JPH09115973A - 異物検査方法 - Google Patents
異物検査方法Info
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- JPH09115973A JPH09115973A JP26692895A JP26692895A JPH09115973A JP H09115973 A JPH09115973 A JP H09115973A JP 26692895 A JP26692895 A JP 26692895A JP 26692895 A JP26692895 A JP 26692895A JP H09115973 A JPH09115973 A JP H09115973A
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- JP
- Japan
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- wafer
- foreign matter
- coating material
- scattered light
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ウェハ２上の異物８，８ａのサイズ及びその個
数を測定する方法において、ウェハ２の表面が粗面であ
っても異物８，８ａの有無を測定できる。 【解決手段】ウェハ２上の異物の検出感度は異物８，８
ａからの反射光と表面からの反射強度の比によって決ま
ってくる。また、表面からの反射はウェハ２の表面の凹
凸が大きくなるほど、その強度は高くなる。そこで、ウ
ェハ２の表面の凹部をコーティング材１により埋め込
み、凸部と同じ高さにすることにより凹凸をなくし、ウ
エハ表面からの反射を抑えている。
数を測定する方法において、ウェハ２の表面が粗面であ
っても異物８，８ａの有無を測定できる。 【解決手段】ウェハ２上の異物の検出感度は異物８，８
ａからの反射光と表面からの反射強度の比によって決ま
ってくる。また、表面からの反射はウェハ２の表面の凹
凸が大きくなるほど、その強度は高くなる。そこで、ウ
ェハ２の表面の凹部をコーティング材１により埋め込
み、凸部と同じ高さにすることにより凹凸をなくし、ウ
エハ表面からの反射を抑えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板上の異
物のサイズ及びその個数を測定する異物検査方法に関す
るものである。
物のサイズ及びその個数を測定する異物検査方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の異物検査方法は種々提案
されている。例えば、その一例として、ＵＬＴＲＡ Ｃ
ＬＥＡＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，１９９１， ｐ１１
１〜１１３，および超微小粒子測定 光アライアンス
２〔１〕 ｐ２０にその原理と異物検査方法の一例が記
載されている。
されている。例えば、その一例として、ＵＬＴＲＡ Ｃ
ＬＥＡＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，１９９１， ｐ１１
１〜１１３，および超微小粒子測定 光アライアンス
２〔１〕 ｐ２０にその原理と異物検査方法の一例が記
載されている。
【０００３】この記載内容から異物検査の原理および方
法を簡略して述べると、半導体基板（以下ウエハと記
す）上の異物の検出には、ウエハに１０〜１００μｍ程
度のレーザースポットを照射し、異物からの微弱な散乱
光を、多数の光ファイバや積分球で有効に集光し、光電
素子で電気信号に変換する方式がとられている。
法を簡略して述べると、半導体基板（以下ウエハと記
す）上の異物の検出には、ウエハに１０〜１００μｍ程
度のレーザースポットを照射し、異物からの微弱な散乱
光を、多数の光ファイバや積分球で有効に集光し、光電
素子で電気信号に変換する方式がとられている。
【０００４】いま、表面上にあるパーティクルに強度Ｅ
0 の光を当てたときの散乱光の光束ＥはＥ0 ＝Ｓ・Ｅ
となる。ここで、Ｓは散乱光の断面積であり、Ｓ自体も
異物の大きさ、レーザーの波長に依存する。
0 の光を当てたときの散乱光の光束ＥはＥ0 ＝Ｓ・Ｅ
となる。ここで、Ｓは散乱光の断面積であり、Ｓ自体も
異物の大きさ、レーザーの波長に依存する。
【０００５】半導体製造ラインで検査の対象とする異物
のサイズは通常０．２〜１．０μｍ程度であるので、ａ
がほぼレーザの波長と等しくなり、Ｍｉｅの散乱論理の
式Ｓ＝πａ2 ・ｋが成立する。ただし、ａ＝０．２μｍ
以下になると、Ｓ＝１／λ4となり、散乱断面積が急激
に減少し異物の検出は困難になってくる。これには背景
となるウェハの凹凸面による反射光が大きく影響するこ
とが言える。すなわち、ウェハ表面が粗面になるほど困
難さが増してくるということである。
のサイズは通常０．２〜１．０μｍ程度であるので、ａ
がほぼレーザの波長と等しくなり、Ｍｉｅの散乱論理の
式Ｓ＝πａ2 ・ｋが成立する。ただし、ａ＝０．２μｍ
