JPH08101135A - Foreign matter inspecting device - Google Patents

Foreign matter inspecting device

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Publication number
JPH08101135A
JPH08101135A JP26164294A JP26164294A JPH08101135A JP H08101135 A JPH08101135 A JP H08101135A JP 26164294 A JP26164294 A JP 26164294A JP 26164294 A JP26164294 A JP 26164294A JP H08101135 A JPH08101135 A JP H08101135A
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JP
Japan
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laser light
inspected
scanning
angle
foreign matter
Prior art date
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Pending
Application number
JP26164294A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Ebara
幸治 江原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Handotai Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Handotai Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Handotai Co Ltd filed Critical Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority to JP26164294A priority Critical patent/JPH08101135A/en
Publication of JPH08101135A publication Critical patent/JPH08101135A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PURPOSE: To stably perform the measurement of foreign matter in the neighborhood of the min. measurable particle size by conducting the surface inspection of a semicon ductor single crystal base board under the condition where the S/N ratio is as great as possible. CONSTITUTION: The foreign matter inspecting device concerned is structured so that foreign matter existing on the surface of a base board is sensed by irradiating the board surface with a laser beam and sensing the diffused beams, and is composed of a laser beam source 8, a polygonal mirror 9 to make straight scan over the surface of the base board 1 with laser beam, a moving means to translate the base board perpendicularly to the straight scan direction, and a sensor 10 to sense the diffused beams from the board. The arrangement further includes a rotating means, which rotates the board a specified angule by angle, and a computer 15 which rotates the board before or after irradiation with laser beam a specified angule by angle, senses the diffused beams by making straight scan with laser beam over the board in each rotational angular position, sets as reference position the rotational angular position where the intensity of the produced diffusive beams becomes minimum, and translates the board perpendicularly to the straight scan direction when at the reference position.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体単結晶基板表面上
の異物を検出する異物検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foreign substance inspection apparatus for detecting foreign substances on the surface of a semiconductor single crystal substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体単結晶基板の製造に際しては、基
板表面上に付着した粒子等の異物が所定レベル以内であ
るか否かの合否判定検査を製造工程の最終段階で行な
い、不良品を検出して製品から取り除くことが必要であ
る。
2. Description of the Related Art In manufacturing a semiconductor single crystal substrate, a pass / fail judgment test is performed at the final stage of the manufacturing process to determine whether foreign matter such as particles adhered to the surface of the substrate is within a predetermined level, and defective products are detected. It is necessary to remove it from the product.

【0003】従来、半導体単結晶基板表面上に付着した
異物の検査は、暗い部屋で高輝度の平行光線を基板表面
に照射し、入射光の反射角外で散乱光を検査員が目視検
査することによって行われ、異物の光り具合により、基
板表面の微小な凹凸(以下、面粗さという。)や結晶欠
陥あるいは傷等から基板表面上に付着した粒子等の異物
を区別していた。
Conventionally, for the inspection of foreign substances adhering to the surface of a semiconductor single crystal substrate, an inspector visually inspects scattered light outside the reflection angle of incident light by irradiating the surface of the substrate with parallel rays of high brightness in a dark room. According to the light intensity of foreign matter, foreign matter such as particles adhering to the substrate surface is distinguished from minute irregularities (hereinafter referred to as surface roughness) on the substrate surface, crystal defects or scratches.

【0004】近年、VLSIメモリ回路の最小パターン寸法
は、64MDRAMの0.35μm、256MDRAM
の0.25μm程度にまで縮小してきている。そして、
問題となる付着粒子の粒径は、前者では約0.06μ
m、後者では約0.04μmであるといわれている。
In recent years, the minimum pattern size of VLSI memory circuits is 0.35 μm of 64 MDRAM and 256 MDRAM.
Has been reduced to about 0.25 μm. And
The problematic particle size of adhered particles is about 0.06μ in the former case.
m, the latter is said to be about 0.04 μm.

【0005】しかし、検査対象の異物粒子の粒径が長手
方向で0.25μmよりも小さくなると、検査員の目視
ではもはや異物粒子を判別できないので、表面検査装置
を使わざるをえない。表面検査装置としては、光学系を
通して拡大した被検査物像をCCDカメラ等の撮像素子
にて撮影し、デジタル画像とした後に画像処理により被
検査物の個数を計測する方法と、被検査物表面をレーザ
光により走査し、その反射成分中の散乱光を光電子増倍
管で捕らえて計測する方法とがあるが、製造工程の検査
では、処理能力の点でより有利なレーザ散乱光を利用す
る表面検査装置が通常用いられている。
However, when the particle size of the foreign particles to be inspected becomes smaller than 0.25 μm in the longitudinal direction, the foreign particles cannot be visually discerned by the inspector, so the surface inspection device must be used. As the surface inspection device, a method of measuring the number of inspected objects by image processing after taking an image of the inspected object magnified through an optical system with an image pickup device such as a CCD camera and making it a digital image, and the surface of the inspected object There is a method of scanning the laser beam with a laser beam and capturing the scattered light in the reflected component with a photomultiplier tube for measurement, but in the inspection of the manufacturing process, the laser scattered light, which is more advantageous in terms of processing capacity, is used. Surface inspection equipment is commonly used.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】表面検査装置の検出限
界は、感度と消去不可能な雑音との比、すなわちS/N
比により決められる。いかに高感度であっても、雑音が
大きければ検出可能限界は大きくなり、性能は落ちる。
レーザ散乱光を利用する表面検査装置は、現在、最小可
測粒径が約0.1μmのオーダのものが市販されてい
る。
The detection limit of the surface inspection apparatus is the ratio of sensitivity to non-erasable noise, that is, S / N.
Determined by the ratio. No matter how high the sensitivity is, if the noise is large, the detection limit becomes large and the performance deteriorates.
As a surface inspection apparatus using laser scattered light, a surface inspection apparatus having a minimum measurable particle size of about 0.1 μm is currently on the market.

