JPH0317378B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、面板欠陥検出装置において、面板
の表面に付着した染み、曇りなどのヘイズ欠陥の
検出方法に関するものである。

［従来の技術］ 半導体の材料であるシリコンウエハ面板には、
種々の欠陥があり、これにより製造されるICの
品質を低下するので、面板欠陥検出装置により検
査されている。

最近においては、CIの集積密度がますます高
度化され、欠陥の検査が厳密となるに伴い、欠陥
の種類を区分して検出することが必要とされてい
る。面板の欠陥には、多種な種類があるが、表面
に付着した染みないしは、かすみ状の曇りなどの
ヘイズと呼ばれる欠陥があり、これを検出するこ
とが要請されている。

ヘイズ欠陥は比較的広い範囲に分布するもので
あるが、極めて薄い膜状である。これに対して、
従来から行われいる欠陥検出方法は、塵埃などの
微粒子または微小な傷が極めて微細な範囲内で発
生する散乱光に対するものであつて、そのままで
はヘイズ欠陥に対処することが困難であつた。そ
こで、これらに対して有効な検出方向が必要とさ
れている。

［発明の目的］ この発明は、以上の問題に鑑み、ヘイズ欠陥を
検出する方法を提供することを目的とするもので
ある。

［問題点を解決するための手段］ この発明はレーザビームによりシリコンウエハ
面板の表面を走査して、該表面の欠陥による散乱
光を受光する面板欠陥検出装置において、該表面
による正反射光を除いた広い角度範囲の散乱光を
受光する暗視野方式とし、これによりえられる検
出信号に含まれている低周波成分を低域フイルタ
により分離し、かつ、該低周波成分に含まれてい
るレーザビームの迷光による表面のバツクグラウ
ンド電圧を、該低周波成分から差し引くことによ
り、面板の表面に付着した曇りなどのヘイズ欠陥
を検出するものである。なお、バツクグラウンド
電圧としては、予め、ヘイズ欠陥などの欠陥が無
い清浄は基準面板について、上記のレーザビーム
による走査を行い、上記の暗視野受光方式により
受光してえられる検出信号を使用するものであ
る。

［作用］ この発明は、広い範囲に分布するヘイズ欠陥に
対して、広い角度範囲の散乱光を受光できる暗視
野受光方式を使用し、これよりえられる検出信号
から、低域フイルタによりパルス性の高周波成分
を除去し、ヘイズ欠陥に対する低周波成分を取り
出し、さらに迷光によるバツクグラウンド電圧を
差し引くもので、正しいヘイズ欠陥検出信号がえ
られるものである。

［実施例］ 第１図ａ，ｂはこの発明による、ヘイズ欠陥検
出方法における、ヘイズ欠陥の検出原理を説明す
る光学系の構成図である。図ａにおいて、レーザ
光源２よりのレーザビーム３はミラー４、投光レ
ンズ５を経て、面板１の表面に垂直に投光され
る。面板１の表面が清浄な鏡面であるときは、反
射光３ａは正反射方向、すなわち垂直に反射す
る。ここで投光の方向を面板１に垂直とするの
は、欠陥に対して方向が偏らず、平均した照射を
するためである。

いま、面板１の表面に染み、またはかすみ状の
曇り、すなわちヘイズ欠陥６がある場合は、図ｂ
に示すように、レーザビーム３は、光軸中心の周
辺に向かつて散乱し、散乱光８が発生する。ヘイ
ズ欠陥６は曇り状態のため乱反射し、散乱の角度
範囲は広く、強度分布は一様に近い。しかし、ヘ
イズ欠陥６の曇りの程度が極めて微小な場合があ
りこれを有効に検出するために、できるだけ広い
角度範囲の受光器９−１，９−２などにより効果
的に受光する。なお前記のように、ヘイズ欠陥は
比較的広い範囲に分布しているので、レーザビー
ムの走査中、比較的長い周期、すなわち低周波の
波形となる。

面板１の表面には、ヘイズ欠陥６の他に、塵な
どの微粒子欠陥、擦り傷、または微小な凹部（ピ
ツト）をなす微小欠陥７があり、これらの散乱光
８もともに受光器９に受光されるが、これらは微
小のため、周期の短いパルスとなる。

さらに、レーザビーム３は光学系内で迷光を生
じ、第２図の受講器９において、点線r₁〜r₄で示
す受光範囲内にあるものが受光され、これがバツ
クグランド光となる。ここで、各種の欠陥による
前記の散乱光はレーザビーム３の直接的な散乱光
であるに対して、このバツクグランド光は、迷光
による間接的ではあるが、しかし広い範囲を受光
するので、影響を無視することができない。

