JP2003247957A - 表面異物検査装置 - Google Patents

表面異物検査装置

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JP2003247957A JP2002049918A JP2002049918A JP2003247957A JP 2003247957 A JP2003247957 A JP 2003247957A JP 2002049918 A JP2002049918 A JP 2002049918A JP 2002049918 A JP2002049918 A JP 2002049918A JP 2003247957 A JP2003247957 A JP 2003247957A
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俊介 木村
Yoshiharu Yamamoto
義春 山本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 異物検査に要する時間の短縮化と高い検出感
度を実現した表面異物検査装置を提供する。 【解決手段】 被検査物4上の異物を光学的手段を用い
て検査する表面異物検査装置であって、被検査物4を載
置して移動するステージ4aと、被検査物4の表面に光
を照射する光照射手段5と、被検査物4上の異物による
散乱光3aを反射させて平行光3bとするシリンドリカ
ルミラー1および当該平行光3bを集束させる集束レン
ズ2を備えた集光手段12と、当該集束された光を検出
する光検出手段6と、光検出手段6の出力信号および異
物の被検査物4上における位置情報を処理する情報処理
装置100とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、表面異物検査装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの製造工程での製造歩留
まりの低下は、製品のコストの上昇に直接影響を及ぼす
ため、製造歩留まりの向上が重要な課題になっている。
製造歩留まりの低下を招く主要な要因として、半導体基
板上への異物の付着が挙げられることから、異物付着の
状況を高感度で効率的に検出する技術が強く求められて
いる。
【0003】従来より、半導体基板上の異物を検出する
技術としては、光学的手段を用いたものがよく知られて
いる。図9に、従来の光学的手段を用いた表面異物検査
装置の概略図を示す。表面異物検査装置は、光学系(照
射光学系5、検出光学系12)と制御処理系(ステージ
4a、光検出器6、情報処理装置100)により構成さ
れている。照射光学系5には、通常はレーザーが用いら
れる。検出光学系12は、集光レンズ2と光学フィルタ
ー7aにより構成され、半導体基板上の異物から散乱さ
れた光を集光するためのものである。
【0004】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、照
射光学系5からステージ4a上に載置したシリコンウエ
ハ4にレーザー光を照射する。そして、レーザー光の照
射位置に異物が存在するときに、当該異物により散乱さ
れた反射光を検出光学系12に取り込み、検出光学系1
2で集束させて、集束光を光検出器6で電気信号に変換
する。この電気信号は、情報処理装置100において処
理され、また、異物のシリコンウエハ4上における位置
情報も情報処理装置100で処理されてシリコンウエハ
4上の異物が検査される。このような光学的手段を用い
た表面異物検査装置では、より微少なサイズの異物を高
感度に検出するため、照射光の強度を高めるか、光検出
器6の感度を高めるか、あるいは、光学系の集光能力を
向上させることで対応する。
【0005】図9に示す通常の光学素子からなる検出光
学系12を用いた場合、その集光能力を向上させるた
め、光学系のNA(numerical aperture;開口数)を
増加させると、検出光学系12のサイズが大きくなり、
照射光学系5からの照射光との干渉が問題となってく
る。
【0006】これに対し、検出光学系12に光反射系の
光学素子、例えば、放物面ミラーを用いると、検出光学
系12を比較的小さなサイズとして照射光との干渉を回
避しながら、被検査物上の広い走査範囲で反射光が取り
込めるようになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、こうした検出
光学系では、いわゆる収差を生じずに反射光を取り込め
る領域は放物面ミラーの光軸上の1点に限定されるた
め、被検査物上で検出光学系が反射光を取り込める物点
範囲が狭くなり、その結果、被検査物上での照射光学系
の走査範囲が小さくなって、照射光学系の被検査物上に
おける走査量が過大となり、異物検査に長時間を要して
いた。
【0008】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点を解決し、異物検査に要する時間の短縮化と高い検
出感度を実現した表面異物検査装置を提供することにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するた
め、本発明の表面異物検査装置においては、被検査物上
の異物を光学的手段を用いて検査する表面異物検査装置
であって、被検査物を載置して移動するステージと、被
検査物の表面に光を照射する光照射手段と、被検査物上
