JPH052263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、シリコンウエハなどの面板の表面
を、レーザスポツトにより走査してえられた連続
測定信号をサンプリングする方法およびサンプリ
ング装置に関するものである。

［従来の技術］ シリコンウエハなどの面板の表面に存在する欠
陥の検出には、従来からレーザビームを照射して
表面にスポツトを形成し、欠陥による散乱光を受
光器により捉える方法が行われている。この場
合、レーザスポツトの走査方法としてＸおよびＹ
軸方向に走査する形式と、面板を回転して中心ま
たは外周より半径方向にスポツトを移動する回転
形式がある。回転形式においては、光学系の構成
および走査機構が簡単であり、サイズの大きい面
板を迅速に検査する場合に優れた点がある。な
お、いずれの形式においても、欠陥データは、数
値表示のほか、欠陥位置を示すマツプ表示が併用
されている。

最近では、半導体素子がますます高密度とな
り、シリコンウエハの欠陥の管理は厳密さが加重
されており、欠陥の検出能力の向上とともに、デ
ータの数値表示およびマツプ表示が高精度である
ことが要求されている。これらに対応するために
は、効果的な走査と従来以上に密度の高いサンプ
リングを行い、次に述べるセルの分割を従来以上
に細かく設定することが必要である。

さて、欠陥データの処理においては、面板の表
面を適当な微小面積のセルに分割し、この単位を
基本として処理が行われる。たとえば、１個の欠
陥を複数回サンプリングしたとき、欠陥を１個と
判断する場合、または欠陥が孤立したものか、連
続したものかを判断する場合などにおいて、この
セル単位が有効に使用される。なお、マツプ表示
に際しては、表示面の密度を考慮して、セルを複
数個まとめ、やや大きい範囲を単位として表示さ
れている。

このようなセルに分割する場合、Ｘ，Ｙ走査形
式は大きさの一定したセルとすることが容易であ
る。これに対して、回転形式で行われている従来
の方法は、回転中心より外方にスパイラル状に走
査を行ない、この走査線を一定の回転角度の間隔
でサンプリングするものである。しかしこの方法
では、面板の回転とともに、半径が連続的に変化
するため、セルの座標は角度θと半径ｒが同時に
変化して、データ処理が複雑となる。また、一定
回転角度のサンプリングは面板の外周ほど距離間
隔が大きいので、大きさが揃い、密度の高いセル
を構成するには工夫を要する。さらに、回転形式
においては回転速度を一定とすると、走査速度が
変化し、外周に近づくと非常に高速となつて欠陥
検出およびサンプリング上好ましくない。そこ
で、走査速度の変化を可能な程度に小さくする、
すなわち、回転速度を外周に向かつて漸次低下す
ることが必要となる。

以上に述べた従来の回転形式の走査方式に対し
て、走査線の半径ｒの値が、一定の角度Φの領域
内において変化しない円弧とし、このような円弧
を角度Φ毎に段階的に接続してスパイラル状の走
査線とし、かつ回転中心付近を除いて、走査速度
を一定とする走査方式が、この発明と同一の発明
者により、同時に出願（特願昭61−270492号（特
開昭63−122937号）、レーザスポツトの面板走査
方法および面板走査制御装置）されている。そこ
で、このような、円弧が接続された状態の走査線
に対して、可及的に大きさが一定し、密度の高い
セルの設定できる、方法およびその装置が必要と
されている。

