JPH0287047A - Inspecting apparatus for surface - Google Patents

Inspecting apparatus for surface

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JPH0287047A
JPH0287047A JP23837988A JP23837988A JPH0287047A JP H0287047 A JPH0287047 A JP H0287047A JP 23837988 A JP23837988 A JP 23837988A JP 23837988 A JP23837988 A JP 23837988A JP H0287047 A JPH0287047 A JP H0287047A
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JP
Japan
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wafer
light
mirror
inspected
scanning
Prior art date
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JP23837988A
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Japanese (ja)
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Hiroya Katsume
啓谷 勝目
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Topcon Corp
Original Assignee
Topcon Corp
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Publication date
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    • G01MEASURING; TESTING
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901Optical details; Scanning details

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Abstract

PURPOSE:To enable execution of scanning free from a variation in the direction of a reflected light flux by a construction wherein a rotary mirror element having an inclined axis of rotation is rotated by a motor element provided with a dynamic pressure type gas bearing, and a light flux from a light source element is scanned on a wafer through an Ftheta lens. CONSTITUTION:A laser light generated by a laser light generating device 21 is expanded by a beam expander 22 and sent to a polygon mirror 24 through first and second mirrors 231 and 232. The mirror 24 rotates at a prescribed speed, and in combination with an Ftheta lens 25, it can scan a condensed laser light at a prescribed speed on a wafer 10 to be measured. The axis of rotation of this mirror 24 is positioned in a state of being inclined to the wafer 10. Besides, a motor 27 for high-speed rotation is fitted to the axis of rotation of the mirror 24. A detecting optical system 3 leads an incident scattered light to a light-sensing element 4 through an optical fiber 31.

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、物体表面の微少な塵等を、光散乱によって検
出する表面検査装置に係わり、特に、半導体製造におけ
るウェーハ表面の塵、欠陥等を、定量的に検出するため
の検査装置に好適であり、検出精度の高い表面検査装置
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Industrial Application Field" The present invention relates to a surface inspection device that detects minute dust, etc. on the surface of an object by light scattering, and is particularly concerned with detecting dust, defects, etc. on the surface of a wafer in semiconductor manufacturing. The present invention relates to a surface inspection device that is suitable for quantitatively detecting and has high detection accuracy.

「従来の技術」 近年、半導体デバイスの高集積化に伴い1回路パターン
幅はますます微細化され、サブミクロン時代を迎えてい
る。この様な半導体製造プロセスでは、プロセス中に発
生する塵が製品の分留りを低下させる要因となっていた
。そこで、ウェーハ表面上に付着した塵を検出して、プ
ロセスラインの塵管理を行っていた。この鏡面ウェーハ
上に付着している塵等を検出する方法には、ウェーハ上
の塵に光を照射し、その散乱光を検出することにより、
塵の大きさ、数、位置等を定量的に検出する方法が採用
されている。ところが近年、半導体デバイスの高集積化
に伴い、回路パターン幅がますます微細化される傾向に
あり、ビームスポットを絞った強いビームを走査する必
要があった。この光ビームの走査方式には、第6図に示
す様に3種類の走査方法がある7第6図(a)に示す走
査方式は回転走査方式であり、ビームスボ・・Iトを固
定し、ウェーハ側のみを回転と同時に直線運動させ、渦
巻、1kに走査する方式である5この方式は、走査速度
に限界があり、更に、中心部と周辺部の走査速度が大き
く異なってしまう問題点があった。
"Conventional Technology" In recent years, as semiconductor devices have become more highly integrated, the width of one circuit pattern has become smaller and smaller, and we are now entering the submicron era. In such semiconductor manufacturing processes, dust generated during the process has been a factor in reducing product fractionation. Therefore, dust on the process line has been controlled by detecting dust adhering to the wafer surface. The method for detecting dust etc. adhering to this mirrored wafer is to irradiate the dust on the wafer with light and detect the scattered light.
A method is used to quantitatively detect the size, number, location, etc. of dust. However, in recent years, as semiconductor devices have become more highly integrated, the width of circuit patterns has tended to become smaller and finer, making it necessary to scan with a strong beam with a narrowed beam spot. There are three types of scanning methods for this light beam, as shown in Fig. 6. The scanning method shown in Fig. 6 (a) is a rotational scanning method, in which the beam substrate is fixed, This method is a method in which only the wafer side is rotated and linearly moved to scan the wafer in a spiral direction of 1k.5This method has a limit to the scanning speed, and also has the problem that the scanning speed between the center and the periphery differs greatly. there were.