の異物による散乱光を反射させて平行光とする第一のシ
リンドリカルミラーおよび当該平行光を集束させる集束
レンズを備えた集光手段と、当該集束された光を検出す
る光検出手段と、光検出手段の出力信号および異物の被
検査物上における位置情報を処理する情報処理装置とを
備える。
【0010】これにより、被検査物上で検出光学系が反
射光を取り込める物点範囲が被検査物上で拡がり、被検
査物上での照射光学系の走査範囲が大きくなり、照射光
を走査する距離が短くなって、異物検査に要する時間が
短縮化される。また、異物による散乱光が多量に取り込
めるようになり、表面異物検査装置の検出感度が高めら
れる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明による表面異物検査
装置について、図面を参照しながら説明する。
【0012】(実施の形態1)図1に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、円柱面または略円柱面を有するシリンドリカルミ
ラー1と、回転対称な形状を有する集束レンズ2により
検出光学系12を構成した以外は、前記した従来の表面
異物検査装置と同様である。1aはシリンドリカルミラ
ー1の延長面(仮想)、1bはシリンドリカルミラー1
の光軸、11は照射光学系5による照射位置である。光
検出器6の内部には、集束光の焦点位置にスリット8
と、集束光の強度を検出する検出せンサー6aが配置さ
れている。その他、図9と対応する部分については同じ
符号を付してその説明を省略する。なお、検出光学系1
2は以下の実施の形態においても、ミラーとレンズより
構成される。
【0013】図1における座標系については、以下の通
りとする。即ち、検出光学系12については、シリンド
リカルミラー1の光軸1bとシリンドリカルミラー1の
延長面1aの交点(図中の点O)を原点とし、光軸1b
の方向をz軸、光軸1bと垂直かつシリンドリカルミラ
ー1のレンズ作用を有する方向と平行な方向をy軸、z
軸とy軸に垂直な方向をx軸とし、各軸の方向は図中に
示すとおりとする。また、ステージ4aについては、ス
テージ4a上にあって光軸1bのステージ4aへの投影
線と平行な方向をY方向とし、ステージ4a上にあって
Y方向と垂直な方向をX方向とする。
【0014】本装置を用いて、被検査物であるシリコン
ウエハ4上の異物は、次のようにして検査することがで
きる。即ち、ステージ4aをX−Y方向に所定のパター
ンに従って走査しながら、照射光学系5からステージ4
a上に載置したシリコンウエハ4に光を照射する。この
とき、照射光の照射位置に異物が存在すると、照射光は
異物により散乱されて散乱光3aが発生する。ここで
は、いわゆる収差を生じさせずに散乱光3aを取り込む
ため、照射位置11がシリンドリカルミラー1の光軸1
b上になるように光を照射するのが好ましい。
【0015】散乱光3aを検出光学系12に取り込み、
シリンドリカルミラー1で反射させて光軸1bと平行な
方向に進行する平行光3bを、集束レンズ2で集束させ
て、光検出器6に導入し、集束光を焦点位置でスリット
8を通過させた後、検出センサー6aで集束光の強度を
検出し、得られた情報を電気信号に変換する。
【0016】この電気信号は、情報処理装置100で処
理され、異物の大きさや形状が判別される。また同時
に、異物のシリコンウエハ4上における位置情報もステ
ージ4aから取り込まれ、情報処理装置100によって
処理される。
【0017】シリンドリカルミラー1を用いることによ
り、照射光学系5のワーキングディスタンス、即ち、被
検査物上で検出光学系が反射光を取り込める物点範囲が
拡がると共に、異物によって散乱された散乱光3aが選
択的かつ多量に取り込めるようになって、検出光学系1
2の集光能力が大幅に向上する。しかも、検出光学系1
2の装置内で占める領域も大きくならず、照射光学系5
の照射光との干渉が生じることもない。ただし、シリン
ドリカルミラー1は、その光軸1bとシリコンウエハ4
の表面がなす角θ(°)が、0°<θ<60°となるよ
うに配置するのが好ましい。60°以上であると、検出
光学系12の装置内で占める領域が大きくなって、照射
光学系5の照射光との干渉が生じることがある。
【0018】本実施の形態において、検出光学系12
は、例えば、次の特性を有する光学素子を装置内で配置
して構成することができる。即ち、 D1(mm):照射位置11とシリンドリカルミラー1
の検出光学系の光軸1b方向における離間距離、 R1x(mm):シリンドリカルミラー1のzx平面に
よる断面形状の曲率半径、 R1y(mm):シリンドリカルミラー1のyz平面に
よる断面形状の曲率半径、 D11(mm):シリンドリカルミラー1と集束レンズ
2の検出光学系の光軸1b方向における離間距離、 D2(mm):集束レンズ2のレンズ厚、 R21(mm):集束レンズ2のyz平面による光入射
面側の断面形状の曲率半径、 R22(mm):集束レンズ2のyz平面による光出射
面側の断面形状の曲率半径、 Nd2(−):集束レンズ2の光軸上の屈折率、 vd2(−):集束レンズ2の光軸上のアッベ数とした
とき、 D12(mm):集束レンズ2と光検出器6の検出光学
系の光軸1b方向における離間距離、 D1=40mm、R1x=∞mm、R1y=80mm、
D11=46.83mm、D2=140mm、R21=
43.8104mm、R22=−240.8968m