［発明の目的］ この発明は、回転形式における上記した従来の
難点を解消し、円弧を段階的に接続したスパイラ
ル状の走査方式において、ほぼ一定の面積のセル
を設定して、各セル内の最大値のデータを選別し
て出力する、面板欠陥検出信号のサンプリング方
法およびサンプリング装置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］ この発明による面板欠陥検出信号のサンプリン
グ方法においては、走査するレーザスポツトとし
て長軸方向の半径がΔrの楕円形のものを使用し、
面板を円周方向にＰ個の等角度Φの領域に分割し
て、角度Φ回転する毎に、ΔrのＰ分の１づつ面
板の半径方向に移動し、１回転につきΔrのピツ
チで、円弧が段階的に接続された走査方式を対象
とするもので、該走査により欠陥検出部において
えられる連続したアナログ量の測定信号を、サン
プリングパルスｓでサンプリングする。サンプリ
ングパルスｓは、上記面板の円周を、上記のＰの
整数倍の大きい数Ｎで等角度Δθに分割したもの
である。

次に、上記走査による各円弧のそれぞれを、レ
ーザスポツトの上記の半径Δrにほぼ等しく、か
つ該サンプリングパルスｓの距離間隔Δsの整数
ｎ（ｎは変数）倍の長さΔlに区分してセルとし、
セル毎に、上記サンプリングでえられた測定デー
タのうちの最大値のデータを比較選別して出力す
るものである。

次に、この発明によるサンプリング装置は上記
したサンプリング方法を実現するものであり、面
板を回転するスピンドルにはロータリエンコーダ
が直結されており、ロータリエンコーダからは回
転に従つて、回転角度の基準点を示す0゜パルス
と、面板の円周を等角度Δθに分割した上記のサ
ンプリングパルスｓが出力される。これらの両パ
ルスは区分信号発生部に入力して面板を上記セル
に区分する区分信号Ｂが出力される。

欠陥検出部においてはレーザスポツトの走査に
より、連続したアナログ量の測定信号がえられ、
サンプリング部においてこの信号をサンプリング
パルスｓによりサンプリングし、デジタル量に変
換して測定データとする。この測定データは比較
部において比較選別されて、データラツチ回路に
ラツチされ、上記の区分信号Ｂにより、各セルの
最大値のデータが出力される。

上記区分信号発生部は、上記0゜パルスをカウン
トして走査点の半径ｒの値を出力するＲカウンタ
と、この半径ｒの値を入力して、半径ｒにおける
上記セルの長さΔlに含まれるサンプリングパル
スｓの個数ｎを出力するnROMと、セル毎にこ
の数ｎをセツトし、サンプリングパルスｓをカウ
ントして、カウント数がｎに達したとき上記区分
信号Ｂを出力するｎカウンタとにより構成されて
いる。また、上記の比較部は、上記サンプリング
による測定データを逐次入力し、今回の測定デー
タ（以下今回値）と前回の測定データ（以下前回
値）との差値を計算し、今回値が前回値より大き
いとき判別信号Ｃを出力する減算器と、今回値と
前回値をそれぞれ一時記憶する、バツフアＡおよ
びバツフアＢとよりなるもので、上記の判別信号
Ｃにより、今回値と前回値のうちの大きい測定デ
ータを出力する。ついで、次回の測定データが新
たな今回値としてバツフアＡに入力し、上記の大
きい測定データは新たな前回値として、減算器お
よびバツフアＢに入力し、上記同様の比較が繰り
返されて各セル毎に最大値のデータが比較選別さ
れるものである。

［作用］ 以上に説明したこの発明による、サンプリング
方法においては、面板が円周方向にＰ個に分割さ
れ、分割された各領域には同心の円弧をなす走査
線がΔrのピツチで配列されている。各走査線は
半径方向にΔrで、円周方向はΔrにほぼ等しい長
さΔlのセルに区分される。セルの形状はほぼ正
方形であり、また、数Ｎを大きくとつてサンプリ
ングパルスｓの密度を大きくすることにより、面
板の全域に亙つて大きさのバラツキの少ないセル
に分割することができる。また、各セルは一走査
円弧では半径ｒの値が等しいので、セルを基本と
するデータ処理が効率的に行われる。

