JPH01126529A - 検出される粒子を符合する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 この発明は、粒子の数、分布および大きさを得るために
、粒子の存在を求めて表面を光学測定および検査するこ
とに関するものであり、さらにまた粒子検出データを、
特に検出器に入る粒子がらの光散乱により得られたデー
タを処理することに関連する。

背景技術 レーザ走査デバイスは、特にシコリンウエーハサブスト
レートや写真乾板のような表面上の、引掻き傷、ひび、
穴などのような欠陥箇所ばがりでなく、粒子、埃および
他の汚染物を検出するように開発されてきた。典型的に
は、これらデバイスは光電子増倍管のような検出器にお
いて表面散乱光を検出することにより動作する。こうい
った器具の、１つの共通用途は、プロセス機器の特定部
分により引き起こされる汚染のレベルを決定することで
ある。まずウェーハサブストレートまたは他の表面が粒
子検出器で調査され、予め定められた臨界寸法より大型
の粒子の数が計数される。次にウェーハは試験されるプ
ロセス機器の部分を通して送られ、そのプロセスを受け
る。処理の後、ウェーハサブストレート表面は再び調査
され、その上の粒子の数が計数される。機器の各特定部
分による汚染のレベルが量を定められ得るように、得ら
れた２個の数の差、すなわち処理前の数と処理後の数の
差が、プロセス機器により付加された粒子の総数を表わ
す、ということが期待される。

レーザ走査粒子検出器は、光検出器により受取られかつ
かつ測定される散乱光強度が一定のしきい値強度より高
くなるように、照射されると成るレベルの散乱光を生じ
る表面上の粒子を検出するにすぎない。その器具で設定
されるこのしきい値は、粒子検出可能性の極限にあるか
、またはユーザにより特定されたより高いしきい値であ
ることがもっと普通である、機械しきい値であり得るが
、粒子の計数はこのしきい値によって決定される。

不運にも、粒子が照射される方法の変化、光収集システ
ムの不均一、光子統計、光学背景雑音などの原因のため
、どの特定粒子の測定された光散乱強度も走査ごとに変
化する傾向がある。実際の測定された光散乱強度がしき
い値より高いかまたは低いかに依存して、しきい値に近
い平均的な測定光散乱強度を有する粒子が検出されたり
検出されなかったりし得る。粒子の検出は制限された確
率で行なわれ、それゆえ、おそらく同一ウニ−への異な
る走査は異なる粒子計数を与える。非常に小さい粒子か
らの低レベルの散乱光と競べると光子統計および光学背
景雑音は比較的大きくなる傾向にあるので、ユーザが特
定したしきい値が機械しきい値に近いときはこの問題が
悪化する。１つの解決方法は、多数の計数を平均化する
ことであると思われるかもしれない。しかしながら、時
間が貴重である生産環境では、わずが２．３回の走査で
容認できる正確な計数を生じる粒子検出方法を得ること
が望ましい。

粒子検出器のプロセス機器試験用途を再び参照すると、
機器の一部により付加された粒子の数ばかりでなく、そ
れらの空間分布をも示すことが望ましいこともある。ど
の粒子が付加されたかを決定するために、先のシステム
は、ウェーハの形状に基づいた座標システムに関連して
、各ａ１定の検出された粒子の位置を決定してきた。不
運にも、ウェーハ端縁に関する粒子位置の決定は不正確
であり、場合によっては、２回の測定の間で不十分な対
応を引き起こし得る。ウェーハを正確に位置決めしかつ
整列させる装置は多くある。しかしながら、こういった
ものは非常に複雑がりコスト高となり得て、さらにウェ
ーハの測定時間をがなり増し得る。ウェーハ表面が任意
の位置および配向で調査され、かつ他の表面調査と比較
されることを可能にする方法を得ることが望ましい。

しきい値に近い粒子の粒子検出のランダムな性質が、異
なる時間での２回の粒子測定の比較をさらに複雑にして
いる。２回の１４１１１定を比較すると、第１の走査で
は見られない粒子が第２の走査で見られる場合、その粒
子はプロセス機器により付加されたものであることもあ
るが、第１の走査の間しきい値より低い光散乱強度てウ
ェーハ上に存在していたということもあり得る。こうい
った２つの場合を区別することが可能であり、付加され
た粒子だけがディスプレイされるようにすることが望ま
しく、さらに除去された粒子に対しても同様である。

この発明の目的は、非常に小さい粒子に対応するユーザ
が選択したしきい値に対しても、わずか数回の走査で容
認できる正確な粒子計数を生じる粒子検出方法をもたら
すことである。

この発明の別な目的は、異なるウエーノ＼配向および位
置で行なわれた２回の粒子走査を比較することが可能で
あり、かつ表面に付加されたまたはそこから除去された
粒子と両方の走査の間存在したが一方の走査で検出され
なかった粒子との間で区別をつけ得る粒子検出方法をも
たらすことである。

