JPH11153546A - 表面検査方法及び装置 - Google Patents
表面検査方法及び装置Info
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- JPH11153546A JPH11153546A JP33656697A JP33656697A JPH11153546A JP H11153546 A JPH11153546 A JP H11153546A JP 33656697 A JP33656697 A JP 33656697A JP 33656697 A JP33656697 A JP 33656697A JP H11153546 A JPH11153546 A JP H11153546A
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Abstract
ハ上の異物等を検査できる表面検査方法を提供する。 【解決手段】 測定物の表面に存在する異物・キズを検
査する表面検査方法において、異物・キズを測定する有
効範囲とその有効範囲を外れた外周範囲との間にスレッ
ショルド信号レベルを設定して、有効範囲を測定してい
るとき、スレッショルド信号レベルを越えたら、その位
置をスタート位置とし、その後、スレッショルド信号レ
ベルを越えたら、その位置をエンド位置とし、スタート
位置とエンド位置との間の測定の仕方と、有効範囲での
測定の仕方とを相違させ、スタート位置とエンド位置と
の間の測定の仕方と有効範囲での測定の仕方とを自動的
に切り替える表面検査方法。
Description
うな主としてウェハ形状の測定物の表面に存在する異物
・キズを検査するのに適した表面検査方法及び装置に関
する。
を測定物の表面に照射するとともに測定物の表面から反
射した散乱光を光電変換素子で受光し、その間に、測定
物と光学系を相対的に変位させて、測定物の表面上の異
物を検査し、異物の座標位置を記録する表面検査方法
は、公知である。その変換素子としては、例えばフォト
マルチプライヤ等が使用されている。
範囲がある。異物・キズは、その有効範囲内で測定され
る。
は、ウェーハ上の異物からの散乱光を測定する事が十分
可能である。しかし、ウェーハの有効範囲外つまり外周
範囲は汚れている事が多く、外周範囲では、有効範囲と
は比ベる事ができないほど多量の散乱光が発生する。ま
た、外周範囲にはウェーハのエッジ部分が存在してお
り、そこでは特に多量の散乱光が発生する。
囲と有効範囲で同じフォトマルチプライヤの信号を基に
測定している。そのため、外周範囲で多量の散乱光があ
る場合、フォトマルチプライヤの特性上、飽和現象が起
き、それから一定の時間は測定が不可能になることがあ
る。
状態を示している。光学系を介して光源からの光を測定
物の表面に照射するとともに測定物の表面から反射した
散乱光を光電変換素子で受光し、その間に、測定物と光
学系を相対的に変位させて、矢印の方向に走査光を連続
して複数の測定物に当てて、測定物の表面上の異物を検
査する。有効範囲を測定しているときは、問題は発生し
ないが、走査光がウェハの外周部分に到来すると、つま
り、有効範囲を越えた外周範囲では、図3の下側に示す
ように、多量の散乱光が発生し、フォトマルチプライヤ
が飽和状態になり、それから一定の時間は測定が不可能
になる。それは、図8に示すフォトマル不感帯領域であ
る。
は、フォトマルチプライヤの原理上の問題があるため、
ウェーハのエッジ部の強い散乱光の影響で不感帯ができ
ることはさけられない。特にウェーハにU,Vノッチ等
が存在する場合は正確な表面検査が困難になる。事実
上、エッジの正確な測定はできない。
方法を採用するとともに、別のセンサでウェーハ表面を
検査したとしても、座標位置が正確でないか全く記録さ
れていないと、ウェーハ表面の測定データが保存されて
いても、図9に示すように役に立たない処理になってし
まう。
形でデータ処理が行われている。
原理上正しい測定は困難であり、外周範囲の座標にいた
っては、その正確な測定方法が確立されていない。
範囲のみを測定するとしても、有効範囲の測定に使用す
るセンサーとは別に測定およびデータ処理をせざるをえ
ないので、両センサーに関して座標位置を正確に合わせ
ることは原理上無理である。
サで受け、そのデータを異物検査と同じ様な処理をする
ことで外周範囲を正確に測定する方法も考えられるが、
検出光の正反射を用いた別センサにより外周範囲の測定
データを正確に測定したとしても、異物データと同じよ
うに処理するには付属する座標データが多すぎるため、
大量のメモリが必要になり、データ処理上、あるいはハ
ードウエアの構成上、コストの問題が非常に大きくな
る。
クセル処理を行なった場合は、データは存在するが、座
標データが欠落するため、正確な外周範囲の測定データ
を得ることができない。
囲でも適切にウェーハ上の異物等を検査できる表面検査
方法を提供することである。
は、測定物の表面に存在する異物・キズを検査する表面
検査方法において、異物・キズを測定する有効範囲とそ
