JPH0431056B2 - - Google Patents
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- JPH0431056B2 JPH0431056B2 JP59148614A JP14861484A JPH0431056B2 JP H0431056 B2 JPH0431056 B2 JP H0431056B2 JP 59148614 A JP59148614 A JP 59148614A JP 14861484 A JP14861484 A JP 14861484A JP H0431056 B2 JPH0431056 B2 JP H0431056B2
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- inspected
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/9501—Semiconductor wafers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/06—Illumination; Optics
- G01N2201/065—Integrating spheres
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
- G01N2201/10—Scanning
- G01N2201/104—Mechano-optical scan, i.e. object and beam moving
- G01N2201/1045—Spiral scan
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体ウエハ等の被検査物表面の異
物、傷等の欠陥を検査する表面検査装置に関す
る。
物、傷等の欠陥を検査する表面検査装置に関す
る。
（従来の技術）
従来、例えば半導体装置用のシリコンウエハ等
の表面検査は作業者の目視による方法がほとんど
であつた。また、最近では、光を利用した各種の
ウエハ表面検査装置が開発、市販されている。こ
れらの装置の検出原理は、第７図に示すように、
被検査物１表面に白色光源又はレーザ光源２から
光ビーム３を照射し、表面からの正反射光４及び
散乱反射光５を光電変換器６により検出し、その
出力電圧に対して１個あるいは複数個のスレツシ
ヨルドレベルを設定し、異物、傷等の欠陥の検出
や大きさごとの分類を行うものである。
の表面検査は作業者の目視による方法がほとんど
であつた。また、最近では、光を利用した各種の
ウエハ表面検査装置が開発、市販されている。こ
れらの装置の検出原理は、第７図に示すように、
被検査物１表面に白色光源又はレーザ光源２から
光ビーム３を照射し、表面からの正反射光４及び
散乱反射光５を光電変換器６により検出し、その
出力電圧に対して１個あるいは複数個のスレツシ
ヨルドレベルを設定し、異物、傷等の欠陥の検出
や大きさごとの分類を行うものである。
しかるに、従来の目視による方法は、作業者の
個人誤差のため定量化が困難であり、熟練を要し
疲労度の大きい作業でもあつた。しかも、集積回
路の微細化に伴い、種々のプロセスを評価するた
めには1μm以下の欠陥判別が必要となつてくる
が、目視検査では1μm以下の検出は困難である。
他方、第７図に示すごとき表面検査装置は、第８
図に示すように一定のスレツシヨルドレベルVT
を設定して検出を行うが、被検査物が異なつた場
合はその出力信号（例えば、鏡面状態のウエハの
場合の出力信号VIと、膜形成されたウエハの場
合の出力信号VIIの基準レベルも変わるため、ス
レツシヨルドレベルも変化させなければならな
い。そのため、予め学習的に基準レベルを決定し
ておく必要があり、作業性が非常に低くなる。ま
た、被検査物にソリがある場合も同様の問題が生
じる。これらの場合、検出された欠陥の大きさの
分類は定量的ではなくなり、毎回、標準サンプル
による校正が必要となる。
個人誤差のため定量化が困難であり、熟練を要し
疲労度の大きい作業でもあつた。しかも、集積回
路の微細化に伴い、種々のプロセスを評価するた
めには1μm以下の欠陥判別が必要となつてくる
が、目視検査では1μm以下の検出は困難である。
他方、第７図に示すごとき表面検査装置は、第８
図に示すように一定のスレツシヨルドレベルVT
を設定して検出を行うが、被検査物が異なつた場
合はその出力信号（例えば、鏡面状態のウエハの
場合の出力信号VIと、膜形成されたウエハの場
合の出力信号VIIの基準レベルも変わるため、ス
レツシヨルドレベルも変化させなければならな
い。そのため、予め学習的に基準レベルを決定し
ておく必要があり、作業性が非常に低くなる。ま
た、被検査物にソリがある場合も同様の問題が生
じる。これらの場合、検出された欠陥の大きさの
分類は定量的ではなくなり、毎回、標準サンプル
による校正が必要となる。
（発明が解決しようとする課題）
そこで本発明は、被検査物が変わつても予めス
レツシヨルドレベルを学習的に求めたり、校正し
たりすることなく、定量的に欠陥を高速かつ高精
度に検出することができる表面検査装置を提供す
ることを目的とする。
レツシヨルドレベルを学習的に求めたり、校正し
たりすることなく、定量的に欠陥を高速かつ高精
度に検出することができる表面検査装置を提供す
ることを目的とする。
〔発明の構成〕
（課題を解決するための手段及び作用）
本発明は、上記事情を参酌してなされたもので
あり、被検査物を載置したターンテーブルをその
回転位置を検出しながら回転させるとともに半径
方向に進退させて同心円状に走査させる保持部
と、被検査物表面に連設する積分球内にてレーザ
光を斜めから照射し前記積分球によつて散乱反射