発明の開示 上記目的は次の方法で満たされる。その方法とは、まず
一方の時間に検出された粒子の測定位置を他方の時間で
表面上の対応する位置へとマツピングするための変換を
計算し、次に粒子の対応する位置の各々のまわりの区域
を調査することにより、第１の時間および第２の時間に
検出された表面上の粒子が符合される、すなわち同一粒
子であると識別される、あるいは付加または除去された
と識別される方法である。測定される光散乱強度がユー
ザが特定したディスプレイしきい値強度より高い粒子の
みが符合する粒子のチエツクをされる。しかしながら、
前の方法とは異なり、粒子は第１の時間および第２の時
間に検出され、収集しきい値強度より大きい光散乱強度
を有するすべての粒子に対しその位置と散乱強度情報が
コンピュータメモリにストアされる。この場合収集しき
い値はディスプレイしきい値より小さい。任意の粒子に
対しチエツクが行なわれ、ディスプレイしきい値より高
い散乱強度を有する符合する粒子が対応する区域で見つ
からなければ、その対応する区域は予め定められた量だ
けディスプレイしきい値より低い減じられたしきい値で
再調査される。減じられたしきい値より大きい散乱強度
を有する再調査された区域の粒子は、チエツクされてい
る粒子と同一であると考えられる。粒子が見つからなけ
れば、チエツクされている粒子が第１の時間で検出され
たかそれとも第２の時間で検出されたかに依存して、チ
エツクされている粒子は除去されたまたは付加されたと
考えられる。したがって、ディスプレイしきい値未満を
見ることにより、付加または除去された粒子は他の粒子
から区別され、正確な粒子計数と付加および除去された
粒子の計数がわずか数回の走査で得られる。

より一般的には、１組の測定の間に成る器具により検出
された事象は別な組の測定の間に検出される対応する場
所の事象に符合され、または新旧いずれかであると決定
される。Ａｌ１定されたパラメータが収集しきい値を超
過する事象が収集されるが、パラメータがディスプレイ
しきい値を超過する事象だけが調査される。対応する場
所で符合する事象が見つからなければ、その場所は減じ
られたしきい値で再調査される。どの符合しない事象も
新しい、すなわち付加されたものか、古い、すなわち除
去されたものかのいずれかである。その結果は事象場所
により計数またはディスプレイされ得る。

対応する第１および第２の測定位置を識別するために、
マツピング技術が利用され得る。この技術は粒子相互の
距離のみに依存し、ウェーハの平坦な端縁または固定さ
れた点に関連する粒子の位置には依存しない。第１の時
間に検出される、しきい値強度より実質的に高い散乱強
度を有する３個またはそれ以上の粒子がコンピュータメ
モリから選択され得る。選択された粒子は、三角形のよ
うな、特有の周囲の長さと面積を有する多角形を規定す
る。これら選択された粒子の各々に対し、第２の時間に
検出された一組の粒子から候補が選択される。各候補の
粒子は、それがその候補である選択された粒子の散乱強
度に近い予め定め範囲の強度内の光散乱強度を有する。

こういった候補の粒子から第１の多角形の変形が形成さ
れる。第１の多角系のものに最も近接する周囲の長さと
面積を有するように定められた変形の多角形を形成する
候補の粒子は、第１の多角形を形成する選択された粒子
と同一であると識別されるが、それは面積と周囲の長さ
が互いの所望のパーセント内、すなわち互いの０．１％
内にあるときに限られる。

これら３つまたはそれ以上の対の同一粒子の測定された
位置から、一方の時間に検出された粒子の測定された位
置を他方の時間に検出された粒子の１１ＦＩ定された位
置にマツピングする変換が計算され得る。粒子の測定さ
れた位置の各々にこの変換を適用することにより、上で
説明された区域調査のために、対応する位置が得られる
。したがって、いずれの位置または配向にあるウェーハ
に対しても、２回の走査の間の良好な対応が達成される
。

発明を実行するための最良のモード 第１図を参照すると、レーザ走査粒子検出装置は、ビー
ム１３をミラー１５の方へ向けるレーザ１１を有する。

典型的には、レーザ１１は、約２ミリワツトの出力を有
する低電力ヘリウム−ネオン汎用レーザである。他のレ
ーザも使用され得る。

ビーム１３はフォーカスレンズ１７に向けられ、次にビ
ームコリメートおよびフォーカスレンズ１９に向けられ
る。レンズ１７から短距離にある空間フィルタ１８は、
ビームの中央部分のみが進むのを許容する。レンズ１９
の焦点距離はおよそ１４ｃｍである。レンズ１９から、
ビームは固定ミラー２１の方に向けられ、次に検流計ミ
ラー２３に向けられる。検流計コイル２４はミラー２３
を振動させる。レンズ１７と１９、フィルタ１８および
ミラー２１と２３のシステムは、ウェーハ２５の平面で
１００μｍの点に焦点合わせされた集束ビーム１３へと
レーザ光の焦点を合わせる。レンズ１９の焦点距離は十
分に長く、そのため、ビーム１３がわずかにアーチ型の
軌道を作っているとしても、ビームの焦点が合っており
、かつ表面２５を横切ってビームが掃引されると微細な
ビームスポットが維持される。ビームは、矢印Ｂで示さ
れる方向に振動しているミラー２３により矢印Ａで示さ
れる方向にウェーハ２５を横切って素早く掃引されるが
、ウェーハ２５はベルトトラックなどの上を矢印Ｃで示
された方向へ一定速度で動く。その結果が全ウェーハ表
面のラスク走査である。

ウェーハ表面上の走査経路の粒子または欠陥箇所から散
乱される光は光コネクタにより収集される。光コネクタ
２６は、反射性内部表面を有する球面シェルのセクタ２
７と、シェル２７が載るＶ字形トラフを形成するミラー
表面３１および３３とを含み得る。シェル２７は、ビー
ム１３が入りかつ鏡面反射された光が出る、スリット２
９を有する。ビームは、ミラー表面３１および３３の底
部端縁の間にある、スリット２９の反対側の出口のアパ
ーチャ３５を通過する。この型の光コネクタは、入来す
るビーム方向から約０°から約±４５°の範囲にわたっ
て散乱された光を遮って統合し、その光を検出器ポート
３７を介して光電子増倍管３９または他の光検出器の方
へ向ける。

