JP3736361B2 - 異物特定方法、異物特定装置、および発塵源特定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶、ＰＤＰ等のガラス基板やシリコンウエハ等の平面状の被検査対象物表面に存在する微小異物の物質の成分を、容易に特定し、発塵の原因を突き止めるための異物特定方法、発塵源特定方法、異物特定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような異物の検出と成分分析は、たとえば、特開平８−２２０００７の公報に示されているように、パーティクル検査装置で被検査対象物表面の異物の位置を検出し、被検査対象物を異物成分検査装置に移載し被検査対象物表面の異物の成分を特定していた。このように、異物位置検出と成分分析は、別の機械で行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２２０００７の公報に記載の発明では、異物位置検出と成分分析は別の機械で行うため被検査対象物を移載する必要があり、被検査対象物の反りや被検査対象物の台上での位置決め誤差などにより異物成分検査装置に載置した被検査対象物表面の異物の位置を特定するのに多大な時間を要していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の異物特定方法は、移動部上に載置した被検査対象物の検査面にビーム光を照射する工程と、前記照射したビーム光により発生する前記検査面上の異物の散乱光を検出する工程と、前記検出した散乱光から前記被検査対象物の検査面上の異物の位置を特定する工程と、前記特定した異物の位置にもとづき観察部の観察領域に前記異物が入るように被検査対象物を前記移動部により移動する工程と、前記異物の外観形状を前記観察部で観察する工程と、前記観察した異物にレーザ照射部からレーザ光を照射する工程と、前記レーザ光により発生するラマン散乱光をラマン光検出部により検出する工程と、前記検出したラマン散乱光の分光特性と既知物質のラマン散乱分光特性データベースをから前記異物の物質を数種類の物質に選定する第１選定工程と、前記観察した異物の外観形状と既知の異物物質の画像情報データベースから前記異物の物質を数種類の物質に選定する第２選定工程と、前記第１選定工程で選定した数種類の物質と前記第２選定工程で選定した数種類の物質との共通物質を選定する第３選定工程と、前記第３選定工程で選定した物質の前記ラマン散乱分光特性データベースと前記画像情報データベースの双方の情報と前記検出したラマン散乱光の分光特性と前記観察した異物の外観形状がそれぞれの情報に最も近似する物質を前記異物の物質であると特定することを特徴とする。
【０００５】
これにより１台の装置で異物の位置測定と成分分析が行えるようになり、異物の成分分析時間が大幅に短縮できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図５に本発明の実施の形態を示す。
【０００７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態を示す概略図である。図１において、架台１には、異物散乱光検出部である受光素子２、ビーム照射部３、対物レンズ４、検査する被検査対象物であるウエハ６、異物１８の観察部であるＣＣＤカメラ７、ハーフミラー９を内部にもつミラ−ボックス８、被検査対象物を移動させる移動部であるＸＹＺステージ５が固定されている。また、レーザ照射部とラマン光検出部が一体となったラマン散乱分光器１０は、ミラ−ボックス８と光ファイバ１１により接続され、各光学手段を配置する架台１と分離して設置されている。さらに全体制御用パソコン２０と、ラマン散乱分光データベース２２と既知物質の画像データベース２３を備えたラマン散乱分光用パソコン２１も架台１と分離して設置されている。
【０００８】
以上のように構成された異物特定装置の動作を図２に示すステップ図を参照し以下に説明する。まず全体制御用パソコン２０からの指令で、ＸＹＺステージ５を移動させつつ、ビーム照射部３からレーザを被検査対象物であるウエハ６に照射する。ウエハ６上に異物１８が存在すると、その散乱光は受光素子２で検出され、検出信号は全体制御用パソコン２０に取り込まれる。この時、検出時刻とＸＹＺステージ５の移動位置および受光素子２の検出時刻を同期させて、ウエハ６上の異物１８の位置を特定する。この様にしてウエハ６全表面を検査し異物１８のウエハ６上の位置を全体制御用パソコン２０に記録し、ウエハ６上の異物の分布図１４（図３）を作成する（ステップ１：Ｓ１）。
【０００９】