【0007】S/N比は、検査を行う半導体単結晶基板
の表面状態の影響を受けて変動する。例えば、基板表面
の面粗さ、初期に付着した微粒子、欠陥、酸化膜などに
起因する散乱光は、雑音の強度を大きくするが、中でも
基板表面全体に発生する面粗さは、S/N比に大きな影
響を及ぼす。雑音が大きくなりS/N比が小さくなると
最小可測粒径が大きくなるので、S/N比ができるだけ
大きい条件で基板の表面検査をすることが好ましい。
The S / N ratio changes under the influence of the surface condition of the semiconductor single crystal substrate to be inspected. For example, the surface roughness of the substrate surface, scattered light due to fine particles, defects, oxide film, etc. initially deposited increase the intensity of noise. Above all, the surface roughness generated on the entire substrate surface is S / N. Greatly affects the ratio. Since the minimum measurable particle size increases as the noise increases and the S / N ratio decreases, it is preferable to inspect the surface of the substrate under the condition where the S / N ratio is as large as possible.

【0008】本発明は、半導体単結晶基板の表面状態の
影響を受けてS/N比が変動する現状に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、S/N比ができるだけ大きい
条件で半導体単結晶基板の表面検査をすることにより、
最小可測粒径近傍の異物の測定を安定して行うことがで
きる異物検査装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the present situation where the S / N ratio fluctuates under the influence of the surface condition of the semiconductor single crystal substrate, and its purpose is to achieve the semiconductor under the condition that the S / N ratio is as large as possible. By inspecting the surface of the single crystal substrate,
An object of the present invention is to provide a foreign matter inspection device capable of stably measuring foreign matter near the minimum measurable particle size.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1記載の発明は、被検査体である半導体単結
晶基板の表面にレーザ光を直線走査しながら、前記被検
査体を直線走査の方向に対して直角に平行移動させ、前
記レーザ光の散乱光を検出することによって、前記被検
査体の表面に存在する異物を検出する検査装置であっ
て、前記レーザ光の光源と、前記レーザ光を前記被検査
体の表面で直線走査する走査手段と、前記被検査体を直
線走査の方向に対して直角に平行移動させる移動手段
と、前記レーザ光の散乱光を検出する手段と、前記被検
査体を所定の角度ずつ回動する回動手段と、前記被検査
体をレーザ光照射の前または後に所定の角度ずつ回動さ
せ、各回動角度位置の被検査体上にレーザ光を直線走査
して散乱光を検出し、散乱光の発生強度が最低となる回
動角度位置を測定基準角度位置として設定し、該測定基
準角度位置で被検査体を直線走査の方向に対して直角に
平行移動させる検査制御手段とを有することを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that the surface of a semiconductor single crystal substrate which is an object to be inspected An inspection apparatus for detecting foreign matter present on the surface of the object to be inspected by translating at right angles to the direction of linear scanning and detecting scattered light of the laser light, wherein the light source for the laser light is Scanning means for linearly scanning the surface of the object to be inspected with the laser beam, moving means for translating the object to be inspected at right angles to the direction of the linear scanning, and means for detecting scattered light of the laser light. And a rotating means for rotating the inspection object by a predetermined angle, and the inspection object is rotated by a predetermined angle before or after the laser light irradiation, and the laser is provided on the inspection object at each rotation angle position. Linearly scan the light to detect scattered light, A rotation angle position at which the intensity of turbulent light generation is minimized is set as a measurement reference angular position, and the inspection control means is provided to translate the object to be inspected at a right angle to the linear scanning direction at the measurement reference angular position. It is characterized by that.

【0010】同様に前記目的を達成するために、請求項
2記載の発明は、被検査体である半導体単結晶基板の表
面にレーザ光を直線走査しながら、前記被検査体を直線
走査の方向に対して直角に平行移動させ、前記レーザ光
の散乱光を検出することによって、前記被検査体の表面
に存在する異物を検出する検査装置であって、前記レー
ザ光の光源と、前記レーザ光を前記被検査体の表面で直
線走査する走査手段と、前記被検査体を直線走査の方向
に対して直角に平行移動させる移動手段と、前記レーザ
光の散乱光を検出する手段と、前記被検査体を所定の角
度だけ回動する回動手段と、照射方向を固定したレーザ
光に対して被検査体を所定の角度だけ回動させて散乱光
を検出し、散乱光の発生強度が最低となる回動角度位置
を測定基準角度位置として設定し、該測定基準角度位置
で被検査体を直線走査の方向に対して直角に平行移動さ
せる検査制御手段とを有することを特徴とするものであ
る。
Similarly, in order to achieve the above object, the invention according to claim 2 linearly scans the surface of the semiconductor single crystal substrate, which is the object to be inspected, with the direction of the linear scanning of the object to be inspected. And a laser light source, which is an inspection apparatus for detecting foreign matter present on the surface of the object to be inspected by detecting a scattered light of the laser light, which is moved in parallel with respect to the laser light. Scanning means for linearly scanning the surface of the object to be inspected, moving means for translating the object to be inspected at right angles to the direction of linear scanning, means for detecting scattered light of the laser light, and the object to be inspected. Rotating means for rotating the inspection body by a predetermined angle, and the inspection object is rotated by a predetermined angle with respect to the laser light whose irradiation direction is fixed to detect scattered light. The rotation angle position that becomes Set as, it is characterized in that it has an inspection control means for translating at right angles to the direction of linear scan the object to be inspected by the measurement reference angular position.