第6図(b)に示す走査方式は直線走査方式であり、ビ
ームスボ・ソト自体を走査させ、ウェーハ側を直線運動
させる方式である7この方式は、例えば振動ミラー或は
ポリゴンミラーと、ウェーハ移動機構により実現するこ
とができる9第6図(C)に示す走査方式はハイブリ・
ソド走査方式であり、ビームスボ・7 ト自体を走査さ
せ、ウェーハ側を回転及び直線運動させる方式である9
第6図(b)(c)に示す直線走査方式とハイブリ・・
Iド走査方式は、ビームの走査手段を必要とする。ビー
ムスボ・ソトをウェーハ上を短時間にくまなく走査させ
るなめには、高速走査手段が必要であった。この高速走
査手段には、スキャナーやポリゴンミラーが採用されて
いた、特にポリゴンミラーは、スキャナーと比較して走
査周期を2〜3桁分短縮することができるので、表面検
出装置に採用されることが多かった。そして表面検査装
置においては、第5図に示す様に、ウェーハ100を水
平に載置し1、光ビームを45度の入射角でウェーハ1
00に照射することが望ましいとされていた。しかした
がらポリゴンミラー200の回転軸は、通常鉛直方向に
軸止されているので、ポリゴンミラー200から出力さ
れた光ビームは水平方向になっている。そこで、はぼ4
5度の入射角でウェーハ100に照射される様にミラー
300を配置させていた、 「発明が解決しようとする課題」 しかしたがら、上記従来型の表面検査装置に採用されて
いたミラー300は、ビームの歪に与える影響が大きく
、極めて高度なミラー面精度及び組立8度が要求されて
いた9そして、ミラー300は反射面の増加となり、光
量の損失の原因となる問題点があった。更に、このミラ
ー300の存在は、省スペース化にも弊害となり、特殊
な加工を必要とするのでゴス1〜ア・ツブの原因となる
という問題点があった。そこで、このミラー300を省
略し、ポリゴンミラー200のミラー面を、光ビームの
最終的な入射角に合わせるために、ポリゴンミラー20
0の回転軸を傾かせることが考えられた、しかしたがら
、ポリゴンミラー200は高速かつ高精度に回転させる
必要があり1回転軸を傾かせた状態で、この粂件を満足
させるモータの軸受には、静圧型気体軸受以外見あたら
なかった、ここで気体軸受とは、気体の粘性を利用し、
隙間内の気体の圧力を高くして物体を浮上させる方式で
ある。この気体軸受には、第7図に示す様に圧力発生の
原理により動圧型と静圧型に分類することができる9第
7図(a)に示す動圧型気体軸受け、2つの面が相対的
に移動し、隙間が移動方向にだんだん狭くなる形状であ
る、くさび状隙間400が採用されており、面の相対的
な移動により、気体がその粘性でひきずられ、くさび状
隙間400に押し込められて圧力を生じる様に構成され
ている。従って、動圧ラジアル気体軸受の場合には、荷
重がかかると回転軸が偏心し、軸受隙間に、くさび状隙
間400が形成される。回転軸の回転により、気体がく
さび状隙間400に押し込められ、圧力が生じ、荷重を
支えることができる。次に、第7図(b)に示す静圧型
気体軸受け、外部から加圧した気体を、絞り500を通
して隙間内に導入し、その静圧により浮上させるもので
ある。この絞り500は、隙間が変化した時に隙間内の
圧力を加減し、軸受に剛性を与えるものである。上述し
た様に、回転軸が傾いたポリゴンミラー200用のモー
タには、動圧型気体軸受を採用することができなかっな
。なぜならば、回転軸が停止している時には、くさび状
隙間400には圧力が生ぜず1回転初期において、偏心
した回転軸が軸受面に接触して損傷してしまうからであ
る。
The scanning method shown in FIG. 6(b) is a linear scanning method in which the beam substrate itself is scanned and the wafer side is moved linearly.7 This method uses, for example, a vibrating mirror or a polygon mirror, and a The scanning method shown in Figure 6(C) is a hybrid
It is a horizontal scanning method, in which the beam substrate itself is scanned, and the wafer side is rotated and linearly moved9.
Linear scanning method and hybrid shown in Figures 6(b) and (c)...
The I-do scanning method requires a beam scanning means. A high-speed scanning means was required to scan the entire surface of the wafer in a short period of time. Scanners and polygon mirrors were used as this high-speed scanning means. In particular, polygon mirrors can shorten the scanning period by two to three orders of magnitude compared to scanners, so they are often used in surface detection devices. There were many. In the surface inspection apparatus, as shown in FIG.
It was considered desirable to irradiate at 0.00. However, since the rotation axis of the polygon mirror 200 is normally fixed in the vertical direction, the light beam output from the polygon mirror 200 is in the horizontal direction. Therefore, Habo 4
The mirror 300 was arranged so that the wafer 100 was irradiated with an incident angle of 5 degrees. The mirror 300 has a large influence on beam distortion, and requires extremely high mirror surface precision and assembly of 8 degrees.9 Furthermore, the mirror 300 has an increased number of reflective surfaces, which causes a loss of light quantity. Furthermore, the presence of this mirror 300 has a negative effect on space saving, and requires special processing, which causes problems. Therefore, in order to omit this mirror 300 and adjust the mirror surface of the polygon mirror 200 to the final incident angle of the light beam, the polygon mirror 200 is
However, the polygon mirror 200 needs to be rotated at high speed and with high precision. I couldn't find anything other than static pressure type gas bearings. Gas bearings here use the viscosity of gas,
This method increases the pressure of the gas in the gap to levitate the object. This gas bearing can be classified into a dynamic pressure type and a static pressure type based on the principle of pressure generation, as shown in Figure 7.9 In the dynamic pressure type gas bearing shown in Figure 7 (a), the two surfaces are relatively A wedge-shaped gap 400 is adopted in which the gap gradually narrows in the direction of movement, and due to the relative movement of the surfaces, the gas is dragged by its viscosity and forced into the wedge-shaped gap 400, causing pressure to rise. It is configured to produce the following. Therefore, in the case of a hydrodynamic radial gas bearing, when a load is applied, the rotating shaft becomes eccentric, and a wedge-shaped gap 400 is formed in the bearing gap. The rotation of the rotating shaft forces gas into the wedge-shaped gap 400, creating pressure and supporting the load. Next, in the static pressure type gas bearing shown in FIG. 7(b), externally pressurized gas is introduced into the gap through the throttle 500, and the static pressure causes the bearing to float. This throttle 500 adjusts the pressure within the gap when the gap changes and provides rigidity to the bearing. As mentioned above, a dynamic pressure type gas bearing cannot be used in the motor for the polygon mirror 200 whose rotation axis is tilted. This is because when the rotating shaft is stopped, no pressure is generated in the wedge-shaped gap 400, and at the beginning of one rotation, the eccentric rotating shaft comes into contact with the bearing surface and is damaged.

