JPH02110355A - 異物検査方法および異物検査装置 - Google Patents

異物検査方法および異物検査装置

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JPH02110355A
JPH02110355A JP26337088A JP26337088A JPH02110355A JP H02110355 A JPH02110355 A JP H02110355A JP 26337088 A JP26337088 A JP 26337088A JP 26337088 A JP26337088 A JP 26337088A JP H02110355 A JPH02110355 A JP H02110355A
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Katsumi Oyama
勝美 大山
Hitoshi Hikima
引間 仁
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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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】 [産業上の利用分野コ 本発明は、ウェハなどの被検査物の表面の異物検査を行
う異物検査装置および異物検査方式に関する。更に詳細
には、本発明はウェハの膜厚により検出結果が影響され
ない異物検査装置および異物検査方式に関する。
[従来の技術] ICのパターン欠陥などはウェハ表面に付着する塵埃に
よるものが多く、歩留りに多大な影響を及ぼしている。
付着塵埃を管理するための効果的な装置として、鏡面ウ
ェハ上に付着した異物などをレーザ光により光学的に非
接触でflll定する装置が開発され、実用に供されて
いる。
このような装置は、例えば、第2図に示されるように、
レーザスポットを固定し、投光レンズ12を通して、試
料台14上のウェハ16にレーザビームlOを垂直に照
射し、異物からの散乱光をオプチカルファイバ18によ
り側方から広い角度で受光している。この場合、受光強
度と異物の大きさとの間には相関があり、検出信号によ
ってその大きさの概略を知ることができる。
[発明が解決しようとする課題] しかし、従来のレーザビームを用いたウェハ表面検査装
置では、CVD膜が生成されたウェハ1−の異物検出に
おいて誤差が多く、正確な異物数をflll+定できな
かった。
この原因は恐らく、照射レーザ光とCVD膜との間で膜
厚干渉を起こし、下地面での反射匿が変化するためと思
われる。
このため、成る粒子径の異物を検出するために必要とす
るホトマルチプライヤ(光電子増倍管)電圧と、閾値の
条件が変動し、異物を検出できなかったり、また、大き
な異物として検出することが起きていた。
従って、本発明の目的はCVD膜上に付着する異物数や
粒径の検出誤差を低減することのできる異物検査装置を
提供することである。
[課題を解決するための手段] 前記目的を達成するための手段として、本発明では、試
料台の上面に′a置されたウェハ表面にレーザビームを
照射し、その散乱光を受光する光電変換器により散乱光
の状態を電気信号に変換して変換した電気信号を処理回
路で処理して該ウェハ表面りの異物を検出する異物検査
装置において、前記レーザビームを発生する光学系を第
1の光学系とし、これとは別にレーザ光源、該光源から
のレーザビームを遮断するシャッターおよび前記ウェハ
からのこのレーザビームの反射光を受光スる光電変換器
とからなる第2の光学系を設け、この第2の光学系の光
電変換器の電気信号を前記処理回路に供給してこの処理
回路において前記第1の光学系の前記光電変換器の感度
と閾値とを設定する制御値を算出し、これらを前記第1
の光学系の前記光電変換器に送出することを特徴とする
異物検査装置を提供する。
また、本発明によれば、試料台の十1面に載置されたウ
ェハ表面にレーザビームを照射し、その散乱光を受光す
る光電変換器により散乱光の状態を電気信号に変換して
変換した電気信号を処理回路で処理して該ウェハ表面上
の異物を検出する異物検査装置において、前記レーザビ
ームを発生する光学系を第1の光学系とし、これとは別
に前記ウェハに第2のレーザ光源からレーザビームを照
射し、その反射光を第2の光電変換器により受光する第
2の光学系を設け、この第2の光電変換器の電気信号を
信号処理回路に送出し、この信号を演算し、この演算結
果に双づき反射光が最大になるように前記ウェハを載置
した試料台の高さを調整し、その後、該最大反射光を前
記第2の光電変換器で受光し、その受光信号を信号処理
回路で演算処理することによりウェハの膜厚および屈折
率を71−1定し、該測定結果に基づき前記第1の光学
系の前記光電変換器の感度と閾値とを設定する制御値を
算出し、これらを前記第1の光学系の前記光電変換器に
送出することを特徴とする異物検査方式も提供される。
第1の光学系の光電変換器の感度を設定する制御信号の
みを信号処理回路から送出し、前記光電変換器から受け
た信号に対して処理回路の内部で閾値を設定することも
できる。
[作用] 前記のように、本発明では、異物検査を行うための本来
の光学系とは別に、ウェハの膜厚および屈折率を測定す
るための独立した光学系を設けた。
異物検査に先立ち、ウェハの膜厚と屈折率の測定を行い
、この測定結果に基づいて異物検査に最適な光電変換器
の感度および閾値を設定することにより、ウェハ表面に
付着する異物の個数や粒径の検出誤差が大幅に低減され
る。
[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の具体例について更に
詳細に説明する。
第1図は本発明の異物検査装置および異物検査方式の概
要を示す模式図である。
図示されているように、ウェハの膜厚および屈折率を測
定するための第2の光学系を構成する、第2の光源1が
設けられている。この第2の光源のレーザビーム出口に
隣接してレーザビームを遮断するためのシャッター3が
設けられている。第2の光源から出たレーザビームは試
料台14の上面にfi置されたCVD膜付ウェハ16の
表面に所定の角度で斜めに照射される。ビームは照射点
で反射され、反射光は第2の光電変換器5に入射する。
入射した反射光はここで電気信号に変換され信号処理回
路7に送られる。送出された電気信号は信号処理回路内
