JP3379855B2 - 異物検査方法及びその装置 - Google Patents
異物検査方法及びその装置Info
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Description
基板等の半導体基板に対して成膜するスパッタ装置及び
CVD装置、パターンを形成するドライエッチング装
置、レジスト塗布装置、露光装置等様々なプロセス処理
装置を用いて半導体、TFT等を量産する際、様々なプ
ロセス処理装置において、簡素な構成により、半導体ウ
エハ、TFT基板等の繰返しチップが形成された試料上
に付着した異物を検査することができるようにした異物
検査方法及びその装置に関する。
従来技術としては、特開平5−218163号公報及び
特開平3−44054号公報が知られている。
系および検出光学系を備えた検査ヘッドの構成を簡素化
し、チップ比較処理によって試料上に形成された繰返し
チップパターンの影響を受けることなく、試料上に付着
した異物を高感度で検出するという課題に対しては充分
考慮されていなかった。
試料上に斜め方向から直線状に集光して照射する照明光
の照明強度を一様にして、隣接したチップから検出され
る回折光の強度を同じようにしてチップ比較処理によっ
て異物を高感度で検査できるようにした異物検査方法及
びその装置を提供することにある。
に、本発明は、光源から照射された光の強度分布に対し
て複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板
により直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布にして直線状
の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正して
集光光学系により繰返しチップが形成された試料上に斜
め方向から前記直線状に集光して照射し、この照射され
た試料上からの散乱反射光を検出光学系で集光してリニ
アイメージセンサで受光して信号に変換し、これら変換
された信号を繰り返すチップ間で比較して不一致により
試料上の異物として検査することを特徴とする異物検査
方法である。また本発明は、光源から照射された光の強
度分布に対して複数の曲線状透過部を形成したシェーデ
ィング補正板により直線状の幅方向にガウス分布で集光
すると共に直線状の長手方向に照明強度がほぼ一様にな
るように補正して集光光学系により繰返しチップが形成
された試料上に斜め方向から前記直線状に集光して照射
し、この照射された試料上からの散乱反射光を検出光学
系で集光してリニアイメージセンサで受光して信号に変
換し、これら変換された信号を繰り返すチップ間で比較
して不一致により試料上の異物として検査することを特
徴とする異物検査方法である。また本発明は、光源から
照射された光の強度分布に対して複数の曲線状透過部を
形成したシェーディング補正板により直線状の幅方向に
ほぼ同じ位相分布にして直線状の長手方向に照明強度が
ほぼ一様になるように補正して集光光学系により繰返し
チップが形成された試料上に斜め方向から前記直線状に
集光して照射し、この照射された試料上からの散乱反射
光を検出光学系で集光して少なくとも試料上から発生す
る少なくとも0次回折光を遮光する空間フィルタを通し
て得られる散乱反射光をリニアイメージセンサで受光し
て信号に変換し、この変換された信号を繰り返すチップ
間で比較して不一致により試料上の異物として検査する
ことを特徴とする異物検査方法である。また本発明は、
光源から照射された光の強度分布に対して複数の曲線状
透過部を形成したシェーディング補正板により直線状の
幅方向にガウス分布で集光すると共に直線状の長手方向
に照明強度がほぼ一様になるように補正して集光光学系
により繰返しチップが形成された試料上に斜め方向から
前記直線状に集光して照射し、この照射された試料上か
らの散乱反射光を検出光学系で集光して少なくとも試料
上から発生する少なくとも0次回折光を遮光する空間フ
ィルタを通して得られる散乱反射光をリニアイメージセ
ンサで受光して信号に変換し、この変換された信号を繰
り返すチップ間で比較して不一致により試料上の異物と
して検査することを特徴とする異物検査方法である。
度分布に対して複数の曲線状透過部を形成したシェーデ
ィング補正板により直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布
にして直線状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるよ
うに補正して集光光学系により繰返しチップが形成され
た試料上に斜め方向から前記直線状に集光して照射する
照明光学系と、該照明光学系で照射された試料上からの
散乱反射光を集光してリニアイメージセンサで受光して
信号に変換する検出光学系と、該検出光学系のリニアイ
メージセンサから変換された信号を繰り返すチップ間で
比較して不一致により試料上の異物として検査するチッ
プ間比較手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置
である。また本発明は、光源から照射された光の強度分
布に対して複数の曲線状透過部を形成したシェーディン
グ補正板により直線状の幅方向にガウス分布で集光する
と共に直線状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるよ
うに補正して集光光学系により繰返しチップが形成され
た試料上に斜め方向から前記直線状に集光して照射する
照明光学系と、該照明光学系で照射された試料上からの
散乱反射光を集光してリニアイメージセンサで受光して
信号に変換する検出光学系と、該検出光学系のリニアイ
メージセンサから変換された信号を繰り返すチップ間で
比較して不一致により試料上の異物として検査するチッ
プ間比較手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置
である。また本発明は、光源から照射された光の強度分
布に対して複数の曲線状透過部を形成したシェーディン
グ補正板により直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布にし
て直線状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように
補正して集光光学系により繰返しチップが形成された試
料上に斜め方向から前記直線状に集光して照射する照明
光学系と、該照明光学系で照射された試料上からの散乱
反射光を集光して少なくとも試料上から発生する少なく
とも0次回折光を遮光する空間フィルタを通して得られ
る散乱反射光をリニアイメージセンサで受光して信号に
変換する検出光学系と、該検出光学系のリニアイメージ
センサから変換された信号を繰り返すチップ間で比較し
て不一致により試料上の異物として検査するチップ間比
較手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置であ
る。また本発明は、光源から照射された光の強度分布に
対して複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補
正板により直線状の幅方向にガウス分布で集光すると共
に直線状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように
補正して集光光学系により繰返しチップが形成された試