m、Nd2=1.60970、vd2=57.8、D1
2=38.28mmである。
【0019】また、シリンドリカルミラー1には、yz
平面による断面形状が、次式(1)で表される放物線状
のものが使用できる。
【0020】z=y2/(2×r)…(1)[r=80m
m(=R1y)] また、集束レンズ2の光入射面側と光出射面側のそれぞ
れのyz平面による断面形状を表わす式については、次
の一般式(2)を用い、
【0021】
【数1】
【0022】(ここで、hはy軸方向の原点Oからの距
離、zはy=hの位置におけるy軸と断面形状の距離を
示す。) それぞれ、下記する数値を代入することで与えられる。
即ち、集束レンズ2の光入射面側の断面形状を表わす式
については、k=−0.347、r=43.8mm(=
R21)、A4=−4.05×10 -7、A6=−1.7
8×10-10、A8=−2.26×10-14、A10=−
2.81×10-17の各数値を、また、集束レンズ2の
光出射面側の断面形状を表わす式については、k=−1
5.734、r=−240.9mm(=R22)、A4
=2.06×10-7、A6=−3.57×10-10、A
8=−7.91×10-14、A10=−5.68×10
-17の各数値を、それぞれ上の一般式(2)に代入する
ことにより与えられる。
【0023】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0024】本実施の形態において、照射光学系5の照
射光には、微小かつ安定な光束を得るため、レーザー光
を用いるのが好ましく、さらに異物の位置についてより
詳細な情報を得るため、レーザー光のスポット径は0.
003〜0.03mmの範囲とするのが好ましい。ま
た、光検出器6においては、微小なスポット径の光束の
検出を可能とするため、検出センサー6aに光電子増倍
管(フォトマル)を用いるのが好ましい。なお、照射光
は、レーザー光以外に、ランプによる可視光でも良く、
検出センサーには、光電子増倍管以外に、CCDを用い
ても良い。
【0025】本実施の形態によれば、検出光学系にシリ
ンドリカルミラーを用いることから、被検査物上で検出
光学系が反射光を取り込める物点範囲が被検査物上で拡
がり、被検査物上での照射光学系の走査範囲が大きくな
り、照射光を走査する距離が短くなって、異物検査に要
する時間が短縮化される。また、異物による散乱光が多
量に取り込めるようになり、表面異物検査装置の検出感
度が高められる。
【0026】(実施の形態2)図2に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、実施の形態1の検出光学系12において、集束レ
ンズ2の代りに、シリンドリカルミラー1と光軸が略一
致するシリンドリカルミラー10を用いた以外は、実施
の形態1の装置の構成(図1)と同様である。10a
は、シリンドリカルミラー10の延長面(仮想)であ
る。その他、図1と対応する部分については同じ符号を
付して、その説明を省略する。座標系についても、図1
と同様である。
【0027】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、実
施の形態1と同様にして、照射光を異物に照射して散乱
光3aを発生させ、散乱光3aを検出光学系に取り込
み、シリンドリカルミラー1で反射させて平行光3bと
し、次にシリンドリカルミラー10で集束させて、集束
光を光検出器6に導入する。その後は、実施の形態1と
同様に処理する。
【0028】本実施の形態において、検出光学系12
は、例えば、シリンドリカルミラー1とシリンドリカル
ミラー10に、実施の形態1のシリンドリカルミラー1
と同様な特性を有するものを用い、さらに、シリンドリ
カルミラー1とシリンドリカルミラー10の検出光学系
の光軸1b方向における離間距離D100をD100=
300mmとして配置して構成することができる。
【0029】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0030】なお、本実施の形態では、光検出器6に導
入される集束光は、Z軸方向に幅を持った形状となるた
め、光検出器6の窓部の形状は縦長の略矩形形状とする
のが好ましい。
【0031】本実施の形態によれば、実施の形態1と同
様な効果が得られる上、集束レンズ2の代りにシリンド
リカルミラー10を用いることで、集束レンズ2による
収差が減少して、実施の形態1と比べ、散乱光3aの集
光効率がさらに向上し、表面異物検査装置の検出感度が
高められる。
【0032】(実施の形態3)図3に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、実施の形態1の検出光学系12において、シリン
ドリカルミラー1と集束レンズ2の間に、x軸方向にレ
ンズ作用を有するシリンドリカルレンズ2aを用いた以
外は、実施の形態1における表面異物検査装置の構成
(図1)と同様である。その他、図1と対応する部分に
ついては同じ符号を付して、その説明を省略する。座標
系についても、図1と同様である。なお、15はシリン
ドリカルレンズ2aと集束レンズ2のzx平面による断
面図を示す(以下の実施の形態において、参照する図面
の対応部分は同様とする)。
【0033】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、実
施の形態1と同様にして、照射光を異物に照射して散乱
