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Dokumentenidentifikation DE19914994A1 14.10.1999
Titel Verfahren und Vorrichtung zur Oberflächenprüfung
Anmelder Advantest Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Watanabe, Masao, Tokio/Tokyo, JP;
Okubo, Akiko, Tokio/Tokyo, JP
Vertreter Berendt und Kollegen, 81667 München
DE-Anmeldedatum 01.04.1999
DE-Aktenzeichen 19914994
Offenlegungstag 14.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.10.1999
IPC-Hauptklasse G01N 21/88
IPC-Nebenklasse G01N 21/55   
Zusammenfassung Eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung strahlt einen Laserstrahl auf die Oberfläche einer Probe, tastet die Oberfläche zweidimensional ab und erfaßt die Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des reflektierten Laserstrahls. Ein RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten ist, wird für jede Position der Oberfläche der Probe berechnet, und die zweidimensionale Verteilung von RR auf der Oberfläche der Probe wird erfaßt. Die Verteilungsbreite dieses gemessenen RR wird mit der natürlichen Breite für eine reine Probe verglichen, und die Oberfläche der Probe wird als kontaminiert bestimmt, wenn, als das Ergebnis eines Vergleichs, die RR-Verteilungsbreite von der natürlichen Breite abweicht. Das Nichtvorhandensein oder das Vorhandensein einer Kontaminierung auf der mikroskopisch rauhen Oberfläche einer Probe kann daher basierend auf dem RR der reflektierenden Intensitäten der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten schnell und auf einfache Weise bestimmt werden.

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung zum Untersuchen bzw. Prüfen der rauhen Oberfläche einer Probe, und insbesondere eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die die mikroskopische Oberflächenkontaminierung einer Probe, wie beispielsweise eines IC-(Integrierten Schaltungs-)-Chips oder eines verarbeiteten Siliziumwafers oder einer Kontaktvorrichtung prüft bzw. untersucht. 2. Beschreibung des zugehörigen Standes der Technik

Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung sind Verdrahtungs- oder Bondierungs-Metallanschlußflecken als feine Muster auf der Oberfläche eines Halbleiterchips ausgebildet worden, und die Metallanschlußflecken werden mit Bondierungsdrähten oder den Verbindungs-Anschlußstellen von Chipbauteilen verbunden. Maskierungsmaterialien werden auf die Oberfläche von Metallanschlußflecken beim Herstellungsverfahren angewendet, und weil dieses Material elektrische Verbindungen behindern kann, wird ein Reinigen ausgeführt, um alle Spuren des Materials zu entfernen.

Noch kompliziert die mikroskopisch rauhe Oberfläche von Metallanschlußflecken die gesamte Reinigung einer minuziösen Kontaminierung von der Oberfläche. Wenn die Oberfläche von Metallanschlußflecken während des Herstellungsverfahrens kontaminiert wird, behindert diese Kontaminierung elektrische Verbindungen und führt zu einem unzureichenden Bondieren. Es ist daher beim Herstellen von Halbleitervorrichtungen wichtig, eine Kontaminierung auf der Oberfläche von Metallanschlußflecken zu prüfen und zu analysieren, die Ursachen bzw. Quellen einer Kontaminierung zu untersuchen und dann Messungen durchzuführen, um die Ausbeuterate der Halbleitervorrichtungen zu verbessern.

Jedoch wird die Analyse einer minuziösen Kontaminierung auf der Oberfläche von Metallanschlußflecken durch die mikroskopisch rauhe Oberfläche sowie ihre kleinen Abmessungen erschwert. Eine zufriedenstellende Analyse ist insbesondere in solchen Fällen schwierig, in welchen das Kontaminierungsmittel eine Mischung aus organischen und anorganischen Substanzen ist.

Gegenwärtig wird eine Oberflächenprüfung im Nanobereich unter Verwendung von STM (eines Abtast-Tunnelmikroskops) oder von AFM (eines Atomkraftmikroskops) als die grundsätzliche Untersuchung bei einer Oberflächenprüfung feiner Struktur, wie sie oben beschrieben ist, ausgeführt. Unglücklicherweise ist dieser Ansatz unpraktisch, weil er eine beachtliche Zeit erfordert und beachtliche Kosten verursacht.

Eine Oberflächenprüfung wird auch durch eine FTIR-(Fouriertransformations-Infrarot)-Spektroskopie ausgeführt, welche die Absorption von Infrarotstrahlen verwendet. Jedoch ist eine Mikroanalyse durch dieses Verfahren schwierig, und eine Operation ist auch komplex, und die beachtliche Zeit und die beachtlichen Kosten, die somit für eine Analyse erforderlich sind, machen dieses Verfahren unpraktisch.

Ein Verfahren zur Oberflächenprüfung, das die oben beschriebenen Probleme löst, enthält eine Analyse durch polarisiertes Licht (eine Ellipsometrie), bei welcher eine Oberflächenprüfung durch Strahlen von Strahlen auf die Oberfläche einer Probe realisiert wird, um eine Reflexion zu veranlassen, und dann durch Analysieren der polarisierten Lichtkomponenten der reflektierten Strahlen. Dieses Verfahren läßt eine Mikroanalyse zu und vereinfacht die Operation.

Eine Ellipsometrie läßt eine einfache Prüfung der Oberfläche einer Probe zu, setzt aber voraus, daß die Oberfläche der zu prüfenden Probe eine Spiegelfläche ist. Wenn die Probe jedoch eine integrierte Schaltung während einer Herstellung ist, sind feine Metall-Anschlußflecken auf der Spiegelfläche eines Halbleiterwafers mittels Sputtern oder eines Elektroplattierens bzw. Galvanisierens ausgebildet, und die Oberfläche der Probe wurde daher mikroskopisch rauh.

Wenn eine Ellipsometrie des Standes der Technik auf die Oberfläche dieses Typs von Probe angewendet wird, wird eine genaue Prüfung durch die diffundierte Reflexion der Strahlen kompliziert, die durch die mikroskopischen Erhöhungen und Vertiefungen der Oberfläche der Probe verursacht werden. Anders ausgedrückt kann die Oberflächenkontaminierung der Probe, d. h. einer integrierten Schaltung während einer Herstellung, nicht geprüft werden, und das Verfahren kann keine Verbesserung in bezug auf die Ausbeute von integrierten Schaltungen liefern.

Zusätzlich enthalten Defekte, die in der Oberfläche einer integrierten Schaltung während einer Herstellung auftreten, eine Kontaminierung durch anorganische Substanzen, eine Kontaminierung durch organische Substanzen, eine Kontaminierung durch Mischungen aus organischen und anorganischen Substanzen, und das Anhaften von Fremdstoffen. Eine Prüfung, die zwischen diesen verschiedenen Defekten unterscheiden kann, war bei der Ellipsometrie des Standes der Technik schwierig. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe gemäß der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung zu schaffen, die eine zufriedenstellende Prüfung und Analyse der Oberfläche einer Probe zulassen, wie beispielsweise eines Halbleiterwafers, auf welchem Metall-Anschlußflecken ausgebildet worden sind, ohne daß eine beachtliche Zeit und beachtliche Kosten erforderlich sind.

Gemäß einem Verfahren zur Oberflächenuntersuchung bzw. -prüfung gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein zweidimensionales Abtasten durch Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe und dann durch einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente des durch jede Stelle der zweidimensional abgetasteten Oberfläche der Probe reflektierten Laserstrahls bewirkt. Das RR (Reflexionsverhältnis), welches das Verhältnis der reflektierten Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und p-polarisierten Lichtkomponente ist, wird für jede Stelle der Probenoberfläche beobachtet, und die Verteilung des beobachteten RR auf der Probenoberfläche wird gemessen. Diese gemessene Breite der RR- Verteilung wird dann mit der natürlichen Breite einer sauberen Probe verglichen, und die Probenoberfläche wird dann als kontaminiert bestimmt, wenn die Breite der RR- Verteilung als Vergleichsergebnis von der natürlichen Breite abweicht. Beim Verfahren zur Oberflächenprüfung dieser Erfindung kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der mikroskopisch rauhen Oberfläche der Probe daher basierend auf dem RR der reflektierten Intensitäten von s- und ppolarisiertem Licht genau und auf einfache Weise bestimmt werden.

Die Grundprinzipien der oben beschriebenen Erfindung werden hierin nachfolgend erklärt. Zuerst ist die Probenoberfläche in einem Fall, in-welchem die Probe der Metall-Anschlußflecken eines massenproduzierten Schaltungs-Bauelements ist, nicht mikroskopisch glatt, und die Reflexion eines Laserstrahls, der diese Oberfläche bestrahlt, ist allgemein diffus. Die reflektierten Intensitäten Ros und Rop des s- und ppolarisierten Lichts können bei dieser Erfindung annähernd derart angenommen werden, wie es unten gezeigt ist:



Ros = Rou × Rs (1a)



Rop = Rou × p (1b)



wobei Rou eine spiegelreflektierende Leistung auf einer rauhen Oberfläche ist, und wobei Rs und Rp die amplitudenmäßigen Reflexionsvermögen von s- und ppolarisiertem Licht auf einer ideal glatten Oberfläche sind, die mittels einer Drude- Reflexionsgleichung oder einer Fresnel-Reflexionsgleichung beobachtet wird.

Wenn die Probenoberfläche ungleichmäßig kontaminiert ist, werden die Reflexionsvermögen Rs und Rp von s- und p-polarisiertem Licht einer komplexen Modifikation ausgesetzt. Das Verhältnis von reflektierenden Intensitäten Ros und Ropdurch die oben beschriebenen Gleichungen (1a) und (1b) wird das Verhältnis RR von reflektierenden Intensitäten von s- und p-polarisiertem Licht, wie es in der folgenden Gleichung (2) gezeigt ist:



RR = Ros/Rop = (Rou × Rs)/(Rou × Rp) = Rs/Rp (2)

Dieses Verhältnis RR ist unabhängig von der Rauhigkeit der Probenoberfläche, und die Eigenschaften der Vorrichtung löschen einander aus. Jedoch unterscheiden sich das s-polarisierte Licht und das p-polarisierte Licht voneinander durch ihre Interaktion mit der physikalischen Oberfläche des elektrischen Vektors von Licht, und die proportionale Änderung in bezug auf die reflektierende Intensität des s-polarisierten und des p-polarisierten Lichts aufgrund von Kontaminierungsmittel ist daher nicht identisch.

Bei dieser Erfindung wird der Zustand der Probenoberfläche unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung (2) analysiert, weil die Verwendung von RR zuläßt, daß der Zustand einer Kontaminierung erfaßt wird, während der Effekt der Rauhigkeit der Probenoberfläche ausgeschlossen wird.

Der numerische Wert des Verhältnisses Rs/Rp für den Fall einer reinen Probenoberfläche wird als theoretischer Wert aus der Dielektrizitätskonstante des Materials oder dem Einfallswinkel des Strahls unter Verwendung einer Fresnel-Reflexionsgleichung berechnet. Wenn beispielsweise der Einfallswinkel 60° ist, ist der theoretische Wert von RR für Gold 1,09 und für Rhodium 1,95. Der Zustand einer Kontaminierung der Probenoberfläche kann durch einen Vergleich mit tatsächlich gemessenen Werten für das Verhältnis RR bestimmt werden.

Die natürliche Breite einer reinen Probe, auf die bei dieser Erfindung Bezug genommen wird, zeigt die Verteilungsbreite für einen Fall an, bei welchem RR durch Erfassen der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente für eine reine Probenoberfläche bestimmt wird. Diese Verteilungsbreite zeigt die Breite an, über welcher die Verteilung von RR verglichen werden kann, und kann beispielsweise die halbe Breite sein.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird die Verteilung von RR auf einer Probenoberfläche wie beim oben beschriebenen Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung erfaßt, und die Schichtdicke einer Kontaminierung auf der Probenoberfläche wird basierend auf der halben Breite dieser gemessenen RR-Verteilung erfaßt. Das Verfahren zur Oberflächenprüfung dieser Erfindung läßt daher eine genaue und einfache Bestimmung der Schichtdicke einer Kontaminierung auf der mikroskopisch rauhen Oberfläche der Probe basierend auf dem RR der reflektierenden Intensitäten von s- und p-polarisiertem Licht zu.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird die Verteilung von RR auf der Probenoberfläche wie bei dem oben beschriebenen Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung erfaßt, der zentrale Wert der gemessenen RR-Verteilung wird mit einem mittels einer Fresnel-Reflexionsgleichung beobachteten theoretischen Wert verglichen, und die Probenoberfläche wird als kontaminiert bestimmt, wenn als Ergebnis des Vergleichs der zentrale Wert der RR- Verteilung vom theoretischen Wert abweicht. Das Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung ermöglicht daher eine einfache und genaue Bestimmung des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins einer Kontaminierung auf der mikroskopisch rauhen Oberfläche der Probe basierend auf dem RR der reflektierenden Intensitäten des s- und p-polarisierten Lichts.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird der zentrale Wert bzw. Mittenwert einer RR-Verteilung mit einem durch eine Fresnel- Reflexionsgleichung beobachteten theoretischen Wert, wie beim oben beschriebenen Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung verglichen, und die Oberfläche der Probe wird als durch eine einzige Substanz kontaminiert bestimmt, wenn als Vergleichsergebnis der zentrale Wert der RR-Verteilung größer als der theoretische Wert ist, und als durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert bestimmt, wenn der zentrale Wert der RR-Verteilung kleiner als der theoretische Wert ist. Das Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung bestimmt daher, ob die Substanz, die die mikroskopisch rauhe Oberfläche der Probe kontaminiert, eine einzige Substanz oder eine Mischung von Substanzen ist, basierend auf dem RR der reflektierenden Intensitäten des s- und p-polarisierten Lichts.

Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird ein Laserstrahl durch eine Laserstrahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe fokussiert und gestrahlt, die durch eine Probenhaltestruktur gehalten wird, und wenigstens eine von der Laser-Strahlvorrichtung und der Probenhaltestruktur in diesem Zustand wird durch eine relative Abtaststruktur derart bewegt, daß der Laserstrahl, der die Probe bestrahlt, zweidimensional abtastet. Ein Detektor für polarisiertes Licht erfaßt die Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des durch jede Stelle der Oberfläche der Probe reflektierten Laserstrahls, die auf diese Weise zweidimensional abgetastet wird, individuell. Eine Verhältnisbeobachtungseinrichtung beobachtet das RR, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente für jede Stelle der Probenoberfläche ist, und eine Verteilungserfassungseinrichtung erfaßt die zweidimensionale Verteilung des beobachteten RR auf der Oberfläche der Probe. Eine Einrichtung zum Vergleichen eines numerischen Werts vergleicht die Verteilungsbreite von RR, das durch die Verteilungserfassungseinrichtung erfaßt wird, mit der natürlichen Breite einer reinen Probe, und dann, wenn die RR-Verteilungsbreite als das Vergleichsergebnis dieser Einrichtung zum Vergleichen eines numerischen Werts von der natürlichen Breite abweicht, bestimmt eine Kontaminierungsbeurteilungseinrichtung, daß die Oberfläche der Probe kontaminiert ist. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kontaminierung der mikroskopisch rauhen Oberflächen einer Probe kann daher schnell und auf einfache Weise bestimmt werden.

Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß der vorangehenden Beschreibung kann die Einrichtung zum Vergleichen eines numerischen Werts auch eine natürliche Breite mit der halben Breite der RR-Verteilung vergleichen, was die Kontaminierung der Oberfläche einer Probe anzeigt. In diesem Fall kann das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe auf einfache Weise und genau bestimmt werden.

Bei der Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß der vorangehenden Beschreibung kann auch eine Schichtdicken-Prüfeinrichtung die Schichtdicke einer Kontaminierung auf der Oberfläche der Probe basierend auf der halben Breite der RR- Verteilung erfassen, die durch die Verteilungserfassungseinrichtung erfaßt wird. In diesem Fall kann das Ausmaß einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe genau bestimmt werden.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung erfaßt eine Verteilungserfassungseinrichtung die zweidimensionale Verteilung von RR auf der Oberfläche einer Probe, wie bei der Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung bei der vorangehenden Beschreibung, und eine Einrichtung zum Vergleichen eines numerischen Werts vergleicht den zentralen Wert der durch diese Verteilungserfassungseinrichtung erfaßten RR-Verteilung mit einem unter Verwendung einer Fresnel-Reflexionsgleichung beobachteten theoretischen Wert. Die Kontaminierungsbeurteilungseinrichtung bestimmt, daß die Oberfläche der Probe kontaminiert ist, wenn als das Vergleichsergebnis dieser Einrichtung zum Vergleichen eines numerischen Werts der zentrale Wert der RR-Verteilung von einem theoretischen Wert abweicht. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der mikroskopisch rauhen Oberfläche einer Probe kann daher schnell und auf einfache Weise basierend auf dem RR von reflektierenden Intensitäten des s- und p- polarisierten Lichts bestimmt werden.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung ist es möglich, zu bestimmen, daß die Oberfläche der Probe durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert der RR-Verteilung größer als der theoretische Wert ist, und durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert der RR-Verteilung kleiner ist. In diesem Fall kann die Substanz, die die Oberfläche einer Probe kontaminiert, als einzelne Substanz oder als Mischung von Substanzen bestimmt werden.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung ist es für eine Bildanzeigeeinrichtung auch möglich, verschiedene bestimmte Daten basierend auf der RR-Verteilung als ein Bild anzuzeigen, das der Oberfläche einer Probe entspricht. In diesem Fall kann die zweidimensionale Kontaminierung der Oberfläche einer Probe mittels des angezeigten Bildes bestätigt werden.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung beobachtet eine Verhältnisbeobachtungseinrichtung das RR für jeden analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe wie bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung, dann erfaßt eine Frequenzerfassungseinrichtung die Frequenz eines Auftretens jedes Werts dieses beobachteten RR für jeden vorgeschriebenen analysierten Abschnitt, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche ausgebildet ist, und basierend auf diesen Erfassungsergebnissen erfaßt eine Bezugs- bzw. Relationserfassungseinrichtung die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für jeden analysierten Abschnitt der Probenoberfläche.

Diese Korrelation stellt die Frequenz bzw. Häufigkeit eines Auftretens jedes Werts von RR in einem vorgeschriebenen analysierten Abschnitt der Probenoberfläche dar und reflektiert den Zustand der Kontaminierung der Probenoberfläche, und der Zustand der Kontaminierung der Probenoberfläche kann daher aus der oben beschriebenen Korrelation erfaßt werden. Der Effekt der mikroskopischen Rauhigkeit der Oberfläche einer Probe kann ausgelöscht werden, weil diese Korrelation basierend auf RR erfaßt wird, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s- polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, und der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche einer Probe kann schnell und mit einer guten Genauigkeit erfaßt werden.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung beobachtet eine Verhältnisbeobachtungseinrichtung RR für jeden analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe, wie bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung, und eine Bezugserfassungseinrichtung erfaßt dann die Korrelation zwischen jedem Wert des so beobachteten RR und einer Vielzahl analysierter Bereiche für jeden analysierten Abschnitt. Diese Korrelation stellt die Frequenz eines Auftretens jedes Werts von RR in einem vorgeschriebenen analysierten Abschnitt der Oberfläche einer Probe dar und zeigt den Zustand einer Kontaminierung der Probenoberfläche an, und der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche einer Probe kann daher mittels der oben beschriebenen Korrelation erfaßt werden. Der Effekt der mikroskopischen Rauhigkeit der Oberfläche einer Probe kann ausgelöscht werden, weil diese Korrelation basierend auf RR erfaßt wird, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und einer p-polarisierten Lichtkomponente ist, und der Zustand der Kontaminierung der Probenoberfläche kann daher schnell und mit einer guten Genauigkeit erfaßt werden.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung kann eine Bezugs- bzw. Relationserfassungseinrichtung auch eine zweidimensionale Kurve erzeugen, in der entweder die Frequenz bzw. Häufigkeit eines Auftretens oder jeder Wert von RR über der vertikalen Achse ausgedruckt wird und das jeweils andere über der horizontalen Achse ausgedruckt wird, und eine Bildanzeigeeinrichtung kann die durch diese Relationserfassungseinrichtung erzeugte zweidimensionale Kurve anzeigen. In diesem Fall wird der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche einer Probe als zweidimensionale Kurve angezeigt, und der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche einer Probe kann daher mit einem Blick durch einen Bediener bestätigt werden.

Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß der vorangehenden Beschreibung kann die Relationserfassungseinrichtung eine dreidimensionale Kurve erzeugen, in der der analysierte Abschnitt die untere Ebene und der Wert von RR für jeden analysierten Bereich über der vertikalen Achse aufgetragen wird, und eine Bildanzeigeeinrichtung kann die durch die Relationserfassungseinrichtung erzeugte dreidimensionale Kurve anzeigen. In diesem Fall wird der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche der Probe als dreidimensionale Kurve angezeigt, und der Zustand der Kontaminierung der Probenoberfläche kann daher auf einen Blick durch einen Bediener bestätigt werden. Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß der vorangehenden Beschreibung kann die Relationserfassungseinrichtung eine zweidimensionale Kurve erzeugen, in der der analysierte Abschnitt als eine Ebene dargestellt ist und der Wert von RR für jeden analysierten Bereich als eine vorgeschriebene Farbe dargestellt ist, und die Bildanzeigeeinrichtung zeigt die durch die Relationserfassungseinrichtung erzeugte zweidimensionale Kurve an. In diesem Fall wird der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche einer Probe als zweidimensionale Kurve angezeigt, und der Zustand der Kontaminierung der Probenoberfläche kann daher auf einen Blick durch einen Bediener bestätigt werden.

Allgemein werden dann, wenn die Oberfläche einer Probe rein ist, nur spezifische numerische Werte von RR bei einer hohen Frequenz in Konzentrationen erzeugt. Das scharfe Abfallen in bezug auf die Frequenz eines Auftretens numerischer Werte, die von diesen spezifischen Werten abweichen, resultiert beispielsweise in der steilen Form der Kurve einer zweidimensionalen Kurve.

Gegensätzlich dazu bringt eine Kontaminierung der Oberfläche einer Probe Änderungen in bezug auf die numerischen Werte von RR mit sich, die bei einer hohen Frequenz erzeugt werden, und die Frequenz eines Auftretens der numerischen Werte, die von diesem numerischen Wert abweichen, zeigt auch einen relativen Anstieg. Als Ergebnis wird die Kurve in einer zweidimensionalen Kurve weniger steil.

Zusätzlich unterziehen sich dann, wenn die Oberfläche einer Probe kontaminiert ist, wie es oben beschrieben ist, die numerischen Werte von RR, die bei einer hohen Frequenz erzeugt werden, auch einer Gesamtänderung, und die Position des Bereichs, in welchem numerische Werte von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz erzeugt werden, ändert sich auch. Die numerischen Werte von RR, die bei einer hohen Frequenz erzeugt werden, erhöhen sich dann, wenn die Kontaminierung der Probenoberfläche anorganisch ist, und die numerischen Werte von RR sinken bzw. werden kleiner, wenn das Kontaminierungsmittel organisch ist.

Wie es bei der vorangehenden Erklärung beschrieben ist, erfaßt die Vorrichtung zur Oberflächenprüfung die Korrelation zwischen der Frequenz eines Auftretens und dem Wert von RR für jeden analysierten Abschnitt einer Probenoberfläche oder die Korrelation zwischen der Vielzahl analysierter Bereiche, die einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt bilden, und jedem Wert von RR. Wenn diese Erfassungsergebnisse als zweidimensionale Kurve oder als dreidimensionale Kurve angezeigt werden, kann der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche einer Probe aus dem angezeigten Bild bestimmt werden.

Bei einem Verfahren zur Oberflächenprüfung, das durch eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung realisiert wird, wie sie hierin oben beschrieben ist, kann das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung der Oberfläche einer Probe aus der Frequenz eines Auftretens spezifischer numerischer Werte von RR bestimmt werden. In diesem Fall kann das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung der Probenoberfläche schnell, auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit bestimmt werden.

Zusätzlich kann das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe basierend auf der Größe des Bereichs bestimmt werden, in welchem numerische Werte von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz erzeugt werden. In diesem Fall kann das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe schnell, auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit bestimmt werden.

Zusätzlich kann die Kontaminierung einer Probe derart bestimmt werden, daß sie durch ein anorganisches Material verursacht ist, wenn der numerische Wert von RR, bei welchem die Frequenz eines Auftretens eine Spitze erreicht, größer als ein numerischer Referenzwert ist, oder daß sie durch ein anorganisches Material verursacht ist, wenn der Wert kleiner als ein numerischer Referenzwert ist. In diesem Fall kann schnell, auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit bestimmt werden, ob eine Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe organisch oder anorganisch ist.

Die Kontaminierung einer Probe kann auch derart bestimmt werden, daß sie aufgrund einer anorganischen Substanz ist, wenn die Position des Bereichs, in welchem ein numerischer Wert von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz erzeugt wird, höher als eine Referenzposition ist, und derart, daß sie aufgrund einer organischen Substanz ist, wenn die Position niedriger ist. In diesem Fall kann schnell, auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit bestimmt werden, ob eine Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe organisch oder anorganisch ist.

Eine Kontaminierung einer Probe kann ebenso derart bestimmt werden, daß sie aufgrund einer Mischung organischer und anorganischer Substanzen ist, wenn die Position des Bereichs, in welchem ein numerischer Wert von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz erzeugt wird, breiter als ein Referenzbereich ist. In diesem Fall kann schnell, auf einfache Weise und mit guter Genauigkeit bestimmt werden, daß die Oberfläche einer Probe durch eine Mischung organischer und anorganischer Substanzen kontaminiert ist.

Als Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung, die das hierin oben beschriebene Verfahren zur Oberflächenprüfung realisiert, kann die Kontaminierungs- Beurteilungseinrichtung das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe basierend auf den Erfassungsergebnissen der Relations-Erfassungseinrichtung bestimmen. In diesem Fall kann die Vorrichtung zur Oberflächenprüfung den Zustand einer Kontaminierung der Oberfläche einer Probe automatisch bestimmen.

Die oben beschriebene Kontaminierungs-Beurteilungseinrichtung kann basierend auf den Erfassungsergebnissen der Relations-Erfassungseinrichtung auch bestimmen, ob die Kontaminierung einer Probe aufgrund einer anorganischen Substanz, einer organischen Substanz oder einer Mischung ist. In diesem Fall kann die Vorrichtung zur Oberflächenprüfung den Typ einer Kontaminierung einer Oberfläche der Probe automatisch bestimmen.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung kann die Intensitätsvergleichseinrichtung darüber hinaus die reflektierende Intensität der durch einen Detektor für polarisiertes Licht erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente mit einer vorgeschriebenen Referenzintensität vergleichen, und dann, wenn die reflektierende Intensität als das Vergleichsergebnis niedriger als die Referenzintensität ist, kann eine Fremdmaterial-Beurteilungseinrichtung bestimmen, daß ein Fremdmaterial in einem analysierten Abschnitt der Probenoberfläche existiert. In diesem Fall kann ein Fremdstoff in einem Fall erfaßt werden, in welchem ein Fremdstoff in einem analysierten Abschnitt der Probenoberfläche existiert.