光電子増倍管３９の出力は、収集しきい値強度に対応す
る予め定められた基準信号をまた受信する比較器に接続
される。本出願において開示される収集しきい値強度お
よび他のしきい値強度は典型的には、光電子増倍管３９
により特定の大きさの粒子から測定される散乱光の平均
強度に基づいている。基準信号はまた、周囲の光のピッ
クアップ、レーザ出力の変化、および光電子増倍管のエ
イジングを補償するように調整され得る。基準信号レベ
ルより高い検出器信号はいずれも、ウェーハ上の特定の
点からの７１１１定された散乱光強度を表わす出力信号
４１を比較器に生じさせる。

出力信号４１からの位置情報および光散乱強度情報はコ
ンピュータ４３のメモリにストアされる。

先に言及されたように、光ビーム１３は矢印Ａで示され
る方向ヘウエーハ２５を掃引する。検流計ミラー２３の
位置が既知であるので、ビーム位置がわかる。検流計ミ
ラーはビームにＹ方向アドレスを与える。さらに、ウェ
ーハ２５は、既知の速度でビームによるＹ方向掃引に対
し横断方向の矢印Ｃで示される方向へ移動する。この運
動はＸ方向アドレスを与える。これらアドレスは、検出
器により観察されかつ信号４１により与えられる散乱強
度に対しアドレスを与えるために、コンピュータ４３の
ランダムアクセスメモリで使用される。

コンピュータ４３は、下で説明される方法に従ってその
メモリにストアされたデータを分析し、２つの時間で数
えられた粒子の数を与え、かつその２つの時間の合間に
付加または除去された粒子の計数を与える。

第２図および第３図を参照すると、ウェーハ２５は第１
図に示されもののようなレーザ走査粒子検出装置により
、それぞれ第１の時間および第２の時間で走査される。

典型的には、ウェーハ２５はウェーハの整列と配向のた
めに１つまたはそれ以上の平坦な領域４５を有する。し
かしながら、この発明の方法は、ウェーハの整列と配向
とは無関係に、ことなる時間における測定の間の良好な
　　、対応を得ることができる。第１の時間と第２の時
間は近接して間があけられ得て、具体例として、２回の
粒子計数測定は次々と行なわれる。代替案として、特定
のプロセスから汚染のレベルを決定するために、第１の
時間と第２の時間の間で長いプロセスステップがとられ
得る。典型的には、完全なウェーハですらその端縁が光
収集システムでかなりの量の光を散乱するという事実に
より、走査はウェーハの極限の端縁までは及ばない。破
線の曲線４７により境界を示される排除区域は、つ工−
ハの中央の測定される区域をウェーハ端縁から分離する
。排除区域は、端縁から約１０ｍｍまで延びる環状リン
グを形成する。

第２図では、第１の時間の第１の走査の間、後で「第１
の粒子」と呼ばれる粒子４９．５１．５３などが検出さ
れる。第３図では、第２の時間のレーザ走査の間、後で
「第２の粒子」と呼ばれる粒子５７．５９．６１．６３
．６５などが検出される。第１および第２の粒子のいく
つかは同一であり得るが、２回の走査の間の、ウェーハ
の並進か回転のいずれか、起こり得る運動のために、同
じ測定位置を有し得ない。さらに、散乱に影響を及ぼす
パラメータの幾分可変な性質のため、同一粒子が同一の
測定光散乱強度を有し得ない。これら変化するものには
、２回の連続する走査の重複の不足、可変照射角、可変
焦点、レーザパワーの変動、電子雑音または背景雑音、
光子統計、および有限サンプリング密度が含まれるが、
それらに限定されない。他の粒子は同一であるどころか
、走査と走査の間に付加または除去され得る。ここでは
粒子について言及しているが、引掻き傷、穴などのよう
な他の欠陥箇所も、種類を区別して、または区別せずに
、粒子や他の汚染物とともに検出および分析され得る。

第２図では、３個の第１の粒子４９．５１および５３が
コンピュータメモリから選択され、第１の三角形５５を
規定する。代替案として、４個またはそれ以上の粒子が
選択されて、何か他の多角形を形成し得る。選択された
第１の粒子は、予め定められた収集しきい値強度より実
質的に高い測定光散乱強度を有し、そのため、それら粒
子が除去されない限り、それら粒子は第２の走査中はぼ
ずっと検出される。好ましくは、これら粒子は、　　゛
より大きな光散乱強度を有する３個ないし１０個の粒子
を含む組から選ばれる。選ばれた粒子により規定される
三角形５５または他の多角形は、面積と周囲の長さを特
徴とする。測定されたＸ位置およびＹ位置、（Ｘ＋　、
Ｙ＋　）および（Ｘ２．Ｙ２）を有する任意の２個の粒
子に対し、それらの間の距離ｄは ｄ２＝（Ｘ＝　　Ｘ、）２＋（Ｙ、、　　Ｙ＋）２で得
られる。三角形５５の周囲の長さＰはＰ膠ａ＋ｂ＋ｃ で得られるが、ａ、ｂおよびＣはそれぞれの対の選ばれ
た粒子同士の間の３つの距離である。同様に、面積Ａは Ａ−［・　（８−・）　　（・　−ｂ）　　　（・　−
・）　コ乞　。

