JP2631725B2 - 干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法 - Google Patents
干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法Info
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- G—PHYSICS
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- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、面板上の微粒子とその鏡像とによる散乱
光の干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法に関する
ものである。
光の干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法に関する
ものである。
［従来の技術］ 半導体ICの高密度化に伴って、その基本材料であるウ
ェハ面板に存在する塵埃などの欠陥はさらに厳しく規制
され、これに対して欠陥検査装置により検査が行われ
る。欠陥はその個数を検出するとともに、大きさもでき
る限り正確に計測することが必要である。面板欠陥検査
の方法には、レーザビームを走査して欠陥の散乱光を受
光する方式が専ら使用されている。走査方法には面板に
対してレーザビームをＸ、Ｙ方向に走査するもの、面板
を回転してスパイラル状に走査するものがある。また、
散乱光の受光方式にはレンズによるもの、またはオプチ
カルファイバによるものがある。第３図（ａ）は、回転
走査方法でレンズ受光方法による検査装置の光学系を示
すもので、面板１はスピンドル２により回転し、これに
対して垂直の投光されたレーザビームＬは集束レンズ３
により面板上にスポットを生ずる。欠陥Ｐがあると散乱
光が散乱され、これが受光レンズ４により集光されて光
電変換器５により検出信号が出力される。散乱光の強
度、従って受光信号のレベルは、図（ｂ）に示すよう
に、欠陥の大きさ（粒径）に概ね比例関係にあることを
利用して、レベル識別器６により受光信号のレベルより
粒径を求める方法がとられている。なお、図（ｂ）の曲
線は、面板に各種の大きさの標準粒子を付着して行った
実測データである。
ェハ面板に存在する塵埃などの欠陥はさらに厳しく規制
され、これに対して欠陥検査装置により検査が行われ
る。欠陥はその個数を検出するとともに、大きさもでき
る限り正確に計測することが必要である。面板欠陥検査
の方法には、レーザビームを走査して欠陥の散乱光を受
光する方式が専ら使用されている。走査方法には面板に
対してレーザビームをＸ、Ｙ方向に走査するもの、面板
を回転してスパイラル状に走査するものがある。また、
散乱光の受光方式にはレンズによるもの、またはオプチ
カルファイバによるものがある。第３図（ａ）は、回転
走査方法でレンズ受光方法による検査装置の光学系を示
すもので、面板１はスピンドル２により回転し、これに
対して垂直の投光されたレーザビームＬは集束レンズ３
により面板上にスポットを生ずる。欠陥Ｐがあると散乱
光が散乱され、これが受光レンズ４により集光されて光
電変換器５により検出信号が出力される。散乱光の強
度、従って受光信号のレベルは、図（ｂ）に示すよう
に、欠陥の大きさ（粒径）に概ね比例関係にあることを
利用して、レベル識別器６により受光信号のレベルより
粒径を求める方法がとられている。なお、図（ｂ）の曲
線は、面板に各種の大きさの標準粒子を付着して行った
実測データである。
［解決しようとする課題］ 上記の散乱光に対する受光信号レベルは、種々の要因
により変化する。すなわち、レーザビームのスポットの
強度、受光レンズ４（またはオプチカルファイバ受光
器）の集光力または光電変換器５の感度などが要因であ
り、検出した欠陥の大きさを計測するためには、予め粒
径が既知の標準粒子により受光信号レベルの校正が必要
である。しかしながら、スポットの強度、光電変換器の
感度は変動することがあり、常に一定値を保持出来ない
場合がある。これに対して、受光信号のレベルによらず
粒径を特定する方法があれば、受光信号のレベル変動に
無関係に粒径が計測され、また上記の校正作業が省略さ
れて便利である。
により変化する。すなわち、レーザビームのスポットの
強度、受光レンズ４（またはオプチカルファイバ受光
器）の集光力または光電変換器５の感度などが要因であ
り、検出した欠陥の大きさを計測するためには、予め粒
径が既知の標準粒子により受光信号レベルの校正が必要
である。しかしながら、スポットの強度、光電変換器の
感度は変動することがあり、常に一定値を保持出来ない
場合がある。これに対して、受光信号のレベルによらず