これに対して、静圧型気体軸受け、外部から加圧気体を
隙間内に圧送しているので、動圧型気体軸受の様な問題
点がないが、外部に圧力発生装置を必要とし、設備が複
雑となってコストがかがる上、圧力発生装置のポンプ等
から塵や振動等が発生し、表面検査装置の測定精度に影
響を与えるという問題点があった。
On the other hand, static pressure type gas bearings force pressurized gas into the gap from the outside, so they do not have the same problems as dynamic pressure type gas bearings, but they require an external pressure generator and the equipment is complicated. This increases the cost, and there are problems in that dust and vibrations are generated from the pump of the pressure generator, etc., and this affects the measurement accuracy of the surface inspection device.

「課題を解決するための手段」 本発明は上記課題に鑑み案出されたもので、略水平に配
置され、被検査ウェーハを載置させるための被検査ウェ
ーハ受け部と、該被検査ウェーハに対して細い光束を射
出するための光源部と、この光源部から射出した光束を
、Fθレンズを介して前記被検査ウェーハ上に走査させ
るための回転ミラー部と、この回転ミラー部を傾いた回
転軸で回転させ、前記光源部から射出した光束を、Fθ
レンズを介して前記被検査ウェーハ上に走査させるため
のセラミ・ツクから構成された動圧型気体軸受を備えた
モータ部と、前記回転ミラー部による走査光束により生
じた前記被検査ウェーハの散乱光を検出するための受光
部とから構成されている。
"Means for Solving the Problems" The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and includes a wafer receiving portion to be inspected which is arranged substantially horizontally and on which a wafer to be inspected is placed; a light source section for emitting a narrow beam of light, a rotating mirror section for scanning the light beam emitted from the light source section onto the wafer to be inspected via an Fθ lens, and a rotating mirror section for rotating the rotating mirror section at an angle. Fθ
A motor unit equipped with a hydrodynamic gas bearing made of ceramic material for scanning the wafer to be inspected through a lens, and a light beam scattered by the wafer to be inspected generated by the scanning light beam by the rotating mirror unit. It consists of a light receiving section for detection.