Wenn das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Fremdstoffes für jeden analysierten Abschnitt auf diese Weise bestimmt ist, und dann, wenn beispielsweise 400 analysierte Bereiche in einem analysierten Abschnitt existieren, ist es vorzuziehen, daß beurteilt wird, daß kein Fremdstoff existiert, selbst wenn die reflektierende Intensität der s-polarisierten Lichtkomponente niedriger als die Referenzintensität ist, und zwar in mehreren analysierten Bereichen, und daß beurteilt wird, daß ein Fremdstoff existiert, wenn die reflektierende Intensität der s-polarisierten Lichtkomponente niedriger als die Referenzintensität ist, und zwar in mehreren 100 analysierten Bereichen.

Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, wie sie hierin oben beschrieben ist, kann eine Betriebssteuereinrichtung die Erfassungsergebnisse für einen analysierten Abschnitt auf Null setzen, in welchem die Fremdstoff-Beurteilungseinrichtung die Existenz eines Fremdstoffes bestimmt hat. Das Nullifizieren von Erfassungsergebnissen zeigt die unnötige Arbeit eines Analysierens einer Kontaminierung in analysierten Abschnitten, in welchen ein Fremdstoff an der Oberfläche einer Probe anhaftet, und ermöglicht daher eine Verbesserung in bezug zu sowohl einer absoluten Arbeitseffizienz als auch der Genauigkeit einer Analyse einer Kontaminierung.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche einer Probe fokussiert und gestrahlt, und die Intensität von wenigstens einer von der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente des durch die Oberfläche der Probe reflektierten Laserstrahls wird erfaßt. Die reflektierende Intensität auf einer rauhen Oberfläche kann durch Teilen dieser erfaßten reflektierenden Intensität durch die reflektierende Intensität einer entsprechenden polarisierten Lichtkomponente auf einer glatten Oberfläche berechnet werden, und die Rauhigkeit der Oberfläche der Probe wird aus der durch diese Intensitäts-Berechnungseinrichtung berechneten reflektierenden Intensität berechnet. Bei diesem Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung kann daher die Rauhigkeit aus der reflektierenden Intensität einer polarisierten Lichtkomponente der Oberfläche der Probe berechnet werden.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird ein Laserstrahl auf die Oberfläche einer Probe fokussiert und gestrahlt, und die Intensitäten Ros und Rop jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des durch die Oberfläche der Probe reflektierten Laserstrahls werden jeweils erfaßt. Die reflektierende Intensität bei einer rauhen Oberfläche Rou wird als nächstes berechnet, wobei diese ≙ ist, was die Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop ist, das durch Multiplizieren der erfaßten reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten erhalten wird, zu dem Ergebnis Rs × Rp, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird. Die Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe wird dann aus der berechneten reflektierenden Intensität Rou und der Wellenlänge λ des Laserstrahls als Rou = exp[-(4πσ/λ)2] berechnet.

Bei diesem Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung kann daher die Rauhigkeit aus den reflektierenden Intensitäten der polarisierten Lichtkomponenten der Probenoberfläche berechnet werden. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe mit guter Genauigkeit berechnet werden, weil die reflektierende Intensität der rauhen Oberfläche Rou basierend auf sowohl s-polarisiertem Licht als auch p-polarisiertem Licht berechnet wird.

Als nächstes werden die Grundprinzipien der oben beschriebenen Erfindung erklärt. Zuerst kann, obwohl es aus den oben beschriebenen Gleichungen (1a) und (1b) selbsterklärend ist, eine reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche selbst dann berechnet werden, wenn nur eines vom s- und p-polarisierten Licht gemessen wird.

Jedoch wird eine größere Genauigkeit erreicht, wenn die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl dem s-polarisierten Licht als auch dem p-polarisierten Licht berechnet wird, wie in der folgenden Gleichung (3):





Und darüber hinaus reflektiert die Oberfläche einer Probe, die eine mikroskopisch rauhe Oberfläche ist, einen Laserstrahl als allgemein diffusen Strahl, wie es in der vorangehenden Erklärung beschrieben ist. Die tatsächlich gemessenen Werte von reflektierenden Intensitäten Ros und Rop vom s- und p-polarisierten Licht sind daher extrem kleine numerische Werte. Die tatsächlich gemessenen Werte von reflektierenden Intensitäten Ros und Rop vom s- und p-polarisiertem Licht sind daher so, wie in den folgenden Gleichungen (4a und 4b):



Ros = Ps/C (4a)



Rop = Pp/C (4b)



Ps und Pp sind die aktuellen Lichtquantitäten des einfallenden s- und p-polarisierten Lichts und C ist eine Vorrichtungskonstante, wobei diese Werte basierend auf Messungen einer Referenzprobe mit einer bekannten Oberflächenrauhigkeit bestimmt werden.

Unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichungen (4a) und (4b) wird die zuvor angegebene Gleichung (3) für die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche folgende:





Die Parameter der rechten Seite dieser Gleichung (5) sind alles gemessene Werte oder theoretische Werte, und die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche wird somit berechnet. Unter Verwendung einer statischen Theorie einer Oberflächenrauhigkeit mit dieser reflektierenden Intensität Rou einer rauhen Oberfläche und einer Oberflächenrauhigkeit σ resultiert in der folgenden Beziehung:



Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] (6)



So wird die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe berechnet.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird die reflektierende Intensität bei einer rauhen Oberfläche Rou als ≙ berechnet, wie beim oben beschriebenen Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung, aber die Rauhigkeit σ der Oberfläche einer Probe wird als Rou = exp[- (4πσ/αλ)2] basierend auf dieser reflektierenden Intensität Rou, der Wellenlänge λ des Laserstrahls und eines Korrekturkoeffizienten α berechnet.

Bei dem Verfahren zur Oberflächenprüfung dieser Erfindung kann eine Rauhigkeit daher aus den reflektierenden Intensitäten der polarisierten Lichtkomponenten der Probenoberfläche berechnet werden. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe mit guter Genauigkeit berechnet werden, weil die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl s-polarisiertem Licht als auch p-polarisiertem Licht berechnet wird, und die Berechnung der Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe wird durch einen Korrekturkoeffizienten α korrigiert.

Gemäß einem weiteren Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung wird jede der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente wie beim oben beschriebenen Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung einzeln bzw. individuell erfaßt, und die reflektierende Intensität Rou bei einer rauhen Oberfläche wird als ≙ berechnet, was die Teilung durch eine vorgeschriebene Vorrichtungskonstante C der Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop zum Ergebnis Rs × Rp eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente bei einer glatten Oberfläche ist. Die Rauhigkeit σ der Oberfläche einer Probe wird aus dieser reflektierenden Intensität Rou, der Laserstrahl-Wellenlänge λ und einem Korrekturkoeffizienten α als Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] berechnet.

Bei dem Verfahren zur Oberflächenprüfung der Erfindung kann die Rauhigkeit der Oberfläche einer Probe aus den reflektierenden Intensitäten der polarisierten Lichtkomponenten berechnet werden. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe mit guter Genauigkeit berechnet werden, weil die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl dem s-polarisierten Licht als auch dem p-polarisierten Licht berechnet wird, die Berechnung dieser reflektierenden Intensität Rou durch die Vorrichtungskonstante C korrigiert wird und die Berechnung der Oberflächenrauhigkeit σ der Probe durch den Korrekturkoeffizienten α korrigiert wird.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung erfaßt dann, wenn eine Laserstrahlvorrichtung einen Laserstrahl auf die Oberfläche einer durch eine Probenhaltestruktur gehaltenen Probe fokussiert und strahlt, ein Detektor für polarisiertes Licht die Intensität von wenigstens einer von der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird. Eine Intensitäts- Berechnungseinrichtung teilt diese erfaßte reflektierende Intensität durch die reflektierende Intensität einer entsprechenden polarisierten Lichtkomponente, die durch eine glatte Oberfläche reflektiert wird, um die reflektierende Intensität einer rauhen Oberfläche zu berechnen, und eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung berechnet die Rauhigkeit der Oberfläche der Probe basierend auf dieser berechneten reflektierenden Intensität.

Bei der Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung kann daher die Rauhigkeit aus der reflektierenden Intensität einer polarisierten Lichtkomponente der Komponente der Oberfläche einer Probe berechnet werden.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung erfaßt dann, wenn eine Laser-Strahlvorrichtung einen Laserstrahl auf die Oberfläche einer Probe fokussiert und strahlt, die durch eine Probenhaltestruktur gehalten wird, ein Detektor für polarisiertes Licht die Intensität von jeder von Ros und Ropder spolarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierte Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird. Eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung berechnet die reflektierende Intensität Rou der rauhen Oberfläche als ≙, was die Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der erfaßten s- und p-polarisierten Lichtkomponenten zu dem Ergebnis Rs × Rp eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente auf einer glatten Oberfläche ist. Die Rauhigkeit σ der Oberfläche einer Probe wird als Rou = exp(-(4πσ/λ2] basierend auf dieser berechneten reflektierenden Intensität Rou und der Laserstrahl-Wellenlänge λ berechnet.

Bei dieser Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung kann die Rauhigkeit daher aus den reflektierenden Intensitäten der polarisierten Lichtkomponenten der Probenoberfläche berechnet werden. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe mit guter Genauigkeit berechnet werden, weil die reflektierende Intensität Rou basierend auf sowohl dem s-polarisiertem als auch dem p-polarisiertem Licht berechnet wird.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung berechnet eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche als ≙, wie bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung, und eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung berechnet die Rauhigkeit σ der Oberfläche einer Probe als Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] basierend auf dieser berechneten reflektierenden Intensität Rou, der Laserstrahl-Wellenlänge λ und einem Korrekturkoeffizienten α.

Bei der Vorrichtung zur Oberflächenprüfung dieser Erfindung kann die Rauhigkeit daher aus den reflektierenden Intensitäten der polarisierten Lichtkomponenten der Probenoberfläche berechnet werden. Insbesondere kann die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe mit guter Genauigkeit berechnet werden, weil die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl dem s-polarisierten Licht als auch dem p-polarisierten Licht berechnet wird, und weil die Berechnung der Oberflächenrauhigkeit σ der Probe durch den Korrekturkoeffizienten α korrigiert wird.

Gemäß einer weiteren Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung berechnet eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙ wie bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung, und eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung berechnet dann die Rauhigkeit σ der Oberfläche einer Probe als Rou = exp[-(4πσ/αλ2] basierend auf dieser berechneten reflektierenden Intensität Rou, der Laserstrahl-Wellenlänge λ und einem Korrekturkoeffizienten α.

Bei dieser Vorrichtung zur Oberflächenprüfung der Erfindung kann die Rauhigkeit daher aus den reflektierenden Intensitäten der polarisierten Lichtkomponenten der Oberfläche der Probe berechnet werden. Insbesondere wird die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl dem s-polarisierten Licht als auch dem p-polarisierten Licht berechnet und die Berechnung dieser reflektierenden Intensität Rou wird durch eine Vorrichtungskonstante C korrigiert, und die Berechnung der Oberflächenrauhigkeit σ der Probe wird durch einen Korrekturkoeffizienten α korrigiert. Die Oberflächenrauhigkeit σ einer Probe kann daher mit guter Genauigkeit berechnet werden.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung ist ein Wert in der Größenordnung von 0,2-0,5 als Korrekturkoeffizient α der Rauhigkeits- Erfassungseinrichtung geeignet. In diesem Fall kann die als ein theoretischer Näherungswert berechnete Oberflächenrauhigkeit σ mittels eines geeigneten Korrekturkoeffizienten α äquivalent zum tatsächlichen numerischen Wert korrigiert werden.

Bei einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, wie sie hierin oben beschrieben ist, kann eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung die reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = rp × rp* basierend auf Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und mittels einer komplex konjugierten Quantität rs* und rp* berechnet werden.

In diesem Fall können die reflektierenden Intensitäten Rs und Rp von s- und ppolarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als theoretische Werte berechnet werden. Zusätzlich sind Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp Funktionen, die nur von der komplexen Dielektrizitätskonstante des Metalls oder des Halbleiters abhängen, das bzw. der die Probe ist, und dem Einfallswinkel des Laserstrahls.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung zur Oberflächenprüfung kann eine relative Abtaststruktur wenigstens eine von der Laser-Strahlvorrichtung und der Proben- Haltestruktur bewegen, um den Laserstrahl, der die Probe bestrahlt, zu veranlassen, durch vorgeschriebene analysierte Bereiche zweidimensional abzutasten, und eine Bildanzeigeeinrichtung kann als Bild, das der Oberfläche einer Probe entspricht, die Vielfalt bzw. Vielzahl von Rauhigkeitswerten anzeigen, die für jeden der Vielzahl analysierter Bereiche berechnet werden. In diesem Fall kann der Zustand der Rauhigkeit der Oberfläche einer Probe mittels des angezeigten Bilds adäquat bestätigt werden.

