JP2002243651A - 基板表面の欠陥検出方法およびその装置 - Google Patents
基板表面の欠陥検出方法およびその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 方向性を有した欠陥は、レーザビームの照射
方向によっては散乱光が少なくなり、欠陥を検出するこ
とが困難であった。 【解決手段】 集光輪帯レーザビーム１１を基板表面上
に照射して走査させることにより、欠陥６の方向性に依
存しない基板表面の欠陥検出を実現し、検出時間の短縮
とコストの低減を図る。
方向によっては散乱光が少なくなり、欠陥を検出するこ
とが困難であった。 【解決手段】 集光輪帯レーザビーム１１を基板表面上
に照射して走査させることにより、欠陥６の方向性に依
存しない基板表面の欠陥検出を実現し、検出時間の短縮
とコストの低減を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハやプ
ラズマディスプレイ、液晶等の表面に存在する微小異
物、凹欠陥、研磨傷等の基板表面の欠陥検出方法および
その装置に関するものである。
ラズマディスプレイ、液晶等の表面に存在する微小異
物、凹欠陥、研磨傷等の基板表面の欠陥検出方法および
その装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、半導体ウエハやプラズマディスプ
レイ、液晶等の表面に存在する微小異物、凹欠陥、研磨
傷等の欠陥の検出は、図１１に示す方法が知られてい
た。図１１（ａ）は、基板であるウエハ等の試料３の表
面上に異物２が存在する場合を示し、試料３の前方から
照射レーザビーム１を照射し、異物２からの散乱光５
を、前方、上方、後方から検出していた。また、図１１
（ｂ）、（ｃ）は、試料３の表面上に欠陥６が存在する
場合を示し、試料３の前方から照射レーザビーム１を照
射し、欠陥６からの散乱光５を、前方、上方、後方から
検出していた。
レイ、液晶等の表面に存在する微小異物、凹欠陥、研磨
傷等の欠陥の検出は、図１１に示す方法が知られてい
た。図１１（ａ）は、基板であるウエハ等の試料３の表
面上に異物２が存在する場合を示し、試料３の前方から
照射レーザビーム１を照射し、異物２からの散乱光５
を、前方、上方、後方から検出していた。また、図１１
（ｂ）、（ｃ）は、試料３の表面上に欠陥６が存在する
場合を示し、試料３の前方から照射レーザビーム１を照
射し、欠陥６からの散乱光５を、前方、上方、後方から
検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の基板表面の欠陥
検出方法では、研磨傷のように幅が極小で長さが長く方
向性のある欠陥の場合、図１１（ｃ）のように照射レー
ザビーム１の照射する方向が、欠陥の長手方向と平行に
あるときは、図１１（ｂ）のように垂直にあるときに比
べて、散乱光５が少なくなり、欠陥６を検出することが
困難であった。この欠陥６を検出するためには、試料３
を９０°回転させる、もしくは、照射レーザビーム１の
照射する方向を９０°ずらせて２方向にする等の手段が
必要であり、時間がかかったり、コストがかさむという
課題があった。
検出方法では、研磨傷のように幅が極小で長さが長く方
向性のある欠陥の場合、図１１（ｃ）のように照射レー
ザビーム１の照射する方向が、欠陥の長手方向と平行に
あるときは、図１１（ｂ）のように垂直にあるときに比
べて、散乱光５が少なくなり、欠陥６を検出することが
困難であった。この欠陥６を検出するためには、試料３
を９０°回転させる、もしくは、照射レーザビーム１の
照射する方向を９０°ずらせて２方向にする等の手段が
必要であり、時間がかかったり、コストがかさむという
課題があった。
【０００４】本発明は、上記課題を解決するもので、欠
陥の方向性に依存しない基板表面の欠陥検出を実現する
ことを目的とする。
陥の方向性に依存しない基板表面の欠陥検出を実現する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は、集光輪帯レーザビームを基板表面上に照
射して走査させることにより、欠陥の方向性に依存しな
い基板表面の欠陥検出を実現し、検出時間の短縮とコス
トの低減を図るものである。
