JPH0711416B2 - 基板検査方法 - Google Patents
基板検査方法Info
- Publication number
- JPH0711416B2 JPH0711416B2 JP1040452A JP4045289A JPH0711416B2 JP H0711416 B2 JPH0711416 B2 JP H0711416B2 JP 1040452 A JP1040452 A JP 1040452A JP 4045289 A JP4045289 A JP 4045289A JP H0711416 B2 JPH0711416 B2 JP H0711416B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- defect
- information
- scattered
- light guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
- G01N21/8901—Optical details; Scanning details
-
- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4711—Multiangle measurement
-
- 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
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N2021/4704—Angular selective
- G01N2021/4711—Multiangle measurement
- G01N2021/4719—Multiangle measurement using a optical fibre array
-
- 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
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95607—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method
- G01N2021/95615—Inspecting patterns on the surface of objects using a comparative method with stored comparision signal
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、基板検査方法に係わり、特にレーザビームで
平面を走査すると共に、平面の法線に対して大角度をな
して散乱された光を検出することにより、平面上の欠陥
を検出する方法に関する。
平面を走査すると共に、平面の法線に対して大角度をな
して散乱された光を検出することにより、平面上の欠陥
を検出する方法に関する。
［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ ヤブロノウスキー（Jablonowski）の米国特許（1981年
８月25日付No.4,286,293）には、レーザビームを用いて
セラミック基板の表面を走査し、この表面からの散乱、
反射光を検出してビデオモニタに表示することにより、
基板上の金導体を検査する方法が示されている。これに
よると金導体からは表面の法線に対して、比較的低角度
で光が反射されるが、セラミック表面からは、主として
表面の法線に対して大きな角度で、光が散乱されること
が見出されている。従って、法線に対して比較的小角度
で受光された光から、大角度で散乱された光を減算する
ことにより、金導体とセラミック基板の間のコントラス
トをビデオディスブレイ上でより大きくすることができ
る。このようにして、２つの光ファイバー導波路を用
い、光を２つの検出器に入射させ、検出器の出力を減算
する方式が与えられる。
８月25日付No.4,286,293）には、レーザビームを用いて
セラミック基板の表面を走査し、この表面からの散乱、
反射光を検出してビデオモニタに表示することにより、
基板上の金導体を検査する方法が示されている。これに
よると金導体からは表面の法線に対して、比較的低角度
で光が反射されるが、セラミック表面からは、主として
表面の法線に対して大きな角度で、光が散乱されること
が見出されている。従って、法線に対して比較的小角度
で受光された光から、大角度で散乱された光を減算する
ことにより、金導体とセラミック基板の間のコントラス
トをビデオディスブレイ上でより大きくすることができ
る。このようにして、２つの光ファイバー導波路を用
い、光を２つの検出器に入射させ、検出器の出力を減算
する方式が与えられる。
ヘーブナー（Heebner）らの米国特許（1984年４月３日
付No.44,441,124本譲渡人の会社の子会社に対して付与
された）には、上記ヤブロノウスキー特許の考え方を用
いてシリコンウェーハの検査、特に擬似粒状物の有無を
検出する方法が示されている。この目的を実現するため
に、モニタに表示される光はウェーハ面法線に対して大
角度で散乱されたものが用いられている。また光を効率
的に集めるために、被検査ウェーハ周囲に光ガイド、ま
たは光ファイバーの端部より定められるリングが配置し
てある。粒状物の有無は、ウェーハ面とほぼ共面をなす
ように配置された光ファイバーにより検出された（即
ち、ウェーハ面法線に対してほぼ90度の大角度で）散乱
光の増加により示される。表示のコントラストをより大
きくするために、面の法線に対して比較的低角度で散
乱、反射された光も検出され、面法線に対して大角度で
散乱された光により生成された信号から減算する。この
ようにして、表面法線に対して大角度での散乱光を強調
するためにヘーブナーは小角度での散乱光を減算する方
法を示しているが、ヤブロノウスキーは小角度での散乱
光を強調するために、大角度での散乱光の減算を示して
いる。
付No.44,441,124本譲渡人の会社の子会社に対して付与
された）には、上記ヤブロノウスキー特許の考え方を用
いてシリコンウェーハの検査、特に擬似粒状物の有無を
検出する方法が示されている。この目的を実現するため
に、モニタに表示される光はウェーハ面法線に対して大
角度で散乱されたものが用いられている。また光を効率
的に集めるために、被検査ウェーハ周囲に光ガイド、ま
たは光ファイバーの端部より定められるリングが配置し
てある。粒状物の有無は、ウェーハ面とほぼ共面をなす
ように配置された光ファイバーにより検出された（即
