JPH1019790A - 真空中基板検査装置 - Google Patents

真空中基板検査装置

Info

Publication number
JPH1019790A
JPH1019790A JP17203496A JP17203496A JPH1019790A JP H1019790 A JPH1019790 A JP H1019790A JP 17203496 A JP17203496 A JP 17203496A JP 17203496 A JP17203496 A JP 17203496A JP H1019790 A JPH1019790 A JP H1019790A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vacuum
substrate
wafer
inspection unit
illumination
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.)
Pending
Application number
JP17203496A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayoshi Serizawa
正芳 芹澤
Minoru Noguchi
稔 野口
Ichiro Moriyama
一郎 盛山
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP17203496A priority Critical patent/JPH1019790A/ja
Publication of JPH1019790A publication Critical patent/JPH1019790A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】真空中の連続プロセス各処理工程の基板を検査
して、各処理工程を管理し装置のモニタリングを行い、
異物の発生をいち早く検知し対策を施し、製品の歩留ま
りを向上する。 【解決手段】真空中プロセス処理後の半導体基板を真空
中で検査する際、基板受渡し導入ポートを設けた真空チ
ャンバ3の上面に、照明系と、検出系と、基板のΘ合わ
せの回転検出系と、着脱可能な検査ユニットとを装備
し、検査ユニットには照明系からのレーザの導入用の窓
を設け、検査ユニットの真空側に照明系の反射ミラーに
より照明し、基板表面上で反射した異物からの散乱光を
検出系の検出レンズで受光し、自動焦点機構部と、これ
に同期させて基板及び検査ユニットを上下移動させる高
さ位置決め部とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、真空中基板検査装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は特開昭62−89336号公報に
記載のようにほとんどの基板検査装置が、プロセス装置
から基板を大気中に取り出し、基板上の欠陥(微小異物
やパターン欠陥)を検査する方法がとられていた。
【0003】このため、基板が大気中にさらされた瞬間
に汚染や酸化が起き、欠陥を正確に検査することが困難
であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】近年、デバイスの集積
度の高密度化に伴い、対象異物粒径がより微細化の傾向
にある。ウエハ表面上に異物が存在すると配線の絶縁不
良や短絡などの不良原因になる。この異物は搬送装置の
稼動部から発生するもの、プロセスガスによる処理装置
室内で反応生成されたものなど多い。このため、各工程
のウエハを検査して各工程を管理し、装置の異常をモニ
タリングする必要がある。現在、異物検査は製造工程の
要所を検査しているが、1工程づつ検査していく必要が
ある。半導体製造工程では、ウエハを真空→大気→真空
に繰返し晒すと異物が付着するという問題がある。
【0005】量産ラインでは異物の発生をいち早く検知
し対策を施す必要がある。異物を検知できないと工程の
異常が数工程後になってわかる。異物発生から異物発生
の感知までの時間が経過した場合、不良の発生数は大き
くなり歩留まりは低下する。
【0006】本発明の目的は、各処理工程を管理し装置
のモニタリングを行い、異物の発生をいち早く検知し対
策を施し、製品の歩留まりを向上することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の真空中処理基板検査装置は、真空中プロセ
ス処理後の半導体基板等を真空中で検査する際、基板受
渡し導入ポートを設けた真空チャンバの上面に、照明系
と、検出系と、基板のΘ合わせの回転検出系と、基板の
位置確認用の対物レンズを真空側に複数個配置し倍率切
り換えできる観察−アライメント光学系とから成る着脱
可能な検査ユニットを装備し、上記検査ユニットには照
明系からのレーザを真空チャンバ内部へ導入用の窓を設
け、検査ユニットの真空側に反射角度可変な照明系の反
射ミラーにより低角度照明し、基板表面上で反射した異
物からの散乱光を検出系の検出レンズのレンズを窓とし
て用い、検出系の検出器で受光し、常に基板の高さ位置
を検知する自動焦点機構部と、上記自動焦点機構部に同
期させて基板及び上記検査ユニットを上下移動させる高
さ位置決め部を設けた。
【0008】即ち本発明では、真空中プロセス処理室で
処理した基板を真空チャンバ上の検査ユニットの照明系
から真空内の基板表面上にレーザを照射し、異物からの
散乱光を検出系で検出することができ異物の発生工程や
発生設備を特定し対策することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。図1は本発明の一実施例のウエハ異物
検査装置の断面図、図2は平面図である。図3は図1の
部分詳細図である。
【0010】1は基板、2は基板を載置するチャック、
3は真空チャンバで、真空チャンバの一端はゲートバル
ブ4に接続されている。5は基板を搬送する機構であ