以下になると、Ｓ＝１／λ4となり、散乱断面積が急激
に減少し異物の検出は困難になってくる。これには背景
となるウェハの凹凸面による反射光が大きく影響するこ
とが言える。すなわち、ウェハ表面が粗面になるほど困
難さが増してくるということである。
【０００６】図３は従来の異物検査装置の一例における
検出光学系を示す図である。この異物検査装置は、図３
に示すように、ウエハ２の走査にはステージ７を回転さ
せる回転型のものと並進移動する直進形のもとがあり、
レーザスポットは静止形のものと走査形のものとがあ
る。パーティクルからの散乱光の検出器には光ファイバ
６と積分球がある。
検出光学系を示す図である。この異物検査装置は、図３
に示すように、ウエハ２の走査にはステージ７を回転さ
せる回転型のものと並進移動する直進形のもとがあり、
レーザスポットは静止形のものと走査形のものとがあ
る。パーティクルからの散乱光の検出器には光ファイバ
６と積分球がある。
【０００７】一般的な例では照明強度を向上させるため
に上方から１０ｍＷのアルゴンレーザ光５を照射し、ウ
エハ面上の２０×２００μｍの領域に集光している。ま
た波長を４８８ｎｍとして微小異物の検出を容易にする
とともに、照明点の周辺にＮＡ（開口数）の大きなレン
ズ４を配置して、散乱光を有効に集光している。
に上方から１０ｍＷのアルゴンレーザ光５を照射し、ウ
エハ面上の２０×２００μｍの領域に集光している。ま
た波長を４８８ｎｍとして微小異物の検出を容易にする
とともに、照明点の周辺にＮＡ（開口数）の大きなレン
ズ４を配置して、散乱光を有効に集光している。
【０００８】レーザーの照明点は固定であり、ウエハ２
の回転と直進によりウエハ面状を螺旋状に走査し、異物
を検出している。光電変換素子には高感度の光電子倍増
管（以下ホトマルと記す）を使用している。検出感度は
ホトマル３の印加電圧を変えることにより調節してい
る。
の回転と直進によりウエハ面状を螺旋状に走査し、異物
を検出している。光電変換素子には高感度の光電子倍増
管（以下ホトマルと記す）を使用している。検出感度は
ホトマル３の印加電圧を変えることにより調節してい
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の異物検
査装置では、鏡面に仕上げられたウエハ面上での微粒子
の検出能力は、現状０．２μｍレベルの異物を検出可能
になってきている。しかしながら最近の傾向として、実
際のプロセスと同じ条件で異物をモニターする要求が高
まってきている。特に従来から異物の存在がＬＳＩの歩
留まりに大きな影響を与えていると考えられている配線
工程においてこの要求が大きい。
査装置では、鏡面に仕上げられたウエハ面上での微粒子
の検出能力は、現状０．２μｍレベルの異物を検出可能
になってきている。しかしながら最近の傾向として、実
際のプロセスと同じ条件で異物をモニターする要求が高
まってきている。特に従来から異物の存在がＬＳＩの歩
留まりに大きな影響を与えていると考えられている配線
工程においてこの要求が大きい。
【００１０】この配線工程では、アルミニウム合金をス
パッタするプロセスやタングステンをＣＶＤ法により成
膜するプロセスがある。これらの膜は膜表面の凹凸が非
常に大きく、従来の検査方法では異物からの散乱光が表
面の凹凸に遮光され異物の有無の測定ができなくなる問
題点がある。
パッタするプロセスやタングステンをＣＶＤ法により成
膜するプロセスがある。これらの膜は膜表面の凹凸が非
常に大きく、従来の検査方法では異物からの散乱光が表
面の凹凸に遮光され異物の有無の測定ができなくなる問
題点がある。
【００１１】図４（ａ）および（ｂ）と図５（ａ）およ
び（ｂ）は反射する散乱光の信号レベルとウェハ面の状
態を示す図である。次に、図４および図５を参照してこ
の膜の凹凸と散乱光の強度の関係を説明する。図４
（ｂ）は比較的に滑らかなウェハ２上の膜に異物８ａが
付着している場合である。この場合は、図４（ａ）に示
すように、異物からの散乱光と膜からの散乱光の信号レ
ベルは充分なＳ／Ｎ比がとれており、異物の検知は可能
である。
び（ｂ）は反射する散乱光の信号レベルとウェハ面の状
態を示す図である。次に、図４および図５を参照してこ
の膜の凹凸と散乱光の強度の関係を説明する。図４
（ｂ）は比較的に滑らかなウェハ２上の膜に異物８ａが
付着している場合である。この場合は、図４（ａ）に示
すように、異物からの散乱光と膜からの散乱光の信号レ
ベルは充分なＳ／Ｎ比がとれており、異物の検知は可能
である。
【００１２】一方、図５（ｂ）に示すように、ウェハ２
には粗い膜に異物８ｂ，８ｃが付着している場合であ
る。この場合は、下地膜の凹凸からの散乱光強度が大き
く異物からの散乱光は相対的に小さくなり、図５（ａ）
に示すように、Ｓ／Ｎ比がとれなくなり正確な測定が困
難となる。一般的には、この膜表面の凹凸をヘイズとい
う概念で云われている。これは入射光の強度と膜表面か
らの反射光の強度比で与えられる。通常の鏡面ウエハの
場合は、ヘイズレベル０．００１ｐｐｍレベルである
が、例えば、タングステン膜の場合には１００００ｐｐ
