JPH0318708A - 表面検査方法及び装置 - Google Patents

表面検査方法及び装置

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JPH0318708A
JPH0318708A JP2124297A JP12429790A JPH0318708A JP H0318708 A JPH0318708 A JP H0318708A JP 2124297 A JP2124297 A JP 2124297A JP 12429790 A JP12429790 A JP 12429790A JP H0318708 A JPH0318708 A JP H0318708A
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object surface
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ケビン　イー　モラン
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Eastman Kodak Co
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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） 本発明は物品の表面を検査するシステムに関するもので
あり、特に物品の表面を微視的傷や異物等の欠陥につい
て検査するシステムに関するものである。
（従来の技術） シリコンマイクロチップの製造プロセスにおいては、光
をレチクルマスクを通して照射してシリコンウェファデ
ィスク内に回路をエッチする。シリコンウエファの表面
上に汚れ、塵埃、しみ、かき傷その他の傷（以後欠陥と
いう）が存在することは極めて不所望であり、得られる
回路に悪影響を与える。従って、シリコンウェファを製
造プロセス前及び中に検査する必要がある。従来の検査
技術の１つは人間の検査者ガ高倍率の光学顕微鏡で表面
を視覚的に検査するものである。しかし、顕微鏡は視野
が小さいので検査者がウェファの全表面を視覚検査する
のに長い時間必要とする。
研磨シリコンウェファ表面を検査して微小粒子や傷を精
密に検出するレーザ表面検査装置が開発されている。斯
る装置のいくつかの例が米国特許第４３７６５８３号（
１９８３年３月１５日〉及び同第４６３０２７６号（１
９８６年１２月１６日）に開示されている。これらの既
知のレーザ表面検査装置では、レーザビームをシリコン
ウェファの表面上を横切らせ、ウエファからの反射光を
集光し、分析してウェファ表面上に存在する傷にっての
情報を得ている。光はウェファの研磨表面から鏡面反射
されさるがビームが表面の傷に当る位置では光は散乱さ
れる。検査装置は散乱光と鏡面反射光とを別々に集光す
ることによりウェファ表面上の傷の大きさ及び位置を迅
速に決定することができる。このようなレーザ検査技術
はウェファの満足な合／否試験をもたらすが、この技術
では傷の性質や原因を適切に分析することはできない。
また、ウエファがマイクロチップを形戒するパターンに
エッチングされている場合には、このエッチングパター
ンが表面上の傷のスブリアス表示を与えることが起り得
る。
シリコンウェファのパターン化された表面を検査するに
は、例えば米国特許第４６１４４２７号及び同第４６６
９８７５号に開示されているような低角度レーザ表面検
査装置が使用されている。これらの既知ノ装置は、低視
射角のレーザビームを用いてパターン化されたウェファ
表面を検査する。しかし、このレーザ走査は表面の傷の
性質や原因を分析するに十分な解像度又は明瞭度をもた
らさない。
光学レーザを用いて表面を顕微鏡観察し、表面の傷を識
別及び分析する光走査装置も知られている。しかし、斯
る装置は多量のデータを発生し、発生したデータを処理
し分析するのに高性能コンピュータ必要とする。従って
、斯る装置は極めて高価なものとなる。また、視野が小
さいため及び多量のデータが得られるためにこのタイプ
の装置はかなり低速になる。
最近開発された装置、日立モデルＨＩＬＩＳ−２００で
は、異物粒子を低角度固定スポットレーザビームにより
検出している。ウェファをレーザビームの下方で回転及
び平行移動させ、粒子をオーバヘッド光電子増倍器によ
り検出し、粒子のマップを形或する。次いで、異物粒子
を顕微鏡観察装置の下へ再び位置させて顕微鏡観察し、
写真撮影することができる。しかし、この装置は傷を視
野内に再度位置させるのに極めて精密で高信頼度のＸ−
Ｙテーブルを必要とする。また、ウェファを固定スポッ
トレーザの下方で移動させて検査するこの方法は低速で
時間がかかる。
