JP2997455B1 - Ｐｍｔ異物検出装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 ＰＭＴ電圧を自動的に調節でき、異物と窪み
とを区別して検出できるＰＭＴ異物検出装置及びＰＭＴ
異物検出方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 半導体ウェーハ１を保持して移動するス
テージ１０を設け、レーザー光を発生する発生手段１４
を有し、この発生手段１４により発生したレーザー光を
種々の角度から照射する照射手段１３−１、１３−２を
備え、この照射手段１３−１、１３−２にレーザー光を
誘導する誘導ミラー１７ａ、１７ｂ及び照射手段１３−
１、１３−２から照射されるレーザー光を屈折させて半
導体ウェーハ１の表面に照射するミラー１８−１、１８
−２を設けるとともに、レーザー光が異物により乱反射
する散乱光を検出するＰＭＴ１２を設け、このＰＭＴ１
２が検出した散乱光が検出上限を上回る場合に自動的に
ＰＭＴ電圧を調節して再スキャンできるように制御する
制御部１９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、ＰＭＴ異物検出装
置及びＰＭＴ異物検出方法に係り、より詳細には被測定
物の表面にレーザー光を照射して付着した異物により乱
反射する散乱光をＰＭＴにより検出することで被測定物
の表面に残存する異物を検出するＰＭＴ異物検出装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、半導体装置の製造工程で
は、製造工程中に異物などの汚染物質（以下、異物と称
す）が半導体ウェーハの表面に付着すると、大きく歩留
りを低下させてしまうため、極めて清浄な状態を維持す
ることが要求される。特に、最近では、半導体装置のパ
ターン形成において集積度の高い製品が要求され、半導
体装置に付着する異物が生産工程の歩留りに与える影響
が極めて大きくなっている。このような半導体装置の製
造工程では、製造工程中に突発的に発生する異物を、例
えば、異物検出装置を使用して汚染状況をチェックする
ことで歩留りの低下を防止している。このような異物検
出装置の一つとして、例えば、半導体ウェーハの表面に
レーザー光を照射して付着している異物に乱反射した散
乱光をＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔ
ｕｄｅ：光電子増倍管）が検出して汚染状況を確認する
ＰＭＴ異物検出装置がよく知られている。図４は、この
ような半導体ウェーハの異物を検出する従来のＰＭＴ異
物検出装置の構成を示す構成図である。

【０００３】図４に示すように、従来のＰＭＴ異物検出
装置は、半導体ウェーハ１を載置して保持するステージ
２０と、レーザー光を発生させる発生手段２４と、この
発生手段２４から発生したレーザー光の照射幅を拡大し
て集光することで照射する照射手段２３と、この照射手
段２３から照射されたレーザー光をステージ２０に保持
された半導体ウェーハ１の表面に向かって屈折させるミ
ラー２８と、半導体ウェーハ１の表面に照射したレーザ
ー光が所定の角度で反射する反射光を吸収するライトラ
ップ２５と、半導体ウェーハ１の表面に照射されたレー
ザー光が異物により乱反射する散乱光を検出するＰＭＴ
２２と、このＰＭＴ２２からの検出結果を受信するとと
もにステージ２０を制御する制御部２９とを備えてい
る。ここで、ステージ２０は、載置された半導体ウェー
ハ１の表面にレーザー光を照射する照射位置を変えられ
るように、ステージ２０の底部で前後方向にスライドす
る下部ステージ２０ｂと、この下部ステージ２０ｂの上
部に設置されて左右方向にスライドする上部ステージ２
０ａとを備えている。

【０００４】また、ステージ２０の片側には、レーザー
光を発生させる発生手段２４を備えている。この発生手
段２４の近傍には、発生手段２４により発生したレーザ
ー光を所定の幅に拡大するビームエキスパンダ２３ａ
と、このビームエキスパンダ２３ａを通過したレーザー
光を集光する集光レンズ２３ｂとを備えた照射手段２３
が設けられている。

【０００５】また、ミラー２８は、集光レンズ２３ｂか
ら照射されたレーザー光をステージ２０に載置された半
導体ウェーハ１の表面に屈折させて照射するようにステ
ージ２０の上部に所定の角度を備えて固定されている。

