JPH08210985A - Detecting method for particle in film, and detecting device therefor - Google Patents

Detecting method for particle in film, and detecting device therefor

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JPH08210985A
JPH08210985A JP1493995A JP1493995A JPH08210985A JP H08210985 A JPH08210985 A JP H08210985A JP 1493995 A JP1493995 A JP 1493995A JP 1493995 A JP1493995 A JP 1493995A JP H08210985 A JPH08210985 A JP H08210985A
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JP
Japan
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film
light
transparent film
particles
detection device
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Application number
JP1493995A
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Japanese (ja)
Inventor
Koyo Kamiide
幸洋 上出
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

PURPOSE: To improve the detecting sensitivity of fine particle (particle) dispersed in a film formed on a wafer. CONSTITUTION: A light L is incident on a transparent film 12 formed on the surface of a wafer 11, and advanced in the transparent film 12. At that time, the light L is incident from the end surface 12e of the transparent film 12 into the transparent film 12 at either one of the incident angle for advancing in the film substantially in parallel to the surface 12s of the transparent film 12 and the incident angle for advancing in the transparent film 12 while fully reflecting between the surface-side critical surface 12a and wafer-side critical surface 12b of the transparent film 12. The scattered light Ls caused by scattering the light L by a particle 31 contained in the transparent film 12 is detected, whereby the particle 31 in the transparent film 12 is measured. When the light L is emitted, the wafer 11 is rotated in the state where the surface is within a fixed surface.

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、半導体装置製造の成膜
品質の管理を行う際に用いる膜中粒子の検出方法および
その検出装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for detecting particles in a film and a detection apparatus therefor, which is used when controlling film formation quality in the manufacture of semiconductor devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスに用いられるCVD絶縁
膜は、その膜質および膜表面の粒子数が管理されてい
る。従来の検出方法は、被検査ウエハに対して光を垂直
に入射し、膜表面の粒子で散乱された光を検出すること
によって粒子を計測していた。このとき、被検査膜の厚
さは膜表面での反射光とウエハでの反射光とが同一の位
相となるように設定されている。
2. Description of the Related Art A CVD insulating film used for a semiconductor device is controlled in film quality and the number of particles on the film surface. In the conventional detection method, light is vertically incident on the wafer to be inspected, and the light scattered by the particles on the film surface is detected to measure the particles. At this time, the thickness of the film to be inspected is set so that the reflected light on the film surface and the reflected light on the wafer have the same phase.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半導体
デバイスでは膜表面の粒子だけではなく膜中の粒子も欠
陥を発生させる原因になる。例えば、平坦化のためのエ
ッチバック時に膜中の粒子がマスクになって残渣を生
じ、この残渣の突起が配線の短絡を引き起こすことがあ
げられる。上記のように検出のための光をウエハ表面に
対して垂直に入射する方法によっても、膜中の粒子によ
る散乱光は生じるが、膜中で散乱した光はウエハ表面で
の反射光との干渉によって弱められる。このため、巨大
な粒子を検出することはできても、微小な粒子を検出す
ることは難しい。特に平坦化膜を形成する際のエッチバ
ックで問題となる欠陥は、大きさが0.4μm程度また
はそれ以下の微小な粒子であるため、膜中の粒子を高感
度で検出することが要求される。
However, in a semiconductor device, not only particles on the film surface but also particles in the film cause defects. For example, particles in the film serve as a mask during etching back for flattening to generate a residue, and the protrusion of this residue causes a short circuit of the wiring. Even if the detection light is incident perpendicularly to the wafer surface as described above, scattered light is generated by particles in the film, but the light scattered in the film interferes with the reflected light on the wafer surface. Weakened by Therefore, although it is possible to detect a huge particle, it is difficult to detect a minute particle. In particular, since defects that cause problems with etchback when forming a planarization film are minute particles with a size of approximately 0.4 μm or less, it is required to detect particles in the film with high sensitivity. It

【0004】本発明は、膜中の微小な粒子を検出するの
に優れている膜中粒子の検出方法およびその検出装置を
提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a method for detecting particles in a film, which is excellent in detecting fine particles in a film, and a detection device therefor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた膜中粒子の検出方法およびその検
出装置を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for detecting particles in a film and an apparatus for detecting the same, which has been made to achieve the above object.

【0006】膜中粒子の検出方法は、ウエハ表面に成膜
した透明膜に光を照射して、この透明膜中に含まれる粒
子による散乱光を検出することによって該粒子を計測す
る検出方法であって、光は、透明膜の表面とほぼ平行に
膜中を進行する入射角および透明膜の表面側界面とウエ
ハ側界面との間で全反射しながら膜中を進行する入射角
のうちの少なくともいずれか一方の入射角で、この透明
膜の端面からこの膜中に照射される。
The detection method of particles in a film is a detection method in which a transparent film formed on the surface of a wafer is irradiated with light and scattered light due to particles contained in the transparent film is detected to measure the particles. Therefore, the light has an incident angle that travels in the film substantially parallel to the surface of the transparent film and an incident angle that travels in the film while being totally reflected between the surface side interface of the transparent film and the wafer side interface. Irradiation into the film from the end face of the transparent film at at least one of the incident angles.