（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明の目的は上述した従来の技術のの制約や
欠点を除去し、表面の傷や異物等の欠陥を十分に識別及
び分析し得る表面検査装置を提供することにある。
本発明は他の目的は、物品の表面の欠陥を迅速に識別す
ると共に識別した欠陥を対話式に分析し得る表面検査装
置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の上述した目的及びその他の目的は、レーザ走査
表面検査と光学顕微鏡検査の組み合わせを用い、物体の
表面の比較的大きな面積に亘って欠陥を急速且つ効率的
に分析し、位置決めすると共に、オペレータガ選択した
欠陥を高倍率下で精密に検査することが容易にできるよ
うにした表面検査方法及び装置によって達成される。特
に、本発明は物体を検査区域を横切って移送する移送手
段を具えた表面検査装置を提供するものである。
レーザ検査手段を検査区域に近接して位置させ、物体表
面の比較的大きな面積をレーザ光ビームで走査して欠陥
を検出する。レーザ検査手段と共働する表示手段により
物体表面上の検出された欠陥の位置を示す欠陥マップを
装置のオペレータに表示せしめる。光学検査手段を検査
区域に近接して位置させ、物体表面を検査する。オペレ
ータは前記表面手段と共働する選択手段を用い、もっと
詳細な検査のために欠陥マップから物体上の特定の位置
を選択することができる。装置は更にこの選択手段に応
答すると共に前記移送手段と共働して物体表面上の選択
した特定の位置を光学検査手段の視野内に位置させて選
択した位置を光学的に検査し得るようにする手段を具え
ている。
装置は更に欠陥の色特性の分析を行なうスペクトロメー
タを含むことができる。他の特徴には、欠陥の視覚的分
析のために欠陥の光学画像を拡大することが含まれる。
（実施例） 第１及び２図は本発明の特徴を具体化した表面検査装置
１０を示す。この表面検査装置１０は処理シリコンウヱ
ファの表面を検査して表面の欠陥（汚れ、塵埃、しみ、
かき傷その他の傷）を検出するよう構成されている。し
かし、本発明はもっと広範囲に適用し得るものであり、
液晶表示装置（ＬＣＤ）のような物品及び写真フィルム
のようなウエブ基板の表面を検査するのに用いることも
できる点に注意されたい。また、本発明は多くの異なる
形態に実施するこができる。従って、ここに記載する特
定の実施例は本発明をどのように実施し得るかを例示す
るものであって、本発明はこれらの特定の実施例に限定
されるものではない。
装置１０は加工テーブル１１を具えた加工ステーション
として構成されている。加工テーブルｌｌ上にはほぼ密
閉された遮光ハウジング１２と、１対のビデオ表示装置
１３及び１４と、キーボードｌ５と、マウス１６とが配
置されている。加工テーブルの下にはシステムコントロ
ーラ４０を支持するキャビネット２１が懸垂されている
。キャビネット２１の隣にはプリンタ２３及び関連する
印刷用紙を載せる棚ユニット２２がある。
第１図ではハウジング１２の一部分を破除して本発明の
検査装置を示してある。ウェファＷの検査は検査テーブ
ル３１上の検査区域３０で行なわれる。
テーブル３１はＸ及びＹ水平軸の双方に沿って精密に移
動するよう装着されたＸ−Ｙテーブルである．他の実施
例ではテーブル３ｌをＸ，Ｙ及びＺ方向に精密に移動し
得ると共に垂直Ｚ軸を中心に精密に回転し得るＸ−Ｙ−
Ｚ−θテーブルとする。ロボット式ウェファハンドリン
グ装置３２が検査区域３０に近接して位置し、ウエファ
をカセット３３からテーブル３ｌ上ヘロードし、次いで
もとへ戻す。カセット３３は多数のウエファを保持し、
ドア（図示せず）をあけてハウジング１２内に置かれる
。ハウジングｌ２内のウェファのハンドリングは人間の
手が触れることなく自動的に行なわれて汚染が生じない
ようにしてある。
ウェファＷの検査は、全体を５０で示すレーザ検査シス
テムと、全体を６０で示す光学検査システムとにより行
なわれる。第２図に示すように、レーザ検査システムは
低パワーヘリウムーネオンレーザのようなレーザ光源５
１を具える。このレーザ５１はレーザビームが既知の収
束レンズを通って走査鏡５２に入射するよう配置する。
この鏡はレーザビームを所定の振動走査パターンに沿っ
て偏向する。
走査鏡５２は回転多角形鏡又は図に示すように、ガルバ
ノドライバ５２ａで駆動されて電気的に往復運動する鏡
（ガルバノミラー）のような既知の任意のタイプのもの
とすることができる。
走査レーザビームは次いで鏡５３ａ及び５３ｂから或る
折り返し光学セルに入射する。鏡５３ａ及び５３ｂは実
際上平行走査パターンを形戒するように構或配置して走
査の一部分におけるビームが走査の他の部分におけるビ
ームに平行になるようにする。このような走査パターン
はテレセントリック走査と称すこともできる。好適な折
り返し光学セルの一例は米国特許第４６３０２７６号に