Weiterhin kann jede der verschiedenen Einrichtungen, die bei dieser Erfindung beschrieben sind, derart ausgebildet sein, daß sie ihre Funktionen realisiert, und kann beispielsweise als bestimmte Hardware, als mit durch ein Programm geeigneten Funktionen versehener Computer, innerhalb eines Computers mittels eines geeigneten Programms realisierte Funktionen oder eine Kombination dieser Formen sein.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen klar, die Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein Kennliniendiagramm, das eine RR-Verteilung auf der reinen Oberfläche einer Probe zeigt;

Fig. 3 ist ein Kennliniendiagramm, das eine RR-Verteilung auf der Oberfläche einer Probe zeigt, die durch eine einzige Substanz kontaminiert ist;

Fig. 4 ist ein Kennliniendiagramm, das eine RR-Verteilung auf der Oberfläche einer Probe zeigt die durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist;

Fig. 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Änderung bei einer RR- Verteilung aufgrund einer Kontaminierung zeigt;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht, die ein Bild der Filmdicke eines Kontaminierungsmittels zeigt;

Fig. 7 ist eine zweidimensionale Kurve, die durch eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung angezeigt wird, und ist eine zweidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für die Oberfläche einer Probe zeigt, die rein ist;

Fig. 8 ist eine zweidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für die Oberfläche einer Probe zeigt, die durch organische und anorganische Substanzen kontaminiert ist;

Fig. 9 ist eine zweidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für die Oberfläche einer Probe zeigt, die durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist;

Fig. 10 ist eine zweidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für die Oberfläche einer Probe zeigt, die lokal durch eine anorganische Substanz kontaminiert ist;

Fig. 11 ist eine zweidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für die Oberfläche einer Probe zeigt, die durch eine organische Substanz lokal kontaminiert ist;

Fig. 12 ist eine schematische Schnittansicht, die den Zustand eines Anhaftens eines Fremdstoffes an einem analysierten Abschnitt einer Probenoberfläche zeigt;

Fig. 13 ist eine zweidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für eine Oberfläche einer Probe zeigt, an welcher ein Fremdstoff anhaftet;

Fig. 14 ist eine zweidimensionale Kurve und eine dreidimensionale Kurve, die die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und einer Vielzahl analysierter Bereiche zeigt, die einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt bilden, für eine Oberfläche einer Probe, die kontaminiert ist; und

Fig. 15 ist eine dreidimensionale Kurve einer Oberflächenrauhigkeit einer Probe, die durch eine Vorrichtung zur Oberflächenprüfung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung angezeigt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Als nächstes wird das erste Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 6 erklärt.

Gemäß Fig. 1 enthält eine Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Abtasthalter 3 als Abtast-Haltestruktur zum Halten einer Probe 2. Die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel prüft die Oberfläche der Probe 2, die ein Halbleiterwafer ist, auf dem feine Metall-Anschlußflecken aus beispielsweise Platin oder Kupfer ausgebildet sind.

Der Probenhalter 3 ist zum Zulassen einer freien Bewegung in der X-Richtung und der Y-Richtung und der Z-Richtung durch eine automatische X-Y-Z-Plattform 4a gelagert, die eine relative Abtaststruktur ist, und die automatische X-Y-Z-Plattform 4a ist durch ein Luftkissen 4b gelagert.

Zusätzlich sind sowohl die X-Richtung als auch die Y-Richtung zueinander horizontal und orthogonal, wobei bei diesem Ausführungsbeispiel die X-Richtung in Rückwärtsrichtung und in Vorwärtsrichtung ist und die Y-Richtung nach links und nach rechts verläuft und die Z-Richtung nach oben und nach unten verläuft.

Eine Laser-Strahlvorrichtung 5, die die Laser-Strahlvorrichtung ist, und eine Vorrichtung zum Erfassen polarisierten Lichts 6, die der Detektor für polarisiertes Licht ist, sind unter einem Neigungswinkel von etwa 60° in Richtung zu einer Stelle auf der Oberfläche der Probe 2 gerichtet, die im Probenhalter 3 gehalten wird, wie es hierin oben beschrieben ist, wobei ein optisches Realbild-Mikroskop 20, welches eine Bildbeobachtungsvorrichtung ist, von direkt oben senkrecht nach unten gerichtet ist.

Die Laser-Strahlvorrichtung 5 enthält folgendes: eine He-Ne-(Helium-Neon-)- Laserröhre 7, welche die Laserlichtquelle ist; einen Strahlerweiterer 8; und eine Fokussierlinse 9. Die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts enthält folgendes:

einen Schichtenpolarisierer 10, der ein Strahlpolarisierer ist; einen ebenen Spiegel 11; zwei Visierlochplatten 12a, 12b; einen s-Wellen-Photodetektor 13a und einen p- Wellen-Photodetektor 13b, welche ein photoelektrischer Wandler sind.

Die He-Ne-Laserröhre 7 sendet einen Laserstrahl von sichtbarem Licht mit einer Wellenlänge von 633 nm und einer Ausgangsleistung von 5,0 mW aus, und der Strahlerweiterer 8 erhöht den Strahldurchmesser des durch die He-Ne-Laserröhre 7 ausgesendeten Laserstrahls. Die Fokussierlinse 9 fokussiert den durch den Strahlerweiterer 8 aufgeweiteten Laserstrahl. Die Laser-Strahlvorrichtung 5 fokussiert und strahlt einen Laserstrahl somit auf einen analysierten Bereich, der etwa 5,0 µm2 mißt, auf der Oberfläche der Probe 2, die durch den Probenhalter 3 gehalten wird.

Der Schichtenpolarisierer 10 ist durch ein Glan-Thompson-Prisma aufgebaut, wobei jede von der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente vom durch die Oberfläche der Probe 2 reflektierenden Laserstrahl somit einzeln extrahiert wird.

Die Visierlochplatten 12a, 12b schirmen die peripheren Abschnitte der s- und p- polarisierten Lichtkomponenten, die durch den Schichtenpolarisierer 10 extrahiert sind, so ab, daß nur die zentralen Abschnitte übertragen werden, und der s- und p- Wellen-Photodetektor 13a, 13b erfaßt die reflektierenden Intensitäten von nur den zentralen Abschnitten der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten, die durch die Visierlöcher 11 übertragen werden.

Die automatische X-Y-Z-Plattform 4a und die Laser-Strahlvorrichtung 5 und die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts und das optische Realbild-Mikroskop 20 sind durch eine Abdeckung 21 bedeckt.

Eine Steuereinheit 14 ist mit der automatischen X-Y-Z-Plattform 4a und den beiden Photodetektoren 13a, 13b verbunden, und diese Steuereinheit 14 integriert und steuert den Betrieb jeder der oben beschriebenen Vorrichtungen. Die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt daher einzeln die Intensitäten jeder der s- polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des durch jede Stelle der zweidimensional abgetasteten Oberfläche der Probe 2 einzeln.

Eine CRT (Kathodenstrahlröhre) 15 ist mit dem optischen Realbild-Mikroskop 20 verbunden, und eine Bildausgabevorrichtung 16 und eine Fangkarte 22 sind mit dieser CRT 15 verbunden, und die oben beschriebene Steuereinheit 14 ist mit dieser Fangkarte 22 verbunden.

Das optische Realbild-Mikroskop 20 beobachtet einen analysierten Bereich mit einer Abmessung von etwa 5,0 µm2 der Oberfläche der Probe 2, die CRT 15 erzeugt Bilddaten der Oberfläche der Probe 2, die durch das optische Realbild-Mikroskop 20beobachtet wird, und die Bildausgabevorrichtung 16 zeigt die Bilddaten der Oberfläche der Probe 2 an, die durch die CRT 15 erzeugtwerden.

Die Steuereinheit 14, die die Bilddaten von der CRT 15 empfängt, steuert den Betrieb der automatischen X-Y-Z-Plattform 4a in Übereinstimmung mit den Bilddaten des analysierten Bereichs der Oberfläche der Probe 2, wodurch veranlaßt wird, daß der die Probe 2 bestrahlende Laserstrahl zweidimensional abtastet.

Ein PC-(Personalcomputer)-Datenprozessor 17 ist ebenso mit der Steuereinheit 14 verbunden, und eine Dateneingabevorrichtung 18, wie beispielsweise eine Tastatur, und eine Datenausgabevorrichtung 19, wie beispielsweise eine Anzeige, sind mit diesem PC-Datenprozessor 17 verbunden.

Durch eine manuelle Operation durch einen Bediener legt die Dateneingabevorrichtung 18 eine Dateneingabe von verschiedenen Daten, wie beispielsweise Befehlscodes, an den PC-Datenprozessor 17 an, und die Datenausgabevorrichtung 19 gibt verschiedene Daten, wie beispielsweise durch den PC-Datenprozessor 17 erzeugte Anzeigebilder, zum Bediener aus.

Der PC-Datenprozessor 17 enthält physikalisch solche Komponenten wie eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), einen RAM (einen Direktzugriffsspeicher), einen ROM (einen Nurlesespeicher) und eine I/F (eine Schnittstelle); und die CPU liest ein Steuerprogramm, welches Software ist, die in einem Informationsspeicherungsmedium, wie beispielsweise dem RAM oder dem ROM gespeichert ist, und führt verschiedene Operationen aus, um verschiedene Funktionen logisch zu realisieren.

Anders ausgedrückt realisiert der PC-Datenprozessor 17 die verschiedenen Funktionen logisch, wie beispielsweise die Verhältnisbeobachtungsfunktion, die Verteilungserfassungsfunktion, die Funktion zum Vergleichen mit einem numerischen Wert, die Kontaminierungsbeurteilungsfunktion, die Schichtdickenerfassungsfunktion und die Bildanzeigefunktion.

Die Verhältnisbeobachtungsfunktion wird dadurch realisiert, daß die CPU eine vorgeschriebene Datenverarbeitung in Übereinstimmung mit einem Steuerprogramm ausführt, das im voraus im RAM oder im ROM gespeichert ist, wie sie hierin oben beschrieben sind; und RR, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt werden, wird somit für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2 erfaßt.

Gleichermaßen erfaßt die Verteilungserfassungsfunktion dadurch, daß die CPU eine vorgeschriebene Datenverarbeitung ausführt, die Verteilung auf der Oberfläche der Probe 2 von RR, das durch die Verhältnisbeobachtungsfunktion beobachtet wird. Die Funktion zum Vergleichen mit einem numerischen Wert vergleicht die halbe Breite, welches die Verteilungsbreite von RR ist, das durch die Verteilungserfassungsfunktion erfaßt wird, mit der natürlichen Breite einer reinen Probe 2, die im voraus im RAM gespeichert ist.

Die Kontaminierungsbeurteilungsfunktion bestimmt, daß die Oberfläche der Probe 2 kontaminiert ist, wenn als die Ergebnisse des Vergleichs der Funktion zum Vergleichen mit einem numerischen Wert die halbe Breite der RR-Verteilung von der natürlichen Breite abweicht; und bestimmt weiterhin, daß die Oberfläche der Probe 2 durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert der RR- Verteilung größer als ein theoretischer Wert ist, und bestimmt, daß die Oberfläche durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert kleiner ist.

Wenn in der oben beschriebenen Kontaminierungsbeurteilungsfunktion bestimmt wird, daß die Oberfläche der Probe 2 durch eine vorgeschriebene Substanz kontaminiert ist, erfaßt die Schichtdickenerfassungsfunktion die Schichtdicke der Kontaminierung auf der Oberfläche der Probe 2 aus der halben Breite der RR- Verteilung, die durch die Verteilungserfassungsfunktion erfaßt wird.

Die Bildanzeigefunktion erzeugt ein Bild entsprechend der Oberfläche der Probe 2 aus den verschiedenen Daten der basierend auf der RR-Verteilung bestimmten Kontaminierung, wie es hierin oben beschrieben ist, und zeigt dieses Bild mittels der Datenausgabevorrichtung 19 an, die durch eine Anzeige gebildet ist.

Zusätzlich können die verschiedenen Daten der Kontaminierung, die auf diese Weise als Bild angezeigt werden, die Form von beispielsweise binären Daten annehmen, die das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung anzeigen, von numerischen Daten, die die Schichtdicke einer Kontaminierung anzeigen, oder von binären Daten, die anzeigen, ob das Kontaminierungsmittel eine einzige Substanz oder eine Mischung von Substanzen ist.

Die verschiedenen Funktionen des oben beschriebenen PC-Datenprozessors 17 können unter Verwendung von Hardware realisiert werden, wie beispielsweise der Datenausgabevorrichtung 19, wie es nötig ist. Nichts desto weniger werden diese Funktionen hauptsächlich durch den Betrieb einer CPU, welches ein durch Hardware gebildeter Computer ist, gemäß Software realisiert, die in einem Informationsspeicherungsmedium, wie beispielsweise dem RAM, gespeichert ist.

Dieser Typ von Software ist in einem Informationsspeicherungsmedium, beispielsweise dem RAM, als Steuerprogramm gespeichert, um zu veranlassen, daß eine CPU folgende Operationen ausführt: Beobachten von RR, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierte Lichtkomponente ist, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt werden, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2; Erfassen der Verteilung dieses beobachteten RR auf der Oberfläche der Probe 2; Vergleichen der halben Breite dieser gemessenen RR-Verteilung mit einer natürlichen Breite einer reinen Probe 2; Bestimmen, daß die Oberfläche der Probe 2 kontaminiert ist, wenn als das Ergebnis des Vergleichs die halbe Breite der RR- Verteilung von der natürlichen Breite abweicht; Bestimmen, daß die Oberfläche der Probe 2 durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert der RR-Verteilung größer als ein theoretischer Wert ist, und daß die Oberfläche durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert kleiner als der theoretische Wert ist; und schließlich Erzeugen eines Bildes entsprechend der Oberfläche der Probe 2 basierend auf den verschiedenen Daten einer Kontaminierung, die basierend auf der RR-Verteilung bestimmt sind, und Anzeigen dieses Bildes mittels der Datenausgabevorrichtung 19.

Als nächstes wird eine sequentielle Erklärung in bezug auf das Verfahren zur Oberflächenprüfung der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei einem Aufbau, wie er hierin oben beschrieben ist, präsentiert. Zuerst fokussiert und strahlt die Laser-Strahlvorrichtung 5 einen Laserstrahl auf die Oberfläche der Probe 2, die durch den Probenhalter 3 gehalten wird, und in diesem Zustand bewegt die automatische X-Y-Z-Plattform 4a den Probenhalter 3, so daß der Laserstrahl, der die Probe 2 bestrahlt, jeden analysierten Bereich zweidimensional abtastet.