（ｓ−ｐ／２） で得られる。代替案して、面積は次の等式により、測定
された位置（Ｘ＋　、Ｙｌ　）、（Ｘ２．Ｙ２）および
（Ｘａ　、Ｙｓ　）から直接決定され得る。

Ａ■−（Ｘ、Ｙ２−Ｘ２Ｙ、＋Ｘ２Ｙ。

Ｘｌ　Ｙ２　＋Ｘ３　Ｙｌ　−Ｘ＋　Ｙｌ　）極めて正
確な変換結果のために、三角形５５の面積は可能な限り
大きいことが好ましい。また、本出願では三角形の周囲
の長さと面積を特徴的なパラメータとして使用している
けれども、対になった選ばれた粒子間の個別の距離やそ
れら粒子により形成される角度のような他のパラメータ
も使用され得る。いずれの場合にも、この技術は粒子間
の距離のみに依存するのであって、ウェーハの平坦な端
縁または他の固定された点に関連する粒子の位置には依
存しない。

第３図では、第１の三角形５５を形成するように第１の
粒子４９．５１および５３が選ばれた後で、選ばれた第
１の粒子の各々に対する候補として第２の粒子が選ばれ
る。各候補の第２の粒子は、第２の粒子がそれの候補と
なる選択された第１の粒子の光散乱強度に近い予め定め
られた範囲の強度内の光散乱強度を有し、さらにまた推
定半径も有する。たとえば、第２の粒子５７および６３
は、第１の粒子４９の範囲に入る散乱強度を有し得る。

次に粒子５７および６３は第１の粒子４９の候補として
選択され、すなわち、これら候補の粒子の一方は第１の
粒子４９と同じ粒子であり得る。同様に、他の選ばれた
第１の粒子５１および５３の候補が選ばれる。第２の粒
子は１個より多い選ばれた第１の粒子の候補であり得る
。第２図の第１の粒子は第３図では１個またはそれ以上
の候補の第２の粒子を有し得る。第１の粒子の候補が見
つからなければ、別な第１の粒子が選ばれて、新たな三
角形の周囲の長さと面積が計算される。典型的には、候
補の粒子の散乱強度は、対応する第１の粒子の散乱強度
の０．５倍と１．５倍の間に入る。

候補の第２の粒子を選んだ後で、第１の三角形５５の変
形がそれら候補から形成される。たとえば、第３図にお
いて破線で示される三角形６７は、それぞれ第１の粒子
４９．５１および５３の候補である、第２の粒子６３．
６５および５７から形成される。第３図において実線で
示される別な変形の三角形６３は、それぞれ第１の粒子
４９．５１およびび５３の候補である、第２の粒子５７
．５９および６１から形成される。各変形の三角形また
は他の多角形は周囲の長さと面積を特徴とする。第１の
三角形５５のものの特定のパーセント内に最も近接した
周囲の長さと面積を有する変形６９を形成する粒子５７
．５９および６１は、第１の三角形５５を形成する選ば
れたそれぞれの第１の粒子４９．５１および５３と同じ
粒子であると識別される。

ウェーハ上で１個または２個の粒子しか検出されない場
合には、ウェーハの大雑把な中心からの距離を基準とし
て使用することにより、異なる走査で見られる粒子が符
合される。ウェーハの中心からの距離が特定のパーセン
テージ内で最も近接している、異なる走査における粒子
が同じ粒子であると考えられる。ウェーハ上で粒子が検
出されない場合には、符合の必要はない。

これら第１および第２の粒子４９と５７．５１と５９、
および５３と６１が符合されれば、１組の測定された位
置を他の対応する組の測定された位置上にマツピングす
る変換が計算される。（Ｘ＋、Ｙｌ）および（Ｘ＋　’
　、Ｙｌ　’　）が粒子４９および５７のそれぞれ第１
の時間および第２の時間での測定された位置であれば、 Ｘ、　”＝ｍ（ｅＯ８θ）（Ｘｌ−ｈ）＋（ｓｌｎθ）
（ｙ＋−ｋ）Ｙ、’−−（ｓｉｎθ）（Ｘ　＋　　ｈ）
　＋　（ｃｏｓθ）（Ｙｌ−ｋ）であり、ここではｈお
よびｋは所望の線形変位であり、θは回転変位である。

他の２対の同一粒子５１と５９、および５３と６１のそ
れぞれ第１の時間および第２の時間での測定位置から他
の２対の方程式が得られる。これら方程式は、ｈ、にお
　　□よびθを、したがって所望の変換および逆変換を
得るために公知の行列の代数技術を利用して同時に解か
れ得る。

これらの変換が既知となれば、それらは走査で粒子の位
置に適用されてその後の走査での対応する粒子位置を見
つけることが可能となり、またその逆も然りである。次
に粒子の存在を調べるために、各対応する位置の周囲の
区域が調査される。

たとえば、第１の粒子７１を含む第２図の区域７３は第
２の粒子７７を含む第３図の区域７５に対応する。した
がって、第１および第２の粒子７１および７７は符合し
、すなわち、同一粒子であると識別される。第２図では
、区域７９は第１の粒子を含むが、第３図の対応する第
２の区域８１は粒子を含まない。したがって、区域７９
の粒子は２回の走査の合間に除去されたと考えられる。