ち、ウェーハ面法線に対してほぼ90度の大角度で）散乱
光の増加により示される。表示のコントラストをより大
きくするために、面の法線に対して比較的低角度で散
乱、反射された光も検出され、面法線に対して大角度で
散乱された光により生成された信号から減算する。この
ようにして、表面法線に対して大角度での散乱光を強調
するためにヘーブナーは小角度での散乱光を減算する方
法を示しているが、ヤブロノウスキーは小角度での散乱
光を強調するために、大角度での散乱光の減算を示して
いる。
本発明者らは、アルミナ基板の検査にヘーブナー方式を
適用する場合に、小角度での反射光の減算によりコント
ラストを増強することは不要なことを見出している。し
かしながら、被検査アルミナ基板の表面上の欠陥の性質
を、より正確に定めなければならないことも見出してい
る。特に、検出された欠陥の寸法と形状をある程度精密
に定めることが有効と思われる。
適用する場合に、小角度での反射光の減算によりコント
ラストを増強することは不要なことを見出している。し
かしながら、被検査アルミナ基板の表面上の欠陥の性質
を、より正確に定めなければならないことも見出してい
る。特に、検出された欠陥の寸法と形状をある程度精密
に定めることが有効と思われる。
そこで本発明はレーザビームで平面を走査し、平面の法
線に対して大角度で散乱された光を検出することによ
り、被検査基板の表面欠陥の性質をより正確に定めるこ
とができる基板検査方法を提供することを目的とする。
線に対して大角度で散乱された光を検出することによ
り、被検査基板の表面欠陥の性質をより正確に定めるこ
とができる基板検査方法を提供することを目的とする。
［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、本発明による走査レーザビ
ームを用いた表面検査方法は、表面の平面内にほぼ近接
して配置された、光ファイバーの２つのアレイにより表
面からの散乱光を集め、一方のアレイはレーザ走査の方
向に平行になされ、他方のアレイはそれに直交して配置
される。２つの光ファイバーアレイの各々は、情報を発
生する個別光検出器に接続され、この情報は他方のアレ
イにより得られた情報とは独立に処理される。
ームを用いた表面検査方法は、表面の平面内にほぼ近接
して配置された、光ファイバーの２つのアレイにより表
面からの散乱光を集め、一方のアレイはレーザ走査の方
向に平行になされ、他方のアレイはそれに直交して配置
される。２つの光ファイバーアレイの各々は、情報を発
生する個別光検出器に接続され、この情報は他方のアレ
イにより得られた情報とは独立に処理される。
ヘーブナーの方法と同様に、発生された信号は、欠陥の
ない表面から予測される散乱光を記述するコンピュータ
に格納された情報と比較される。もし、光ファイバーを
２つの異なる次元に沿って配列すれば、走査ビームが遭
遇する欠陥の２次元内での、より正確な情報を得ること
ができる。例えば、欠陥がビーム走査の方向に平行な長
さ次元を有するとき、この長さはビーム走査方向に垂直
に配列された、光ファイバーにより正確に検出され、一
方欠陥の幅の次元は、ビーム走査の方向に平行に配列さ
れたファイバーアレイにより、正確に記録される。
ない表面から予測される散乱光を記述するコンピュータ
に格納された情報と比較される。もし、光ファイバーを
２つの異なる次元に沿って配列すれば、走査ビームが遭
遇する欠陥の２次元内での、より正確な情報を得ること
ができる。例えば、欠陥がビーム走査の方向に平行な長
さ次元を有するとき、この長さはビーム走査方向に垂直
に配列された、光ファイバーにより正確に検出され、一
方欠陥の幅の次元は、ビーム走査の方向に平行に配列さ
れたファイバーアレイにより、正確に記録される。
第３の次元における測定や、ときにはその他の２次元に
おける、より精度の高い測定も被検査表面の周囲を囲撓
する、４つの独立したファイバーアレイを用いて測定す
ることができ、この場合の各々のアレイは個別の検出器
に接続され、その出力はコンピュータにより独立に処理
される。このようにして、４つの側面を有する通常の基
板を検出する場合、４つの側面の各々に沿って１つのア
レイが配置される。これにより、欠陥から４方向のいず
れかに散乱された光の正確な検出が可能になり、従って
欠陥の形状のコンピュータによる、より正確なマッピン
グが可能になる。４つの光ファイバーからのチャネルの
各々はコンピュータにより個別に処理され、受信された
情報は格納された情報と比較され、この比較により欠陥
の性質を示す情報が生成される。
おける、より精度の高い測定も被検査表面の周囲を囲撓
する、４つの独立したファイバーアレイを用いて測定す
ることができ、この場合の各々のアレイは個別の検出器
に接続され、その出力はコンピュータにより独立に処理
される。このようにして、４つの側面を有する通常の基
板を検出する場合、４つの側面の各々に沿って１つのア
レイが配置される。これにより、欠陥から４方向のいず
れかに散乱された光の正確な検出が可能になり、従って
欠陥の形状のコンピュータによる、より正確なマッピン
グが可能になる。４つの光ファイバーからのチャネルの
各々はコンピュータにより個別に処理され、受信された
情報は格納された情報と比較され、この比較により欠陥
の性質を示す情報が生成される。
ファイバーアレイからの情報の個別処理は、ヤブロノウ
スキーやヘーブナー特許の場合のように、より大きなコ
ントラストを得るには、表面法線に対して小角度および
大角度で散乱された光の個別処理と混同されるべきでは
ない。本発明の光ファイバーアレイにより集められた光
の全ては、表面の法線に対して比較的大角度で散乱され
たものである。ヘーブナーやヤブロノウスキーにより示
されたように、より大きなコントラストを与えるために
表面法線に対して小角度で散乱された光を集めることが
望まれるとき、これは可能ではあるが、既に説明したよ
うにアルミナ基板の検査の場合は、必ずしも必要でない
ことが見出されている。
スキーやヘーブナー特許の場合のように、より大きなコ
ントラストを得るには、表面法線に対して小角度および
大角度で散乱された光の個別処理と混同されるべきでは
ない。本発明の光ファイバーアレイにより集められた光
の全ては、表面の法線に対して比較的大角度で散乱され
たものである。ヘーブナーやヤブロノウスキーにより示
されたように、より大きなコントラストを与えるために
表面法線に対して小角度で散乱された光を集めることが
望まれるとき、これは可能ではあるが、既に説明したよ
うにアルミナ基板の検査の場合は、必ずしも必要でない
ことが見出されている。