のマイクロプロセッサにより演算処理される。ここで、
レーザビームの反射光が最大になるように、信号処理回
路7から、試料台可変装置9へ駆動信号が供給され、試
料台14の高さを調整する。
試料台の高さ調整が終了したら、前記と同様にして、第
2の光源1からのレーザビームの反射光を第2の光電変
換器で受光し、その受光信号を信号処理回路7で演算処
理することによりウェハのCVD膜の膜厚および屈折率
を測定する。測定後、シャ・ツタ−3を閉じてレーザビ
ームを遮断する。
この測定結果に基づき、異物検査用の第1の光学系の第
1の光電変換器20の感度と閾値とを設定する制御値を
算出し、これらを光電変換器20に送出する。別法とし
て、光電変換′a20の感度を設定する制御信号のみを
信号処理回路7から送出し、異物検出の閾値は処理回路
7の内部に設定することもできる。
光電変換器20の感度と異物検出閾値を設定後、CVD
膜付ウェハの表面の異物検出測定を第1の光学系により
開始する。
レーザ光源の種類自体は本発明の必須要件ではない。従
って、公知の光源は全て使用することができる。1(e
−Ne系レーザが好ましい。
光電変換器としては例えば、光電子増倍管、ホトダイオ
ードアレー、ホトトランジスタまたはCODなどを使用
することができる。光電子増倍管が好ましい。第2の光
電変換器には回転検光子を設け、特定の振動方向の光り
の成分だけを検出するように構成することが好ましい。
試料台は回転しないXY形でもよいし、あるいは回転形
でもよい。XY形の場合、X軸方向はガルパルミラーに
よりレーザスポットを走査し、Y軸方向はガルパルミラ
ーの走査に同期してウェハをステップ送りするものであ
る。回転形はレーザスポットを固定し、ウェハを回転し
ながら中心部から外周に向かって渦巻き状に連続走査す
るものである。
ウェハ[ユに成膜されたCVD膜の種類は限定されない
。CVD膜以外の膜が成膜されていても実施できる。ま
た、膜はパターン付きでも、パターン11にしでもよい
膜厚およびU折率測定の手段として、第1図には光学的
なエリプソメトリ法を図示したが、これに限定されるこ
とはない。膜厚および屈折率が測定できる方法であれば
その他の方法(例えば、偏光干渉法)も当然使用するこ
とができる。
[発明の効果コ 以]−説明したように、本発明では、異物検査を行うた
めの本来の光学系とは別に、ウェハの膜厚および屈折率
を測定するための独立した光学系を設けた。異物検査に
先立ち、ウェハの膜厚と屈折率の1lll定を行い、こ
の測定結果に基づいて異物検査に最適な光電変換器の感
度および閾値を設定することにより、ウェハ表面に付着
する異物の個数や粒径の検出誤差が大幅に低減される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の異物検査装置および異物検査方式のm
Wを示す模式図であり、第2図は従来の異物検査装置の
一例を示す模式図である。 ■・・・第2の光源、3・・・シャッター。 5・・・第2の光電変換器、7・・・信号処理回路。 9・・・試料台高さ調節機構、10・・・レーザビーム
。 12・・・投光レンズ、14・・・試料台。 16・・・ウェハ、18・・・オプチカルファイバ。 20・・・第1の光電変換器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料台の上面に載置されたウェハ表面にレーザビ
    ームを照射し、その散乱光を受光する光電変換器により
    散乱光の状態を電気信号に変換して変換した電気信号を
    処理回路で処理して該ウェハ表面上の異物を検出する異
    物検査装置において、前記レーザビームを発生する光学
    系を第1の光学系とし、これとは別にレーザ光源、該光
    源からのレーザビームを遮断するシャッターおよび前記
    ウェハからのこのレーザビームの反射光を受光する光電
    変換器とからなる第2の光学系を設け、この第2の光学
    系の光電変換器の電気信号を前記処理回路に供給してこ
    の処理回路において前記第1の光学系の前記光電変換器
    の感度と閾値とを設定する制御値を算出し、これらを前
    記第1の光学系の前記光電変換器に送出することを特徴
    とする異物検査装置。
  2. (2)第1の光学系の光電変換器の感度を設定する制御
    信号のみを信号処理回路から送出し、前記光電変換器か
    ら受けた信号に対して処理回路の内部で閾値を設定する
    ことを特徴とする請求項1記載の異物検査装置。
  3. (3)試料台の上面に載置されたウェハ表面にレーザビ
    ームを照射し、その散乱光を受光する光電変換器により
    散乱光の状態を電気信号に変換して変換した電気信号を
    処理回路で処理して該ウェハ表面上の異物を検出する異
    物検査装置において、前記レーザビームを発生する光学
    系を第1の光学系とし、これとは別に前記ウェハに第2
    のレーザ光源からレーザビームを照射し、その反射光を
    第2の光電変換器により受光する第2の光学系を設け、
    この第2の光電変換器の電気信号を信号処理回路に送出
    し、この信号を演算し、この演算結果に基づき反射光が
    最大になるように前記ウェハを載置した試料台の高さを
    調整し、その後、該最大反射光を前記第2の光電変換器
    で受光し、その受光信号を信号処理回路で演算処理する
    ことによりウエハの膜厚および屈折率を測定し、該測定
    結果に基づき前記第1の光学系の前記光電変換器の感度
    と閾値とを設定する制御値を算出し、これらを前記第1
    の光学系の前記光電変換器に送出することを特徴とする
    異物検査方式。
  4. (4)第1の光学系の光電変換器の感度を設定する制御
    信号のみを信号処理回路から送出し、前記光電変換器か
    ら受けた信号に対して処理回路の内部で閾値を設定する
    ことを特徴とする請求項3記載の異物検査方式。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0547878A (ja) * 1991-08-07 1993-02-26 Nec Yamagata Ltd 半導体ウエーハ表面検査装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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