JPH1164234A - Method and device for detecting foreign matter - Google Patents

Method and device for detecting foreign matter

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JPH1164234A
JPH1164234A JP22385897A JP22385897A JPH1164234A JP H1164234 A JPH1164234 A JP H1164234A JP 22385897 A JP22385897 A JP 22385897A JP 22385897 A JP22385897 A JP 22385897A JP H1164234 A JPH1164234 A JP H1164234A
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JP
Japan
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foreign matter
semiconductor wafer
laser beam
detection device
scattered light
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Withdrawn
Application number
JP22385897A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Wada
晃一 和田
Tetsuya Kuitani
哲也 杭谷
Takenao Takojima
武尚 蛸島
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Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect foreign matters adhering to the surface of a semiconductor wafer in distinction from crystal defects, etc., existing on the surface of the semiconductor wafer. SOLUTION: A semiconductor wafer 2 is irradiated with a laser beam 4 from a laser light source 5, and scattered light from the wafer 2 irradiated with the laser beam 4 are detected by means of a plurality of photodetectors 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, and 6f which are arranged so that the angles of elevation to the photodetectors 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, and 6f from the irradiating point 4a of the laser beam 4 on the surface of the wafer 2 may become different from each other. Then, the intensity distribution of the scattered light is acquired by comparing the intensities of the scattered light detected by means of the detectors 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, and 6f with each other.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
表面に付着した異物を検出する異物検出装置、および異
物検出方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foreign matter detecting device and a foreign matter detecting method for detecting foreign matter attached to the surface of a semiconductor wafer.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの不良発生原因は、半導
体ウェーハの表面に付着した異物によるものがその大半
を占めている。それに加えて、今後、デザインルールが
さらに微細化されると、半導体ウェーハ上に形成される
パターン構造が一層微細化されるため、半導体デバイス
の不良発生率の増加が予想されている。
2. Description of the Related Art Most of the causes of defective semiconductor devices are caused by foreign substances adhering to the surface of a semiconductor wafer. In addition, if the design rules are further refined in the future, the pattern structure formed on the semiconductor wafer will be further refined, and it is expected that the failure rate of semiconductor devices will increase.

【0003】そこで、従来から、半導体ウェーハの表面
に付着した異物を検出するために、種々の異物検出装置
が開発されている。図7に、従来の典型的な異物検出装
置を示す。
[0003] In order to detect foreign substances adhering to the surface of a semiconductor wafer, various foreign substance detection devices have been developed. FIG. 7 shows a typical conventional foreign matter detection device.

【0004】図7は、従来の異物検出装置を示す斜視図
である。図7に示すように、従来の異物検出装置101
は、半導体ウェーハ102を載置するステージ103
と、半導体ウェーハ102の表面に斜め方向からレーザ
ビーム104を照射するレーザ光源105と、半導体ウ
ェーハ102上の異物106にレーザビーム104が照
射されて生じる散乱光107を検出するための光検出器
108とを有する。
FIG. 7 is a perspective view showing a conventional foreign matter detection device. As shown in FIG.
Is a stage 103 on which the semiconductor wafer 102 is mounted.
A laser light source 105 for irradiating the surface of the semiconductor wafer 102 with a laser beam 104 from an oblique direction; and a photodetector 108 for detecting scattered light 107 generated by irradiating the foreign matter 106 on the semiconductor wafer 102 with the laser beam 104. And

【0005】上記のように構成された異物検出装置10
1では、まず、レーザ光源105から出射されたレーザ
ビーム104で半導体ウェーハ102の表面を照射しつ
つ、ステージ駆動手段(不図示)によってステージ10
3を図示のX方向もしくはY方向に駆動させる。これに
より、レーザビーム104が半導体ウェーハ102上を
走査する。
[0005] The foreign substance detecting device 10 configured as described above
First, while irradiating the surface of the semiconductor wafer 102 with the laser beam 104 emitted from the laser light source 105, the stage 10 is driven by a stage driving means (not shown).
3 is driven in the illustrated X direction or Y direction. As a result, the laser beam 104 scans over the semiconductor wafer 102.

【0006】このとき、半導体ウェーハ102上に付着
している異物106にレーザビーム104が照射される
と、通常の正反射光109の他に、異物106で反射さ
れた散乱光107が生じる。そこで、光検出器108に
よってその散乱光107を受光することにより、半導体
ウェーハ102の表面に付着した異物106を検出する
ことができる。
At this time, when the laser beam 104 is applied to the foreign material 106 attached to the semiconductor wafer 102, scattered light 107 reflected by the foreign material 106 is generated in addition to the normal regular reflected light 109. Therefore, by detecting the scattered light 107 by the photodetector 108, the foreign matter 106 attached to the surface of the semiconductor wafer 102 can be detected.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、現在では、
鏡面状に研磨された半導体ウェーハの表面に、COP
(Crystal Originated Parti
cle)と呼ばれる結晶欠陥が存在することが知られて
いる。レーザビームがこの結晶欠陥に照射されると、異
物に照射された場合と同様に散乱光が生じる。異物検出
の際には異物と結晶欠陥とを区別することが必要である
が、上記説明したような従来の異物検出装置では両者を
区別することは不可能である。
However, at present,
COP on the mirror-polished surface of the semiconductor wafer
(Crystal Originated Parti
It is known that a crystal defect called cle) exists. When a laser beam is applied to the crystal defect, scattered light is generated in the same manner as when the foreign object is applied. In detecting foreign matter, it is necessary to distinguish between foreign matter and crystal defects, but it is impossible to distinguish between the two with a conventional foreign matter detection device as described above.

【0008】また、半導体デバイスの製造工程中に、半
導体ウェーハの表面にパターン構造が形成された段階
で、半導体ウェーハ表面での異物検出を行う必要があ
る。しかし、微細なパターン構造にレーザビームが照射
されると、特定方向への回折光が発生する。そのため、
光検出器が回折光の回折方向に位置する場合には、回折
光が雑音となって異物からの散乱光と回折光とを区別で
きないので、異物を検出することができない。
Further, during the process of manufacturing a semiconductor device, it is necessary to detect foreign substances on the surface of the semiconductor wafer when a pattern structure is formed on the surface of the semiconductor wafer. However, when a fine pattern structure is irradiated with a laser beam, diffracted light in a specific direction is generated. for that reason,
If the photodetector is located in the diffraction direction of the diffracted light, the diffracted light becomes noise and cannot be distinguished from the scattered light from the foreign matter and the diffracted light.

【0009】そこで本発明は、半導体ウェーハの表面に
付着した異物を半導体ウェーハの表面に存在する結晶欠
陥と区別して検出できる異物検出方法、および異物検出
装置を提供することを目的とする。さらに、半導体ウェ
ーハの表面に形成されたパターン構造の上に付着した異
物を検出することができる異物検出方法、および異物検
出装置を提供することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a foreign matter detection method and a foreign matter detection device capable of detecting foreign matter adhering to the surface of a semiconductor wafer separately from crystal defects existing on the surface of the semiconductor wafer. It is still another object of the present invention to provide a foreign matter detection method and a foreign matter detection device capable of detecting foreign matter attached on a pattern structure formed on the surface of a semiconductor wafer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の異物検出方法お
よび異物検出装置は、結晶欠陥によるレーザビームの散
乱光強度と異物によるレーザビームの散乱光強度とで、
仰角分布の特徴が大きく異なることに着目してなされた
ものである。
According to the present invention, there is provided a foreign matter detection method and foreign matter detection apparatus, comprising:
This is based on the fact that the characteristics of the elevation angle distribution are significantly different.

【0011】図8は、結晶欠陥による散乱光強度と異物
による散乱光強度とを示す模式図である。図8に示す半
導体ウェーハ201の表面には、図示右側に異物202
が付着されており、図示左側には結晶欠陥であるCOP
203が存在している。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the scattered light intensity due to crystal defects and the scattered light intensity due to foreign matter. On the surface of the semiconductor wafer 201 shown in FIG.
Are attached, and on the left side of the figure, COP which is a crystal defect is
203 is present.

【0012】異物202にレーザビーム204aが照射
されて生じた散乱光205aは、レーザビーム照射点2
04a’からの全仰角方向に対してほぼ等しい強度を有
する。一方、COP203にレーザビーム204bが照
射されて生じた散乱光205bは、レーザビーム照射点
204b’からの垂直な仰角方向に強く偏った強度を有
する。
The scattered light 205a generated by irradiating the foreign material 202 with the laser beam 204a
It has almost the same intensity in all directions of elevation from 04a '. On the other hand, the scattered light 205b generated by irradiating the COP 203 with the laser beam 204b has an intensity strongly deviated in a vertical elevation direction from the laser beam irradiation point 204b '.

【0013】そこで、本発明の異物検出方法は、半導体
ウェーハの表面にレーザビームを照射するステップと、
前記半導体ウェーハの表面における前記レーザビームの
照射点からの仰角が互いに異なるように配置された複数
の光検出器によって、前記レーザビームが照射された前
記半導体ウェーハからの散乱光を検出するステップと、
各前記光検出器での前記散乱光の検出強度を互いに比較
して前記散乱光の強度分布を知得するステップとを有す
る。
Therefore, the method for detecting foreign matter according to the present invention comprises the steps of irradiating a surface of a semiconductor wafer with a laser beam;
By a plurality of photodetectors arranged so that elevation angles from the irradiation point of the laser beam on the surface of the semiconductor wafer are different from each other, detecting scattered light from the semiconductor wafer irradiated with the laser beam,
Comparing the intensities of the scattered light detected by the photodetectors with each other to obtain an intensity distribution of the scattered light.

【0014】上記で説明したように、例えば、異物にレ
ーザビームが照射されて生じた散乱光と、結晶欠陥にレ
ーザビームが照射されて生じた散乱光とでは、レーザビ
ームの照射点からの仰角方向における散乱光の強度分布
が異なる。しかし、上記のような異物検出方法によれ
ば、半導体ウェーハ表面の検出物からの散乱光が様々な
仰角方向から検出されるため、検出物からの散乱光の強
度分布を知得することができる。そのため、半導体ウェ
ーハの表面における異物や結晶欠陥等の存在が確認され
る。
As described above, for example, the scattered light generated by irradiating a foreign material with a laser beam and the scattered light generated by irradiating a crystal defect with a laser beam are, for example, elevation angles from the laser beam irradiation point. The intensity distribution of the scattered light in the directions is different. However, according to the foreign matter detection method as described above, since the scattered light from the detected object on the surface of the semiconductor wafer is detected from various elevation angles, it is possible to know the intensity distribution of the scattered light from the detected object. Therefore, the presence of foreign matter, crystal defects, and the like on the surface of the semiconductor wafer is confirmed.

【0015】さらに、前記散乱光の強度分布を知得する
ステップの後に、前記知得された散乱光の強度分布が、
前記レーザビームの照射点からの全仰角方向に対して実
質的に等しい強度を有する場合には前記散乱光を生じさ
せた検出物を前記半導体ウェーハの表面に付着した異物
と判断し、前記レーザビームの照射点からの垂直な仰角
方向に偏った強度を有する場合には前記散乱光を生じさ
せた検出物を前記半導体ウェーハの表面に存在する結晶
欠陥と判断し、前記レーザビームの照射点から特定方向
への強度が強い場合には前記散乱光を生じさせた検出物
を前記半導体ウェーハの表面に形成されたパターン構造
と判断するステップを有する構成とすることにより、半
導体ウェーハ表面の検出物が、半導体ウェーハ表面に付
着した異物と、半導体ウェーハの表面に存在する結晶欠
陥と、半導体ウェーハの表面に形成されたパターン構造
とに区別される。
Further, after the step of obtaining the intensity distribution of the scattered light, the obtained intensity distribution of the scattered light is
If the laser beam has substantially the same intensity in all elevation directions from the laser beam irradiation point, the object that caused the scattered light is determined to be foreign matter attached to the surface of the semiconductor wafer, and the laser beam If the intensity is deviated in the vertical elevation direction from the irradiation point, the object that caused the scattered light is determined to be a crystal defect existing on the surface of the semiconductor wafer, and specified from the irradiation point of the laser beam. When the intensity in the direction is strong, by having a configuration having a step of judging the detection object that caused the scattered light as a pattern structure formed on the surface of the semiconductor wafer, the detection object on the surface of the semiconductor wafer, Foreign substances adhering to the surface of the semiconductor wafer, crystal defects existing on the surface of the semiconductor wafer, and pattern structures formed on the surface of the semiconductor wafer are distinguished.

【0016】加えて、前記半導体ウェーハの表面にレー
ザビームを照射するステップは、前記レーザビームを前
記半導体ウェーハの表面に対して走査させるステップを
有する構成とすることにより、レーザビームの照射点が
半導体ウェーハの表面に付着した異物等に自動的に合わ
せられる。
In addition, the step of irradiating the surface of the semiconductor wafer with a laser beam includes the step of scanning the surface of the semiconductor wafer with the laser beam. It is automatically adjusted to foreign substances and the like attached to the surface of the wafer.

【0017】また、本発明の異物検出装置は、半導体ウ
ェーハが載置されるステージと、前記半導体ウェーハの
表面にレーザビームを照射するレーザ光源と、前記レー
ザビームが照射された前記半導体ウェーハからの散乱光
を検出するための光検出器とを有する異物検出装置にお
いて、前記光検出器は複数設置され、前記各光検出器は
前記半導体ウェーハの表面におけるレーザビームの照射
点からの仰角が互いに異なるように配置されていること
により、上記本発明の異物検出方法が最適に実施され
る。
Further, the foreign matter detecting device of the present invention comprises a stage on which a semiconductor wafer is mounted, a laser light source for irradiating a laser beam on the surface of the semiconductor wafer, and a laser light source for irradiating the semiconductor wafer with the laser beam. In a foreign matter detection device having a light detector for detecting scattered light, a plurality of the light detectors are provided, and each of the light detectors has a different elevation angle from a laser beam irradiation point on the surface of the semiconductor wafer. With such an arrangement, the above-described foreign matter detection method of the present invention is optimally performed.

【0018】さらに、前記半導体ウェーハの表面に対し
て前記レーザビームを走査させるためのレーザビーム走
査手段が備えられている構成とすることにより、レーザ
ビームの照射点が半導体ウェーハの表面に付着した異物
等に自動的に合わせられる。
Further, the laser beam scanning means for scanning the surface of the semiconductor wafer with the laser beam is provided, so that the irradiation point of the laser beam is Etc. automatically adjusted.

【0019】また、前記レーザ光源は、レーザビームを
連続的に照射する連続発振型レーザ光源、もしくは、レ
ーザビームを間欠的に照射するパルス発振型レーザ光源
である構成としてもよい。
Further, the laser light source may be a continuous wave laser light source for continuously irradiating a laser beam or a pulse oscillation laser light source for irradiating a laser beam intermittently.

【0020】さらに、前記レーザビームは前記半導体ウ
ェーハの表面に垂直に前記半導体ウェーハに照射される
構成としてもよく、もしくは、前記レーザビームは前記
半導体ウェーハの表面に対して斜め方向から前記半導体
ウェーハに照射される構成としてもよい。
Further, the laser beam may be applied to the semiconductor wafer perpendicular to the surface of the semiconductor wafer, or the laser beam may be applied to the semiconductor wafer obliquely with respect to the surface of the semiconductor wafer. Irradiation may be adopted.

【0021】さらには、前記レーザビームは特定方向の
偏光成分のみを有する構成としてもよい。
Further, the laser beam may have only a polarization component in a specific direction.

【0022】加えて、複数の前記光検出器の一部もしく
は全部が特定の偏光成分のみを検出する光検出器である
構成としてもよく、複数の前記光検出器の一部もしくは
全部がデテクタアレイ型光検出器である構成としてもよ
い。
In addition, some or all of the plurality of photodetectors may be photodetectors that detect only a specific polarization component, and some or all of the plurality of photodetectors may be a detector array. It is good also as composition which is a type photodetector.

【0023】また、前記異物検出装置で検出された検出
物を観察するための異物観察手段、もしくは前記検出物
の成分分析を行うための異物分析手段の少なくとも一方
が備えられている構成とすることが望ましい。
Further, at least one of foreign substance observing means for observing an object detected by the foreign substance detecting device and foreign substance analyzing means for analyzing a component of the detected object is provided. Is desirable.

【0024】さらに、前記異物観察手段は電子顕微鏡、
イオン顕微鏡、もしくは原子間力顕微鏡であることが好
ましい。
Further, the foreign matter observation means is an electron microscope,
It is preferable to use an ion microscope or an atomic force microscope.

【0025】さらには、前記異物分析手段はX線検出装
置、オージェ電子検出装置、飛行時間型二次イオン質量
分析計、もしくはレーザ・マイクロプローブ質量分析装
置であることが好ましい。
Further, the foreign substance analyzing means is preferably an X-ray detector, an Auger electron detector, a time-of-flight secondary ion mass spectrometer, or a laser microprobe mass spectrometer.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)図1は、本発明の異物検出装置の第
1の実施形態を示す斜視図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a foreign matter detection device according to the present invention.

【0027】図1に示すように、本実施形態の異物検出
装置1は、半導体ウェーハ2を載置するステージ3と、
半導体ウェーハ2の表面に鉛直上方からレーザビーム4
を照射するレーザ光源5と、半導体ウェーハ2の表面に
付着した異物等にレーザビーム4が照射されて生じる散
乱光を検出するための光検出器6a,6b,6c,6
d,6e,6fとを有する。各光検出器6a,6b,6
c,6d,6e,6fは、レーザビーム4の照射点4a
を中心とする円弧上に等角度の間隔をおいて異物検出装
置1に設置されている。すなわち、各光検出器6a,6
b,6c,6d,6e,6fは、レーザビーム4の照射
点4aからの仰角が互いに異なるように、異物検出装置
1に設置されている。
As shown in FIG. 1, a foreign matter detection device 1 of the present embodiment includes a stage 3 on which a semiconductor wafer 2 is mounted,
The laser beam 4 is applied to the surface of the semiconductor wafer 2 from above vertically.
And a light detector 6a, 6b, 6c, 6 for detecting scattered light generated by irradiating the laser beam 4 to a foreign substance or the like attached to the surface of the semiconductor wafer 2.
d, 6e and 6f. Each photodetector 6a, 6b, 6
c, 6d, 6e, and 6f are irradiation points 4a of the laser beam 4.
Are installed in the foreign matter detection device 1 at equal angular intervals on an arc centered at. That is, each photodetector 6a, 6
The b, 6c, 6d, 6e, and 6f are installed in the foreign object detection device 1 so that the elevation angles from the irradiation point 4a of the laser beam 4 are different from each other.

【0028】上記のように構成された異物検出装置1で
は、まず、レーザ光源5から出射されたレーザビーム4
で半導体ウェーハ2の表面を照射しつつ、レーザビーム
走査手段としてのステージ駆動装置(不図示)によって
ステージ3を図示のX方向もしくはY方向に駆動させ
る。これにより、レーザビーム4が半導体ウェーハ2上
を走査し、レーザビーム4の照射点4aを半導体ウェー
ハ2の表面に付着した異物等に自動的に合わせることが
できる。
In the foreign substance detection device 1 configured as described above, first, the laser beam 4 emitted from the laser light source 5
While irradiating the surface of the semiconductor wafer 2, the stage 3 is driven in the illustrated X direction or Y direction by a stage driving device (not shown) as a laser beam scanning unit. Thus, the laser beam 4 scans over the semiconductor wafer 2 and the irradiation point 4a of the laser beam 4 can be automatically adjusted to a foreign substance or the like attached to the surface of the semiconductor wafer 2.

【0029】このとき、半導体ウェーハ2上の異物等に
レーザビーム4が照射されると、異物等でレーザビーム
4が反射され、散乱光が生じる。そこで、光検出器6
a,6b,6c,6d,6e,6fによって様々な仰角
方向から散乱光を検出し、各光検出器での検出強度を比
較して散乱光の強度分布を知得することにより、半導体
ウェーハ2の表面における異物等の存在を確認すること
ができる。
At this time, when the laser beam 4 is irradiated on the foreign matter or the like on the semiconductor wafer 2, the laser beam 4 is reflected by the foreign matter or the like, and scattered light is generated. Therefore, the photodetector 6
a, 6b, 6c, 6d, 6e, and 6f, the scattered light is detected from various elevation angles, and the intensity distribution of the scattered light is obtained by comparing the detection intensities of the respective photodetectors. The presence of foreign matter or the like on the surface can be confirmed.

【0030】図2は、図1に示した異物検出装置を、レ
ーザビームの照射点に異物が存在する状態で示す斜視図
である。
FIG. 2 is a perspective view showing the foreign matter detection device shown in FIG. 1 in a state where foreign matter exists at the irradiation point of the laser beam.