る。6は真空内X−Y−Θ−Zステージ、7は真空ポン
プ、8は防振台である。
【0011】11は真空チャンバの上蓋、12はOリン
グ、13は検査ユニットを載置するベース(以下、真空
フランジ)であり、真空フランジ13には、反射ミラー
14、窓15、Oリング16、窓押え17があり、真空
フランジ13上の検査ユニット21は照明系22、検出
系25、検出器27、観察−アライメント系30、ウエ
ハ回転方向検出器40から構成されている。
【0012】この構成により、プロセス装置(例えば、
基板(半導体ウエハ)の表面に薄膜を成長させる薄膜成
長技術は半導体デバイスの高性能化のためのキーテクノ
ロジーの一つであり、特にCVD(化学的気相成長)法
による薄膜成長は、半導体製造工程で広く用いられてい
る。)で処理されたウエハ1は、ゲートバルブ4と間接
接続可能な搬送機構5(可搬式ウエハキャリア:図示せ
ず)を介して、真空チャンバ3へ導入され、ウエハ表面
の異物検査が行われる。ウエハを全面に渡り検査するに
は、真空内X−Y−Θ−Zステージ6のXステージ及び
YステージをそれぞれX,Y方向に走査する。図4に示
すようにウエハを走査するには、Xステージを連続送り
の往復走査、Yステージはステップ送りする。本発明で
は検出器のCCDセンサ27を任意の間隔で3ch配置
しているので、ウエハを少ない往復回数させることによ
りウエハ全面を検査することが可能である。この時、粗
アライメントされたチヤック2上のウエハ1は、ウエハ
回転方向検出器40の計測値に基づいて、ウエハ回転方
向の位置ずれ量を測定し、X方向走査とウエハパターン
方向とが平行に成るように真空内X−Y−Θ−Zステー
ジ6のZステージを駆動して、ウエハ1の回転方向を調
整する。
【0013】図2の平面図のように、検査ユニット21
は3chの検出系25を有し、各chに対向して両側に
位置する計6本の照明系22から構成される。照明系2
2の半導体レーザ23からのレーザ光は、反射ミラー1
4を介して任意の角度に曲げられウエハ表面上へある大
きさの線状照明24として結像する。この時、レーザ光
が真空内のウエハ上へ導入できるように、真空フランジ
13にはOリング16を真空シールとし窓(光学ガラ
ス)15置き、窓押え17を設ける。ウエハの表面に異
物があると、異物はレーザを受けて散乱光を発生する。
この散乱光を検出系25の検出レンズ26で受光する。
【0014】異物がより微細になると、異物の検出が困
難となる。そこで、異物の検出出力を最大にしパターン
の検出出力を最小とする照明条件を実験から求めた。そ
して、異物からの回折光強度を最大にするため、本発明
ではΘ=5゜〜10゜の低角度照明を実現する反射ミラ
ーを真空室内に配置した。図5にレーザの入射角度を可
変にする方法を示す。レーザ入射角度Θは反射ミラー1
4を固定保持するミラーホルダ18のαを変えることで
決まる。ミラーホルダ18は真空と大気分離用の窓(光
学ガラス)15を固定保持する窓押え17の下部に位置
決めされている。この連結部品は真空フランジ13に位
置決めされている。従って、ミラーホルダ18は適宜交
換可能な構造となっている。ミラーホルダ18交換後の
線状照明24の位置の再現は、大気中の照明系22を微
調整することで簡単にできる。これとは別に、1対の照
明系22の対向するミラーホルダ18のαがそれぞれ異
なったミラーホルダ18a,18b,18cを複数個配
置する事もできる。ウエハを往路走査すればウエハに最
適な照明角度が選択できる。この結果に基づいて検査す
ることにより、異物の検出率が向上できる。
【0015】異物の検出では、検査ユニット21を真空
フランジ13には散乱光の導出用として孔をあけ、Oリ
ング16で真空シールして検出レンズ26を固定してい
る。
【0016】検出レンズ26は真空対応型である。この
理由は照明系のように光学ガラスを介して検出すると、
ガラス部分での反射光がバックグラウンドを上げ検出感
度を低下させる。そして、何よりも光学調整された真空
対応型の検出レンズ26の性能を失うことなく最大限に
生かしたいことによる。
【0017】散乱光は検出レンズ26へと入り、検出レ
ンズ26の焦点面に配置されたCCD(1次元のリニア
イメージセンサ)27によって検知される。この時、検
出レンズのウエハとの結像位置と共役な面の空間フィル
タ28には、例えばメモリマットの繰返しにより生ずる
フーリエ変換像を結ぶ。このフーリエ変換像はウエハを
移動しても変化しないので、この像を遮光する空間フィ
ルタ28を設けることにより、メモリマットからの光は
遮光され、繰返しのない異物やメモリマット端の周辺回
路の光は遮光されずに検出することができる。この空間
フィルタ28で消えない周辺回路を除去するため比較検
査を行うと異物だけが検出できる。また、検出系25に
は、ハーフミラー45、ミラー46、結像レンズ47、
TVカメラ48を配置し、空間フィルター面の像をTV
カメラ48で結像して空間フィルタ28の作成に用いて
いる。
【0018】検出した異物の目視観察を行なうのには、
観察−アライメント光学系30を用いる。観察−アライ
メント光学系30は、真空中に配置した対物レンズ31
と、大気中の照明ランプ32、レンズ33、ハーフミラ
ー34、リレーレンズ35、ミラー36、TVカメラ3
7から構成されている。照明ランプ32からの照明光は
対物レンズ31を通してウエハ表面上を照明し、この像
をリレーレンズ35を介してTVカメラ37で受像す
る。CCD(1次元のリニアイメージセンサ)27によ
って検知された異物は、目視観察の座標位置の対物レン
ズ31へX−Yステージにより移動される。そして、真
空中に配置した複数個の対物レンズ31及び大気中のリ
レーレンズ35を適宜選択することにより、総合倍率の
切り換えをして異物の観察を行うことができる。
【0019】検出時、ウエハ表面位置が検出レンズの焦
点深度内に収まらないと検出は不可能と成る。図6はウ
エハ異物検査装置の自動焦点方法を示す説明図である。
そこで、自動焦点機構50を用いて常にウエハ表面を検
