JPH02287242A - 異物検査装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、異物検査技術に関し、特に、半導体集積回路
装置の製造プロセスにおける半導体基板の異物検査など
に適用して効果のある技術に関する。

〔従来の技術〕

たとえば、半導体集積回路装置の製造プロセスでは、半
導体ウェハなどに形成される半導体素子構造の一層の微
細化に伴うて、当該半導体ウェハに付着する異物の検出
をより高感度に行うことが要請されている。

このような要請に呼応して、たとえば、半導体ウェハの
表面に付着した異物からの反射光または散乱光の検出に
用いられる光検出器においては、次のような技術がすで
に提案されている。

すなわち、特開昭６１−１０４２４２号公報などに記載
されているように、一次元的に配列された複数の互いに
独立な固体撮像素子の隣接境界が、配列方向に傾斜した
状態となるようにすることで、配列方向に交差する方向
に被検査物を走査して検査する際などに、当該複数の固
体撮像素子に結像される被検査物の拡大画像のうち、隣
接するホトダイオードの境界部を通過する領域が検出不
能となったり感度が低下することを防止し、光検出器全
体の検出感度を向上させようとするものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、上記の従来技術によれば、たしかに複数の固
体撮像素子の隣接境界が、被検査物の観察画像の検出が
不能ないわゆる不感帯となることを防止できるという利
点はあるものの、個々の固体撮像素子の出力レベルを個
別に検出しているため、たとえば、被検査物に付着した
異物の画像がこの隣接境界に結像した場合には、隣接す
る二つの固体撮像素子のいずれからも充分な出力レベル
が得られないため、被検査物に付着した異物が看過され
ることが懸念される。

このことは、半導体集積回路装置における回路パターン
の微細化に伴って、許容される異物の大きさがますます
小さくなりつつあることを考慮すれば、半導体集積回路
装置の製造工程における異物検査工程では重要な問題と
なる。

そこで、本発明の目的は、複数の固体撮像素子を配列し
てなる光検出器の感度を全体にわたって一１ｌ［に確保
することで、被検査物に付着した異物の看過を確実に防
止することが可能な異物検査装置を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述右よび添付図面から靭らかになるであろう
。

〔課趨を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明になる異物検査装置は、被検査′物に
対して光を照射する光源と、被検査物の拡大面像を得る
光学系と、この光学系の拡大画像の結像位置に配置され
た光検出器と、被検査物を光学系に対して相対的に走査
させる駆動機構とからなる異物検査装置であって、光検
出器は、一次元的に配列された互いに独立な複数の固体
撮像素子と、この固体撮像素子の各々に接続される複数
の単位信号線と、隣接する固体撮像素子の単位信号線を
結合する結合手段とからなり、個々の単位信号線には、
隣接する二つの固体撮像素子の出力の和が得られるよう
にしたものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、たとえば、被検査物に付着した
異物の画像が、光検出器を構成する複数の固体撮像素子
の境界部を通過し、隣接する個々の固体撮像素子に右け
る出力が小さい場合でも、隣接した一方の固体撮像素子
に接続される単位信号線には他方の固体撮像素子の出力
との和が得られるので、被検査物に付着した異物の存在
を確実に検知することが可能となり、被検査物に付着し
た異物の看過を確実に防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細に説
明する。

第１図は、本発明の一実施例である異物検査装置の光検
出器の構成の一例を示す説明図であり、Ｎ２図は、その
全体構成の一例を示す斜視図である。

たとえば、Ｘ−Ｙテーブルなどからなり、水平面内にお
いて互いに直交するＸおよびＹ方向に移動自在な試料台
１０の上には、たとえば、所定の半導体集積回路素子の
形成過程にある半導体ウェハなどの被検査物２０が、真
空吸着などの方法により、所定の姿勢で着脱自在に載置
されている。

そして、本実施例の場合には、試料台１０は、第２図に
示されるように、後述の光検出器の幅寸法に相当する所
定のピッチで小刻みにＹ方向に移動する毎に、Ｘ方向に
被検査物２０の全幅に相当する距離だけ移動するような
ジグザグの変位を行うものである。

この試料台ｌＯの近傍には、当該試料台１０に載１され
た被検査物２０の平面に対して、所定の傾斜角度でレー
デなどの光３０を照射する光７Ｉｆｉ４０が配置されて
いる。