光を集光し光電変換するとともに前記積分球に設
けた透孔から正反射光を放射する照射部と、前記
光電変換した出力信号を一定周期でアナログ−デ
イジタル変換してデイジタル信号を出力するアナ
ログ−デイジタル変換器と、前記デイジタル信号
の平均値を求める平均値算出部と、回転位置に同
期して所定期間ごとの前記デイジタル信号のピー
ク値を求めるピーク検出部と、前記平均値に基づ
いてスレツシヨルドレベルを設定するとともに前
記ピーク値と前記スレツシヨルドレベルとを比較
演算して欠陥の判定を行う欠陥検出部と、前記保
持部及び前記平均値算出部及び前記欠陥検出部の
シーケンス制御を行いつつ前記欠陥検出部にて求
められた欠陥データを記憶する中央制御部とを具
備する表面検査装置である。
あり、被検査物を載置したターンテーブルをその
回転位置を検出しながら回転させるとともに半径
方向に進退させて同心円状に走査させる保持部
と、被検査物表面に連設する積分球内にてレーザ
光を斜めから照射し前記積分球によつて散乱反射
光を集光し光電変換するとともに前記積分球に設
けた透孔から正反射光を放射する照射部と、前記
光電変換した出力信号を一定周期でアナログ−デ
イジタル変換してデイジタル信号を出力するアナ
ログ−デイジタル変換器と、前記デイジタル信号
の平均値を求める平均値算出部と、回転位置に同
期して所定期間ごとの前記デイジタル信号のピー
ク値を求めるピーク検出部と、前記平均値に基づ
いてスレツシヨルドレベルを設定するとともに前
記ピーク値と前記スレツシヨルドレベルとを比較
演算して欠陥の判定を行う欠陥検出部と、前記保
持部及び前記平均値算出部及び前記欠陥検出部の
シーケンス制御を行いつつ前記欠陥検出部にて求
められた欠陥データを記憶する中央制御部とを具
備する表面検査装置である。
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳述す
る。
る。
第１図は、この実施例の表面検査装置の全体構
成を示している。この表面検査装置は、例えば半
導体ウエハ等の円板状の被検査物８表面にレーザ
光を走査させる走査機構９と、この走査機構９か
ら出力された信号に基づき被検査物８の表面欠陥
を検出する信号処理機構１０と、検査結果を表示
する表示機構１１とからなつている。しかして、
走査機構９は、被検査物８を保持する保持部１２
と、この保持部１２により保持された被検査物８
にレーザ光を照射する照射部１３とからなつてい
る。上記保持部１２は、被検査物８をその上面に
同軸に載設するターンテーブル１４と、このター
ンテーブル１４を回転自在に軸支する軸受体１５
と、この軸受体１５に軸支されたターンテーブル
１４を回転駆動する第１のモータ１６と、この第
１のモータ１６に直結されターンテーブル１４の
回転量を検出するロータリ・エンコーダ１７と、
軸受体１５に係着され軸受体１５を被検査物８の
径方向に進退させる送り部１８と、この送り部１
８及び第１のモータ１６を制御してターンテーブ
ル１４に載設された被検査物８を所定量回転させ
るとともに径方向に所定量進退させる駆動制御部
１９と、被検査物８をターンテーブル１４に真空
吸着させる吸着部２０とからなつている。上記タ
ーンテーブル１４は、円柱状の軸体２１と、この
軸体２１の上端部に同軸連結され上面が被検査物
８の吸着面１４ａとなつている円板状の載置台２
２とからなつている。上記吸着面１４ａには、吸
着部２０の一部をなす吸着孔２３が開口してい
る。この吸着孔２３は、軸体２１を軸方向に貫通
し、軸体２１の下部より図示せぬロータリ・ジヨ
イントを介して図示せぬ真空源に接続されてい
る。また、送り部１８は、軸受体１５の下端部に
垂設された係合板２４と、この係合板２４に螺合
されその軸線が軸体２１の径方向となつている送
りねじ２５と、この送りねじ２５の一端に連結さ
れ送りねじ２５を回転させてターンテーブル１４
を径方向に進退させる第２のモータ２６とからな
つている。しかして、第１及び第２のモータ１
６，２６は、それぞれ駆動制御部１９から出力さ
れた制御信号CD，CSを入力することにより所定
量回転するようになつている。一方、照射部１３
は、吸着面２０に固着されている被検査物８に近
接して配設され、下部に開口部２７ａが設けられ
た中空球体状の積分球２７と、この積分球２７に
一端部が連結され積分球２７の開口部２７ａを介
して被検査物８にレーザ光を斜めからスポツト状
に照射するレーザ光発振部２８と、積分球２７に
連設されこの積分球２７にて集光された被検査物
８からのレーザ散乱反射光を受光して光電変換す
る光電変換器２９とからなつている。上記積分球
２７の内面には例えば酸化マグネシウムが塗着さ
れて拡散面３０が形成されている。また、積分球
２７の上部には、被検査物８からのレーザ正反射
光を外部に逃すための透孔３１が穿設されてい
る。また、レーザ光発振部２８は、レーザ発振器
（図示せず）と、このレーザ発振器から発振され
たレーザ光を搬送する光フアイバ（図示せず）
と、この光フアイバにより導かれたレーザ光を被
検査物８上にスポツト状となるように調整するレ
ンズ系２８ａとからなつている。一方、前記信号
処理機構１０は、光電変換器２９から出力された
アナログ信号をアナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）
変換するＡ／Ｄ変換器３２と、このＡ／Ｄ変換器
３２から出力されたデイジタル信号のピーク値を
検出するピーク検出部３３と、同じくＡ／Ｄ変換
器３２から出力されたデイジタル信号の平均値を
算出する平均値算出部３４と、入力側がロータ
リ・エンコーダ１７及び駆動制御部１９に接続さ
れ出力側がピーク検出部３３及び平均値算出部３
４に接続されこれらピーク検出部３３及び平均値
算出部３４におけるＡ／Ｄ変換器３２から出力さ