【０００６】また、ライトラップ２５は、ミラー２８の
屈折により半導体ウェーハ１の表面に照射したレーザー
光が所定の角度で反射する反射光を吸収するように設け
てある。

【０００７】また、ＰＭＴ２２は、半導体ウェーハ１の
表面に照射したレーザー光が表面に付着した異物により
乱反射する散乱光を検出するために設けてある。このＰ
ＭＴ２２は、半導体ウェーハ１の表面から乱反射する散
乱光を検出し、２次電子を利用して検出した光電流を増
幅するとともに、アンプ２６を介して異物の検出信号と
して制御部２９に送信するように形成されている。

【０００８】制御部２９は、ステージ２０とＰＭＴ２３
とに各々接続され、ＰＭＴ２２の検出データを受けて異
物の付着状況を画面表示するコンピュータ２９ａと、こ
のコンピュータ２９ａから信号を受けてステージ２０を
制御するコントローラ２９ｂとを備えている。

【０００９】次に、このように形成された従来のＰＭＴ
異物検出装置を使用して異物を検出するＰＭＴ異物検出
方法を説明する。図１に示すように、まず、ステージ２
０に半導体ウェーハ１をセットする。このようなセット
動作では、通常、測定者が手動でステージ２０にセット
する方法と、半導体ウェーハ１を複数収納したカセット
（図示せず）から搬送機構（図示せず）によって自動的
にセットする方法とがある。図１に示した装置では、後
者の場合であり、この場合には搬送機構もコントローラ
２９ｂを介してコンピュータ２９ａで制御されている。

【００１０】また、半導体ウェーハ１がステージ２０に
セットされると、発生手段２４によりレーザー光を発生
させる。そして、発生手段２４から発生したレーザー光
は、照射装置２３により照射幅を拡大するとともに集光
させて照射する。この際、レーザー光は、ビームエキス
パンダ２３ａを通過することによりスポット径（照射
幅）が拡大され、更に集光レンズ２３ｂにより集光する
ことでミラー２８の方向に照射される。また、このよう
に照射したレーザー光は、ミラー２８により所定の角度
に屈折され、ステージ２０にセットされた半導体ウェー
ハ１の表面に照射される。

【００１１】通常、レーザー光は、半導体ウェーハ１の
表面に対し、ある角度をもって斜め方向から照射する。
これは、レーザー光が被測定物の表面で反射する際、そ
の位置に異物があると、その大きさに応じた強さの散乱
光が発生して異物を検出できるからである。このように
異物により乱反射する散乱光は、ステージ２０の上部に
設けたＰＭＴ２２により検出される。そして、検出した
データは、アンプ２６とコントローラ２９ｂとを介して
コンピュータ２９ａに送信される。

【００１２】また、半導体ウェーハ１の所定位置での検
出が終了すると、ステージ２０が移動して次の測定点に
半導体ウェーハ１を移動するととともに、再び前述した
測定を実行する。このように複数回、ステージ２０を移
動して測定を繰り返すことにより、半導体ウェーハ１の
ほぼ全ての表面を検出して測定工程を終了する。

【００１３】検出工程が終了したら、これらの検出デー
タをもとにして、異物の大きさを計算して平面内分布図
としてコンピュータ２９ａの画面に表示させる。また、
コンピュータ２９ａは、ステージ２０を制御して、半導
体ウェーハ１上のどの位置においてどのような強さの散
乱光が検出されたか、或いは、散乱光の強さから計算し
た異物の大きさなどの情報を画面上に表示する。ここで
コンピュータ２９ａは、直接、ステージ２０を制御する
のではなく、コントローラ２９ｂに制御信号を送信する
ことにより間接的にステージ２０を制御している。