光3aを発生させ、散乱光3aを検出光学系12に取り
込み、シリンドリカルミラー1で反射させて平行光3b
とする。次に平行光3bをシリンドリカルレンズ2aを
通過させ、シリンドリカルレンズ2aにより、シリンド
リカルミラー1による反射時にx軸方向に拡散した光を
光軸1bと平行な方向に修正後、集束レンズ2で集束さ
せて、集束光を光検出器6に導入する。その後は、実施
の形態1と同様に処理する。シリンドリカルレンズ2a
は、シリンドリカルミラー1のレンズ作用を有する方向
とシリンドリカルレンズ2aのレンズ作用を有する方向
とが略直交するように配置すると、シリコンウエハ4上
の異物からの散乱光3aを効率的に集光することがで
き、好ましい。
【0034】本実施の形態において、検出光学系12
は、例えば、シリンドリカルミラー1と集束レンズ2
に、実施の形態1におけるそれら光学素子と同様な特性
のものを用いて装置内で同様に配置し、さらに、シリン
ドリカルレンズ2aに、次の特性を有するものを、以下
のように配置して構成することができる。即ち、 D20(mm):シリンドリカルミラー1とシリンドリ
カルレンズ2aの検出光学系の光軸1b方向における離
間距離、 R23a(mm):シリンドリカルレンズ2aのyz平
面による光入射面側の断面形状の曲率半径、 R23b(mm):シリンドリカルレンズ2aのzx平
面による光入射面側の断面形状の曲率半径、 R24a(mm):シリンドリカルレンズ2aのyz平
面による光出射面側の断面形状の曲率半径、 R24b(mm):シリンドリカルレンズ2aのzx平
面による光出射面側の断面形状の曲率半径、 D21(mm):シリンドリカルレンズ2aのレンズ
厚、 Nd3(−):シリンドリカルレンズ2aの光軸上の屈
折率、 vd3(−):シリンドリカルレンズ2aの光軸上のア
ッベ数、 D22(mm):シリンドリカルレンズ2aと集束レン
ズ2の検出光学系の光軸1b方向における離間距離とし
たとき、D20=140mm、R23a=∞mm、R2
3b=∞mm、R24a=−159.8mm、R24b
=∞mm、D21=28.5mm、Nd3=1.805
18、vd3=25.5、D22=20mmである。
【0035】また、シリンドリカルレンズ2aには、z
x平面による断面形状が、前述した一般式(2)におい
て、k=−0.765、r=−159.8mm(=R2
4a)、A4=0、A6=0、A8=0、A10=0の
各数値を代入して得られる非円弧形のものが使用でき
る。
【0036】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0037】本実施の形態によれば、実施の形態1と同
様な効果が得られる上、シリンドリカルミラー1で反射
された散乱光の内、シリンドリカルミラー1のレンズ作
用を有する方向と直交する方向に拡散した光線による収
差がシリンドリカルレンズ2aにより効果的に補正さ
れ、実施の形態1と比べ、散乱光3aの集光効率がさら
に向上し、表面異物検査装置の検出感度が高められる。
【0038】(実施の形態4)図4に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、実施の形態2の検出光学系12において、シリン
ドリカルミラー1とシリンドリカルミラー10の間に、
それぞれの円柱面を対向させ、かつ、レンズ作用を有す
る方向を略一致させた一対のシリンドリカルレンズ2a
と2bを用いた以外は、実施の形態2における表面異物
検査装置の構成(図2)と同様である。その他、図2と
対応する部分については同じ符号を付して、その説明を
省略する。座標系についても、図2と同様である。
【0039】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、実
施の形態1と同様にして、照射光を異物に照射して散乱
光3aを発生させ、散乱光3aを検出光学系12に取り
込み、シリンドリカルミラー1で反射させて平行光3b
とする。次に平行光3bをシリンドリカルレンズ2aと
2bを通過させ、シリンドリカルレンズ2aと2bによ
り、シリンドリカルミラー1による反射時にx軸方向に
拡散した光を光軸1bに平行な方向に修正後、シリンド
リカルミラー10で集束させて、集束光を光検出器6に
導入する。その後は、実施の形態1と同様に処理する。
本実施の形態のように、シリンドリカルレンズ2aと2
bについて、シリンドリカルレンズ2aと2bのレンズ
作用を有する方向とシリンドリカルミラー1のレンズ作
用を有する方向とが略直交するように配置すると、シリ
コンウエハ4上の異物からの散乱光3aが高い効率で集
光することができるようになり、好ましい。
【0040】本実施の形態において、検出光学系12
は、例えば、シリンドリカルミラー1、シリンドリカル
ミラー10に、実施の形態2のそれら光学素子と同様な
特性のものを用いて装置内で同様な配置とし、さらに、
シリンドリカルレンズ2aと2bに、実施の形態3のシ
リンドリカルレンズ2aと同様な特性を有するものを用
い、さらに、シリンドリカルレンズ2aと2bの検出光
学系の光軸1b方向における離間距離D25をD25=
117.28mmとして配置して構成することができ
る。なお、本実施の形態では、シリンドリカルミラー1
0の代りに、実施の形態1に示したような軸対称の形状
を有する集束レンズ2を用いて平行光3bを集束させて
も良い。