【0007】膜中粒子の検出装置は以下のような構成に
なっている。すなわち、被計測体となる透明膜を成膜し
たウエハを載置するステージが設けられていて、このス
テージにはこれを回動させる駆動手段が接続されてい
る。さらに透明膜の表面に対してほぼ平行に光を照射す
る光源が設けられている。そしてウエハ上には光検出器
が設置されている。また上記ステージの回動角度と光検
出器からの信号とに基づいて透明膜中の粒子を計測する
計測処理器が設けられているものである。
The device for detecting particles in the film has the following configuration. That is, a stage on which a wafer on which a transparent film to be measured is formed is placed is provided, and a drive means for rotating the stage is connected to the stage. Furthermore, a light source that irradiates light in parallel with the surface of the transparent film is provided. A photodetector is installed on the wafer. Further, a measurement processor for measuring the particles in the transparent film based on the rotation angle of the stage and the signal from the photodetector is provided.

【0008】[0008]

【作用】上記膜中粒子の検出方法では、光は、透明膜の
表面とほぼ平行に膜中を進行する入射角および透明膜の
表面側界面とウエハ側界面との間で全反射しながら膜中
を進行する入射角のうちの少なくともいずれか一方の入
射角で、この透明膜の端面からこの膜中に照射されるこ
とから、光は透明膜中を進行する。そのため、透明膜中
に粒子が含まれている場合には光はその粒子に当たって
散乱する。したがって、透明膜の表面側でその散乱光を
検出することによって透明膜中の粒子が計測される。し
かも照射された光は、透明膜中の粒子によって散乱され
る以外は透明膜の表面側から外部に放出されない。した
がって、透明膜の表面側では透明膜中の粒子による散乱
光が容易に検出される。
In the above-mentioned method for detecting particles in a film, light is transmitted through the film substantially parallel to the surface of the transparent film while being totally reflected between the surface side interface of the transparent film and the wafer side interface. The light travels in the transparent film because the film is irradiated from the end surface of the transparent film at an incident angle of at least one of the incident angles traveling through the film. Therefore, when the transparent film contains particles, the light hits the particles and is scattered. Therefore, the particles in the transparent film are measured by detecting the scattered light on the surface side of the transparent film. Moreover, the irradiated light is not emitted to the outside from the surface side of the transparent film, except for being scattered by the particles in the transparent film. Therefore, scattered light due to the particles in the transparent film is easily detected on the surface side of the transparent film.

【0009】上記膜中粒子の検出装置では、ステージを
載置されるウエハの周方向に回動する駆動手段が設けら
れていることから、駆動手段によってステージが回動さ
れ、ステージに載置されたウエハも回動される。しかも
ウエハに成膜された透明膜の表面に対してほぼ平行に光
を照射する光源が設けられていることから、光源から透
明膜の表面方向の一方向に光が照射される。このため、
ウエハの回動によって透明膜の全面にわたって光が走査
されることになるので、透明膜に入射した光は透明膜中
に粒子が存在する場合にはその粒子によって散乱され
る。さらに透明膜中を進行する光の光路上方には光検出
器が設けられていることから、透明膜中の粒子によって
散乱された光はこの光検出器の一部分によって検出さ
れ、光検出器に対する散乱位置や散乱光強度が信号化さ
れる。そしてステージの回動角度と光検出器からの信号
とに基づいて透明膜中の粒子を計測する計測処理器が設
けられていることから、ウエハに対する光検出器の位置
が計算されて、透明膜面内に存在する粒子の位置,数
量,粒子径等が計測される。
In the above-mentioned in-film particle detecting apparatus, since the driving means for rotating the stage in the circumferential direction of the wafer to be mounted is provided, the stage is rotated by the driving means and mounted on the stage. The wafer is also rotated. Moreover, since the light source for irradiating the light substantially parallel to the surface of the transparent film formed on the wafer is provided, the light source irradiates the light in one direction of the surface of the transparent film. For this reason,
Since the light is scanned over the entire surface of the transparent film by the rotation of the wafer, the light incident on the transparent film is scattered by the particles when the particles are present in the transparent film. Further, since the photodetector is provided above the optical path of the light traveling in the transparent film, the light scattered by the particles in the transparent film is detected by a part of this photodetector, and The scattered position and scattered light intensity are converted into signals. Since the measurement processor that measures the particles in the transparent film based on the rotation angle of the stage and the signal from the photodetector is provided, the position of the photodetector with respect to the wafer is calculated, and the transparent film is calculated. The position, number, particle size, etc. of particles existing in the plane are measured.

【0010】[0010]

【実施例】本発明の検出方法に係わる実施例を図1の概
略図によって説明する。図では、一例として透明膜の端
面側から光を入射する方法を説明する。
Embodiments of the detection method of the present invention will be described with reference to the schematic view of FIG. In the figure, as an example, a method of making light incident from the end face side of the transparent film will be described.