【００１４】このように、従来のＰＭＴ異物検出装置
は、半導体ウェーハの表面にレーザー光を照射して乱反
射する散乱光をＰＭＴが検出し、この散乱光の強さによ
りコンピュータが異物の大きさなどの情報を解析及び表
示することで異物により生産工程に悪影響を与えること
を防止していた。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＰＭＴ異物検出装置では、ＰＭＴに加えた電圧の倍率に
応じて検出した電気信号を増幅する構造であり、検出し
た異物の大きさが極端にばらついている場合、検出結果
がＰＭＴの検出上限を上回る散乱光が検出されてしま
う。このような場合、手動でＰＭＴ電圧を下げ、再び、
ＰＭＴ異物検出装置により再測定しなければならないた
め、生産効率を低下させてしまう不具合があった。ま
た、レーザー光の照射により発生する散乱光は、表面に
付着した異物によるものだけてはなく、例えば、半導体
ウェーハ表面の窪み（Ｃｌｙｓｔａｌ Ｏｒｉｇｉｎａ
ｔｅｄ Ｐｉｔ：ＣＯＰ）においても散乱光を発してし
まう。このため、従来のＰＭＴ異物検出装置では、窪み
と異物とを区別することが困難になり、信頼性の高い検
出結果を得ることができないという不具合があった。さ
らに、従来のＰＭＴ異物検出装置では、測定が終了する
まではＰＭＴの検出上限を上回る散乱光強度の検出を確
認できないとともに、ＰＭＴ電圧の調節を１回目の検出
後に実行するため、時間がかかってしまう。また、調節
したＰＭＴ電圧が適切であるかどうかは、もう１度測定
してみないと分からず、最悪の場合、調節後のＰＭＴ電
圧により測定してもなおＰＭＴの検出上限を上回る散乱
光を検出することがあった。

【００１６】本発明はこのような課題を解決し、ＰＭＴ
の検出上限を上回る信号を検出した場合に自動的にＰＭ
Ｔ電圧を落として再スキャンできるＰＭＴ異物検出装置
及びＰＭＴ異物検出方法を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、被測定物表面の異物とＣＯ
Ｐに代表されるような窪みを区別するため、照明レーザ
ー光の角度を変えて検出できるＰＭＴ異物検出装置及び
ＰＭＴ異物検出方法を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明によるＰＭＴ異物検出装置は、被測定物の
表面にレーザー光を照射して乱反射する散乱光をＰＭＴ
により検出することで表面に付着した異物を検出する検
出装置であって、被測定物を保持して前後左右にスライ
ドすることで被測定物に照射するレーザー光の照射位置
を移動できるように設けたステージと、レーザー光を発
生させる発生手段と、この発生手段により発生したレー
ザー光の照射幅を拡大して集光することで照射する照射
手段と、この照射手段から照射されたレーザー光を所定
の角度で屈折させて被測定物の表面に照射するように反
射させる反射手段と、被測定物の表面に付着した異物に
よりレーザー光が乱反射する散乱光を検出するＰＭＴ
と、このＰＭＴが検出した散乱光が検出上限を上回る場
合に自動的にＰＭＴ電圧を調節して再スキャンできるよ
うに制御する制御手段とを備えるここで、照射手段と反
射手段とは、発生手段とＰＭＴとの間に複数配列させて
設けられ、発生手段から発生したレーザー光をステージ
に保持された被測定物の表面に複数の照射手段により複
数の角度から照射できるように設けることが好ましい。
また、発生手段と照射手段との間には発生手段から発生
したレーザー光を複数の照射手段のいずれかに誘導する
誘導手段を設け、ステージの近傍には複数の照射手段に
対応して複数配置されて被測定物の表面に照射したレー
ザー光の反射光を吸収する複数のライトラップを更に設
けることが好ましい。また、複数の照射手段は被測定物
の表面に照射するレーザー光の照射角度を変えて複数回
検出してこの複数の検出データを比較することで異物か
窪みかを判断することが好ましく、照射手段にはレーザ
ー光の照射幅を拡大する拡大部及び拡大部から拡大され
たレーザー光を集光して照射する集光部を備えることが
好ましい。また、制御手段は、ステージ及びＰＭＴに各
々接続して制御するコントローラと、このコントローラ
に接続してＰＭＴの検出データを受けて異物の付着状況
を画面表示するとともに所定の制御信号を送信するコン
ピュータとを備えることが好ましい。また、被測定物は
半導体ウェーハであり、ステージは半導体ウェーハを保
持できるように設けるとともに、誘導手段と反射手段と
はレーザー光を反射するミラーであることが好ましい。