料上に斜め方向から前記直線状に集光して照射する照明
光学系と、該照明光学系で照射された試料上からの散乱
反射光を集光して少なくとも試料上から発生する少なく
とも0次回折光を遮光する空間フィルタを通して得られ
る散乱反射光をリニアイメージセンサで受光して信号に
変換する検出光学系と、該検出光学系のリニアイメージ
センサから変換された信号を繰り返すチップ間で比較し
て不一致により試料上の異物として検査するチップ間比
較手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置であ
る。
て、前記照明光学系のシェーディング補正板における複
数の曲線状透過部の各々を、曲線状の開口で形成したこ
とを特徴とする。
に集光して照射する照明光の照明強度を一様にして、隣
接したチップから検出される回折光の強度を同じように
してチップ比較処理によって異物を高感度で検査するこ
とができる。特に照明光学系におけるシェーディング補
正板として、前記少なくとも直線状方向に周辺部に対し
て中央部の透過面積を減少させた曲線状の透過部分(開
口)を直線状の幅方向に複数有することで、各位相を有
する光束を平均的に通過することになり、結果的に直線
状の幅方向(y軸)上の各点に、ほぼ同じ位相分布の光
束が到達してガウス分布の集光が可能となる。その結
果、直線状の幅方向(y軸)上の各点で最も集光する高
さ(z軸上の位置)が同じとなり(焦点位置が同じとな
り)、正確な直線状の長手方向(x軸方向)についてほ
ぼ一様な照明強度をもったシェーディング補正が可能と
なり、チップ比較処理において検出信号強度の不一致に
よる誤検出を防止して異物を高感度で検査することがで
きる。
製造することができ、その結果異物検査ヘッド全体につ
いても、大幅な原価低減を図ることができる。
する。
参照して説明する。プロセス処理装置としては、代表的
なものとして、ワーク4に対して絶縁膜等の薄膜を成膜
するCVD装置、ワーク4に対して金属薄膜等を成膜す
るスパッタ装置、成膜された金属薄膜等に対してエッチ
ング処理して回路パターンを形成するエッチング処理装
置がある。図1は、前記プロセス処理装置において、異
物検査装置を搭載した模式図を示したものである。本装
置は、プロセス処理室7、ローダ或いはアンローダ付の
ようなワーク供給用ステーション(供給ステーション
(ローダ)8a、回収ステーション(アンローダ))8
a,8bが1つ或いは複数あり、それに検出ヘッド1a
と、走査ステージ1bと、ワーク4を搭載して少なくと
も回転Θ方向に回転位置決め(回転補正)するθステー
ジ3(なお、θステージ3は、リニアイメージセンサで
検出される画像信号を電気的に回転補正することができ
るので、必ずしも必要でない。)とを搭載し、これら走
査ステージ1b及びΘステージ3を駆動制御する検査制
御装置11及びデータ処理部(CPU)9を備えた異物
検査装置1を設置して構成したものである。ワーク(ウ
エハ)4を、ワーク供給ステーション8a,8bからハ
ンドリングするロボット機構5によりバッファチャンバ
6を介してプロセス処理室7へ搬送する前に、異物検査
装置1によりワーク4への異物等の付着状態の計測を行
ない、プロセス処理室7へワーク4を、ハンドリングす
るロボット機構5によりバッファチャンバ6を介してプ
ロセス処理室7へ搬送する。このとき、異物検査装置1
のデータ処理部(CPU)9は、異物等の計測結果を算
出してその値が管理規格値Mpを越えている場合には、
プロセス処理室7でのプロセス処理をしないように、プ
ロセス処理装置を制御する制御装置10へアラーム信号
を送信してハンドリングするロボット機構5を制御して
ワーク供給用ステーション8a,8bに戻す等の方法を
取ることも可能である。このようにすることで、プロセ
ス処理室7におけるワークの不良の作り込みを少なくで
き、しかもプロセス処理装置としての稼働率も向上させ
ることができる。一方、プロセス処理室7へ搬送された
ワーク4は、プロセス処理室7において成膜処理、また
はエッチング処理が行われる。次に処理されたワーク4
を、ハンドリングするロボット機構5によってワーク供
給用ステーション8a,8bに戻す際に、プロセス処理
後のワーク4を異物検査装置1によりワーク4への異物
等の付着状態の計測を行ない、その後ワーク4をハンド
リングするロボット機構5によりワーク供給用ステーシ
ョン8a,8bに収納する。このとき、計測されたワー
ク4への異物等の付着状態の結果は、図2に示すデータ
処理部9のCPU9a等で処理され、データベースとし
てメモリ9b又はハードディスク(図示せず)に保存さ
れる。そしてデータ処理部9のCPU9aは、データベ
ースとしてメモリ9b又はハードディスク(図示せず)
に保存されたプロセス処理室7へ供給する前(プロセス
処理前)にワーク上への異物等の付着状態を示す処理前
の異物マップとプロセス処理室7から処理されて排出さ
れたとき(プロセス処理後)にワーク上への異物等の付
着状態を示す処理後の異物マップとの間において異物数
或いは異物検出位置との比較処理を行ない、プロセス処
理室7におけるプロセス処理においてワーク上への異物
等の付着状態を示す処理による増加異物マップ(増加異
物数及びその位置)をモニタ9e或いはプリンタ9fに
表示させる。(このように処理後の異物マップから処理
前の異物マップとの差をとることについては、特開平2
−170279号公報に記載されている。)このように
してプロセス処理装置においてワーク上への付着した異
物の個数、大きさ(例えば大、中、小の3段階)も含め
た異物の分布(マップ)をデータ処理部9のCPU9a
において算出し、メモリ9b又はハードディスク(図示
せず)に格納して得ることができる。
特開平5−218163号公報にも記載されているよう
に、図3(a)(b)に示す構成がある。即ち、図3
(b)に拡大して示すように、照明光学系31は、高輝
度(高強度)のレーザ光を出力する半導体レーザ32
と、該半導体レーザ32から出力されたレーザ光のビー
ム径を拡大するビーム径拡大光学系33と、該ビーム径
拡大光学系33で拡大されたレーザビームを直線状(ス
リット状)に集光する一軸方向集光レンズ(シリンドリ
カルレンズ)34と、該一軸方向集光レンズ34で集光
されたレーザ光を反射してワーク4上に直線状(スリッ
ト状)に照射するミラー35とを備え、直線状のレーザ
光をワーク4の表面に対して浅い角度で照射するように
構成されている。一軸方向集光レンズ34で直線状(ス
リット状)に集光させているが、ガルバノミラーなどの
ように走査光学系でレーザ光を直線状(スリット状)に
照射することは可能であるが、走査光学系で高速に走査
する必要があるため、光学系が複雑になる反面、ビーム
径拡大光学系が不要となり、高輝度(高強度)のレーザ
光を出力する半導体レーザを用いることができる。また
検出光学系36は、照射された直線状のレーザ光によっ
てワーク4の表面から生じる散乱反射光を集光する広視
野(0.4〜0.6等の高NA(Numerical
Aperture:開口数)であるテレセントリック光
学系37、38と、該テレセントリック光学系37、3
8の中のほぼフーリエ変換面に配置された可変型空間フ
ィルタ39と、リニアイメージセンサ40とを備え、ワ
ーク4の表面に存在する回路パターンのエッジから散乱
反射光或いは繰返し回路パターンの空間周波数を前記可
変型空間フィルタ39で遮光し、異物からの散乱反射光
をリニアイメージセンサ40で受光するように構成され
ている。そして、ワーク4上を制御装置11の制御によ
りワーク4または検出ヘッド1aを一軸方向(x軸方