この分布図１４を元に、特定の異物の成分を調査する。図１において、この異物１８の外観の詳細を調べるために、ウエハ６上の異物の分布位置情報にもとづいてＸＹＺステージ５を移動させ、異物詳細観察用ＣＣＤカメラ７の視野内に異物１８を移動し、ＣＣＤカメラ７で異物１８を撮像する（ステップ２：Ｓ２）。この異物撮像時にはハーフミラー９は対物レンズ４の光軸外にあるので、異物を鮮明に撮像できる。図４に、この異物撮像画像１５と異物１８の概略図をしめす。
【００１０】
次に、図１に示す様にミラーボックス８の内部にある、ハーフミラー９を駆動装置により作動させ、ハーフミラー９を、対物レンズ４の光軸外から光軸上に来るように移動する。
【００１１】
次に、全体制御用パソコン２０でラマン散乱分光分析モードに切り替えるため、ラマン散乱分光用パソコン２１を起動させる。そしてラマン散乱分光用パソコン２１からの指令で、ラマン散乱分光器１０からレーザ光を、光ファイバ１１を通じてハーフミラー９に当て、その反射光を異物１８に照射する。このとき、ＣＣＤカメラ７で、レーザ光が異物１８に照射しているか観察しながら行う。
【００１２】
この照射したレーザ光により発生した異物からのラマン散乱光が、照射した光ファイバ１１を通してラマン散乱分光器１０で検出される。ラマン散乱分光器１０で検出したラマン散乱光のデータをラマン散乱分光用パソコン２１で解析すると、異物１８の分光特性としてのラマン散乱分光データ１７（図５）が得られる（ステップ３：Ｓ３）。
【００１３】
そして、ラマン散乱分光用パソコン２１に接続されたハードディスク内部の既知物質のラマン散乱分光データベース２２の中で、検出したラマン散乱分光データ１７とグラフの形状が近似するデータの物質を数種類選定する（ステップ４：Ｓ４）。（図５に代表的な近似データ１６を示す）。
【００１４】
さらに、ＣＣＤカメラ７で撮像した異物１８の拡大画像２０（図５）より、既知物質の画像データベース２３の中で、外形状況や色等が近似するデータの中から、外観が近似するデータの物質を数種類選定する（ステップ５：Ｓ５）。
【００１５】
これらの２種類の方法で選定した物質のうち共通する物質をさらに選定する（ステップ６：Ｓ６）。この選定した物質のラマン散乱データベース２２と画像データベース２３双方のデータと、測定したラマン散乱分光データと外観データが、最も近似する物質を異物１８の物質として特定する（ステップ７：Ｓ７）。
【００１６】
この検出した異物の物質の成分により発塵源を特定することが出来る。例えば、異物の物質の成分が酸化ステンレスである場合は、スパッタ装置の配管の材料であるステンレスが腐食性ガスにより酸化して発生した物であると特定できる。
【００１７】
以上により１台の装置で異物の位置測定と成分分析が行えるようになり、異物の検出から成分分析までの時間が大幅に短縮できる。
【００１８】
さらにラマン散乱分光分析のみによる、異物の物質の特定の正解率は、５０％程度であったが、この画像処理データベース分析方式を併用することにより、９０％以上の異物の物質の特定の正解率を実現できる。
【００１９】
また、異物の外観観察時には観察光軸上からハーフミラーをはずして観察できるので、鮮明な異物の外観観察が実現できる。
【００２０】
また、ラマン散乱光分光分析のためのレーザー光の異物への照射は、直接ではなく光ファイバーを通しハーフミラーで反射させて異物への照射をするため、ラマン分光分析部が本体と別置きに設置が可能になり、コンパクトで異物特定速度の速い異物特定機を実現できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の異物特定方法、発塵源特定方法、および異物特定装置によれば、１台の装置で異物の位置測定と成分分析が行えるようになり、異物の成分分析時間が大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態の異物の物質特定方法のステップ図
【図３】本発明の実施の形態の異物の分布位置を示す図
【図４】本発明の実施の形態の異物撮像画像を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態の異物とラマン散乱分光データを示す図
【符号の説明】
１ 架台
２ 受光素子（異物散乱光検出部）
３ ビーム照射部
５ ＸＹＺステージ（移動部）
６ ウエハ（被検査対象物）
７ ＣＣＤカメラ（観察部）
８ ミラーボックス
９ ハーフミラー（ミラー）
１０ ラマン散乱分光器（レーザ照射部とラマン光検出部）
１１ 光ファイバ
１４ ウエハ上の異物の分布図
１５ 異物撮像画像
１８ 異物
２０ 全体制御用パソコン（異物位置特定部含む）
２１ ラマン散乱分光用パソコン（ラマン分光分析部）
２２ 既知物質のラマン散乱分光データベース
２３ 既知物質の画像データベース