【００１８】また、本発明によるＰＭＴ異物検出方法
は、被測定物の表面にレーザー光を照射して乱反射する
散乱光をＰＭＴにより検出することで表面に付着した異
物を検出する検出方法であって、被測定物の表面に所定
の角度でレーザー光を照射してＰＭＴにより散乱光を検
出することで異物の付着を確認する測定工程と、ＰＭＴ
により検出した散乱光が検出上限を上回る場合に自動的
にレーザー光の照射を停止するとともにＰＭＴ電圧を調
節して再び測定工程を実行するように制御する制御工程
とを備える。ここで、本発明によるＰＭＴ異物検出方法
には、ＰＭＴが検出した散乱光が異物か窪みかを判断す
るために、測定工程で被測定物に照射したレーザー光の
角度を変えて少なくとも１回以上の再スキャンを実行す
る再測定工程を更に設けることが好ましい。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
によるＰＭＴ異物検出装置及びＰＭＴ異物検出方法の実
施の形態を詳細に説明する。図１は、半導体ウェーハの
異物検出に採用した本発明によるＰＭＴ異物検出装置の
実施の形態を示す構成図である。また、図２は、図１に
示したＰＭＴ異物検出装置による異物検出工程の流れを
示すフローチャートである。また、図３は、図１に示し
たＰＭＴ異物検出装置により角度を変えて再スキャンし
た状態を示す図である。

【００２０】図１に示すように、本発明によるＰＭＴ異
物検出装置は、半導体ウェーハ１を載置して保持するス
テージ１０と、レーザー光を発生する発生手段１４と、
この発生手段１４から照射されるレーザー光を２箇所の
位置で各々照射幅を拡大して集光する照射手段１３−
１、１３−２と、発生手段１４から発生されたレーザー
光を照射手段１３−２に反射させて誘導する誘導ミラー
１７ａ、１７ｂと、照射手段１３−１、１３−２から照
射されたレーザー光をステージ１０に保持された半導体
ウェーハ１の表面に屈折させるミラー１８−１、１８−
２と、半導体ウェーハ１の表面に照射したレーザー光が
所定の角度で反射する反射光を吸収するライトラップ１
５ー１、１５−２と、半導体ウェーハ１の表面に照射さ
れたレーザー光が異物により乱反射する散乱光を検出す
るＰＭＴ１２と、半導体ウェーハ１のＰＭＴ異物検出工
程を自動的に実行するために装置全体を制御する制御部
１９とを備えている。

【００２１】ここで、ステージ１０は、上部に載置して
保持した半導体ウェーハ１の位置を移動できるように、
底部で前後方向にスライドする下部ステージ１０ｂと、
この下部ステージ１０ｂの上部に設置されて下部ステー
ジ１０ｂのスライド方向と直交する左右方向にスライド
する上部ステージ１０ａとを備えている。また、ステー
ジ１０の片側には、レーザー光を発生させる発生手段１
４が配置されている。そして、発生手段１４の近傍に
は、図４に示した従来技術とは異なり、２箇所に各々レ
ーザー光の照射幅を拡大して集光する照射手段１３−
１、１３−２を設けてある。

【００２２】ここで、照射手段１３−１は、発生手段１
４により発生したレーザー光の照射幅を所定の幅に拡大
するビームエキスパンダ１３ａ−１と、このビームエキ
スパンダ１３ａ−１を通過したレーザー光を集光する集
光レンズ１３ｂ−１とを備えている。一方、照射手段１
３−２は、照射手段１３−１と同様に、発生手段１４に
より発生したレーザー光の照射幅を所定の幅に拡大する
ビームエキスパンダ１３ａ−２と、このビームエキスパ
ンダ１３ａ−２を通過したレーザー光を集光する集光レ
ンズ１３ｂ−２とを備えている。

【００２３】また、発生手段１４と照射手段１３−１、
１３−２との間には、発生手段１４により発生したレー
ザー光を反射させて誘導する誘導ミラー１７ａ、１７ｂ
が配置されている。ここで、誘導ミラー１７ａは、上下
方向に昇降するように設けてあり、所定の上部から発生
手段１４と照射手段１３−１との間に移動するように設
けてある。一方、誘導ミラー１７ｂは、照射手段１３−
２の近傍に配置されて所定の角度で固定されている。