粒径を特定する方法があれば、受光信号のレベル変動に
無関係に粒径が計測され、また上記の校正作業が省略さ
れて便利である。
この発明は以上に鑑みてなされたもので、受光信号に
よらず、粒径を特定する微粒子の粒径の計測方法を提供
することを目的とするものである。
よらず、粒径を特定する微粒子の粒径の計測方法を提供
することを目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ この発明は、ウェハ面板に対して垂直に投光されたレ
ーザビームのスポットにより面板を走査し、面板の表面
に存在する欠陥による散乱光を受光して欠陥を検出する
面板欠陥検査装置における微粒子の粒径計測方法であっ
て、面板に付着した微粒子の散乱光と、面板の表面に関
して対称位置に生ずる微粒子の鏡像による散乱光との干
渉縞のパターンを、複数の単位受光器により角度区分し
て受光して検出し、検出されたパターンを予め標準粒子
のテストによりえられた干渉パターンと比較して、微粒
子の粒径を求めるものである。
ーザビームのスポットにより面板を走査し、面板の表面
に存在する欠陥による散乱光を受光して欠陥を検出する
面板欠陥検査装置における微粒子の粒径計測方法であっ
て、面板に付着した微粒子の散乱光と、面板の表面に関
して対称位置に生ずる微粒子の鏡像による散乱光との干
渉縞のパターンを、複数の単位受光器により角度区分し
て受光して検出し、検出されたパターンを予め標準粒子
のテストによりえられた干渉パターンと比較して、微粒
子の粒径を求めるものである。
上記の単位受光器は、多数のオプチカルファイバ素線
を一括したバンドルよりなり、複数個の単位受光器を、
レーザビームと面板を含む平面の第１象限内でスポット
を中心として放射状に配列したものである。
を一括したバンドルよりなり、複数個の単位受光器を、
レーザビームと面板を含む平面の第１象限内でスポット
を中心として放射状に配列したものである。
［作用］ まず、面板に付着した標準粒子の散乱光の指向性につ
いて説明する。空気中の微粒子と異なり、面板に付着し
た微粒子の場合は、面板の裏面に微粒子の鏡像が生じ、
表面の実微粒子と裏面の鏡像がともに散乱光を散乱す
る。第１図（ａ）において面板１の表面に付着した微粒
子Ｐが粒径ｄの球形とすると、鏡像Ｐ′もまた球形であ
り、これらの散乱光はそれぞれ実線および点線で示す球
面波となって拡散する。P,P′の中心は粒径ｄだけ離れ
ており、任意の点Ｒとの距離r1,r2が異なるので２つの
球面波は干渉して強度が変化する。図の実線と点線は、
レーザビームの波長λの間隔でそれぞれのピークを示
し、両者が重なる点R1は山（最大強度）となり、両者が
半波長ずれた点R2では谷（最小強度）となる。これらの
角度位置は、波長λと粒径ｄの関係により一意的に決ま
る。
いて説明する。空気中の微粒子と異なり、面板に付着し
た微粒子の場合は、面板の裏面に微粒子の鏡像が生じ、
表面の実微粒子と裏面の鏡像がともに散乱光を散乱す
る。第１図（ａ）において面板１の表面に付着した微粒
子Ｐが粒径ｄの球形とすると、鏡像Ｐ′もまた球形であ
り、これらの散乱光はそれぞれ実線および点線で示す球
面波となって拡散する。P,P′の中心は粒径ｄだけ離れ
ており、任意の点Ｒとの距離r1,r2が異なるので２つの
球面波は干渉して強度が変化する。図の実線と点線は、
レーザビームの波長λの間隔でそれぞれのピークを示
し、両者が重なる点R1は山（最大強度）となり、両者が
半波長ずれた点R2では谷（最小強度）となる。これらの
角度位置は、波長λと粒径ｄの関係により一意的に決ま
る。
第１図（ｂ）は、λとｄの比率を変えた場合の指向性
の変化を示すもので、放射状に延びた実線は強度最大の
山を示し、谷はこれらのほぼ中間にある。この指向性を
第１象限（０゜〜90゜）についてみると、ｄ＝λ/2では
山が１方向であるが、λおよび２λでは２方向で角度が
異なる。ｄ＝３λでは３方向、以下同様にｄ＝ｎλでは
ｎ方向で各方向の角度が移動している（図はｎ＝５まで
を示す）。実際の波長λと粒径ｄについて数値的にみる
と、ヘリウム・ネオンレーザは、λ＝0.6328μｍで、λ
/2＝0.32μｍ、５λ＝3.1μｍである。
の変化を示すもので、放射状に延びた実線は強度最大の
山を示し、谷はこれらのほぼ中間にある。この指向性を
第１象限（０゜〜90゜）についてみると、ｄ＝λ/2では
山が１方向であるが、λおよび２λでは２方向で角度が
異なる。ｄ＝３λでは３方向、以下同様にｄ＝ｎλでは
ｎ方向で各方向の角度が移動している（図はｎ＝５まで
を示す）。実際の波長λと粒径ｄについて数値的にみる
と、ヘリウム・ネオンレーザは、λ＝0.6328μｍで、λ
/2＝0.32μｍ、５λ＝3.1μｍである。
以上により球形の微粒子とその鏡像との散乱光の球面
波は互いに干渉して、波長に対する粒径の大きさの比率
で決まる干渉縞パターンが生ずる。このパターンの強度