【0011】図に示すように、ウエハ11の表面には透
明膜12が成膜されている。この透明膜12は、例えば
プラズマCVD,スパッタリング,蒸着,塗布等の成膜
技術によって形成され、例えば酸化シリコン膜のような
透明な膜からなる。そして上記透明膜12の表面12s
とほぼ平行な入射角または透明膜12の表面側界面12
aおよびウエハ側界面12bとの間で全反射する入射角
を有する光Lを、透明膜12の端面12eから膜中に入
射する。図では全反射する状態で入射する光Lを示し
た。透明膜12に入射した光Lは、膜中に含まれる粒子
(パーティクル)31によって散乱され、その散乱光L
sの一部は透明膜12の表面側から外部に放出される。
その放出された散乱光Lsを光検出器21によって検出
して、粒子31の位置,大きさおよび数量を計測する。
As shown in the figure, a transparent film 12 is formed on the surface of the wafer 11. The transparent film 12 is formed by a film forming technique such as plasma CVD, sputtering, vapor deposition, and coating, and is made of a transparent film such as a silicon oxide film. The surface 12s of the transparent film 12
Angle of incidence substantially parallel to or the surface side interface 12 of the transparent film 12
Light L having an incident angle of total reflection between a and the wafer-side interface 12b is incident on the end surface 12e of the transparent film 12 into the film. In the figure, the light L incident in the state of total reflection is shown. The light L incident on the transparent film 12 is scattered by the particles 31 included in the film, and the scattered light L
Part of s is emitted from the surface side of the transparent film 12 to the outside.
The emitted scattered light Ls is detected by the photodetector 21, and the position, size and number of the particles 31 are measured.

【0012】また上記検出方法において、上記ウエハ1
1はその表面が一定の面内にある状態にして回動され
る。したがって、光Lは透明膜12の全体にわたって照
射される。
In the above detection method, the wafer 1
1 is rotated with its surface lying within a certain plane. Therefore, the light L is applied to the entire transparent film 12.

【0013】上記膜中粒子の検出方法では、透明膜12
の表面とほぼ平行な入射角および透明膜12の表面側界
面12aとウエハ側界面12bとの間で全反射する入射
角のうちの少なくともいずれか一方の入射角で、上記光
Lが透明膜12の端面12eから膜中に入射することか
ら、透明膜12中を進行する光Lは膜中の粒子31によ
ってのみ散乱される以外は透明膜12の表面側から外部
に放出されない。したがって、透明膜12の表面側では
散乱光Lsが検出される。
In the method for detecting particles in the film, the transparent film 12 is used.
Of light L at an incident angle substantially parallel to the surface of the transparent film 12 and at least one of the incident angles of total reflection between the surface-side interface 12a and the wafer-side interface 12b of the transparent film 12. Since it enters the film from the end face 12e of the light, the light L traveling in the transparent film 12 is not emitted to the outside from the surface side of the transparent film 12 except that it is scattered only by the particles 31 in the film. Therefore, the scattered light Ls is detected on the front surface side of the transparent film 12.

【0014】そして上記ウエハ11が回動される場合に
は、光Lは透明膜12の全体にわたって光Lが照射され
ることから、透明膜12の全体にわたって粒子31を計
測することが可能になる。このようにウエハ11を回動
して計測すると、透明膜12中に直線上に存在する粒子
31も計測が可能になる。
When the wafer 11 is rotated, the light L is applied to the entire transparent film 12, so that the particles 31 can be measured over the entire transparent film 12. . When the wafer 11 is rotated and measured in this manner, the particles 31 existing on the straight line in the transparent film 12 can also be measured.

【0015】次に本発明の実施例に係わる膜中粒子の検
出装置を図2の概略構成図によって説明する。この図で
は、上記図1で説明したのと同様に構成部品には同一の
符号を付す。
Next, a device for detecting particles in a film according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the schematic configuration diagram of FIG. In this figure, the same reference numerals are given to the components as described in FIG. 1 above.

【0016】図2に示すように、ウエハ11を載置する
ステージ41が備えられている。このウエハ11の表面
には透明膜12が成膜されている。またステージ41に
はこれを例えば矢印ア方向に回動させる駆動手段42が
設けられている。この駆動手段42は例えばステッピン
グモータからなる。そして上記透明膜12中を光Lが進
行する状態に該光Lを照射する光源43が設けられてい
る。この光源43は、レーザ光発振装置、例えばヘリウ
ム(He)−ネオン(Ne)レーザ発振装置からなる。
As shown in FIG. 2, a stage 41 on which the wafer 11 is placed is provided. A transparent film 12 is formed on the surface of the wafer 11. Further, the stage 41 is provided with drive means 42 for rotating the stage 41 in the arrow A direction, for example. The driving means 42 is, for example, a stepping motor. A light source 43 for irradiating the light L in a state where the light L travels in the transparent film 12 is provided. The light source 43 is a laser light oscillator, for example, a helium (He) -neon (Ne) laser oscillator.

【0017】上記光源43から上記透明膜12に向けて
照射される光Lの光路上には絞りとして第1絞り44と
第2絞り45とが配置されている。また上記光路の近傍
でかつ上記ステージ41に載置されるウエハ11の側周
上の近傍には遮光器46が設置されている。この遮光器
46は、第1,第2絞り44,45での回折光および透
明膜12へ入射する際の反射光が光検出器21によって
検出されない状態に、例えばウエハ11のエッジから3
mm程度をカバーするものであり、遮光性の材料で形成
されている。
On the optical path of the light L emitted from the light source 43 toward the transparent film 12, a first diaphragm 44 and a second diaphragm 45 are arranged as diaphragms. A light shield 46 is installed near the optical path and on the side periphery of the wafer 11 placed on the stage 41. The light shield 46 is arranged in a state where the light diffracted by the first and second diaphragms 44 and 45 and the reflected light when entering the transparent film 12 are not detected by the photodetector 21, for example, 3 from the edge of the wafer 11.
It covers about mm and is made of a light-shielding material.