【００２４】また、ミラー１８−１、１８−２は、照射
手段１３−１、１３−２の集光レンズ１３ｂ−１、１３
ｂ−２を通過して照射されるレーザー光を半導体ウェー
ハ１の表面方向に屈折して照射するように、ステージ１
０の上面に所定の角度を備えて配置されている。ここ
で、ミラー１８−１は、照射手段１３−１の集光レンズ
１３ｂ−１を通過したレーザー光を半導体ウェーハ１の
表面に対して比較的鈍角な照射角度で照射するように設
けてある。また、ミラー１８−２は、照射手段１３−２
の集光レンズ１３ｂ−２を通過したレーザー光を半導体
ウェーハ１の表面に対して比較的鋭角な照射角度で照射
するように設けてある（図３参照）。

【００２５】また、ライトラップ１５−１、１５−２
は、ミラー１８−１、１８−２により半導体ウェーハ１
の表面に照射したレーザー光が、この表面で更に所定の
角度で反射する反射光を吸収するように設けてある。こ
こで、ライトラップ１５−１は、ミラー１８−１により
半導体ウェーハ１の表面に照射して反射したレーザー光
の反射光を吸収する。また、ライトラップ１５−２は、
ミラー１８−２により半導体ウェーハ１の表面に照射し
て反射したレーザー光の反射光を吸収する。このライト
ラップ１５−１、１５−２は、散乱光以外の反射光が異
物の測定を妨げる要因になり得るので、反射光を吸収し
て良好な測定工程を実行するために設けられている。

【００２６】また、ＰＭＴ１２は、半導体ウェーハ１の
表面に照射したレーザー光が表面に付着した異物により
乱反射する散乱光を検出するために設けてある。このＰ
ＭＴ１２は、半導体ウェーハ１の表面から乱反射する散
乱光を検出し、２次電子を利用して検出した光電流を増
幅するとともに、アンプ１６を介して異物の検出信号を
制御部１９に送信するように形成されている。また、Ｐ
ＭＴ１２は、図４に示した従来技術と異なり、制御部１
９から所定の制御信号を受けてＰＭＴ電圧を制御できる
ように設けてある。

【００２７】また、制御部１９は、ステージ１０とＰＭ
Ｔ１２とに各々接続され、半導体ウェーハ１の異物検出
データに応じた異物の付着状況を画面表示して散乱光強
度データの検出及びＰＭＴ電圧の調整を制御する所定の
制御信号を送信できるように設けたコンピュータ１９ａ
と、このコンピュータ１９ａの制御信号を受信してステ
ージ１０及びＰＭＴ１２を制御するコントローラ１９ｂ
とを備えている。このようにＰＭＴ１２及びステージ１
０は、全て制御部１９の制御下にある。

【００２８】ここで、本発明によるＰＭＴ異物検出装置
は、図４に示した従来技術と外見上、何ら変わるもので
はない。しかし、本発明によるＰＭＴ異物検出装置は、
ステージ１０、ＰＭＴ１２の動作による散乱光強度デー
タ、及びＰＭＴ電圧のデータなどを受信して、このデー
タにより自動的にＰＭＴ１２及びステージ１０などの動
作を制御して散乱光強度データの検出及びＰＭＴ電圧の
調整を実行できるように設けてある。また、コンピュー
タ１９ａは、ＰＭＴ１２により検出された異物の位置に
対応する増幅された信号強度のデータとＰＭＴ電圧のデ
ータとを蓄積している。従って、コンピュータ１９ａ
は、これらのデータをもとに、検出中にＰＭＴ１２及び
ステージ１０を制御するとともに、検出工程の終了後に
異物の大きさを計算して平面内分布図として画面に表示
できるように設けてある。