れたデイジタル信号サンプリングのための同期信
号を出力するサンプリング制御部３５と、ピーク
検出部３３にて出力されたピーク値を示すデイジ
タル信号を記憶する第１のメモリ部３６と、第１
のメモリ部３６から出力されたピーク値を示すデ
イジタル信号を入力して欠陥を検出しかつ欠陥を
検出しかつ欠陥を大きさごとに分類する欠陥分類
部３７と、上記平均値算出部３４、サンプリング
制御部３５、欠陥分類部３７、第１のメモリ部３
６、駆動制御部１９及び表示機構１１にシステム
バス３８を介して接続されこれらを所定の測定プ
ログラムに従つて有機的に統御する中央制御部３
９とからなつている。この中央制御部３９は、い
わゆるマイクロコンピユータであつて、演算・制
御機構を有するCPU（Central Processing
Unit：中央制御装置）４０と、一定の手順で測
定を行うための制御プログラム及び検査結果が格
納される第２のメモリ部４１とからなつている。
さらに、上記平均値算出部３４にて算出された平
均値は、CPU４０からの指令によりシステムバ
ス３８を介して欠陥分類部３７にて複数段階のス
レツシヨルドレベルとして設定されるようになつ
ている。しかして、この欠陥分類部３７にては、
設定されている複数のスレツシヨルドレベルとピ
ーク検出部３３から出力されたピーク値とを比較
して欠陥データを各スレツシヨルドレベルに対応
する欠陥の大きさごとに抽出し、さらに抽出され
た欠陥データの数を計数するようになつている。
一方、前記表示機構１１は、第２のメモリ部４１
に格納されている検査結果データを読み出し、被
検査物８表面上の欠陥分布及び欠陥の大きさごと
の個数を表示するCRT（Cathode Ray Tube）４
２及びプリンタ４３からなつている。
成を示している。この表面検査装置は、例えば半
導体ウエハ等の円板状の被検査物８表面にレーザ
光を走査させる走査機構９と、この走査機構９か
ら出力された信号に基づき被検査物８の表面欠陥
を検出する信号処理機構１０と、検査結果を表示
する表示機構１１とからなつている。しかして、
走査機構９は、被検査物８を保持する保持部１２
と、この保持部１２により保持された被検査物８
にレーザ光を照射する照射部１３とからなつてい
る。上記保持部１２は、被検査物８をその上面に
同軸に載設するターンテーブル１４と、このター
ンテーブル１４を回転自在に軸支する軸受体１５
と、この軸受体１５に軸支されたターンテーブル
１４を回転駆動する第１のモータ１６と、この第
１のモータ１６に直結されターンテーブル１４の
回転量を検出するロータリ・エンコーダ１７と、
軸受体１５に係着され軸受体１５を被検査物８の
径方向に進退させる送り部１８と、この送り部１
８及び第１のモータ１６を制御してターンテーブ
ル１４に載設された被検査物８を所定量回転させ
るとともに径方向に所定量進退させる駆動制御部
１９と、被検査物８をターンテーブル１４に真空
吸着させる吸着部２０とからなつている。上記タ
ーンテーブル１４は、円柱状の軸体２１と、この
軸体２１の上端部に同軸連結され上面が被検査物
８の吸着面１４ａとなつている円板状の載置台２
２とからなつている。上記吸着面１４ａには、吸
着部２０の一部をなす吸着孔２３が開口してい
る。この吸着孔２３は、軸体２１を軸方向に貫通
し、軸体２１の下部より図示せぬロータリ・ジヨ
イントを介して図示せぬ真空源に接続されてい
る。また、送り部１８は、軸受体１５の下端部に
垂設された係合板２４と、この係合板２４に螺合
されその軸線が軸体２１の径方向となつている送
りねじ２５と、この送りねじ２５の一端に連結さ
れ送りねじ２５を回転させてターンテーブル１４
を径方向に進退させる第２のモータ２６とからな
つている。しかして、第１及び第２のモータ１
６，２６は、それぞれ駆動制御部１９から出力さ
れた制御信号CD，CSを入力することにより所定
量回転するようになつている。一方、照射部１３
は、吸着面２０に固着されている被検査物８に近
接して配設され、下部に開口部２７ａが設けられ
た中空球体状の積分球２７と、この積分球２７に
一端部が連結され積分球２７の開口部２７ａを介
して被検査物８にレーザ光を斜めからスポツト状
に照射するレーザ光発振部２８と、積分球２７に
連設されこの積分球２７にて集光された被検査物
８からのレーザ散乱反射光を受光して光電変換す
る光電変換器２９とからなつている。上記積分球
２７の内面には例えば酸化マグネシウムが塗着さ
れて拡散面３０が形成されている。また、積分球
２７の上部には、被検査物８からのレーザ正反射
光を外部に逃すための透孔３１が穿設されてい
る。また、レーザ光発振部２８は、レーザ発振器
（図示せず）と、このレーザ発振器から発振され
たレーザ光を搬送する光フアイバ（図示せず）
と、この光フアイバにより導かれたレーザ光を被
検査物８上にスポツト状となるように調整するレ
ンズ系２８ａとからなつている。一方、前記信号
処理機構１０は、光電変換器２９から出力された
アナログ信号をアナログ−デイジタル（Ａ／Ｄ）
変換するＡ／Ｄ変換器３２と、このＡ／Ｄ変換器
３２から出力されたデイジタル信号のピーク値を
検出するピーク検出部３３と、同じくＡ／Ｄ変換
器３２から出力されたデイジタル信号の平均値を
算出する平均値算出部３４と、入力側がロータ
リ・エンコーダ１７及び駆動制御部１９に接続さ
れ出力側がピーク検出部３３及び平均値算出部３
４に接続されこれらピーク検出部３３及び平均値
算出部３４におけるＡ／Ｄ変換器３２から出力さ
れたデイジタル信号サンプリングのための同期信
号を出力するサンプリング制御部３５と、ピーク
検出部３３にて出力されたピーク値を示すデイジ
タル信号を記憶する第１のメモリ部３６と、第１
のメモリ部３６から出力されたピーク値を示すデ
イジタル信号を入力して欠陥を検出しかつ欠陥を