に、本発明は、集光輪帯レーザビームを基板表面上に照
射して走査させることにより、欠陥の方向性に依存しな
い基板表面の欠陥検出を実現し、検出時間の短縮とコス
トの低減を図るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態にかかる基板表面の欠陥検出方法を説明する図で、集
光輪帯レーザビーム１１を試料３表面上に走査した時
に、投影輪帯９上に方向性を有した欠陥６が存在し、そ
れぞれ欠陥の方向性が異なっている状態を現している。
投影輪帯９と欠陥６が、図１（ａ）の状態の場合は、レ
ーザビームの散乱光が少なく、欠陥６の検出感度が低
い。しかしながら、投影輪帯９と欠陥６が、図１（ｂ）
の状態になった場合は、レーザビームの散乱光が多く、
欠陥６の検出感度が高くなる。
態にかかる基板表面の欠陥検出方法を説明する図で、集
光輪帯レーザビーム１１を試料３表面上に走査した時
に、投影輪帯９上に方向性を有した欠陥６が存在し、そ
れぞれ欠陥の方向性が異なっている状態を現している。
投影輪帯９と欠陥６が、図１（ａ）の状態の場合は、レ
ーザビームの散乱光が少なく、欠陥６の検出感度が低
い。しかしながら、投影輪帯９と欠陥６が、図１（ｂ）
の状態になった場合は、レーザビームの散乱光が多く、
欠陥６の検出感度が高くなる。
【０００７】図２は、本発明の第１の実施の形態にかか
る基板表面の欠陥検出装置の模式図で、レーザ発振器１
３から出射したレーザビームを、光ファイバ１４を介し
て、ビームエキスパンダ付きコリメータレンズ１５でレ
ーザビームを広げて平行光にしている。そしてこの平行
光を、輪帯ビーム生成部１６で輪帯照明ビームにしてハ
ーフミラー１７に入射させて分岐させ、反射光をレーザ
パワーメータ２４で検出して、レーザ発振器１３の出力
をパーソナルコンピュータ２５で制御する。透過光は、
対物レンズ１０に入射させて試料３表面上に集光して照
射し、試料３からの散乱光を、対物レンズ１０で散乱光
の集光束にし、ハーフミラー１７、レンズＡ１８、レン
ズＢ１９を介して、ＣＣＤカメラ１２で検出し、散乱光
ＣＣＤ画像を得ている。集光輪帯レーザビーム１１を試
料３の表面上を走査させるため、パーソナルコンピュー
タ２５とコントローラ２６で、試料３を乗せたステージ
２２、２３をｘ、ｙ方向に移動させる。また、輪帯照明
レーザの焦点位置と試料３との距離を一定にするため、
圧電素子２１を圧電素子コントローラ２０で制御してい
る。
る基板表面の欠陥検出装置の模式図で、レーザ発振器１
３から出射したレーザビームを、光ファイバ１４を介し
て、ビームエキスパンダ付きコリメータレンズ１５でレ
ーザビームを広げて平行光にしている。そしてこの平行
光を、輪帯ビーム生成部１６で輪帯照明ビームにしてハ
ーフミラー１７に入射させて分岐させ、反射光をレーザ
パワーメータ２４で検出して、レーザ発振器１３の出力
をパーソナルコンピュータ２５で制御する。透過光は、
対物レンズ１０に入射させて試料３表面上に集光して照
射し、試料３からの散乱光を、対物レンズ１０で散乱光
の集光束にし、ハーフミラー１７、レンズＡ１８、レン
ズＢ１９を介して、ＣＣＤカメラ１２で検出し、散乱光
ＣＣＤ画像を得ている。集光輪帯レーザビーム１１を試
料３の表面上を走査させるため、パーソナルコンピュー
タ２５とコントローラ２６で、試料３を乗せたステージ
２２、２３をｘ、ｙ方向に移動させる。また、輪帯照明
レーザの焦点位置と試料３との距離を一定にするため、
圧電素子２１を圧電素子コントローラ２０で制御してい
る。
【０００８】輪帯ビーム生成部１６の詳細を、図３に示
す。ビームエキスパンダ付きコリメータレンズ１５によ
り得られた円形のレーザ平行光２７を、円柱ガラス２９
に照射している。円柱ガラス２９上面には、レーザ平行
光２７の直径より小である直径の円形の遮光膜２８が塗
布されている。これにより、輪帯照明ビーム８を形成し
ている。
す。ビームエキスパンダ付きコリメータレンズ１５によ
り得られた円形のレーザ平行光２７を、円柱ガラス２９
に照射している。円柱ガラス２９上面には、レーザ平行
光２７の直径より小である直径の円形の遮光膜２８が塗
布されている。これにより、輪帯照明ビーム８を形成し
ている。
【０００９】図４（ａ）は、試料３の表面上に投影輪帯