出し、検出系へフィードバックする方式を採っている。
A/F用半導体レーザ51からのレーザ光はミラー52
を介して真空フランジの窓53を通り斜め入射しウエハ
表面ヘ当たる。ウエハ表面で反射したレーザ光は、対向
するA/F用4分割センサ53に入光する。例えば、成
膜後のウエハ厚さの変化や厚さむら等によりウエハ表面
の位置が検出レンズの焦点深度から外れた場合は、A/
F用投光器51・受光器53の自動焦点機構50を同期
させて上下移動しウエハに焦点を合せる。この上下移動
量に従い、高さ位置決め部55の駆動系(図示せず)に
て検査装置の検出系の検出器及びウエハを検出レンズの
焦点深度に位置合せする。このようにフィードバックす
ることで自動焦点の範囲内に収束することができ、安定
した検出が可能となった。
【0020】基板としてウエハ以外にも液晶等、半導体
プロセス全般に適用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、可搬式ウエハキャリア
を介して間接接続することにより、任意の真空プロセス
装置との接続が可能となり各真空中プロセス処理装置の
基板を検査できるので、プロセス自体の異物評価及び各
工程の管理は勿論のこと処理装置のモニタリングが可能
となり、異物の発生原因をいち早く検知することができ
る。これによって、早急な対策ができるので製品の歩留
まり向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による一実施例のウエハ異物検査装置の
断面図。
【図2】本発明によるウエハ異物検査装置の平面図。
【図3】本発明による図1の部分説明図。
【図4】本発明によるウエハ走査方法の説明図。
【図5】本発明によるレーザの入射角度を可変にする方
法の説明図。
【図6】本発明による自動焦点方法を示す説明図。
【符号の説明】
3…真空チャンバ、5…可搬式ウエハキャリア、6…真
空内X−Y−Θ−Zステージ、13…真空フランジ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】真空中プロセス処理後の半導体基板等を真
    空中で検査する検査装置において、基板受渡し導入ポー
    トを設けた真空チャンバの上面に、照明系と、検出系
    と、基板のΘ合わせの回転検出系と、基板の位置確認用
    の観察−アライメント光学系とから成る着脱可能な検査
    ユニットを装備し、上記検査ユニットには上記照明系か
    らのレーザをチャンバ内部へ導入用の窓を設け、上記基
    板の表面上で反射した異物からの散乱光を検出系の検出
    器で受光し、常に上記基板の高さ位置を検知する自動焦
    点機構部と、上記自動焦点機構部に同期させて上記基板
    及び上記検査ユニットを上下移動させる高さ位置決め部
    とから構成したことを特徴とする真空中基板検査装置。
  2. 【請求項2】上記検査ユニットの真空側に照明系の反射
    ミラーを設け低角度照明した請求項1の真空中基板検査
    装置。
  3. 【請求項3】上記照明系の反射ミラーの角度を可変にし
    た請求項1の真空中基板検査装置。
  4. 【請求項4】上記検査ユニットの真空側に検出系の検出
    レンズのレンズを窓として用いた請求項1の真空中基板
    検査装置。
  5. 【請求項5】上記検査ユニットの真空側に観察−アライ
    メント光学系の対物レンズを複数個配置した請求項1の
    真空中基板検査装置。
  6. 【請求項6】上記観察−アライメント光学系が倍率切り
    換えできる請求項1の真空中基板検査装置。
JP17203496A 1996-07-02 1996-07-02 真空中基板検査装置 Pending JPH1019790A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17203496A JPH1019790A (ja) 1996-07-02 1996-07-02 真空中基板検査装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17203496A JPH1019790A (ja) 1996-07-02 1996-07-02 真空中基板検査装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1019790A true JPH1019790A (ja) 1998-01-23

Family

ID=15934309

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17203496A Pending JPH1019790A (ja) 1996-07-02 1996-07-02 真空中基板検査装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1019790A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114166A (ja) * 1998-07-14 2000-04-21 Nova Measuring Instruments Ltd 所定のフォトリソグラフィ工程に従って基板を加工する装置及びその方法
KR100886850B1 (ko) * 2000-10-06 2009-03-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 처리 데이터 수집 및 기판 이미징 기술을 통한 내장된 기판을 검사하는 방법 및 장치
JP2012014170A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Asml Holding Nv 光ウィンドウとともに広角対物レンズを用いる検査装置
KR101490423B1 (ko) * 2008-02-15 2015-02-09 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치 및 그에 구비되는 뷰 포트