向)に走査ステージ1bで走査すれば、ワーク4のほぼ
全表面について異物等の付着状態が検査できるように、
検出ヘッド1aは、図3(a)に示すように、前記照明
光学系31と前記検出光学系36とを対にした6個の組
を、各々千鳥状に配置して構成している。従って、ワー
ク4または検出ヘッド1aを相対的に一軸方向(x軸方
向)に一回走査すると、図4(a)に示すようにワーク
4の全面に亘って異物等の付着状態を検査することがで
きる。
学系31と前記検出光学系36とを対にした3個の組を
配置して構成して、ワーク4または検出ヘッド1aを相
対的に一軸方向(x軸方向)に一回走査すると、図4
(b)に示すように検査しない領域も存在するが、ワー
ク4上の概ねの領域について異物等の付着状態を検査す
ることができる。これによれば、検出ヘッド1aを簡素
化でき、高速で検出ヘッド走査を可能にする。また、検
出ヘッド1aとして、前記照明光学系31と前記検出光
学系36とを対にした2個の組を配置して構成して、制
御装置11からの制御により、ワーク4または検出ヘッ
ド1aを相対的にy軸方向にシフトしながら一軸方向
(x軸方向)に三回走査すると、図4(c)に示すよう
にワーク4の全面に亘って異物等の付着状態を検査する
ことができる。しかし、この場合、ワーク4または検出
ヘッド1aを相対的にy軸方向にシフトしながらx軸方
向に三回走査することが必要となり、検出ヘッドの組数
は大幅に減らすことができる反面、走査機構が複雑にな
り、しかも検査時間が多く要することになる。
セス処理装置の制御装置(プロセスガスの流量、プロセ
スガス圧力、ワーク(ウエハ)の温度、ワークに印加す
る電圧等の情報も入力される。)10を接続し、異物検
査装置22a及びパターン検査装置22b等からなる検
査装置22を接続した走査形電子顕微鏡(SEM)21
a、2次イオン質量分析装置(SIMS)21b、走査
形トンネル顕微鏡(STM)21c、分光装置(ST
S)21d等で構成された分析装置21により異物デー
タ解析コンピュータ20等で構成されるシステム構成の
全体を示したものである。異物データ解析コンピュータ
20は、メモリ20bを備えたCPU20aと、データ
を入力するキーボード20c及びマウス20dと、異物
解析結果、並びにアラームを表示しなければならない異
常のプロセス装置名及び異常の着工ロットやウエハを表
示できるディスプレイ装置20eと、異物解析結果、並
びにアラームを表示しなければならない異常のプロセス
装置名及び異常の着工ロットや着工ウエハを出力するプ
リンタ等の出力装置20fと、各プロセス処理装置にお
ける着工ロット単位或いは着工ウエハ単位で異物の発生
状況と推定または確認された異物の発生原因との相関関
係を記憶した外部記憶装置(ハードディスク)20gと
で構成している。そして、異物データ解析コンピュータ
20には、多数の異物検査装置1およびその検査装置が
設置されたプロセス処理装置の制御装置10からのデー
タが入力され、更に異物管理値Mp,Mqを越えた着工
ロットや着工ウエハについて検査装置22や分析装置2
1で詳細に分析された結果とその推定される不良原因
(入力手段20cで入力される。)とが入力され、各プ
ロセス処理装置における着工ロット単位或いは着工ウエ
ハ単位で異物の発生状況と推定または確認された異物の
発生原因との相関関係が外部記憶装置(ハードディス
ク)20gに記憶される。
図2を参照して説明する。即ち、図5(a)にプロセス
成膜装置にオンマシン異物検査装置(オンマシン異物モ
ニタ)1を搭載した実施例を示す。このプロセス成膜装
置は、ローダ(L)部102、アンローダ(U/L)部
103、搬送室104、反応室101で構成され、搬送
室104内に搬送アーム機構5、搬送室104の上側に
オンマシン異物モニタ用検出ヘッド1a’を有する。ロ
ーダ部102よりウエハ4を受け取り、搬送アーム機構
5により反応室101に搬送する。反応室101で処理
されたウエハ4は搬送アーム機構5によりアンローダ室
103に戻す。その際、搬送アーム機構5により移動途
中のウエハ4の表面を搬送室104上側に搭載されたオ
ンマシン異物モニタ用検出ヘッド1a’によりモニタ
(検査)する。この実施例では、処理後のウエハ4の表
面をモニタしているが、処理前或いは処理前後において
ウエハ4の表面をモニタすることも可能である。
出ヘッド部1a’の断面を示す。搬送室104内は、真
空雰囲気であり、その中を搬送アーム機構5の搬送アー
ム5aで移動中のウエハ4を搬送室104上側に搭載し
た検出ヘッド1a’によりモニタ(検査)する。この検
出ヘッド1a’は、搬送室104の上蓋105に取り付
けられた真空対応標準フランジ106上に取り付けられ
ている。検出ヘッド1a’は、照明光学系31、検出光
学系36、ウエハ回転検出系(詳細については後述す
る。)110で構成され、ウエハ回転検出系110によ
りウエハ4の回転を検出してソフト的に(画像処理によ
り)補正し、照明光学系31で照明されたウエハ4の表
面を検出光学系36によりモニタ(検査)する。なお、
真空対応標準フランジ106における検出ヘッド1a’
の照明部106a、検出部106b及び検出部106c
は透明部品で構成される。なお、ミラー35は、真空対
応標準フランジ106上に取付けられてもよい。上記実
施例では、真空対応標準フランジ106を介してモニタ
(検査)しているが、検出ヘッド本体1a’を小形化す
ることによって、搬送室104内、即ち真空雰囲気内に
設置することも可能である。
ついて図6乃至図18を参照して説明する。ウエハ回転
補正について説明する。即ち、図1、図5に示す異物検
出光学系(検出ヘッド)1a、1a’の直前に、ウエハ
回転方向検出器110(図5に示す。)を設ける。ウエ
ハ回転方向検出器110により得られたウエハ回転量
は、ウエハの回転ステージ(Θステージ)3を有する場
合、或いはウエハをハンドリングするロボット機構5の
ハンドが回転機構を有する場合、或いは異物検出光学系
(検出ヘッド)1aが回転する場合は、それにより機構
的に補正する。回転補正機構がない場合は、電気回路或
いはソフト処理によって回転補正を行う。なお、電気回
路或いはソフト処理による回転補正の場合には、Θステ
ージまたはロボット機構のハンドまたは異物検出光学系
による回転補正機構を必要としないため、機構として簡
素化、及び小形化をはかることができると共にウエハの
寸法に変化にも容易に対応することができる。まず、ウ
エハの回転方向を検出するために、 (1)ウエハのオリフラ方向を検出する。 (2)ウエハの回路パターン方向を検出する。 回折光検出 回路パターン画像検出(特徴抽出) 厳密には、回路パターン方向とオリフラ方向がずれてい
るので、正確に回路パターンの方向を検出する必要があ
る場合には、回路パターンの方向を検出しなければなら
ない。
の下を通過、或いは一時静止時にウエハの回転方向を検
出する。 (1)ウエハのオリフラ方向を検出する方法について具
体的に説明する。図6より第1のウエハ回転方向検出器
110aの検出方法について説明する。即ち、数個の発
光点152を有する照明系の下をウエハ4がウエハ移動
方向Vに沿って通過し、153の位置から154の位置
に移動する。図にウエハ回転方向検出器151の照明系
の発光点152から出た照明光のウエハ4上の軌跡15
5を示す。発光点Aの場合、照明光がウエハ4に当たり
始める時間Asとウエハ4がはずれる時間Aeとを測定
し、これを他の発光点B〜Gについても行う。以上のデ
ータとウエハ4の移動時間によりウエハ4のオリフラ1
56の方向を求め、ウエハ4の回転ずれ量θ1を計算す