９を照射する様子を示した図で、輪帯照明ビーム８を対
物レンズ１０で集光している。試料３上に異物２が存在
する場合は、集光輪帯レーザビーム１１の反射光が図４
（ｂ）に示す正反射光４とはならず、散乱光となる。図
４の場合は、対物レンズ１０の焦点位置よりも対物レン
ズ１０側に試料３が設置されており、前方散乱光３０が
発生している。この時のＣＣＤカメラ１２の画像が、図
４（ｃ）である。そして、図５に示すように、集光輪帯
レーザビーム１１を輪帯投影走査軌跡３３に沿って走査
させ、方向性を有した欠陥６が存在すると、照明中心が
ＡやＢの位置で散乱光が生じる。この時、Ａの位置では
欠陥６からの散乱光が少なく、欠陥の検出感度が低い。
しかしながら、Ｂの位置では散乱光が多く、欠陥の検出
感度が高くなる。光学的なノイズを低減させるため、異
物２や欠陥６がない状態でのＣＣＤ画像を、パーソナル
コンピュータ２５に蓄積し、検出したＣＣＤ画像からこ
の蓄積画像を差し引いて、異物２や欠陥６を検出してい
る。
９を照射する様子を示した図で、輪帯照明ビーム８を対
物レンズ１０で集光している。試料３上に異物２が存在
する場合は、集光輪帯レーザビーム１１の反射光が図４
（ｂ）に示す正反射光４とはならず、散乱光となる。図
４の場合は、対物レンズ１０の焦点位置よりも対物レン
ズ１０側に試料３が設置されており、前方散乱光３０が
発生している。この時のＣＣＤカメラ１２の画像が、図
４（ｃ）である。そして、図５に示すように、集光輪帯
レーザビーム１１を輪帯投影走査軌跡３３に沿って走査
させ、方向性を有した欠陥６が存在すると、照明中心が
ＡやＢの位置で散乱光が生じる。この時、Ａの位置では
欠陥６からの散乱光が少なく、欠陥の検出感度が低い。
しかしながら、Ｂの位置では散乱光が多く、欠陥の検出
感度が高くなる。光学的なノイズを低減させるため、異
物２や欠陥６がない状態でのＣＣＤ画像を、パーソナル
コンピュータ２５に蓄積し、検出したＣＣＤ画像からこ
の蓄積画像を差し引いて、異物２や欠陥６を検出してい
る。
【００１０】図６（ａ）は、直径０．２μｍのポリスチ
レンラテックス球３４を異物と見たてて、試料３の投影
輪帯９上に置いた場合を示し、図６（ｂ）はその時の電
子顕微鏡写真を表している。図７（ａ）は異物がある時
の試料３表面の模式図とＣＣＤカメラ１２の画像を示
し、図７（ｂ）は異物がない時の試料３表面の模式図と
ＣＣＤカメラ１２の画像を示している。そして、図７
（ａ）から図７（ｂ）を差し引いたものが図７（ｃ）
で、このようにして、球状異物を検出することができ
る。
レンラテックス球３４を異物と見たてて、試料３の投影
輪帯９上に置いた場合を示し、図６（ｂ）はその時の電
子顕微鏡写真を表している。図７（ａ）は異物がある時
の試料３表面の模式図とＣＣＤカメラ１２の画像を示
し、図７（ｂ）は異物がない時の試料３表面の模式図と
ＣＣＤカメラ１２の画像を示している。そして、図７
（ａ）から図７（ｂ）を差し引いたものが図７（ｃ）
で、このようにして、球状異物を検出することができ
る。
【００１１】図８（ａ）は、１０×１．５μｍの長手欠
陥３５が、試料３の投影輪帯９上にある場合を示し、図
８（ｂ）はその時の電子顕微鏡写真を表している。図９
（ａ）は欠陥がある時の試料３表面の模式図とＣＣＤカ
メラ１２の画像を示し、図９（ｂ）は欠陥がない時の試
料３表面の模式図とＣＣＤカメラ１２の画像を示してい
る。そして、図９（ａ）から図９（ｂ）を差し引いたも
のが図９（ｃ）で、このようにして、長手欠陥を検出す
ることができる。
陥３５が、試料３の投影輪帯９上にある場合を示し、図
８（ｂ）はその時の電子顕微鏡写真を表している。図９
（ａ）は欠陥がある時の試料３表面の模式図とＣＣＤカ
メラ１２の画像を示し、図９（ｂ）は欠陥がない時の試
料３表面の模式図とＣＣＤカメラ１２の画像を示してい
る。そして、図９（ａ）から図９（ｂ）を差し引いたも
のが図９（ｃ）で、このようにして、長手欠陥を検出す
ることができる。
【００１２】図１０は、本発明の第２の実施の形態にか
かる基板表面の欠陥検出方法を説明する図で、試料３の
表面上に投影輪帯９を照射する様子を示している。図４
とは異なり、対物レンズ１０の焦点位置よりも試料３が
対物レンズ１０から遠い側に設置されており、後方散乱
光３１が発生している。後方散乱光３１では、前方散乱