詳細に開示されている。
第２図に示すように、折り返し光学セルは走査レーザビ
ームをウエファ表面に対し低い角度で検査区域３０に入
射するように配置する。好適実施例では入射角を約１０
゜とする。走査レーザビームはウェファ表面を横切る際
にほぼ平行即ちテレセントリック走査パターンに沿って
移動するため、ビームの焦点距離はほとんど変化せず、
ビームは全走査域に亘って鋭い焦点を維持する。レーザ
ビームはウエファ表面を極めて高速に横切るため、ウェ
ファの表面を横切る走査線を形或する。
レーザビームがウェファＷの表面を横切って走） 査する際、検査テーブル３１がウェファを走査レーザビ
ームにより形威される走査ラインに垂直の方向に一定の
速度で移動させる。従って、ウエファがビームを横切っ
て移動する間にレーザビームがウエファ表面を左右に掃
引走査し、ウェファの全表面がレーザビームによってか
なり高速に走査される。例えば、この構戒によれば８イ
ンチウェファの表面を約１０秒で走査することができる
。
ウェファの表面が検査区域３０で走査されると、レーザ
光がウェファ表面により低い入射角にほぼ対応する角度
でレーザ光源とは反対側に反射される。しかし、表面に
かき傷やよごれのような欠陥があると、欠陥がレーザ光
をランダムな向きに散乱したパターンに反射する。
欠陥を検出するために、集光器５７をレーザ光源側に戻
ってくる反射光を受光するよう配置する。
集光器５７は光を光ファイバ集光器を通して光電子増倍
管に収束するレンズ５５を含んでいる。光電子増倍管は
集光した光信号を後続の信号処理及び分析のために電気
信号に変換する。アナログーディジタルユニット（ＡＤ
Ｕ）５７ａは光電子増倍管のアナログ信号をシステムコ
ントローラ４０で使用するディジタル信号に変換する。
レーザ検査システム５０は好適例では入射レンズビーム
光路内に配置された偏光レンズ５４と集光器５７に到達
する反射レーザ光の光路内に配置された偏光フィルタ５
６とを含むこともできる。偏光装置５４及び５６の向き
を背景雑音及びウエファＷの表面上のエッチングパター
ンからの反射光のような誤った欠陥信号を除去するよう
に調整するこができる。
光学検査システム６０は検査区域３０の真上に、その視
軸がウエファ表面にほぼ垂直になるよう配置してウェフ
ァＷ上の欠陥の拡大視を与えるようにする。光学検査シ
ステム６０はフィルタ６３を具えたｌ個以上の収束拡大
レンズ６２が設けられたビデオカメラ６１を含んでいる
。光学検査システム６０はレーザ５１からの光を用いて
動作させることができる。
しかし、ビデオカメラ６１用の補助照明光を与える白色
光源６４も設けてある。カメラ６ｌで受信された画像は
ビデオ表示モニタ１４により表示される。しかし、第２
図に破線で示すように、装置１０には直視アイビース６
５をオプションで含めることもできる。
装置１０はシステムコントローラ４０により制御される
コンピュータである。システムコントローラ４０は人間
のオペレータの監理及び監督の下で検査装置１０を動作
させ、検査システム５０及び６０により発生されたデー
タを記憶及び検索し、データ分析を実行する。第２図に
示すように、システムコントローラ４０は多くの構成要
素を含んでいる。図示の構成例では、システムコントロ
ーラ４０は装置１０の種々の制御及び分析機能を処理す
るための専用回路基板を具えたＩＢＭ　　ＰＣ　　ＡＴ
−コンパチブルコンピュータである。システムコントロ
ーラ４０は主中央処理装置４１と、キーボード１５、マ
ウス１６、取外し可能ディスケットドライブ４１ａ１ハ
ードディスク４ｌｂ及びプリンタ２３を含む入力及び出
力装置とを含んでいる。キーボード１５はエンハンスト
ＡＴ−スタイルキーボードが好適である。マウス１６は
３個のボタンを有し、オペレータの仕事の大部分はこの
マウスを後述するようにグラフインクモニタ１３上に表
示されたユーザインターフェースと関連して用いること
により正確に実行することができる。プリンタ２３は後
に詳述するように欠陥マップ及び個々の欠陥の拡大像の
ハードコビ一を印刷するために高解像度のカラーインク
ジェットプリンタとするのが好ましい。
システムコントローラ４０は更にサーボコントロール基
Ｆｉ４６を含んでいる。このサーボコントロール基板は
検査テーブル３ｌと関連するＸ及びＹ軸モータ４８ａ　
，　４８ｂの動作及びウェファハンドリング装置３２の
動作を制御する信号をサーボ増幅器４７に供給する。更
に、システムコントローラ４０は欠陥処理プリント回路
基板４２を含み、この回路基板はアナログーディジタル
ユニット５７ａからの欠陥データを受信し、このデータ
をアレープロセッサ４３で使用する走査ラインにアセン
ブルする。アセンブルされた欠陥データはアレープロセ
ッサ４３に転送され、このプロセッサが欠陥を計算し、
欠陥をユーザが決めた分類に従って分類し、エッジイク