【0011】[0011]

【作用】半導体単結晶基板の表面は、該基板の製造工程
中に施される洗浄や熱処理などで選択エッチングされ
て、ほぼ全面に異方性を有する微小な凹凸が形成されて
いる。前記基板表面に異なる方向からレーザ光を照射す
ると、微小な凹凸の異方性により、雑音となる散乱光が
強くなる方向と弱くなる方向が現れる。
The surface of the semiconductor single crystal substrate is selectively etched by washing, heat treatment or the like performed during the manufacturing process of the substrate to form minute irregularities having anisotropy on almost the entire surface. When the surface of the substrate is irradiated with laser light from different directions, anisotropy of minute irregularities causes the scattered light, which becomes noise, to become stronger and weaker.

【0012】例えば、下記[数1]For example, the following [Equation 1]

【0013】[0013]

【数1】 [Equation 1]

【0014】で示される面方位にオリエンテーション・
フラット(以下、OFと略称する)を有する面方位(1
00)の半導体単結晶基板の表面に、複数の異なる方向
からレーザ光を照射すると、図7に示すように、微小な
凹凸に起因して発生する散乱光は、OFに対して平行に
レーザ光を照射した角度90°の場合に最も強く、S/
N比が最小となる。これは、前記基板表面において、微
小な凹凸の結晶界面がOFに対して垂直な面に沿って発
生しているので、微小な凹凸の結晶界面に対して垂直な
方向、すなわち、OFに対して平行にレーザ光を走査す
ると、雑音となる散乱光が最も強くなるのである。
Orientation in the plane direction indicated by
Plane orientation (1) having a flat (hereinafter, referred to as OF)
When the surface of the semiconductor single crystal substrate of (00) is irradiated with laser light from a plurality of different directions, scattered light generated due to minute unevenness is parallel to the OF as shown in FIG. Is the strongest when the angle of irradiation is 90 °, S /
The N ratio becomes the minimum. This is because, on the surface of the substrate, since the crystal interface of minute unevenness is generated along the plane perpendicular to OF, the direction perpendicular to the crystal interface of minute unevenness, that is, with respect to OF. When the laser light is scanned in parallel, the scattered light that becomes noise becomes the strongest.

【0015】一方、面方位が(111)の半導体単結晶
基板の場合は、下記[数2]
On the other hand, in the case of a semiconductor single crystal substrate having a plane orientation of (111), the following [Equation 2]

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】で示される面方位のOFに対して垂直にレ
ーザ光を照射する角度0°または180°の場合に、散
乱光の強度が最も強くなる。本発明は、異方性を有する
微小な凹凸のこの特性を利用したものである。
The intensity of the scattered light becomes the highest when the angle of laser light irradiation perpendicular to the OF of the plane orientation shown by is 0 ° or 180 °. The present invention utilizes this characteristic of minute unevenness having anisotropy.

【0018】[0018]

【実施例】【Example】

[第1の実施例]まず、本発明の第1の実施例を図1な
いし図4を参照して説明する。図1は同実施例の構成を
示す説明図、図2は同実施例の動作の前半部を示すフロ
ーチャート、図3は同実施例の動作の後半部を示すフロ
ーチャート、図4は同実施例の測定基準角度の設定動作
の特性図である。
[First Embodiment] First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is an explanatory view showing the configuration of the same embodiment, FIG. 2 is a flowchart showing the first half of the operation of the same embodiment, FIG. 3 is a flowchart showing the second half of the operation of the same embodiment, and FIG. 4 is of the same embodiment. It is a characteristic view of the setting operation of the measurement reference angle.

【0019】本実施例では図1に示すように、被検査体
である半導体単結晶基板1が載置される移送台2が設け
られ、この移送台2の中心位置には回転軸3が取り付け
てあり、この回転軸3はモータ4の回転軸に連結してあ
り、このモータ4はテーブル14に設けられている。モ
ータ4には駆動回路12が接続され、駆動回路12によ
るモータ4の駆動によって、移送台2は、回転軸3を中
心に回動可能にしてある。また、テーブル14には送り
ねじ棒5が固定され、この送りねじ棒5にはモータ7の
駆動により回転するギヤ6が噛合され、モータ7には駆
動回路13が接続され、駆動回路13によるモータ7の
駆動によって、ギヤ6を介して送りねじ棒5により、テ
ーブル14が同図で矢印Xに示す方向に移動可能にして
ある。したがって、基板1は回動および矢印X方向の移
動が可能である。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, a transfer table 2 on which a semiconductor single crystal substrate 1 as an object to be inspected is placed is provided, and a rotary shaft 3 is attached to the center position of the transfer table 2. The rotary shaft 3 is connected to the rotary shaft of the motor 4, and the motor 4 is provided on the table 14. A drive circuit 12 is connected to the motor 4, and the drive table 12 drives the motor 4 so that the transfer table 2 can rotate about a rotation shaft 3. Further, a feed screw rod 5 is fixed to the table 14, a gear 6 which is rotated by the drive of a motor 7 is meshed with the feed screw rod 5, a drive circuit 13 is connected to the motor 7, and the drive circuit 13 drives the motor. The table 14 can be moved in the direction indicated by the arrow X in the figure by the feed screw rod 5 via the gear 6 by the drive of 7. Therefore, the substrate 1 can be rotated and moved in the arrow X direction.