1作用」 以上の様に構成された本発明は、回転ミラー部が光源部
から射出された光束を、Fθレンズを介して、被検査ウ
ェーj)受け部に載置されたウェーハに対して走査させ
る9そして、セラミ・ツクから構成された動圧型気体軸
受を備えたモータ部が、回転軸の傾いた回転ミラー部を
回転させ、光源部から射出された光束を、Fθレンズを
介してウェーハ上に走査さぜることができる9更に、受
光部が、回転ミラー部による走査光束によって生じた散
乱光を受光することができる、 「実施例」 本発明の実施例を図面に基すいて説明する。第1図は、
本実施例の構成を示すもので、表面検査装置本体1は、
レーザ光発生手段21と光ファイバ31と第1の受光素
子4とからなっている、この表面検査装置本体1には、
被検査物であるウェーハ10が、被検査ウェーハ受け部
上に載置されている。レーザ光発生手段21は光源に相
当するものであり1本実施例ではアルゴンイオンレーザ
が採用されている9光フアイバ31は検出光学系3を形
成するもので、ウェーハ10上の塵による散乱光を受光
素子4に導くためのものである。この光ファイバ31の
端面を被測定ウェーハ10の経方向に並べているので、
受光皇子に散乱光を導くことができる。この受光素子4
は光電子増倍管()オトマル)を採用することができる
が、他の受光素子であってもよい、即ち、レーザ光を受
光できるものであれば足りる7この様に構成された本実
施例は、レーザ発生手段21により発生したレーザ光を
、ウェーハ10に照射すると、ウェーハ10上で正反射
光が生じる9この際、ウェーハ10上に塵が叶着してい
ると、散乱光が発生する。
1. In the present invention configured as described above, the rotating mirror section scans the light flux emitted from the light source section, via the Fθ lens, onto the wafer to be inspected j) placed on the receiving section. 9 Then, a motor unit equipped with a hydrodynamic gas bearing made of ceramic material rotates a rotating mirror unit with an inclined rotation axis, and directs the light beam emitted from the light source unit onto the wafer through an Fθ lens. Further, the light receiving section is capable of receiving scattered light generated by the scanning light beam by the rotating mirror section. . Figure 1 shows
This shows the configuration of this embodiment, and the surface inspection device main body 1 includes:
This surface inspection device main body 1 consists of a laser beam generating means 21, an optical fiber 31, and a first light receiving element 4.
A wafer 10, which is an object to be inspected, is placed on a wafer receiver to be inspected. The laser beam generating means 21 corresponds to a light source, and in this embodiment, an argon ion laser is adopted.9 The optical fiber 31 forms a detection optical system 3 and detects light scattered by dust on the wafer 10. This is for guiding the light to the light receiving element 4. Since the end faces of the optical fibers 31 are arranged in the longitudinal direction of the wafer 10 to be measured,
Can guide scattered light to Prince Uko. This light receiving element 4
Although a photomultiplier tube (optional) can be used, other light-receiving elements may also be used; in other words, any device capable of receiving laser light will suffice. When the wafer 10 is irradiated with the laser light generated by the laser generating means 21, specularly reflected light is generated on the wafer 109. At this time, if dust is deposited on the wafer 10, scattered light is generated.

この散乱光を光ファイバ31が、受光素子4に導く様に
なっている。
The optical fiber 31 guides this scattered light to the light receiving element 4.

次に1本実施例の光字系を詳細に説明する9本実施例の
光学系は、照射光学系2と検出光学系3とから構成され
ている7照射光学系2は、レーザ光発生手段(アルゴン
イオンレーザ)21と、ビームエキスパンダ22と、第
1のミラー231と第2のミラー232と、ポリゴンミ
ラー24と、Fθレンズ25とからなっている9レ一ザ
光発生手段21は、高輝度の照射を行うための光源であ
り、アルゴンイオンレーザのみならず、He −Neレ
ーザやレーザダイオード等を採用することができる。レ
ーザ光発生手段21で発生したレーザ光は、ビームエキ
スパンダ22で拡大され、第1、第2のミラー231.
232を介してポリゴンミラー24に送られる。ポリゴ
ンミラー24は。
Next, the optical system of this embodiment will be explained in detail. 9 The optical system of this embodiment is composed of an irradiation optical system 2 and a detection optical system 3. The nine-laser light generating means 21 includes an argon ion laser 21, a beam expander 22, a first mirror 231, a second mirror 232, a polygon mirror 24, and an Fθ lens 25. This is a light source for performing high-intensity irradiation, and not only an argon ion laser but also a He-Ne laser, a laser diode, or the like can be used. The laser beam generated by the laser beam generating means 21 is expanded by the beam expander 22, and then passed through the first and second mirrors 231 .
It is sent to the polygon mirror 24 via 232. The polygon mirror 24 is.

定の速度で回転しており、Fθレンズ25との組合せに
より、被測定ウェーハlO上で集光されたレーザ光を一
定速度で走査することができる。このポリゴンミラー2
4の回転軸は、被測定ウェーハ10に対して傾いた状態
に位置決めされている、そして、このポリゴンミラー2
4の回転軸には。
It rotates at a constant speed, and in combination with the Fθ lens 25, it is possible to scan the laser beam focused on the wafer 10 to be measured at a constant speed. This polygon mirror 2
The rotation axis of the polygon mirror 2 is positioned at an angle with respect to the wafer 10 to be measured.
On the rotation axis of 4.

このポリゴンミラー24を高速回転させるためのモータ
27が収り付けられている、この様に構成された本実施
例では、約10ミクロン(μm)程度のビームスポット
を走査させることができる。
In this embodiment configured in this manner, in which a motor 27 for rotating the polygon mirror 24 at high speed is installed, a beam spot of about 10 microns (μm) can be scanned.

検出光学系3は、光ファイバ31とからなっており、入
射された散乱光を受光素子4に導く様になっている。
The detection optical system 3 is composed of an optical fiber 31 and is configured to guide the incident scattered light to the light receiving element 4.

次に第4図に基いて、本実施例の演算処理システムを説
明する。判別手段8は、受光素子4からの出力信号によ
り、ウェーハ1o上の塵を判別するためのものである。
Next, the arithmetic processing system of this embodiment will be explained based on FIG. The determining means 8 is for determining dust on the wafer 1o based on the output signal from the light receiving element 4.