ｍ以上のヘイズレベルであり、１０μｍ以上の異物しか
検出できないという問題点があった。
には粗い膜に異物８ｂ，８ｃが付着している場合であ
る。この場合は、下地膜の凹凸からの散乱光強度が大き
く異物からの散乱光は相対的に小さくなり、図５（ａ）
に示すように、Ｓ／Ｎ比がとれなくなり正確な測定が困
難となる。一般的には、この膜表面の凹凸をヘイズとい
う概念で云われている。これは入射光の強度と膜表面か
らの反射光の強度比で与えられる。通常の鏡面ウエハの
場合は、ヘイズレベル０．００１ｐｐｍレベルである
が、例えば、タングステン膜の場合には１００００ｐｐ
ｍ以上のヘイズレベルであり、１０μｍ以上の異物しか
検出できないという問題点があった。
【００１３】従って、本発明の目的は、表面に凹凸があ
っても異物を検出できる異物検査方法を提供することで
ある。
っても異物を検出できる異物検査方法を提供することで
ある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、半導体
基板上の異物のサイズ及びその個数を測定する方法にお
いて、前記半導体基板の下地の凹凸面に応じて該凹部を
埋め程度にコーティング材を塗布し、しかる後前記コー
ティング材にレーザ光を照射し該コーティング材から反
射する散乱光を光電検知器で測定する異物検査方法であ
る。
基板上の異物のサイズ及びその個数を測定する方法にお
いて、前記半導体基板の下地の凹凸面に応じて該凹部を
埋め程度にコーティング材を塗布し、しかる後前記コー
ティング材にレーザ光を照射し該コーティング材から反
射する散乱光を光電検知器で測定する異物検査方法であ
る。
【００１５】また、前記コーティング材はフォトリソグ
ラフィ工程のマスク材であるフォトレジスト材であるこ
とが望ましい。
ラフィ工程のマスク材であるフォトレジスト材であるこ
とが望ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１７】図１（ａ）および（ｂ）は本発明の一実施
の形態における異物検査方法を説明するための反射する
散乱光の信号レベルとウェハ面の状態を示す図である。
本発明の異物検査方法は、まず、ウエハ２の表面にコー
ティング材１を塗布する。この方法は、通常のレジスト
を塗布するスピンコータを使用する。何となれば、この
スピンコータを用いることによりコーティング材の塗布
膜が面内一様にしかも所望の膜厚に形成できるからであ
る。すなわち、塗布するコーティング材１の厚さはその
粘性係数にもよるが、ウエハ表面の凹部を埋め込みかつ
異物８，８ａをコーティング材１で埋め込まない程度の
厚みで形成する必要があり、それを可能にするのは、今
のところ、半導体装置の製造に使用しているスピンコー
タが最も身近な装置である。
の形態における異物検査方法を説明するための反射する
散乱光の信号レベルとウェハ面の状態を示す図である。
本発明の異物検査方法は、まず、ウエハ２の表面にコー
ティング材１を塗布する。この方法は、通常のレジスト
を塗布するスピンコータを使用する。何となれば、この
スピンコータを用いることによりコーティング材の塗布
膜が面内一様にしかも所望の膜厚に形成できるからであ
る。すなわち、塗布するコーティング材１の厚さはその
粘性係数にもよるが、ウエハ表面の凹部を埋め込みかつ
異物８，８ａをコーティング材１で埋め込まない程度の
厚みで形成する必要があり、それを可能にするのは、今
のところ、半導体装置の製造に使用しているスピンコー
タが最も身近な装置である。
【００１８】ウエハ２上の異物の検出感度は異物８，８
ａからの反射光の強度とウェハ２の表面からの反射強度
の比によって決まってくる。ウエハ２の表面からの反射
はウエハ２の表面の凹凸が大きくなるほど、その強度は
高くなる。そのことを利用して、本発明は、ウエハ２の
表面の凹部をコーティング材１により埋め込み、凸部と
同じ高さにすることにより凹凸をなくし、ウエハ表面か
らの反射を抑えることを可能にしている。このことによ
りウェハ２の表面からの散乱強度は低下するが、異物
８，８ａからの散乱光は影響を受けず、異物８，８ａか
らの散乱強度が相対的に大きくなり小さな異物も検知で
きるようになる。
ａからの反射光の強度とウェハ２の表面からの反射強度
の比によって決まってくる。ウエハ２の表面からの反射
はウエハ２の表面の凹凸が大きくなるほど、その強度は
高くなる。そのことを利用して、本発明は、ウエハ２の
表面の凹部をコーティング材１により埋め込み、凸部と
同じ高さにすることにより凹凸をなくし、ウエハ表面か
らの反射を抑えることを可能にしている。このことによ
りウェハ２の表面からの散乱強度は低下するが、異物
８，８ａからの散乱光は影響を受けず、異物８，８ａか
らの散乱強度が相対的に大きくなり小さな異物も検知で
きるようになる。
【００１９】このことを理解し易く説明すると、例え
ば、塗布するコーティング材１が厚すぎた場合、異物
８，８ａはコーティング材１に覆われて、検知したサイ
ズが相対的に小さくなるかあるいは全く検知されなくな
る。また逆にコーティング材が薄すぎた場合には、ウエ
ハ表面の凹部を埋め込むことができず、表面からの反射