光３０と異なる検出が可能となるため、試料３の表面状
態によって、Ｓ／Ｎ比のよい方を選択すればよい。この
場合、新たに光学系を構成しなくとも、試料３の高さ等
を変更することによって、対応可能である。
かる基板表面の欠陥検出方法を説明する図で、試料３の
表面上に投影輪帯９を照射する様子を示している。図４
とは異なり、対物レンズ１０の焦点位置よりも試料３が
対物レンズ１０から遠い側に設置されており、後方散乱
光３１が発生している。後方散乱光３１では、前方散乱
光３０と異なる検出が可能となるため、試料３の表面状
態によって、Ｓ／Ｎ比のよい方を選択すればよい。この
場合、新たに光学系を構成しなくとも、試料３の高さ等
を変更することによって、対応可能である。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明では、集光輪帯レー
ザビームを試料の表面に照射して走査させることによ
り、欠陥の方向性に依存しない基板表面の欠陥検出を実
現し、検出時間の短縮とコストの低減を図るものであ
る。
ザビームを試料の表面に照射して走査させることによ
り、欠陥の方向性に依存しない基板表面の欠陥検出を実
現し、検出時間の短縮とコストの低減を図るものであ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる基板表面の
欠陥検出方法を説明する図
欠陥検出方法を説明する図
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる基板表面の
欠陥検出装置の模式図
欠陥検出装置の模式図
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる輪帯ビーム
生成部の詳細図
生成部の詳細図
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる試料に投影
輪帯を照射する様子を示した図
輪帯を照射する様子を示した図
【図５】本発明の第１の実施の形態にかかる輪帯ビーム
の走査を説明する図
の走査を説明する図
【図６】投影輪帯上に異物がある場合の模式図と電子顕
微鏡写真
微鏡写真
【図７】投影輪帯上に異物がある場合の模式図とＣＣＤ
画像の図
画像の図
【図８】投影輪帯上に欠陥がある場合の模式図と電子顕
微鏡写真
微鏡写真
【図９】投影輪帯上に欠陥がある場合の模式図とＣＣＤ
画像の図
画像の図
【図１０】本発明の第２の実施の形態にかかる基板表面
の欠陥検出方法を説明する図
の欠陥検出方法を説明する図
【図１１】従来の基板表面の欠陥検出方法を説明する図
１ 照射レーザビーム ２ 異物 ３ 試料 ５ 散乱光 ６ 欠陥 ９ 投影輪帯 １１ 集光輪帯レーザビーム １２ ＣＣＤカメラ １３ レーザ発振器 １６ 輪帯ビーム生成部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AA90 AB01 AB07 BA10 BB07 BB17 CA04 CB05 DA07 EA08 EA14 EA25 2H088 FA11 HA01 MA20 2H090 JC01 JC18 JD13 4M106 AA01 BA05 CA38 CA41 DB02 DB08 DJ04 5C061 BB03 CC05
Claims (5)
- 【請求項１】 集光された輪帯状の光を基板表面に照射
して投影輪帯を形成する工程と、前記輪帯状の光を基板
表面を走査して前記投影輪帯からの散乱光を検出して、
輪帯上の異物や欠陥を検出する工程とを有することを特
徴とする基板表面の欠陥検出方法。 - 【請求項２】 集光された輪帯状の光の焦点位置より基
板を近づけて投影輪帯を形成することを特徴とする請求
項１記載の基板表面の欠陥検出方法。 - 【請求項３】 集光された輪帯状の光の焦点位置より基
板を遠ざけて投影輪帯を形成することを特徴とする請求
項１記載の基板表面の欠陥検出方法。 - 【請求項４】 輪帯状のレーザビームを形成する手段
と、基板表面にこのレーザビームを走査、集光して照射
する手段と、この基板表面からの散乱光を検出する手段
と、この散乱光から基板表面の異物や欠陥を検出する手
段とを有したことを特徴とする基板表面の欠陥検出装
置。 - 【請求項５】 輪帯状のレーザビームを形成する手段