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶、ＰＤＰ等のガラス基板やシリコンウエハ等の平面状の被検査対象物表面に存在する微小異物の物質の成分を、容易に特定し、発塵の原因を突き止めるための異物特定方法、発塵源特定方法、異物特定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、このような異物の検出と成分分析は、たとえば、特開平８−２２０００７の公報に示されているように、パーティクル検査装置で被検査対象物表面の異物の位置を検出し、被検査対象物を異物成分検査装置に移載し被検査対象物表面の異物の成分を特定していた。このように、異物位置検出と成分分析は、別の機械で行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−２２０００７の公報に記載の発明では、異物位置検出と成分分析は別の機械で行うため被検査対象物を移載する必要があり、被検査対象物の反りや被検査対象物の台上での位置決め誤差などにより異物成分検査装置に載置した被検査対象物表面の異物の位置を特定するのに多大な時間を要していた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の異物特定方法は、移動部上に載置した被検査対象物の検査面にビーム光を照射する工程と、前記照射したビーム光により発生する前記検査面上の異物の散乱光を検出する工程と、前記検出した散乱光から前記被検査対象物の検査面上の異物の位置を特定する工程と、前記特定した異物の位置にもとづき観察部の観察領域に前記異物が入るように被検査対象物を前記移動部により移動する工程と、前記異物の外観形状を前記観察部で観察する工程と、前記観察した異物にレーザ照射部からレーザ光を照射する工程と、前記レーザ光により発生するラマン散乱光をラマン光検出部により検出する工程と、前記検出したラマン散乱光の分光特性と既知物質のラマン散乱分光特性データベースをから前記異物の物質を数種類の物質に選定する第１選定工程と、前記観察した異物の外観形状と既知の異物物質の画像情報データベースから前記異物の物質を数種類の物質に選定する第２選定工程と、前記第１選定工程で選定した数種類の物質と前記第２選定工程で選定した数種類の物質との共通物質を選定する第３選定工程と、前記第３選定工程で選定した物質の前記ラマン散乱分光特性データベースと前記画像情報データベースの双方の情報と前記検出したラマン散乱光の分光特性と前記観察した異物の外観形状がそれぞれの情報に最も近似する物質を前記異物の物質であると特定することを特徴とする。
【０００５】
これにより１台の装置で異物の位置測定と成分分析が行えるようになり、異物の成分分析時間が大幅に短縮できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１〜図５に本発明の実施の形態を示す。
【０００７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態を示す概略図である。図１において、架台１には、異物散乱光検出部である受光素子２、ビーム照射部３、対物レンズ４、検査する被検査対象物であるウエハ６、異物１８の観察部であるＣＣＤカメラ７、ハーフミラー９を内部にもつミラ−ボックス８、被検査対象物を移動させる移動部であるＸＹＺステージ５が固定されている。また、レーザ照射部とラマン光検出部が一体となったラマン散乱分光器１０は、ミラ−ボックス８と光ファイバ１１により接続され、各光学手段を配置する架台１と分離して設置されている。さらに全体制御用パソコン２０と、ラマン散乱分光データベース２２と既知物質の画像データベース２３を備えたラマン散乱分光用パソコン２１も架台１と分離して設置されている。
【０００８】
以上のように構成された異物特定装置の動作を図２に示すステップ図を参照し以下に説明する。まず全体制御用パソコン２０からの指令で、ＸＹＺステージ５を移動させつつ、ビーム照射部３からレーザを被検査対象物であるウエハ６に照射する。ウエハ６上に異物１８が存在すると、その散乱光は受光素子２で検出され、検出信号は全体制御用パソコン２０に取り込まれる。この時、検出時刻とＸＹＺステージ５の移動位置および受光素子２の検出時刻を同期させて、ウエハ６上の異物１８の位置を特定する。この様にしてウエハ６全表面を検査し異物１８のウエハ６上の位置を全体制御用パソコン２０に記録し、ウエハ６上の異物の分布図１４（図３）を作成する（ステップ１：Ｓ１）。
【０００９】
この分布図１４を元に、特定の異物の成分を調査する。図１において、この異物１８の外観の詳細を調べるために、ウエハ６上の異物の分布位置情報にもとづいてＸＹＺステージ５を移動させ、異物詳細観察用ＣＣＤカメラ７の視野内に異物１８を移動し、ＣＣＤカメラ７で異物１８を撮像する（ステップ２：Ｓ２）。この異物撮像時にはハーフミラー９は対物レンズ４の光軸外にあるので、異物を鮮明に撮像できる。図４に、この異物撮像画像１５と異物１８の概略図をしめす。