る。またウエハ4の回転方向の検出方法としては、スク
ライブエリア検出、チップ検出、アライメントマーク等
の特殊マーク検出がある。
0b及び第3のウエハ回転方向検出器110cの検出方
法について説明する。即ち、第2のウエハ回転方向検出
器110bは、(b)に示すように、線状に照明する照
明光源162と線状に照明されたウエハ4のオリフラエ
ッジも含め輪郭から反射した反射光を検出する線状に配
列されたセンサ163とで構成され、該センサ163で
検出される反射画像信号に基づいて図6と同様にオリフ
ラエッジ156の方向(ウエハ4の回転ずれ量θ2)を
求めることができる。ここで、このように反射光検出の
場合は、オリフラエッジを検出する以外に、ウエハ4の
表面上にある回路パターン(スクライブエリア検出、チ
ップ検出、アライメントマーク等も含む)の像の特徴を
抽出することにより、ウエハの回転ずれ量を計算して検
出することもできる。また第2のウエハ回転方向検出器
110cは、(c)に示すように、線状に照明する照明
光源166とウエハ4のオリフラエッジも含め輪郭で遮
蔽された光を検出する線状のセンサ167とで構成さ
れ、該センサ167で検出される遮蔽光画像信号に基づ
いて図6と同様にオリフラエッジ156の方向を求める
ことができる。
る方法について具体的に説明する。
光検出によるウエハ回転ずれ量を検出する方法について
説明する。図8に、ウエハ回転方向を検出するために、
ウエハ回転方向検出器110dによるウエハ4上の回路
パターンからの回折光を検出する方法を示す。レーザ光
源等から構成された照明光源171から出射された光を
集光レンズ172で集光させてミラー173で反射させ
て斜方照明によりウエハ4上の回路パターンを照明し、
その回折光を上方に設けた対物レンズ174と検出器1
75とにより検出する。ここで、検出器175は対物レ
ンズ174のフーリエ変換面位置に設置し、ウエハ4は
一軸方向移動中でも、一時静止中でもよい。フーリエ変
換面上での検出像を図8(b)(c)に示す。同図
(b)は、ウエハ回転無(ウエハ基準位置)の場合であ
り、ウエハ上の主たる回路パターンまたは繰返し回路パ
ターンからの回折光(0次光)177は検出器175の
中央(Y軸方向の中心)に結像する。同図(c)は、ウ
エハ回転有の場合であり、ウエハ上の主たる回路パター
ンまたは繰返し回路パターンからの回折光(0次光)1
78は検出器175の中央からΔdずれて結像する。こ
のずれ量Δdは、ウエハの回転ずれ量θ3と相関関係に
あり、ずれ量Δdからウエハの回転ずれ量θ3を求めら
れる。即ち、検出器175に接続されたCPU176
は、検出器175から検出される回折光に基づく画像信
号からずれ量Δdを算出し、このずれ量Δdからウエハ
の回転ずれ量θ3を算出することができる。ここで、照
明光源171から出射される光が、ウエハ4の表面上に
斜め方向から集光照射される(投影される)関係で、照
明光源171としては点光源ほど、回折光はシャープに
結像するため、ウエハの回転ずれ量の検出精度は高くな
る。また検出器としては、TVカメラ、一次元リニアセ
ンサ、或いはポジションセンサ等を用いることができ
る。
ために、ウエハ上の回路パターンからの回折光を検出す
る方法として、図8における斜方照明の代わりに、垂直
照明を用いた場合(ウエハ回転方向検出器110e)を
示す。即ち、図8における照明光源171、集光レンズ
172及びミラー173の代わりに、照明光源181及
びハーフミラー182によって構成した。この場合、図
8に比べてユニット本体の小形化が可能なことと、ウエ
ハの回転ずれ角において全角度(360度)が検出可能
なことである。即ち、ウエハ4上に形成されている回路
パターンには、主としてX方向成分とY方向成分とから
成り立っているため、ウエハ回転無(ウエハ基準位置)
の場合には、(b)に示すように十字状の回折光(0次
光)183が検出器175のX,Y軸方向に結像し、ウ
エハ回転有の場合には、(c)に示すように回折光18
4が検出器175のX,Y軸方向から角度θ4ずれて結
像される。検出器175に接続されたCPU176は、
検出器175から検出される十字状の回折光に基づく画
像信号から角度ずれ量θ4を算出し、この角度ずれ量θ
4からウエハの回転ずれ量θ4を算出することができ
る。
るために、ウエハ上の回路パターンからの回折光を検出
する方法として、図8における上方に設置した検出器及
びレンズを斜め方向に設置した場合(ウエハ回転方向検
出器110f)を示す。即ち、図8における検出器17
5及びレンズ174の代わりに、検出器192及びレン
ズ193を斜め方向に設置して構成した。そして照明光
源195と集光レンズ196とで構成される照明光学系
194も、検出器192とレンズ193とで構成される
検出光学系191とが対向するように配置されている。
この場合、ウエハ回転無(ウエハ基準位置)の場合に
は、(b)に示すように回折光(0次光)197が検出
器193の中央(Y軸方向の中心)に結像し、ウエハ回
転有の場合には、(c)に示すように回折光198が検
出器192の中央(Y軸方向の中心)から偏位Δd’と
角度Δθ5とがずれて結像される。この合成されたずれ
量Δd’+Δθ5は、ウエハの回転ずれ量θ5と相関関
係にあり、合成されたずれ量Δd’+Δθ5からウエハ
の回転ずれ量θ5を求められる。即ち、検出器193に
接続されたCPU176は、検出器192から検出され
る回折光に基づく画像信号から合成されたずれ量Δd’
+Δθ5を算出し、このずれ量Δd’+Δθ5からウエ
ハの回転ずれ量θ5を算出することができる。
るために、ウエハ回転方向検出器110gによるウエハ
上の回路パターン像を用いる方法を示す。即ち、照明光
源202と集光レンズ203とミラー204とハーフミ
ラー205とによって構成された上方照明光学系201
により、ウエハ4上の繰り返される回路パターンを照明
し、この照明されたウエハ4上の回路パターンの光像
を、対物レンズ207と結像レンズ208と検出器20
9とから構成される検出光学系206によって検出す
る。検出器209がTVカメラの場合には、ウエハの一
時静止画像を、また検出器209がリニアセンサの場合
にはウエハは一軸走査中で、結像されたウエハ4上の回
路パターンの光像を撮像して検出することができる。同
図(b)には検出画像を示す。検出器209に接続され
たCPU176は、同図(b)に示す画像におけるチッ
プ210の傾斜角またはスクライブエリア211の方向
を検出することによって、ウエハ4の回転ずれ量を算出
することができる。
する。本出願の対象は基本的には半導体であるが、微細
パターンが繰り返し形成された、たとえば、液晶表示素
子及びこの形成過程の基板、その他のパターンが形成さ
れた基板であっても良い。本出願の異物検査装置は、隣
接チップ比較が重要技術である。この隣接チップ比較技
術は、隣接チップの対応点を知り、対応点の検出出力信
号レベルを比較し同じ信号レベルで有れば、いずれのチ
ップにも欠陥や異物は存在しないと判断し、信号レベル
に違いが大きければ、信号レベルの大きい方のチップ上
に欠陥あるいは異物が存在すると判断する。この技術
は、上記説明したように隣接チップ間の対応点を見つけ
る必要がある。この対応点を見つける方法は、もちろん
何であってもかまわないわけである。一例として、全て
のデータ取得後に、チップが配列している方向と考えら
れる方向x,yについてデータの相関関数を取り、相関
関数の周期からチップのサイズpと配列方向θを算出す
ればよい。この方法は、データを格納する記憶装置に大