を低減する効果が少なくなり測定感度を向上できない。
ば、塗布するコーティング材１が厚すぎた場合、異物
８，８ａはコーティング材１に覆われて、検知したサイ
ズが相対的に小さくなるかあるいは全く検知されなくな
る。また逆にコーティング材が薄すぎた場合には、ウエ
ハ表面の凹部を埋め込むことができず、表面からの反射
を低減する効果が少なくなり測定感度を向上できない。
【００２０】一方、このコーティング材１の厚みを決め
る埋め込み特性は、コーティング材１の粘性係数が左右
する。スピンコータの回転数にもよるが、一般的には、
リソグラフィ工程のフォトレジスト膜形成に使用されて
いるレジスト材の粘性係数に近い５から１０ｃＰ程度の
値のものが望ましい。また、光学的物性値としては下地
膜と近い屈折率、及び反射率を持つものが必要であるの
で、現在使用しているレジスト材の中から最適なものを
選ぶことが望ましい。
る埋め込み特性は、コーティング材１の粘性係数が左右
する。スピンコータの回転数にもよるが、一般的には、
リソグラフィ工程のフォトレジスト膜形成に使用されて
いるレジスト材の粘性係数に近い５から１０ｃＰ程度の
値のものが望ましい。また、光学的物性値としては下地
膜と近い屈折率、及び反射率を持つものが必要であるの
で、現在使用しているレジスト材の中から最適なものを
選ぶことが望ましい。
【００２１】また、レジスト以外の光学物性値を制御し
たコーティング材を用いる。これはコーティング材にフ
ッ素、あるいは金属イオンを添加することにより屈折
率、反射率を制御するものであり、リソグラフィー工程
で使用されているレジストでは実用化されている技術で
ある。するとさらに高感度で異物を測定できるメリット
がある。
たコーティング材を用いる。これはコーティング材にフ
ッ素、あるいは金属イオンを添加することにより屈折
率、反射率を制御するものであり、リソグラフィー工程
で使用されているレジストでは実用化されている技術で
ある。するとさらに高感度で異物を測定できるメリット
がある。
【００２２】図２はコーティング材の塗布有無による異
物の検出粒径とヘイズレベルとの関係を示すグラフであ
る。ちなみに、ウェハのヘイズレベルと検知できる最小
異物粒径との関係を調べるために実験を行なったとこ
ろ、図２に示すように、実線で示すコーティング材を塗
布しない通常測定方法では、１００００ｐｐｍ以上のヘ
イズレベルでは、１μｍ以下の異物を検出することがで
きなかったが、コーティング材であるレジストを塗布す
ることにより検出できた。さらに、レジストにフ素ある
いは金属イオンを添加したものは、ヘイズレベルが１０
０００ｐｐｍであっても０．３μｍ程度の異物を検知す
ることができた。
物の検出粒径とヘイズレベルとの関係を示すグラフであ
る。ちなみに、ウェハのヘイズレベルと検知できる最小
異物粒径との関係を調べるために実験を行なったとこ
ろ、図２に示すように、実線で示すコーティング材を塗
布しない通常測定方法では、１００００ｐｐｍ以上のヘ
イズレベルでは、１μｍ以下の異物を検出することがで
きなかったが、コーティング材であるレジストを塗布す
ることにより検出できた。さらに、レジストにフ素ある
いは金属イオンを添加したものは、ヘイズレベルが１０
０００ｐｐｍであっても０．３μｍ程度の異物を検知す
ることができた。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、異物を測
定する前段階としてウェハ上に表面の大府を埋める程度
の厚みのコーティング材を塗布し、その後異物検査を実
施することにより、ウェハ上の凹凸面の散乱光を弱め異
物からの散乱光のＳ／Ｎ比を高めることができるので、
表面に凹凸があって異物の有無を検査できるという効果
がある。
定する前段階としてウェハ上に表面の大府を埋める程度
の厚みのコーティング材を塗布し、その後異物検査を実
施することにより、ウェハ上の凹凸面の散乱光を弱め異
物からの散乱光のＳ／Ｎ比を高めることができるので、
表面に凹凸があって異物の有無を検査できるという効果
がある。
【図１】本発明の一実施の形態における異物検査方法を
説明するための反射する散乱光の信号レベルとウェハ面
の状態を示す図である。
説明するための反射する散乱光の信号レベルとウェハ面
の状態を示す図である。
【図２】コーティング材の塗布有無による異物の検出粒
径とヘイズレベルとの関係を示すグラフである。
径とヘイズレベルとの関係を示すグラフである。
【図３】従来の異物検査装置の一例における検出光学系
を示す図である。
を示す図である。
【図４】反射する散乱光の信号レベルとウェハ面の状態
を示す図である。
を示す図である。
【図５】反射する散乱光の信号レベルとウェハ面の状態
を示す図である。
を示す図である。
１ コーティング材 ２ ウェハ ３ ホトマル ４ レンズ ５ アルゴンレーザ光 ６ 光ファイバ ７ ステージ ８，８ａ，８ｂ，８ｃ 異物
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体基板上の異物のサイズ及びその個
数を測定する方法において、前記半導体基板の下地の凹