スクルージョンを行ない、ダブルピクセリングを除去し
、ウエファ表面上のかき傷及び汚れを評価する。アレー
プロセッサ４３は関連する数理プロセッサ及びランダム
アクセスメモリを具えたモトローラ６８０２０ベースＣ
ＰＵとするのが好ましい。処理された欠陥データはＣ　
Ｐ　Ｕ４１に送り返される。
高解像度グラフィックコントローラ４４はＣ　Ｐ　Ｕ４
１からの欠陥データを処理し、高解像度グラフィックモ
ニタ１３により第３図に示すような欠陥マップ及び装置
１０に関する他の操作情報をグラフィック表示する。フ
レームグラッパ４５はビデオカメラ６１からのウエファ
のビデオ画像を受信し、その画像をディジタル化して記
憶保持し、ビデオモニタｌ４に表示し、又はプリンタ２
３によりハードコピー紙に印刷させる。
システムコントローラ４０は、システムを構戒してウエ
ファハンドリング装置３２、レーザ及び光学検査システ
ム５０．　６０を制御し、捕集したデータをユーザが選
択し得る種々の表示スクリーンに表示させるユーザ使用
可能のシステムソフトウェアも含んでいる。スクリーン
とマシーンコントロールとの間の情報のやりとりはポッ
プアップメニューを用い、このメニューをマウス１６及
び／又はキーボード命令により動作させることによって
行なうことができる。欠陥数、ウエファマトリックス、
統計データ及びウエファ等級（即ち合格又は拒否）のよ
うなデータはグラフィックモニタ１３に表示し、またプ
リンタ２３からハードコピーとして出力させることがで
きる．システム４０は更に取外し可能なディスケットド
ライバ４１ａ又はハードディスク４ｌｂのような適当な
手段によって、後の再呼出し及び分析のためにデータを
記憶するようにする。このデータには、上述のデータに
加えて、レーザ検査システム５０から得られる欠陥マツ
プデータ及び光学検査システム６０から得られる欠陥の
ディジタル画像並びに欠陥の座標位置も含めることがで
きる．システムは更に欠陥を識別し検証するのに使用す
るオッシロスコープ７１を具えているため、光学検査に
対し選択した欠陥を光学検査システム６０の視野内に精
密に位置させることができる。オッシロスコープ７１は
ビデオカメラ６１及び光ファイバ集光器５７の各々から
の入力チャネルを有する。この場合、オッシロスコープ
７１はカメラ６１により受信された信号を集光器５７か
らの受信信号と比較することができる。オッシロスコー
プ７ｌの出力は自身の表示スクリーンに表示され、オペ
レータがこれを利用してＸ−Ｙテーブルを選択した欠陥
の正しい位置へ移動させる。
装置１０は、レーザ検査及び光学検査後に、第３のレベ
ルの検査も有している。装置１０は検出された欠陥を反
射光の色に基づいて分析するスペクトロメータ７２を含
んでいる。異なる材料及び物質は異なる反射色特性を有
している。ウエファＷ上の異物の色特性を識別すること
によりオペレータは異物が無害か有害かを決定すること
ができる。また、その材料が何であるかを知ることによ
り汚染源を迅速に取り除くことができる。このデータも
後の再呼出し、再検査及び分析のために各欠陥の座標及
びディジタル画像と一緒にシステムコントローラ４０に
より記憶することができる。汚染源が容易に識別され低
減されるならばウェファの製造コストをかなり大きく低
減し得ること明らかである。
第３図には装置１０により発生されるコンピュータ表示
の一例を示してある。この表示はカラービデオ表示モニ
タが好適であるグラフィックモニタｌ３により与えられ
る。装置１０はウィンドウ表示オプションを含む高度に
適応可能なグフィック表示装置を含み、オペレータに最
大の調整機能を与えている。第３図にはオペレータコン
トロール表示部８１と欠陥マップ部８２を示している。
装置１０は欠陥情報をヒストグラム又は他のグラフの形
に表示することもできる。欠陥マップ８２は、上述した
ように、レーザ走査システム５０により発生された欠陥
データから発生される。マップはウエファ８３の表面の
全体的表示と点８３ａで示された欠陥とを含む。点８３
ａは欠陥の大きさ又は他の特徴に応して異なる色又は形
（星、方形、三角形等）で示すこともできる。オペレー
タは欠陥マップ上の特定の欠陥をカーソル８４で指すこ
とにより選択することができる。カーソルはマウス１６
をテーブルｌｌ上で動かして移動させる。特定の位置を
選択したら、マウスのボタンの１つを押して装ＷＩＯに
特定の位置を指示する。例えば、図にはカーソルがもっ
と詳細に測定すべきウエファ上の特定の位置を指してい
る状態が破線で示されている。カーソルは、欠陥を選択
するのと同様に、カーソルでオペレータコントロール表
示部８１のボタンを指示してこのボタンを押すのに用い
ることもできる。例えば、オペレータが欠陥マップのハ
ードコピーをプリントアウトしたいときは、カーソル８
４をスクリーン上のプリントボタンに動かし、マウスの