の有効範囲を外れた外周範囲との間にスレッショルド信
号レベルを設定して、有効範囲を測定しているとき、ス
レッショルド信号レベルを越えたら、その位置をスター
ト位置とし、その後、スレッショルド信号レベルを越え
たら、その位置をエンド位置とし、スタート位置とエン
ド位置との間の測定の仕方と、有効範囲での測定の仕方
とを相違させ、スタート位置とエンド位置との間の測定
の仕方と有効範囲での測定の仕方とを自動的に切り替え
る表面検査方法である。
際には、異物の存在が検出されたときのみ、反射光量が
記憶され、外周範囲の測定範囲では、反射光量を主とし
て測定し、反射光量は最小値処理が実施されるようにす
る。しかも、有効範囲と外周範囲の各々の測定範囲で
は、任意のサンプリング態様に切り替えることが可能で
あり、測定スピードも可変であるのが望ましい。特に、
異物・キズを測定する有効範囲では、異物・キズのデー
タの最大値および座標と、スタート位置と、エンド位置
とを測定し、外周範囲の測定範囲では、主に測定物のエ
ッジ部分の最小値および座標と、スタート位置と、エン
ド位置とを測定する。さらに、データメモリは、任意の
アドレスを1つ共有化し、測定範囲に応じたメモリに記
憶するデータを変更する。
ては、異物・キズを測定する有効範囲とその有効範囲を
外れた外周範囲とを明確に区別する。そして、有効範囲
と外周範囲との間にスレッショルド信号レベルを設定す
る。有効範囲では主として異物・キズを測定する。その
異物・キズの測定のとき、スレッショルド信号レベルを
越えたら、その位置をスタート位置とする。その後、ス
レッショルド信号レベルを越えたら、その位置をエンド
位置とする。そのようにして確定されたスタート位置と
エンド位置との間の測定の仕方と、有効範囲での測定の
仕方とを相違させるのが本発明の重要なポイントであ
る。そして、スタート位置とエンド位置との間の測定の
仕方と有効範囲での測定の仕方とは自動的に切り替え
る。
れる主なデータは、つぎのとおりである。
は、つぎのとおりである。
外れた外周範囲との測定位置データを設定する。
を主として測定する。この時、反射光量は異物が存在し
たときのみデータが記憶される。
て測定する。この時、反射光量は最小値処理が実施さ
れ、そのデータにスタート位置データとエンドの位置デ
ータが記録される。
行うことにより、外周範囲においても、異物の検査のと
きと同じ座標精度を持たせることができる。それゆえ、
正確なエッジ部(外周)の測定が可能になる。
外れた外周範囲とのデータを共有化することで、大量の
メモリを使用する必要がなくなる。その結果、低コスト
で作製できるようになる。
例を説明する。
検査装置の一例を示している。光源110と、この光源
110からの光を測定物の表面111に照射する照射光
学系112と、照射光学系112で照射されて測定物1
11表面から反射された散乱光を受光して受光信号を形
成する第1受光光学系113と、第1受光光学系113
で受光された光を受光信号として出力する光電変換素子
114と、光源110からの照射光が測定物で反射され
たときの反射光が入射する位置に配置される第2受光光
学系115と、第2受光光学系115で受光された光を
出力信号として出力するエッジ検出素子120と、検査
対象物111の表面と照射光学系112及び第1及び第
2受光光学系113、115とに相対的な直線変位を与
える直線変位部117と、検査対象物111の表面と照
射光学系112並びに第1及び第2受光光学系113、
115とに相対的な回転変位を与える回転変位部118
とを有し、照射された光が測定物111の表面上を螺旋
走査するように構成されている。直線変位部117と回
転変位部118には、それぞれモーター119、120
が接続されている。
ック図である。
素子がそれぞれAMP回路、A/D変換回路を介してピ
ーク検出回路部と最小値検出回路部に接続され、両方と
もデータ処理回路部に接続され、さらにメモリ部に接続
されている。エンコーダ信号は、データ処理回路部とピ
ーク検出回路部に送られる。操作部を介して測定者から
所定の指示がなされる。
物の有効範囲において異物・キズの検出を、また外周範
囲においてオリフラ又はV若しくはUノッチなどの切欠
きを検出するように、そろぞれで異なる処理を行う。
けは、測定物を一義的に区別できる方法であれば様々な
方法が採用できる。例えば、測定者が操作部を介して座
標値を指定して定めること、即ち(検出に極座標系を利
用している場合に動径rを指定したり、外周から○mm
というように指定することもできる。
学系と対象物間の位置関係を検出する位置検出センサー
を設けて、その検出出力により区別するようにしてもよ
い。
の区分けの一例を図10(a)に示し、オリフラを有す
るウエハを測定物としてときの区分けの一例を図10
(b)に示す。
途に適用した場合、測定物はウエハであり、ウエハの有
効範囲において異物・キズの検出を、また外周範囲にお
いてオリフラなどの切欠きを検出することとなる。
下に説明する。測定物の有効範囲において、表面検査装