第３図では、第２の区域８３は第２の粒子を含むが、第
２図の対応する第１の区域８５は粒子を含まない。した
がって、区域８３の粒子は第１の走査と第２の走査の合
間に付加されたと考えられる。最後に、第２図では区域
８７は１個の粒子８８を含むが、第３図の対応する区域
８９は２個の粒子９１および９３を含む。１つの区域に
複数個の粒子がある場合には、光散乱強度が粒子８８の
ものに最も近接している粒子が符合すると考えられる。

代替案として、散乱強度の変わりに、この複数個の粒子
の測定された位置が符合基準として使用され得る。

いくつかの走査からの結果を合成するためにマツピング
技術が使用され得る。たとえば、ウェーハをプロセスス
テップに導入する前に１つノウ工−ハについて４回の走
査が行なわれ得て、プロセスステップの後で新たに４回
の走査が行なわれ得る。４回の「前の」走査で同一粒子
を識別するためのマツピング技術を利用することにより
、各粒子の測定された散乱強度は平均化されて、その粒
子を代表する平均散乱強度が得られる。同様に、４回の
ｒ後の」走査強度が平均化されて、ウェーハ処理後に見
つかった各粒子の平均値が得られる。

次に、「前の」マツプと「後の」マツプは、ほかで説明
されたように、しかもそれら粒子の平均強度値を利用し
て比較され得る。

これまで本出願では、任意の光散乱しきい値強度に関し
て符合する粒子同士の対応する区域の調査を考慮してこ
なかった。第４図を参照すると、粒子は普通は固定した
量の光を散乱しないが、該粒子を照射するという態様に
おける、背景雑音レベル、光子統計など、多くのランダ
ムな要素のために、光散乱の測定されるレベルは走査ご
とに変化し得る。任意の所与の散乱強度を観察する確率
は、粒子観察の標準化されたヒストグラムである曲線９
５で得られる。この曲線は最大の発生の確率９７を有す
る。この曲線はより高い散乱強度とより低い散乱強度に
対して下降し、そのため所与の粒子の観察される光強度
のおよそ５０％がピークの右側、すなわちより高い強度
になり、さらに観察される光強度のおよそ５０％がピー
クの左側にある。したがってその平均光散乱強度がしき
い値強度に等しい粒子が観察されるのは、走査のわずか
５０％にすぎない。他方で、第５図では、しきい値強度
より大きい平均光散乱強度を有する大型粒子が走査の５
０％より大きい割合で、ここでは約８０％の割合で観察
される。平均散乱強度は成る粒子のおおよその大きさの
表示であり、概してより大型の粒子はより小型の粒子よ
りもより大きな散乱強度を有する。

実際の、測定される散乱強度は統計的に上方に揺れ、平
均散乱強度がしきい値強度に近い個別の粒子は、走査に
依存して、検出されることもあれば検出されないことも
ある。機械の検出可能性の極限に近い散乱光のレベルを
有する非常に小さい粒子に対しては、光子の統計上の変
化および光学背景雑音は比較的大きくなる傾向にあり、
さらに測定される散乱強度は比較的より変わりやすい。

たとえば第６図では、約１μｍの大きさと０．　９４μ
ｍ２の散乱断面を有する粒子９９は約０．０７μｍの、
すなわちおよそ７％の平均散乱強度の標準偏差を示す。

約０．２μｍの大きさと０．０６μｍ２の散乱断面を有
するより小型の粒子１０１は約０．００２μｍ２の、す
なわちおよそ３５％の平均散乱強度の標準偏差を示す。

測定における広い変動が意味し得るのは、しきい値強度
が非常に低く設定されれば、付加される粒子または除去
される粒子の粒子計数は広く変化し得る、ということで
ある。

第７図では、この発明の方法かこの問題への解決方法を
提供している。この技術は、粒子の大きさとは実質的に
無関係である結果を生じ、すべてのヒストグラムに対し
て具合良くいく。この方法では、粒子は収集しきい値強
度Ｔｈｅより高くて検出され、それらの位置および散乱
強度情報はコンピュータメモリにストアされる。しかし
別な走査ではディスプレイまたはしきい値強度Ｔｈｏよ
り高い散乱強度を有する粒子しか対応する粒子の調査が
なされない。ディスプレイしきい値Ｔｈ０を利用して符
合する粒子が見つからなければ、第２図および第３図で
説明される区域が減じられたしきい値強度Ｔｈ、で再調
査される。ディスプレイしきい値Ｔｈ０は典型的には、
上で論じられたマツプ対マツプ変換計算のために使用さ
れるものと同じであり、その場合、それはまたマツプ対
マツプしきい値と呼ばれ得る。減じられたしきい値Ｔｈ
、より低い散乱強度を有する粒子は調査さないので、収
集しきい値強度Ｔｈｃは普通は減じられたしきい値Ｔｈ
、に等しい。しかしながら、ユーザはいくつかの異なる
ディスプレイしきい値ＴｈＯに対し同じ組のデータを時
折分析するので、収集しきい値Ｔｈｅは実質的には減じ
られたしきい値Ｔｈ、およびディスプレイしきい値Ｔｈ
Ｏの両方より低く設定され得る。収集しきい値Ｔｈｅは
粒子検出装置の検出可能性の極限、すなわち機械しきい
値Ｔｈゎと同じ（らい低く固定され得る。