Die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt individuell die Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des Laserstrahls, der durch jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2 reflektiert wird, der auf diese Weise zweidimensional abgetastet wird. Der PC- Datenprozessor 17 beobachtet somit das RR, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2.

Dieser PC-Datenprozessor 17 erfaßt dann die Verteilung des so beobachteten RR auf der Oberfläche der Probe 2, vergleicht die halbe Breite dieser gemessenen RR- Verteilung mit der natürlichen Breite einer reinen Probe 2, und bestimmt, daß die Oberfläche der Probe 2 kontaminiert ist, wenn das Ergebnis dieses Vergleichs um die halbe Breite der RR-Verteilung von der natürlichen Breite abweicht.

Der PC-Datenprozessor 17 bestimmt weiterhin, daß die Oberfläche der Probe 2 durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert der RR- Verteilung größer als ein theoretischer Wert ist, und bestimmt, daß die Oberfläche durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist, wenn der zentrale Wert kleiner als der theoretische Wert ist. Die Schichtdicke der Kontaminierung auf der Oberfläche der Probe 2 wird aus der halben Breite der RR-Verteilung erfaßt, nachdem auf diese Weise bestimmt worden ist, daß die Oberfläche der Probe 2 durch eine vorgeschriebene Substanz kontaminiert ist.

Der PC-Datenprozessor 17 erzeugt dann ein Bild, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, entsprechend der Oberfläche der Probe 2 basierend auf den verschiedenen Daten der Kontaminierung, die basierend auf der RR-Verteilung bestimmt wird, wie es hierin oben beschrieben ist, und zeigt dieses Bild mittels der Datenausgabevorrichtung 19 an, die durch eine Anzeige gebildet ist.

Beispielsweise dann, wenn die Probe 2 Goldmetall-Anschlußflecken hat, ist die natürliche Breite, welches die halbe Breite der RR-Verteilung auf der reinen Oberfläche der Probe 2 ist, 0,14, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn diese Oberfläche durch organische Moleküle einer einzigen Substanz leicht kontaminiert ist, erhöht sich die halbe Breite der gemessenen RR-Verteilung auf 0,44, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Wenn die Oberfläche durch eine Mischung aus organischen und anorganischen Substanzen kontaminiert ist, erhöht sich die halbe Breite der gemessenen RR- Verteilung auf 1,50, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.

Zusätzlich ist der zentrale Wert bzw. der Mittenwert der RR-Verteilung auf einer reinen Oberfläche der Probe 2 1,07, wie es in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist. Dieser zentrale Wert erhöht sich auf 1,28, wenn die Oberfläche durch eine einzige Substanz leicht kontaminiert ist, und fällt auf 1,05 ab, wenn die Oberfläche durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist. Anders ausgedrückt kann bestätigt werden, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, daß sich dann, wenn die Oberfläche der Probe 2 durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, die halbe Breite, welche die Verteilungsbreite von RR ist, erhöht und der zentrale Wert des Verteilungsbereichs sich erhöht. Wenn die Oberfläche durch eine Mischung von Substanzen kontaminiert ist, erhöht sich die halbe Breite und fällt der zentrale Wert ab.

Bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung dieses Ausführungsbeispiels kann der Zustand der Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2, welche mikroskopisch rauh ist, schnell und auf einfache Weise durch Messen der reflektierenden Intensitäten der s- und der p-polarisierten Lichtkomponenten von der Oberfläche der Probe 2 und durch Erfassen der RR-Verteilung analysiert werden, wie es hierin oben beschrieben ist. Die Erfindung kann daher zur Untersuchung von Quellen bzw. Ursachen einer Kontaminierung während einer Herstellung einer Schaltungsvorrichtung beitragen und somit helfen, die Ausbeute der Schaltungsvorrichtung zu verbessern.

Bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden darüber hinaus die verschiedenen Daten der Kontaminierung, die basierend auf der RR-Verteilung bestimmt wird, wie es hierin oben beschrieben ist, mittels der Datenausgabevorrichtung 19 als Bild angezeigt, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, das der Oberfläche der Probe 2 entspricht. Ein Bediener kann daher auf einen Blick eine dreidimensionale Darstellung des Zustandes der Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 bestätigen. Das Bild der Fig. 6 ist eine dreidimensionale Kurve, die die Schichtdicke der Kontaminierung zeigt, die aus einem restlichen Maskenmaterial besteht, wenn die Oberfläche eines Gold-Metallanschlußfleckens als Probe 2 analysiert wird.

Obwohl beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wurde, bei welchem die automatische X-Y-Z-Plattform 4a den Abtasthalter bewegte, um ein Abtasten des Laserstrahls hervorzurufen, der die Oberfläche der Probe 2 bestrahlt, kann auch die Laser-Strahlvorrichtung 5 oder die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts bewegt werden.

Als weiteres Beispiel kann die Laserlichtquelle oder der Photodetektor fixiert sein, und eine beugende Optik, wie beispielsweise ein reflektierender Spiegel kann als Verfahren zum Bewegen der Laser-Strahlvorrichtung 5 oder der Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts in Längsrichtung bewegt oder gedreht werden, um zu veranlassen, daß der Laserstrahl eine Abtastung auf diese Weise durchführt.

Zusätzlich wurde ein Fall gezeigt, bei welchem ein Schichtenpolarisierer 10 in senkrechter Richtung gedreht wird, so daß jede der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts einzeln erfaßt wird. Jedoch kann ebenso ein Paar von Schichtenpolarisierern mit orthogonalen Richtungen einer Polarisation abwechselnd auf dem optischen Pfad angeordnet sein, oder ein Paar von Vorrichtungen zum Erfassen polarisierten Lichts, die jede der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten einzeln erfassen, kann ebenso abwechselnd auf dem optischen Pfad angeordnet sein.

Darüber hinaus wurden beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verschiedene Funktionen durch den PC-Datenprozessor 17 durch die Operation bzw. den Betrieb einer CPU gemäß einem Steuerprogramm logisch realisiert, das als Software beispielsweise im RAM gespeichert ist. Jedoch kann jede dieser Funktionen auch durch eine bestimmte Hardware realisiert werden, oder ein Teil dieser Funktionen kann durch Software gebildet und im RAM gespeichert sein und ein Teil kann durch Hardware gebildet sein.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die Figuren erklärt. Teile dieses zweiten Ausführungsbeispiels, die dieselben wie diejenigen beim oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel sind, sind durch denselben Namen und dieselben Bezugszeichen identifiziert, und eine redundante detaillierte Erklärung dieser Teile ist weggelassen.

Der Hardwareaufbau der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist identisch zu demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, aber der Inhalt des im PC-Datenprozessor 17 installierten Steuerprogramms ist unterschiedlich.

Bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung dieses Ausführungsbeispiels führt der PC-Datenprozessor 17 beispielsweise folgende Funktionen logisch aus: eine Verhältnisbeobachtungsfunktion, eine Frequenzerfassungsfunktion, eine Relationserfassungsfunktion, eine Bildanzeigefunktion, eine Intensitätsvergleichsfunktion, eine Fremdstoff-Beurteilungsfunktion und eine Betriebssteuerfunktion.

Durch die Ausführung einer vorgeschriebenen Datenverarbeitung gemäß einem Steuerprogramm, das im voraus im RAM oder im ROM gespeichert ist, durch eine CPU, beobachtet die Verhältnisbeobachtungsfunktion das RR, welches das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente ist, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt werden, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2.

Die Frequenzerfassungsfunktion erfaßt die Frequenz eines Auftretens jedes Werts des beobachteten RR für jeden vorgeschriebenen analysierten Abschnitt, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche ausgebildet ist. Beispielsweise dann, wenn der analysierte Bereich eines Laserstrahls auf der Oberfläche der Probe 2, wie es hierin oben beschrieben ist, 5,0 µm2 ist, und ein analysierter Abschnitt 100 µm2 ist, ist ein analysierter Abschnitt aus 400 analysierten Bereichen ausgebildet.

Die Relationserfassungsfunktion erfaßt die Korrelation zwischen jedem Wert des RR und der Frequenz eines Auftretens für jeden analysierten Abschnitt der Probenoberfläche basierend auf den Erfassungsergebnissen der Frequenzerfassungsfunktion, und die Bildanzeigefunktion zeigt ein Bild der Erfassungsergebnisse der Relationserfassungsfunktion an.

Genauer gesagt erzeugt der PC-Datenprozessor 17 eine zweidimensionale Kurve, wie es in den Fig. 7 bis 11 gezeigt ist, wobei jeder Wert des RR über der horizontalen Achse aufgetragen ist, und wobei die Frequenz eines Auftretens über der vertikalen Achse aufgetragen ist, und diese zweidimensionale Kurve wird mittels der Anzeige der Datenausgabevorrichtung 19 angezeigt.

Die Intensitätsvergleichsfunktion vergleicht die reflektierende Intensität der durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente mit einer vorgeschriebenen Referenzintensität, die im voraus eingestellt ist, und die Fremdstoffunktion bestimmt, daß ein Fremdstoff in einem analysierten Abschnitt der Oberfläche einer Probe vorhanden ist, wenn als die Ergebnisse des Vergleichs die reflektierende Intensität niedriger als eine Referenzintensität ist.

Beim Ausführen der Arbeit zum Analysieren des Zustandes einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 mittels der verschiedenen Funktionen, die hierin oben beschrieben sind, prüft die Betriebssteuerfunktion zuerst auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Fremdstoffs durch Initiieren der oben beschriebenen Intensitätsvergleichsfunktion und der Fremdstoff-Beurteilungsfunktion und aktiviert dann die Verhältnisbeobachtungsfunktion, um eine Analyse einer Kontaminierung in einem analysierten Abschnitt nur in den Fällen auszuführen, in welchen bestimmt wird, daß ein Fremdstoff nicht vorhanden ist.

Die Betriebssteuerfunktion hält die Arbeit zum Analysieren des Zustandes einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 in einem analysierten Abschnitt, wobei die Existenz eines Fremdstoffes bestimmt worden ist, und zeigt beispielsweise sowohl eine vorgeschriebene Führungsnachricht, die das Vorhandensein eines Fremdstoffs anzeigt, als auch Positionsdaten des analysierten Abschnitts mittels der Datenausgabevorrichtung 19 an.

Eine Software zum Realisieren jeder der verschiedenen Funktionen, die hierin oben beschrieben sind, durch den PC-Datenprozessor 17 ist in einem Informationsspeichermedium, wie beispielsweise einem RAM, als Steuerprogramm gespeichert, um die CPU zu folgendem zu veranlassen: Vergleichen der reflektierenden Intensität der durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente mit einer vorgeschriebenen Referenzintensität, die im voraus eingestellt ist; Bestimmen, daß ein Fremdstoff in einem analysierten Abschnitt der Probenoberfläche existiert, wenn als die Ergebnisse dieses Vergleichs die reflektierende Intensität niedriger als die Referenzintensität ist; Anzeigen einer vorgeschriebenen Führungsnachricht mittels der Anzeige der Datenausgabevorrichtung 19, wenn die Existenz eines Fremdstoffs als das Ergebnis dieser Bestimmung bestätigt wird; wenn die Existenz eines Fremdstoffs negiert wird, Beobachten des RR, was das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente ist, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt werden, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2; Erfassen der Frequenz einer Häufigkeit jedes Werts dieses beobachteten RR für jeden vorgeschriebenen analysierten Abschnitt, welcher aus einer Vielzahl analysierter Bereiche aufgebaut ist; Erzeugen einer zweidimensionalen Kurve als die Kurrelation zwischen jedem Wert von RR und einer Frequenz eines Auftretens aus den Ergebnissen einer Erfassung für jeden analysierten Abschnitt der Probenoberfläche; und Anzeigen dieser zweidimensionalen Kurve auf der Anzeige der Datenausgabevorrichtung 19.

Bei einem Verfahren zur Oberflächenprüfung, das die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei dem oben beschriebenen Aufbau verwendet, tastet ein auf die Probe 2 gestrahlter Laserstrahl jeden analysierten Bereich in zwei Dimensionen ab, und die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt einzeln die Intensität jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente des reflektierenden Laserstrahls.

Jedoch vergleicht der PC-Datenprozessor 17 zuerst nur die reflektierende Intensität der s-polarisierten Lichtkomponente mit einer vorgeschriebenen Referenzintensität, und bestimmt, daß ein Fremdstoff im analysierten Abschnitt der Oberfläche der Probe 2 vorhanden ist, wenn die reflektierende Intensität dieser s-polarisierten Lichtkomponente niedriger als die Referenzintensität ist.

In diesem Fall zeigt der PC-Datenprozessor 17 eine Führungsnachricht, die das Vorhandensein eines Fremdstoffes anzeigt, zusammen mit Positionsdaten des analysierten Abschnitts mittels der Anzeige der Datenausgabevorrichtung 19, und hält dann die Arbeit zum Analysieren der Kontaminierung in jenem analysierten Abschnitt an.

Anders ausgedrückt reflektiert und streut der Fremdstoff dann, wenn der Fremdstoff auf der Oberfläche der Probe 2 vorhanden ist, den bestrahlenden Laserstrahl in andere Richtungen als die Oberfläche der Probe 2, wie es in Fig. 12 gezeigt ist, und die erfaßte reflektierende Intensität fällt daher scharf ab. Dieser Abfall bei einer erfaßten Intensität tritt für sowohl die s-polarisierte Lichtkomponente als auch die p- polarisierte Lichtkomponente auf, aber das Kleinerwerden ist insbesondere für die spolarisierte Lichtkomponente offensichtlich, und die Genauigkeit der Erfassung wird daher verbessert.