【００１０】
次に、図１に示す様にミラーボックス８の内部にある、ハーフミラー９を駆動装置により作動させ、ハーフミラー９を、対物レンズ４の光軸外から光軸上に来るように移動する。
【００１１】
次に、全体制御用パソコン２０でラマン散乱分光分析モードに切り替えるため、ラマン散乱分光用パソコン２１を起動させる。そしてラマン散乱分光用パソコン２１からの指令で、ラマン散乱分光器１０からレーザ光を、光ファイバ１１を通じてハーフミラー９に当て、その反射光を異物１８に照射する。このとき、ＣＣＤカメラ７で、レーザ光が異物１８に照射しているか観察しながら行う。
【００１２】
この照射したレーザ光により発生した異物からのラマン散乱光が、照射した光ファイバ１１を通してラマン散乱分光器１０で検出される。ラマン散乱分光器１０で検出したラマン散乱光のデータをラマン散乱分光用パソコン２１で解析すると、異物１８の分光特性としてのラマン散乱分光データ１７（図５）が得られる（ステップ３：Ｓ３）。
【００１３】
そして、ラマン散乱分光用パソコン２１に接続されたハードディスク内部の既知物質のラマン散乱分光データベース２２の中で、検出したラマン散乱分光データ１７とグラフの形状が近似するデータの物質を数種類選定する（ステップ４：Ｓ４）。（図５に代表的な近似データ１６を示す）。
【００１４】
さらに、ＣＣＤカメラ７で撮像した異物１８の拡大画像２０（図５）より、既知物質の画像データベース２３の中で、外形状況や色等が近似するデータの中から、外観が近似するデータの物質を数種類選定する（ステップ５：Ｓ５）。
【００１５】
これらの２種類の方法で選定した物質のうち共通する物質をさらに選定する（ステップ６：Ｓ６）。この選定した物質のラマン散乱データベース２２と画像データベース２３双方のデータと、測定したラマン散乱分光データと外観データが、最も近似する物質を異物１８の物質として特定する（ステップ７：Ｓ７）。
【００１６】
この検出した異物の物質の成分により発塵源を特定することが出来る。例えば、異物の物質の成分が酸化ステンレスである場合は、スパッタ装置の配管の材料であるステンレスが腐食性ガスにより酸化して発生した物であると特定できる。
【００１７】
以上により１台の装置で異物の位置測定と成分分析が行えるようになり、異物の検出から成分分析までの時間が大幅に短縮できる。
【００１８】
さらにラマン散乱分光分析のみによる、異物の物質の特定の正解率は、５０％程度であったが、この画像処理データベース分析方式を併用することにより、９０％以上の異物の物質の特定の正解率を実現できる。
【００１９】
また、異物の外観観察時には観察光軸上からハーフミラーをはずして観察できるので、鮮明な異物の外観観察が実現できる。
【００２０】
また、ラマン散乱光分光分析のためのレーザー光の異物への照射は、直接ではなく光ファイバーを通しハーフミラーで反射させて異物への照射をするため、ラマン分光分析部が本体と別置きに設置が可能になり、コンパクトで異物特定速度の速い異物特定機を実現できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明の異物特定方法、発塵源特定方法、および異物特定装置によれば、１台の装置で異物の位置測定と成分分析が行えるようになり、異物の成分分析時間が大幅に短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す概略図
【図２】本発明の実施の形態の異物の物質特定方法のステップ図
【図３】本発明の実施の形態の異物の分布位置を示す図
【図４】本発明の実施の形態の異物撮像画像を示す概略図
【図５】本発明の実施の形態の異物とラマン散乱分光データを示す図
【符号の説明】
１ 架台
２ 受光素子（異物散乱光検出部）
３ ビーム照射部
５ ＸＹＺステージ（移動部）
６ ウエハ（被検査対象物）
７ ＣＣＤカメラ（観察部）
８ ミラーボックス
９ ハーフミラー（ミラー）
１０ ラマン散乱分光器（レーザ照射部とラマン光検出部）
１１ 光ファイバ
１４ ウエハ上の異物の分布図
１５ 異物撮像画像
１８ 異物
２０ 全体制御用パソコン（異物位置特定部含む）
２１ ラマン散乱分光用パソコン（ラマン分光分析部）
２２ 既知物質のラマン散乱分光データベース
２３ 既知物質の画像データベース
Claims (3)