さらに、試料台ｌＯの直上方には、当該試料台１０に載
置された被検査物２０の平面に対して光軸をほぼ垂直に
した複数のレンズ群からなり、被検査物２０の拡大画像
を得る対物レンズ５０が配置されており、被検査物２０
の表面に照射される光３００反射光または散乱光３０ａ
が捕捉されるように構成されている。

この対物レンズ５０による被検査物２０の拡大画像の結
像位置には、第１図などに示されるように、所定の一方
向（この場合Ｙ方向）に複数の固体撮像素子６０ｉ　　
（ｉ＝１．２・・・ｎ）を配列して構成される光検出器
６０が配置されている。

なお、本実施例の場合には、個々の固体撮像素子６０ｉ
は、隣接する他の固体撮像素子６０ｉとの境界が、配列
方向（Ｙ方向）に直交するＸ方向に対して傾斜した状態
となるように平行四辺形を呈している。

この光検出器６０を構成する複数の固体撮像素子６０ｉ
の各々は、複数の単位信号１１６０ｊ（ｊ＝１．２．３
・・・ｎ〉を介して後段の複数の個別判定部７０１　（
ｊ’＝１．２．３　・・−ｎ）に接続されており°、こ
の個別判定部７０１では、個々の固体撮像素子６０ｉか
ら反射光または散乱光３０ａの入射光量に応じて出力さ
れる検出信号を所定の閾値ｖｔｈと比較し、検出信号の
レベルがこの閾値ｖｔｈを超えた場合に、“１”レベル
の論理信号を後段のＯＲ回路８０に個別に出力する構造
となっている。

そして、ＯＲ回路８０では、光検出器６０を構成する複
数の固体撮像素子６０ｉの少なくとも一つから“ｌ”レ
ベルの論理信号が入力された場合に、後述のようにして
被検査物２００表面に異物が存在する判定し、図示しな
い上位の制御装置などに報知する動作を行うものである
。

この場合、光検出器６０を構成する複数の固体撮像素子
６０ｉの各々の単位信号線６０ｊの各々には、第１図に
示されるように、当該単位信号線６０ｊの出力と、隣接
する固体撮像素子６０ｉ＋１に接続される単位信号線６
０ｊ＋１の出力とを合成する結合手段６０ｋ　＜ｋ＝１
．２．３・・・）が設けられており、個々の単位信号線
６０ｊには、当該単位信号線６０ｊが接続される固体撮
像素子６０ｉの出力と、それに隣接する他の固体撮像素
子６０ｉ＋１の出力の和が得られるようになっている。

以下、本実施例の異物検査装置の動作の一例を説明する
。

まず、光源４０から被検査物２ｏの表面に光３０を照射
しながら、被検査物２ｏを搭載した試料台１０を、光検
出器６０における複数の固体撮像素子６０ｉの配列方向
（Ｙ方向）に直交するＸ方向に、当該被検査物２０の幅
寸法（弦長）だけ移動させ、被検査物２０の端部では、
光検出器６゜の幅寸性分だけＹ方向に送り、その後はＸ
方向に逆方向に移動させる操作を繰り返すことで、被検
査物２０の全面を光源４ｏから当該被検査物２゜の表面
に対して斜め方向に放射される光３ｏによって相対的に
走査する。

物が付着していると、この異物からの反射光または散乱
光３０ａの光量は、平坦または規則的なパターンが形成
されている下地部分からの反射光または散乱光３０ａの
光量よりも大きくなり、光検出器６０に得られる被検査
物２ｏの拡大画像においては、異物の付着部位が周囲よ
りもより明るく観察されることとなる。

そこで、本実施例では、光検出器６ｏを構成する個々の
固体撮像素子６０ｉにおける反射光または散乱光３０ａ
の検出レベルを、後段の個別判定［７０１に右いて、あ
らかじめ下地部からの反射光または散乱光３０ａに対応
する検出レベルと同程度に設定されている所定の閾値ｖ
ｔｈと比較し、この閾値ｖｔｈを超えた場合に、後段の
。Ｒ回路８０に′″ｌｌルベル理信号を送出し、さらに
、ＯＲ回路にふいて、複数の固体撮像素子６０ｉにおけ
る判定結果である前記論理信号の論理和をとることで、
被検査物２ｏの表面における異物の有無を判定し、さら
に、対物レンズ５ｏや光源４゜から、被検査物２０の表
面における異物の付着部位を特定し、記録する。