本発明によれば、コンピュータをプログラムして、ばり
欠陥（即ち、表面からの突起）からビット欠陥（即ち、
表面からの凹部）を容易に区別できるという利点があ
る。詳細な説明で明らかにするように、レーザビームを
走査することにより、遭遇するビットは走査方向に光を
散乱するものであるが、ばりは走査方向とは逆に光を散
乱するものである。適切な格納情報が与えられると、ビ
デオディスプレイにはビットまたはばりとしての欠陥
が、その寸法と共に表示される。更に、アルミナ基板の
検査の場合には、ビットは散乱光パルスのフーリエ周波
数成分を格納情報と比較することにより、ばりから弁別
することができるが、以下に説明するように、比較的低
周波成分はビットを示し、比較的高周波成分はばりを示
す。
欠陥（即ち、表面からの突起）からビット欠陥（即ち、
表面からの凹部）を容易に区別できるという利点があ
る。詳細な説明で明らかにするように、レーザビームを
走査することにより、遭遇するビットは走査方向に光を
散乱するものであるが、ばりは走査方向とは逆に光を散
乱するものである。適切な格納情報が与えられると、ビ
デオディスプレイにはビットまたはばりとしての欠陥
が、その寸法と共に表示される。更に、アルミナ基板の
検査の場合には、ビットは散乱光パルスのフーリエ周波
数成分を格納情報と比較することにより、ばりから弁別
することができるが、以下に説明するように、比較的低
周波成分はビットを示し、比較的高周波成分はばりを示
す。
本発明の以上に示した目的、特徴および利点は以下に示
す詳細な説明および添付図面からより明らかになされ
る。
す詳細な説明および添付図面からより明らかになされ
る。
［実施例］ 第１図は、物品11の上部平面図10を検査して欠陥や粒状
物、その他の平らな表面からの突出を決定する方法を示
したものである。レーザ13からのレーザビーム12は、表
面10をラスタ走査する。このラスタ走査は、公知のよう
にモータ14により回転ミラー15を駆動し、他のモータ16
により物品11を支承するステージを、駆動することによ
り実現される。レーザビーム12を反射する回転ミラー15
は、図の矢印17で示したようにレーザビームを表面に沿
ってｘ方向に走査し、モータ16は図の矢印18で示したよ
うに物品11をｙ方向にゆっくりと移動、またはステップ
移動させる。レーザビームによるｘ方向の各走査に対し
て、物品はレーザビームの直径の約（1/e倍）の距離だ
けｙ方向に移動されるべきである。レーザ13とモータ1
4,16はコンピュータ20により制御され、同期を取られ
る。
物、その他の平らな表面からの突出を決定する方法を示
したものである。レーザ13からのレーザビーム12は、表
面10をラスタ走査する。このラスタ走査は、公知のよう
にモータ14により回転ミラー15を駆動し、他のモータ16
により物品11を支承するステージを、駆動することによ
り実現される。レーザビーム12を反射する回転ミラー15
は、図の矢印17で示したようにレーザビームを表面に沿
ってｘ方向に走査し、モータ16は図の矢印18で示したよ
うに物品11をｙ方向にゆっくりと移動、またはステップ
移動させる。レーザビームによるｘ方向の各走査に対し
て、物品はレーザビームの直径の約（1/e倍）の距離だ
けｙ方向に移動されるべきである。レーザ13とモータ1
4,16はコンピュータ20により制御され、同期を取られ
る。
従来知られるように、シリコンウェーハやセラミック基
板などの平面状の欠陥は、表面法線に対して大角度で散
乱された光を、選択的に集めることにより最良に決定さ
れる。このため、光ファイバー21、22アレイが表面10と
ほぼ共面をなして物品11の２側面に沿うように配置され
る。殆んどの場合に、光ファイバーと表面10に対する法
線との角度は80度以上、90度以下になすべきであり、即
ち表面10よりわずかに上方で好ましくは表面方線に対し
てほぼ90度に配置されるべきである。走査レーザビーム
12が表面10上の欠陥に出会う毎に、表面法線に対して大
角度で散乱された光は、光ファイバー21,22により受信
され、光検出器23,24により電気信号に変換される。こ
れらの信号はコンピュータ20に送られ、そこで表面10上
のレーザビーム12の位置を与える情報と結合される。こ
の情報により欠陥位置がわかり、必要に応じてビデオモ
ニタに表示される。
板などの平面状の欠陥は、表面法線に対して大角度で散
乱された光を、選択的に集めることにより最良に決定さ
れる。このため、光ファイバー21、22アレイが表面10と
ほぼ共面をなして物品11の２側面に沿うように配置され
る。殆んどの場合に、光ファイバーと表面10に対する法
線との角度は80度以上、90度以下になすべきであり、即
ち表面10よりわずかに上方で好ましくは表面方線に対し
てほぼ90度に配置されるべきである。走査レーザビーム
12が表面10上の欠陥に出会う毎に、表面法線に対して大
角度で散乱された光は、光ファイバー21,22により受信
され、光検出器23,24により電気信号に変換される。こ
れらの信号はコンピュータ20に送られ、そこで表面10上
のレーザビーム12の位置を与える情報と結合される。こ
の情報により欠陥位置がわかり、必要に応じてビデオモ
ニタに表示される。
本発明の一実施例によれば、光検出器23,24の出力はコ
ンピュータ20により個別に処理され、欠陥の２次元での
より確実な情報を与える。即ち、光検出器23,24の出力
は、コンピュータに格納された情報と個別に比較され、
そしてコンピュータは欠陥からの散乱光と所定範囲内で
平坦な表面からの散乱光を弁別する。また光ファイバー
は特定方向に配列されるので、これらの光ファイバーは
より多くの方向依存情報を与える。このことは第２図に
示したｘ方向がある長さで、ｙ方向がこれより短い幅を
与えるとして例示したばり欠陥25から理解される。図か
らわかるように、レーザビームが位置26でｘ方向に表面
を走査すると、これは第１図の検出器23に接続された光
ファイバー21に向けて光を散乱させる。従って、欠陥を
示す散乱光に関するコンピュータの格納情報を光検出器
23の出力と比較すれば、欠陥25のｘ方向の長さが示され
ることになる。同様に、走査レーザビームが位置27にあ
るときは、光は第１図の光検出器24に接続された光ファ
イバー22に向けて主として散乱される。従って、コンピ
ュータはプログラムに従って、光検出器24の出力を格納
情報と比較し、出会った欠陥のｙ方向の次元に関する情
報を与える。このようにしてヘーブナー特許の場合の、
光ファイバーの全てを単一検出器に接続したものに比べ
て、はるかに正確な情報が収集され、表示されることが
実験的に示される。