第１図におけるもののような粒子検出器の典型的な機械
しきい値は約０．２μｍである。減じられたしきい値強
度Ｔｈ１Ｉは予め定められた；だけディスプレイしきい
値強度ＴｈＤより低い。この量は固定され得るが、それ
は普通は可変的である。

ディスプレイしきい値Ｔｈｏに対する減じられたしきい
値Ｔｈ、の比率は０と１の間の値であり、「１」という
比率は前の粒子検出方法を表わしており、この発明では
好ましくは実質的に１より小さく設定される。減じられ
たしきい値は典型的には、その低減がディスプレイしき
い値の約２分の１に対応するように選択される。この明
細書の残余の部分では、わずか２つのしきい値、すなわ
ちマツピングまたはディスプレイしきい値Ｔｈｏと、普
通は収集しきい値に等しい減じられたしきい値ＴｈＲに
対し言及がなされる。

第７図では、確率曲線１０７で表わされる粒子は、ユー
ザが選んだディスプレイしきい値強度ＴｈＤに近い大き
さまたは平均散乱強度を有する。

成る走査では、粒子は印１１１て示される散乱強度で検
出され得るが、別な走査では、粒子は印１１３で示され
るように、ディスプレイしきい値Ｔｈｏより低い散乱強
度を有し得る。ディスプレイしきい値Ｔｈｏより高い粒
子の区域を調査すると、粒子１０７は検出されるときも
あれば検出されないときもある。粒子１０７の発生が検
出されないとき、印１１３で示される走査に関する限り
、しきい値強度をＴｈ、まで減じてその区域を再調査す
ることにより粒子を観察することが可能になる。

粒子１０９のようなより小型の粒子に対しては問題が繰
返されるので、減じられたしきい値Ｔｈ。

ですべでの粒子を調査しても問題解決にはならないこと
に注目されたい。しかしながら、ディスプレイしきい値
ＴｈＤで粒子を調査し、次に粒子が見つからないときの
みしきい値域じることにより、ディスプレイしきい値Ｔ
ｈｏに近い粒子１０７は一貫して検出され得るが、より
小型の粒子１０９を検出する可能性は減じられる。

第８図を参照すると、この発明の方法は、予め定められ
た収集しきい値強度より高い測定される光散乱強度を有
する、第１および第２の時間での第１および第２の粒子
を検出することと、各検出された粒子に対する測定され
た位置および散乱強度のデータをコンピュータメモリに
ストアすることとを１１５まず含む。次に、ユーザによ
り特定されたディスプレイしきい値強度より高い散乱強
度を有する少なくともすべての粒子に対する、対応する
第１および第２の測定位置が識別される１１７゜この識
別ステップ１１７は好ましくは、第２図および第３図に
関して上で説明されたように実施され、すなわち、第１
の粒子位置を第２の走査の対応する位置上にマツピング
する変換を決定し、その逆も然りである。

対応する位置が識別されてしまえば、ディスプレイしき
い値より高い散乱強度を有する各粒子の対応する区域が
調査される１１９゜特定粒子に対応する区域で粒子が見
つかれば、これら２回の粒子検出は同じ粒子であると識
別される１２１゜対応する区域で粒子が見つからなけれ
ば、しきい値が減じられて、その区域は減じられたしき
い値より高い散乱強度を有する粒子に対する再調査がな
される１２３゜再び、粒子が見つかれば、それは対応す
る粒子と同じであると識別される。対応する区域で減じ
られたしきい値より高い粒子が見つからなければ、分析
されている粒子は符合しない粒子である１２５゜それが
符合しない第１の粒子であり、第１の走査中に第１の時
間で検出されたが、第２の走査中には第２の時間で検出
されなければ、それは除去された粒子として識別される
。

同様に、それが符合しない第２の粒子であれば、それは
付加された粒子として識別される。ディスプレイしきい
値より高い散乱強度を有する粒子に対応するすべての区
域が調査されてしまえば、同一粒子、付加された粒子、
または除去された粒子と識別される粒子の総数が計数さ
れる１３１゜これら粒子の分布はまた、該粒子の観察さ
れる平均散乱強度の分布のヒストグラムとともに、ディ
スプレイされ得る。

これまで説明されてきた２個のしきい値の方法は、１個
のしきい値を利用してより多数の走査からの結果を平均
化する方法よりも、数回の走査でより反復可能な粒子計
数が可能である。さらに、プロセスステップの前後で２
個のしきい値を組合わせていくつかの走査の結果を合成
することにより、プロセスステップにより付加または除
去される粒子の正確な計数が得られる。この発明はつ工
−ハ表面上の粒子に関して説明されてきたが、他の表面
もまた調査され得て、粒子以外の欠陥箇所も計数され得
る。さらに、この方法は、写真乾板上に像を作られる星
の位置および強度のような、他の形式の検出の分析まで
拡げられ得る。そのような場合には、時間間隔の間に動
いた「粒子」、すなわち恒星、惑星、水星などの像を見
つけるために異なる時間にとられた２枚の乾板が比較さ
れ得る。したがって、「粒子」という語は、測定可能な
位置を有する任意の検出された点、明確な物体、または
事象を含むように構成される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の方法を実行するレーザ走査粒子検
出装置の簡略化された概略図である。 第２図および第３図は、それぞれ第１の時間および第２
の時間に第１図の装置により検査されたウェーハの平面
図である。 第４図および第５図は、特定の散乱強度の粒子を観察す
る確率対散乱強度のグラフである。 第６図は確率対散乱強度の対数のグラフであり、種々の
大きさの粒子の観察される強度の拡がりを示している。 第７図は確率対散乱強度のグラフであり、この発明の方
法のしきい値の考慮を例示している。 第８図はこの発明の方法の工程系統図である。 図において、１１はレーザ、１５はミラー、１７はフォ
ーカスレンズ、１８は空間フィルタ、１９はビームコリ
メ−１・およびフォーカスレンズ、２３は検流計ミラー
、２４は検流計コイル、２５はウェーハ、２６は光コネ
クタ、３つは光電子増倍管、４３はコンピュータである
。 ５奴−７ ＦＩＧ、−２゜ ＲＧ、−３゜