In einem Fall, in welchem Operationen zum Analysieren einer Kontaminierung in einem analysierten Abschnitt der Oberfläche der Probe 2 ausgeführt werden, in welchem ein Fremdstoff existiert, und eine zweidimensionale Kurve erzeugt wird, verhindert der Einfluß des Fremdstoffes auf der Kurve der zweidimensionalen Kurve, wie es in Fig. 13 gezeigt ist, ein deutliches Anzeichen für den Zustand einer Kontaminierung. Die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt daher keine Analyse einer Kontaminierung in analysierten Abschnitten aus, in welchen bestimmt wird, daß ein Fremdstoff existiert.

Andererseits bestimmt der PC-Datenprozessor 17 dann, wenn die reflektierende Intensität der s-polarisierten Lichtkomponente höher als die Referenzintensität ist, daß ein Fremdstoff im analysierten Abschnitt der Oberfläche der Probe 2 nicht vorhanden ist, und initiiert Operationen zum Analysieren der Kontaminierung des analysierten Abschnitts.

In diesem Fall beobachtet der PC-Datenprozessor 17 das RR, was das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente ist, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe 2 und erfaßt die Frequenz eines Auftretens jedes Werts dieses beobachteten RR für jeden analysierten Abschnitt.

Wenn der analysierte Bereich des Laserstrahls auf der Oberfläche der Probe 2 5,0 µm2 ist und ein analysierter Abschnitt 100 µm2 ist, werden 400 RR aus einem analysierten Abschnitt erfaßt, und die Anzahl jedes Werts dieses RR wird gezählt.

Wenn die Frequenz eines Auftretens jedes Werts von RR somit für jeden analysierten Abschnitt erfaßt ist, wird eine zweidimensionale Kurve erzeugt, in welcher jeder Wert von RR über der horizontalen Achse aufgetragen wird, und in welcher die Frequenz eines Auftretens über der vertikalen Achse aufgetragen wird, und diese Kurve wird als Bild auf der Anzeige der Datenausgabevorrichtung 19 angezeigt.

Die zweidimensionale Kurve, die auf diese Weise als Bild angezeigt wird, stellt die Frequenz eines Auftretens jedes Werts von RR im analysierten Abschnitt auf der Oberfläche der Probe 2 dar. Dieses Bild reflektiert den Zustand einer Kontaminierung des analysierten Abschnitts auf der Oberfläche der Probe 2, und ein Bediener kann den Zustand der Oberfläche der Probe 2 auf einen Blick durch Beobachten der zweidimensionalen Kurve beurteilen.

Beispielsweise dann, wenn der analysierte Abschnitt der Oberfläche der Probe 2 sauber bzw. rein ist, treten nur spezifische numerische Werte von RR bei einer hohen Frequenz in Konzentration auf, und die Frequenz eines Auftretens numerischer Werte, die von diesem Wert abweichen, fallen scharf ab. Die Kurve der zweidimensionalen Kurve nimmt daher eine steil gestufte enge konkave Form an, wie es in Fig. 7 gezeigt ist.

Andererseits bringt eine Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 ein Abfallen in bezug auf die Rate von Konzentrationen des spezifischen numerischen Werts von RR hervor, die bei einer hohen Frequenz auftreten, sowie ein relatives Erhöhen bezüglich der Frequenz eines Auftretens numerischer Werte, die von den spezifischen numerischen Werten abweichen, und die Form der Kurve der zweidimensionalen Kurve wird daher breiter und weniger steil, wie es in Fig. 8 und in Fig. 9 gezeigt ist.

Zusätzlich ändert sich die Position des Bereichs, in welchem numerische Werte von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz auftreten, auch aufgrund der Gesamtänderung in bezug auf die numerischen Werte von RR, die bei einer hohen Frequenz auftreten, wenn die Oberfläche der Probe 2 kontaminiert ist, wie es hierin oben beschrieben ist.

Insbesondere verschiebt sich die Position der Kurve der zweidimensionalen Kurve nach rechts, wie es in Fig. 8 gezeigt ist, wenn die Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 aufgrund einer anorganischen Substanz aufgrund des Anstiegs in bezug auf die numerischen Werte von RR ist, der bei einer hohen Frequenz auftritt. Wenn die Kontaminierung aufgrund einer organischen Substanz ist, erniedrigen sich die numerischen Werte von RR, und die Position der Kurve der zweidimensionalen Kurve verschiebt sich nach links.

Wenn die Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 aufgrund einer Mischung aus organischen und anorganischen Substanzen ist, nimmt die Kurve in der zweidimensionalen Kurve eine extrem breite Form an, die ähnlich einer Synthese aus den Kurven für organische und anorganische Substanzen ist, wie es in Fig. 9 gezeigt ist.

Wenn ein Teil des analysierten Abschnitts der Oberfläche der Probe 2 lokal kontaminiert ist, werden die Charakteristiken bzw. Kennlinien des sauberen Teils und des kontaminierten Teils des analysierten Abschnitts gleichzeitig in der zweidimensionalen Kurve erzeugt, und die Kurve in der zweidimensionalen Kurve nimmt daher eine Form an, bei welcher sich eine Vielzahl von Kurven überlagert, wie es in Fig. 10 und in Fig. 11 gezeigt ist.

Die als die Ergebnisse einer Analyse durch die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung angezeigte zweidimensionale Kurve, wie sie oben beschrieben ist, ermöglicht einem Bediener, auf einen Blick den Zustand einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 für jeden analysierten Abschnitt zu bestätigen.

In diesem Fall kann der Bediener das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der Oberfläche der Probe 2 basierend auf einer Frequenz eines Auftretens von spezifischen numerischen Werten von RR bestimmen, und er kann das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung auf der Oberfläche der Probe 2 basierend auf der Größe des Bereichs bestimmen, in welchem numerische Werte von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz auftreten.

Zusätzlich kann der Bediener bestimmen, daß die Kontaminierung der Probe 2 aufgrund einer anorganischen Substanz ist, wenn der numerische Wert von RR, bei welchem eine Frequenz eines Auftretens einen Spitzenwert erreicht, größer als der numerische Referenzwert ist, und er kann bestimmen, daß die Kontaminierung aufgrund einer organischen Substanz ist, wenn der Wert kleiner ist. Weiterhin kann der Bediener bestimmen, daß eine Kontaminierung der Probe 2 aufgrund einer anorganischen Substanz ist, wenn die Position des Bereichs, bei welcher numerische Werte von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz auftreten, höher als eine Referenzposition ist, und er kann bestimmen, daß die Kontaminierung aufgrund einer organischen Substanz ist, wenn die Position niedriger ist.

Eine Kontaminierung der Probe 2 kann auch als aufgrund einer Mischung aus organischen und anorganischen Substanzen bestimmt werden, wenn die Position des Bereichs, in welchem numerische Werte von RR bei einer vorgeschriebenen Frequenz auftreten, breiter als der Referenzbereich ist, und jede der oben beschriebenen Bestimmungen kann auf einen Blick aus der Form der Kurve in einer zweidimensionalen Kurve, der vertikalen Position des Spitzenwertes, der horizontalen Position des Spitzenwertes, der horizontalen Position der Gesamtkurve, der horizontalen Breite der gesamten Kurve und der Anzahl von Spitzenwerten erhalten werden.

Bei dem Verfahren zur Oberflächenprüfung bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann der Zustand der Oberfläche der Probe 2 basierend auf RR erfaßt werden, was das Verhältnis der reflektierenden Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist. Der Einfluß der mikroskopisch rauhen Oberfläche der Probe 2 wird daher ausgelöscht, und gute Ergebnisse können erfaßt werden.

In diesem Fall wird die Frequenz eines Auftretens jedes Werts von RR für jeden analysierten Abschnitt erfaßt, und der Zustand einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 kann effektiv erfaßt werden. Insbesondere werden die Ergebnisse einer Erfassung als eine zweidimensionale Kurve angezeigt, welche zuläßt, daß der Bediener auf einen Blick den Zustand einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 bestätigt.

Weiterhin wird das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein eines Fremdstoffes vor der Arbeit eines Analysierens der Kontaminierung erfaßt, und eine Analyse einer Kontaminierung wird für einen analysierten Abschnitt nicht ausgeführt, in welchem das Vorhandensein eines Fremdstoffes bestimmt worden ist. Die gesamte Arbeitseffizienz ist ausgezeichnet, weil bedeutungslose Operationen weggelassen werden können, und der Zustand einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 kann mit einer guten Genauigkeit bestätigt werden, weil nur gültige Analyseergebnisse ausgegeben werden.

Insbesondere eliminiert die Verwendung der s-polarisierten Lichtkomponente des reflektierten Lichts zum Realisieren der oben beschriebenen Erfassung eines Fremdstoffes die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Aufbau, der für die Erfassung eines Fremdstoffes bestimmt ist, und hält den Aufbau der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung einfach.

Obwohl die Anzeige der Datenausgabevorrichtung 19 beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel eine zweidimensionale Kurve von Analyseergebnissen anzeigt, können diese Analyseergebnisse auch durch einen Drucker ausgedruckt werden, oder als Daten auf einer Diskette durch ein Floppy-Diskettenlaufwerk (FDD) gespeichert werden.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde ein Fall beschrieben, bei welchem die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung die Frequenz bzw. Häufigkeit eines Auftretens jedes Werts von RR für jeden analysierten Abschnitt als zweidimensionale Kurve anzeigt, und wobei ein Bediener, der dieses angezeigte Bild überwacht, das Vorhandensein oder das Nichtvorhandensein einer Kontaminierung oder den Inhalt einer Kontaminierung der Probe 2 bestimmt.

Jedoch regieren feste Regeln die Frequenz eines Auftretens von jedem Wert von RR für jeden analysierten Abschnitt, wie es oben beschrieben ist, gemäß der Existenz oder dem Inhalt der Kontaminierung, und die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung kann daher das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Kontaminierung automatisch bestimmen, oder den Inhalt einer Kontaminierung, und zwar mittels eines vorgeschriebenen Algorithmus.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel erfaßt die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung darüber hinaus die Frequenz eines Auftretens jedes Werts von RR für jeden analysierten Abschnitt und erzeugt eine zweidimensionale Kurve. Jedoch kann die Korrelation zwischen jedem Wert von RR und einer Vielzahl analysierter Bereiche auch für jeden analysierten Abschnitt erfaßt werden, und eine dreidimensionale Kurve oder eine zweidimensionale Kurve kann aus den Erfassungsergebnissen erzeugt werden.

In diesem Fall kann eine dreidimensionale Kurve mit dem analysierten Abschnitt als die Bodenfläche und dem Wert von RR für jeden analysierten Bereich entlang der vertikalen Achse ausgedruckt bzw. aufgetragen erzeugt werden, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, um dadurch zuzulassen, daß der Zustand einer Kontaminierung der Oberfläche der Probe 2 auf einen Blick bestätigt wird.

Alternativ kann der analysierte Abschnitt als eine Ebene mit dem Wert von RR für jeden analysierten Bereich dargestellt werden, der durch eine vorgeschriebene Farbe dargestellt wird, wie es in Fig. 14 gezeigt ist, und der Zustand einer Kontaminierung kann dann auf einen Blick aus dieser zweidimensionalen Kurve bestätigt werden.

Das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung wird als nächstes unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erklärt. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel sind Teile, die zu denjenigen des oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels äquivalent sind, unter Verwendung derselben Namen und Bezugszeichen identifiziert, und eine redundante Erklärung ist weggelassen.

Zuerst ist der Hardwareaufbau der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel derselbe wie derjenige des ersten Ausführungsbeispiels, und die Probe 2 ist ein Verbindungs-Anschlußflecken, der aus Gold in einem Hybrid-IC zusammengesetzt ist.

Die Laser-Strahlvorrichtung 5 fokussiert einen Laserstrahl und bestrahlt einen analysierten Bereich 10-1000 Mikrometer2 auf der Oberfläche der Probe 2, und der analysierte Bereich von 10-1000 Mikrometer2 der Oberfläche der Probe 2 wird durch das optische Realbild-Mikroskop 20 beobachtet.

Bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung dieses Ausführungsbeispiels ist auch der Inhalt eines Steuerprogramms, das im PC-Datenprozessor 17 eingebaut ist, unterschiedlich, und der PC-Datenprozessor 17 realisiert logisch Funktionen einschließlich einer Intensitätsberechnungsfunktion, einer Rauhigkeitserfassungsfunktion und einer Bildanzeigefunktion.

Durch die Ausführung einer vorgeschriebenen Datenverarbeitung durch eine CPU gemäß einem Steuerprogramm, das im voraus im RAM oder im ROM gespeichert ist, wie es hierin oben beschrieben ist, berechnet die Intensitätsberechnungsfunktion die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Teilung der Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt sind, zu dem Ergebnis Rs × Rp eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten, die durch eine glatte Oberfläche reflektiert werden, durch eine vorgeschriebene Vorrichtungskonstante C ist.

Gleichermaßen berechnet die Rauhigkeitserfassungsfunktion durch die Ausführung einer vorgeschriebenen Datenverarbeitung durch eine CPU die Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe 2 als Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] aus der reflektierenden Intensität Rou, die durch die oben beschriebene Intensitätsberechnungsfunktion berechnet wird, der Wellenlänge λ des Laserstrahls und eines Korrekturkoeffizienten α.

Die Bildanzeigefunktion erzeugt eine dreidimensionale Kurve, die mit der Oberfläche der Probe 2 jeden einer Vielfalt von Rauhigkeitswerten korreliert, die für jeden einer Vielzahl von analysierten Bereichen berechnet werden, durch ein zweidimensionales Abtasten, und zeigt dieses Bild an, wie es in Fig. 15 gezeigt ist, mittels der Datenausgabevorrichtung 19, die durch eine Anzeige gebildet ist.