ここで、被検査物２００表面を前述のように相対的に走
査する光検出器６０に結像する被検査物２０の拡大画像
において、異物の画像が、当該光検出器６０を構成する
複数の固体撮像素子６０ｉの境界近傍を通過する場合に
は、たとえ個々の固体撮像素子６０ｉを平行四辺形にし
て、隣接する固体撮像素子６０ｉの境界を被検査物２０
に対する相対的な走査方向（Ｘ方向）に傾斜した状態に
して、異物の画像が不感帯である境界領域のみを通過す
ることを回避しても、異物の径が小さい場合などでは、
個々の固体撮像素子６０ｉからの検出信号は小さい値と
なる。このため下地部分と異物との弁別が困難となり、
被検査物２０の表面に付着した工程上有害な異物が看過
されることが懸念される。

ところが、本実施例の場合には、第１図に示されるよう
に、個々の固体撮像素子６０ｉに接続される単位信号線
６０ｊに、互いに隣接した固体撮像素子６０ｉの出力を
合成する結合手段が設けられているため、上述のように
、異物の画像が隣接する固体撮像素子６０ｉの境界領域
を通過し、単独の固体撮像素子６０ｉの出力だけでは異
物の検出が因難な場合でも、下地部分と異物とを区別で
きる充分な出力レベルを、いずれか一方の固体撮像素子
６０ｉに接続される単位信号線６０ｊに得ることができ
、被検査物２０に付着した比較的小さな異物を看過する
ことなく確実に検出することができる。

この結果、たとえば、看過された異物が付着したままの
被検査物２０が以降の製造工程にそのまま供給されるこ
とに起因して、半導体ウェハなどの被検査物２０に形成
される半導体集積回路装置に機能不良などの障害が発生
する確率が確実に減少し、半導体集積回路装置の製造工
程における歩留りや生産性が向上する。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。

たとえば、異物検査装置の全体構成は、前記実施例に例
示されるものに限定されない。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。

すなわち、本発明の異物検査装置は、被検査物に対して
光を照射する光源と、前記被検査物の拡大画像を得る光
学系と、この光学系の前と拡大画像の結像位置に配置さ
れた光検出器と、前記被検査物を前記光学系に対して相
対的に走査させる駆動機構とからなる異物検査装置であ
って、前記光検出器は、−次元−的に配列された互いに
独立な複数の固体撮像素子と、この固体撮像素子の各々
に接続される複数の単位信号線と、隣接する前記固体撮
像素子の前記単位信号線を結合する結合手段とからなり
、個々の前記単位信号線には、隣接する二つの前記固体
撮像素子の出力の和が得られるようにしたので、たとえ
ば、被検査物に付着した異物の画像が、光検出器を構成
する複数の固体撮像素子の境界部を通過し、隣接する個
々の固体撮像素子における出力が小さい場合でも、隣接
した一方の固体撮像素子に接続される単位信号線には他
方の固体撮像素子の出力との和が得られ、被検査物に付
着した異物の存在を確実に検知することが可能となり、
被検査物に付着した異物の看過を防止することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である異物検査装置の光検
出器の構成の一例を示す説明図、第２図は、その全体構
成の一例を示す斜視図である。 １０・・・試料台（駆動手段）、２０・・・被検査物、
３０・・・光、３０ａ・・・散乱光、４０・・・光源、
５０・・・対物レンズ、６０・・・光検出器、６０ｉ・
・・固体撮像素子、６０ｊ・・・単位信号線、６０ｋ・
・・結合手段、７０！・・・個別判定部、８０・・・Ｏ
Ｒ回路、Ｖｔｈ ・閾値。 第 図 ６０に：結合手段

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査物に対して光を照射する光源と、前記被検査
   物の拡大画像を得る光学系と、この光学系の前記拡大画
   像の結像位置に配置された光検出器と、前記被検査物を
   前記光学系に対して相対的に走査させる駆動機構とから
   なる異物検査装置であって、前記光検出器は、一次元的
   に配列された互いに独立な複数の固体撮像素子と、この
   固体撮像素子の各々に接続される複数の単位信号線と、
   隣接する前記固体撮像素子の前記単位信号線を結合する
   結合手段とからなり、個々の前記単位信号線には、隣接
   する二つの前記固体撮像素子の出力の和が得られるよう
   にしたことを特徴とする異物検査装置。 ２、前記光検出器を構成する複数の前記固体撮像素子の
   各々は、当該固体撮像素子の配列方向に対して境界線が
   傾斜するように平行四辺形を呈していることを特徴とす
   る請求項１記載の異物検査装置。