In the relative dielectric constant detection method and the foreign matter inspection apparatus of the present invention, the relative dielectric constant of the inspection object is detected from the correlation between the relative dielectric constant and the scattered light intensity obtained in advance using the scattered light intensity of the inspection object. To do. After obtaining the correlation between the relative permittivity of the porous material and the scattered light intensity, it is not necessary to actually measure the relative permittivity, and there is no need for an expensive X-ray apparatus that is difficult to handle safely. The relative dielectric constant of the porous material can be detected by a simple method or apparatus. Furthermore, in the foreign matter inspection apparatus of the present invention, foreign matter detection means for detecting foreign matter on the surface of the inspection object based on the scattered light intensity, and dielectric constant detection for detecting the relative dielectric constant of the inspection subject based on the scattered light intensity By providing the means, it is possible to simultaneously perform the foreign substance inspection of the inspection object using the porous material and the relative dielectric constant detection of the porous material.
[0012]
The method for detecting the relative dielectric constant of a porous material according to
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the foreign substance inspection apparatus according to the third aspect, the dielectric constant detecting means stores the correlation between the relative dielectric constant according to the thickness of the object to be inspected and the scattered light intensity. The thickness information of the inspection object is input, and the relative dielectric constant of the inspection object is detected based on the scattered light intensity detected by the light receiving means and the input thickness information.
[0014]
For example, when the porous material of the object to be inspected is thin, such as a porous film formed as an interlayer insulating film on the surface of a semiconductor wafer, the correlation between the relative permittivity and the scattered light intensity depending on the thickness of the porous material The relationship will be different. Therefore, by obtaining a correlation between the relative permittivity corresponding to the thickness of the object to be inspected and the scattered light intensity in advance, a plurality of objects having different thicknesses based on the scattered light intensity and the thickness information are obtained. The relative dielectric constant can be detected.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, FIG. 2 is a sectional view of a part of a semiconductor wafer on which a porous film is formed. The
[0016]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a foreign matter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. The foreign
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FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a light projecting system and a light receiving system of the foreign matter inspection apparatus according to the embodiment of the present invention. The present embodiment shows an example of an oblique irradiation projection system that irradiates the inspection light obliquely with respect to the surface of the inspection object. A
[0018]
The light projecting system of the foreign
[0019]
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the relationship between the irradiation angle of the inspection light and the reflectance of the porous film. FIG. 4 shows the case where the inspection light is P-polarized laser light, and the reflectance of the porous film changes according to the irradiation angle θ1. Therefore, in the present embodiment, the
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In FIG. 1, among the laser light L irradiated to the
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In FIG. 1, electrical signals indicating scattered light intensity output from the
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On the other hand, when a foreign substance exists on the surface of the
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FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a light projecting system and a light receiving system of a foreign object inspection apparatus according to another embodiment of the present invention. The present embodiment shows an example of a vertical irradiation projection system that irradiates inspection light perpendicularly to the surface of an object to be inspected. The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that the light projecting system does not have the wave plate 4, and the optical axis of the light projecting system is set perpendicular to the surface of the
[0024]
Next, an example of a method for obtaining the correlation between the relative dielectric constant corresponding to the film thickness of the porous film and the scattered light intensity will be described. FIG. 6A is a sectional view of a part of a semiconductor wafer for measuring relative permittivity, and FIG. 6B is a sectional view of a part of the semiconductor wafer for measuring film thickness and scattered light intensity. In the
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FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus for obtaining the correlation between the relative dielectric constant and the scattered light intensity according to the thickness of the porous film. The dielectric
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Furthermore, another example of a method for obtaining the correlation between the relative dielectric constant corresponding to the film thickness of the porous film and the scattered light intensity will be described. 2. Description of the Related Art Generally, semiconductor wafer foreign matter inspection apparatuses include a foreign matter inspection apparatus that inspects a non-patterned wafer shown in FIG. 2 and a foreign matter inspection apparatus that inspects a patterned wafer. A foreign matter inspection apparatus that inspects a wafer with a pattern has a function of recognizing a region where a pattern exists in the inspection region. If a foreign substance inspection apparatus having such a function is used, the scattered light intensity can also be measured with the
[0027]
FIG. 8A is a top view of a semiconductor wafer for measuring relative permittivity, and FIG. 8B is a top view of the chip. A
[0028]
According to the embodiment described above, the relative permittivity of the porous film of the semiconductor wafer can be detected by using the light projecting system and the light receiving system that are originally provided in the semiconductor wafer foreign matter inspection apparatus.