ンピュータ20により個別に処理され、欠陥の２次元での
より確実な情報を与える。即ち、光検出器23,24の出力
は、コンピュータに格納された情報と個別に比較され、
そしてコンピュータは欠陥からの散乱光と所定範囲内で
平坦な表面からの散乱光を弁別する。また光ファイバー
は特定方向に配列されるので、これらの光ファイバーは
より多くの方向依存情報を与える。このことは第２図に
示したｘ方向がある長さで、ｙ方向がこれより短い幅を
与えるとして例示したばり欠陥25から理解される。図か
らわかるように、レーザビームが位置26でｘ方向に表面
を走査すると、これは第１図の検出器23に接続された光
ファイバー21に向けて光を散乱させる。従って、欠陥を
示す散乱光に関するコンピュータの格納情報を光検出器
23の出力と比較すれば、欠陥25のｘ方向の長さが示され
ることになる。同様に、走査レーザビームが位置27にあ
るときは、光は第１図の光検出器24に接続された光ファ
イバー22に向けて主として散乱される。従って、コンピ
ュータはプログラムに従って、光検出器24の出力を格納
情報と比較し、出会った欠陥のｙ方向の次元に関する情
報を与える。このようにしてヘーブナー特許の場合の、
光ファイバーの全てを単一検出器に接続したものに比べ
て、はるかに正確な情報が収集され、表示されることが
実験的に示される。
本発明の最も簡単な実施例においては、光ファイバーの
２つのアレイが用いられるが、被検査平面を囲撓するよ
うに４つの個別アレイを用いれば欠陥の３次元特性の、
より正確な決定およびマッピングが可能になる。第３図
は、このようなシステムを示す概略図で、特にアルミナ
セラミック基板の上部平面の検査のために製作されたも
のである。被検査セラミック基板30は光ファイバー31,3
2,33および34の４つの個別アレイにより囲撓される。こ
こでは説明上アレイ32,34の各々の一本の光ファイバー
のみを示してあるが、各々のアレイは基板30の一方の側
面と同一空間にわたっている。セラミック基板の表面は
16ミリワットヘリウム・ネオンレーザ36からのレーザビ
ームにより走査される。このレーザビームはビームエク
スパンダー37を通して回転多面鏡38に送られ、次にテレ
セントリック走査レンズ39を通して基板表面に送られ
る。回転多面鏡38はｘ方向のラスタ走査を与えるが、セ
ラミック基板を支承する電動式ステージ41はｙ方向に連
続的に移動するようになされる。入射ビームの（1/e）
直径は25ミクロンであり、ステージはラスタ走査毎に25
ミクロン前進する。図示のように、ラック上にはコンピ
ュータ42、電源43電子回路44およびステージ制御装置45
が搭載してある。コンピュータはキーボードとモニタ47
に接続され、このモニタには欠陥の位置と形状について
の可視表示が与えられる。光ファイバーアレイの各々は
光ファイバー束48により光電子増倍管49に接続される。
光電子増倍管49の各々は光ファイバーアレイの１つによ
り集められた光に依存する信号を発生し、コンピュータ
42に送出する（結線は略してある）。
２つのアレイが用いられるが、被検査平面を囲撓するよ
うに４つの個別アレイを用いれば欠陥の３次元特性の、
より正確な決定およびマッピングが可能になる。第３図
は、このようなシステムを示す概略図で、特にアルミナ
セラミック基板の上部平面の検査のために製作されたも
のである。被検査セラミック基板30は光ファイバー31,3
2,33および34の４つの個別アレイにより囲撓される。こ
こでは説明上アレイ32,34の各々の一本の光ファイバー
のみを示してあるが、各々のアレイは基板30の一方の側
面と同一空間にわたっている。セラミック基板の表面は
16ミリワットヘリウム・ネオンレーザ36からのレーザビ
ームにより走査される。このレーザビームはビームエク
スパンダー37を通して回転多面鏡38に送られ、次にテレ
セントリック走査レンズ39を通して基板表面に送られ
る。回転多面鏡38はｘ方向のラスタ走査を与えるが、セ
ラミック基板を支承する電動式ステージ41はｙ方向に連
続的に移動するようになされる。入射ビームの（1/e）
直径は25ミクロンであり、ステージはラスタ走査毎に25
ミクロン前進する。図示のように、ラック上にはコンピ
ュータ42、電源43電子回路44およびステージ制御装置45
が搭載してある。コンピュータはキーボードとモニタ47
に接続され、このモニタには欠陥の位置と形状について
の可視表示が与えられる。光ファイバーアレイの各々は
光ファイバー束48により光電子増倍管49に接続される。
光電子増倍管49の各々は光ファイバーアレイの１つによ
り集められた光に依存する信号を発生し、コンピュータ
42に送出する（結線は略してある）。
第２図は光ファイバーのアレイを２つでなく４つにした
場合の利点を理解するために示したもので、光はバリ25
により光ファイバー21から離れるようにｙ方向に散乱さ
れ、また、光ファイバー22とは逆のｘ方向に散乱され
る。このような散乱光を収集するファイバは出力精度を
向上させるものである。
場合の利点を理解するために示したもので、光はバリ25
により光ファイバー21から離れるようにｙ方向に散乱さ
れ、また、光ファイバー22とは逆のｘ方向に散乱され
る。このような散乱光を収集するファイバは出力精度を
向上させるものである。
第４図および第５図は４つのアレイを用いた場合の他の
利点を示したものである。第４図においては、走査レー
ザビームがビットに出合うと、光は走査方向に散乱され
る。第５図においては、走査レーザビームがバリに出合
うと、このバリは主としてレーザビームの走査方向とは
逆に光を散乱させる。従って適当な統計情報と共にコン
ピュータをプログラムすることによりピットとバリを識
別することが可能になる。その場合、光ファイバーの４
つのアレイの各々は個別検出器に接続され、その出力は
コンピュータにより個別に処理されるので、検出信号の
適切な比較が可能になる。
利点を示したものである。第４図においては、走査レー
ザビームがビットに出合うと、光は走査方向に散乱され
る。第５図においては、走査レーザビームがバリに出合
うと、このバリは主としてレーザビームの走査方向とは
逆に光を散乱させる。従って適当な統計情報と共にコン
ピュータをプログラムすることによりピットとバリを識
別することが可能になる。その場合、光ファイバーの４
つのアレイの各々は個別検出器に接続され、その出力は
コンピュータにより個別に処理されるので、検出信号の
適切な比較が可能になる。
アルミナ基板上のビットとバリの間の弁別も欠陥により
生じた光パルスのフーリエ成分を評価するこにより可能
になされる。バリ欠陥の形状はビットのものより鋭いこ