第３図ａ，ｂおよびｃに検出信号波形の例を示
す。図ａにおいて、直線の波形ハはバツクグラウ
ンド光による受光信号のレベルで、電圧をΔBと
する。波形イはヘイズ欠陥６による低周波で、こ
の上に微粒子などの微小欠陥７によるパルスロが
重畳している。この信号波形を低域フイルタを通
して、ヘイズ欠陥に対する波形イ分離し、さらに
バツクグランド電圧ΔB差し引くことにより、正
しいヘイズ欠陥の検出信号がえられるものであ
る。この場合、ヘイズ欠陥信号イは低周波であ
り、バツクグラウンド電圧ΔBはほぼ一定の直流
成分であるが、これらを周波数により分離するこ
とは困難である。そこで、この発明では、両者を
デジタル量に変換して、正確な差し引きを行うも
のである。

次に、ヘイズ欠陥は前記のように、染み、かす
みのごとき希薄な物質であり、また反射率の変化
は微妙であるので、これを正確に検出するために
はバツクグラウンド電圧ΔBを正確に測定するこ
とが必要である。そこで予め、ヘイズなどの欠陥
のない、清浄な面板について測定してΔBを確定
しておき、信号処理の段階でデジタル変更し、信
号波形のオフセツト電圧として設定して差分演算
を行うものである。

第４図ａおよびｂはこの発明による、ヘイズ欠
陥検出方式の実施例における光学系の構成図を示
す。図ａにおいて、光源２よりのレーザビーム３
はミラー４で反射されて、投光レンズ５により面
板１に垂直に照射されて表面を走査する。受光器
９は複数のオプチカルフアイバを図ｂに示すよう
に、光軸の近傍を除いて、たとえば２つの同心円
上に各６本づつ配列し、走査点に接近した位置で
広い受光角度とする。これらのオプチカルフアイ
バは一括して光電子増倍管（PMT）１０に接続
される。

第５図は信号波形からパスル成分およびバツク
グラウンド電圧ΔBを除去して、ヘイズ欠陥信号
を分離する回路の実施例を示し、PMT１０の出
力は低域フイルタ（LPF）１１により、低周波
成分が取り出され、Ａ／Ｄ変換器１２でデジタル
化される。前記した方法により測定されたバツク
グラウンド電圧ΔBは、デジタル化されて差分演
算回路１３に与えられており、ヘイズ欠陥信号イ
のデータが端子１４に出力されるものである。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明に
よるヘイズ欠陥検出方法によれば、従来困難であ
つた面板の染み、かすみ状の曇りによるヘイズ欠
陥が、微粒子などの他の欠陥と区別して検出され
るものであり、シリコンウエハ面板の欠陥検査技
術に貢献するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは、この発明によるヘイズ欠
陥検出方式の原理を説明するための暗視野受光方
式の光学系の構成図、第２図は第１図ｂにおける
バツクグラウンド光の説明図、第３図ａ，ｂおよ
びｃは、この発明によるヘイズ欠陥検出方式にお
ける検出信号波形図、第４図ａおよびｂは、この
発明によるヘイズ欠陥検出方法に適用する暗視野
受光方式の光学系構成の実施例を示す図、第５図
は、この発明によるヘイズ欠陥検出方式における
信号処理回路の実施例を示すブロツク構成図であ
る。 １……面板、２……レーザ光源、３……レーザ
ビーム、３ａ……正反射光、４……ミラー、５…
…投光レンズ、６……ヘイズ欠陥、７……微小欠
陥、８……散乱光、９受光器、１０……光電子増
倍管（PMT）、１１……低域フイルタ（LPF）、
１２……Ａ／Ｄ変換器、１３……差分演算回路、
１４……端子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザビームによりシリコンウエハ面板の表
   面を走査して、該表面の欠陥による散乱光を受光
   する面板欠陥検出装置において、該表面による正
   反射光を除いた広い角度範囲の散乱光を受光する
   暗視野受光方式とし、該受光方式によりえられる
   検出信号に含まれている低周波成分を低域フイル
   タにより分離し、かつ、該低周波成分に含まれて
   いる上記レーザビームの迷光による上記表面のバ
   ツクグラウンド電圧を、該低周波成分から差し引
   くことにより、上記面板表面に付着した曇りなど
   のヘイズ欠陥を検出することを特徴とする、ヘイ
   ズ欠陥検出方法。 ２ 表面にヘイズ欠陥などの欠陥が存在しない清
   浄な面板を基準面板とし、該表面に対して上記の
   レーザビームの走査を行つて、上記の暗視野受光
   方式により受光してえられる検出信号を、上記の
   バツクグラウンド電圧とする、特許請求の範囲第
   １項記載のヘイズ欠陥検出方法。