次に、サンプリングによる測定データの密度は
回転中心より外周に向かつて漸次低くなるもので
あるが、上記のセルにおいて、測定データのうち
から、最大値のデータを比較選別して出力するの
で、密度の大きいサンプリングパルスｓにより、
１個の欠陥が複数回サンプリングされて、見掛け
上複数個の欠陥として出力されるカウントエラー
が排除される。また、各セルの大きさがほぼ一定
であることにより、面板全体についてほぼ均等の
密度で欠陥データが出力される。これにより、デ
ータ処理をはじめ、欠陥のマツプ表示、分布評価
などを適切に行ないうるものである。

次に、この発明によるサンプリング装置におい
ては、上記のサンプリング方法を実現するため
に、走査位置の半径ｒにおいて、各セルの長さ
Δlに含まれているサンプリングパルスｓの個数
ｎをカウントして、区分信号Ｂを発生し、これに
よりセルを区分し、Δlをほぼ一定としている。
なお、上記の分割数ＰとＮの間は、分周に都合の
よい整数比として、サンプリングパルスｓを分周
してＰ個のパルスを作るものである。

比較部においては、サンプリングのタイミング
で逐次入力する測定データが、今回値と前回値が
その都度比較されて、大きいものが選別され、セ
ル毎に、最大値のデータがえられるもので、既に
述べたように、密度の大きいサンプリングによ
り、１個の欠陥が複数回サンプリングされて、見
掛け上複数個の欠陥として出力されるカウントエ
ラーが、セル内においては回避されるものであ
り、さらに続くデータ処理において高度の判断に
より精度の高い欠陥データとするための、前処理
として有効なものである。

［実施例］ 第１図ａ，ｂは、この発明による面板欠陥検出
信号のサンプリング方法およびサンプリング装置
を適用する、前記特許出願（特開昭63−122937
号）によるレーザスポツトの走査方法を示すもの
で、長軸の半径Δrのレーザスポツト１が、矢印
Ａの方向に回転して角度Φ＝2π／Ｐ毎に、面板
２の半径方向に、距離δ＝Δr／Ｐづつ移動する。
角度Φの領域では走査線３はピツチがΔrの同心
円弧で、これが段階的に接続されてスパイラル状
となる。図ｂはレーザスポツト１の強度分布を示
すもので、レーザスポツトの特性により、半径
Δrは強度が中心の値にたいして１／e²の値の点
で定義されており、これをΔrとする。Δrのピツ
チの走査により、隣接する走査線３と３′のレー
ザスポツト１と１′は図示のようにオーバラツプ
して、強度変化の比較的小さい走査が行われる。
ただし、この場合は隣接する走査線３と３′によ
り、同一欠陥が二重に検出されて検出エラーが発
生する。このような二重エラーは、別途行われる
セル相互間に亘るデータ処理により排除できるも
のである。

第２図は、この発明による面板欠陥検出信号の
サンプリング方法およびサンプリング装置の実施
例における、サンプリングパルスｓとこれに対す
るセルの設定方法を示すものである。レーザスポ
ツト１が円弧の走査線３に沿つて走査し、えられ
た欠陥検出信号に対して、サンプリングパルスｓ
によりサンプリングが行われるが、ここで、サン
プリングパルスｓの距離間隔Δsの整数ｎ倍の長
さΔlをとり、サンプリングパルスs₁〜snがΔl内に
含まれるようにｎの値を設定する。このようにす
ることにより、Δl内でのサンプリングは、内周
にあつては細かくなり、外周にあつては粗くな
る。なお、この実施例では、ΔlをほぼΔrに等し
く採る。これに対して半径方向は、走査線３を中
心として長さΔrとして、これらにより区分され
た範囲をセル４とする。ここで、面板の円周方向
の等分割の角度をΔθとすると、Δs＝rΔθにより、
Δsは半径ｒに比例して変化するので、ROMを用
いて、予めｒに対するｎを記憶しておき、セル４
の区分を行うものである。