- 移動部上に載置した被検査対象物の検査面にビーム光を照射する工程と、前記照射したビーム光により発生する前記検査面上の異物の散乱光を検出する工程と、前記検出した散乱光から前記被検査対象物の検査面上の異物の位置を特定する工程と、前記特定した異物の位置にもとづき観察部の観察領域に前記異物が入るように前記被検査対象物を前記移動部により移動する工程と、前記異物の外観形状を前記観察部で観察する工程と、前記観察した異物にレーザ照射部からレーザ光を照射する工程と、前記レーザ光により発生するラマン散乱光をラマン光検出部により検出する工程と、前記検出したラマン散乱光の分光特性と既知物質のラマン散乱分光特性データベースをから前記異物の物質を数種類の物質に選定する第１選定工程と、前記観察した異物の外観形状と既知の異物物質の画像情報データベースから前記異物の物質を数種類の物質に選定する第２選定工程と、前記第１選定工程で選定した数種類の物質と前記第２選定工程で選定した数種類の物質との共通物質を選定する第３選定工程と、前記第３選定工程で選定した物質の前記ラマン散乱分光特性データベースと前記画像情報データベースの双方の情報と前記検出したラマン散乱光の分光特性と前記観察した異物の外観形状がそれぞれの情報に最も近似する物質を前記異物の物質であると特定することを特徴とする異物特定方法。
- 前記異物の外観形状を前記観察部で観察する工程の後、前記異物と前記観察部を結ぶ光軸上にミラーを移動する工程と、前記ミラーにレーザ照射部からレーザ光を反射させ前記異物にレーザ光を照射することを特徴とする請求項１に記載の異物特定方法。
- 請求項１あるいは２のいずれかに記載の異物特定方法を用いて特定した前記異物成分にもとづき、前記被検査対象物の製造工程での前記異物が発塵する工程を特定することを特徴とする発塵源特定方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001038042A JP3736361B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 異物特定方法、異物特定装置、および発塵源特定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001038042A JP3736361B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 異物特定方法、異物特定装置、および発塵源特定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002243652A JP2002243652A (ja) | 2002-08-28 |
| JP3736361B2 true JP3736361B2 (ja) | 2006-01-18 |
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ID=18901088
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2001038042A Expired - Fee Related JP3736361B2 (ja) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | 異物特定方法、異物特定装置、および発塵源特定方法 |
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| US7473916B2 (en) * | 2005-12-16 | 2009-01-06 | Asml Netherlands B.V. | Apparatus and method for detecting contamination within a lithographic apparatus |
| JP2013205239A (ja) * | 2012-03-28 | 2013-10-07 | Hitachi High-Technologies Corp | 基板表面検査方法及びその装置 |
| JP6215677B2 (ja) * | 2013-12-05 | 2017-10-18 | 株式会社日立ハイテクマニファクチャ＆サービス | 顕微ラマン分光装置および顕微ラマン分光システム |
| TW201923335A (zh) * | 2017-11-16 | 2019-06-16 | 由田新技股份有限公司 | 光學檢測設備及光學檢測方法 |
| CN113358535B (zh) * | 2021-05-31 | 2022-03-08 | 中国矿业大学 | 基于拉曼光谱的游离二氧化硅粉尘浓度在线连续检测装置 |
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2001
- 2001-02-15 JP JP2001038042A patent/JP3736361B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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