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続する時間に表面で検出される粒子を符合する
   方法であって、 第１の時間に表面で第１の粒子を検出するステップを含
   み、各第１の粒子は第１の測定位置と、予め定められた
   収集しきい値強度より高い、光検出器に達する第１の光
   散乱強度とを特徴とし、各第１の粒子の前記位置および
   光散乱強度情報をコンピュータメモリにストアするステ
   ップと、第２の時間に前記表面で第２の粒子を検出する
   ステップとを含み、少なくともいくつかの前記第２の粒
   子が少なくともいくつかの前記第１の粒子と同一であり
   、各第２の粒子が第２の測定位置と、前記予め定められ
   た収集しきい値強度より高い、光検出器に達する第２の
   光散乱強度とを特徴とし、各第２の粒子の前記位置およ
   び光散乱強度情報をコンピュータメモリにストアするス
   テップと、前記しきい値強度より実質的に高い光散乱強
   度を有する３個またはそれ以上の第１の粒子をコンピュ
   ータメモリから選択するステップとを含み、前記選択さ
   れた第１の粒子が周囲の長さと面積を特徴とする第１の
   多角形を規定し、 前記選択された第１の粒子の各々に対する候補の第２の
   粒子をコンピュータメモリから選択するステップを含み
   、各候補の第２の粒子が、前記第２の粒子がそれの候補
   である前記選択された第１の粒子の光散乱強度に近い予
   め定められた範囲の強度内の光散乱強度を有し、 前記候補の第２の粒子で前記第１の多角形の変型を形成
   するステップを含み、前記変型が周囲の長さと面積を特
   徴とし、候補の第２の粒子が、前記第１の多角形を形成
   する対応する選択された第１の粒子と同一であると識別
   される特定のパーセンテージ内まで前記第１の多角形の
   ものに最も近接する周囲の長さと面積を有するように定
   められた変型を形成し、 前記識別された同一粒子の第１および第２の測定位置か
   ら、前記第１および第２の測定位置の一方を前記第１お
   よび第２の測定位置の他方へとマッピングする並進変換
   および回転変換を計算するステップを含む、方法。
2. （２）３個の第１の粒子が選択され、前記第１の多角形
   が三角形である、請求項１に記載の方法。
3. （３）前記予め定められた範囲が選択された第１の粒子
   の前記光散乱強度の２分の１から前記選択された第１の
   粒子の前記光散乱強度の２分の３までである、請求項１
   に記載の方法。
4. （４）前記第１の多角形を規定する前記第１の粒子が、
   最大の光散乱強度を有する第１の粒子を含む１組の予め
   定められた大きさから選択される、請求項１に記載の方
   法。
5. （５）前記変換を少なくとも１組の前記第１および第２
   の測定位置に適用し、１組の対応する第１および第２の
   測定位置を得るようにするステップと、 前記対応する第１および第２の位置の各々の周囲の対応
   する第１および第２の区域を調査するステップとをさら
   に含み、両方の対応する区域内の１個の粒子が同一粒子
   であると識別される、請求項１に記載の方法。
6. （６）前記対応する第１の区域だけの中の１個の粒子が
   除去されたと決定され、さらに前記対応する第２の区域
   だけの中の１個の粒子が付加されたと決定される、請求
   項５に記載の方法。
7. （７）複数個の粒子が前記対応する第１および第２の区
   域の少なくとも一方の中にあることがわかり、光散乱強
   度が最も近接する対になった粒子が同一粒子であると識
   別される、請求項５に記載の方法。
8. （８）連続する時間に表面で検出される粒子を符合する
   方法であって、 （ａ）第１の時間に表面で第１の粒子を検出し、各第１
   の粒子が第１の測定位置と、収集しきい値強度より高い
   光検出器に達する第１の光散乱強度とを特徴とするステ
   ップと、 （ｂ）各第１の粒子の前記位置および光散乱強度情報を
   コンピュータメモリにストアするステップと、 （ｃ）第２の時間に表面で第２の粒子を検出し、各第２
   の粒子が第２の測定位置と、前記収集しきい値強度より
   高い光検出器に達する第２の光散乱強度とを特徴とする
   ステップと、 （ｄ）各第２の粒子の前記位置および光散乱強度情報を
   コンピュータメモリにストアするステップと、 （ｅ）対応する第１および第２の測定位置を識別するス
   テップと、 （ｆ）予め定められたディスプレイしきい値強度より高
   い光散乱強度を有する各第１および第２の粒子の測定位
   置および識別された対応位置の周囲の対応する第１およ
   び第２の区域を調査し、前記ディスプレイしきい値強度
   が前記収集しきい値強度より高く、対応する第１および
   第２の区域の各々の中にある１個の粒子が、その両方が
   前記ディスプレイしきい値強度より高い光散乱強度を有
   し、同一粒子であると識別されるステップと、（ｇ）前
   記ディスプレイしきい値強度より高い光散乱強度を有す
   る粒子が前記対応する第１および第２の区域の一方だけ
   の中で見つかるときはいつでも、予め定められた量だけ
   前記ディスプレイしきい値強度から減じられる光散乱強
   度を有する検出される粒子を求めて前記対応する区域の
   他方を再調査し、（ｉ）前記一方の区域内で前記ディス