ボタンの１つを押せばよい。このとき装置１０はプリン
タ２３から欠陥マップのハードコピーをプリントアウト
させる。
装置１０の動作はウエファのカセット３３をハウジング
ｌ２内−に設置することから始まる。次いでオペレータ
が特定のレシビ（動作パラメータ）に従って検査するよ
う装置に命令する。レシビはディスクに予め記憶してお
くことができ、一般に検査物体のサイズ及び厚さ、検出
すべき欠陥の種類及び検査処理に関するその他の変数の
ようなデータを含む。殆んどの場合レシピは標準化し、
レシビ名で識別してハードディスク４ｌｂに記憶してお
く。
オペレータはオペレータ制御表示部８ｌのレシピボタン
８１ｄを押すことにより種々のレシピをアクセスするこ
とができる。
検査処理はオペレータがオペレータコントロール表示部
８１上のランボタン８１ａを押すことにより開始する。
このときシステムコントローラ４０カウヱファハンドラ
３２に命令してカセット３３から１番目のウエファを検
査テーブル３１上にロードさせる。
シーザ検査システム５０が駆動され、検査テーブル３１
がウェファを検査区域３０に沿って、全表面が走査され
るまで移動させる。レーザ検査により発生された欠陥デ
ータがシステムコントローラ４０により分類され、分析
され、記憶されて欠陥マップを発生する。欠陥マップは
グラフィックモニタｌ３上に、欠陥及びそれらの位置を
示す第３図に類似の形態に表示される。
次に、オペレータはマウス１６を用い、これを動かして
十字線カーソル８４を特定の欠陥上に位置させ、マウス
ボタンの１つを押すことにより欠陥マップから特定の欠
陥を選択することができる。この選択に応答して、シス
テムコントローラ４０は検査テーブル３ｌと関連するＸ
−Ｙ軸モータ４８ａ，　４８ｂを駆動してテーブルをＸ
及びＹ軸に沿って必要なだけ移動させて選択した欠陥の
座標を光学検査システム６０のレンズ６２の視野内に位
置させる。選択した欠陥の座標が光学検査システム６０
の視野に近づくと、レーザ検査システム５０がウエファ
表面を走査して選択した欠陥が視野内に精密に位置いて
いることを検証する。オペレータはオッシロススコープ
７１を用いて選択した欠陥が視野の中心に位置すること
を確かめることができる。システムコントローラ４０が
欠陥位置を別個に確かめることもできる。選択した欠陥
に対する記憶データは欠陥を検出した走査に対する精密
なデータを含んでいる。
この走査の記憶データを現在ウエファを走査している現
在の走査データと比較することにより選択した欠陥を現
在の走査により識別することができる。同時に、システ
ムコントローラ４０はビデオカメラ６１及び集光器５７
により受信されたそれぞれの光信号をモニタする。シス
テムコントローラ４０は２つの信号のタイξングをオツ
シロスコープ７１で比較して選択した欠陥をカメラの視
野内に極めて急速に位置させる。換言すれば、カメラ６
１に入射する反射光が選択した欠陥からの反射光のタイ
ミングと一致する場合、選択した欠陥はカメラの視野内
に位置する。タイミングが一致とない場合には、検査テ
ーブルはウエファの位置を調整する必要がある。欠陥が
走査ラインに沿って存在しないでその横方向にある場合
、オペレータはカーソルを用いて装置１０にウエファを
走査ラインに対し横方向に僅かに動かすことを指示する
必要がある。
レーザ検査システムが選択した欠陥を一旦検出すると、
システムコントローラ４０が前述のように欠陥テーブル
３１に指示して欠陥を視野内に急速に位置させる。実際
上、一般にテーブル３ｌが選択した欠陥を視野に極めて
近い位置に位置させるため、検出及び検証ステップは極
めて急速に行なわれる。
選択した欠陥が視野内に位置されると、カメラが表示モ
ニタ１４上に欠陥の拡大画像を与える。オペレータは欠
陥を視覚的に評価し、その状態を装置１０に指示するこ
とができる。視覚検査は多くの場合欠陥の材料のタイプ
を明らかにする。
本発明の１つの特定の有利な特徴は、ウェファの光学検
査中にレーザが物体を低角度で走査し続ける点にある。
同時に、白色光源６４からの白色光が表面上に上からほ
ぼまっすぐに当てられる。レーザビームは特有の赤色で
あるため、欠陥として検出された表面上の特徴部分は赤
色レーザ光で照明され、特徴部分を白色光で照明された
視野の残部から区別することができる（低角度レーザは
欠陥によりカメラ６ｌ及び集光器５７に反射されるのみ
であることを思い出してもらいたい）。
各欠陥の光学的分析後に、欠陥をスペクト口メータ７２
により分光分析することができる。スペクトロメータ７
２は光学検査システム６０と共働して、選択した欠陥に
より反射された白色光のカラースペクトルを分析する。
光の分光分析結果は他の分析比較及び記憶のためにシス
テムコントローラ４０に供給される。これは光学検査に
加えて欠陥の特徴を表わす情報を与える。
オペレータはビデオ表示装置１３及び１４を用いて一連