この判別手段8は、プリアンプ81と、加算器82と、
A、/Dコンバータ94と、コンパレータ83と、バッ
ファメモリ84と、データ処理回路85と、メインメモ
リ86と、CPU87とから構成されている。プリアン
プ81は、受光索子4(フォトマル)からの出力信号を
電気信号に変換するものであり、その信号は加算器82
で加算される9コンパレータ83は、受光素子からの信
号と、CPU87がらの信号のレベル比較を行うための
ものである。バッファメモリ84は、データを記憶する
ためのものである。
This discrimination means 8 includes a preamplifier 81, an adder 82,
It is composed of an A/D converter 94, a comparator 83, a buffer memory 84, a data processing circuit 85, a main memory 86, and a CPU 87. The preamplifier 81 converts the output signal from the photodetector 4 (photomultiple) into an electrical signal, and the signal is sent to the adder 82.
The 9 comparator 83 added is for comparing the level of the signal from the light receiving element and the signal from the CPU 87. Buffer memory 84 is for storing data.

そして、データ処理回路85は、受光素子4からの信号
により、ウェーハ上の塵を認識するためのものである9
データ処理に先立ち、AD変換を行う必要がある9本実
施例では、ウェーハloが載置された被検査つェーハ受
け部であるターンテーブルを回転させながらビーム走査
を行い、散乱光を検出し、その信号の大きさをコンパレ
ータ83により予め設定されたスレ・・/ショルドレベ
ルで比較を行い、A /’ D変換し、位置データと共
にCPU87に送出する。そしてCPU87は、表面検
査装置本体1の演算処理をつかさどるものである、メイ
ンメモリ86は、多数の測定データを格納する際に必要
な、メモリである。DAコンバータ88は、コンパレー
タ83にスレ・ソショルトレベルを設定するためのCP
U87の信号をアナログ信号に変換するものである。こ
の判別手段8には、プリンタ89.FDD (フロ・ソ
ピディスクドライブ)90、CRT91、キーボード9
2が接続されている。プリンタ89は、検査結果を印刷
するものであり、発塵を防止するためにユボ紙等を使用
することが望ましい。FDD99は、検査結果を記憶す
るための物であるが、クリーンルームの集中管理を行っ
ている場合には、データを直接ホストコンピュータに送
信することが望ましい。この際、データ通信プロトコル
には、R3−232C,5EC8を採用することができ
る、CRT91は、検査結果や測定粂件等のモニタを行
うためのもので、CR,Tのみならず、液晶デイスプレ
ィやフ”ラズマディスプレイを用いることができる9キ
ーボード92は、測定モード、ウェーハサイズ、エツジ
力・・Iト量等を入力するためのものである。
The data processing circuit 85 is for recognizing dust on the wafer based on the signal from the light receiving element 4.
Prior to data processing, it is necessary to perform AD conversion.9 In this embodiment, beam scanning is performed while rotating the turntable, which is the wafer receiver to be inspected on which wafer lo is placed, to detect scattered light. The magnitude of the signal is compared with a preset threshold level by a comparator 83, A/'D converted, and sent to the CPU 87 together with the position data. The CPU 87 is in charge of arithmetic processing of the surface inspection apparatus main body 1. The main memory 86 is a memory necessary for storing a large amount of measurement data. The DA converter 88 has a CP for setting the threshold level in the comparator 83.
This converts the U87 signal into an analog signal. This determining means 8 includes a printer 89. FDD (Flo-Sopi disk drive) 90, CRT 91, keyboard 9
2 are connected. The printer 89 prints the test results, and it is desirable to use paper such as paper to prevent dust generation. The FDD 99 is for storing test results, but if a clean room is being centrally managed, it is desirable to send the data directly to the host computer. At this time, R3-232C, 5EC8 can be adopted as the data communication protocol. A nine-keyboard 92, which can use a plasma display, is used to input measurement mode, wafer size, edge force, etc.

なお、照射光学系2の光源には、アルゴンイオンレーザ
21が採用されており、このアルゴンイオンレーザ21
には、レーザ電源211が接続されている。また、レー
ザビームスポットを走査させるなめに、ポリゴンミラー
24を回転させるためのモータ27を駆動させるモータ
ドライバ26が設けられている9更に、ウェーハ10を
載置させるためのターンテーブルを回転させるためのモ
ータ71が設けられており、モータドライバ73で駆動
させる様になっている9また、ウェーハ10を搬送させ
るためにモータ72を増設してもよい9これらのモータ
ドライバ26.73は、シーケンサ74を介してCPU
87によって制御される。
Note that an argon ion laser 21 is used as the light source of the irradiation optical system 2, and this argon ion laser 21
A laser power source 211 is connected to. Further, in order to scan the laser beam spot, a motor driver 26 is provided to drive a motor 27 for rotating the polygon mirror 24. A motor 71 is provided, and is driven by a motor driver 73.9 Additionally, a motor 72 may be added to transport the wafer 10.9 These motor drivers 26 and 73 drive the sequencer 74. via CPU
87.

