JPH06331560A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】異物検査に要する時間を短縮することが可能な
異物検査装置を提供することにある。 【構成】レ−ザ光１８を半導体ウエハ１６に照射し半導
体ウエハ１６に存在する異物からの散乱光を検出する異
物検査装置１において、レ−ザ光１８を半導体ウエハ１
６の所定領域に一括に照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体ウエハ
等の表面に存在する異物を検査する異物検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体ウエハ等の表面に存在する
微小な異物を検知するための方法として、レ−ザ光をウ
エハ表面に走査する方法が知られている。すなわち、こ
の種の検査方法においては、走査レ−ザ光が絞られてウ
エハ表面の微小領域に照射され、このレ−ザ光とウエハ
とが相対的に動かされて、レ−ザ光が所定の検査領域の
全体に走査される。さらに、ウエハ表面に異物が存在す
る場合、異物からの散乱光が散乱光検出器により検出さ
れて光電変換される。そして、散乱光検出器の出力が信
号処理され、検査領域について異物の有無や分布が判断
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の検査方法においては、ウエハの検査領域の全体
について異物検査を行うためには、微小なレ−ザスポッ
トを検査領域にくまなく走査する必要がある。さらに、
レ−ザ光は、微小な異物を高精度に検出できるよう、極
めて細く絞られる。しかし、レ−ザ光を細く絞るほどレ
−ザ光の照射領域が微小化するため、検査領域の全体の
走査に費やされる時間は増大する。

【０００４】例えば８インチウエハでは、レ−ザ光の走
査に、ウエハ一枚あたり一分前後の時間を必要としてい
る。そして、半導体の生産効率をより高めるために、異
物検査の更なる時間短縮が要求されている。本発明の目
的とするところは、異物検査に要する時間を短縮するこ
とが可能な異物検査装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、レ−ザ光を検査対象物に照射し
検査対象物に存在する異物からの散乱光を検出する異物
検査装置において、パルスレ−ザ光であるレ−ザ光を検
査対象物の所定領域に一括に照射することにある。こう
することによって本発明は、検査光の走査を不要にし、
異物検査に要する時間を短縮できるようにしたことにあ
る。

【０００６】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を概略的に示すもの
で、図中の符号１は異物検査装置である。この異物検査
装置１は、パルスレ−ザ発振器（以下、発振器と称す
る）２、光学系３、及び、信号処理部４を備えている。
光学系３には、コリメ−タユニット５、ミラ−６、ハ−
フミラ−７、フ−リエ変換レンズ８、遮光板９、及び、
逆フ−リエ変換レンズ１０が備えられている。また、信
号処理部４には、画像センサ１１、スキャナ１２、ロッ
クインアンプ１３、画像メモリ１４、及び、モニタ装置
１５が備えられている。

【０００７】さらに、図中に符号１６で示すのは半導体
ウエハ（以下、ウエハと称する）１６であり、このウエ
ハ１６は異物検査装置１の所定位置に載置されている。
ウエハ１６は、ベアウエハであっても、或いは、膜付き
ウエハであってもよい。

【０００８】発振器２はＱスイッチ１７を有しており、
所定の波長のレ−ザ光１８をパルス状に出力する。この
発振器２として、本実施例では、短波長の紫外レ−ザ光
を出力するエキシマレ−ザ等が採用されている。

【０００９】発振器２から出力されたレ−ザ光１８は、
コリメ−タユニット５によって、ウエハ１６の検査領域
と同程度の太さの平行光に拡げられ、ミラ−６に導かれ
る。ミラ−６は入射光の光軸に対して４５°傾けられて
おり、レ−ザ光１８は、ミラ−６によって９０°曲げら
れる。曲げられたレ−ザ光１８は、ハ−フミラ−７を通
過してウエハ１６の表面１９を落射照明する。

【００１０】ウエハ１６からの反射光２０はハ−フミラ
−７によってフ−リエ変換レンズ８に導かれる。なお、
ウエハ１６からハ−フミラ−７を経由してフ−リエ変換
レンズ８に至る光路長は、フ−リエ変換レンズ８の焦点
距離であるとする。ウエハ１６の表面１９に異物が存在
する場合、反射光２０には、異物に因る散乱光と、正常
な部分からの正反射光とが含まれている。さらに、フ−
リエ変換レンズ８の像側焦点に結像したパタ−ンは、ウ
エハ１６の空間スペクトルを示している。フ−リエ変換
レンズ８の像側焦平面に遮光板９が配置されており、こ
の遮光板９は反射光２０の光軸上に位置している。そし
て、反射光２０のうちの正反射光成分が、この遮光板９
によって遮断される。

【００１１】ここで、遮光板９は予めサンプルウエハに
感光させておく。なお、サンプルウエハ上に異物やパタ
−ン欠陥等が存在しても遮光板９は一様に感光されるの
で、差し支えはない。