置は、照射光学系を介して光源からの光を測定物の表面
に照射するとともに測定物の表面から反射した散乱光を
光電変換素子で受光し、その間に、測定物と照射光学系
及び受光光学系とを相対的に変位させて、矢印方向に走
査光を連続して複数の測定物に照射して測定物上の異物
を測定する。光電変換素子114は、フォトマルチプラ
イヤで構成することが高感度である点から望ましい。
らの散乱光を含んだ受光信号の一例を、図3に示す。
信号に応じて、走査に従い異物からの散乱信号がスライ
スレベルを越えたらその時点をスタート位置とし、エン
コーダーからの信号によりENm start data、直線変位部
117による変位量に応じてYm start data を、クロッ
ク回路CLKからのクロック信号からXm start data
を、その座標データとして出力する。
下回ったらそこをエンド位置としてその座標を、エンコ
ーダーからの信号によりENm end data、直線変位部11
7による変位量に応じてYm end data を、クロック回路
CLKからのクロック信号からXm end data を、その座
標データとして出力する。
信号が最も大きかったところをピークとして、そのピー
クレベル値及びその座標を、エンコーダーからの信号に
よりENm data、直線変位部117による変位量に応じて
Ym data を、クロック回路CLKからのクロック信号か
らXm data 、ピークレベルをDm peak として出力する。
で、例えば1周6000パルスが発生されるもので、周
方向の粗い位置を示す。 Ym dataは、直線変位部117
による変位量、即ち径方向の位置を示す。Xm data は、
クロック回路CLKからのクロック信号により周方向の
精密な位置を示す。
われる。直線変位部の変位量により、有効範囲から外周
範囲への測定であること判断すると、光電変換素子から
の受光信号ではなく、エッジ検出素子の出力信号を用い
て測定が行われる。
学系の照射光が測定物で反射した反射光と、照射光学系
の照射光が測定物のオリフラなどで反射しなくなったと
きの入射光とを区別できるように選択されている。従っ
て、光電変換素子の感度は、エッジ検出素子の感度より
も高く設定される。
欠き部を通過したときのエッジ検出素子の出力信号を、
図4に示す。
の信号に応じて、照射光学系の照射光が測定物で反射し
た反射光と、照射光学系の照射光が測定物のオリフラな
どで反射しなくなったときの入射光とを区別できるエッ
ジ用スレッショルドレベルを設定し、走査に従い、エッ
ジ検出素子からの信号がスライスレベルを下回ったらそ
の時点をスタート位置とし、その座標を、ENmn start d
ata 、直線変位部117による変位量に応じてYmn star
t dataを、クロック回路CLKからのクロック信号から
Xmn start dataを、その座標データとして出力する。
ライスレベルを上回ったらそこをエンド位置として、そ
の座標を、エンコーダーからの信号によりENmn end dat
a 、直線変位部117による変位量に応じてYmn end da
taを、クロック回路CLKからのクロック信号からXmn
end dataとして出力する。
信号が最も大きかったところをボトム(底部)として、
そのボトムレベル値及びその座標を、エンコーダーから
の信号によりENm data、直線変位部117による変位量
に応じてYmn dataを、クロック回路CLKからのクロッ
ク信号に応じてXmn data、ピークレベルをDmn bottomと
して出力する。
データ処理回路部を介してメモリ部に記憶される。
のが、図5である。
データ(異物データ又はオリフラ若しくはノッチのデー
タ)を示すものである。
ピークのデータが記憶される。第1行第1列には、ピー
クレベルDm peak が、第1行第2列には周方向の精密座
標Xmn dataが、第1行第3列には径方向の座標Ymn data
が、第1行第4列には周方向の粗い座標データとしてEN
mn data,が記憶される。
が記憶される。即ち、第2行第1列は、ブランクとさ
れ、第2行第2列には周方向の精密座標Xmn start data
が、第2行第3列には径方向の座標Ymn start dataが、
第2行第4列には周方向の粗い座標データとしてENmn s
tart data,が記憶される。
記憶される。即ち、第3行第1列は、ブランクとされ、
第3行第2列には周方向の精密座標Xmn end dataが、第
3行第3列には径方向の座標Ymn end dataが、第2行第
4列には周方向の粗い座標データとしてENmn end data,
が記憶される。
トムのデータが記憶される。
のボトムレベルDm peak が、第3n行第2列には周方向
の精密座標Xmn dataが、第3n行第3列には径方向の座
標Ymn dataが、第3n行第4列には周方向の粗い座標デ
ータとしてENmn data,が記憶される。
スタート位置のデータが記憶される。即ち、第3n+1
行第1列は、ブランクとされ、第3n+1行第2列には