第３図は、この発明による面板欠陥検出信号の
サンプリング方法およびサンプリング装置の実施
例における、回路構成のブロツク図で、面板走査
欠陥検出部５に装着された面板は、回転移動機構
６により回転され、レーザスポツトの走査によつ
てアナログ量の連続した測定信号がえられる。サ
ンプリング部７においては、測定信号を上記のサ
ンプリングパルスｓによりサンプリングしてデジ
タル量に変換し、測定データとして比較部８に転
送する。比較部８においては、サンプリングパル
スｓのタイミングで、逐次入力する測定データは
セル４内で比較選別されて、データラツチ回路９
にラツチされる。

一方、回転移動機構６に直結されているロータ
リエンコーダ１０より、回転角度の基準点を示す
0゜パルスおよびサンプリングパルスｓが出力され
る。これら両パルスは区分信号発生部１１に入力
されて上記の区分信号Ｂを発生し、これにより上
記データラツチ回路９にラツチされているデータ
が、各セルの最大値のデータとして出力される。

第４図は、第３図における比較部８の詳細なブ
ロツク図で、サンプリングパルスｓのタイミング
で逐次入力する測定データ（今回値）は、直前に
入力したデータ（前回値）と減算器８−１で比較
され、前回値より今回値が大きいときは端子８−
２より判別信号Ｃを出力する。一方、今回値は減
算器８−１およびバツフアＡ８−４に入力し、同
時に、バツフアＡに既に記憶されているデータは
前回値としてバツフアＢ８−３に転送されている
が、判別信号Ｃが発生したときは今回値が大きい
ので、判別信号ＣがストローブとしてバツフアＡ
に加わつて今回値がＦラツチ回路８−５にラツチ
される。この今回値は、次のタイミングでデータ
ラツチ回路９に転送され、同時に減算器８−１お
よびバツフアＢに前回値として入力する。また反
対に、今回値より前回値が大きいときは、判別信
号Ｃは出力されないが、端子８−２の出力レベル
が反転され、ストローブとしてバツフアＢに加わ
り、前回値がＦラツチ回路８−５に転送される。
この前回値は次のタイミングにおいて、データラ
ツチ回路９に転送されるとともに、減算器８−１
およびバツフアＢに再び転送されて、次の比較の
前回値となる。以下このようにして、データラツ
チ回路９には、逐次比較選別された大きいデータ
が入力して更新され、上記区分信号Ｂにより、セ
ル内の最大値のデータが出力されるものである。

第５図は、第３図における区分信号発生部１１
の詳細なブロツク図で、ロータリエンコーダ１０
より入力する0゜信号は、Ｒカウンタ１１−１にお
いてカウントされて、走査点の半径ｒの値を出力
する。nROM１１−２には予め、ｒに対応する
ｎの値が設定してあり、入力したｒの値に応じ
て、ｎの値を出力してｎカウンタ１１−３にセツ
トする。サンプリングパルスｓがｎカウンタに入
力してカウントされ、カウント数がｎに達する
と、区分信号Ｂが出力して、前記の通りデータラ
ツチ回路９に加えられる。なお、回転開始の時点
では、回転機構６は任意の角度から回転を開始
し、Ｒカウンタ１１−１に0゜パルスが入力しない
ので、nROMよりｎカウンタにｎの値がセツト
されない。そこで、開始前に、ｎの初期値をプリ
セツトするものである。

なお、セルの区分を正確とするために、0゜パル
スは、サンプリングパルスｓのいずれかの１個に
同期していることが必要であり、このような同期
回路を必要により付加することは容易である。

再び第３図において、以上に述べた最大値のデ
ータは一旦データバツフア１２に記憶され、デー
タ処理装置１７に転送されて、必要な各種の処理
がなされるが、当初に述べた欠陥の判断、あるい
はマツプ表示のためには、欠陥代表データにその
位置座標を付加することが必要である。

第３図において、区分信号発生部１１内のＲカ
ウンタ１１−１によりえられる半径ｒの値は、Ｒ
バツフア１４に一時記憶され、また、サンプリン
グパルスｓはθカウンタ１６でカウントされ、え
られたθの値はθバツフア１５に一時記憶され
る。区分信号Ｂが、エントリータイミング回路１
３に入力して、データバツフア１２、Ｒバツフア
１４およびθバツフア１５に与えるストローブ信
号を出力して、各データはデータ処理装置１７に
転送されるものである。

第６図は、第３図の各部の動作手順を示す概略
のフローチヤートで、面板欠陥の検査がスタート
で開始されると、レーザスポツトが中心位置に
移動し、面板が回転する。ロータリエンコー
ダより、0゜パルスが出力され、これがＲカウン
タに入力してカウントされ半径ｒの値が出力され
て、nROMに転送される。nROMからｒに対
応するｎの値が読み出されて、ｎカウンタにセ
ツトされるが、入力したサンプリングパルスｓが
ｎに達すると区分信号Ｂが出力される。

一方、欠陥検出走査によりえられた測定信号
出力は、ロータリエンコーダよりのサンプリン
グパルスｓによりサンプリングされるとともに、
Ａ／Ｄ変換されて、比較選択による最大値のデ
ータが区分信号Ｂにより出力され、データ処理
装置において処理、マツプ表示がなされる。な
お、サンプリングパルスｓは、θカウンタにおい
てカウントされてθデータを出力し、Ｒカウン
タの出力するｒの値とともに、上記最大値のデ
ータに付加してデータ処理に使用される。