Bei der Intensitätsberechnungsfunktion wird die Vorrichtungskonstante C basierend auf den Ergebnissen einer tatsächlichen Messung einer Referenzprobe (nicht gezeigt) mit einer bekannten Oberflächenrauhigkeit im voraus eingestellt. Bei der Rauhigkeitserfassungsfunktion wird ein Korrekturkoeffizient α im voraus als 0,2-0,5 eingestellt.

Die Intensitätsberechnungsfunktion berechnet die reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = Rp = rp × rp* als Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und unter Verwendung einer komplex konjugierten Menge rs* und rp*.

Die Software zum Veranlassen, daß der PC-Datenprozessor 17 jede der oben beschriebenen Funktionen realisiert, wird in einem Informationsspeichermedium, wie beispielsweise einem RAM, als Steuerprogramm gespeichert, um eine CPU zu folgendem zu veranlassen: Berechnen der reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Teilung der Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop eines Multiplizierens reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt werden, zum Ergebnis Rs × Rp eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche, durch eine Vorrichtungskonstante C ist; Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe 2 als Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] aus der so berechneten reflektierenden Intensität Rou der Wellenlänge λ des Laserstrahls und des Korrekturkoeffizienten α; und Korrelieren mit der Oberfläche der Probe 2 jedes der Vielzahl von Rauhigkeitswerten, die für jeden der Vielzahl analysierter Bereiche berechnet sind, durch ein zweidimensionales Abtasten, Erzeugen des Bildes einer dreidimensionalen Kurve und Anzeigen des Bildes durch die Datenausgabevorrichtung 19.

Bei dem Verfahren zur Oberflächenprüfung, das die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel bei dem oben beschriebenen Aufbau verwendet, tastet ein Laserstrahl, der die Probe 2 bestrahlt, jeden analysierten Bereich zweidimensional ab, und die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt die Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponenten und der ppolarisierten Lichtkomponente des reflektierten Laserstrahls individuell.

Beim PC-Datenprozessor 17 wird jedoch die reflektierende Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙ berechnet, was die Teilung der Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente, die durch die Vorrichtung 6 zum Erfassen polarisierten Lichts erfaßt werden, zu dem Ergebnis Rs × Rp eines Multiplizierens der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche durch die Vorrichtungskonstante C ist.

Hier werden die reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponente auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = rp × rp* aus Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und unter Verwendung einer komplexen konjugierten Menge rs* und rp* berechnet.

Als nächstes wird eine Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe 2 als Rou = exp[- (4πσ/αλ)2] aus der reflektierenden Intensität Rou, die berechnet wird, wie es hierin oben beschrieben ist, der Wellenlänge λ des Laserstrahls und eines Korrekturkoeffizienten α berechnet. Diese Rauhigkeit σ wird für jeden der Vielzahl von analysierten Bereichen der Oberfläche der Probe 2 berechnet.

Ein Bild einer dreidimensionalen Kurve, in welchem die Vielzahl von Rauhigkeitswerten, die für jeden der Vielzahl analysierter Bereiche durch zweidimensionales Abtasten einzeln berechnet sind, mit der Oberfläche der Probe 2 korreliert ist, wird erzeugt, wie es in Fig. 15 gezeigt ist, und dieses Bild wird durch die Datenausgabevorrichtung 19 angezeigt, die durch eine Anzeige gebildet ist.

Die Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Rauhigkeit der mikroskopisch rauhen Oberfläche der Probe 2 sowohl schnell als auch auf einfache Weise durch Messen der reflektierenden Intensitäten der s- und der p-polarisierten Lichtkomponenten auf der Oberfläche der Probe 2 und durch Berechnen der Oberflächenrauhigkeit bestätigen, wie es hierin oben beschrieben ist. Die Erfindung kann daher zur Untersuchung der Quellen bzw. Ursachen einer Kontaminierung während einer Herstellung einer Schaltungsvorrichtung beitragen, und kann daher beim Erhöhen der Ausbeute von Schaltungsvorrichtungen helfen.

Insbesondere wird bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel die reflektierende Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl den s- als auch den p-polarisierten Lichtkomponenten berechnet, und die so berechnete reflektierende Intensität Rou wird dann durch eine Vorrichtungskonstante C korrigiert, und die Berechnung einer Oberflächenrauhigkeit σ wird durch einen geeignet eingestellten Korrekturkoeffizienten α korrigiert. Die Oberflächenrauhigkeit σ der Probe 2 kann daher mit guter Genauigkeit berechnet werden.

Weiterhin werden bei der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Rauhigkeitswerte, die für jeden einer Vielzahl analysierter Bereiche der Oberfläche der Probe 2 erfaßt werden, wie es hierin oben beschrieben ist, durch die Datenausgabevorrichtung 19 als Bild angezeigt, das der Oberfläche der Probe 2 entspricht. Ein Bediener kann daher auf einen Blick den Zustand der Rauhigkeit der Oberfläche der Probe 2 aus einer dreidimensionalen Darstellung bestätigen.

Das Bild der Fig. 15 ist eine dreidimensionale Kurve, die erzeugt wird, wenn die Oberfläche eines Gold-Verbindungs-Anschlußfleckens eines Hybrid-IC analysiert wird. Beim tatsächlichen Testen der Vorrichtung 1 zur Oberflächenprüfung gemäß der vorangehenden Beschreibung war etwa eine Minute zum Messen der Rauhigkeit in 100 analysierten Bereichen des Gold-Verbindungsanschlußfleckens erforderlich.

Obwohl ein Fall beschrieben wurde, bei dem die Genauigkeit beim Berechnen der Oberflächenrauhigkeit σ der Probe 2 durch Berechnen der reflektierenden Intensität Rou einer rauhen Oberfläche basierend auf sowohl der s- als auch der p-polarisierten Lichtkomponente beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel verbessert wurde, kann ein Aufbau der Vorrichtung vereinfacht sein, und die arithmetische Verarbeitungsbelastung durch Berechnen der reflektierenden Intensität Rou einer rauhen Oberfläche kann basierend auf nur einer der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten reduziert sein.

Während bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Verwendung spezifischer Ausdrücke beschrieben worden sind, dient diese Beschreibung nur zu darstellenden Zwecken, und es soll verstanden werden, daß Änderungen und Abänderungen durchgeführt werden können, ohne vom Sinn oder Schutzumfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe und Abtasten in zwei Dimensionen;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jede Stelle der Oberfläche der Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jede Stelle der Oberfläche der Probe;

    Erfassen einer Verteilung des beobachteten RR auf der Oberfläche der Probe;

    Vergleichen der gemessenen Breite der RR-Verteilung mit der natürlichen Breite einer sauberen bzw. reinen Probe; und

    Bestimmen, daß die Oberfläche der Probe kontaminiert ist, wenn als die Ergebnisse eines Vergleichs die RR-Verteilungsbreite von der natürlichen Breite abweicht.
  2. 2. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe und Abtasten in zwei Dimensionen;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jede Stelle der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jede Stelle der Oberfläche einer Probe;

    Erfassen einer Verteilung des beobachteten RR auf der Oberfläche einer Probe; und

    Erfassen der Schichtdicke einer Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe aus der halben Breite der gemessenen RR-Verteilung.
  3. 3. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe und zweidimensionales Abtasten;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jede Stelle der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jede Stelle der Oberfläche einer Probe;

    Erfassen einer Verteilung des beobachteten RR auf der Oberfläche einer Probe;

    Vergleichen des Mittenwerts der gemessenen RR-Verteilung mit einem theoretischen Wert, der mittels einer Fresnel-Reflexionsgleichung berechnet wird; und

    Bestimmen, daß die Oberfläche einer Probe kontaminiert ist, wenn als das Ergebnis dieses Vergleichs der Mittenwert einer RR-Verteilung vom theoretischen Wert abweicht.
  4. 4. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe und zweidimensionales Abtasten;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jede Stelle der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jede Stelle der Oberfläche einer Probe;

    Erfassen einer Verteilung des beobachteten RR auf der Oberfläche einer Probe;

    Vergleichen des Mittenwerts der gemessenen RR-Verteilung mit einem theoretischen Wert, der mittels einer Fresnel-Reflexionsgleichung berechnet wird; und

    Bestimmen, daß die Oberfläche einer Probe durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, wenn als das Ergebnis dieses Vergleichs der Mittenwert einer RR-Verteilung größer als der theoretische Wert ist, und Bestimmen, daß die Oberfläche durch eine gemischte Substanz kontaminiert ist, wenn der Mittenwert einer RR-Verteilung kleiner als der theoretische Wert ist.
  5. 5. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Probenhaltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    eine Relativ-Abtastungsstruktur zum Veranlassen, daß der Laserstrahl, der durch die Laser-Strahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe gestrahlt wird zweidimensional abtastet;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum einzelnen Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jede Stelle der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    eine Verhältnis-Beobachtungseinrichtung zum Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt werden, für jede Stelle der Oberfläche der Probe;

    eine Verteilungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen der Verteilung auf der Oberfläche der Probe von RR, das durch die Verhältnis- Beobachtungseinrichtung beobachtet wird;

    eine Einrichtung zum Vergleichen mit einem numerischen Wert zum Vergleichen der Verteilungsbreite von RR, die durch die Verteilungs- Erfassungseinrichtung erfaßt wird, mit einer natürlichen Breite einer reinen Probe; und

    eine Kontaminierungs-Beurteilungseinrichtung zum Bestimmen, daß die Oberfläche der Probe kontaminiert ist, wenn als die Ergebnisse des Vergleichs der Einrichtung zum Vergleichen mit einem numerischen Wert die RR- Verteilungsbreite von der natürlichen Breite abweicht.
  6. 6. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 5, wobei die Einrichtung zum Vergleichen numerischer Werte eine Einrichtung zum Vergleichen einer halben Breite als die RR-Verteilungsbreite mit der entsprechenden natürlichen Breite aufweist.
  7. 7. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 5, die weiterhin eine Schichtdicken-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Schichtdicke einer Kontaminierung auf der Oberfläche einer Probe aus der halben Breite einer durch die Verteilungs-Erfassungseinrichtung erfaßten RR-Verteilung aufweist.
  8. 8. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Probenhaltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    eine Relativ-Abtastungsstruktur zum Veranlassen, daß der Laserstrahl, der durch die Laser-Strahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe gestrahlt wird zweidimensional abtastet;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum einzelnen Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jede Stelle der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    eine Verhältnis-Beobachtungseinrichtung zum Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt werden, für jede Stelle der Oberfläche der Probe;

    eine Verteilungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Verteilung auf der Oberfläche der Probe von RR, das durch die Verhältnis- Beobachtungseinrichtung beobachtet wird;

    eine Einrichtung zum Vergleichen numerischer Werte zum Vergleichen des Mittenwerts der RR-Verteilung, die durch die Verteilungs-Erfassungseinrichtung erfaßt wird, mit einem theoretischen Wert, der durch eine Fresnel-Reflexionsgleichung berechnet wird; und

    eine Kontaminierungs-Beurteilungseinrichtung zum Bestimmen, daß die Oberfläche einer Probe kontaminiert ist, wenn als die Ergebnisse eines Vergleichs der Einrichtung zum Vergleichen numerischer Werte der Mittenwert der RR-Verteilung vom theoretischen Wert abweicht.
  9. 9. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 8, wobei die Kontaminierungs-Beurteilungseinrichtung folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Bestimmen, daß die Oberfläche einer Probe durch eine einzige Substanz kontaminiert ist, wenn der Mittenwert der RR-Verteilung größer als der theoretische Wert ist, und daß die Oberfläche durch eine gemischte Substanz kontaminiert ist, wenn der Mittenwert kleiner als der theoretische Wert ist.
  10. 10. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    Veranlassen einer relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahl und der Oberfläche der Probe, um einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt abzutasten, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche ausgebildet ist;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die somit zweidimensional abgetastet wird;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe;

    Erfassen für jeden analysierten Abschnitt der Frequenz eines Auftretens jedes Werts des beobachteten RR; und

    Erfassen aus den Erfassungsergebnissen einer Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für jeden analysierten Abschnitt der Probenoberfläche.
  11. 11. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    Veranlassen einer relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahl und der Oberfläche der Probe, um einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt abzutasten, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche gebildet ist;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die somit zweidimensional abgetastet wird;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der erfaßten s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe; und

    Erfassen für jeden analysierten Abschnitt einer Korrelation zwischen jedem der beobachteten Werte von RR und analysierten Bereichen.
  12. 12. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    Veranlassen einer relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahl und der Oberfläche der Probe, um einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt abzutasten, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche ausgebildet ist;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    Bestimmen der Existenz eines Fremdstoffs in einem analysierten Abschnitt der Probenoberfläche, wenn die erfaßte reflektierende Intensität der spolarisierten Lichtkomponente niedriger als eine Referenzintensität ist;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente ist, für jeden analysierten Bereich der Probenoberfläche in analysierten Abschnitten, in welchen die Existenz eines Fremdstoffes nicht bestimmt wird;

    Erfassen für jeden analysierten Abschnitt der Frequenz eines Auftretens jedes beobachteten Werts von RR; und

    Erfassen aus den Ergebnissen einer Erfassung einer Korrelation zwischen jedem Wert von RR und der Frequenz eines Auftretens für jeden analysierten Abschnitt der Probenoberfläche.
  13. 13. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    Veranlassen einer relativen Bewegung zwischen dem Laserstrahl und der Oberfläche der Probe, um einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt abzutasten, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche gebildet ist;

    einzelnes Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    Bestimmen der Existenz eines Fremdstoffs in einem analysierten Abschnitt der Probenoberfläche, wenn die erfaßte reflektierende Intensität der spolarisierten Lichtkomponente niedriger als eine Referenzintensität ist;

    Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente ist, für jeden analysierten Bereich der Probenoberfläche in analysierten Abschnitten, in welchen die Existenz eines Fremdstoffes nicht bestimmt wird;

    Erfassen, für jeden analysierten Abschnitt, einer Korrelation zwischen jedem beobachteten Wert RR und den analysierten Bereichen.
  14. 14. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Probenhaltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    eine Relativ-Abtastungsstruktur zum Veranlassen, daß der Laserstrahl, der durch die Laser-Strahlvorrichtung auf einen vorgeschriebenen analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe gestrahlt wird, zweidimensional abtastet;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum einzelnen Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jeden analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    eine Verhältnis-Beobachtungseinrichtung zum Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt werden, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe;

    eine Frequenz-Erfassungseinrichtung zum Erfassen, für jeden vorgeschriebenen analysierten Abschnitt, der aus einer Vielzahl analysierter Bereiche gebildet ist, der Frequenz eines Auftretens jedes Werts von RR, das durch die Verhältnis-Beobachtungseinrichtung beobachtet wird; und

    eine Relations-Erfassungseinrichtung zum Erfassen, aus den Ergebnissen einer Erfassung der Frequenz-Erfassungseinrichtung, einer Korrelation zwischen jedem Wert von RR und einer Frequenz eines Auftretens für jeden analysierten Abschnitt der Probenoberfläche.
  15. 15. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Probenhaltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    eine Relativ-Abtastungsstruktur zum Veranlassen, daß der Laserstrahl, der durch die Laser-Strahlvorrichtung auf einen vorgeschriebenen analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe gestrahlt wird, zweidimensional abtastet;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum einzelnen Erfassen der Intensitäten jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch jeden analysierten Bereich der Oberfläche einer Probe reflektiert wird, die zweidimensional abgetastet wird;

    eine Verhältnis-Beobachtungseinrichtung zum Beobachten von RR (Reflexionsvermögensverhältnis), was das Verhältnis reflektierender Intensitäten der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente ist, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt werden, für jeden analysierten Bereich der Oberfläche der Probe; und

    eine Relations-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Korrelation zwischen jedem Wert von RR, das durch die Verhältnis-Beobachtungseinrichtung beobachtet wird, und der Vielzahl analysierter Bereiche, die einen vorgeschriebenen analysierten Abschnitt bilden.
  16. 16. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 14,

    wobei die Relations-Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer zweidimensionalen Kurve enthält, in welcher entweder jeder Wert von RR oder die Frequenz eines Auftretens die horizontale Achse ist, und das jeweils andere die vertikale Achse ist; und

    die weiterhin eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Erfassungsergebnisse der Relations-Erfassungseinrichtung als Bild aufweist.
  17. 17. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 15,

    wobei die Relations-Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer dreidimensionalen Kurve enthält, in welcher ein analysierter Abschnitt die Bodenfläche ist, und die RR-Werte für jeden analysierten Bereich die vertikale Achse sind; und

    die weiterhin eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Erfassungsergebnisse der Relations-Erfassungseinrichtung als Bild aufweist.
  18. 18. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 16,

    wobei die Relations-Erfassungseinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer zweidimensionalen Kurve enthält, wobei ein analysierter Abschnitt als eine Ebene dargestellt ist und der Wert von RR für jeden analysierten Bereich als eine vorgeschriebene Farbe dargestellt ist; und

    die weiterhin eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Erfassungsergebnisse der Relations-Erfassungseinrichtung als Bild aufweist.
  19. 19. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 14, die weiterhin eine Kontaminierungs-Beurteilungseinrichtung zum Bestimmen des Vorhandenseins oder des Nichtvorhandenseins einer Kontaminierung der Oberfläche einer Probe aus den Ergebnissen einer Erfassung der Relations-Erfassungseinrichtung aufweist.
  20. 20. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 19, wobei die Kontaminierungs-Beurteilungseinrichtung eine Einrichtung zum Bestimmen aus den Ergebnissen einer Erfassung der Relations-Erfassungseinrichtung enthält, ob eine Kontaminierung einer Probe aufgrund einer anorganischen Substanz, einer organischen Substanz oder einer Mischung aus organischen und anorganischen Substanzen ist.
  21. 21. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 14, die weiterhin folgendes aufweist:

    eine Intensitäts-Vergleichseinrichtung zum Vergleichen einer reflektierenden Intensität einer s-polarisierten Lichtkomponente, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt wird, mit einer vorgeschriebenen Referenzintensität; und

    eine Fremdstoff-Beurteilungseinrichtung zum Bestimmen, daß ein Fremdstoff in einem analysierten Abschnitt der Oberfläche einer Probe existiert, wenn, als die Vergleichsergebnisse der Intensitäts-Vergleichseinrichtung, die reflektierende Intensität niedriger als die Referenzintensität ist.
  22. 22. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 15, die weiterhin folgendes aufweist:

    eine Intensitäts-Vergleichseinrichtung zum Vergleichen einer reflektierenden Intensität einer s-polarisierten Lichtkomponente, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt wird, mit einer vorgeschriebenen Referenzintensität; und

    eine Fremdstoff-Beurteilungseinrichtung zum Bestimmen, daß ein Fremdstoff in einem analysierten Abschnitt der Oberfläche einer Probe existiert, wenn, als die Vergleichsergebnisse der Intensitäts-Vergleichseinrichtung, die reflektierende Intensität niedriger als die Referenzintensität ist.
  23. 23. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 21, die weiterhin eine Operationssteuereinrichtung zum Abgleichen auf Null von Erfassungsergebnissen eines analysierten Abschnitts aufweist, bei welchem durch die Fremdstoff- Beurteilungseinrichtung bestimmt wird, daß ein Fremdstoff existiert.
  24. 24. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 22, die weiterhin eine Operationssteuereinrichtung zum Abgleichen auf Null von Erfassungsergebnissen eines analysierten Abschnitts aufweist, bei welchem durch die Fremdstoff- Beurteilungseinrichtung bestimmt wird, daß ein Fremdstoff existiert.
  25. 25. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    Erfassen einer Intensität wenigstens einer von einer s-polarisierten Lichtkomponente und einer p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird;

    Berechnen einer reflektierenden Intensität auf einer rauhen Oberfläche durch Teilen der erfaßten reflektierenden Intensität durch die reflektierende Intensität einer entsprechenden polarisierten Lichtkomponente auf einer glatten Oberfläche;

    Berechnen einer Rauhigkeit der Oberfläche der Probe aus der berechneten reflektierenden Intensität.
  26. 26. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    einzelnes Erfassen jeder der Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird;

    Berechnen einer reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop, das durch Multiplizieren der erfaßten reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten erhalten wird, zu dem Ergebnis Rs × Rp, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird, ist; und

    Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe als Rou = exp[- (4πσ/λ)2] aus der berechneten reflektierenden Intensität Rou und der Wellenlänge λ des Laserstrahls.
  27. 27. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    einzelnes Erfassen jeder der Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird;

    Berechnen einer reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop, das durch Multiplizieren der erfaßten reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten erhalten wird, zu dem Ergebnis Rs × Rp, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird, ist; und

    Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe als Rou = exp[- (4πσ/αλ)2] aus der berechneten reflektierenden Intensität Rou, der Wellenlänge λ des Laserstrahls und einem Korrekturkoeffizienten α.
  28. 28. Verfahren zur Oberflächenprüfung, das folgende Schritte aufweist:

    Strahlen eines fokussierten Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe;

    einzelnes Erfassen jeder der Intensitäten Ros und Rop der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche der Probe reflektiert wird;

    Berechnen einer reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Teilung der Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop, das durch Multiplizieren der erfaßten reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten erhalten wird, zum Ergebnis Rs × Rp das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird, durch eine vorgeschriebene Vorrichtungskonstante C ist; und

    Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe als Rou = exp[- (4πσ/λ)2] aus der berechneten reflektierenden Intensität Rou, der Wellenlänge λ des Laserstrahls und eines Korrekturkoeffizienten α.
  29. 29. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Proben-Haltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum Erfassen der Intensität von wenigstens einer der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird;

    eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer reflektierenden Intensität auf einer rauhen Oberfläche durch Teilen der reflektierenden Intensität, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt wird, durch die reflektierende Intensität einer entsprechenden polarisierten Lichtkomponente auf einer glatten Oberfläche; und

    eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung zum Berechnen einer Rauhigkeit der Oberfläche einer Probe aus der reflektierenden Intensität, die durch die Intensitäts-Berechnungseinrichtung berechnet wird.
  30. 30. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Proben-Haltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum einzelnen Erfassen der Intensitäten Ros und Rop jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird;

    eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erhalten werden, zum Ergebnis Rs × Rp, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird, ist; und

    eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung zum Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe als Rou = exp[-(4πσ/λ)2] aus der reflektierenden Intensität Rou, die durch die Intensitäts-Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Wellenlänge λ des Laserstrahls.
  31. 31. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Proben-Haltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum einzelnen Erfassen der Intensitäten Ros und Rop jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der ppolarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird;

    eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten erhalten wird, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt werden, zum Ergebnis Rs × Rp, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird, ist; und

    eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung zum Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe als Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] aus der reflektierenden Intensität Rou, die durch die Intensitäts-Berechnungseinrichtung berechnet wird, einer Wellenlänge λ des Laserstrahls und einem Korrekturkoeffizienten α.
  32. 32. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung, die folgendes aufweist:

    eine Proben-Haltestruktur zum Halten einer Probe;

    eine Laser-Strahlvorrichtung zum Kondensieren und Strahlen eines Laserstrahls auf die Oberfläche einer Probe, die durch die Proben-Haltestruktur gehalten wird;

    einen Detektor für polarisiertes Licht zum Erfassen der Intensitäten Ros und Rop jeder der s-polarisierten Lichtkomponente und der p-polarisierten Lichtkomponente eines Laserstrahls, der durch die Oberfläche einer Probe reflektiert wird;

    eine Intensitäts-Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer reflektierenden Intensität Rou auf einer rauhen Oberfläche als Rou = ≙, was die Teilung der Quadratwurzel des Verhältnisses des Ergebnisses Ros × Rop, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Ros und Rop der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten erhalten wird, die durch den Detektor für polarisiertes Licht erfaßt werden, zum Ergebnis Rs × Rp, das durch Multiplizieren der reflektierenden Intensitäten Rs und Rp der s- und p-polarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche erhalten wird, durch eine vorgeschriebene Vorrichtungskonstante C ist; und

    eine Rauhigkeits-Erfassungseinrichtung zum Berechnen einer Rauhigkeit σ der Oberfläche der Probe als Rou = exp[-(4πσ/αλ)2] aus der reflektierenden Intensität Rou, die durch die Intensitäts-Berechnungseinrichtung berechnet wird, der Wellenlänge λ des Laserstrahls und einem Korrekturkoeffizienten α.
  33. 33. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 29, wobei die Intensitäts- Berechnungseinrichtung reflektierende Intensitäten Rs und Rp der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = rp × rp* aus Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und mittels einer komplexen konjugierten Menge rs* und rp* berechnet.
  34. 34. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 30, wobei die Intensitäts- Berechnungseinrichtung reflektierende Intensitäten Rs und Rp der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = rp × rp* aus Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und mittels einer komplexen konjugierten Menge rs* und rp* berechnet.
  35. 35. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 31, wobei die Intensitäts- Berechnungseinrichtung reflektierende Intensitäten Rs und Rp der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = rp × rp* aus Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und mittels einer komplexen konjugierten Menge rs* und rp* berechnet.
  36. 36. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 32, wobei die Intensitäts- Berechnungseinrichtung reflektierende Intensitäten Rs und Rp der s- und ppolarisierten Lichtkomponenten auf einer glatten Oberfläche als Rs = rs × rs* und Rp = rp × rp* aus Fresnel-Amplitudenreflexionsvermögen rs und rp und mittels einer komplexen konjugierten Menge rs* und rp* berechnet.
  37. 37. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 29, die folgendes aufweist:

    eine Relativabtastungsstruktur zum Veranlassen, daß ein durch die Laser- Strahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe gestrahlter Laserstrahl durch vorgeschriebene analysierte Bereiche zweidimensional abtastet; und

    eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Vielzahl von Genauigkeitswerten, die für jeden einer Vielzahl analysierter Bereiche einzeln berechnet werden, als ein Bild entsprechend der Oberfläche der Probe.
  38. 38. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 30, die folgendes aufweist:

    eine Relativabtastungsstruktur zum Veranlassen, daß ein durch die Laser- Strahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe gestrahlter Laserstrahl durch vorgeschriebene analysierte Bereiche zweidimensional abtastet; und

    eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Vielzahl von Genauigkeitswerten, die für jeden einer Vielzahl analysierter Bereiche einzeln berechnet werden, als ein Bild entsprechend der Oberfläche der Probe.
  39. 39. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 31, die folgendes aufweist:

    eine Relativabtastungsstruktur zum Veranlassen, daß ein durch die Laser- Strahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe gestrahlter Laserstrahl durch vorgeschriebene analysierte Bereiche zweidimensional abtastet; und

    eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Vielzahl von Genauigkeitswerten, die für jeden einer Vielzahl analysierter Bereiche einzeln berechnet werden, als ein Bild entsprechend der Oberfläche der Probe.
  40. 40. Vorrichtung zur Oberflächenprüfung nach Anspruch 32, die folgendes aufweist:

    eine Relativabtastungsstruktur zum Veranlassen, daß ein durch die Laser- Strahlvorrichtung auf die Oberfläche einer Probe gestrahlter Laserstrahl durch vorgeschriebene analysierte Bereiche zweidimensional abtastet; und

    eine Bildanzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer Vielzahl von Genauigkeitswerten, die für jeden einer Vielzahl analysierter Bereiche einzeln berechnet werden, als ein Bild entsprechend der Oberfläche der Probe.






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