とを特徴とし、表面に対してより大きな傾斜を有してい
る。従って、バリにより生成された光パルスの傾斜は、
ビットの場合に比べて鋭くなり、より多くの高周波成分
を含むことになる。このようにして、フーリエ解析を行
えば、欠陥の性質を示すことができ、すなわち、高周波
成分の多くの部分によりバリの存在を示し、低周波成分
の多くの部分によりビットの存在を示すことができる。
生じた光パルスのフーリエ成分を評価するこにより可能
になされる。バリ欠陥の形状はビットのものより鋭いこ
とを特徴とし、表面に対してより大きな傾斜を有してい
る。従って、バリにより生成された光パルスの傾斜は、
ビットの場合に比べて鋭くなり、より多くの高周波成分
を含むことになる。このようにして、フーリエ解析を行
えば、欠陥の性質を示すことができ、すなわち、高周波
成分の多くの部分によりバリの存在を示し、低周波成分
の多くの部分によりビットの存在を示すことができる。
第６図は第３図の装置の電子回路部分を示すブロック図
である。第３図の光電子増倍管49の各々はフィルタ付き
の個別光電子増倍管（PMT）50に対応する。このフィル
タはヘリウムネオンレーザの周波数に合わされ、他の周
波数は阻止するものである。PMT50の各々は、電気信号
を規格化、増幅する信号調整回路51に接続される。信号
調整回路の出力はしきい値検出器52に送出される。被検
出欠陥の各々はバーストまたはパルス状の散乱光が生じ
適切に配置された光ファイバーにより検出される。しき
い値検出器52はコンピュータに格納された情報によりし
きい値を定め、この格納されたしきい値以上の高さと幅
を持つパルスに対する応答だけを登録する。次に欠陥パ
ルスはその高さと幅を表わすデジタル量に変換され、コ
ンピュータ装置により処理される。
である。第３図の光電子増倍管49の各々はフィルタ付き
の個別光電子増倍管（PMT）50に対応する。このフィル
タはヘリウムネオンレーザの周波数に合わされ、他の周
波数は阻止するものである。PMT50の各々は、電気信号
を規格化、増幅する信号調整回路51に接続される。信号
調整回路の出力はしきい値検出器52に送出される。被検
出欠陥の各々はバーストまたはパルス状の散乱光が生じ
適切に配置された光ファイバーにより検出される。しき
い値検出器52はコンピュータに格納された情報によりし
きい値を定め、この格納されたしきい値以上の高さと幅
を持つパルスに対する応答だけを登録する。次に欠陥パ
ルスはその高さと幅を表わすデジタル量に変換され、コ
ンピュータ装置により処理される。
ミラードライバ電源エンコーダ53はミラー38の回転シャ
フトに装着されたエンコーダであり、基板表面上の走査
レーザビームの位置を示す信号を発生する。同様に、ス
テージ制御装置リニヤエンコーダ54は基板を支承するス
テージのｙ方向の位置を示す信号を発生する。これらの
信号は位相同期ループ56で結合され、制御回路57に送出
される。制御回路57はプログラムされており、基板表面
のある位置から生じる全ての信号をスクリーアウトする
が、これは基板表面のある「窓」部分だけを検査するこ
とは有用である。このスクリーニングはヂュアルポート
メモリ58に格納された情報に基づいて制御回路57により
なされる。制御回路54およびアナログ・デジタル変換回
路52はデュアルポードメモリ58に接続され、これはコン
ピュータ59との超高速の入力およびインタフェイスを収
納している。デュアルポートメモリ58は適切な速度でコ
ンピュータ59に情報を与える。
フトに装着されたエンコーダであり、基板表面上の走査
レーザビームの位置を示す信号を発生する。同様に、ス
テージ制御装置リニヤエンコーダ54は基板を支承するス
テージのｙ方向の位置を示す信号を発生する。これらの
信号は位相同期ループ56で結合され、制御回路57に送出
される。制御回路57はプログラムされており、基板表面
のある位置から生じる全ての信号をスクリーアウトする
が、これは基板表面のある「窓」部分だけを検査するこ
とは有用である。このスクリーニングはヂュアルポート
メモリ58に格納された情報に基づいて制御回路57により
なされる。制御回路54およびアナログ・デジタル変換回
路52はデュアルポードメモリ58に接続され、これはコン
ピュータ59との超高速の入力およびインタフェイスを収
納している。デュアルポートメモリ58は適切な速度でコ
ンピュータ59に情報を与える。
レーザ検出器61は、制御回路62と共に、レーザ36の出力
パワーをモニタする。サンプルセンサ63と制御回路64は
支承キャリッジに基板30が有るか否かを検出する。検査
に入る前に、空気噴射（図示省略）により基板表面から
ダスト粒子を排除する。空気圧センサ65と制御回路66は
空気噴射を構成する空気圧をモニタするドアセンサ67お
よび制御回路68は安全性のために用いられ、オペレータ
の手がシステムの近くにある場合の動作を防止するよう
にする。
パワーをモニタする。サンプルセンサ63と制御回路64は
支承キャリッジに基板30が有るか否かを検出する。検査
に入る前に、空気噴射（図示省略）により基板表面から
ダスト粒子を排除する。空気圧センサ65と制御回路66は
空気噴射を構成する空気圧をモニタするドアセンサ67お
よび制御回路68は安全性のために用いられ、オペレータ
の手がシステムの近くにある場合の動作を防止するよう
にする。
インターフェイス回路70はこれらのセンサ回路をコンピ
ュータ59に結合する。コンピュータ59はカラーモニタ72
に接続されて欠陥類の可視表示を与え、またキーボード
73に接続されて入力情報を与える。回路パターンが既に
形成してあるセラミック基板の検査に本発明を用いると
有用な場合が多い。即ち、最近のハイブリッド集積回路
で使用される高密度回路は走査レーザビームの光を回折
できる程充分近接した導体を有している。本発明者は、
この回折光は、レーザビームが約45度の角度で規則的な
パターンを走査するように基板を配列することにより所
望の散乱光から最良に分離されることを見出している。
本発明者は更に上記条件の下では、回折光の法線に対す
る角度は最小になり、従って表面法線に対してして常に
高角度をなす所望の散乱光から固有に分離される。
ュータ59に結合する。コンピュータ59はカラーモニタ72
に接続されて欠陥類の可視表示を与え、またキーボード
73に接続されて入力情報を与える。回路パターンが既に
形成してあるセラミック基板の検査に本発明を用いると
有用な場合が多い。即ち、最近のハイブリッド集積回路
で使用される高密度回路は走査レーザビームの光を回折
できる程充分近接した導体を有している。本発明者は、