の選択した欠陥を検査する。ウエファの検査が終了した
ら、オペレータはボタン８ｌｂにより検査を停止させる
ことができる。このときロボット式ウェファハンドラ３
２がテーブル３ｌからウエファを取り出しこれをカセッ
ト３３に戻す。次いでロボット式ウエファハンドラ３２
がカセット３３から２番目のウエファＷを取り出しこれ
を検査のためにテーブル３１上に置く。
いくつかの用途においては、検査表面の全体がレーザ検
査システム５０の最大視野より大きいことがある。この
ような場合には表面を複数の別々の区域に分割し、検査
テーブルを順次に位置割出しさせてそれぞれの区域を視
野内に位置させるようにすることができる。オペレータ
はコンフィギュレーションボタン８１ｅ及びカーソルを
用いてそれぞれの区域を指定して検査を編成することが
できる。
本発明の検査方法の重要な点は効率がよい点にある．レ
ーザ検査手段は約２００ｍｍ　Ｘ　２００ｔａｍの面積
を約１０秒で検査する。断る後にウエファの約１平方果
リメートルの区域を光学検査する。この区域は物体表面
の極めて小さい区域であるが、欠陥のある区域である。
これがため、レーザ検査処理の終了時には、ウェファの
全表面が検査され、検査もれの区域は存在せず、次いで
検出された欠陥が高倍率下で注意深く検査されることに
なり、検査はかなり迅速に達成された（即ち、トータル
で約１〜３分）。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を具体化した装置の一例の斜視図、 第２図はこの装置を図式的に示した線図、第３図はこの
装置により発生されるコンピュータ表示の一例を示す図
である。 １０・・・表面検査装置 １１・・・加工テーブル １２・・・ハウジング １３・・・グラフィックモニタ １４・・・ビデオモニタ １５・・・キーボード １６・・・マウス ２３・・・プリンタ ３０・・・検査区域 ３１・・・検査テーブル ３２・・・ロボット式ウエファハンドリング装置３３・
・・カセット ４０・・・システムコントローラ ４１ａ・・・ディスケットドライバ ４ｌｂ・・・ハ７ドディスク ４８ａ．　４８ｂ−　Ｘ−Ｙ軸モータ ５０・・・レーサ検査システム ５１ａ．　５２ａ・・・ガルバノくラー５７・・・集光
器 ６０・・・光学検査システム ６１・・・ビデオカメラ ６２・・・拡大レンズ ６４・・・白色光源 ６５・・・直視アイビース ７ｌ・・・オッシロスコープ ７２・・・スペクトロメータ ？＝７１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、物体の表面を欠陥について検査する装置であって、 物体を検査区域を横切って移送する移送手段（３０）と
    、 検査区域に隣接して配置され、且つ物体表面を比較的大
    きな面積に亘ってレーザビームで走査して表面上の欠陥
    を検出する手段を含むレーザ検査手段（５０）と、 前記レーザ検査手段と共働し、物体表面上の検出された
    欠陥の位置を示す欠陥マップを装置のオペレータに表示
    する欠陥マップ表示手段（１３，８２）と、 検査区域に隣接して配置され、物体表面を検査する光学
    検査手段（６０）と、 前記欠陥マップ表示手段と共働してオペレータがもっと
    精密な検査のために前記表示欠陥マップから物体表面上
    の特定の位置を選択し得るようにするオペレータ操作選
    択手段（１６，８４）と、 前記選択手段に応答すると共に前記移送手段と共働して
    物体表面上の前記選択した特定の位置を前記光学検査手
    段の視野内に位置させて選択した位置を光学的に検査し
    得るようにする位置決め手段（４０，４８ａ，４８ｂ）
    と、を具えていることを特徴とする表面検査装置。 ２、前記光学検査手段は物体表面の比較的小さい区域の
    高倍率像を与える拡大手段を含んでいることを特徴とす
    る請求項１記載の装置。 ３、前記光学検査手段はビデオカメラ（６１）を含み、
    前記拡大手段は前記カメラに結合された光学顕微鏡レン
    ズ（６２）を具え、前記光学検査手段は更に前記ビデオ
    カメラに接続され物体表面の高倍率像を表示するビデオ
    表示手段（１４）を含んでいることを特徴とする請求項
    ２記載の装置。 ４、前記移送手段は、物体をその上に受け取りこれを前
    記レーザ検査手段及び前記光学検査手段と相対的に精密
    に移動させるＸ−Ｙテーブル（３１）を具えていること
    を特徴とする請求項１記載の装置。 ５、前記光学検査手段（６０）は視軸が物体表面に略々
    垂直になるよう装着し、且つ前記レーザ検査手段（５０
    ）はレーザビームで物体表面を該表面に対し比較的低い
    角度で走査する手段（５１，５２）を含んでいることを