【0018】さらに透明膜12中を進行する光Lの光路
に沿った上方には光検出器21が設置されている。例え
ば、光検出器21は例えばウエハ11の直径方向上方に
設けられている。この光検出器21は例えば複数の受光
素子(図示省略)を直列に配置したリニアセンサからな
る。またステージ41の回動角度は例えば駆動手段42
の回動量から計算される回動角度信号Saで示され、こ
の回動角度信号Saと光検出器21が受光して得た散乱
光信号Ssとに基づいて上記透明膜12中の粒子31の
数量および位置等を計測する計測処理器51が設置され
ている。
Further, a photodetector 21 is installed above the optical path of the light L traveling in the transparent film 12. For example, the photodetector 21 is provided, for example, above the wafer 11 in the diameter direction. The photodetector 21 is, for example, a linear sensor in which a plurality of light receiving elements (not shown) are arranged in series. The rotation angle of the stage 41 is, for example, the drive means 42.
Of the particles 31 in the transparent film 12 based on the rotation angle signal Sa and the scattered light signal Ss received by the photodetector 21. A measurement processor 51 for measuring the quantity, position, etc. is installed.

【0019】上記計測処理器51は、例えば演算部52
と画像処理部53と表示部54とからなる。また上記回
動角度信号Saは、例えばステージ41の所定位置から
載置面周方向(例えば矢印ア方向を正とした方向)に回
動した回動角度として、それを得るための駆動手段42
の回動量で示される。また上記散乱光信号Ssは上記光
検出器21で検出した散乱光Lsの強度分布で示され
る。
The measurement processor 51 is, for example, an arithmetic unit 52.
And an image processing unit 53 and a display unit 54. Further, the rotation angle signal Sa is, for example, a rotation angle rotated from the predetermined position of the stage 41 in the mounting surface circumferential direction (for example, a direction in which the arrow A is positive), and the driving means 42 for obtaining the rotation angle.
Is indicated by the amount of rotation. The scattered light signal Ss is represented by the intensity distribution of the scattered light Ls detected by the photo detector 21.

【0020】上記演算部52は、回動角度信号Saと散
乱光信号Ssとによって、散乱光信号Ssを検出した回
動位置における散乱光強度分布を計算して、ウエハ11
の表面に成膜した透明膜12面内における散乱光強度分
布を求めるものである。そして求めた透明膜12面内の
散乱光分布を基に、散乱光強度がピークとなる透明膜1
2中の位置に粒子31が存在するものとして、粒子31
の位置データおよび粒子31の数データを求め、また散
乱光強度によって粒子31の径データを求めるものであ
る。
The calculation unit 52 calculates the scattered light intensity distribution at the rotating position where the scattered light signal Ss is detected from the rotating angle signal Sa and the scattered light signal Ss, and the wafer 11 is calculated.
The distribution of scattered light intensity in the plane of the transparent film 12 formed on the surface of is obtained. Then, based on the distribution of scattered light within the surface of the transparent film 12 thus obtained, the transparent film 1 having a peak scattered light intensity
Assuming that the particle 31 exists at the position in 2, the particle 31
The position data and the number data of the particles 31 are obtained, and the diameter data of the particles 31 are obtained from the scattered light intensity.

【0021】上記画像処理部53は、粒子31の位置デ
ータ,粒子31の数データおよび粒子31の径データに
基づいて透明膜12面内のマップを作成するものであ
る。そして上記表示部54は、画像処理部53で作成し
たマップ61を表示するものである。また上記計測処理
器51は、各データに基づいて、粒子径ごとの粒子数の
分類、粒子径ごとのマップ61の作成等の集計処理も行
えるものであってもよい。
The image processing unit 53 creates a map within the plane of the transparent film 12 based on the position data of the particles 31, the number data of the particles 31 and the diameter data of the particles 31. The display unit 54 displays the map 61 created by the image processing unit 53. Further, the measurement processor 51 may be capable of performing a totaling process such as classification of the number of particles for each particle size and creation of a map 61 for each particle size based on each data.

【0022】なお、上記検出装置1では、粒子31によ
る散乱光Lsを集光する際に集光系を用いていないが、
集光回数を増やすことで集光量を蓄積して検出感度を補
うことができる。
Although the detecting device 1 does not use a light collecting system when collecting the scattered light Ls by the particles 31,
By increasing the number of times of light collection, it is possible to accumulate the amount of light collection and supplement the detection sensitivity.

【0023】また上記検出装置1では、透明膜12の表
面と完全に平行な光Lを入射することは困難なため、入
射する光Lが透明膜12中を進行する際に、この透明膜
12中を全反射して進行する状態に、ステージ41と光
源43との位置を決定しておく。上記全反射条件は、図
3に示すように、全反射角をφC 、ウエハ11の表面に
形成されている透明膜12の屈折率をn1 、空気中の屈
折率をn2 とすると(1)式で表せる。なお、この図で
は断面を示すハッチングは省略した。
Further, in the detection device 1, it is difficult to make the light L completely parallel to the surface of the transparent film 12 incident. Therefore, when the incident light L travels in the transparent film 12, this transparent film 12 is made. The positions of the stage 41 and the light source 43 are determined in a state of proceeding with total internal reflection. As shown in FIG. 3, the total reflection condition is such that the total reflection angle is φ C , the refractive index of the transparent film 12 formed on the surface of the wafer 11 is n 1 , and the refractive index in the air is n 2 ( It can be expressed by the formula 1). Note that hatching showing a cross section is omitted in this figure.