検出しかつ欠陥を大きさごとに分類する欠陥分類
部３７と、上記平均値算出部３４、サンプリング
制御部３５、欠陥分類部３７、第１のメモリ部３
６、駆動制御部１９及び表示機構１１にシステム
バス３８を介して接続されこれらを所定の測定プ
ログラムに従つて有機的に統御する中央制御部３
９とからなつている。この中央制御部３９は、い
わゆるマイクロコンピユータであつて、演算・制
御機構を有するCPU（Central Processing
Unit：中央制御装置）４０と、一定の手順で測
定を行うための制御プログラム及び検査結果が格
納される第２のメモリ部４１とからなつている。
さらに、上記平均値算出部３４にて算出された平
均値は、CPU４０からの指令によりシステムバ
ス３８を介して欠陥分類部３７にて複数段階のス
レツシヨルドレベルとして設定されるようになつ
ている。しかして、この欠陥分類部３７にては、
設定されている複数のスレツシヨルドレベルとピ
ーク検出部３３から出力されたピーク値とを比較
して欠陥データを各スレツシヨルドレベルに対応
する欠陥の大きさごとに抽出し、さらに抽出され
た欠陥データの数を計数するようになつている。
一方、前記表示機構１１は、第２のメモリ部４１
に格納されている検査結果データを読み出し、被
検査物８表面上の欠陥分布及び欠陥の大きさごと
の個数を表示するCRT（Cathode Ray Tube）４
２及びプリンタ４３からなつている。
次に、上記構成の表面検査装置の作動につい
て、第２図及び第３図に示すフローチヤートに基
づいて述べる。
て、第２図及び第３図に示すフローチヤートに基
づいて述べる。
レーザ光は常時レンズ系２８ａを介して微小ス
ポツト状に絞られて被検査物８上を照射できる状
態にしておく。つまり、被検査物８からのレーザ
正反射光は透孔３１を経由して外部に放出され
る。一方、レーザ散乱反射光は拡散面３０により
集光される。また、被検査物８からの散乱反射光
を集光する積分球２７及び光電変換器２９も常時
検査可能な状態にしておく。しかして、まず、被
検査物８をターンテーブル２２上に載置し、吸着
部２０により固定する（ブロツク４４）。次に、
ターンテーブル２２を駆動制御部１９からの信号
CSにより第２のモータ２６を駆動して送りねじ２
５を回転させることにより半径方向に移動させ、
半径方向中央部である半径ｒでターンテーブル２
２回転用の第１のモータ１６を回転させる（ブロ
ツク４６）。しかして、上記半径ｒ位置において
被検査物８を例えば10周させる。この期間内にお
いて、光電変換器２９からは、受光量に対応した
大きさの電圧値を有するアナログ検出信号SAが
Ａ／Ｄ変換器３２に出力される。ついで、この
Ａ／Ｄ変換器３２にては、検出信号SAがＡ／Ｄ
変換され（ブロツク４７）、デイジタル検出信号
SBが平均値算出部３４に出力される。一方、ロ
ータリ・エンコーダ１７からは、ターンテーブル
２２の回転開始時には回転開始信号RSが、回転
中には回転位置を示す回転位置信号RP（360パル
ス／回転）がサンプリング制御部３５に出力され
る。すると、このサンプリング制御部３５からは
信号RS，RPに基づき、ターンテーブル２２の回
転を示すサンプリング信号SCが平均値算出部３
４に出力される。このサンプリング信号SCは、
ターンテーブル２２が１回転するごとに360パル
ス出力されるパルス信号である。この平均値算出
部３４にては、上記サンプリング信号SCに同期
して検出信号SBを記憶し、これにより得た全デ
ータX1，X2，…，Xoの算術平均値VAが求められ
る（ブロツク４８）。ついで、平均値VAは、第２
のメモリ部４１にいつたん記憶された後、CPU
４０にて、異物、欠陥等の表面欠陥の大きさに対
応して予め第２のメモリ部４１に設定されている
レベルL1，L2，L3が平均値VAに各別に加算され
スレツシヨルドレベルT1，T2，T3が算出される
（ブロツク４８）。例えば、第４図に示すように、
最も小さい欠陥（1.0μm以下）を検出するレベル
をL1とすると、T1（＝VA＋L1）を最も小さい欠
陥を検出するスレツシヨルドレベルとして設定す
る。同様に、さらに大きい欠陥を検出する場合も
レベルL2，L3（但し、L1＜L2＜L3）を設定し、こ
れらのレベルL2，L3に平均値VAを加算してスレ
ツシヨルドレベルT2，T3を求める。しかして、
これらスレツシヨルドレベルT1，T2，T3は、シ
ステムバス３８を介して欠陥分類部３７に転送・
設定される。次に、ターンテーブル２２を駆動制
御部１９からの信号CSにより第２のモータ２６を
駆動して被検査物８の径方向に移動させ、レーザ
ビームが被検査物８の中心を照射するように、図
示していないリミツトスイツチ等により位置を検
出してターンテーブル２２を停止させる（ブロツ
ク５０）。さらに、第２のモータ２６を駆動して
１トラツク分被検査物８の径方向にターンテーブ
ル２２を移動させる（ブロツク５１）。このとき、
１トラツクは、レーザ光のスポツト径ｄを予め測
定しておき、その80〜90％すなわち（0.8〜0.9）
×ｄとする。次に、前と同様にしてターンテーブ
ル２２を回転させる。すると、サンプリング制御
部３５には、ロータリ・エンコーダ１７からは回
転開始と同時に回転開始信号RSが、また１回転
につき360パルスずつ回転位置信号RPが出力され
る。これらの信号RS，RPを入力したサンプリン
グ制御部３５からは１回転につき360パルスのサ
ンプリング信号SCがピーク検出部３３に印加さ
れる（ブロツク５２）。一方、Ａ／Ｄ変換器３２
にては、前と同様にして光電変換器２９から出力
されたアナログ検出信号SAがデイジタル検出信
号SBにＡ／Ｄ変換される。このときのＡ／Ｄ変
換のサンプリング間隔は、第４図に示すように信
号RPの１周期あたり８回とする。このデイジタ