［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
よる面板欠陥検出信号のサンプリング方法および
サンプリング装置によれば、これを一定のピツチ
間隔の円弧が段階的に接続された走査線により走
査された面板の欠陥検出信号に適用することによ
り、ほぼ一定の形状、面積で従来以上に細分され
たセルを形成することができる。欠陥データはセ
ル内の最大値のものを出力するので、セル内に存
在する１個の欠陥に対してカウントエラーが排除
され、また各セルの面積がほぼ一定であるので、
面板の全域について、従来以上に精密で、かつ均
等した密度で欠陥の分布状態をマツプ表示するこ
とが可能である。さらに、各セルの座標ｒは各円
弧について一定であるので、各セル間に亘つて行
われる高度のデータ処理において、ソフトプログ
ラムが簡単となることなど、精度の高い面板欠陥
検出装置を構成する上に著しい効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは、それぞれこの発明による
面板欠陥検出信号のサンプリング方法およびサン
プリング装置を適用する、レーザスポツトによる
走査線およびレーザスポツトの強度分布を示す説
明図、第２図は、この発明による面板欠陥検出信
号のサンプリング方法およびサンプリング装置に
おける、サンプリングパルスよりセルを構成する
方法の説明図、第３図は、この発明による面板欠
陥検出信号のサンプリング方法およびサンプリン
グ装置における回路構成の実施例のブロツク図、
第４図は第３図の部分ブロツク図、第５図は第３
図の部分ブロツク図、第６図は第３図に対する、
各部の動作の手順を示すフローチヤートである。 １…レーザスポツト、２…面板、３…走査線、
４…セル、５…面板欠陥検出部、６…回転移動機
構、７…サンプリング部、８…比較部、８−１…
減算器、８−２…端子、８−３…バツフアＡ、８
−４…バツフアＢ、８−５…Ｆラツチ回路、９…
データラツチ回路、１０…ロータリエンコーダ、
１１…区分信号発生部、１１−１…Ｒカウンタ、
１１−２…nROM、１１−３…ｎカウンタ、１
２…データバツフア、１３…エントリータイミン
グ回路、１４…Ｒバツフア、１５…θバツフア、
１６…θカウンタ、１７…データ処理装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 長軸方向の半径がΔrで断面が楕円形のレー
   ザスポツトを、面板の表面を円周方向にＰ個（Ｐ
   は正の整数）の等角度Φの領域に分割して前記角
   度Φ回転する毎に、前記面板の半径方向で、かつ
   前記長軸方向に前記半径ΔrのＰ分の１づつ段階
   的に移動して前記面板の表面を、円弧が段階的に
   接続されたスパイラル状に走査する面板走査方法
   において、前記走査により欠陥検出部においてえ
   られる連続したアナログ量の測定信号を、前記面
   板の円周を、前記Ｐの整数倍のこれより大きい数
   Ｎで等角度Δθに分割するサンプリングパルスｓ
   でサンプリングし、前記円弧をなす各走査線のそ
   れぞれを、レーザスポツトの前記の半径Δrにほ
   ぼ等しく、かつ前記サンプリングパルスｓの距離
   間隔Δsの整数倍の長さΔlに区分してセルとし、
   前記サンプリングによりえられた測定データのう
   ちから、区分された各前記セルにおける最大の欠
   陥データを出力することを特徴とする、面板欠陥
   検出信号のサンプリング方法。 ２ 長軸方向の半径がΔrで断面が楕円形のレー
   ザスポツトを、面板の表面を円周方向にＰ個（Ｐ
   は正の整数）の等角度Φの領域に分割して前記角
   度Φ回転する毎に、前記面板の半径方向で、かつ
   前記長軸方向に前記半径ΔrのＰ分の１づつ段階
   的に移動して前記面板の表面を、円弧が段階的に
   接続されたスパイラル状に走査し、この走査によ
   り欠陥検出部においてえられる連続したアナログ
   量の測定信号をサンプリングすることにより面板
   欠陥データを出力する、面板欠陥検出信号のサン
   プリング装置において、 前記面板を回転するスピンドルに結合され、角
   度の基準点を示す0゜パルスおよび前記面板の円周
   を数Ｎ（Ｎは正の整数）で等分割した角度Δθ毎に
   サンプリングパルスｓを出力するサンプリングパ
   ルス発生部と、前記0゜パルスおよび前記サンプリ
   ングパルスｓとが入力されて前記面板をセルに区
   分する区分信号Ｂを出力する区分信号発生部と、
   前記欠陥検出部より出力されるアナログ量の測定
   信号を前記サンプリングパルスｓによりサンプリ
   ングしてデジタル量の測定データに変換するサン
   プリング部と、前記区分信号Ｂに応じて前記サン
   プリングされた前記測定データを前記セル毎に比
   較選別して最大の欠陥データを出力する比較選別
   部とを備えることを特徴とする、面板欠陥検出信
   号のサンプリング装置。 ３ 前記0゜パルスをカウントして走査点における
   前記面板の半径ｒの値を出力する第１のカウンタ
   と、前記半径ｒの値が入力されて前記半径ｒの値
   に対応する前記各セルの長さΔlに含まれる、前
   記サンプリングパルスｓのそれぞれの個数ｎを出
   力するROMと、前記個数ｎの値がセツトされ前
   記サンプリングパルスｓをカウントしてｎに達し
   たとき、前記区分信号Ｂを出力する第２のカウン
   タとにより構成された、前記区分信号発生部を有
   する特許請求の範囲第２項記載の面板欠陥検出信
   号のサンプリング装置。 ４ 前記測定データのサンプリングのタイミング
   で逐次測定データが入力され、今回の測定データ
   の値が前回の測定データの値より大きいとき判別
   信号を出力する判別回路と、今回の測定データが
   入力されて一時記憶するバツフアＡと、前回の測
   定データを一時記憶するバツフアＢとよりなり、
   前記判別信号により、前記今回の測定データと前
   記前回の測定データのうちの大きい値の測定デー
   タを出力し、次回の測定データが新たな今回の測
   定データとして前記バツフアＡに入力されるとと
   もに、前記の大きい測定データを新たな前記前回
   の測定データとして前記判別回路およびバツフア
   Ｂに入力される、前記比較選別部を有する特許請
   求の範囲第２項記載の面板欠陥検出信号のサンプ
   リング装置。