きな容量が必要になるため、以下の方法も考えられる。
すなわちチップピッチpを設計データから取り込み、チ
ップ配列の方向をウエハ毎に検出する事で隣接チップ間
の対応点を知ることができる。(図13) この方法では、チップ配列の方向、すなわちウエハの回
転方向を知ることが必要である。一つの方法として、ウ
エハ4に形成されたオリフラ(オリエンテーションフラ
ット)156の向きを測定しても良い。これは、パター
ン形成の際、オリフラの向きを基準にしていることが前
提である。また、別の方法として、ウエハ上に形成され
ているチップの方向θを直接計測しても良い。ところ
が、ウエハ上に形成されたパターンは複雑な場合が多く
パターンの形状からパターンの形成方向を測定すること
は難しい。ここで、図12にウエハ回転方向検出器11
0eで示すように、形成されたパターン上に光ビームを
照射するとパターンの形状により回折が生じ回折パター
ンが検出できる。多くのウエハ上のパターンは、x及び
y方向を持つ基本パターンの繰り返しで形成されている
場合が多いため、この回折パターンは主に、x及びy方
向に射出する、言い換えれば、図12に示すように、0
次回折光184がx及びy方向に回折する。そこで、検
出像(回折像)185から0次回折光184の方向を測
定すれば、ウエハ4上のパターンの方向θを正確に知る
ことができる。
だデータ上の隣接チップ間の対応点(図14に示すa、
a’の座標関係187)を知るため(図12に示す電気
的処理によるウエハ回転補正187において回転補正オ
ペレータによるチップピッチpに対するチップの配列方
向θ回転補正するため)に用い、リニアイメージセンサ
40で得られる画像データ(図15にメモリ範囲で示す
画像)を順次メモリ189に格納させ、比較手段190
は、これら対応点(図15に示すaとa’、bとb’)
を順次比較していくことで上記比較検査(異物等の欠陥
検査)を実現する。この方法は、取り込んだ画像データ
を一時的にメモリ189に格納する記憶容量が必要にな
る一方、機構部が不必要で信頼性の高いシステムを実現
できる。また、別の方法として、図17に示すように、
上記のチップの配列方向θにリニアイメージイメージセ
ンサ(1次元検出器)40の長手方向が平行になるよう
に検出系36全体を回転する事で、隣接チップ上の対応
点が必ず検出器40上にくるようにすることができる。
この方法により対応点を知るために一時的に画像データ
をメモリ189に格納する容量を最小にできる。逆に、
この方法は検出器36全体を回転させる必要があるた
め、回転機構部が必要となる。
フラあるいはノッチ等が形成されていないワーク(ウエ
ハ)のチップの配列方法を検出できるという効果があ
る。また、この方法は、ワーク(ウエハ)上のパターン
を直接測定するので、オリフラ等を用いた方法より高精
度の測定と高精度の対応点を取ることが可能となる。以
下、回転検出部110の具体的構成を図12に基づいて
説明する(図9にも同様な構成が示されている。)。回
転検出部110eは、できる限り点光源に近い光源18
1、ハーフミラー182、結像光学系174、2次元の
検出器175から構成される。点光源181は、ハーフ
ミラー182、結像光学系174、ウエハ4を介して、
検出器175上に結像する。ここで、ワーク(ウエハ)
4は、基本的にはミラーと考えて良い。
ハ)4との間は、無限遠系(テレセントリック光学系)
に構成されていると良い。この部分が無限遠系に構成さ
れている場合、ワーク(ウエハ)4の光軸方向の位置が
多少の変動をしても検出結果に大きな影響を及ぼさない
という効果を持つ。検出器175で検出した画像(回折
像)185を図12に示す。多くの半導体パターン及び
液晶表示のディスプレイパターンでは、図に示したよう
なx方向とy方向の0次回折光184が十字状の直線に
検出される。ここで、この回折光184の方向がウエハ
4上のチップ配列θの方向に対応する。ここで検出され
た画像185から、よく知られたHough変換186
によって十字形状を形作る直線の方向が測定できる。こ
こで特徴的なのは、ワーク(ウエハ)4が光軸に対し
て、垂直あるいはほぼ垂直に載置されている場合、通常
2次元であるHough変換を1次元に圧縮できる。次
に2つの直線の(数1)式(数2)式を示す。
ため、実質的に変数は一つである。ここで、光軸中心を
画像の原点として、上記の(数1)式、(数2)式のx
及びyに直線上の座標を代入すればθが算出できる。画
像上の全ての点についてこのθを算出しその際の画像上
の検出出力で重み付けしたヒストグラムを図18(a)
に示すように作成する。このヒストグラムのピークが上
記の直線のθ1、θ2になる。これは、直線上の画素では
信号が大きく検出されるためである。
うとするとヒストグラムの段階を高分解能にする必要が
ある。ところが、ヒストグラムの段階を高分解能にする
と縦軸の値が小さくなり、曲線がなめらかでなくなり、
ピークを算出する時の精度が落ちることになる。そこ
で、これらのトレードオフを解決する方法として、次の
(数3)式に示した重心算出方法が良い。(数3)式
は、θ1の算出式を示したが、θ2についても同様に算出
することができる。
検出像185の0次回折光184の強度を表す。この方
法は、回転位置θ1又はθ2が存在する範囲(θ1−δ0<
θ<θ1+δ0又はθ2−δ0<θ<θ2+δ0)を予め知っ
ている必要があり、存在範囲をより正確に予測できたと
きに検出精度が向上する。従って、事前にオリフラ合わ
せ等により各ワーク(ウエハ)の向き、つまりチップ配
列方向θをある範囲にそろえておく必要がある。また、
1次以上の回折光が存在しない場合は、加算範囲を0度
から90度にしても理論上は完全な値が算出できる。従
って、1次以上の回折光強度は小さい方が望ましい。演
算時間が問題にならなければ、2次元のHough変換
を用いれば良いのは言うまでもない。
ラムを求めたが、演算時間の短縮と言う観点からは、t
anθ、sinθあるいはcosθを算出してヒストグ
ラムを求めても良い。微細な光軸のずれがあった場合、
θは誤差を持った状態で算出される可能性がある。この
回折光を用いた方式の場合、微細な光軸のずれは具体的
には、ヒストグラムのピークの山割れ現象(図18
(c)に示す。)となる。これは、図18(b)に示す
ように、回折パターン184の場合、真の直線の方向θ
に対して芯ずれの際に算出される誤差を持った角度が、
+側と−側に存在するために生じる。従って、上記に示
したように、重心を算出する場合、光軸のずれはキャン
セルされることになる。この意味でも、(数3)式に基
づいて、重心を求める方法は高精度算出が期待できる。
法は、光軸中心が、検出した画像上に無い場合も適用可
能である。具体的には、画像の外に存在する光軸中心を
画像と同一の座標系で表せばよい。この回折光を用いる
方法では、光軸中心の検出信号出力が極端に大きい場合
が多く画像上の光軸中心の周囲の広い範囲に渡って検出
器の出力が飽和してしまうことが多い。そこで、光軸中
心の適当な範囲をマスクしてしまい、θの算出に使わな
い方が検出精度が向上する場合が多い。このマスクは、
光学系上に設置された遮光板、あるいは、検出した信号
の中心部のデータを用いないと言ったソフト上のsマス
クであっても良い。実際には、図12の検出像185に
示すように、±1次あるいは±2次の回折パターン19
2が形成、検出される。ところが、通常は、これらのパ
ターン192は、0次回折光184より微弱であるた
め、以下に示す方法で無視できる。第一に、しきい値を
用いて2値化する方法、第二に多値のデータを用いる方