【００１２】遮光板９として、一般的なホログラム乾板
を用いることが可能である。ホログラム乾板の感材の分
解能を利用して、サブミクロン程度の大きさの異物に因
る散乱光成分を取出すことができる。ウエハ１６の条件
に応じて複数種の遮光板を用意すれば、ウエハ１６が例
えばベアウエハであっても膜付ウエハであっても、同様
に正反射光成分を除去できる。

【００１３】遮光板９を通過した光の空間スペクトルは
異物に因る散乱光成分のみを示している。そして、この
散乱光成分は逆フ−リエ変換レンズ１０に導かれ、逆フ
−リエ変換レンズ１０の像側焦点平面で実空間に変換さ
れる。逆フ−リエ変換レンズ１０の配置は、遮光板９が
逆フ−リエ変換レンズ１０の物側焦点平面に一致するよ
う決められている。

【００１４】逆フ−リエ変換レンズ１０の像側焦平面に
は画像センサ１１が配置されており、散乱光成分の画像
が画像センサ１１に取込まれる。画像センサ１１は多数
の画素センサを有しており、各画素センサの出力デ−タ
は、スキャナ１２によって時系列デ−タとして取出され
る。

【００１５】スキャナ１２の出力デ−タはロックインア
ンプ１３に送られる。ロックインアンプ１３は発振器２
のＱスイッチ１７に接続されており、Ｑスイッチ１７の
動作信号を外部基準信号として利用する。そして、ロッ
クインアンプ１３において、発振器２の周期デ−タを基
にして位相同期検波が行われ、外来ノイズなどの影響が
取り除かれる。なお、安定した同期検波を行うために、
スキャナ１２のデ−タ取得周期はＱスイッチ１７の動作
周期よりも大きく設定されている。

【００１６】ロックインアアンプ１３の時系列な出力デ
−タは、画像メモリ１４に順次蓄えられる。そして、全
ての時系列デ−タの入力が完了すると、モニタ装置１５
にウエハ１６の異物のみの画像が出力される。なお、画
像メモリ１４の蓄積デ−タを必要に応じて読み出し、種
々のデ−タ処理を行うことが可能である。

【００１７】すなわち、上述のような異物検査装置１に
おいては、レ−ザ光１８がウエハ１６の表面１７に一括
に照射され、ウエハ１６からの反射光２０から散乱光成
分が取出され、この散乱光成分が検出される。このた
め、レ−ザ光１８を走査する必要がなく、走査時間を省
略できる。したがって、異物検査に要する時間を短縮で
きる。

【００１８】また、本実施例では、パルスレ−ザ発振器
２としてエキシマレ−ザが採用されているので、レ−ザ
光１８の波長が短く、Ｓ／Ｎが高い。一般に、散乱光成
分のＳ／Ｎは検査光の波長の４乗に反比例するため、検
査光の波長が短いほど高精度な散乱光信号が得られる。
したがって、短い波長のレ−ザ光を利用することによ
り、画像デ−タの信頼性が向上し、高精度な異物検査が
可能になる。

【００１９】また、本実施例では、発振器２の周期デ−
タをトリガ信号として自動同期検波が行われているの
で、ノイズの混入を防止できる。そして、ロックインア
ンプ１３の出力デ−タの精度を高めることができ、検査
精度を更に向上することができる。

【００２０】ここで、要求される検査精度があまり高く
ない場合には、ロックインアンプ１３を省略することも
可能である。また、上述の異物検査装置１によれば、異
物の結像位置に基づいて、異物の分布も知ることができ
る。

【００２１】なお、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で
種々に変形することが可能である。例えば、本実施例で
は正反射光のフィルタリングのために、フ−リエ変換レ
ンズ８、遮光板９、及び、逆フ−リエ変換レンズ１０が
用いられているが、図２に示すように偏光素子３１、３
２を利用してもよい。図２においては、ミラ−６とハ−
フミラ−７との間、及び、ハ−フミラ−７と画像センサ
１１との間にそれれぞれ偏光素子３１、３２が配置され
ている。さらに、両偏光素子３１、３２は直交ニコルの
関係にある。そして、偏光素子３２の後段にレンズ３３
が配置され、このレンズ３３が散乱光成分を画像センサ
１１に結像する。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、レ−ザ光
を検査対象物に照射し検査対象物に存在する異物からの
散乱光を検出する異物検査装置において、パルスレ−ザ
光をを検査対象物の所定領域に一括に照射するものであ
る。したがって本発明は、異物検査に要する時間を短縮
できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】変形例を示す構成図。

【符号の説明】

１…異物検査装置、２…パルスレ−ザ発振器、１１…画
像センサ、１８…レ−ザ光（検査光）、１６…半導体ウ
エハ（検査対象物）。 異物検査に要する時間を短縮することが可能な異物検査
装置を提供することにある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レ−ザ光を検査対象物に照射し上記検査
   対象物に存在する異物からの散乱光を検出する異物検査
   装置において、上記レ−ザ光はパルスレ−ザ光であり且
   つこのパルスレ−ザ光を上記検査対象物の所定領域に一
   括に照射することを特徴とする異物検査装置。