【0031】図2に示すように、異物7にレーザビーム
4が照射されると、異物7でレーザビーム4が反射さ
れ、散乱光8a,8b,8c,8d,8e,8fが生じ
る。図8を用いて説明したように、異物7にレーザビー
ム4が照射されて生じた散乱光8a,8b,8c,8
d,8e,8fは、異物7からの全仰角方向に対してほ
ぼ等しい強度を有するので、全ての光検出器6a,6
b,6c,6d,6e,6fによって検出され、その検
出強度はほぼ一様となる。
As shown in FIG. 2, when the foreign material 7 is irradiated with the laser beam 4, the foreign material 7 reflects the laser beam 4, and generates scattered light 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f. As described with reference to FIG. 8, the scattered light 8a, 8b, 8c, 8 generated by irradiating the foreign material 7 with the laser beam 4
Since d, 8e, and 8f have substantially the same intensity in all directions of elevation from the foreign material 7, all the photodetectors 6a, 6f
b, 6c, 6d, 6e, and 6f, and their detection intensities are substantially uniform.

【0032】図3は、図1に示した異物検出装置を、レ
ーザビームの照射点に結晶欠陥が存在する状態で示す斜
視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the foreign matter detection device shown in FIG. 1 in a state where a crystal defect exists at a laser beam irradiation point.

【0033】図3に示すように、結晶欠陥であるCOP
9にレーザビーム4が照射されると、COP9から散乱
光10a,10b,10c,10d,10e,10fが
生じる。図8を用いて説明したように、COP9にレー
ザビーム4が照射されて生じた散乱光10a,10b,
10c,10d,10e,10fは、鉛直な仰角方向に
強く偏った強度を有するので、高角度に発生する散乱光
10c,10dの強度が最も強く、低角度に発生する散
乱光10a,10fの強度が最も弱い。これに対応し
て、各光検出器で検出される散乱光の受光強度は、光検
出器6c,6dが最も強く、光検出器6a,6fが最も
弱い。
As shown in FIG. 3, COP which is a crystal defect
When the laser beam 4 is irradiated on the COP 9, scattered lights 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, and 10f are generated from the COP 9. As described with reference to FIG. 8, the scattered light 10a, 10b,
Since 10c, 10d, 10e, and 10f have intensities strongly deviated in the vertical elevation direction, the intensity of the scattered lights 10c and 10d generated at a high angle is the strongest, and the intensity of the scattered lights 10a and 10f generated at a low angle. Is the weakest. Correspondingly, the photodetectors 6c and 6d have the strongest received light intensity of the scattered light detected by each photodetector, and the photodetectors 6a and 6f have the weakest received light intensity.

【0034】以上説明したように、半導体ウェーハ2に
付着した異物7からの散乱光は各光検出器での検出強度
が一様であるのに対し、COP9からの散乱光は各光検
出器で検出強度が異なる。従って、半導体ウェーハ2上
の検出物からの散乱光を光検出器で検出し、各光検出器
での散乱光の検出強度を互いに比較して検出物からの散
乱光の強度分布を知得した後に、その知得した検出物に
よる強度分布を、半導体ウェーハ2の表面に付着した異
物7による散乱光の一般的な強度分布、および半導体ウ
ェーハ2の表面に存在するCOP9による散乱光の一般
的な強度分布と対比させて評価することにより、半導体
ウェーハ2の表面に付着した異物7と半導体ウェーハ2
の表面に存在する結晶欠陥とを区別して検出することが
できる。
As described above, the scattered light from the foreign material 7 attached to the semiconductor wafer 2 has a uniform detection intensity at each photodetector, whereas the scattered light from the COP 9 is at each photodetector. The detection intensity is different. Therefore, the scattered light from the detected object on the semiconductor wafer 2 was detected by the photodetector, and the intensity of the scattered light from the detected object was obtained by comparing the scattered light detection intensities of the respective photodetectors with each other. Later, the obtained intensity distribution by the detected object is converted into a general intensity distribution of the scattered light by the foreign matter 7 attached to the surface of the semiconductor wafer 2 and a general intensity distribution of the scattered light by the COP 9 existing on the surface of the semiconductor wafer 2. The foreign matter 7 adhering to the surface of the semiconductor wafer 2 and the semiconductor wafer 2 were evaluated by comparing with the intensity distribution.
Can be detected separately from the crystal defects existing on the surface of.

【0035】図4は、図1に示した異物検出装置を、レ
ーザビームの照射点にパターン構造が存在する状態で示
す斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view showing the foreign matter detecting apparatus shown in FIG. 1 in a state where a pattern structure exists at a laser beam irradiation point.

【0036】パターン構造11は、微細配線等が微小な
間隔をおいて形成されているため、パターン構造11に
レーザビーム4が照射されると、散乱光の一つである特
定方向への回折光12a,12bが発生する。なお、レ
ーザビーム4はその他の方向へ反射、散乱等することは
ない。従って、光検出器6b,6eで各回折光12a,
12bが検出される他には、他の光検出器6a,6c,
6d,6fでは何れの反射光や散乱光等も検出されな
い。
In the pattern structure 11, fine wiring and the like are formed at minute intervals, so that when the pattern structure 11 is irradiated with the laser beam 4, diffracted light in a specific direction, which is one of the scattered lights, is generated. 12a and 12b occur. The laser beam 4 does not reflect or scatter in other directions. Therefore, the diffracted lights 12a, 12a,
12b is detected, other photodetectors 6a, 6c,
In 6d and 6f, neither reflected light nor scattered light is detected.

【0037】一方、図5は、図1に示した異物検出装置
を、レーザビームの照射点に異物およびパターン構造が
存在する状態で示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the foreign matter detecting device shown in FIG. 1 in a state where foreign matter and a pattern structure are present at a laser beam irradiation point.

【0038】図5に示すように、異物7およびパターン
構造11にレーザビーム4が照射されると、異物7でレ
ーザビーム4が反射されて散乱光8a,8b,8c,8
d,8e,8fが生じるとともに、パターン構造11に
よって特定方向への強度が強い回折光12a,12bが
発生する。すると、光検出器6a,6c,6d,6fで
は散乱光8a,8c,8d,8fが一様な強度で検出さ
れる。一方で、光検出器6b,6eでは散乱光8b,8
eとともに回折光12a,12bも検出されるため、光
検出器6b,6eでの検出強度は光検出器6a,6c,
6d,6fでの検出強度よりも大きくなる。
As shown in FIG. 5, when the laser beam 4 is applied to the foreign material 7 and the pattern structure 11, the laser beam 4 is reflected by the foreign material 7 and scattered light 8a, 8b, 8c, 8
d, 8e, and 8f are generated, and the pattern structure 11 generates diffracted lights 12a and 12b having a high intensity in a specific direction. Then, the light detectors 6a, 6c, 6d, and 6f detect the scattered lights 8a, 8c, 8d, and 8f with uniform intensity. On the other hand, the scattered lights 8b, 8
e, the diffracted lights 12a and 12b are also detected, so that the detection intensities of the photodetectors 6b and 6e are equal to the photodetectors 6a, 6c,
It becomes larger than the detection intensity in 6d and 6f.

【0039】従って、半導体ウェーハ2上の検出物から
の散乱光等を光検出器で検出し、各光検出器での散乱光
の検出強度を互いに比較して検出物からの散乱光の強度
分布を知得した後に、その知得した検出物による強度分
布を、半導体ウェーハ2の表面に付着した異物7による
散乱光の一般的な強度分布、および半導体ウェーハ2の
表面に形成されたパターン構造11による回折光の一般
的な強度分布と対比させて評価することにより、たとえ
半導体ウェーハ2の表面に形成されたパターン構造11
の上に異物7が付着している場合でも、検出物を異物7
とパターン構造11とに区別して検出することができ
る。
Therefore, the scattered light from the detected object on the semiconductor wafer 2 is detected by the photodetector, and the scattered light detection intensities of the respective photodetectors are compared with each other. Is obtained, the intensity distribution of the detected object is converted to the general intensity distribution of scattered light due to the foreign matter 7 attached to the surface of the semiconductor wafer 2 and the pattern structure 11 formed on the surface of the semiconductor wafer 2. The evaluation is made in comparison with the general intensity distribution of the diffracted light due to the pattern structure 11 formed on the surface of the semiconductor wafer 2.
Even if the foreign matter 7 is attached on the surface,
And the pattern structure 11 can be detected separately.

【0040】なお、本実施形態の異物検出装置1では六
つの光検出器6a,6b,6c,6d,6e,6fを用
いた例を示したが、設置される光検出器の個数は六つに
限られない。また、各光検出器の配置は、図1等に示し
た配置に限られるものではない。
Although the foreign object detecting device 1 of the present embodiment uses six photodetectors 6a, 6b, 6c, 6d, 6e and 6f, the number of installed photodetectors is six. Not limited to The arrangement of the photodetectors is not limited to the arrangement shown in FIG.

【0041】(第2の実施形態)図6は、本発明の異物
検出装置の第2の実施形態を示す斜視図である。
(Second Embodiment) FIG. 6 is a perspective view showing a second embodiment of the foreign matter detection device of the present invention.

【0042】図1に示すように、本実施形態の異物検出
装置21は、半導体ウェーハ22を載置するステージ2
3と、半導体ウェーハ22の表面に斜め方向からレーザ
ビーム24を照射するレーザ光源25と、半導体ウェー
ハ22の表面に付着した異物等にレーザビーム24が照
射されて生じる散乱光等を検出するための光検出器26
a,26b,26c,26d,26e,26f,26g
とを有する。各光検出器は、レーザビーム24の照射点
24aを中心とする円弧上に等角度の間隔をおいて異物
検出装置21に設置されている。すなわち、各光検出器
は、レーザビーム24の照射点24aからの仰角が互い
に異なるように、異物検出装置21に設置されている。
As shown in FIG. 1, the foreign matter detecting device 21 of the present embodiment comprises a stage 2 on which a semiconductor wafer 22 is mounted.
3, a laser light source 25 for irradiating the surface of the semiconductor wafer 22 with the laser beam 24 from an oblique direction, and a scattered light or the like generated by irradiating the laser beam 24 to a foreign substance or the like attached to the surface of the semiconductor wafer 22. Photodetector 26
a, 26b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g
And Each photodetector is installed in the foreign substance detection device 21 at equal angular intervals on an arc centered on the irradiation point 24a of the laser beam 24. That is, each photodetector is installed in the foreign substance detection device 21 such that the elevation angles of the laser beam 24 from the irradiation point 24a are different from each other.

【0043】上記のように構成された異物検出装置21
では、まず、レーザ光源25から出射されたレーザビー
ム24で半導体ウェーハ22の表面を照射しつつ、ステ
ージ駆動手段(不図示)によってステージ23を図示の
X方向もしくはY方向に駆動させる。これにより、レー
ザビーム24が半導体ウェーハ22上を走査する。
The foreign object detecting device 21 configured as described above
First, while irradiating the surface of the semiconductor wafer 22 with the laser beam 24 emitted from the laser light source 25, the stage 23 is driven in the illustrated X direction or Y direction by the stage driving means (not shown). As a result, the laser beam 24 scans over the semiconductor wafer 22.

【0044】レーザビーム24の照射点24aに異物等
が存在しない場合には、半導体ウェーハ22の表面でレ
ーザビーム24の正反射光24bが生じるだけであり、
何れの光検出器でも反射光や散乱光等は検出されない。
しかし、レーザビーム24の照射点24aに異物、結晶
欠陥、もしくはパターン構造(いずれも不図示)が存在
する場合には、第1の実施形態での説明と同様に散乱光
や回折光が発生する。従って、半導体ウェーハ22上の
検出物からの散乱光を光検出器で検出した後に、各光検
出器の検出強度を互いに比較して検出物からの強度分布
を知得することにより、第1の実施形態と同様に、検出
物を異物と結晶欠陥とに区別して検出したり、検出物が
パターン構造の上に付着した異物であっても、異物とパ
ターン構造とを区別して検出することができる。
When there is no foreign matter or the like at the irradiation point 24a of the laser beam 24, only regular reflection light 24b of the laser beam 24 is generated on the surface of the semiconductor wafer 22,
No reflected light or scattered light is detected by any of the photodetectors.
However, when foreign matter, crystal defects, or a pattern structure (both not shown) are present at the irradiation point 24a of the laser beam 24, scattered light and diffracted light are generated as described in the first embodiment. . Therefore, by detecting the scattered light from the detection object on the semiconductor wafer 22 with the photodetector and comparing the detection intensities of the respective photodetectors with each other to obtain the intensity distribution from the detection object, the first embodiment As in the case of the embodiment, the detection object can be detected by distinguishing between the foreign matter and the crystal defect, and even if the detection object is a foreign matter adhered on the pattern structure, the foreign matter and the pattern structure can be detected separately.

【0045】また、本実施形態の異物分析装置21で
は、レーザ光源25が半導体ウェーハ22の鉛直上方で
はなく斜め方向に設置されているため、半導体ウェーハ
22の鉛直上方にも光検出器が設置されている。そのた
め、半導体ウェーハ22からの散乱光をより多くの角度
から検出することができるので、散乱光の強度分布を一
層正確に知得することができる。
In the foreign substance analyzer 21 of this embodiment, since the laser light source 25 is installed not obliquely above the semiconductor wafer 22 but obliquely, the photodetector is also installed vertically above the semiconductor wafer 22. ing. Therefore, the scattered light from the semiconductor wafer 22 can be detected from more angles, so that the intensity distribution of the scattered light can be more accurately obtained.

【0046】なお、本実施形態の異物検出装置21では
七つの光検出器26a,26b,26c,26d,26
e,26f,26gを用いた例を示したが、設置される
光検出器の個数は七つに限られない。また、各光検出器
の配置は、図6に示した配置に限られるものではない。
In the foreign substance detecting device 21 of the present embodiment, the seven photodetectors 26a, 26b, 26c, 26d, 26
Although the example using e, 26f, and 26g was shown, the number of photodetectors to be installed is not limited to seven. Further, the arrangement of each photodetector is not limited to the arrangement shown in FIG.

【0047】また、第1の実施形態および本実施形態の
異物検出装置1,21では、レーザビーム走査手段とし
て、ステージ駆動装置(不図示)によってステージ3,
23を駆動させることによりレーザビーム4,24が半
導体ウェーハ2,22上を走査する方法を用いた例を示
したが、ステージ駆動装置を用いる代わりに、レーザ光
源駆動装置(不図示)によってレーザ光源5,25を駆
動させ、レーザビーム4,24を半導体ウェーハ2,2
2に対して走査させる構成としてもよい。さらに、レー
ザ光源5,25は、レーザビーム4,24を連続的に照
射する連続発振型レーザ光源、あるいはレーザビーム
4,24を間欠的に照射するパルス発振型レーザ光源の
いずれでもよい。さらに、照射されるレーザビーム4,
24は特定方向の偏光成分のみを有するものであっても
よい。また、複数の光検出器の一部もしくは全部は、特
定の偏光成分のみを検出するものであってもよく、デテ
クタアレイ型光検出器であってもよい。
Further, in the foreign substance detection devices 1 and 21 of the first embodiment and the present embodiment, the stage 3 and the stage 3 are driven by a stage driving device (not shown) as a laser beam scanning means.
Although an example using a method in which the laser beams 4 and 24 scan the semiconductor wafers 2 and 22 by driving the laser light source 23 is shown, instead of using a stage driving device, a laser light source driving device (not shown) is used. 5 and 25 and drive the laser beams 4 and 24 to the semiconductor wafers 2 and 2
2 may be configured to scan. Further, the laser light sources 5 and 25 may be either continuous wave laser light sources that continuously irradiate the laser beams 4 and 24 or pulsed laser light sources that irradiate the laser beams 4 and 24 intermittently. Further, the laser beam 4 to be irradiated
24 may have only a polarization component in a specific direction. Further, some or all of the plurality of photodetectors may detect only a specific polarization component, or may be a detector array type photodetector.

【0048】さらに、第1の実施形態および本実施形態
の異物検出装置1,21に、他の異物観察手段や異物分
析手段の少なくとも一つを組み合わせた構成としてもよ
い。異物観察手段には、電子顕微鏡、イオン顕微鏡、お
よび原子間力顕微鏡等を用いることができ、異物分析手
段には、X線検出装置、オージェ電子検出装置、飛行時
間型二次イオン質量分析計、およびレーザ・マイクロプ
ローブ質量分析装置等を用いることができる。
Further, at least one of the foreign substance observing means and the foreign substance analyzing means may be combined with the foreign substance detecting devices 1 and 21 of the first embodiment and the present embodiment. An electron microscope, an ion microscope, an atomic force microscope, or the like can be used as the foreign substance observation means, and an X-ray detector, an Auger electron detector, a time-of-flight secondary ion mass spectrometer, And a laser / microprobe mass spectrometer.

【0049】ここで、最初に、異物観察手段である電子
顕微鏡、イオン顕微鏡、および原子間力顕微鏡について
説明する。
First, an electron microscope, an ion microscope, and an atomic force microscope, which are means for observing foreign matter, will be described.

【0050】電子顕微鏡は、レーザビーム4,24の散
乱光によって異物や結晶欠陥等の検出物の位置を検出し
た後に、前記異物等に電子銃から電子ビームを照射し、
前記検出物から発生する二次電子もしくは反射電子を検
出することで、前記検出物の二次電子像もしくは反射電
子像を観察するものである。
The electron microscope detects the position of a detected object such as a foreign substance or a crystal defect by the scattered light of the laser beams 4 and 24 and then irradiates the foreign substance or the like with an electron beam from an electron gun.
By detecting secondary electrons or reflected electrons generated from the detected object, a secondary electron image or a reflected electron image of the detected object is observed.

【0051】また、イオン顕微鏡は、上記と同様にして
異物や結晶欠陥等の検出物の位置を検出した後に、前記
検出物にイオン銃からイオンビームを照射し、前記検出
物から発生する二次イオンを検出することで、前記異物
等の二次イオン像を観察するものである。
Further, the ion microscope detects the position of an object such as a foreign substance or a crystal defect in the same manner as described above, and then irradiates the object with an ion beam from an ion gun to generate a secondary beam generated from the object. By detecting ions, a secondary ion image of the foreign matter or the like is observed.

【0052】また、原子間力顕微鏡は、上記と同様にし
て異物や結晶欠陥等の検出物の位置を検出した後に、前
記検出物に探針の先を接近させ、前記検出物と前記探針
とを相対的に移動させながら、前記探針と前記検出物と
の間に働く原子間の相互作用を利用することで、前記検
出物の形状観測を行うものである。
In addition, the atomic force microscope detects the position of a detection object such as a foreign substance or a crystal defect in the same manner as described above, and then moves the tip of the probe close to the detection object, thereby detecting the detection object and the probe. The shape of the object is observed by utilizing the interaction between atoms acting between the probe and the object while relatively moving the object.

【0053】次に、異物分析手段であるX線検出装置、
オージェ電子検出装置、飛行時間型二次イオン質量分析
計、およびレーザ・マイクロプローブ質量分析装置につ
いて説明する。
Next, an X-ray detector as foreign matter analyzing means,
An Auger electron detector, a time-of-flight secondary ion mass spectrometer, and a laser microprobe mass spectrometer will be described.

【0054】X線検出装置は、上記と同様にして異物や
結晶欠陥等の検出物の位置を検出した後に、前記検出物
に電子銃から電子ビームを照射し、前記検出物から発生
するX線を検出することで、前記検出物の成分分析を行
うものである。
The X-ray detector detects the position of a detected object such as a foreign substance or a crystal defect in the same manner as described above, and then irradiates the detected object with an electron beam from an electron gun to generate an X-ray generated from the detected object. Is detected to analyze the components of the detected substance.

【0055】また、オージェ電子検出装置は、上記と同
様にして異物や結晶欠陥等の検出物の位置を検出した後
に、前記検出物に電子銃から電子ビームを照射し、前記
検出物から発生するオージェ電子を検出することで、前
記検出物の成分分析を行うものである。
Further, the Auger electron detection device detects the position of a detection object such as a foreign substance or a crystal defect in the same manner as described above, and then irradiates the detection object with an electron beam from an electron gun to generate the detection object. By detecting Auger electrons, the component analysis of the detected object is performed.

【0056】また、飛行時間型二次イオン質量分析計
は、上記と同様にして異物や結晶欠陥等の検出物の位置
を検出した後に、前記検出物にイオン銃からイオンビー
ムを照射し、前記検出物から発生する二次イオンの飛行
時間を分析することで前記検出物の成分分析を行うもの
である。
Further, the time-of-flight secondary ion mass spectrometer detects the position of an object such as a foreign substance or a crystal defect in the same manner as described above, and then irradiates the object with an ion beam from an ion gun. The component analysis of the detected object is performed by analyzing the flight time of secondary ions generated from the detected object.

【0057】また、レーザ・マイクロプローブ質量分析
装置は、上記と同様にして異物や結晶欠陥等の検出物の
位置を検出した後に、前記検出物にイオン銃からイオン
ビームを照射し、前記検出物から発生する二次イオンを
質量分折器に導いて質量分析を行うことで、前記検出物
の元素分析、および分子構造の解析を行うものである。
Further, the laser microprobe mass spectrometer detects the position of a detected object such as a foreign substance or a crystal defect in the same manner as described above, and then irradiates the detected object with an ion beam from an ion gun. The secondary ions generated from the above are guided to a mass spectrometer to perform mass spectrometry, thereby performing elemental analysis and molecular structure analysis of the detected substance.

【0058】異物検出装置1,21に、上記のような異
物観察手段や異物分析手段を備えることにより、異物等
の検出だけでなく、異物等の形状観察や成分分析等をも
行うことができる。
By providing the foreign substance detecting devices 1 and 21 with the above foreign substance observing means and foreign substance analyzing means, it is possible to not only detect foreign substances and the like, but also perform shape observation and component analysis of the foreign substances and the like. .

【0059】[0059]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の異物検出
方法は、半導体ウェーハの表面にレーザビームを照射す
るステップと、レーザビームの照射点からの仰角が互い
に異なるように配置された複数の光検出器によって半導
体ウェーハからの散乱光を検出するステップと、各光検
出器での前記散乱光の検出強度を互いに比較して散乱光
の強度分布を知得するステップとを有するので、半導体
ウェーハの表面における異物や結晶欠陥等の存在を確認
することができる。
As described above, according to the foreign matter detection method of the present invention, a step of irradiating a surface of a semiconductor wafer with a laser beam and a plurality of elevations from the irradiation point of the laser beam are different from each other. Detecting the scattered light from the semiconductor wafer by the photodetector, and having the step of comparing the detection intensity of the scattered light in each photodetector with each other to obtain the intensity distribution of the scattered light, The presence of foreign matter, crystal defects, and the like on the surface can be confirmed.

【0060】さらに、知得された散乱光の強度分布が、
全仰角方向に対して実質的に等しい強度を有する場合に
は検出物を異物と判断し、垂直な仰角方向に偏った強度
を有する場合には検出物を結晶欠陥と判断し、特定方向
への強度が強い場合には検出物をパターン構造と判断す
るステップを有することにより、半導体ウェーハ表面の
検出物を、半導体ウェーハ表面に付着した異物と、半導
体ウェーハの表面に存在する結晶欠陥と、半導体ウェー
ハの表面に形成されたパターン構造とに区別することが
できる。
Further, the obtained intensity distribution of the scattered light is
If the object has substantially the same intensity in all elevation directions, the detected object is determined as a foreign substance.If the object has an intensity deviated in the vertical elevation direction, the detected object is determined as a crystal defect. When the intensity is strong, the method has a step of judging the object to be detected as a pattern structure so that the object to be detected on the surface of the semiconductor wafer can be made to have a foreign substance attached to the surface of the semiconductor wafer, crystal defects present on the surface of the semiconductor wafer, Can be distinguished from the pattern structure formed on the surface.

【0061】加えて、半導体ウェーハの表面にレーザビ
ームを照射するステップは、レーザビームを半導体ウェ
ーハの表面に対して走査させるステップを有することに
より、レーザビームの照射点を半導体ウェーハの表面に
付着した異物等に自動的に合わせることができる。
In addition, the step of irradiating the surface of the semiconductor wafer with the laser beam includes the step of scanning the surface of the semiconductor wafer with the laser beam, so that the irradiation point of the laser beam adheres to the surface of the semiconductor wafer. It can be automatically adjusted to a foreign substance or the like.

【0062】また、本発明の異物検出装置は、レーザビ
ームが照射された半導体ウェーハからの散乱光を検出す
るための複数の光検出器が半導体ウェーハの表面におけ
るレーザビームの照射点からの仰角が互いに異なるよう
に配置されているので、上記本発明の異物検出方法を最
適に実施することができる。
Further, in the foreign matter detection device of the present invention, a plurality of photodetectors for detecting scattered light from the semiconductor wafer irradiated with the laser beam have an elevation angle from the laser beam irradiation point on the surface of the semiconductor wafer. Since they are arranged so as to be different from each other, the above-described foreign matter detection method of the present invention can be optimally performed.

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

【図1】本発明の異物検出装置の第1の実施形態を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of a foreign matter detection device of the present invention.

【図2】図1に示した異物検出装置を、レーザビームの
照射点に異物が存在する状態で示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing the foreign matter detection device shown in FIG. 1 in a state where a foreign matter exists at an irradiation point of a laser beam.

【図3】図1に示した異物検出装置を、レーザビームの
照射点に結晶欠陥が存在する状態で示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the foreign matter detection device shown in FIG. 1 in a state where a crystal defect exists at an irradiation point of a laser beam.

【図4】図1に示した異物検出装置を、レーザビームの
照射点にパターン構造が存在する状態で示す斜視図であ
る。
FIG. 4 is a perspective view showing the foreign matter detection device shown in FIG. 1 in a state where a pattern structure exists at a laser beam irradiation point;

【図5】図1に示した異物検出装置を、レーザビームの
照射点に異物およびパターン構造が存在する状態で示す
斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing the foreign matter detection device shown in FIG. 1 in a state where foreign matter and a pattern structure are present at an irradiation point of a laser beam.

【図6】本発明の異物検出装置の第2の実施形態を示す
斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a second embodiment of the foreign matter detection device of the present invention.

【図7】従来の異物検出装置を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a conventional foreign matter detection device.

【図8】結晶欠陥による散乱光強度と異物による散乱光
強度とを示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing scattered light intensity due to crystal defects and scattered light intensity due to foreign matter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21 異物検出装置 2,22 半導体ウェーハ 3,23 ステージ 4,24 レーザビーム 4a,24a 照射点 5,25 レーザ光源 6a,6b,6c,6d,6e,6f,26a,26
b,26c,26d,26e,26f,26g 光検
出器 7 異物 8a,8b,8c,8d,8e,8f,10a,10
b,10c,10d,10e,10f 散乱光 9 COP 11 パターン構造 12a,12b 回折光 24b 正反射光
1,21 Foreign particle detector 2,22 Semiconductor wafer 3,23 Stage 4,24 Laser beam 4a, 24a Irradiation point 5,25 Laser light source 6a, 6b, 6c, 6d, 6e, 6f, 26a, 26
b, 26c, 26d, 26e, 26f, 26g Photodetector 7 Foreign matter 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 10a, 10
b, 10c, 10d, 10e, 10f Scattered light 9 COP 11 Pattern structure 12a, 12b Diffracted light 24b Regular reflection light