【0024】[0024]

【数1】sinφC =n2 /n1 ・・・(1)[Equation 1] sin φ C = n 2 / n 1 (1)

【0025】したがって、上記(1)式を満足する全反
射角φC を決定する。そして、光Lが透明膜12内を進
行する時の表面側界面12aおよびウエハ側界面12b
への入射角φがφC よりも大きくなる状態で透明膜12
の端面12eから光Lが入射されればよい。そこで入射
角φを得るように光Lを透明膜12の端面12eに入射
させるには、透明膜12の表面12sに対する光Lの入
射面の傾き角をψ、この入射面に対する光Lの入射角を
θ1 、その屈折角をθ2 とすると、屈折の法則およびθ
2 =π−φ−ψなる関係とから(2)式のようになる。
Therefore, the total reflection angle φ C that satisfies the above equation (1) is determined. The surface-side interface 12a and the wafer-side interface 12b when the light L travels in the transparent film 12
When the incident angle φ on the transparent film 12 is larger than φ C
The light L may be incident from the end surface 12e of the. Therefore, in order to make the light L incident on the end surface 12e of the transparent film 12 so as to obtain the incident angle φ, the inclination angle of the incident surface of the light L with respect to the surface 12s of the transparent film 12 is ψ, and the incident angle of the light L with respect to this incident surface is ψ. Is θ 1 and its refraction angle is θ 2 , the law of refraction and θ
From the relation of 2 = π-φ-ψ, it becomes as shown in equation (2).

【0026】[0026]

【数2】 sinθ1 =(n2 /n1 )sin(π−φ−ψ) ・・・(2)[Number 2] sinθ 1 = (n 2 / n 1) sin (π-φ-ψ) ··· (2)

【0027】したがって、上記光Lの透明膜12に対す
る入射角θ1 は上記(2)式を満足すればよいので、光
得るの入射角がθ1 になるように、上記図2によって説
明したステージ41のウエハ載置面と光源43との位置
関係は設定される。
[0027] Thus, the incident angle theta 1 to the transparent film 12 of the light L may be satisfied the expression (2), such that the incident angle to obtain the light becomes theta 1, stage described by FIG 2 The positional relationship between the wafer mounting surface of 41 and the light source 43 is set.

【0028】次に上記検査装置1を用いた膜中粒子の検
出方法を説明する。この説明では、検出装置1の構成は
上記図2を参照し、透明膜12中の光Lの進行状態およ
び散乱光Lsの進行状態は上記図1を参照して頂きた
い。
Next, a method of detecting particles in the film by using the above inspection device 1 will be described. In this description, refer to FIG. 2 for the configuration of the detection device 1, and FIG. 1 for the traveling state of the light L and the traveling state of the scattered light Ls in the transparent film 12.

【0029】上記検出装置1では、駆動手段42によっ
てステージ41が矢印ア方向に回動して、ステージ41
に載置されるウエハ11も同方向に回動する。そして光
源43から光Lを第1,第2絞り44,45通してウエ
ハ11に成膜した透明膜12の端面12eに照射する。
この光Lは透明膜12中を進行し、透明膜12中の粒子
31に照射されたときに散乱を起こし、散乱光Lsを生
じる。この散乱光Lsは透明膜12の表面側から外部に
放出される。そのとき、ステージ41とともにウエハ1
1が回動していることから、光Lは透明膜12の全体に
わたって走査されることになる。そのため、透明膜12
に入射した光Lは透明膜12中に粒子31が存在する場
合にはその粒子31によって散乱されるので、透明膜1
2中に粒子31が存在する位置で散乱光Lsが生じる。
In the detection device 1, the stage 41 is rotated in the arrow A direction by the driving means 42,
The wafer 11 mounted on the wafer also rotates in the same direction. Then, the light L from the light source 43 is applied to the end surface 12e of the transparent film 12 formed on the wafer 11 through the first and second diaphragms 44 and 45.
The light L travels in the transparent film 12 and scatters when the particles 31 in the transparent film 12 are irradiated with the scattered light Ls. The scattered light Ls is emitted to the outside from the surface side of the transparent film 12. At that time, the wafer 1 together with the stage 41
Since 1 is rotated, the light L is scanned over the entire transparent film 12. Therefore, the transparent film 12
The light L incident on the transparent film 1 is scattered by the particles 31 when the particles 31 exist in the transparent film 12.
The scattered light Ls is generated at the position where the particles 31 exist in 2.