は、レーザビームの直径より小である直径の遮光膜を設
けたことを特徴とする請求項４記載の基板表面の欠陥検
出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001034803A JP2002243651A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 基板表面の欠陥検出方法およびその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001034803A JP2002243651A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 基板表面の欠陥検出方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243651A true JP2002243651A (ja) | 2002-08-28 |
Family
ID=18898344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001034803A Ceased JP2002243651A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 基板表面の欠陥検出方法およびその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002243651A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018146356A (ja) * | 2017-03-03 | 2018-09-20 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 欠陥を検査する方法および欠陥検査装置、ならびに光源装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS61132845A (ja) * | 1984-12-02 | 1986-06-20 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 表面欠陥検査装置 |
| JPH01121739A (ja) * | 1987-11-04 | 1989-05-15 | Nec Corp | 透明板材の欠陥検出装置 |
| JPH02147845A (ja) * | 1988-11-29 | 1990-06-06 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光学式情報記録媒体成形用スタンパの検査方法 |
| JPH06307826A (ja) * | 1992-12-08 | 1994-11-04 | Toshiba Corp | マスク検査装置 |
| JPH07218448A (ja) * | 1994-02-02 | 1995-08-18 | Nikon Corp | 欠陥検査装置 |
| JPH10186241A (ja) * | 1996-12-25 | 1998-07-14 | Bunshi Bio Photonics Kenkyusho:Kk | 暗視野落射顕微鏡装置 |
| JPH10510359A (ja) * | 1994-12-08 | 1998-10-06 | テンカー、インスツルメンツ | 表面の異常を検査するための走査システム |
| WO2001084127A1 (fr) * | 2000-04-27 | 2001-11-08 | Seiko Epson Corporation | Procede et dispositif pour detecter des matieres etrangeres dans des trous traversants |
-
2001
- 2001-02-13 JP JP2001034803A patent/JP2002243651A/ja not_active Ceased
Patent Citations (8)
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