【００２９】このように、本発明によるＰＭＴ異物検出
装置は、図４に示した従来のＰＭＴ異物検出装置とは異
なり、コンピュータ１９ａがコントローラ１９ｂを介し
てステージ１０の移動、ＰＭＴ１２からの散乱光強度デ
ータ検出、並びにＰＭＴの電圧の調整を同時に制御でき
るように形成されている。即ち、コントローラ１９ｂか
らＰＭＴ１２に印加する電圧を制御可能としている。さ
らに詳細に説明すると、コンピュータ１９ａは、検出動
作中にＰＭＴ検出上限を上回る信号を検出した場合、コ
ントローラ１９ｂを介してステージ１０をその場でスト
ップさせるとともに、検出データに基づいてＰＭＴ電圧
を調節する。この際、コンピュータ１９ａは、ＰＭＴ１
２の電圧が高いほど信号増幅率が上がるため、コントロ
ーラ１９ｂを介して徐々に電圧を落とすように制御す
る。そして、ＰＭＴ１２の検出範囲内に信号が入ったこ
とを確認したらスキャンを再び継続する。

【００３０】次に、このように形成された本発明による
ＰＭＴ異物検出装置を使用して異物を検出するＰＭＴ異
物検出方法を詳細に説明する。図１に示したように、ま
ず、測定者は半導体ウェーハ１をステージ１０の上部に
セットする。次に、発射手段１４によりレーザー光を発
生させる。そして、このレーザー光は、発射手段１４の
一端から照射手段１３−１のビームエキスパンダ１３ａ
−１に入光する。

【００３１】レーザー光がビームエキスパンダ１３ａ−
１に入光すると、ビームエキスパンダ１３ａ−１により
レーザー光の照射幅を拡大して照射手段１３−１の集光
レンズ１３ｂ−１に入光させる。集光レンズ１３ｂ−１
は、照射幅が拡大されたレーザー光を更に集光してミラ
ー１８−１の方向に照射する。

【００３２】集光レンズ１３ｂ−１から照射されたレー
ザー光は、ミラー１８−１に反射して所定の角度で屈折
して半導体ウェーハ１の表面に所定の入射角度で照射さ
れる。この際、半導体ウェーハ１の表面に異物が付着し
ていると、照射したレーザー光が異物にあたり乱反射す
ることで散乱光を発生する。一方、半導体ウェーハ１の
表面に異物がない場合、照射したレーザー光は半導体ウ
ェーハ１の表面で入射角度に対する所定の角度で反射し
てストラップ１５−１により吸収される。従って、半導
体ウェーハ１の表面に付着した異物は、散乱光の発生有
無を検出することで確認される。この散乱光の発生有無
は、ステージ１０の上面に配置されたＰＭＴ１２により
検出する。

【００３３】ここで、このような測定工程を図１及び図
２を参照してより詳細に説明する。前述した測定工程
は、図２に示した処理フローに従いコンピュータ１９ａ
がＰＭＴ電圧を自動的に調節しながら測定する。まず、
半導体ウェーハ１をステージ１０の上部にセットする
と、ステージ１０の上部ステージ１０ａと下部ステージ
１０ｂとによる前後左右の移動により所定の測定点に半
導体ウェーハ１をセットする。そして、前述したよう
に、レーザー光を半導体ウェーハ１の表面に照射する。
この際、ＰＭＴ１２が散乱光を検出すると、ＰＭＴ１２
はコンピュータ１９ａに検出データを送信する。そし
て、コンピュータ１９ａは、ＰＭＴ１２から送信された
検出データを受信して、検出された信号がＰＭＴの検出
上限以上であるかを確認する。

【００３４】コンピュータ１９ａにより検出された信号
がＰＭＴの検出上限以上である場合は、コンピュータ１
９ａが発生手段１４及び照射手段１３−１によるレーザ
ー光の照射動作を停止するとともに、コントローラ１９
ｂを介してＰＭＴ１２にＰＭＴ電圧を下げる信号を送信
する。そして、ＰＭＴ電圧を下げると、再び発生手段１
４及び照射手段１３−１によるレーザー光の照射を行っ
て再スキャン動作を実行する。一方、最初の測定及び再
スキャンによりコンピュータ１９ａで検出された信号が
ＰＭＴの検出上限以下である場合は、上部ステージ１０
ａと下部ステージ１０ｂとが更に前後左右に移動して次
の測定点に半導体ウェーハ１をセットして前述した測定
を実行する。このように測定工程を繰り返すことにより
半導体ウェーハ１の表面全体を測定して測定工程が終了
する。また、測定工程が終了したらコンピュータ１９ａ
は、検出された散乱光強度および測定点でのＰＭＴ電圧
をもとに異物のサイズを計算し、半導体ウェーハ１の表
面分布図を画面に表示させる。