【0030】上記透明膜12中を透過する光Lの進路上
方には光検出器21が設けられているので、上記散乱光
Lsが生じたと同時に上記光検出器21によって散乱光
Lsは検出される。そのとき、散乱光Lsは光検出器2
1を構成する一部分の受光素子によって検出されるた
め、光検出器21に対する散乱光Lsを検出した受光素
子の位置がわかる。すなわち、個々の受光素子が検出す
る光量が異なるため、最も強い光量を検出した受光素子
の下方の位置に粒子が存在することがわかる。それによ
って散乱光Lsを検出した時点での光検出器21に対す
る散乱光Lsの発生位置が把握され、その位置や散乱光
強度が信号化される。
Since the photodetector 21 is provided above the path of the light L transmitted through the transparent film 12, the scattered light Ls is detected by the photodetector 21 at the same time when the scattered light Ls is generated. . At that time, the scattered light Ls is detected by the photodetector 2
Since it is detected by a part of the light-receiving elements that form No. 1, the position of the light-receiving element that detects the scattered light Ls with respect to the photodetector 21 can be known. That is, since the light amounts detected by the individual light receiving elements are different, it can be seen that particles exist at the position below the light receiving element that has detected the strongest light amount. Thereby, the generation position of the scattered light Ls with respect to the photodetector 21 at the time of detecting the scattered light Ls is grasped, and the position and the scattered light intensity are converted into a signal.

【0031】そして計測処理器51によって、上記ステ
ージ41の回動角度信号Saと光検出器21からの散乱
光信号Ssとに基づいて、透明膜12面内の粒子31が
存在する位置が求められる。
Then, the measurement processor 51 obtains the position of the particles 31 on the surface of the transparent film 12 based on the rotation angle signal Sa of the stage 41 and the scattered light signal Ss from the photodetector 21. .

【0032】すなわち、上記演算部52で、回動角度信
号Saと散乱光信号Ssとによって、散乱光信号Ssを
検出した回動位置における散乱光強度分布が計算され、
透明膜12面内の散乱光強度分布が求められる。そして
求めた透明膜12面内の散乱光の強度分布を基に、散乱
光強度がピークとなる位置に粒子31が存在するものと
して、粒子31の位置データおよび粒子31の数データ
が求まり、また散乱光強度によって粒子31の径データ
が求まる。
That is, the calculation unit 52 calculates the scattered light intensity distribution at the rotating position where the scattered light signal Ss is detected from the rotating angle signal Sa and the scattered light signal Ss.
The scattered light intensity distribution within the plane of the transparent film 12 is obtained. Then, based on the intensity distribution of the scattered light in the plane of the transparent film 12 thus obtained, the position data of the particles 31 and the number data of the particles 31 are obtained, assuming that the particles 31 exist at the position where the scattered light intensity has a peak. The diameter data of the particles 31 can be obtained from the scattered light intensity.

【0033】そして上記画像処理部53で、粒子31の
位置データ,粒子31の数データおよび粒子31の径デ
ータに基づいて透明膜12面内のマップを作成する。そ
して上記表示部54によって、画像処理部53で作成し
たマップ61を表示する。また上記計測処理器51は、
各データに基づいて、粒子径ごとの粒子数の分類、粒子
径ごとのマップ61の作成等の集計処理を行ってもよ
い。
Then, the image processing unit 53 creates a map within the plane of the transparent film 12 based on the position data of the particles 31, the number data of the particles 31 and the diameter data of the particles 31. Then, the display unit 54 displays the map 61 created by the image processing unit 53. Further, the measurement processor 51 is
Based on each data, the total number of particles may be classified according to particle diameter, and the aggregation processing such as creation of the map 61 for each particle diameter may be performed.

【0034】なお、上記検出装置1では、光源43から
放射される光Lの光路上に第1,第2絞り44,45を
設置したことから、光Lは透明膜12中に照射しやすく
なる狭い幅に絞られる。さらに光路の近傍でかつ上記ウ
エハ11の側周上の近傍に遮光器46を設けたことか
ら、第1,第2絞り44,45による回折光および透明
膜12へ入射する際の反射光が遮られる。そのため、散
乱光Lsを検出し易くなる。
In the detection device 1, since the first and second diaphragms 44 and 45 are installed on the optical path of the light L emitted from the light source 43, the light L can be easily radiated into the transparent film 12. It can be narrowed down. Further, since the light shield 46 is provided in the vicinity of the optical path and in the vicinity of the side circumference of the wafer 11, the light diffracted by the first and second diaphragms 44 and 45 and the reflected light when entering the transparent film 12 are shielded. To be Therefore, it becomes easy to detect the scattered light Ls.

【0035】さらに上記検出装置1において、光源43
から照射される光Lの入射角を調整するため、図4に示
すように、光源43とウエハ11との間の光路に入射角
可変用の光学系として、例えば反射光学系71を設けて
もよい。この反射光学系71は、光源43方向からの光
Lを反射する第1反射鏡72と第1反射鏡72で反射さ
れた光Lをウエハ11の透明膜12方向に反射する第2
反射鏡73とからなる。そして第1反射鏡72にはそれ
を図面矢印イ方向に回動する第1駆動部74が設けられ
ていて、第2反射鏡73にはそれを図面矢印ウ方向に回
動する第2駆動部75が設けられている。また、透明膜
12に対する光Lの照射位置を調整するために、上記反
射光学系71を光路方向に移動可能な駆動部(図示省
略)を設けてもよい。
Further, in the above detection device 1, the light source 43
In order to adjust the incident angle of the light L emitted from the optical axis, a reflection optical system 71 may be provided as an optical system for changing the incident angle in the optical path between the light source 43 and the wafer 11, as shown in FIG. Good. The reflection optical system 71 includes a first reflecting mirror 72 that reflects the light L from the light source 43 and a second reflecting mirror 72 that reflects the light L reflected by the first reflecting mirror 72 toward the transparent film 12 of the wafer 11.
And a reflecting mirror 73. The first reflecting mirror 72 is provided with a first driving section 74 for rotating it in the arrow A direction in the drawing, and the second reflecting mirror 73 is provided with a second driving section for rotating it in the arrow C direction in the drawing. 75 are provided. Further, in order to adjust the irradiation position of the light L on the transparent film 12, a drive unit (not shown) capable of moving the reflective optical system 71 in the optical path direction may be provided.