凸面に応じて該凹部を埋め程度にコーティング材を塗布
し、しかる後前記コーティング材にレーザ光を照射し該
コーティング材から反射する散乱光を光電検知器で測定
することを特徴とする異物検査方法。 - 【請求項２】 前記コーティング材はフォトリソグラフ
ィ工程のマスク材であるフォトレジスト材であることを
特徴とする請求項１記載の異物検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692895A JPH09115973A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 異物検査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692895A JPH09115973A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 異物検査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09115973A true JPH09115973A (ja) | 1997-05-02 |
Family
ID=17437637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26692895A Pending JPH09115973A (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | 異物検査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09115973A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012073558A1 (ja) * | 2010-11-29 | 2012-06-07 | 大日本印刷株式会社 | 評価用基板、欠陥検査方法及び欠陥検出装置 |
| JP2012533737A (ja) * | 2009-07-16 | 2012-12-27 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | パターン付き層上における改良された感度のための光学的欠陥増幅 |
| CN102967887A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-03-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种用于检测空卡匣的检测装置 |
| JP2013101143A (ja) * | 2013-01-28 | 2013-05-23 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
| US8804108B2 (en) | 2009-03-31 | 2014-08-12 | Hitachi High-Technologies Corporation | Inspection method and inspection apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01251629A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-06 | Matsushita Electron Corp | パーティクルの評価方法 |
-
1995
- 1995-10-16 JP JP26692895A patent/JPH09115973A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01251629A (ja) * | 1988-03-30 | 1989-10-06 | Matsushita Electron Corp | パーティクルの評価方法 |
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| US9176073B2 (en) | 2010-11-29 | 2015-11-03 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Evaluation substrate, defect examination method and defect detection device |
| CN102967887A (zh) * | 2012-11-13 | 2013-03-13 | 深圳市华星光电技术有限公司 | 一种用于检测空卡匣的检测装置 |
| JP2013101143A (ja) * | 2013-01-28 | 2013-05-23 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置 |
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
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