【００３５】ここで、このような測定工程により検出し
た検出データは、半導体ウェーハ１の表面に付着した異
物、或いは、表面に形成された窪みかを判断することは
困難である。従って、測定工程により検出した検出デー
タが、異物か窪みかを判断するための測定工程が必要に
なる。本発明によるＰＭＴ異物検出装置では、図１に示
したように、照射手段１３−１に加え、照射手段１３−
２を更に設けてある。これにより、半導体ウェーハ１の
表面に照射するレーザー光の照射角度を変化させて複数
回（図１に示した装置では２回）測定することができ
る。このように、レーザー光の照射角度の異なる各検出
結果を各々比較検討すれば、ある程度、表面の異物と窪
みとを区別することができる。

【００３６】図３を参照して、レーザー光の照射角度を
変化させて異物か窪みかを区別する再測定方法を以下に
詳細に説明する。図１に示した測定工程では、半導体ウ
ェーハ１に対して比較的鈍角にレーザー光を照射させて
検出を行っている。この検出結果のみでは、半導体ウェ
ーハ１の表面に付着する異物か、或いは、表面に形成さ
れた窪みかを区別することは困難である。従って、図３
に示すように、照射手段１３−２を使用して半導体ウェ
ーハ１の表面に対してレーザー光を比較的鋭角に照射し
て再測定工程を実行することで、表面の異物と窪みとを
区別することができる。

【００３７】図３に示すように、異物か窪みかを区別す
る再測定方法は、まず、前述した測定工程が終了する
と、コンピュータ１９ａがコントローラ１９ｂを介して
誘導ミラー１７ａを降下させる。そして、誘導ミラー１
７ａは、発生手段１４と照射手段１３−２との間で停止
する。誘導ミラー１７ａがセットされると、発生手段１
４からレーザー光を発生させる。この際、発生手段１４
で発生したレーザー光は、誘導ミラー１７ａにより下方
向に屈折するとともに、下部に配置した誘導ミラー１７
ｂにより照射手段１３−２に誘導される。この照射手段
１３−２は、照射手段１３−１と同様に、ビームエキス
パンダ１３ａ−２によりレーザー光の照射幅を拡大し、
集光レンズ１３ｂ−２により集光してミラー１８−２の
方向に照射する。集光レンズ１３ｂ−２から照射された
レーザー光は、ミラー１８−２に反射して所定の角度で
屈折して半導体ウェーハ１の表面に所定の照射角度で照
射される。この際、照射角度は、前述した測定工程での
鈍角な照射角度に比べて、鋭角な照射角度で照射され
る。

【００３８】ここで、半導体ウェーハ１の表面に異物が
付着している場合、最初の測定工程で測定した散乱光強
度と、再測定工程で角度を変えて測定した散乱光強度と
にさほどの変化がないことが考えられる。しかし、半導
体ウェーハ１の表面に窪みが形成されていた場合、再測
定工程で角度を変えて測定した散乱光強度は極端に弱く
なると考えられる。従って、測定工程での散乱光強度
と、再測定工程での散乱光強度とを比較することによ
り、最初の測定工程で検出された結果が異物であるの
か、窪みであるのかを区別することができる。

【００３９】このように本発明によるＰＭＴ異物検出装
置は、ＰＭＴ検出上限を上回った場合に、検出範囲内に
入るまで自動的にＰＭＴ電圧を調節できるため、１回の
測定で確実にＰＭＴ検出範囲内の測定を実行することが
できる。また、ＰＭＴ検出上限を上回った場合、従来技
術による検出方法と比べて検出完了までの時間が多くか
かってしまうが、再度測定を行う必要がほぼないため、
全体的に考えれば測定時問を短縮することが可能にな
る。さらに、レーザー光を照射する照射手段を２箇所設
けてレーザー光の照射角度を変化させて異物か窪みかを
区別するため、ＰＭＴ異物検出装置による信頼性の高い
検出結果を得ることができる。