ル検出信号SBはピーク検出部３３に出力される。
しかして、ピーク検出部３３にては、サンプリン
グ信号SCの入力と同期してこのサンプリング信
号SCの１周期ごとにピーク値が求められる（ブ
ロツク５３）。求めたピーク値を示すピーク信号
SDは逐次に第１のメモリ部３６に出力され所定
のアドレスに格納される。しかして、１回転分の
データ（360個）を第１のメモリ部３６に書き込
むと、ターンテーブル２２をさらに半径方向に１
トラツク分移動させ、再びサンプリング信号SC
により同様に１回転分のデータを書き込む（ブロ
ツク５４）。このようにして、所定のｎトラツク
分走査する（ブロツク５５）。かくして、第１の
メモリ部３６には、第５図に示すように被検査物
８の中心から同心状にｎトラツクに分割され、さ
らに1゜ごとに径方向に分割された扇状領域のピー
ク値データXo，θが第６図に示すように格納さ
れている。次に、第１のメモリ部３６からは、ピ
ーク値データXo，θを示すデイジタル信号が欠
陥分類部３７に出力される。すると、この欠陥分
類部３７にては、既に設定されているスレツシヨ
ルドレベルT1，T2，T3により欠陥を大きさ別に
分類する。すなわち、最も小さい欠陥（1.0μm以
下）を検出するために、全データに対して前記ス
レツシヨルドレベルT1（＝VA＋L1）と比較し、
このスレツシヨルドレベルT1より大きいデータ
を欠陥データとする。さらに大きい欠陥を検出す
るために、全データをスレツシヨルドレベルT2
（＝VA＋L2）及びスレツシヨルドレベルT3（＝VA
＋L3）と比較し、これらのスレツシヨルドレベ
ルT2，T3より大きいデータを欠陥データとし、
大きさ別に分類する。分類された欠陥データは第
２のメモリ部４１にて記憶する（ブロツク５６）。
しかして、CPU４０にては、得られた欠陥デー
タを極座標系から直交座標系に変換し、１mm×１
mmの画素中に欠陥データが何個存在するかを演算
する。さらに、この直交座標系に変換された欠陥
データの分布及び欠陥の大きさ別の個数を表示機
構１１にて表示させる（ブロツク５７）。このと
き１画素中に複数の欠陥が存在する場合は、最も
大きい欠陥データをその画素の欠陥データとして
表示させる。最後に、ターンテーブル２２の回転
を停止し（ブロツク５８）、ターンテーブル２２
を元の位置に戻し被検査物８を取り外して検査終
了となる（ブロツク５９）。
ポツト状に絞られて被検査物８上を照射できる状
態にしておく。つまり、被検査物８からのレーザ
正反射光は透孔３１を経由して外部に放出され
る。一方、レーザ散乱反射光は拡散面３０により
集光される。また、被検査物８からの散乱反射光
を集光する積分球２７及び光電変換器２９も常時
検査可能な状態にしておく。しかして、まず、被
検査物８をターンテーブル２２上に載置し、吸着
部２０により固定する（ブロツク４４）。次に、
ターンテーブル２２を駆動制御部１９からの信号
CSにより第２のモータ２６を駆動して送りねじ２
５を回転させることにより半径方向に移動させ、
半径方向中央部である半径ｒでターンテーブル２
２回転用の第１のモータ１６を回転させる（ブロ
ツク４６）。しかして、上記半径ｒ位置において
被検査物８を例えば10周させる。この期間内にお
いて、光電変換器２９からは、受光量に対応した
大きさの電圧値を有するアナログ検出信号SAが
Ａ／Ｄ変換器３２に出力される。ついで、この
Ａ／Ｄ変換器３２にては、検出信号SAがＡ／Ｄ
変換され（ブロツク４７）、デイジタル検出信号
SBが平均値算出部３４に出力される。一方、ロ
ータリ・エンコーダ１７からは、ターンテーブル
２２の回転開始時には回転開始信号RSが、回転
中には回転位置を示す回転位置信号RP（360パル
ス／回転）がサンプリング制御部３５に出力され
る。すると、このサンプリング制御部３５からは
信号RS，RPに基づき、ターンテーブル２２の回
転を示すサンプリング信号SCが平均値算出部３
４に出力される。このサンプリング信号SCは、
ターンテーブル２２が１回転するごとに360パル
ス出力されるパルス信号である。この平均値算出
部３４にては、上記サンプリング信号SCに同期
して検出信号SBを記憶し、これにより得た全デ
ータX1，X2，…，Xoの算術平均値VAが求められ
る（ブロツク４８）。ついで、平均値VAは、第２
のメモリ部４１にいつたん記憶された後、CPU
４０にて、異物、欠陥等の表面欠陥の大きさに対
応して予め第２のメモリ部４１に設定されている
レベルL1，L2，L3が平均値VAに各別に加算され
スレツシヨルドレベルT1，T2，T3が算出される
（ブロツク４８）。例えば、第４図に示すように、
最も小さい欠陥（1.0μm以下）を検出するレベル
をL1とすると、T1（＝VA＋L1）を最も小さい欠
陥を検出するスレツシヨルドレベルとして設定す
る。同様に、さらに大きい欠陥を検出する場合も
レベルL2，L3（但し、L1＜L2＜L3）を設定し、こ
れらのレベルL2，L3に平均値VAを加算してスレ
ツシヨルドレベルT2，T3を求める。しかして、
これらスレツシヨルドレベルT1，T2，T3は、シ
ステムバス３８を介して欠陥分類部３７に転送・
設定される。次に、ターンテーブル２２を駆動制
御部１９からの信号CSにより第２のモータ２６を
駆動して被検査物８の径方向に移動させ、レーザ
ビームが被検査物８の中心を照射するように、図
示していないリミツトスイツチ等により位置を検
出してターンテーブル２２を停止させる（ブロツ
ク５０）。さらに、第２のモータ２６を駆動して
１トラツク分被検査物８の径方向にターンテーブ
ル２２を移動させる（ブロツク５１）。このとき、
１トラツクは、レーザ光のスポツト径ｄを予め測
定しておき、その80〜90％すなわち（0.8〜0.9）
×ｄとする。次に、前と同様にしてターンテーブ
ル２２を回転させる。すると、サンプリング制御