法である。検出器が2次元の場合を説明したが、1次元
の検出器を用いても以下のように、回転検出系が実現で
きる。
ずれを補正することができる。この処理装置(補正装
置)は、回転検出光学系110e(検出器175)、回
転検出算出系186、隣接チップ対応点ベクトル算出系
(a、a’の座標関係)187、画像データを記憶する
メモリ189、比較手段190から構成される。回転検
出算出系186では、上記説明した方法によりチップ配
列の方向θが算出される。このθと、設計データから入
力されるチップピッチpのデータより、隣接チップ対応
ベクトルが算出される。チップ比較手段190では、メ
モリ189に蓄積されたメモリ情報からリニアイメージ
センサ40の長手方向に対する隣接チップ対応ベクトル
により対応点(図15に示すaとa’、bとb’)が取
り出され、信号出力が比較されて、不一致による異物信
号188が検出される。ここで、視野は、チップピッチ
の2倍より大きい必要がある。また、ワーク(ウエハ)
の許容傾き(異物検査を実施する上で許容できるワーク
の傾きの範囲)をθとすると、メモリ189に記憶する
メモリの範囲lは、リニアイメージセンサ40の視野サ
イズにsinθを乗じた長さの範囲を記録できる容量が
必要になる。
について図15(b)に基づいて説明する。即ち、比較
する隣接チップが、図15(a)に示すように、リニア
イメージセンサ40の長手方向の場合について説明して
きたが、比較対象チップは、リニアイメージセンサ40
の長手方向である必要はなく、以下に説明するように、
リニアイメージセンサ40の長手方向に直角な方向、す
なわち、ワークの走査方向であっても良い。上記のリニ
アイメージセンサ40の長手方向の比較と同様に、リニ
アイメージセンサ40の長手方向に直角な方向に対する
隣接チップ対応ベクトルを算出することにより隣接チッ
プの対応点を求めることができる。メモリのサイズ(メ
モリ範囲l)についても同様の演算により算出できる。
この場合、検出視野がチップサイズに対して十分に大き
な値を持っていない場合であってもチップ比較が実現で
きる反面、ハンドリング機構等によるワークの送り精度
を高くして、走査方向に存在する隣接チップの対応点を
正確に知る必要がある。また、この走査方向比較では、
θが0度に近い場合、照明のムラ、検出レンズのムラな
どの影響がなくなるという効果がある。
て図16及び図17を用いて説明する。即ち、前記メモ
リを用いた処理装置による回転補正に対して、回転検出
算出系186で算出されるチップ配列の方向θ(図17
に示す。)に基づいて光学系36全体(照明系31及び
回転検出光学系110も一緒にしても良い。)またはワ
ーク(ウエハ)を回転させることによって、隣接チップ
の対応点の算出を簡便にすることができる。そしてチッ
プ比較手段191において、メモリ189に蓄積された
メモリ情報から対応点が取り出され、信号出力が比較さ
れて不一致による異物信号188が検出される。さらに
この方法の効果として、ワーク(ウエハ)を走査する機
構の精度(送り速度のムラ、光軸方向の振動、走査方向
検出器方向の振動など)が悪い場合でも対応できる点が
ある。また、このように回転合わせ機構を用いることに
より、走査方向とチップ配列方向を垂直にする必要がな
くなる。また、空間フィルター39を用いる場合、空間
フィルター39の角度がチップ配列に対して正確に合う
ため、空間フィルター39の効果を最大限に引き出すこ
とができる。
プ比較について説明する。即ち、チップ比較方式を用い
る場合、必ずしもn次の回折光を遮光する空間フィルタ
ー39を用いる必要のない場合がある。特に、ウエハ4
上に形成されたチップパターンの最小セルサイズが小さ
くなり、その1次以上の回折光が検出レンズ37に入ら
ない場合、0次光だけを遮光すればよいことがある。こ
の場合、空間フィルター39を用いる際に必要なウエハ
4のそりに対する対応、ウエハ4の傾きに対する対応が
不必要になるという利点がある。ウエハ上のチップ配列
方向が図21に示すように、θの時の回折光及び検出レ
ンズの開口の様子を図19、図20に示す。図19は照
明の入射角度α、検出レンズ37の見込み角γとし、あ
る球面282を想定し、この球面282と照明の交点2
83、検出レンズ37の見込み角との交線284を図2
0に示す。なお、283は球面282上の入射点、28
5は球面282上の出射点である。ここで、検出レンズ
37に0次回折光が入射しないようにウエハ4をθ方向
に回転する事によって、ウエハ4上の主なパターンの情
報を消去することができる。これにより、ウエハ4内の
パターン上に付着した異物あるいは欠陥を強調して検出
することができる。このようにして検出した後に、上記
のチップ比較を実施すれば、上記の異物や欠陥を検出で
きる。検出光学系38がパターンを逃げる条件の式は次
に示す(数4)式で得られるx0まで相対的にウエハ4
を回転する。つまり、x0−θだけ相対的にウエハ4を
回転する。
(数4)式より次の(数5)式の関係で求められる。 sin(x0(max))=sinγ/sinα (数5) 即ち、ウエハ4と検出器40を含めた検出光学系36と
の間の相対的な回転ストロークは、上記のx0(ma
x)が実現できるように選定されれば十分である。具体
的には、検出光学系36の対物レンズ37の開口数(N
A=sinγ)が0.1程度(焦点距離f=約70mm
(図5(b)に示すように搬送室104の外側から透明
な窓106を通してワーク(ウエハ)4上の異物を検出
するためには焦点距離fとして約50mm以上は必要と
なるためである。)、焦点深度が約±60μm(自動焦
点合わせをしないでワーク(ウエハ)4上の異物を検出
するために焦点深度として±40μm〜±30μm程度
が必要となる。)で、αが60度の場合、x0(ma
x)は約6.6度となり、検出光学系36の対物レンズ
37の開口数(NA=sinγ)が0.08程度(焦点
距離f=約90mm、焦点深度が約±60μm)で、α
が85度の場合、x0(max)は約4.6度となり、
x0(max)、即ち相対的な回転ストロークとして5
度から10度程度の回転許容範囲が実現できれば十分で
ある。ワーク(ウエハ)4がθとして、θ>x0(ma
x)の条件で搬送されてくるのならば、ワーク(ウエ
ハ)4または検出光学系36を回転させることが必要で
ないことは明らかである。
カットフィルター39を設置する必要がなくなるため、
検出光学系36の結像性能を落とさずに済むと言う効果
がある。ここでは、上記の0次回折光が遮光できれば良
いわけであるから、ウエハ4の回転角度θが0度になる
ように設定されても良い。この場合、図3及び図22に
示す0次カットフィルター39が必要になる。この場合
の0次カットフィルター39は幅を広めに、具体的に
は、0次回折光が十分に遮光できるように実験的に求め
られるものである。この場合、前述したように、ウエハ
4の回転を検出し、回転補正を実施してチップ配列ベク
トルを算出してチップ比較を実現する方法と、ウエハの
回転検出はせずにチップ比較をしない方法が考えられ
る。しかしながら、チップ比較を実施する方法が、実施
しない方法に対して検出感度等が低くなる。特に、ウエ
ハ4上に形成されたパターンにおいては、角部の丸みの
ように様々な方向成分を有して0次カットフィルター3
9で全てを取り除くことができない。従って、チップ比
較をすることによって0次カットフィルター39で消去
できないものも除去することができる。
る。本発明では、上述したように、隣接チップ間で信号
出力を比較するため、照明はより均一な強度で照射され