分布を複数の単位受光器で角度区分して受光し、予め標
準粒子に対するテストによりえられた干渉パターンと比
較して、粒径を求めることができる。ただし、ｄ＝λ/2
以下に対しては、パターンの変化が乏しいので特定する
ことは困難である。また、ｄ＝５λ程度以上に対して
は、パターンの変化する角度が小さくなって区分が困難
になる。しかし、ｄ＝λ/2＝0.32μｍ〜５λ＝3.1μｍ
の範囲は実用上重要であり、この範囲は特定できるもの
である。
波は互いに干渉して、波長に対する粒径の大きさの比率
で決まる干渉縞パターンが生ずる。このパターンの強度
分布を複数の単位受光器で角度区分して受光し、予め標
準粒子に対するテストによりえられた干渉パターンと比
較して、粒径を求めることができる。ただし、ｄ＝λ/2
以下に対しては、パターンの変化が乏しいので特定する
ことは困難である。また、ｄ＝５λ程度以上に対して
は、パターンの変化する角度が小さくなって区分が困難
になる。しかし、ｄ＝λ/2＝0.32μｍ〜５λ＝3.1μｍ
の範囲は実用上重要であり、この範囲は特定できるもの
である。
［実施例］ 第２図は、この発明による干渉パターンによる微粒子
の粒径検出方法の実施例における構成図である。図は回
転走査方式であるが、XY走査方式でもよい。スピンドル
２により回転する面板１に対して、レーザビームＬが垂
直に投光されてスポットSpを生ずる。スポットSpに対し
て、これを中心としてｎ個の単位受光器７−1,7−２…
…７−ｎを放射状に配列して受光器７を構成する。各単
位受光器は、レーザビームＬと面板１に支障しない範囲
に可及的に大きい角度範囲（例えば15゜〜75゜）に配列
する。個数ｎを多くして、各単位受光器の間の角度δθ
を小さくするほど、干渉パターンを正確に検出できる。
各単位受光器７−1,7−２……７−ｎが受光した散乱光
はそれぞれ、光電変換器８−1,8−２……８−ｎにより
電圧信号に変換されてデータ処理装置９に入力し、パタ
ーン処理により干渉パターンがえられ、予め標準粒子の
テストによりえられているパターンと比較されて微粒子
の粒径が特定される。パターン処理の詳細説明は省略す
る。
の粒径検出方法の実施例における構成図である。図は回
転走査方式であるが、XY走査方式でもよい。スピンドル
２により回転する面板１に対して、レーザビームＬが垂
直に投光されてスポットSpを生ずる。スポットSpに対し
て、これを中心としてｎ個の単位受光器７−1,7−２…
…７−ｎを放射状に配列して受光器７を構成する。各単
位受光器は、レーザビームＬと面板１に支障しない範囲
に可及的に大きい角度範囲（例えば15゜〜75゜）に配列
する。個数ｎを多くして、各単位受光器の間の角度δθ
を小さくするほど、干渉パターンを正確に検出できる。
各単位受光器７−1,7−２……７−ｎが受光した散乱光
はそれぞれ、光電変換器８−1,8−２……８−ｎにより
電圧信号に変換されてデータ処理装置９に入力し、パタ
ーン処理により干渉パターンがえられ、予め標準粒子の
テストによりえられているパターンと比較されて微粒子
の粒径が特定される。パターン処理の詳細説明は省略す
る。
［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明の干渉パ
ターンによる微粒子の粒径計測方法においては、面板に
付着した微粒子は、面板の裏面に鏡像が生じ、両者の球
面波がレーザビームの波長と微粒子と粒径の比率で決ま
る干渉パターンを生ずることに着目したもので、複数の
単位受光器により角度区分して受光してパターンの強度
分布を検出し、これを標準両者の干渉パターンと比較す
ることにより、上記の比率が1/2〜５程度の範囲内の粒
径（ヘリウム・ネオンレーザの場合、0.3〜3.1μｍ）を
計測するもので、従来の受光信号レベルによる方法のご
とくレーザスポットの強度などの変動による粒径の誤差
を生ずることがなく、つねに正しい粒径が計測される効
果があるものである。
ターンによる微粒子の粒径計測方法においては、面板に
付着した微粒子は、面板の裏面に鏡像が生じ、両者の球
面波がレーザビームの波長と微粒子と粒径の比率で決ま
る干渉パターンを生ずることに着目したもので、複数の
単位受光器により角度区分して受光してパターンの強度
分布を検出し、これを標準両者の干渉パターンと比較す
ることにより、上記の比率が1/2〜５程度の範囲内の粒
径（ヘリウム・ネオンレーザの場合、0.3〜3.1μｍ）を
計測するもので、従来の受光信号レベルによる方法のご
とくレーザスポットの強度などの変動による粒径の誤差
を生ずることがなく、つねに正しい粒径が計測される効
果があるものである。
第１図（ａ）および（ｂ）は、この発明の干渉パターン
による微粒子の粒径計測方法における面板の微粒子の干
渉パターンの説明図、第２図は、この発明の干渉パター
ンによる微粒子の粒径計測方法の実施例の構成図、第３