[0029]
In the embodiment described above, laser light is used as inspection light, but white light, ultraviolet light, or the like may be used. A porous material is a material that easily absorbs moisture by adsorbing water vapor into the pores when left in the atmosphere, and the characteristics of the material may change due to moisture absorption. In the present invention, when light having a wavelength that is largely attenuated by moisture is used as inspection light and the attenuation of scattered light intensity is measured, the moisture absorption amount of the porous material can be detected. Thereby, for example, after forming the porous film on the surface of the semiconductor wafer, it is possible to determine whether or not the next process can be started based on the water absorption amount of the porous film.
[0030]
In the embodiment described above, the dielectric
[0031]
In the embodiment described above, the porous film formed on the semiconductor wafer has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to various porous materials. When the porous material has a predetermined thickness or more and the correlation between the relative dielectric constant and the scattered light intensity does not depend on the thickness of the inspection object, it is not necessary to consider the thickness of the inspection object.
[0032]
【The invention's effect】
According to the method for measuring the relative permittivity of the porous material and the foreign matter inspection apparatus of the present invention, after obtaining the correlation between the relative permittivity of the porous material and the scattered light intensity, it is necessary to actually measure the relative permittivity. In addition, an X-ray apparatus or the like that is expensive and difficult to handle safely is not required, so that the relative dielectric constant of the porous material can be detected by a simple method or apparatus.
[0033]
In addition, according to the foreign matter inspection apparatus of the present invention, foreign matter inspection of an inspection object using a porous material and relative dielectric constant detection of the porous material can be performed simultaneously.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a foreign substance inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of a semiconductor wafer on which a porous film is formed.
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a light projecting system and a light receiving system of a foreign matter inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the irradiation angle of inspection light and the reflectance of a porous film.
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a light projecting system and a light receiving system of a foreign object inspection apparatus according to another embodiment of the present invention.
6A is a cross-sectional view of a part of a semiconductor wafer for measuring relative permittivity, and FIG. 6B is a cross-sectional view of a part of the semiconductor wafer for measuring film thickness and scattered light intensity.
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an apparatus for obtaining a correlation between a relative dielectric constant and a scattered light intensity according to the thickness of a porous film.
8A is a top view of a semiconductor wafer for measuring a relative dielectric constant, and FIG. 8B is a top view of the chip.
[Explanation of symbols]
2 ... Wafer table, 3 ... Laser light source, 4 ... Wave plate, 5 ... Beam expander, 6 ... Condensing lens, 7a, 7b, 7c, 7d ... Scattered light detection lens, 8a, 8b, 8c, 8d ...
Claims (4)
被検査物の散乱光強度を測定して、予め求めた相関関係から被検査物の比誘電率を検出することを特徴とする多孔質材料の比誘電率検出方法。By measuring the relative permittivity and scattered light intensity of a plurality of objects to be inspected of a porous material or their samples, the correlation between the relative permittivity of the object to be inspected and the scattered light intensity is obtained in advance.
A method for detecting a relative dielectric constant of a porous material, comprising: measuring a scattered light intensity of an object to be inspected, and detecting a relative dielectric constant of the object to be inspected from a correlation obtained in advance.
被検査物の厚さ情報を入力し、かつ、被検査物の散乱光強度を測定して、予め求めた相関関係から被検査物の比誘電率を検出することを特徴とする多孔質材料の比誘電率検出方法。Correlation between the relative permittivity and scattered light intensity corresponding to the thickness of the test object in advance by measuring the relative permittivity, thickness and scattered light intensity of a plurality of test objects or samples of the porous material Seeking a relationship
A porous material characterized by inputting thickness information of an inspection object and measuring a scattered light intensity of the inspection object and detecting a relative dielectric constant of the inspection object from a previously obtained correlation Specific permittivity detection method.
検査光が被検査物で散乱された散乱光を受光して散乱光強度を検出する受光手段と、
前記受光手段で検出された散乱光強度に基づいて被検査物の表面の異物を検出する異物検出手段と、
被検査物の比誘電率と散乱光強度との相関関係を記憶し、前記受光手段で検出された散乱光強度に基づいて被検査物の比誘電率を検出する誘電率検出手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置。A light projecting means for irradiating the inspection object of the porous material with the inspection light;
A light receiving means for receiving the scattered light scattered by the inspection object and detecting the scattered light intensity;
Foreign matter detection means for detecting foreign matter on the surface of the inspection object based on the scattered light intensity detected by the light receiving means,
A dielectric constant detecting means for storing a correlation between the relative dielectric constant of the object to be inspected and the scattered light intensity and detecting the relative dielectric constant of the object to be inspected based on the scattered light intensity detected by the light receiving means; Foreign matter inspection apparatus characterized by the above.
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