【００４０】以上、本発明によるＰＭＴ異物検出装置の
実施の形態を詳細に説明したが、本発明は前述の実施の
形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない
範囲で変更可能である。例えば、測定工程を実行した後
に、角度を変えて再測定工程を実行する実施の形態を説
明したが、これに限定されるものではなく、測定工程だ
けを実行することも可能である。また、２箇所に照射手
段１３−１、１３−２を設けた実施の形態を説明した
が、これに限定されるものではなく、例えば、複数の照
射手段を配列させて複数の角度から測定することで検出
結果の信頼性を向上させてもよい。

【００４１】さらに、半導体ウェーハの異物検出に採用
したＰＭＴ異物検出装置の実施の形態を説明したが、本
発明は半導体ウェーハのＰＭＴ異物検出装置に限定され
るものではない。

【００４２】

【発明の効果】このように本発明のＰＭＴ異物検出装置
によれば、被測定物の表面に付着した異物を検出する
際、ＰＭＴ電圧を調節してＰＭＴ検出上限を上回る散乱
光を制御手段により検出しないように制御しているた
め、ＰＭＴ検出上限を上回る散乱光の検出により再測定
を実行する必要がなくなり、これにより検査時間の短縮
が図れる。また、被測定物の表面に照射するレーザー光
の角度を複数設けた照射手段により変化させて異物と窪
みとを区別して検出するため、被測定物の異物検出結果
による異物評価の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体ウェーハの異物検出に採用した本発明に
よるＰＭＴ異物検出装置の実施の形態を示す構成図。

【図２】図１に示したＰＭＴ異物検出装置による異物検
出工程の流れを示すフローチャート。

【図３】図１に示したＰＭＴ異物検出装置により角度を
変えて再スキャンした状態を示す図。

【図４】従来のＰＭＴ異物検出装置の構成を示す構成
図。

【符号の説明】

１ 半導体ウェーハ １０ ステージ １０ａ 上部ステージ １０ｂ 下部ステージ １２ ＰＭＴ １３−１、１３−２ 照射手段 １３ａ−１、１３ａ−２ ビームエキスパンダ １３ｂ−１、１３ｂ−２ 集光レンズ １４ 発生手段 １５−１、１５−２ ストラップ １６ アンプ １７ａ、１７ｂ 誘導ミラー １８−１、１８−２ ミラー １９ 制御部 １９ａ コンピュータ １９ｂ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−17645（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−223541（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−284047（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−38348（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−19793（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−55713（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−82603（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/91 H01J 21/66

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定物の表面にレーザー光を照射して
   乱反射する散乱光をＰＭＴにより検出することで表面に
   付着した異物を検出するＰＭＴ異物検出装置において、 前記被測定物を保持して前後左右にスライドすることで
   前記被測定物に照射する前記レーザー光の照射位置を移
   動できるように設けたステージと、 前記レーザー光を発生させる発生手段と、 前記発生手段により発生したレーザー光の照射幅を拡大
   する拡大部及び前記拡大部により拡大されたレーザー光
   を集光させて照射する集光部を備えた照射手段と、 前記照射手段から照射されたレーザー光を所定の角度で
   屈折させて前記被測定物の表面に照射するように反射さ
   せる反射手段と、 前記被測定物の表面に付着した異物により前記レーザー
   光が乱反射する散乱光を検出するＰＭＴと、 前記ＰＭＴが検出した散乱光が検出上限を上回る場合に
   自動的にＰＭＴ電圧を調節して再スキャンできるように
   制御する制御手段とを備え、前記照射手段及び反射手段を前記発生手段と前記ＰＭＴ
   との間に複数配列させて前記発生手段から発生したレー
   ザー光を前記被測定物の表面に複数の角度から照射でき
   るように設け、前記発生手段と照射手段との間に前記発
   生手段から発生したレーザー光を前記複数の照射手段の
   いずれかに誘導する誘導手段を設けたことを特徴とする
   ＰＭＴ異物検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のＰＭＴ異物検出装置に
   おいて、前記誘導手段と反射手段とは、前記レーザー光を反射す
   るミラー（鏡）であることを特徴とするＰＭＴ異物検出
   装置。