この回折光は、レーザビームが約45度の角度で規則的な
パターンを走査するように基板を配列することにより所
望の散乱光から最良に分離されることを見出している。
本発明者は更に上記条件の下では、回折光の法線に対す
る角度は最小になり、従って表面法線に対してして常に
高角度をなす所望の散乱光から固有に分離される。
第７図はこの状況を示した図で、セラミック基板76の表
面上に配置された導体75がレーザビーム77の走査方向に
対して45度の角度をなすように配置されている。この状
態で、導体パターンにより回折された光79は導体パター
ンの軸線に垂直な方向にあるが、本発明に従って受信さ
れた光80は回折表面の方向に対して他の角度で散乱され
る。
面上に配置された導体75がレーザビーム77の走査方向に
対して45度の角度をなすように配置されている。この状
態で、導体パターンにより回折された光79は導体パター
ンの軸線に垂直な方向にあるが、本発明に従って受信さ
れた光80は回折表面の方向に対して他の角度で散乱され
る。
本発明はセラミック基板の表面を検査する方法として説
明されたが、本発明の原理は金属表面を含む任意の平面
の検査に適用できることは言うまでもないことである。
特に、通常はわずかな表面欠陥も許されない写真平版マ
スクの平面検査に有用である。本発明はアルミナ基板の
検査を特定の実施例として説明されたが、これは本質で
はなく、本発明を制限するものでもない。
明されたが、本発明の原理は金属表面を含む任意の平面
の検査に適用できることは言うまでもないことである。
特に、通常はわずかな表面欠陥も許されない写真平版マ
スクの平面検査に有用である。本発明はアルミナ基板の
検査を特定の実施例として説明されたが、これは本質で
はなく、本発明を制限するものでもない。
本発明のその他の多くの実施例および変形例は本発明の
精神と範囲から逸脱せずに得ることができる。
精神と範囲から逸脱せずに得ることができる。
第１図は本発明の実施例により平面を検査する方法を示
す概略図、第２図は第１図の方法におけるある光ビーム
散乱を示す概略図、第３図は第１図の方法の実施に用い
られる装置を示す概略図、第４図および第５図は平面上
の各種欠陥によりもたらされる走査レーザビーム散乱を
示す図、第６図は第３図の装置の機能を示す電子ブロッ
ク図、第７図は平面上の規則パターンのレーザ走査から
生じる回折を示す図である。 10……表面、12……レーザビーム、13……レーザ、14…
…モータ、20……コンピュータ、21,22……光ファイバ
ー、23,24……光検出器、25……欠陥。
す概略図、第２図は第１図の方法におけるある光ビーム
散乱を示す概略図、第３図は第１図の方法の実施に用い
られる装置を示す概略図、第４図および第５図は平面上
の各種欠陥によりもたらされる走査レーザビーム散乱を
示す図、第６図は第３図の装置の機能を示す電子ブロッ
ク図、第７図は平面上の規則パターンのレーザ走査から
生じる回折を示す図である。 10……表面、12……レーザビーム、13……レーザ、14…
…モータ、20……コンピュータ、21,22……光ファイバ
ー、23,24……光検出器、25……欠陥。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−27604（ＪＰ，Ａ) 米国特許4441124（ＵＳ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】平らな表面をレーザビームで走査し、この
表面の法線に対して大角度をなして、この表面から散乱
された光を受光し、しきい値以上の散乱光のパルスの受
光を、かかるパルスの受光時の走査ビームの位置と比較
して、前記表面の欠陥位置を定めるステップからなる平
らな表面の欠陥検出方法において、 第１の光ガイド群（21）により、前記表面から主として
第１方向（Ｙ）にのみ、散乱される第１の光を独立に受
光し、 第２の光ガイド群（22）により、前記表面から第１方向
とほぼ直交する第２方向（Ｘ）にのみ散乱される第２の
光を独立に受光し、 しきい値以上のパルス状の第１光の受光時の走査ビーム
（12）の位置を用いて、前記光パルスをもたらす欠陥の
第１次元の大きさを決定し、 しきい値以上のパルス状の第２光の受光時の走査ビーム
（12）の位置を用いて、前記光パルスをもたらす欠陥の
第２次元の大きさを決定する ことを特徴とする基板検査方法。 - 【請求項２】前記第１光ガイド（21）の出力を用いて、
表面上の任意の欠陥の第２方向（Ｘ）の長さを決定し、 前記第２光ガイド（22）の出力を用いて、表面上の任意
の欠陥の第１方向（Ｙ）の長さを決定する ことを特徴とする請求項１記載の基板検査方法。 - 【請求項３】欠陥により散乱された光のフーリエ周波数
成分を検出し、検出した周波数成分が、比較的多くの高
周波又は比較的多くの低周波を含むか否かを決定し、 「ばり」として高周波成分を有するもの、および「ビッ
ト」として低周波成分を有するものを表示する ことを特徴とする請求項１記載の基板検査方法。 - 【請求項４】第３の光ガイドは、第１列にほぼ平行する
表面の第３エッジに沿う第３列に配置され、 第４の光ガイドは、第２列にほぼ平行する表面の第４エ
ッジに沿う第４列に配置され、 前記第３の光ガイドは、第１方向にほぼ反対の第３方向
の表面から散乱された光を、電気情報に変換するように
された第３検出器に接続され、 前記第４光ガイドは、第２方向にほぼ逆の第４方向の表
面から散乱された光を、電気情報に変換するようになさ
れた第４検出器に接続され、 第３および第４検出器からの情報が、個別にコンピュー
タに送出され、このコンピュータを用いで、第３検出器
からの個別情報を第３の格納情報と比較し、第４検出器
からの情報を第４の格納情報と比較する ことを特徴とする請求項１記載の基板検査方法。 - 【請求項５】第４検査器からの情報を、レーザビーム走
査の位置を記述する情報と比較して、検出される欠陥ま
たは粒子の寸法を決定することを、更に特徴とする請求
項４記載の基板検査方法。 - 【請求項６】レーザビームが、先ずビーム走査の方向
に、またはビーム走査方向とは逆方向に、欠陥により散
乱されるかを決定し、 この決定により、ビットまたはばりとして欠陥を支持す
ることを特徴とする請求項５記載の基板検査方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/164,351 US4849645A (en) | 1988-03-04 | 1988-03-04 | Substrate inspection system having two scattered light detecting bundles orthogonally positioned to each other |