部３５には、ロータリ・エンコーダ１７からは回
転開始と同時に回転開始信号RSが、また１回転
につき360パルスずつ回転位置信号RPが出力され
る。これらの信号RS，RPを入力したサンプリン
グ制御部３５からは１回転につき360パルスのサ
ンプリング信号SCがピーク検出部３３に印加さ
れる（ブロツク５２）。一方、Ａ／Ｄ変換器３２
にては、前と同様にして光電変換器２９から出力
されたアナログ検出信号SAがデイジタル検出信
号SBにＡ／Ｄ変換される。このときのＡ／Ｄ変
換のサンプリング間隔は、第４図に示すように信
号RPの１周期あたり８回とする。このデイジタ
ル検出信号SBはピーク検出部３３に出力される。
しかして、ピーク検出部３３にては、サンプリン
グ信号SCの入力と同期してこのサンプリング信
号SCの１周期ごとにピーク値が求められる（ブ
ロツク５３）。求めたピーク値を示すピーク信号
SDは逐次に第１のメモリ部３６に出力され所定
のアドレスに格納される。しかして、１回転分の
データ（360個）を第１のメモリ部３６に書き込
むと、ターンテーブル２２をさらに半径方向に１
トラツク分移動させ、再びサンプリング信号SC
により同様に１回転分のデータを書き込む（ブロ
ツク５４）。このようにして、所定のｎトラツク
分走査する（ブロツク５５）。かくして、第１の
メモリ部３６には、第５図に示すように被検査物
８の中心から同心状にｎトラツクに分割され、さ
らに1゜ごとに径方向に分割された扇状領域のピー
ク値データXo，θが第６図に示すように格納さ
れている。次に、第１のメモリ部３６からは、ピ
ーク値データXo，θを示すデイジタル信号が欠
陥分類部３７に出力される。すると、この欠陥分
類部３７にては、既に設定されているスレツシヨ
ルドレベルT1，T2，T3により欠陥を大きさ別に
分類する。すなわち、最も小さい欠陥（1.0μm以
下）を検出するために、全データに対して前記ス
レツシヨルドレベルT1（＝VA＋L1）と比較し、
このスレツシヨルドレベルT1より大きいデータ
を欠陥データとする。さらに大きい欠陥を検出す
るために、全データをスレツシヨルドレベルT2
（＝VA＋L2）及びスレツシヨルドレベルT3（＝VA
＋L3）と比較し、これらのスレツシヨルドレベ
ルT2，T3より大きいデータを欠陥データとし、
大きさ別に分類する。分類された欠陥データは第
２のメモリ部４１にて記憶する（ブロツク５６）。
しかして、CPU４０にては、得られた欠陥デー
タを極座標系から直交座標系に変換し、１mm×１
mmの画素中に欠陥データが何個存在するかを演算
する。さらに、この直交座標系に変換された欠陥
データの分布及び欠陥の大きさ別の個数を表示機
構１１にて表示させる（ブロツク５７）。このと
き１画素中に複数の欠陥が存在する場合は、最も
大きい欠陥データをその画素の欠陥データとして
表示させる。最後に、ターンテーブル２２の回転
を停止し（ブロツク５８）、ターンテーブル２２
を元の位置に戻し被検査物８を取り外して検査終
了となる（ブロツク５９）。
以上のように、本実施例の表面検査装置によれ
ば、被検査物が異なつた場合や、被検査物にソリ
があつた場合等、欠陥のない場所の散乱光強度の
変動があつた場合でも、各被検査物ごとに被検査
物の任意に選択された半径ｒの位置における任意
周分のデータの平均値VAを求め、この平均値VA
に対して欠陥検出するための欠陥の大きさに対応
した複数のレベルL1，L2，L3を加算してスレツ
シヨルドレベルT1，T2，T3を設定しているた
め、各被検査物ごとにスレツシヨルドレベルを標
準サンプルにより校正する必要がなく、表面欠陥
を正確に検出することができる。また、平均値
VAの算出は、被検査物表面からの一部のデータ
に基づいているので、迅速に行うことができる。
さらに、複数のトラツク分のデータをサンプリン
グ、記憶した後、それらについて欠陥検出を行
い、さらに画素ごとにデータをまとめられるよう
に一時メモリ部を設けたため、被検査物全表面の
測定データを１度に記憶する必要がなく、メモリ
容量が少なくてすむ。
ば、被検査物が異なつた場合や、被検査物にソリ
があつた場合等、欠陥のない場所の散乱光強度の
変動があつた場合でも、各被検査物ごとに被検査
物の任意に選択された半径ｒの位置における任意
周分のデータの平均値VAを求め、この平均値VA
に対して欠陥検出するための欠陥の大きさに対応
した複数のレベルL1，L2，L3を加算してスレツ
シヨルドレベルT1，T2，T3を設定しているた
め、各被検査物ごとにスレツシヨルドレベルを標
準サンプルにより校正する必要がなく、表面欠陥
を正確に検出することができる。また、平均値
VAの算出は、被検査物表面からの一部のデータ
に基づいているので、迅速に行うことができる。
さらに、複数のトラツク分のデータをサンプリン
グ、記憶した後、それらについて欠陥検出を行
い、さらに画素ごとにデータをまとめられるよう
に一時メモリ部を設けたため、被検査物全表面の
測定データを１度に記憶する必要がなく、メモリ
容量が少なくてすむ。
なお、上記実施例においては回転位置信号とし
て360パルス／回転を用いているが、適宜に選択
してよい。また、上記実施例においては、平均値
VA算出は、実際の検査前に被検査物８特定半径
ｒ位置におけるデータに基づいているが、複数の
異異なる半径位置におけるデータに基づいて平均
値を求めてよい。
て360パルス／回転を用いているが、適宜に選択
してよい。また、上記実施例においては、平均値
VA算出は、実際の検査前に被検査物８特定半径
ｒ位置におけるデータに基づいているが、複数の
異異なる半径位置におけるデータに基づいて平均
値を求めてよい。
さらに、上記実施例においてはピーク検出部３
３からのピーク値データはいつたん第１のメモリ