ることが必要となる。即ち、比較する隣接チップ間にお
いて、異物が存在しないときには、リニアイメージセン
サ40からほぼ同一レベルの信号が検出される必要があ
る。そのためには、斜め方向から直線状に集光照射され
る直線状の光束41は直線状の長手方向(y軸方向)に
均一な(一様な)照明強度が必要となる。ところが、半
導体レーザ光源等の光源31から照射されるビームは、
一般的に中心が強く周辺が弱い。結果的に、図26
(a)に示すように、照明強度は、直線状の視野の中央
付近で強く、周囲で弱くなっている。そこで、図3に示
す照明光学系31の射出位置付近(シリンドリカルレン
ズ34の前に)にこの強度分布を逆に補正するような補
正板231を挿入する。この補正板231は、図24に
示す曲線状のスリット241を有する補正板231aで
あってもよく、波長特性を持たない図25に示すように
中央付近の透過率(同図(b)に示す。)を落としたN
D(Neutral Density)フィルター231bであっても
よい。しかし、このようなND(Neutral Density)フ
ィルター231bは、曲線状(鼓状)のスリット(開
口)241を有する補正板231aに比べて非常に高価
となる。そのため、シェーディング補正板231として
安価な曲線状(鼓状)のスリット(開口)241を有す
る補正板231aを使用する。
シェーディング補正板231aを用いた照明光学系31
を示す。このシェーディング補正板231aは、光路中
のどこにあっても良いが、調整の容易さ、補正板231
aの製作精度等を考えると光束が大きい位置であるシリ
ンドリカルレンズ34の前後に挿入するのが良い。な
お、232は、半導体レーザ光源32から出射されたレ
ーザ光の光束を拡大するビーム径拡大光学系(ビームエ
クスパンダー)である。
同図(a)に示すような分布の照明がシェーディング補
正板231aを挿入することによって同図(b)に示す
ように平坦な分布(一様な分布)になる。
正板231aを用いた場合、集光照射された直線状の光
束の幅方向(x軸方向)の断面は、図27に示すよう
に、中央付近が弱い光強度分布になる。そのため、照明
の微妙な位置ずれや基板(試料)4のz方向(高さ方
向)の変位(焦点位置変動)により、照明強度が極端に
変動することになる。この原因は、照明光の位相分布に
よるものである。この光学系は、シリンドリカルレンズ
34を用いているため、図29に示すような等位相面が
形成される。図29には、この等位相面を補正板231
a上に示す。この補正板231aを通過した光がシリン
ドリカルレンズ34によりy軸上に直線状に集光され
る。この際、照明光束の等位相面mの一部が補正板23
1aで遮光されるため、集光面状ではy軸状の各点で、
位相分布の異なる光束が通過することになる。この結
果、y軸上の各点で最も集光するz軸上の位置が異なり
(焦点位置が異なり)、集光しないy軸上のある位置で
は、図27に示すような中央付近が弱い光強度分布の波
形となる。そのため、照明の微妙な位置ずれや基板(試
料)4のz方向(高さ方向)の変位(焦点位置変動)に
より、照明強度が極端に変動することになる。
数の曲線状(鼓状)のスリット(開口)241’を有す
るシェーディング補正板231cを用いることで、各位
相を有する光束を平均的に通過させることになり、結果
的に、y軸上の各点に、同じ位相分布の光束が到達でき
るようにしたものである。
ディング補正板231cを用いれば、補正板231cを
通過する光束の位相が、y軸上の各点でほぼ同じにな
り、図28に示すようなガウス分布の集光が可能にな
り、照明の微妙な位置ずれや基板(試料)4のz方向
(高さ方向)の変位(焦点位置変動)により、照明強度
の変動を防止することができる。
線状(鼓状)のスリット(開口)241’を有するシェ
ーディング補正板を示したが、本発明においては、上記
説明したように等位相面を有する光束を通過させるのが
目的であるから、2つ以上の複数の曲線状(鼓状)のス
リット(開口)を用いても同じ効果が得られるのは言う
までもない。
グ補正板231cとして、遮光板に複数の線状(鼓状)
のスリット(開口)241’を形成した場合を示した
が、透明なガラス板に複数の曲線状(鼓状)のスリット
(開口)以外を遮光する遮光フイルムを付着して形成し
ても安価に製造できることは明らかである。
基板等の半導体基板に対して成膜するスパッタ装置及び
CVD装置、パターンを形成するエッチング装置、レジ
スト塗布装置、露光装置、洗浄装置等の様々なプロセス
処理装置において、半導体ウエハ、TFT基板等の半導
体基板に対して付着した異物を、簡素化された構成によ
り高感度で検査することができる効果を奏する。
ら直線状に集光して照射する照明光の照明強度を一様に
して、隣接したチップから検出される回折光の強度を同
じようにしてチップ比較処理によって異物を高感度で検
査することができる。特に照明光学系におけるシェーデ
ィング補正板として、前記少なくとも直線状方向に周辺
部に対して中央部の透過面積を減少させた曲線状の透過
部分(開口)を直線状の幅方向に複数有することで、各
位相を有する光束を平均的に通過することになり、結果
的に直線状の幅方向(y軸)上の各点に、ほぼ同じ位相
分布の光束が到達してガウス分布の集光が可能となり、
その結果、直線状の幅方向(y軸)上の各点で最も集光
する高さ(z軸上の位置)が同じとなり(焦点位置が同
じとなり)、正確な直線状の長手方向(x軸方向)につ
いてほぼ一様な照明強度をもったシェーディング補正が
可能となり、チップ比較処理において検出信号強度の不
一致による誤検出を防止して異物を高感度で検査するこ
とができる効果を奏する。また、本発明によれば、前記
シェーディング補正板は安価に製造することができ、そ
の結果異物検査ヘッド全体についても、大幅な原価低減
を図ることができる効果を奏する。
置を設置した場合の実施例を示した図である。
である。
具体的構成を示す図である。
おけるチャンネル数と走査の仕方との関係を示した図で
ある。
置を設置した場合の図1とは異なる実施例を示した図で
ある。
エハ回転方向を検出する実施例を説明するための図であ
る。
エハ回転方向を検出する図6と異なる実施例を説明する
ための図である。
子を検出してウエハ回転方向を検出する実施例を説明す
るための図である。
子を検出してウエハ回転方向を検出する図8と異なる実
施例を説明するための図である。
格子を検出してウエハ回転方向を検出する図8及び図9
と異なる実施例を説明するための図である。
格子を検出してウエハ回転方向を検出する図8及び図9
及び図10と異なる実施例を説明するための図である。
検出する仕方を説明するための図である。
オペレータを施すための説明図である。
システムを示す図である。
比較システムを示す図である。
検出するための説明図である。
開口数との関係を示す正面図である。
開口数との関係を示す平面図である。
である。
学系にシェーディング補正板を挿入した場合を示す図で
ある。
(鼓状)の開口を形成したものを示す図である。
(Neutral Density)フィルターを説明するための図
で、(a)は円形形状を、(b)はその透過率を示す図
である。
光の強度分布を示す図で、(a)はシェーディング補正
板を挿入しない場合、(b)はシェーディング補正板を
挿入しない場合を示す図である。
(鼓状)の開口を形成したものを用いた場合における直
線状の光束の幅方向(x軸方向)の照明光の強度分布を
示す図である。
を形成したシェーディング補正板を用いた場合における
直線状の光束の幅方向(x軸方向)の照明光のガウス分
布をした強度分布を示す図である。