| US164351 | 1988-03-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01254803A JPH01254803A (ja) | 1989-10-11 |
| JPH0711416B2 true JPH0711416B2 (ja) | 1995-02-08 |
Family
ID=22594101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1040452A Expired - Fee Related JPH0711416B2 (ja) | 1988-03-04 | 1989-02-22 | 基板検査方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4849645A (ja) |
| JP (1) | JPH0711416B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07119702B2 (ja) * | 1987-08-06 | 1995-12-20 | 株式会社ニコン | 欠陥検査装置及び欠陥検査方法 |
| US4965665A (en) * | 1989-10-25 | 1990-10-23 | At&T Bell Laboratories | 3D imaging of a substrate using perpendicular scanning directions |
| US5101442A (en) * | 1989-11-24 | 1992-03-31 | At&T Bell Laboratories | Three-dimensional imaging technique using sharp gradient of illumination |
| DE3941725A1 (de) * | 1989-12-18 | 1991-06-20 | Krupp Atlas Elektronik Gmbh | Vorrichtung zum erkennen von deformationen auf pressteilen |
| US5097516A (en) * | 1991-02-28 | 1992-03-17 | At&T Bell Laboratories | Technique for illuminating a surface with a gradient intensity line of light to achieve enhanced two-dimensional imaging |
| DE4313094A1 (de) * | 1993-04-22 | 1994-10-27 | Gernot K Brueck | Lasermikroskopie |
| US5418879A (en) * | 1994-04-04 | 1995-05-23 | Chrysler Corporation | Distributed light delivery system |
| US5644141A (en) * | 1995-10-12 | 1997-07-01 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Apparatus and method for high-speed characterization of surfaces |
| US5969370A (en) * | 1997-04-28 | 1999-10-19 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool |
| JPH1183753A (ja) * | 1997-07-09 | 1999-03-26 | Toshiba Corp | 光学式基板検査装置 |
| JP3726204B2 (ja) * | 1997-11-07 | 2005-12-14 | 株式会社日立製作所 | 荷重支持体 |
| US6317514B1 (en) * | 1998-09-09 | 2001-11-13 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for inspection of patterned semiconductor wafers |
| US6784982B1 (en) * | 1999-11-04 | 2004-08-31 | Regents Of The University Of Minnesota | Direct mapping of DNA chips to detector arrays |
| US7305112B2 (en) * | 2002-10-15 | 2007-12-04 | The Scripps Research Institute | Method of converting rare cell scanner image coordinates to microscope coordinates using reticle marks on a sample media |
| US7113624B2 (en) * | 2002-10-15 | 2006-09-26 | Palo Alto Research Center Incorporated | Imaging apparatus and method employing a large linear aperture |
| US7280261B2 (en) * | 2004-12-20 | 2007-10-09 | Palo Alto Research Center Incorporated | Method of scanning and light collection for a rare cell detector |
| US7286224B2 (en) * | 2004-12-21 | 2007-10-23 | Palo Alto Research Center Incorporated | Time-multiplexed scanning light source for multi-probe, multi-laser fluorescence detection systems |