周方向の精密座標Xmn start dataが、第3n+1行第3
列には径方向の座標Ymn start dataが、第3n+1行第
4列には周方向の粗い座標データとしてENmn start dat
a,が記憶される。
エンド位置のデータが記憶される。即ち、第3n+2行
第1列は、ブランクとされ、第3n+2行第2列には周
方向の精密座標Xmn end dataが、第3n+2行第3列に
は径方向の座標Ymn end dataが、第3n+2行第4列に
は周方向の粗い座標データとしてENmn end data,が記憶
される。
も、スタート位置、エンド位置及び、ピーク又はボトム
のデータの3つの組合せのデータ形式を採用したので、
有効範囲でも外周範囲でも、第2列乃至第4列の座標デ
ータに関しては、同じように記憶し、第1列に関しての
み、有効範囲においてはピークレベルを、また外周範囲
においてはボトムレベルを記憶しさえすれば、異物のデ
ータとオリフラ又はノッチのデータも同様のアドレス体
系として記憶することができる。
は、有効範囲及び外周範囲において、第2列乃至第4列
のアドレスを共有化して利用している。即ちデータメモ
リは、任意のアドレスを少なくとも1つ共有化して、測
定範囲に応じたメモリをしようしている。
ト位置、エンド位置及び、ピーク又はボトムのデータの
3つの組合せのデータ形式を採用したため、有効範囲で
も外周範囲でも、データ処理の共通化が図れる。
測定物の切欠きに相当するウエハのノッチの形状をデー
タメモリに記憶されたスタート位置座標とエンド位置座
標を示す上記測定データに基づき、その形状を忠実に再
現して表示部に表示させることができる。
るときだけでなく、走査光がウェハの外周部分に到来し
たときも、つまり、有効範囲を越えて外周範囲に到来し
たときも、多量の散乱光の発生による問題は発生しな
い。すなわち、外周範囲においてフォトマルチプライヤ
が飽和状態になって、それから一定の時間は測定が不可
能になる事態は回避されるのである。
は、フォトマルチプライヤの原理上の問題があるため、
ウェーハのエッジ部の強い散乱光の影響で不感帯ができ
ることは避けられなかったが、図5からも明白なよう
に、本発明の表面検査方法によれば、図3に示すフォト
マル不感帯領域は生起しなくなるのでである。仮にウェ
ーハにUノッチや,Vノッチ等が存在する場合であって
も、正確な表面検査が可能になる。
確な測定も十分可能である。本発明の表面検査方法によ
れば、外周範囲の測定の際にも座標付きデータが記録で
きるので、ウェーハのエッジ部も正確な表面検査が可能
になるのである。
検査装置の変形例を示している。
に示すものと、第2受光光学系115aと、エッジ検出
素子120aの配置を除き共通しているので、共通要素
の説明を省略し、相違点のみ説明を行う。
12の光軸の延長線上に配置され、測定物の外周範囲に
ある切欠きを通過する光を受光する。
系115aで受光された光を出力信号として出力するも
のである。
ると、照射光が直接第2受光光学系115aに入射する
ので、エッジ検出素子120aの出力は高くなる。
ーク検出部に交換するか、光電変換素子用のピーク検出
部を兼用することにより、信号処理を行うことができ
る。いうまでもないが、この変形例では、有効範囲でも
外周範囲でもスタート位置の座標、エンド位置の座標、
及びピークデータの処理及び記憶がなされる。
に得られ、座標精度が向上する。
低コストで作製できるようになる。
外周範囲で異なる分解能を持たせことが可能になり、よ
り正確なエッジ情報が得られる。
それ以外の外周範囲に分けられることで、ウェーハ上で
感度の異なるものを測定できるようになる。例えば、ウ
ェーハ周辺部に数字のマーキング等が存在する場合、そ
れを異物検査と同じ測定光で測定し、ソフトウエアによ
る文字認識が可能になる。
ンプリングが可変なため、ウェーハ外周部では代表値の
みでなく、サンプリングした値をすべてメモリしたり、
間引きデータのみをメモリすることが可能になる。
る。
を示す図である。
表示を示す図である。
る。
式図である。
面検査結果を示す図である。
た図。
Claims (9)
- 【請求項1】 測定物の表面に存在する異物・キズを検
査する表面検査方法において、異物・キズを測定する有
効範囲とその有効範囲を外れた外周範囲との間にスレッ
ショルド信号レベルを設定して、有効範囲を測定してい
るとき、スレッショルド信号レベルを越えたら、その位
置をスタート位置とし、その後、スレッショルド信号レ
ベルを越えたら、その位置をエンド位置とし、スタート
位置とエンド位置との間の測定の仕方と、有効範囲での
測定の仕方とを相違させ、スタート位置とエンド位置と
の間の測定の仕方と有効範囲での測定の仕方とを自動的
に切り替える表面検査方法。 - 【請求項2】 有効範囲内で異物を測定する際には、異
物の存在が検出されたときのみ、反射光量が記憶される
請求項1に記載の表面検査方法。 - 【請求項3】 外周範囲の測定範囲では、反射光量を主
として測定し、反射光量は最小値処理が実施される請求