図（ａ）および（ｂ）は面板欠陥検査装置の構成図と、
これによる標準粒子の粒径の実側データの説明図であ
る。 １……ウェハ面板、２……スピンドル、 ３……集束レンズ、４……受光レンズ、 ５……光電変換器、６……レベル識別器、 ７……受光器、７−1,7−２〜７−ｎ……単位受光器、 ８……光電変換器、９……データ処理装置。
による微粒子の粒径計測方法における面板の微粒子の干
渉パターンの説明図、第２図は、この発明の干渉パター
ンによる微粒子の粒径計測方法の実施例の構成図、第３
図（ａ）および（ｂ）は面板欠陥検査装置の構成図と、
これによる標準粒子の粒径の実側データの説明図であ
る。 １……ウェハ面板、２……スピンドル、 ３……集束レンズ、４……受光レンズ、 ５……光電変換器、６……レベル識別器、 ７……受光器、７−1,7−２〜７−ｎ……単位受光器、 ８……光電変換器、９……データ処理装置。
Claims (2)
- 【請求項１】ウェハ面板に対して垂直に投光されたレー
ザビームのスポットにより該面板を走査し、該面板の表
面に存在する欠陥による散乱光を受光して該欠陥を検出
する面板欠陥検査装置において、該面板に付着した微粒
子の散乱光と、該面板の表面に関して対称位置に生ずる
該微粒子の鏡像による散乱光との干渉縞のパターンを、
複数の単位受光器により角度区分して受光して検出し、
該検出された干渉パターンを予め標準粒子のテストによ
りえられた干渉パターンと比較して、上記微粒子の粒径
を求めることを特徴とする、干渉パターンによる微粒子
の粒径計測方法。 - 【請求項２】上記単位受光器は、多数のオプチカルファ
イバ素線を一括したバンドルよりなり、複数個の該単位
受光器を上記レーザビームと面板を含む平面の第１象限
内で、上記スポットを中心として放射状に配列した、請
求項１記載の干渉パターンによる微粒子の粒径計測方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63297301A JP2631725B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63297301A JP2631725B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143139A JPH02143139A (ja) | 1990-06-01 |
| JP2631725B2 true JP2631725B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=17844738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63297301A Expired - Fee Related JP2631725B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 干渉パターンによる微粒子の粒径計測方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631725B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7251040B2 (en) * | 2005-01-21 | 2007-07-31 | Uchicago Argonne Llc | Single metal nanoparticle scattering interferometer |
| JP4700554B2 (ja) * | 2005-06-30 | 2011-06-15 | パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社 | 異物検出装置 |
| JP4700574B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2011-06-15 | パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社 | 異物検出装置 |
| JP4648880B2 (ja) * | 2006-07-31 | 2011-03-09 | パナソニック電工Ｓｕｎｘ株式会社 | 異物検出装置 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63297301A patent/JP2631725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02143139A (ja) | 1990-06-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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