【0041】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0042】なお、本実施の形態では、光検出器6に導
入される集束光は、z軸方向に幅を持った形状となるた
め、光検出器6の窓部の形状は縦長の略矩形形状とする
のが好ましい。
【0043】本実施の形態によれば、実施の形態2と同
様な効果が得られる上、シリンドリカルミラー1で反射
された散乱光の内、シリンドリカルミラー1のレンズ作
用を有する方向と直交する方向に拡散した光線による収
差が検出光学系にそれぞれの円柱面を対向させ、かつ、
それぞれのレンズ作用を有する方向を略一致させた一対
のシリンドリカルレンズ2aと2bにより効果的に補正
され、実施の形態2と比べ、散乱光3aの集光効率が向
上し、表面異物検査装置の検出感度がさらに高められ
る。
【0044】(実施の形態5)図5に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、実施の形態4の光検出器6において、スリット8
と検出センサー6aの間に、偏光フィルター7を配置し
た以外は、実施の形態4における表面異物検査装置の構
成(図4)と同様である。偏光フィルター7は可動式で
あり、光検出器6において集束光の光路上に置く状態
と、光路から待避した状態とを切り替えることができ
る。その他、図4と対応する部分については同じ符号を
付して、その説明を省略する。座標系についても、図4
と同様である。
【0045】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、実
施の形態1と同様にして、照射光を異物に照射して散乱
光3aを発生させ、散乱光3aを検出光学系12に取り
込み、シリンドリカルミラー1で反射させて平行光3b
とする。次に平行光3bをシリンドリカルレンズ2aと
2bを通過させ、シリンドリカルレンズ2aと2bによ
り、シリンドリカルミラー1による反射時にx軸方向に
拡散した光を光軸1bに平行な方向に修正後、集束レン
ズ2で集束させて、光検出器6に導入する。そして、集
束光を焦点位置でスリット8を通過させた後、さらに偏
光フィルター7を通過させて集束光を平面偏光とし、当
該平面偏光の強度を検出センサー6aで検出する。その
後は、実施の形態1と同様に処理する。
【0046】本実施の形態では、偏光フィルター7によ
り、シリコンウエハ4上の異物と、配線等の構造の凹凸
を判別することができるようになる。即ち、異物からの
散乱光の場合は、光の偏光状態がランダムになり、偏光
フィルター7の有無によって光検出器6からの電気信号
出力の強度が大きく変化する。一方、シリコンウエハ4
上の構造の凹凸からの反射光の場合は、光の偏光状態が
維持され、偏光フィルター7の有無によって電気信号出
力の強度は殆ど変化しない。この原理を利用して、偏光
フィルター7の状態を回転等によって調整することによ
り、異物からの散乱光であるか、構造の凹凸からの反射
光であるかを判別することができる。
【0047】偏光フィルター7は、このように光検出器
6内に設置する場合、スリット8と検出センサー6aの
間に配置するのが好ましい。これにより、集束光に収差
を発生させず、検出される光の強度を高めることができ
る。
【0048】本実施の形態において、偏光フィルター7
とスリット8は、例えば、次の特性を有する光学素子を
配置して構成することができる。
【0049】D26(mm):スリット8の厚さ、 R25(mm):スリット8のyz平面による断面形状
の曲率半径、 R26a(mm):偏光フィルター7のyz平面による
光入射面側の断面形状の曲率半径、 R26b(mm):偏光フィルター7のyz平面による
光出射面側の断面形状の曲率半径、 Nd4(−):偏光フィルター7の中心軸上の屈折率、 vd4(−):偏光フィルター7の中心軸上のアッベ
数、 D27(mm):偏光フィルター7の厚さ、 D28(mm):スリット8と偏光フィルター7の検出
光学系の光軸1b方向における離間距離としたとき、 D26=10mm、R25=∞mm、R26a=∞m
m、R26b=∞mm、Nd4=1.51680、vd
4=64.2、D27=2mm、D28=8mmであ
る。
【0050】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0051】本実施の形態によれば、実施の形態4と同
様な効果が得られる上、偏光フィルター7を光検出器の
内部に適切に配置することから、異物からの散乱光のみ
を選択的に、かつ、効率よく集光することができ、実施
の形態4と比べ、表面異物検査装置の検出感度がさらに
高められる。
【0052】(実施の形態6)図6に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、実施の形態2の検出光学系12において、シリン
ドリカルミラー1とシリンドリカルミラー10の間に、
偏光フィルター7を配置した以外は、実施の形態2にお
ける表面異物検査装置の構成(図2)と同様である。偏
光フィルター7は可動式であり、検出光学系12におい
て平行光3bの光路上に置く状態と、光路から待避した
状態とを切り替えることができる。その他、図2と対応
する部分については同じ符号を付して、その説明を省略
する。座標系についても、図2と同様である。
【0053】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、実
施の形態1と同様にして、照射光を異物に照射して散乱