   プレイしきい値より高い光散乱強度で検出される粒子と
   、前記対応する他方の区域内で前記減じられたしきい値
   より高い強度で検出される粒子とが同一粒子であると識
   別され、（ｉｉ）前記第１の区域内で前記ディスプレイ
   しきい値より高い光散乱強度で検出される第１の粒子と
   、前記対応する第２の区域内で前記減じられたしきい値
   より高い強度では検出されない粒子とが除去されたと考
   えられ、さらに（ｉｉｉ）前記第２の区域内で前記ディ
   スプレイしきい値より高い光散乱強度で検出される第２
   の粒子と、前記対応する第１の区域内で前記減じられた
   しきい値より高い強度では検出されない粒子とが付加さ
   れたと考えられるステップとを含む、方法。
9. （９）前記減じられたしきい値強度がディスプレイしき
   い値強度の予め定められた分数の値である、請求項８に
   記載の方法。
10. （１０）同一であると識別された第１および第２の粒子
    の数を計数するステップをさらに含む、請求項８に記載
    の方法。
11. （１１）付加された粒子の数を計数するステップをさら
    に含む、請求項８に記載の方法。
12. （１２）対応する第１および第２の測定位置を識別する
    ステップが、 前記収集しきい値強度より実質的に高い光散乱強度を有
    する３個の第１の粒子をコンピュータメモリから選択す
    るステップを含み、前記選択された第１の粒子が周囲の
    長さと面積を特徴とする第１の三角形を規定し、 前記選択された第１の粒子の各々に対する候補の第２の
    粒子をコンピュータメモリから選択するステップを含み
    、各候補の第２の粒子が、前記第２の粒子がその候補で
    ある選択された第１の粒子の光散乱強度に近い予め定め
    られた範囲の強度内の光散乱強度を有し、 前記候補の第２の粒子で前記第１の三角形の変型を形成
    するステップを含み、前記変型が周囲の長さと面積を特
    徴とし、前記第１の三角形の周囲の長さと面積に最も近
    接する周囲の長さと面積を有するように定められた変型
    を形成する候補の第２の粒子が対応する選択された第１
    の粒子と同一粒子であると識別され、 前記識別された同一粒子の測定された第１および第２の
    位置から、前記組の測定された第１および第２の位置の
    各々を他の組へマッピングするための変換を計算するス
    テップと、 前記ディスプレイしきい値強度より高い散乱強度を有す
    る粒子の各第１および第２の測定位置に前記変換を適用
    するステップとを含む、請求項８に記載の方法。
13. （１３）（ａ）測定器具で第１の組の測定 のうち少なくとも１個の第１の事象を検出し、各第１の
    事象が事象場所と、前記器具により測定された、収集し
    きい値より高いパラメータとを特徴とするステップと、 （ｂ）前記器具で第２の組の測定のうち少なくとも１個
    の第２の事象を検出し、各第２の事象が事象場所と、前
    記器具により測定された、前記収集しきい値より高いパ
    ラメータとを特徴とするステップと、 （ｃ）一方の組の測定のうちディスプレイしきい値より
    高い測定されたパラメータを有する各事象に対し、他方
    の組の測定のうち前記事象の事象場所に対応する事象場
    所を調査し、対応する事象場所で検出された、他方の組
    の測定のうち前記ディスプレイしきい値より高い測定さ
    れたパラメータを有する事象が一方の組の測定の事象に
    符合すると決定されるステップと、 （ｄ）前記ディスプレイしきい値より高い測定されたパ
    ラメータを有する事象が前記対応する事象場所にないと
    きはいつでも、減じられたしきい値より高い測定された
    パラメータを有する事象を求めて前記対応する事象場所
    を再調査し、前記減じられたしきい値が予め定められた
    量だけ前記ディスプレイしきい値より低く、前記対応す
    る事象場所で検出された、他方の組の測定のうち前記減
    じられたしきい値より高い測定されたパラメータを有す
    る事象が一方の組の測定の事象に符合すると決定される
    ステップと、 （ｅ）前記減じられたしきい値より高い測定されたパラ
    メータを有する事象が前記対応する事象場所にないとき
    はいつでも、第１の事象が古いと決定され、かつ第２の
    事象が新しいと決定されるステップとを含む、方法。
14. （１４）前記事象場所が、予め定められた包囲する区域
    が加わった測定された空間位置である、請求項１３に記
    載の方法。
15. （１５）前記減じられたしきい値が前記ディスプレイし
    きい値の２分の１である、請求項１３に記載の方法。
16. （１６）符合すると決定された事象の数を計数するステ
    ップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
17. （１７）事象場所に従って符合すると決定された事象を
    ディスプレイするステップをさらに含む、請求項１３に
    記載の方法。
18. （１８）新たな事象の数を計数するステップをさらに含
    む、請求項１３に記載の方法。
19. （１９）事象場所に従って新たな事象をディスプレイす
    るステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。