【0020】一方、レーザ光を供給するレーザ光源8が
設けられ、このレーザ光源8からのレーザ光を、基板1
の表面に入射して、図1にLで示すように直線走査する
ポリゴンミラー9とその駆動回路11とが設けられ、移
送台2上に載置された基板1からの散乱光を検出する検
出器10が設けられている。また、レーザ光源8、駆動
回路11、検出器10、駆動回路12、及び駆動回路1
3に、全体の動作を制御するコンピユータ15が接続し
てある。
On the other hand, a laser light source 8 for supplying laser light is provided, and the laser light from this laser light source 8 is supplied to the substrate 1.
A polygon mirror 9 that linearly scans the surface of the substrate and linearly scans it as shown by L in FIG. 1 and a drive circuit 11 for the polygon mirror 9 are provided, and the scattered light from the substrate 1 placed on the transfer table 2 is detected. A container 10 is provided. Further, the laser light source 8, the driving circuit 11, the detector 10, the driving circuit 12, and the driving circuit 1
A computer 15 for controlling the whole operation is connected to 3.

【0021】そして、本実施例では、モータ4によって
基板1を所定の単位角度ずつ回動させ、各回動角度位置
で図6(a)に示すように、ポリゴンミラー9によって
レーザ光を基板1上に直線走査させ、該直線走査に対応
して検出器10による散乱光の検出を行い、散乱光の強
度が最低となる回動角を検出し測定基準角度として設定
する測定基準角度設定手段が、コンピュータ15に設け
てある。また、コンピュータ15には、測定基準角度位
置でモータ7を駆動して、基板1を所定の間隔ごとに平
行移動しながら、各平行移動位置ごとに検出器10の検
出出力を取込んで記憶し、該検出出力に基づく演算を行
なって、基板1の表面異物の情報を取得する検査制御手
段が設けてある。なお、図1において20はOFであ
る。
Then, in this embodiment, the substrate 1 is rotated by a predetermined unit angle by the motor 4, and the laser light is projected on the substrate 1 by the polygon mirror 9 at each rotational angle position as shown in FIG. 6 (a). The measurement reference angle setting means for performing linear scanning on the optical axis, detecting scattered light by the detector 10 in response to the linear scanning, and detecting the rotation angle at which the intensity of the scattered light is minimum and setting it as the measurement reference angle, It is provided in the computer 15. Further, the computer 15 drives the motor 7 at the measurement reference angular position to move the substrate 1 in parallel at predetermined intervals, and captures and stores the detection output of the detector 10 at each parallel movement position. There is provided inspection control means for obtaining information on surface foreign matter on the substrate 1 by performing calculation based on the detected output. In addition, 20 is OF in FIG.

【0022】このような構成の本実施例の動作を図2な
いし図4を参照して説明する。図2のステップS1で、
基板1のOF20が移送台2の基準位置に一致させてセ
ットされたことが判定確認されると、コンピュータ15
の測定基準角度設定手段が作動し、ステップS2ないし
ステップS9の測定基準角度設定動作が開始される。
The operation of this embodiment having such a configuration will be described with reference to FIGS. In step S1 of FIG.
When it is determined and confirmed that the OF 20 of the substrate 1 is set to match the reference position of the transfer table 2, the computer 15
The measurement reference angle setting means is activated, and the measurement reference angle setting operation of steps S2 to S9 is started.

【0023】まず、ステップS2では、コンピュータ1
5の指令で作動する駆動回路11によって、レーザ光源
8からのレーザ光が、ポリゴンミラー9により測定開始
角度位置にある基板1の表面に照射され、ポリゴンミラ
ー9の回転によって図1Lに示すように直線走査され
る。そして、この直線走査に伴う検出器10の基板1表
面からの散乱光の計数が行なわれ、ステップS2におい
て得られた計数値が、基板1の回動角に対応付けて、ス
テップS3においてコンピュータ15のメモリに格納さ
れる。
First, in step S2, the computer 1
The laser light from the laser light source 8 is applied to the surface of the substrate 1 at the measurement start angular position by the polygon mirror 9 by the drive circuit 11 which operates according to the command No. 5, and the polygon mirror 9 rotates to generate the laser light as shown in FIG. 1L. The line is scanned. Then, the scattered light from the surface of the substrate 1 of the detector 10 accompanying this linear scanning is counted, and the count value obtained in step S2 is associated with the rotation angle of the substrate 1, and the computer 15 in step S3. Stored in memory.