ここで、ポリゴンミラー24を高速回転させるための駆
動手段を、第2図に基すいて説明する。
Here, a driving means for rotating the polygon mirror 24 at high speed will be explained based on FIG. 2.

ポリゴンミラー24には、動圧型気体軸受28が採用さ
れ、モータ27と連結されている。この動圧型気体軸受
28は、動圧ラジアル気体軸受281と動圧スラスト気
体軸受282とからなっている。第3図(a)に示す様
に、動圧ラジアル気体軸受281は、溝付き軸受(ヘリ
ングボーン)であり、軸が回転すると溝により気体が押
し込められ、圧力が生じる様になっている。第3図(b
)に示す様に、動圧スラスト気体軸受282も溝付き軸
受であり、外側吸い込みのスパイラル溝付き軸受けが採
用されている。動圧ラジアル気体軸受と同様に溝に気体
がひきずり込まれて圧力を発生させるものである。なお
、この動圧ラジアル気体軸受281と動圧スラスト気体
軸受282は、共にセラミックから構成されている9な
ぜならば、動圧型気体軸受28は回転初期において、圧
力が十分でないなめ、回転軸が偏心し、軸受面と固体接
触して軸受部を損傷してしまう問題があった。
A dynamic pressure type gas bearing 28 is employed in the polygon mirror 24 and is connected to a motor 27. This dynamic pressure type gas bearing 28 consists of a dynamic pressure radial gas bearing 281 and a dynamic pressure thrust gas bearing 282. As shown in FIG. 3(a), the dynamic pressure radial gas bearing 281 is a grooved bearing (herringbone), and when the shaft rotates, gas is forced into the groove and pressure is generated. Figure 3 (b
), the dynamic pressure thrust gas bearing 282 is also a grooved bearing, and an external suction spiral grooved bearing is adopted. Similar to dynamic pressure radial gas bearings, gas is dragged into the grooves to generate pressure. Note that both the hydrodynamic radial gas bearing 281 and the hydrodynamic thrust gas bearing 282 are made of ceramic.9 This is because the hydrodynamic gas bearing 28 does not have enough pressure at the beginning of rotation, so the rotating shaft is eccentric. However, there was a problem in that the bearing surface was damaged due to solid contact with the bearing surface.

このため動圧型気体軸受28を、極めて硬度の高いセラ
ミックにより構成することにより、回転初期の固体接触
時においても、傷等が発生することないという効果があ
る。なお、このセラミックは、例えばシリコンカーバイ
ド等が採用される。なお、動圧型気体軸受28は、溝付
き動圧気体軸受に限らず、平面型、多面型、可とう面型
等の何れの種類の動圧型気体軸受28を採用することが
できる。
Therefore, by constructing the hydrodynamic gas bearing 28 from extremely hard ceramic, there is an effect that no scratches or the like will occur even when it comes into contact with a solid object at the initial stage of rotation. Note that silicon carbide, for example, is used as the ceramic. Note that the hydrodynamic gas bearing 28 is not limited to a grooved hydrodynamic gas bearing, and any type of hydrodynamic gas bearing 28 such as a planar type, a multifaceted type, a flexible surface type, etc. can be adopted.

次に1本実施例の使用法について、説明する2まず、被
検査物であるウェーハ10をターンチーフル上の載置す
る。そして、CRT91を見ながら、測定粂件をキーボ
ード92から入力する。そして、ア!レコ′ンイオンレ
ーザ21を繕区動させる。
Next, 1. How to use this embodiment will be explained. 2. First, a wafer 10, which is an object to be inspected, is placed on a turntable. Then, while looking at the CRT 91, the measurement information is input from the keyboard 92. And a! The recon ion laser 21 is operated for repair.