示す図である。
を形成したシェーディング補正板の一実施例を示す図で
ある。
ヘッド) 1b…走査ステージ、3…Θステージ、4…ワーク(ウ
エハ) 5…ハンドリング機構(搬送ロボット)、5a…搬送ア
ーム 6…バッファチャンバ、7…プロセス処理室 8a,8b…ワーク供給用ステーション(ローダ、アン
ローダ) 9…データ処理部(CPU)、10…制御装置、11…
検査制御装置 20…異物データ解析コンピュータ、20g…データベ
ース(ハードディスク) 21…分析装置、22…検査
装置、31…照明光学系、35…ミラー 36…検出光学系、39…空間フィルタ 37…テレセントリック光学系(対物レンズ)、40…
リニアイメージセンサ 41…照明された直線状の光束、101…反応室、10
2…ローダ部 104…搬送室、105…上蓋、106…真空対応標準
フランジ 186…回転検出処理、187…回転補正オペレータ、
189…メモリ 190…比較処理手段 231、231a、231b、231c…シェーディン
グ補正板 241、241’…開口
Claims (9)
- 【請求項1】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布にして直線状の
長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正して集
光光学系により繰返しチップが形成された試料上に斜め
方向から前記直線状に集光して照射し、 この照射された試料上からの散乱反射光を検出光学系で
集光してリニアイメージセンサで受光して信号に変換
し、 これら変換された信号を繰り返すチップ間で比較して不
一致により試料上の異物として検査することを特徴とす
る異物検査方法。 - 【請求項2】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にガウス分布で集光すると共に直線
状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正し
て集光光学系により繰返しチップが形成された試料上に
斜め方向から前記直線状に集光して照射し、 この照射された試料上からの散乱反射光を検出光学系で
集光してリニアイメージセンサで受光して信号に変換
し、 これら変換された信号を繰り返すチップ間で比較して不
一致により試料上の異物として検査することを特徴とす
る異物検査方法。 - 【請求項3】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布にして直線状の
長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正して集
光光学系により繰返しチップが形成された試料上に斜め
方向から前記直線状に集光して照射し、 この照射された試料上からの散乱反射光を検出光学系で
集光して少なくとも試料上から発生する少なくとも0次
回折光を遮光する空間フィルタを通して得られる散乱反
射光をリニアイメージセンサで受光して信号に変換し、 この変換された信号を繰り返すチップ間で比較して不一
致により試料上の異物として検査することを特徴とする
異物検査方法。 - 【請求項4】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にガウス分布で集光すると共に直線
状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正し
て集光光学系により繰返しチップが形成された試料上に
斜め方向から前記直線状に集光して照射し、 この照射された試料上からの散乱反射光を検出光学系で
集光して少なくとも試料上から発生する少なくとも0次
回折光を遮光する空間フィルタを通して得られる散乱反
射光をリニアイメージセンサで受光して信号に変換し、 この変換された信号を繰り返すチップ間で比較して不一
致により試料上の異物として検査することを特徴とする
異物検査方法。 - 【請求項5】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布にして直線状の
長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正して集
光光学系により繰返しチップが形成された試料上に斜め
方向から前記直線状に集光して照射する照明光学系と、 該照明光学系で照射された試料上からの散乱反射光を集
光してリニアイメージセンサで受光して信号に変換する
検出光学系と、 該検出光学系のリニアイメージセンサから変換された信
号を繰り返すチップ間で比較して不一致により試料上の
異物として検査するチップ間比較手段とを備えたことを
特徴とする異物検査装置。 - 【請求項6】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にガウス分布で集光すると共に直線
状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正し
て集光光学系により繰返しチップが形成された試料上に
斜め方向から前記直線状に集光して照射する照明光学系
と、 該照明光学系で照射された試料上からの散乱反射光を集
光してリニアイメージセンサで受光して信号に変換する
検出光学系と、 該検出光学系のリニアイメージセンサから変換された信
号を繰り返すチップ間で比較して不一致により試料上の
異物として検査するチップ間比較手段とを備えたことを
特徴とする異物検査装置。 - 【請求項7】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にほぼ同じ位相分布にして直線状の
長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正して集
光光学系により繰返しチップが形成された試料上に斜め
方向から前記直線状に集光して照射する照明光学系と、 該照明光学系で照射された試料上からの散乱反射光を集
光して少なくとも試料上から発生する少なくとも0次回
折光を遮光する空間フィルタを通して得られる散乱反射
光をリニアイメージセンサで受光して信号に変換する検
出光学系と、 該検出光学系のリニアイメージセンサから変換された信
号を繰り返すチップ間で比較して不一致により試料上の
異物として検査するチップ間比較手段とを備えたことを
特徴とする異物検査装置。 - 【請求項8】光源から照射された光の強度分布に対して
複数の曲線状透過部を形成したシェーディング補正板に
より直線状の幅方向にガウス分布で集光すると共に直線
状の長手方向に照明強度がほぼ一様になるように補正し
て集光光学系により繰返しチップが形成された試料上に
斜め方向から前記直線状に集光して照射する照明光学系
と、 該照明光学系で照射された試料上からの散乱反射光を集
光して少なくとも試料上から発生する少なくとも0次回
折光を遮光する空間フィルタを通して得られる散乱反射
光をリニアイメージセンサで受光して信号に変換する検
出光学系と、 該検出光学系のリニアイメージセンサから変換された信
号を繰り返すチップ間で比較して不一致により試料上の
異物として検査するチップ間比較手段とを備えたことを
特徴とする異物検査装置。 - 【請求項9】前記照明光学系のシェーディング補正板に
おける複数の曲線状透過部の各々を、曲線状開口で形成
したことを特徴とする特徴とする請求項5又は6又は7
又は8記載の異物検査装置。
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