【0036】上記反射光学系71では、第1,第2駆動
部74,75を駆動することによって第1,第2反射鏡
72,73を回動して、透明膜12に対する光Lの入射
角θ 1 が調整される。
In the reflection optical system 71, the first and second drive
By driving the parts 74 and 75, the first and second reflecting mirrors
Rotation of 72 and 73 causes the light L to enter the transparent film 12.
Angle θ 1Is adjusted.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、説明したように本発明の膜中粒子
の検出方法によれば、透明膜中に入射された光は透明膜
中の粒子による散乱が無いかぎり透明膜中を進行するの
で、透明膜表面から外部に放出される光は透明膜中に存
在する粒子による散乱光になる。そしてその散乱光を検
出するので、透明膜中の粒子を計測することが可能にな
る。
As described above, according to the method for detecting particles in the film of the present invention, the light incident on the transparent film travels in the transparent film unless scattered by the particles in the transparent film. The light emitted from the surface of the transparent film to the outside becomes scattered light due to the particles existing in the transparent film. Since the scattered light is detected, the particles in the transparent film can be measured.

【0038】本発明の膜中粒子の検出装置によれば、光
源からの光は透明膜の端面から入射して透明膜中の粒子
によって散乱される以外は透明膜中を進行できる。しか
も駆動手段によってステージが回動されるので、透明膜
の全体にわたって光を走査することができる。したがっ
て、透明膜の全体にわたって透明膜中の粒子の存在を検
査することが可能になる。さらに透明膜中を進行する光
の光路上方に光検出器が設けられていることによって、
透明膜中の粒子による散乱光を検出することができる。
そしてステージの回動角度と光検出器で得た散乱光の信
号とによって透明膜中の粒子を計測する計測処理器が設
けられているので、透明膜に存在する粒子の位置,数
量,粒子径等を計測することができる。
According to the device for detecting particles in the film of the present invention, the light from the light source can travel in the transparent film except that the light is incident from the end face of the transparent film and scattered by the particles in the transparent film. Moreover, since the stage is rotated by the driving means, light can be scanned over the entire transparent film. Therefore, it becomes possible to inspect the presence of particles in the transparent film over the entire transparent film. Furthermore, since the photodetector is provided above the optical path of the light traveling in the transparent film,
Light scattered by particles in the transparent film can be detected.
Since the measurement processor that measures the particles in the transparent film based on the rotation angle of the stage and the signal of the scattered light obtained by the photodetector, the position, number, and particle size of the particles present in the transparent film are provided. Etc. can be measured.

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

【図1】本発明の検出方法に係わる実施例の概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic view of an embodiment relating to the detection method of the present invention.

【図2】本発明の検出装置に係わる実施例の概略構成図
である。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an embodiment relating to a detection device of the present invention.

【図3】光の入射角条件の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a light incident angle condition.

【図4】反射光学系の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a reflective optical system.

【符号の説明】 1 検出装置 11 ウエハ 12 透明膜 12a 表面側界面 12b ウエハ側界面 12e (透明膜12の)端面 12s (透明膜12の)表面 21 光検出器 31 粒子 41 ステージ 42 駆動手段 43 光源 51 計測処理器 L 光 Ls 散乱光[Description of Reference Signs] 1 detection device 11 wafer 12 transparent film 12a surface side interface 12b wafer side interface 12e (transparent film 12) end face 12s (transparent film 12) surface 21 photodetector 31 particle 41 stage 42 driving means 43 light source 51 Measurement Processor L Light Ls Scattered Light