部３６に記憶させるようにしているが、ピーク信
号SDを直接欠陥分類部３７に入力させリアルタ
イムで欠陥分類を行わせた後に分類された欠陥デ
ータを第１のメモリ部３６または第２のメモリ部
４１に格納させるようにしてもよい。
３からのピーク値データはいつたん第１のメモリ
部３６に記憶させるようにしているが、ピーク信
号SDを直接欠陥分類部３７に入力させリアルタ
イムで欠陥分類を行わせた後に分類された欠陥デ
ータを第１のメモリ部３６または第２のメモリ部
４１に格納させるようにしてもよい。
以上のように、本発明の表面検査装置によれ
ば、被検査物が異なつた場合や被検査物にソリが
あつた場合でも、各被検査物ごとに基準値を自動
的に検出しその基準値に対して欠陥検出するため
の複数のレベルを加算してスレツシヨルドレベル
を設定しているため、各被検査物ごとにスレツシ
ヨルドレベルを校正する必要がなく、表面欠陥を
正確に検出することができる。さらに、複数のト
ラツク分のデータをサンプリング、記憶した後そ
れらについて欠陥検出を行いさらに画素ごとにデ
ータをまとめられるように一時メモリ部を設けた
ため、被検査物全表面の測定データを１度に記憶
する必要がなく、メモリ容量が少なくてすむ。従
つて、本発明に係る表面検査装置を集積回路製造
における検査工程に導入した場合、検査能率及び
検査精度が顕著に向上し集積回路の品質及び歩留
の改善に寄与する等、大きな工業的効果を得るこ
とができる。
ば、被検査物が異なつた場合や被検査物にソリが
あつた場合でも、各被検査物ごとに基準値を自動
的に検出しその基準値に対して欠陥検出するため
の複数のレベルを加算してスレツシヨルドレベル
を設定しているため、各被検査物ごとにスレツシ
ヨルドレベルを校正する必要がなく、表面欠陥を
正確に検出することができる。さらに、複数のト
ラツク分のデータをサンプリング、記憶した後そ
れらについて欠陥検出を行いさらに画素ごとにデ
ータをまとめられるように一時メモリ部を設けた
ため、被検査物全表面の測定データを１度に記憶
する必要がなく、メモリ容量が少なくてすむ。従
つて、本発明に係る表面検査装置を集積回路製造
における検査工程に導入した場合、検査能率及び
検査精度が顕著に向上し集積回路の品質及び歩留
の改善に寄与する等、大きな工業的効果を得るこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例の表面検査装置の全
体構成図、第２図及び第３図は第１図の表面検査
装置の作動を説明するためのフローチヤート、第
４図はデータサンプリングを示すタイミングチヤ
ート、第５図は被検査物表面におけるデータサン
プリング領域を示す図、第６図は一時メモリ部に
おけるデータ書込み例、第７図は従来の表面検査
方法を説明するための図、第８図は従来の表面検
査方法の欠点を説明するためのグラフである。 ８：被検査物、１２：保持部、１３：照射部、
１４：ターンテーブル、１６：（第１の）モータ、
１８：送り部、２７：積分球、２７ａ：開口部、
２８：レーザ光発振部、２９：光電変換部、３
０：透孔、３２：Ａ／Ｄ変換器、３３：ピーク検
出部、３４：平均値算出部、３７：欠陥分類部
（欠陥検出部）、３９：中央制御部。
体構成図、第２図及び第３図は第１図の表面検査
装置の作動を説明するためのフローチヤート、第
４図はデータサンプリングを示すタイミングチヤ
ート、第５図は被検査物表面におけるデータサン
プリング領域を示す図、第６図は一時メモリ部に
おけるデータ書込み例、第７図は従来の表面検査
方法を説明するための図、第８図は従来の表面検
査方法の欠点を説明するためのグラフである。 ８：被検査物、１２：保持部、１３：照射部、
１４：ターンテーブル、１６：（第１の）モータ、
１８：送り部、２７：積分球、２７ａ：開口部、
２８：レーザ光発振部、２９：光電変換部、３
０：透孔、３２：Ａ／Ｄ変換器、３３：ピーク検
出部、３４：平均値算出部、３７：欠陥分類部
（欠陥検出部）、３９：中央制御部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記構成を具備することを特徴とする表面検
査装置。 (イ) 被検査物を載置するターンテーブルと、前記
ターンテーブルを回転させるモータと、前記タ
ーンテーブルを所定の半径方向に進退させる送
り部と、前記モータに連設され前記ターンテー
ブルの回転位置を示す回転位置信号を出力する
回転位置検出器とを有する保持部。 (ロ) 開口部を有し前記開口部を前記ターンテーブ
ルに近接して配設された積分球と、前記積分球
に連設され前記開口部を経由して前記ターンテ
ーブルに載置された被検査物にレーザ光を斜め
から照射するレーザ光発振部と、前記積分球に
連設され前記積分球により集光された前記被検
査物からのレーザ散乱反射光を光電変換する光
電変換器を有し、前記積分球には前記被検査物
からのレーザ正反射光を外部に放射させる透孔
が穿設された照射部。 (ハ) 前記光電変換器から出力されたアナログ検出
信号を前記回転位置信号の出力される周期より
も短い間隔でアナログ−デイジタル変換してデ
イジタル検出信号を出力するアナログ−デイジ
タル変換器。 (ニ) 前記アナログ−デイジタル変換器から出力さ
れたデイジタル検出信号の平均値を求める平均
値算出部。 (ホ) 前記デイジタル検出信号を入力して前記回転
位置信号間ごとに前記デイジタル検出信号のピ
ーク値を求めるピーク検出部。 (ヘ) 前記平均値算出部にて算出された平均値に基
づいて前記被検査物の表面欠陥検出のためのス
レツシヨルドレベルを設定し、かつ前記ピーク
値を示す信号を入力して前記スレツシヨルドレ
ベルと比較演算を行い比較結果に基づいて前記
被検査物の表面欠陥を判定する欠陥検出部。 (ト) 前記保持部及び前記平均値算出部及び前記欠
陥検出部のシーケンス制御を行い、かつ前記欠