    特徴とする請求項１記載の装置。 ６、前記移送手段は物体をその上に受け取りこれを前記
    レーザ検査手段（５０）及び前記光学検査手段（６０）
    に対し移動させる手段（３１，４８ａ，４８ｂ）を具え
    、且つ前記レーザ検査手段は前記移送手段によって物体
    の移動中に物体表面をレーザビームで順次走査し、前記
    欠陥マップ表示手段で使用するための、物体表面上の欠
    陥及びそれらの対応する位置を表すデータを発生させる
    手段（５１，５２，５７）を含んでいることを特徴とす
    る請求項１記載の装置。 ７、前記レーザ検査手段は前記欠陥及びそれらの対応す
    る位置を表すデータを、後で前記位置決め手段が選択し
    た欠陥を前記光学検査手段の視野内に位置させるのに使
    用し得るように記憶する手段を含んでいることを特徴と
    する請求項６記載の装置。 ８、前記欠陥マップ表示手段は欠陥マップを表示するビ
    デオ表示スクリーン（１３）を含み、前記オペレータ操
    作選択手段（１６，８４）が前記ビデオ表示スクリーン
    と共働してオペレータが欠陥マップに表示されている特
    定の欠陥を選択し得るようにしてあることを特徴とする
    請求項１記載の装置。 ９、前記オペレータ操作選択手段は表示スクリーン上に
    表示されたカーソル手段（８４）と、このカーソル手段
    を移動させて欠陥マップに表示されている特定の欠陥を
    指示し選択するオペレータ操作ポインティング装置とを
    含んでいることを特徴とする請求項８記載の装置。 １０、特に物体のパターン化された表面を欠陥について
    検査するようにした請求項１記載の装置において、前記
    レーザ検査手段は物体が前記移送手段により検査区域を
    横切って移動中に偏光レーザビームを物体表面に対し比
    較的低い角度をなす所定の走査路に指向させる手段と、
    物体表面から反射されたレーザエネルギーを受信するよ
    う配置した偏光フィルタ手段を含む検出手段とを含み、
    且つ 前記光学検査手段はビデオカメラと、該カメラに結合さ
    れた光学顕微鏡レンズと、該カメラに接続され物体表面
    の高倍率像を表示するビデオ表示装置とを含むと共に、
    前記光学検査手段は視軸が物体表面に略々垂直になるよ
    う装着してあることを特徴とする表面検査装置。 １１、前記検出手段は前記レーザビーム指向手段に対し
    鋭角に配置して前記レーザビーム指向手段側に後方反射
    された光を受光するようにしてあることを特徴とする請
    求項１０記載の装置。 １２、前記光学検査手段と共働して選択した欠陥の色特
    性を分析するスペクトロメータ手段を更に含んでいるこ
    とを特徴とする請求項１０記載の装置。 １３、物体の表面を欠陥について検査する装置であって
    、 物体を検査区域を横切る予定の走行路に沿って移送する
    移送手段（３０）と、 検査区域に隣接して配置され、物体表面上の欠陥を検出
    する手段であって、物体が前記移送手段により検査区域
    を横切って移動中にレーザビームを物体表面に対し比較
    的低い角度をなす予定の走査路に指向させる手段（５１
    ，５２）と、物体表面から反射されたレーザエネルギー
    を受信するよう配置した検出手段（５５，５７）とを含
    むレーザ検査手段（５０）と、前記検出手段と共働し、
    反射レーザエネルギーを分析し、物体表面上の欠陥及び
    それらの対応する位置を表わすデータを発生する手段（
    ５７ａ，４０）と、 このように発生されたデータを受信し、物体表面上の検
    出された欠陥の位置を示す欠陥マップを装置のオペレー
    タに表示する欠陥マップ表示手段（１３，８２）と、 検査区域に隣接して配置され、物体表面を検査する手段
    であって、ビデオカメラ（６１）と、該カメラに結合さ
    れた光学顕微鏡レンズ（６２）と、該カメラに接続され
    物体表面の高倍率像を表示するビデオ表示装置（１４）
    とを含む光学検査手段（６０）と、 前記欠陥マップ表示手段と共働し、オペレータがもっと
    詳細な検査のために表示欠陥マップから物体表面上の特
    定の欠陥を選択し得るようにするオペレータ走査選択手
    段（１６，８４）と、 前記選択手段に応答すると共に前記移送手段と共働し、
    物体を選択した欠陥が前記光学検査手段の視野内に位置
    するよう位置決めして選択した欠陥を高倍率下で光学的
    に検査し得るようにする位置決め手段（４０，４８ａ，
    ４８ｂ）と、 を具えていることを特徴とする表面検査装置。 １４、前記光学検査手段と共働し、選択した欠陥の色特
    性を分析し得るスペクトロメータ手段（７２）を更に含
    んでいることを特徴とする請求項１３記載の装置。 １５、選択した欠陥は分光分析データを記憶する手段（
    ４０）を更に含んでいることを特徴とする請求項１４記
    載の装置。 １６、物体の表面を欠陥について検査するに当り、レー
    ザ光ビームを物体表面上に予定の走査路に沿って指向さ
    せ、物体表面上の欠陥を表わすデータを発生させるステ
    ップと、 このようにして得られたデータを物体表面上の欠陥の位
    置を示す欠陥マップの形に表示させるステップと、 もっと詳細に検査すべき物体表面上の選択した特定の位
    置に関するオペレータ入力を受信し、これに応答して物
    体表面上に選択した特定の位置を光学検査手段の視野内
    に位置させるステップと、 物体表面を光学的に検査するステップと、 を具えることを特徴とする表面検査方法。 １７、前記レーザ光ビームを物体表面上に指向させるス
    テップは、レーザ光ビームが予定の走査ラインに沿って
    物体表面を順次走査していると共に物体表面から反射さ
    れたレーザ光を検出している間に物体を検査区域を横切
    る予定の走行路に沿って移送するステップを含むことを
    特徴とする請求項１６記載の方法。 １８、前記光学的検査ステップは白色光を物体表面上に
    照射し、特定の位置の光学像を拡大するステップを含む
    ことを特徴とする請求項１６記載の方法。 １９、前記光学的検査ステップはビデオカメラを物体表
    面に向け、光学像をビデオ表示スクリーン上に表示させ
    るステップを含むことを特徴とする請求項１６記載の方
    法。 ２０、前記光学像をビデオ表示スクリーン上に表示させ
    るステップは物体表面の大きな部分を前記欠陥マップに
    表示している間に物体表面の比較的小さい部分の高倍率
    像を表示するステップを含むことを特徴とする請求項１
    ９記載の方法。 ２１、前記レーザ光ビームを物体表面上に指向させるス
    テップはレーザビームを物体表面に対し比較的低い角度
    をなす予定の走査路に指向させることを特徴とする請求
    項１６記載の方法。 ２２、欠陥及びそれらの対応する位置を表わすデータを
    、選択した欠陥を光学検査手段の視野内に位置決めする
    後の使用のために記憶するステップを更に含むことを特
    徴とする請求項１６記載の方法。 ２３、選択した欠陥を位置決めするステップは物体が移
    動中にレーザ光ビームで物体表面を再び走査して選択し
    た欠陥が視野内に位置することを確かめるステップを含
    むことを特徴とする請求項２２記載の方法。 ２４、前記欠陥マップを表示するステップは欠陥マップ
    をビデオ表示スクリーン上に表示し、且つ前記選択した
    特定位置のオペレータ入力を受信するステップは前記ビ
    デオ表示スクリーンと共働して特定の欠陥のオペレータ
    入力を受信し、選択した欠陥の特定の位置を光学検査手
    段の視野内に位置させるステップを含むことを特徴とす
    る請求項１６記載の方法。 ２５、前記選択した欠陥のオペレータ入力を受信するス
    テップはビデオ表示スクリーン上に、オペレータ入力に
    応答して移動して欠陥マップに表示された特定の欠陥を
    指示するカーソルを設け、このカーソルで指示さそれた
    欠陥をオペレータが選択した欠陥とする信号を受信させ
    るステップを含むことを特徴とする請求項２４記載の方
    法。 ２６、前記物体表面を光学的に検査するステップは白色
    光を物体表面上に収束させ、欠陥により反射された光を
    分光分析するステップを含むことを特徴とする請求項１
    ６記載の方法。 ２７、前記欠陥の分光分析データを記憶するステップを
    更に含むことを特徴とする請求項２６記載の方法。 ２８、物体の表面を欠陥について検査するに当り、物体
    を検査区域を横切る予定の走行路に沿って移送させ、こ
    の物体の移送中に、 レーザビームを物体表面に対し比較的低い角度をなす予
    定の走査路に指向させ、 物体表面から反射されたレーザエネルギーを受信させ、 受信した反射レーザエネルギーを分析し、 物体表面上の欠陥を表わすデータを発生させ、この欠陥
    を表わすデータから物体表面上の検出した欠陥の位置を
    示す欠陥マップを表示させ、 この欠陥マップから選択した特定の欠陥の位置を表わす
    オペレータ入力を受信させ、これに応答して物体を選択
    した特定の欠陥が光学検査手段の視野内に位置するよう
    に位置させ、 物体表面を光学検査手段により高倍率下で 光学的に検査させることを特徴とする表面検査方法。
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