項1または2に記載の表面検査方法。 - 【請求項4】 有効範囲と外周範囲の各々の測定範囲で
は、任意のサンプリング態様に切り替えることが可能で
あり、測定スピードも可変である請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の表面検査方法。 - 【請求項5】 異物・キズを測定する有効範囲では、異
物・キズのデータの最大値および座標と、スタート位置
と、エンド位置とを測定する請求項1〜4のいずれか1
項に記載の表面検査方法。 - 【請求項6】 外周範囲の測定範囲では、主に測定物の
エッジ部分の最小値および座標と、スタート位置と、エ
ンド位置とを測定する請求項1〜5のいずれか1項に記
載の表面検査方法。 - 【請求項7】 データメモリは、任意のアドレスを1つ
共有化する請求項1〜6のいずれか1項に記載の表面検
査方法。 - 【請求項8】 測定範囲に応じたメモリを使用する請求
項1〜7のいずれか1項に記載の表面検査方法。 - 【請求項9】 光源と、その光源からの光束で被検査表
面を照明する照明光学系と、 該被検査対象物からの反射光を受光する受光光学系と、 受光光学系で受けとられた反射光を受光する受光部と、 スレッショルド信号を設定し、その受光部からの信号を
処理する信号処理部とを有し、 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の表面検査方法を
実行する表面検査装置。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33656697A JP3930129B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 表面検査方法及び装置 |
US09/196,739 US6108078A (en) | 1997-11-21 | 1998-11-20 | Method and apparatus for surface inspection |
US09/613,464 US6331888B1 (en) | 1997-11-21 | 2000-07-10 | Method and apparatus for surface inspection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33656697A JP3930129B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 表面検査方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11153546A true JPH11153546A (ja) | 1999-06-08 |
JP3930129B2 JP3930129B2 (ja) | 2007-06-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33656697A Expired - Fee Related JP3930129B2 (ja) | 1997-11-21 | 1997-11-21 | 表面検査方法及び装置 |
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JP (1) | JP3930129B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006343331A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-21 | Kla Tencor Technologies Corp | 試料のエッジ検査のためのシステム及び方法 |
JP2008032621A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 表面検査装置およびその方法 |
-
1997
- 1997-11-21 JP JP33656697A patent/JP3930129B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006343331A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-21 | Kla Tencor Technologies Corp | 試料のエッジ検査のためのシステム及び方法 |
JP2008032621A (ja) * | 2006-07-31 | 2008-02-14 | Hitachi High-Technologies Corp | 表面検査装置およびその方法 |
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JP3930129B2 (ja) | 2007-06-13 |
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