【0024】次いで、コンピュータ15の指令によって
作動する駆動回路12によって、モータ4が予め設定さ
れた単位角度(例えば15°)時計回り方向に回動し、
モータ4の回動によって回転軸3を介して移送台2が回
動するので、基板1は単位角度回動した位置にセットさ
れ、ステップS4で基板1が単位角度回動したか否かが
判別される。ステップS4で基板1が単位角度回動した
と判定されると、ステップS5に進んで、コンピュータ
15の指令によって作動する駆動回路11によって、レ
ーザ光源8からのレーザ光が、単位角度回動した角度位
置にある基板1の表面に照射され、ポリゴンミラー9の
回転によって図1Lに平行に直線走査される。そして、
この直線走査に伴い検出器10で検出された基板1表面
からの散乱光の計数が行なわれ、ステップS5において
得られた計数値が、基板1の回動角に対応付けて、ステ
ップS6でコンピュータ15のメモリに格納される。
Next, the motor 4 is rotated in the clockwise direction by a preset unit angle (for example, 15 °) by the drive circuit 12 operated by the command of the computer 15,
Since the transfer table 2 is rotated by the rotation of the motor 4 via the rotation shaft 3, the substrate 1 is set at a position rotated by a unit angle, and it is determined in step S4 whether the substrate 1 is rotated by a unit angle. To be done. If it is determined in step S4 that the substrate 1 has rotated by a unit angle, the process proceeds to step S5, where the drive circuit 11 operated by the command of the computer 15 causes the laser light from the laser light source 8 to rotate by a unit angle. The surface of the substrate 1 located at the position is irradiated and linearly scanned in parallel with FIG. 1L by the rotation of the polygon mirror 9. And
The scattered light from the surface of the substrate 1 detected by the detector 10 is counted in accordance with this linear scanning, and the count value obtained in step S5 is associated with the rotation angle of the substrate 1 in step S6. It is stored in 15 memories.

【0025】さらに、ステップS7に進んで、基板1の
回動角が180°に達したか否かが判定され、基板1の
回動角が180°に達していない場合には、ステップS
4に戻って、ステップS4ないしステップS6の処理が
繰り返される。そして、ステップS7で基板1の回動角
が180°に達したと判定されると、ステップS8に進
んで、コンピュータ15によって、メモリに格納された
散乱光の計数値の内で最小の計数値が検出され、ステッ
プS9に進んで、検出された最小の計数値に対応する回
動角が測定基準角度として設定される。
Further, in step S7, it is determined whether the rotation angle of the substrate 1 has reached 180 °. If the rotation angle of the substrate 1 has not reached 180 °, step S7 is performed.
Returning to step 4, the processes of steps S4 to S6 are repeated. Then, when it is determined in step S7 that the rotation angle of the substrate 1 has reached 180 °, the process proceeds to step S8, and the computer 15 causes the minimum count value of the scattered light count values stored in the memory. Is detected, the process proceeds to step S9, and the rotation angle corresponding to the detected minimum count value is set as the measurement reference angle.

【0026】このようにして、本実施例では、表面から
の散乱光が最低でS/N比が最大となる条件で基板1の
表面検査をすることが可能な回動角が検出され、この回
動角が、表面異物の測定を行なう測定基準角度として設
定される。
In this way, in this embodiment, the rotation angle that allows the surface inspection of the substrate 1 is detected under the condition that the scattered light from the surface is minimum and the S / N ratio is maximum. The rotation angle is set as a measurement reference angle for measuring the surface foreign matter.

【0027】図4はコンピュータ15の測定基準角度設
定手段による測定基準角度設定動作の特性図で、前述の
ように基板1を単位角度△θづつ回動しながら、検出器
10により計数した基板1の表面からの散乱光のレベル
P(0)・・・P(n+1)・・・P(r+1)が、コ
ンピュータ15のメモリに取込まれ、これらの計数値か
ら散乱光の最低レベルに対応する回動角θmが測定基準
角度として設定される。
FIG. 4 is a characteristic diagram of the measurement reference angle setting operation by the measurement reference angle setting means of the computer 15. As described above, the substrate 1 counted by the detector 10 is rotated by the unit angle Δθ. The levels of scattered light P (0) ... P (n + 1) ... P (r + 1) from the surface of the are stored in the memory of the computer 15 and correspond to the lowest level of scattered light from these count values. The rotation angle θm is set as the measurement reference angle.

【0028】図2のフローチャートに戻って、ステップ
S9でコンピュータ15の測定基準角度設定手段によっ
て、測定基準角度θmが設定されると、コンピュータ1
5の指令によって駆動回路12が作動し、駆動されるモ
ータ4によって、回転軸3を介して移送台2が回動し、
基板1が測定基準角度θm位置に回動されセットされ
る。次いで、図3のフローチャートのステップS10に
進んで、基板1が測定基準角度θmに回動セットされた
ことが判定確認されると、ステップS11に進んで、コ
ンピュータ15の指令によって駆動回路13が作動し、
駆動されるモータ7によって、ギヤ6、ねじ棒5を介し
てテーブル14が、直線走査方向に直角に予め設定され
た所定間隔づつ平行移動される。
Returning to the flow chart of FIG. 2, when the measurement reference angle θm is set by the measurement reference angle setting means of the computer 15 in step S9, the computer 1
The drive circuit 12 operates according to the command of 5, and the transfer table 2 rotates via the rotation shaft 3 by the motor 4 that is driven,
The substrate 1 is rotated and set to the measurement reference angle θm position. Next, in step S10 of the flowchart of FIG. 3, when it is determined that the substrate 1 has been pivotally set to the measurement reference angle θm, the process proceeds to step S11, and the drive circuit 13 operates according to a command from the computer 15. Then
The driven motor 7 translates the table 14 through the gear 6 and the screw rod 5 at right angles to the linear scanning direction at predetermined intervals.

【0029】そして、ステップS12で、各平行移動位
置において、コンピュータ15の指令によって作動する
駆動回路11によって、レーザ光源8からのレーザ光
が、測定基準角度θmにセットされた基板1の表面に照
射され、ポリゴンミラー9の回転によってレーザ光が基
板1の表面上に直線走査される。そして、ステップS1
3で、この直線走査に伴う検出器10の基板1表面から
の散乱光の計数が行なわれ、ステップS13で得られた
計数値がステップS14においてコンピュータ15のメ
モリに格納される。
Then, in step S12, the laser light from the laser light source 8 is applied to the surface of the substrate 1 set at the measurement reference angle θm by the drive circuit 11 operated by the command of the computer 15 at each parallel movement position. Then, the surface of the substrate 1 is linearly scanned by the rotation of the polygon mirror 9. Then, step S1
At 3, the scattered light from the surface of the substrate 1 of the detector 10 accompanying this linear scanning is counted, and the count value obtained at step S13 is stored in the memory of the computer 15 at step S14.

【0030】次いで、ステップS15で全ての平行移動
位置におけるレーザ光の直線走査と対応する散乱光の検
出及び計数値がコンピュータ15のメモリへ全て格納さ
れたか否かが判別され、格納が終了していない場合には
ステップS11に戻って同一の処理が繰り返される。ス
テップS15でレーザ光の直線走査と対応する散乱光の
検出及び計数値のコンピュータ15のメモリへの格納が
終了したと判定されると、ステップS16に進んで、コ
ンピュータ15によってメモリに格納されている散乱光
の計数値に基づいて、散乱断面積などの異物情報が演算
され、基板1の表面異物が検査される。
Then, in step S15, it is determined whether or not the linear scanning of the laser light at all the parallel movement positions and the detection and count value of the scattered light corresponding to the linear scanning are all stored in the memory of the computer 15, and the storage is completed. If not, the process returns to step S11 and the same process is repeated. When it is determined in step S15 that the detection of scattered light corresponding to the linear scanning of the laser light and the storage of the count value in the memory of the computer 15 are completed, the process proceeds to step S16 and the computer 15 stores the count value in the memory. Based on the scattered light count value, foreign matter information such as the scattering cross section is calculated, and the foreign matter on the surface of the substrate 1 is inspected.

【0031】このようにして、第1の実施例によると、
コンピュータ15の測定基準角度設定手段によって、雑
音となる表面からの散乱光が最低でS/N比が最大とな
る条件で基板1の表面検査をすることが可能な回動角が
検出設定され、この測定基準角度位置において、基板1
の表面異物の検査を、高いS/N比で高精度で行なうこ
とが可能になる。
Thus, according to the first embodiment,
The measurement reference angle setting means of the computer 15 detects and sets a rotation angle at which the surface of the substrate 1 can be inspected under the condition that the scattered light from the surface that becomes noise is the lowest and the S / N ratio is the highest. At this measurement reference angular position, the substrate 1
It is possible to inspect the surface foreign matter with high accuracy with a high S / N ratio.

【0032】測定の安定性を比較するために、第1の実
施例による表面異物検査装置と従来の表面異物検査装置
を用いて、OFの向きをランダムに設定して、同一の半
導体単結晶基板上の輝点の個数を、粒径が0.16μm
以上のものについて20回繰り返して測定し、その結果
を下記[表1]に示した。半導体単結晶基板として、直
径4インチ、軸方位<111>で、エピタキシャル成長
を施したn/n+型のものを用いた。
In order to compare the measurement stability, the same semiconductor single crystal substrate was prepared by randomly setting the orientation of OF using the surface foreign matter inspection apparatus according to the first embodiment and the conventional surface foreign matter inspection apparatus. The number of bright spots above is 0.16 μm
The above items were repeatedly measured 20 times, and the results are shown in [Table 1] below. As the semiconductor single crystal substrate, an epitaxially grown n / n + type substrate having a diameter of 4 inches and an axial orientation of <111> was used.

【0033】比較実験の結果、第1の実施例による表面
異物検査装置を用いる場合、従来の検査装置に比べて、
標準偏差σの値が大幅に減少し、かつ、輝点の個数の平
均値が低くなることが判った。これは、第1の実施例に
よる表面異物検査装置を用いると、雑音となる表面から
の散乱光が最低の状態で測定するので、ノイズとしてカ
ウントされる輝点の個数が最も少なく、また、安定して
いるからである。
As a result of the comparative experiment, when the surface foreign matter inspection apparatus according to the first embodiment is used, compared with the conventional inspection apparatus,
It was found that the value of standard deviation σ was significantly reduced and the average value of the number of bright spots was lowered. This is because, when the surface foreign matter inspection apparatus according to the first embodiment is used, the scattered light from the surface that causes noise is measured in the minimum state, so that the number of bright spots counted as noise is the smallest and stable. Because they are doing it.

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】[第2の実施例]次に、本発明の第2の実
施例を図5を参照して説明する。図5は同実施例の動作
を示すフローチャートである。本実施例は、基本的には
すでに図1を参照して説明した第1の実施例と同一の構
成を有する。特に本実施例では、照射方向を固定したレ
ーザ光に対して被検査体を所定の角度だけ回動させて散
乱光を検出し、図6(b)に示すような円弧状の検出範
囲の中で、散乱光の発生強度が最低となる回動角度位置
を演算し、該回動角度位置を測定基準角度位置として設
定する。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flow chart showing the operation of the embodiment. This embodiment basically has the same configuration as the first embodiment described with reference to FIG. In particular, in this embodiment, the object to be inspected is rotated by a predetermined angle with respect to the laser light whose irradiation direction is fixed to detect scattered light, and the scattered light is detected in an arc-shaped detection range as shown in FIG. 6B. Then, the rotation angle position where the intensity of scattered light is minimized is calculated, and the rotation angle position is set as the measurement reference angle position.

【0036】次に、本実施例の動作を図5のフローチャ
ートを参照して説明する。図5のステップS21で、基
板1のOF20が移送台2の基準位置に一致させてセッ
トされたことが判定確認されると、コンピュータ15の
測定基準角度設定手段が作動し、ステップS22ないし
ステップS26の測定基準角度設定動作が開始される。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. When it is determined in step S21 of FIG. 5 that the OF20 of the substrate 1 has been set in conformity with the reference position of the transfer table 2, the measurement reference angle setting means of the computer 15 operates, and steps S22 to S26. The measurement reference angle setting operation of is started.

【0037】まず、ステップS22では、コンピュータ
15の指令で作動する駆動回路11によって、レーザ光
源8からのレーザ光が基板1上の所定位置に照射するよ
うにポリゴンミラー9を回動し、そこでレーザ光の照射
方向を固定する。
First, in step S22, the polygon mirror 9 is rotated by the drive circuit 11 operated by the command of the computer 15 so that the laser light from the laser light source 8 irradiates a predetermined position on the substrate 1. Fix the direction of light irradiation.

【0038】次いでステップS23で、コンピュータ1
5の指令によって作動する駆動回路12によって、モー
タ4が予め設定された角度(例えば180°)時計回り
方向に回動し、モータ4の回動によって回転軸3を介し
て移送台2が回動する。この際、レーザ光源8からのレ
ーザ光が所定角度回動中の基板1の表面に図6(b)に
示すように円弧を描くように走査される。そして、この
走査に伴い検出器10で検出された基板1表面からの散
乱光の計数が行なわれ、得られた計数値が基板1の回動
角に対応付けて、ステップS24でコンピュータ15の
メモリに格納される。
Then, in step S23, the computer 1
The motor 4 is rotated in the clockwise direction by a preset angle (for example, 180 °) by the drive circuit 12 that operates according to the command of 5, and the transfer table 2 is rotated by the rotation of the motor 4 via the rotation shaft 3. To do. At this time, the laser light from the laser light source 8 scans the surface of the substrate 1 which is rotating by a predetermined angle so as to draw an arc as shown in FIG. 6B. Then, the scattered light from the surface of the substrate 1 detected by the detector 10 is counted in accordance with this scanning, the obtained count value is associated with the rotation angle of the substrate 1, and the memory of the computer 15 is stored in step S24. Stored in.

【0039】さらに、基板1の回動角が180°に達す
ると、ステップS25に進んで、コンピュータ15によ
ってメモリに格納された散乱光の計数値の内で最小の計
数値が検出され、ステップS26に進んで、検出された
最小の計数値に対応する回動角が測定基準角度として設
定される。そして、実施例1と同様にステップS10以
降のステップにより、基板1の表面検査を実施する。
Further, when the rotation angle of the substrate 1 reaches 180 °, the process proceeds to step S25, and the computer 15 detects the minimum count value of the scattered light count values stored in the memory, and step S26. Then, the rotation angle corresponding to the detected minimum count value is set as the measurement reference angle. Then, as in the first embodiment, the surface inspection of the substrate 1 is performed by the steps after step S10.

【0040】第2の実施例の表面異物検査装置による測
定の安定性を見るために、半導体単結晶基板として、直
径4インチ、軸方位<111>で、エピタキシャル成長
を施したn/n+ 型のものを用い、第1の実施例と同様
な実験を行った。実験の結果、20回の繰り返し測定に
おいて、輝点の平均個数:13.7個/基板、標準偏
差:6.8個/基板であり、従来の検査装置よりも安定
した結果が得られた。
In order to see the stability of the measurement by the surface foreign matter inspection apparatus of the second embodiment, a semiconductor single crystal substrate of an n / n + type having a diameter of 4 inches and an axial orientation of <111> was epitaxially grown. An experiment similar to that of the first embodiment was conducted using the same thing. As a result of the experiment, the average number of bright spots was 13.7 pieces / substrate and the standard deviation was 6.8 pieces / substrate in 20 repeated measurements, which was more stable than the conventional inspection device.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明によると、前もって散乱光の強度
が最低となる回動角を検出して測定基準角度として設定
し、S/N比ができるだけ大きい条件で半導体単結晶基
板の表面検査をするので、最小可測粒径近傍の異物の測
定を安定して行うことが可能になる。
According to the present invention, the rotation angle at which the intensity of scattered light becomes the minimum is detected in advance and set as the measurement reference angle, and the surface inspection of the semiconductor single crystal substrate is performed under the condition that the S / N ratio is as large as possible. Therefore, it becomes possible to stably measure the foreign matter in the vicinity of the minimum measurable particle size.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の動作の前半部を示すフローチャート
である。
FIG. 2 is a flowchart showing the first half of the operation of the embodiment.

【図3】同実施例の動作の後半部を示すフローチャート
である。
FIG. 3 is a flowchart showing a latter half of the operation of the embodiment.

【図4】同実施例の測定基準角度の設定動作の特性図で
ある。
FIG. 4 is a characteristic diagram of a setting operation of a measurement reference angle in the same example.

【図5】本発明の第2の実施例の動作を示すフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the second exemplary embodiment of the present invention.

【図6】(a)は、本発明の第1の実施例で測定基準角
度を設定するための直線走査パターンを示す図である。
(b)は、本発明の第2の実施例で測定基準角度を設定
するための円弧走査パターンを示す図である。
FIG. 6A is a diagram showing a linear scanning pattern for setting a measurement reference angle in the first embodiment of the present invention.
(B) is a figure which shows the circular-arc scanning pattern for setting a measurement reference angle in the 2nd Example of this invention.

【図7】レーザ光の走査角度を変えて測定した場合の散
乱光の強度の変化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in intensity of scattered light when measurement is performed while changing a scanning angle of laser light.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 移送台 4、7 モータ 8 レーザ光源 9 ポリゴンミラー 10 検出器 14 テーブル 15 コンピュータ 1 substrate 2 transfer table 4, 7 motor 8 laser light source 9 polygon mirror 10 detector 14 table 15 computer

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被検査体である半導体単結晶基板の表面
にレーザ光を直線走査しながら、前記被検査体を直線走
査の方向に対して直角に平行移動させ、前記レーザ光の
散乱光を検出することによって、前記被検査体の表面に
存在する異物を検出する検査装置であって、 前記レーザ光の光源と、 前記レーザ光を前記被検査体の表面で直線走査する走査
手段と、 前記被検査体を直線走査の方向に対して直角に平行移動
させる移動手段と、 前記レーザ光の散乱光を検出する手段と、 前記被検査体を所定の角度ずつ回動する回動手段と、 前記被検査体をレーザ光照射の前または後に所定の角度
ずつ回動させ、各回動角度位置の被検査体上にレーザ光
を直線走査して散乱光を検出し、散乱光の発生強度が最
低となる回動角度位置を測定基準角度位置として設定
し、該測定基準角度位置で被検査体を直線走査の方向に
対して直角に平行移動させる検査制御手段とを有するこ
とを特徴とする異物検査装置。
1. While linearly scanning a surface of a semiconductor single crystal substrate, which is an object to be inspected, with the laser beam, the object to be inspected is moved in parallel at a right angle to the direction of the linear scanning, and scattered light of the laser beam is scattered. An inspection apparatus for detecting foreign matter existing on the surface of the inspection object by detecting, a light source of the laser light, a scanning means for linearly scanning the laser light on the surface of the inspection object, Moving means for moving the inspection object parallel to the direction of the linear scanning at right angles; means for detecting scattered light of the laser light; rotating means for rotating the inspection object by a predetermined angle; The object to be inspected is rotated by a predetermined angle before or after the laser light irradiation, and the scattered light is detected by linearly scanning the laser light on the object to be inspected at each rotation angle position, and the generated intensity of the scattered light is the lowest. The rotation angle position is And the inspection control means for translating the object to be inspected at the measurement reference angle position at a right angle to the direction of the linear scanning.
【請求項2】 被検査体である半導体単結晶基板の表面
にレーザ光を直線走査しながら、前記被検査体を直線走
査の方向に対して直角に平行移動させ、前記レーザ光の
散乱光を検出することによって、前記被検査体の表面に
存在する異物を検出する検査装置であって、 前記レーザ光の光源と、 前記レーザ光を前記被検査体の表面で直線走査する走査
手段と、 前記被検査体を直線走査の方向に対して直角に平行移動
させる移動手段と、 前記レーザ光の散乱光を検出する手段と、 前記被検査体を所定の角度だけ回動する回動手段と、 照射方向を固定したレーザ光に対して被検査体を所定の
角度だけ回動させて散乱光を検出し、散乱光の発生強度
が最低となる回動角度位置を測定基準角度位置として設
定し、該測定基準角度位置で被検査体を直線走査の方向
に対して直角に平行移動させる検査制御手段とを有する
ことを特徴とする異物検査装置。
2. The surface of a semiconductor single crystal substrate, which is an object to be inspected, is linearly scanned with laser light, and the object to be inspected is moved in parallel at a right angle to the direction of the linear scanning, so that scattered light of the laser light is generated. An inspection apparatus for detecting foreign matter existing on the surface of the inspection object by detecting, a light source of the laser light, a scanning means for linearly scanning the laser light on the surface of the inspection object, Moving means for moving the inspection object parallel to the direction of the linear scanning at right angles, means for detecting scattered light of the laser light, rotation means for rotating the inspection object by a predetermined angle, and irradiation The object to be inspected is rotated by a predetermined angle with respect to the laser light whose direction is fixed to detect scattered light, and the rotational angle position at which the intensity of scattered light is minimized is set as the measurement reference angular position. Straight line to be inspected at the measurement reference angle position A foreign matter inspection apparatus, comprising: an inspection control unit that translates at right angles to a scanning direction.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007132949A (en) * 2006-12-28 2007-05-31 Sumco Techxiv株式会社 Method of detecting defect in semiconductor wafer
JP2007147637A (en) * 2006-12-28 2007-06-14 Sumco Techxiv株式会社 Flaw detection method of semiconductor wafer
JP2007147636A (en) * 2006-12-28 2007-06-14 Sumco Techxiv株式会社 Flaw detection method of semiconductor wafer

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