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体ウェーハの表面にレーザビームを
照射するステップと、 前記半導体ウェーハの表面における前記レーザビームの
照射点からの仰角が互いに異なるように配置された複数
の光検出器によって、前記レーザビームが照射された前
記半導体ウェーハからの散乱光を検出するステップと、 各前記光検出器での前記散乱光の検出強度を互いに比較
して前記散乱光の強度分布を知得するステップとを有す
る異物検出方法。
Irradiating a laser beam on a surface of a semiconductor wafer; and a plurality of photodetectors arranged so that elevation angles from an irradiation point of the laser beam on the surface of the semiconductor wafer are different from each other. A step of detecting scattered light from the semiconductor wafer irradiated with a beam, and a step of comparing the detection intensity of the scattered light with each of the photodetectors with each other to obtain an intensity distribution of the scattered light. Detection method.
【請求項2】 前記散乱光の強度分布を知得するステッ
プの後に、 前記知得された散乱光の強度分布が、前記レーザビーム
の照射点からの全仰角方向に対して実質的に等しい強度
を有する場合には前記散乱光を生じさせた検出物を前記
半導体ウェーハの表面に付着した異物と判断し、前記レ
ーザビームの照射点からの垂直な仰角方向に偏った強度
を有する場合には前記散乱光を生じさせた検出物を前記
半導体ウェーハの表面に存在する結晶欠陥と判断し、前
記レーザビームの照射点から特定方向への強度が強い場
合には前記散乱光を生じさせた検出物を前記半導体ウェ
ーハの表面に形成されたパターン構造と判断するステッ
プを有する請求項1に記載の異物検出方法。
2. The method according to claim 1, wherein after the step of obtaining the intensity distribution of the scattered light, the obtained intensity distribution of the scattered light has an intensity substantially equal to an entire elevation direction from an irradiation point of the laser beam. If it has, the object that caused the scattered light is judged to be foreign matter attached to the surface of the semiconductor wafer, and if it has an intensity deviated in a vertical elevation direction from the irradiation point of the laser beam, the scattering The detected object that caused the light is determined to be a crystal defect existing on the surface of the semiconductor wafer, and when the intensity in a specific direction from the irradiation point of the laser beam is strong, the detected object that generates the scattered light is determined as 2. The foreign matter detection method according to claim 1, further comprising the step of judging a pattern structure formed on a surface of the semiconductor wafer.
【請求項3】 前記半導体ウェーハの表面にレーザビー
ムを照射するステップは、前記レーザビームを前記半導
体ウェーハの表面に対して走査させるステップを有する
請求項1または2に記載の異物検出方法。
3. The foreign matter detection method according to claim 1, wherein the step of irradiating the surface of the semiconductor wafer with a laser beam includes the step of scanning the surface of the semiconductor wafer with the laser beam.
【請求項4】 半導体ウェーハが載置されるステージ
と、前記半導体ウェーハの表面にレーザビームを照射す
るレーザ光源と、前記レーザビームが照射された前記半
導体ウェーハからの散乱光を検出するための光検出器と
を有する異物検出装置において、 前記光検出器は複数設置され、各前記光検出器は前記半
導体ウェーハの表面における前記レーザビームの照射点
からの仰角が互いに異なるように配置されていることを
特徴とする異物検出装置。
4. A stage on which a semiconductor wafer is mounted, a laser light source for irradiating a laser beam on a surface of the semiconductor wafer, and a light for detecting scattered light from the semiconductor wafer irradiated with the laser beam. In a foreign matter detection device having a detector, a plurality of the photodetectors are provided, and each of the photodetectors is arranged so that elevation angles from an irradiation point of the laser beam on a surface of the semiconductor wafer are different from each other. A foreign matter detection device characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 前記半導体ウェーハの表面に対して前記
レーザビームを走査させるためのレーザビーム走査手段
が備えられている請求項4に記載の異物検出装置。
5. The foreign matter detection device according to claim 4, further comprising a laser beam scanning unit for scanning the surface of the semiconductor wafer with the laser beam.
【請求項6】 前記レーザ光源は、レーザビームを連続
的に照射する連続発振型レーザ光源である請求項4また
は5に記載の異物検出装置。
6. The foreign matter detection device according to claim 4, wherein the laser light source is a continuous wave laser light source that continuously emits a laser beam.
【請求項7】 前記レーザ光源は、レーザビームを間欠
的に照射するパルス発振型レーザ光源である請求項4ま
たは5に記載の異物検出装置。
7. The foreign matter detection device according to claim 4, wherein the laser light source is a pulse oscillation type laser light source that irradiates a laser beam intermittently.
【請求項8】 前記レーザビームは前記半導体ウェーハ
の表面に垂直に前記半導体ウェーハに照射される請求項
4から7のいずれか1項に記載の異物検出装置。
8. The foreign matter detection device according to claim 4, wherein the laser beam is applied to the semiconductor wafer perpendicularly to a surface of the semiconductor wafer.
【請求項9】 前記レーザビームは前記半導体ウェーハ
の表面に対して斜め方向から前記半導体ウェーハに照射
される請求項4から7のいずれか1項に記載の異物検出
装置。
9. The foreign matter detection device according to claim 4, wherein the laser beam is applied to the semiconductor wafer from an oblique direction with respect to the surface of the semiconductor wafer.
【請求項10】 前記レーザビームは特定方向の偏光成
分のみを有する請求項4から9のいずれか1項に記載の
異物検出装置。
10. The foreign matter detection device according to claim 4, wherein the laser beam has only a polarization component in a specific direction.
【請求項11】 複数の前記光検出器の一部もしくは全
部が特定の偏光成分のみを検出する光検出器である請求
項4から10のいずれか1項に記載の異物検出装置。
11. The foreign object detection device according to claim 4, wherein a part or all of the plurality of photodetectors are photodetectors that detect only a specific polarization component.
【請求項12】 複数の前記光検出器の一部もしくは全
部がデテクタアレイ型光検出器である請求項4から11
のいずれか1項に記載の異物検出装置。
12. A photo detector according to claim 4, wherein a part or all of said plurality of photo detectors are detector array type photo detectors.
The foreign matter detection device according to any one of the above.
【請求項13】 前記異物検出装置で検出された検出物
を観察するための異物観察手段、もしくは前記検出物の
成分分析を行うための異物分析手段の少なくとも一方が
備えられている請求項4から12のいずれか1項に記載
の異物検出装置。
13. The apparatus according to claim 4, further comprising at least one of foreign substance observing means for observing an object detected by said foreign substance detecting device, and foreign substance analyzing means for analyzing a component of said detected object. 13. The foreign matter detection device according to any one of 12 above.
【請求項14】 前記異物観察手段は電子顕微鏡である
請求項13に記載の異物検出装置。
14. The foreign matter detection device according to claim 13, wherein said foreign matter observation means is an electron microscope.
【請求項15】 前記異物観察手段はイオン顕微鏡であ
る請求項13に記載の異物検出装置。
15. The foreign matter detection device according to claim 13, wherein said foreign matter observation means is an ion microscope.
【請求項16】 前記異物観察手段は原子間力顕微鏡で
ある請求項13に記載の異物検出装置。
16. The foreign matter detection device according to claim 13, wherein said foreign matter observation means is an atomic force microscope.
【請求項17】 前記異物分析手段はX線検出装置であ
る請求項13に記載の異物検出装置。
17. The foreign matter detecting device according to claim 13, wherein said foreign matter analyzing means is an X-ray detecting device.
【請求項18】 前記異物分析手段はオージェ電子検出
装置である請求項13に記載の異物検出装置。
18. The foreign matter detecting device according to claim 13, wherein said foreign matter analyzing means is an Auger electron detecting device.
【請求項19】 前記異物分析手段は飛行時間型二次イ
オン質量分析計である請求項13に記載の異物検出装
置。
19. The foreign matter detecting device according to claim 13, wherein said foreign matter analyzing means is a time-of-flight secondary ion mass spectrometer.
【請求項20】 前記異物分析手段はレーザ・マイクロ
プローブ質量分析装置である請求項13に記載の異物検
出装置。
20. The foreign matter detecting device according to claim 13, wherein said foreign matter analyzing means is a laser microprobe mass spectrometer.
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