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ウエハ表面に成膜した透明膜に光を照射
した際に生じる該透明膜中に含まれる粒子による散乱光
を検出することによって該粒子を計測する膜中粒子の検
出方法であって、 前記光は、前記透明膜中を該透明膜の表面とほぼ平行に
進行する入射角および前記透明膜中を該透明膜の表面側
界面とウエハ側界面との間で全反射する入射角のうちの
少なくともいずれか一方の入射角で、該透明膜の端面か
ら該透明膜中に入射されることを特徴とする膜中粒子の
検出方法。
1. A method for detecting in-film particles, which comprises measuring scattered particles produced by irradiating a transparent film formed on a wafer surface with light, the scattered light being generated by the particles contained in the transparent film. The incident angle of the light traveling in the transparent film substantially parallel to the surface of the transparent film, and the incident angle of total reflection in the transparent film between the surface side interface of the transparent film and the wafer side interface. A method for detecting particles in a film, characterized in that the particles enter the transparent film from an end face of the transparent film at an incident angle of at least one of the above.
【請求項2】 請求項1記載の膜中粒子の検出方法にお
いて、 前記光を照射中に前記ウエハを該ウエハ表面が一定面内
にある状態で回動することを特徴とする膜中粒子の検出
方法。
2. The method for detecting in-film particles according to claim 1, wherein the wafer is rotated while the light is being irradiated while the wafer surface is within a certain plane. Detection method.
【請求項3】 透明膜を成膜したウエハを載置するステ
ージと、 前記ステージを回動させる駆動手段と、 前記透明膜の表面に対してほぼ平行に光を照射する光源
と、 前記透明膜中の光路上方に設けた光検出器と、 前記ステージの回動角度と前記光検出器からの信号とに
よって前記透明膜中の粒子を計測する計測処理器とから
なることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
3. A stage on which a wafer on which a transparent film is formed is placed, a driving means for rotating the stage, a light source for irradiating light on the surface of the transparent film substantially in parallel, and the transparent film. A film comprising a photodetector provided above an optical path in the inside, and a measurement processor for measuring particles in the transparent film by a rotation angle of the stage and a signal from the photodetector. Medium particle detector.
【請求項4】 請求項3記載の膜中粒子の検出装置にお
いて、 前記光源から照射される光の光路上に絞りを設けたこと
を特徴とする膜中粒子の検出装置。
4. The in-film particle detection device according to claim 3, wherein a diaphragm is provided on an optical path of the light emitted from the light source.
【請求項5】 請求項3記載の膜中粒子の検出装置にお
いて、 前記光の光路の近傍でかつ前記ウエハの側周上の近傍に
遮光器を設けたことを特徴とする膜中粒子の検出装置。
5. The in-film particle detection device according to claim 3, further comprising a light shield provided in the vicinity of the optical path of the light and on the side periphery of the wafer. apparatus.
【請求項6】 請求項4記載の膜中粒子の検出装置にお
いて、 前記光の光路の近傍でかつ前記ウエハの側周上の近傍に
遮光器を設けたことを特徴とする膜中粒子の検出装置。
6. The in-film particle detection device according to claim 4, wherein a light-shielding device is provided in the vicinity of the optical path of the light and on the side periphery of the wafer. apparatus.
【請求項7】 請求項3記載の膜中粒子の検出装置にお
いて、 前記光源から照射される光の光路に、該透明膜に対する
該光の入射角を可変するもので、反射面をほぼ向かい合
わせた反射鏡からなる反射光学系を設けたことを特徴と
する膜中粒子の検出装置。
7. The in-film particle detection device according to claim 3, wherein an incident angle of the light with respect to the transparent film is varied in an optical path of the light emitted from the light source, and reflective surfaces are substantially opposed to each other. An apparatus for detecting particles in a film, which is provided with a reflection optical system including a reflection mirror.
【請求項8】 請求項4記載の膜中粒子の検出装置にお
いて、 前記光源から照射される光の光路に、該透明膜に対する
該光の入射角を可変するもので、反射面をほぼ向かい合
わせた反射鏡からなる反射光学系を設けたことを特徴と
する膜中粒子の検出装置。
8. The in-film particle detection device according to claim 4, wherein an incident angle of the light with respect to the transparent film is varied in an optical path of the light emitted from the light source, and reflective surfaces are substantially opposed to each other. An apparatus for detecting particles in a film, which is provided with a reflection optical system including a reflection mirror.
【請求項9】 請求項5記載の膜中粒子の検出装置にお
いて、 前記光源から照射される光の光路に、該透明膜に対する
該光の入射角を可変するもので、反射面をほぼ向かい合
わせた反射鏡からなる反射光学系を設けたことを特徴と
する膜中粒子の検出装置。
9. The detection device for in-film particles according to claim 5, wherein an incident angle of the light with respect to the transparent film is varied in an optical path of light emitted from the light source, and reflective surfaces are substantially opposed to each other. An apparatus for detecting particles in a film, which is provided with a reflection optical system including a reflection mirror.
【請求項10】 請求項6記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光源から照射される光の光路に、該透明膜に対する
該光の入射角を可変するもので、反射面をほぼ向かい合
わせた反射鏡からなる反射光学系を設けたことを特徴と
する膜中粒子の検出装置。
10. The in-film particle detection device according to claim 6, wherein an incident angle of the light with respect to the transparent film is varied in an optical path of the light emitted from the light source, and reflective surfaces are substantially opposed to each other. An apparatus for detecting particles in a film, which is provided with a reflection optical system including a reflection mirror.
【請求項11】 請求項3記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
11. The in-film particle detection device according to claim 3, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項12】 請求項4記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
12. The in-film particle detection device according to claim 4, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項13】 請求項5記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
13. The in-film particle detection device according to claim 5, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項14】 請求項6記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
14. The in-film particle detection device according to claim 6, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項15】 請求項7記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
15. The detection device for in-film particles according to claim 7, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項16】 請求項8記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
16. The in-film particle detection device according to claim 8, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項17】 請求項9記載の膜中粒子の検出装置に
おいて、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
17. The in-film particle detection device according to claim 9, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
【請求項18】 請求項10記載の膜中粒子の検出装置
において、 前記光検出器は複数の受光素子を直列に配置したリニア
センサであることを特徴とする膜中粒子の検出装置。
18. The in-film particle detection device according to claim 10, wherein the photodetector is a linear sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in series.
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