陥検出部において求められた欠陥データを記憶
する中央制御部。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14861484A JPS6128846A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 表面検査装置 |
| DE8484114161T DE3484982D1 (de) | 1983-11-26 | 1984-11-23 | Apparat zum nachweis von oberflaechenfehlern. |
| EP84114161A EP0146005B1 (en) | 1983-11-26 | 1984-11-23 | Surface defect inspecting apparatus |
| US06/675,008 US4626101A (en) | 1983-11-26 | 1984-11-26 | Surface defect inspecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14861484A JPS6128846A (ja) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | 表面検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6128846A JPS6128846A (ja) | 1986-02-08 |
| JPH0431056B2 true JPH0431056B2 (ja) | 1992-05-25 |
Family
ID=15456718
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14861484A Granted JPS6128846A (ja) | 1983-11-26 | 1984-07-19 | 表面検査装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6128846A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62247233A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-10-28 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | 面板回転機構 |
| US4794265A (en) * | 1987-05-08 | 1988-12-27 | Qc Optics, Inc. | Surface pit detection system and method |
| JPH0713599B2 (ja) * | 1988-03-31 | 1995-02-15 | 株式会社ニレコ | 微小耳割検出装置 |
| JP5076276B2 (ja) | 2005-01-17 | 2012-11-21 | オイレス工業株式会社 | 複層摺動部材 |
| JP2008032582A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 異物・欠陥検査装置および異物欠陥・検査方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614144A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Signal processing method of hot flaw detection |
| JPS57161642A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Olympus Optical Co Ltd | Inspecting device for defect of surface |
| JPS5839936A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 表面欠陥検出装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6310509Y2 (ja) * | 1980-01-10 | 1988-03-29 |
-
1984
- 1984-07-19 JP JP14861484A patent/JPS6128846A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5614144A (en) * | 1979-07-17 | 1981-02-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Signal processing method of hot flaw detection |
| JPS57161642A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-05 | Olympus Optical Co Ltd | Inspecting device for defect of surface |
| JPS5839936A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 表面欠陥検出装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6128846A (ja) | 1986-02-08 |
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