CN112041977A (zh) * 2018-04-02 2020-12-04 应用材料公司 内联式腔室计量
JP2021092436A (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 池上通信機株式会社 光学ユニットおよび外観検査装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000114166A (ja) * 1998-07-14 2000-04-21 Nova Measuring Instruments Ltd 所定のフォトリソグラフィ工程に従って基板を加工する装置及びその方法
JP4722244B2 (ja) * 1998-07-14 2011-07-13 ノバ・メジャリング・インストルメンツ・リミテッド 所定のフォトリソグラフィ工程に従って基板を加工する装置
KR100886850B1 (ko) * 2000-10-06 2009-03-05 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 처리 데이터 수집 및 기판 이미징 기술을 통한 내장된 기판을 검사하는 방법 및 장치
KR101490423B1 (ko) * 2008-02-15 2015-02-09 엘아이지에이디피 주식회사 플라즈마 처리장치 및 그에 구비되는 뷰 포트
JP2012014170A (ja) * 2010-06-29 2012-01-19 Asml Holding Nv 光ウィンドウとともに広角対物レンズを用いる検査装置
CN112041977A (zh) * 2018-04-02 2020-12-04 应用材料公司 内联式腔室计量
JP2021092436A (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 池上通信機株式会社 光学ユニットおよび外観検査装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8289507B2 (en) Method of apparatus for detecting particles on a specimen
EP0935747B1 (en) Automated inspection system with bright field and dark field illumination
US8817249B2 (en) Device and method for inspecting moving semiconductor wafers
US7271908B2 (en) Apparatus and method for measuring alignment accuracy, as well as method and system for manufacturing semiconductor device
US6630995B1 (en) Method and apparatus for embedded substrate and system status monitoring
JP5132982B2 (ja) パターン欠陥検査装置および方法
US8760643B2 (en) Apparatus and method for inspecting defect in object surface
US6721045B1 (en) Method and apparatus to provide embedded substrate process monitoring through consolidation of multiple process inspection techniques
US6707545B1 (en) Optical signal routing method and apparatus providing multiple inspection collection points on semiconductor manufacturing systems
JP3275425B2 (ja) 欠陥検出装置およびその方法
JP2007071803A (ja) 欠陥観察方法及びその装置
JP4521240B2 (ja) 欠陥観察方法及びその装置
US20120262566A1 (en) Apparatus for illuminating substrates in order to image micro cracks, pinholes and inclusions in monocrystalline and polycrystalline substrates and method therefore
JPH1019790A (ja) 真空中基板検査装置
WO2002029390A2 (en) Method and apparatus to provide for automated process verification and hierarchical substrate examination
JP3803109B2 (ja) 欠陥検査方法及び欠陥検査装置
KR950013433B1 (ko) 반도체 양산 라인에 있어서의 실시간에 의한 이물검사방법 및 장치
JPH10242233A (ja) 半導体製造方法
KR101360251B1 (ko) 웨이퍼 디펙트 검사장치 및 그 방법
EP1058111A2 (en) Optical inspection system and method
JPH08264606A (ja) 真空中処理基板検査装置
JP2002310932A (ja) 半導体デバイス処理装置の監視方法およびそのシステム
JP2000028535A (ja) 欠陥検査装置
JPH09213756A (ja) 半導体製造方法及びその製造ライン
WO2006019446A2 (en) Double inspection of reticle or wafer