そして、CPU87がモータドライバ26を駆動させ、
ポリゴンミラー24を回転させる。このボJゴンミラ−
24とFθレンズ25の組合ぜにより、ビームスポット
をウェーハ10上で走査させることができる。なお、ポ
リゴンミラー24の回転軸は、被測定ウェーハ10に対
して傾かせて軸止されており、ポリゴンミラー24から
発射された光束が、Fθレンズ25を介して45度の入
射角をもって、ウェーハ上10を走査する様に構成され
ている。ウェーハ10面で正反射した光は、外部に逃が
され、ウェーハ10上の塵によって発生した散乱光は、
光ファイバ31によって受光手段4に送られる。CPU
87がモータドライバ73を駆動させ、ウェーハ10が
載置されたターンテーブルを回転させる。光ファイバ3
1によって集光された散乱光は、受光素子(フォトマル
)4で電気信号に変換される。受光素子4には、塵の大
きさに対応した出力電圧信号が生じ、プリアンプ81、
加算器82、コンパレータ83、A 、−’ D変換器
94を介してバッファメモリ84に記憶される。そして
、データ処理回路が塵を認識し、その大きさに応じて識
別記号を付するようになっている。更に、塵の位置も特
定し、CPU87に送出する9この処理をリアルタイム
に行い、データをメインメモリ86に記憶させる。そし
て、メインメモリ86に記憶されたデータは、極座標デ
ータであるので、X−Y座標に変換し、CRT91又は
プリンタ89に出力する。なお、これらのデータ処理は
、ウェーハ10全体に行うが1周辺カット部分を除いた
領域の塵の数を、塵等の大きさに分類して計数すること
もできる。
Then, the CPU 87 drives the motor driver 26,
Rotate the polygon mirror 24. This bojgon mirror
24 and the Fθ lens 25, the beam spot can be scanned over the wafer 10. Note that the rotation axis of the polygon mirror 24 is tilted and fixed with respect to the wafer to be measured 10, and the light beam emitted from the polygon mirror 24 passes through the Fθ lens 25 and hits the wafer at an incident angle of 45 degrees. It is configured to scan the top 10. The light specularly reflected by the wafer 10 surface escapes to the outside, and the scattered light generated by the dust on the wafer 10 is
The light is sent to the light receiving means 4 by the optical fiber 31. CPU
87 drives the motor driver 73 to rotate the turntable on which the wafer 10 is placed. optical fiber 3
The scattered light collected by the light receiving element (photomultiple) 1 is converted into an electric signal by a light receiving element (photomultiple) 4. An output voltage signal corresponding to the size of the dust is generated in the light receiving element 4, and a preamplifier 81,
The signal is stored in a buffer memory 84 via an adder 82, a comparator 83, and an A, -'D converter 94. A data processing circuit then recognizes the dust and attaches an identification symbol depending on its size. Furthermore, the position of the dust is also specified and sent to the CPU 87. This process is performed in real time, and the data is stored in the main memory 86. Since the data stored in the main memory 86 is polar coordinate data, it is converted into X-Y coordinates and output to the CRT 91 or printer 89. Note that although these data processes are performed on the entire wafer 10, the number of dust particles in an area excluding one peripheral cut portion can also be classified and counted according to the size of the dust particles.

なお本実施例では、標準粒子による校正方法を採用して
いる。即ち、標準粒子を均一に付着させなウェーハを用
意し、キャリブレーションを行うものである2粒子の散
乱による出力信号は、細いパルス波形となり、粒子の大
きさに対応した高さとなる。これらの波高値を用いてキ
ャリブレーションを行うことができる。
Note that this embodiment employs a calibration method using standard particles. That is, a wafer to which standard particles are uniformly adhered is prepared, and the output signal due to the scattering of two particles, which is used for calibration, has a thin pulse waveform with a height corresponding to the size of the particles. Calibration can be performed using these peak values.

以上の様に構成された本実施例は、ポリゴンミラー24
の回転軸が、ウェーハ1oに対して傾いて軸止されてい
るので、ミラー等を介することなくFθレンズ25に光
束を供給することができ。
In this embodiment configured as described above, the polygon mirror 24
Since the rotation axis of the wafer 1o is tilted and fixed with respect to the wafer 1o, a light beam can be supplied to the Fθ lens 25 without going through a mirror or the like.

45度の入射角で、光束をウェーハ1o上で走査させる
ことができる効果がある9更に、ポリゴンミラー24の
軸受には、セラミ・ツクからなる動圧型気体軸受が採用
されているので、回転初期においても軸受部が損傷せず
、回転軸が傾いていても高速回転が実現できるという効
果がある。
At an incident angle of 45 degrees, the light beam can be scanned over the wafer 1o9.Furthermore, since the bearing of the polygon mirror 24 uses a hydrodynamic gas bearing made of ceramic, Even in this case, the bearing part is not damaged and high-speed rotation can be achieved even if the rotating shaft is tilted.

なお、本発明は、半導体ウェーハ1o上の塵、欠陥の検
査装置だけでなく、他の用途の検査装置に応用できるこ
とは言うまでもない9 「効果」 以上の様に構成された本発明は、被検査ウェーハ上は部
と、光源部と、前記光源部から射出した光束を、前記被
検査ウェーハ上に走査させるための回転ミラー部と、こ
の回転ミラー部を傾いた回転軸で回転させ、前記光源部
から射出し、た光束を、Fθレンズを介して前記被検査
ウェーハ上に走査させるためのセラミックから構成され
た動圧型気体軸受を備えたモータ部と、被検査ウェーハ
上の散乱光を検出するための受光部とから構成されてい
るので、ポリゴンミラーから反射された光束が、ミラー
等で方向変化させることなく、所望の入射角度で被検査
ウェーハ上を走査することができるという効果がある。
It goes without saying that the present invention can be applied not only to an inspection device for dust and defects on a semiconductor wafer 1o, but also to inspection devices for other purposes. a part on the wafer, a light source part, a rotating mirror part for scanning the light beam emitted from the light source part onto the wafer to be inspected; a motor section equipped with a dynamic pressure type gas bearing made of ceramic for scanning the light beam emitted from the wafer onto the wafer to be inspected via an Fθ lens; and for detecting scattered light on the wafer to be inspected. This has the effect that the light beam reflected from the polygon mirror can scan the wafer to be inspected at a desired angle of incidence without changing its direction with a mirror or the like.

この方向変化のためのミラーが不用なので、光重の損失
がなく、ミラー面の位置決め誤差、及び組立誤差等によ
る測定精度の低下を防止することができるという卓越し
た効果がある。そして、光束の方向変化のためのミラー
が不用なので、光字系を簡素化することができ、検比感
度を向上させることができる。更に、セラミ・・Iりか
ら構成した動圧型気体軸受を採用しているので、回転初
期においても軸受部が損傷することがなく、傾斜回転軸
を高速回転させることができる効果がある。更に動圧型
気体軸受け、静圧型気体軸受の様な圧力発生手段を必要
としたいので、設備が複雑化したいだけでなく、表面検
査に有害な昨や振動等を発生させないという卓越した効
果がある、
Since a mirror is not required for this direction change, there is no loss of light weight, and there is an excellent effect in that it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy due to a positioning error of the mirror surface, an assembly error, etc. Further, since a mirror for changing the direction of the light beam is not required, the optical system can be simplified and the comparison sensitivity can be improved. Furthermore, since a hydrodynamic gas bearing made of ceramic is used, the bearing part will not be damaged even in the early stages of rotation, and the tilted rotating shaft can be rotated at high speed. Furthermore, since pressure generation means such as dynamic pressure type gas bearings and static pressure type gas bearings are required, the equipment is not only complicated, but also has the outstanding effect of not generating vibrations that are harmful to surface inspection.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図は本発明の実施例を示す図であり、第1図は本実施例
の構成を説明する図であり、第2図はポリゴンミラーの
動圧型気体軸受を説明する図、第3図(a)は動圧型ラ
ジアル気体軸受を示す図、第3図(b)は動圧型スラス
ト気体軸受を示す図、第4図は本実施例の判別手段の構
成を示す図、第5図は従来の表面検査装置の構成を示す
図、第6図は光ビームの走査方式を説明する図であり、
第7図は気体軸受の原理を説明する図である、 1・・・表面検査装置本体 21・・アルゴンイオンレーザ 24・・ポリゴンミラー 25・・Fθレンズ 28・・動圧型気体軸受 281・動圧型ラジアル気体軸受 282・動圧型スラスト気体軸受 3・・・光ファイバ 4・・・受光手段 8・・・判別手段 10・・被検査ウェーハ 動圧型ラジアル5を体軸骨 動圧型スフ又トえ体軸骨 (b) 第3図 第7図
The drawings are diagrams showing an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram explaining the configuration of the present embodiment, FIG. 2 is a diagram explaining a hydrodynamic gas bearing of a polygon mirror, and FIG. ) is a diagram showing a dynamic pressure type radial gas bearing, FIG. 3(b) is a diagram showing a dynamic pressure type thrust gas bearing, FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the discrimination means of this embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing a conventional surface FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the inspection device, and is a diagram explaining the scanning method of the light beam.
FIG. 7 is a diagram explaining the principle of gas bearings. 1...Surface inspection device body 21...Argon ion laser 24...Polygon mirror 25...Fθ lens 28...Dynamic pressure type gas bearing 281...Dynamic pressure type Radial gas bearing 282・Dynamic pressure type thrust gas bearing 3...Optical fiber 4...Light receiving means 8...Discrimination means 10...Wafer to be inspected Dynamic pressure type radial 5 Bone (b) Figure 3 Figure 7

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)略水平に配置され、被検査ウェーハを載置させる
ための被検査ウェーハ受け部と、該被検査ウェーハに対
して細い光束を射出するための光源部と、この光源部か
ら射出した光束を、Fθレンズを介して前記被検査ウェ
ーハ上に走査させるための回転ミラー部と、この回転ミ
ラー部を傾いた回転軸で回転させ、前記光源部から射出
した光束を、Fθレンズを介して前記被検査ウェーハ上
に走査させるためのセラミックから構成された動圧型気
体軸受を備えたモータ部と、前記回転ミラー部による走
査光束により生じた前記被検査ウェーハの散乱光を検出
するための受光部とから構成されたことを特徴とする表
面検査装置。
(1) A wafer receiving part to be inspected which is arranged approximately horizontally and on which the wafer to be inspected is placed, a light source part to emit a thin beam of light to the wafer to be inspected, and a light beam emitted from this light source part. a rotating mirror unit for scanning the wafer to be inspected via an Fθ lens; and this rotating mirror unit is rotated about an inclined rotation axis, and the light beam emitted from the light source unit is transmitted to the inspection target wafer via the Fθ lens. a motor section equipped with a hydrodynamic gas bearing made of ceramic for scanning the wafer to be inspected; and a light receiving section for detecting scattered light from the wafer to be inspected generated by the scanning light beam by the rotating mirror section. A surface inspection device comprising:
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