光3aを発生させ、散乱光3aを検出光学系12に取り
込み、シリンドリカルミラー1で反射させて平行光3b
とする。次に平行光3bを偏光フィルター7を通過さ
せ、平面偏光とした後、シリンドリカルミラー10で集
束させて、光検出器6に導入する。次いで集束光を焦点
位置でスリット8を通過させ、検出センサー6aで集束
光の強度を検出する。その後は、実施の形態1と同様に
処理する。
【0054】本実施の形態では、偏光フィルター7によ
り、実施の形態5における偏光フィルター7による作用
と同様な作用が得られ、シリコンウエハ4上の異物と、
配線等の構造の凹凸を判別することができるようにな
る。なお、偏光フィルター7は、このように、シリンド
リカルミラー1とシリンドリカルミラー10の間で、散
乱光3aが、シリンドリカルミラー1によって反射さ
れ、平行光3bとなっている領域に置くのが好ましい。
これにより、集束される光に収差を発生させず、検出さ
れる光の強度を高めることができる。
【0055】本実施の形態において、偏光フィルター7
とスリット8は、例えば、次の特性を有する光学素子を
配置して構成することができる。
【0056】R27a(mm):偏光フィルター7のy
z平面による光入射面側の断面形状の曲率半径、 R27b(mm):偏光フィルター7のyz平面による
光出射面側の断面形状の曲率半径、 Nd5(−):偏光フィルター7の中心軸上の屈折率、 vd5(−):偏光フィルター7の中心軸上のアッベ数
としたとき、 D29(mm):偏光フィルター7の厚さ、 D30(mm):偏光フィルター7とシリンドリカルミ
ラー10の検出光学系の光軸1b方向における離間距離
としたとき、 R27a=∞mm、R27b=∞mm、Nd5=1.5
1680、vd5=64.2、D29=2mm、D30
=85mmである。
【0057】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0058】本実施の形態によれば、実施の形態2と同
様な効果が得られる上、偏光フィルター7を検出光学系
に適切に配置することから、異物からの散乱光のみを選
択的に、かつ、効率よく集光することができ、実施の形
態2と比べ、表面異物検査装置の検出感度がさらに高め
られる。
【0059】(実施の形態7)図7に、本実施の形態に
よる表面異物検査装置の概略構成図を示す。本装置の構
成は、偏光フィルター7を、スリット8と検出センサー
6aの間に配置した代りに、シリンドリカルレンズ2a
と2bの間に配置したこと以外は、実施の形態5におけ
る表面異物検査装置の構成(図5)と同様である。偏光
フィルター7は可動式であり、光検出器6において集束
光の光路上に置く状態と、光路から待避した状態とを切
り替えることができる。その他、図5と対応する部分に
ついては同じ符号を付して、その説明を省略する。座標
系についても、図5と同様である。
【0060】本装置を用いて、シリコンウエハ4上の異
物は、次のようにして検査することができる。即ち、実
施の形態1と同様にして、照射光を異物に照射して散乱
光3aを発生させ、散乱光3aを検出光学系12に取り
込み、シリンドリカルミラー1で反射させて平行光3b
とする。次に平行光3bをシリンドリカルレンズ2aを
通過させ、さらに偏光フィルター7を通過させた後、シ
リンドリカルレンズ2bを通過させ、検出センサー6a
で集束光の強度を検出する。その後は、実施の形態1と
同様に処理する。
【0061】本実施の形態では、偏光フィルター7によ
り、実施の形態5と同様な作用が得られ、シリコンウエ
ハ4上の異物と、配線等の構造の凹凸を判別することが
できるようになる。なお、偏光フィルター7は、このよ
うに、シリンドリカルミラー1と光軸が略一致するシリ
ンドリカルミラー10の間に配置するのが好ましい。こ
れにより、集束される光に収差を発生させず、検出され
る光の強度を高めることができる。
【0062】なお、偏光フィルター7は、検出光学系1
2内に設置する場合は、シリンドリカルミラー1とシリ
ンドリカルミラー10の間で、散乱光3aが、シリンド
リカルミラー1によって反射され、平行光3bとなって
いる領域に置くのが好ましい。これにより、集束される
光に収差を発生させず、検出される光の強度を高めるこ
とができる。
【0063】本実施の形態において、シリンドリカルミ
ラー1、シリンドリカルミラー10、およびシリンドリ
カルレンズ2aと2bを、実施の形態5のそれら光学素
子と同様な特性のものとして装置内で同様な配置とし、
偏光フィルター7は、例えば、実施の形態6の偏光フィ
ルター7と同様な特性を有するものとし、さらに、実施
の形態6と同様に配置して構成することができる。
【0064】本構成によれば、シリコンウエハ4上での
照射光学系の走査範囲が、ステージ4a上のX−Y方向
を基準としてY方向において±0mm、X方向において
±5mmと余裕をもった値になる。
【0065】本実施の形態によれば、実施の形態5と同
様な効果が得られる上、偏光フィルターを検出光学系1
2において適切な位置に配置することから、異物からの
散乱光のみを選択的に、かつ、効率よく集光することが
でき、実施の形態5と比べ、表面異物検査装置の検出感
度がさらに高められる。
【0066】なお、本発明においては、図8に示すよう
に、照射光学系5からシリコンウエハ4の表面に照射さ
れる光束の主光線20の入射角をθb(°)とし、ま
た、シリコンウエハ4上の異物による散乱光3aの内、
シリンドリカルミラー1によって反射される光束の主光
線21の反射角をθa(°)としたとき、θb―θa<
45°の関係を満たすようにシリンドリカルミラー1と
照射光学系5を配置するのが好ましい。θb―θa≧4
5°とすると、シリンドリカルミラー1を大きくする必
要が生じ、散乱光3aの集光効率が低下することがあ
る。
【0067】
【発明の効果】本発明によれば、表面異物検査装置の検
出光学系にシリンドリカルミラーを用いることから、被
検査物上で検出光学系が反射光を取り込める物点範囲が
被検査物上で拡がり、被検査物上での照射光学系の走査
範囲が大きくなり、照射光を走査する距離が短くなっ
て、異物検査に要する時間が短縮化される。また、異物
による散乱光が多量に取り込めるようになり、表面異物
検査装置の検出感度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1による表面異物検査装置の概略
構成図
【図2】 実施の形態2による表面異物検査装置の概略
構成図
【図3】 実施の形態3による表面異物検査装置の概略
構成図
【図4】 実施の形態4による表面異物検査装置の概略
構成図
【図5】 実施の形態5による表面異物検査装置の概略
構成図
【図6】 実施の形態6による表面異物検査装置の概略
構成図
【図7】 実施の形態7による表面異物検査装置の概略
構成図
【図8】 照射光の入射角θbと散乱光の反射角θaの
説明図
【図9】 従来技術による表面異物検査装置の概略構成
【符号の説明】
1、10 シリンドリカルミラー 1a、10a シリンドリカルミラーの延長面(仮想) 1b シリンドリカルミラーの光軸 2 集束レンズ 3a 散乱光 3b 平行光 4 シリコンウエハ 4a ステージ 5 照射光学系 6 光検出器 6a 検出センサー 7 偏光フィルター 7a 光学フィルター 8 スリット 20 照射光の光束の主光線 21 反射光の光束の主光線 11 照射位置 100 情報処理装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G051 AA51 AB01 BA10 BB01 CB05 CC07 CC09 CC11 DA05 4M106 AA01 BA04 CA42 DB02 DB12 DB13 DJ11

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検査物上の異物を光学的手段を用いて
    検査する表面異物検査装置であって、被検査物を載置し
    て移動するステージと、前記被検査物の表面に光を照射
    する光照射手段と、前記被検査物上の異物による散乱光
    を反射させて平行光とする第一のシリンドリカルミラー
    および当該平行光を集束させる集束レンズを備えた集光
    手段と、当該集束された光を検出する光検出手段と、前
    記光検出手段の出力信号および前記異物の被検査物上に
    おける位置情報を処理する情報処理装置とを備えたこと
    を特徴とする表面異物検査装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の表面異物検査装置にお
    いて、集光手段における集束レンズに代えて、前記第一
    のシリンドリカルミラーとそれぞれの光軸が略一致する
    第二のシリンドリカルミラーを備えたことを特徴とする
    表面異物検査装置。
  3. 【請求項3】 前記光照射手段による光の照射方向と前
    記第一のシリンドリカルミラーのレンズ作用を有する方
    向が略直交することを特徴とする請求項1または2に記
    載の表面異物検査装置。
  4. 【請求項4】 前記第一と第二のシリンドリカルミラー
    のレンズ作用を有する方向における断面の形状がそれぞ
    れ放物線状であることを特徴とする請求項1〜3のいず
    れかに記載の表面異物検査装置。
  5. 【請求項5】 前記第一と第二のシリンドリカルミラー
    のそれぞれの光軸と被検査物の表面がなす角θ(°)
    が、0°<θ<60°であることを特徴とする請求項1
    〜4のいずれかに記載の表面異物検査装置。
  6. 【請求項6】 前記光検出手段が、当該光検出手段にお
    けるスリットと検出センサーの間に偏光フィルターを備
    えたものであることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    かに記載の表面異物検査装置。
  7. 【請求項7】 前記集光手段が、前記第一のシリンドリ
    カルミラーと、前記集束レンズまたは第二のシリンドリ
    カルミラーの間に偏光フィルターを備えたものであるこ
    とを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の表面異
    物検査装置。
  8. 【請求項8】 前記集光手段が、円柱面を有するシリン
    ドリカルレンズを備えるものであって、前記第一のシリ
    ンドリカルミラーにより反射された平行光を、当該シリ
    ンドリカルレンズを通過させた後、前記集束レンズまた
    は前記第二のシリンドリカルミラーにより集束させるも
    のであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記
    載の表面異物検査装置。
  9. 【請求項9】 請求項8に記載の表面異物検査装置にお
    いて、集光手段におけるシリンドリカルレンズとして、
    それぞれの円柱面を対向させ、かつ、それぞれのレンズ
    作用を有する方向を略一致させた一対のシリンドリカル
    レンズを備えることを特徴とする表面異物検査装置。
  10. 【請求項10】 前記シリンドリカルレンズのレンズ作
    用を有する方向と前記シリンドリカルミラーのレンズ作
    用を有する方向とが略直交する関係にあることを特徴と
    する請求項8または9に記載の表面異物検査装置。
  11. 【請求項11】 前記シリンドリカルレンズにおけるレ
    ンズ作用を有する方向の断面の形状が非円弧形であるこ
    とを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の表面
    異物検査装置。
  12. 【請求項12】 前記被検査物の表面に照射される光束
    の主光線の入射角をθb(°)とし、前記被検査物上の
    異物による散乱光のうち、前記集光手段におけるシリン
    ドリカルミラーによって反射される光束の主光線の反射
    角をθa(°)としたとき、θb―θa<45°の関係
    を満たすようにしたことを特徴とする請求項1〜11の
    いずれかに記載の表面異物検査装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013072868A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Micobiomed Co Ltd 表面プラズモン共鳴センサシステム
CN104465438A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 业成光电(深圳)有限公司 面板入料检验装置

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7847927B2 (en) * 2007-02-28 2010-12-07 Hitachi High-Technologies Corporation Defect inspection method and defect inspection apparatus
KR101177299B1 (ko) * 2010-01-29 2012-08-30 삼성코닝정밀소재 주식회사 평판 유리 표면 이물질 검사 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS596507B2 (ja) 1978-03-30 1984-02-13 株式会社日立製作所 異物自動検出装置
EP0123929B1 (de) * 1983-04-22 1988-06-22 Erwin Sick GmbH Optik-Elektronik Fehlerfeststellungsvorrichtung
US4601576A (en) * 1983-12-09 1986-07-22 Tencor Instruments Light collector for optical contaminant and flaw detector
JPS60136324A (ja) 1983-12-26 1985-07-19 Hitachi Ltd 微細深さ測定方法及びその装置
US4615620A (en) 1983-12-26 1986-10-07 Hitachi, Ltd. Apparatus for measuring the depth of fine engraved patterns
JP2564310B2 (ja) 1987-06-26 1996-12-18 株式会社日立製作所 外観検査装置
JP2747921B2 (ja) * 1989-02-23 1998-05-06 株式会社ユ−ハ味覚糖精密工学研究所 光散乱法による超微粒子の粒径測定装置
US6201601B1 (en) 1997-09-19 2001-03-13 Kla-Tencor Corporation Sample inspection system
JP4110653B2 (ja) * 1999-01-13 2008-07-02 株式会社ニコン 表面検査方法及び装置
US6731384B2 (en) * 2000-10-10 2004-05-04 Hitachi, Ltd. Apparatus for detecting foreign particle and defect and the same method
US6614519B1 (en) * 2000-10-25 2003-09-02 International Business Machines Corporation Surface inspection tool using a parabolic mirror

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013072868A (ja) * 2011-09-29 2013-04-22 Micobiomed Co Ltd 表面プラズモン共鳴センサシステム
CN104465438A (zh) * 2014-11-21 2015-03-25 业成光电(深圳)有限公司 面板入料检验装置

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