| DE102009041268A1 (de) * | 2009-09-11 | 2011-05-19 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Partikeldetektor und Verfahren zur Detektion von Partikeln |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4441124A (en) | 1981-11-05 | 1984-04-03 | Western Electric Company, Inc. | Technique for inspecting semiconductor wafers for particulate contamination |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4317633A (en) * | 1979-10-12 | 1982-03-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Device for detecting the surface unevenness of wire-shaped material |
| US4363118A (en) * | 1980-09-22 | 1982-12-07 | Rca Corporation | Sound carrier amplitude measurement system |
| JPS5879240A (ja) * | 1981-11-06 | 1983-05-13 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 異物検出装置 |
| JPS6227604A (ja) * | 1985-07-29 | 1987-02-05 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | パタ−ン検出装置 |
-
1988
- 1988-03-04 US US07/164,351 patent/US4849645A/en not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-02-22 JP JP1040452A patent/JPH0711416B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4441124A (en) | 1981-11-05 | 1984-04-03 | Western Electric Company, Inc. | Technique for inspecting semiconductor wafers for particulate contamination |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01254803A (ja) | 1989-10-11 |
| US4849645A (en) | 1989-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0711416B2 (ja) | 基板検査方法 | |
| EP0179309B1 (en) | Automatic defect detection system | |
| US4597665A (en) | Dual collector optical flaw detector | |
| US6509965B2 (en) | Wafer inspection system for distinguishing pits and particles | |
| EP0500293B1 (en) | Particle detection method and apparatus | |
| US7616299B2 (en) | Surface inspection method and surface inspection apparatus | |
| JP3408816B2 (ja) | 可変スポットサイズ走査装置 | |
| EP0815436B1 (en) | Surface inspection system and method of inspecting surface of workpiece | |
| US5076692A (en) | Particle detection on a patterned or bare wafer surface | |
| US4895446A (en) | Particle detection method and apparatus | |
| EP0178037B1 (en) | Compact laser scanning system | |
| JP2534453B2 (ja) | 表面検査方法とその装置 | |
| EP0943088B2 (en) | Wafer inspection system for distinguishing pits and particles | |
| KR100213595B1 (ko) | 미소 이물질 검출방법 및 그 검출장치 | |
| US6346713B1 (en) | Method and installation for inspecting an article for defects | |
| US5155372A (en) | Optical inspection system utilizing wedge shaped spatial filter | |
| US8547547B2 (en) | Optical surface defect inspection apparatus and optical surface defect inspection method | |
| WO1992001923A1 (en) | Optical scatter imaging | |
| JPH06347415A (ja) | パーティクル検査装置およびその検査方法 | |
| Wang et al. | Using laser scattering for detection of cracks on a microsolderball surface | |
| JPH0545303A (ja) | 欠陥検査装置 | |
| JPH0315972B2 (ja) | ||
| JPS631532B2 (ja) | ||
| JPH06294752A (ja) | ウエーハ表面検査装置 | |
| JPS61130806A (ja) | 光学式物体測定装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |