JPS6038827A - 自動異物検査装置の感度校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハ、及びマスク等の自動異物検査
装置の感度校正方法に関するものである。

〔発明の背景〕

一般的な半導体ウェハ上の異物検査装置は第１図に示す
如く、光源６．試料ウェハ１．光電変換部６．電圧増幅
器７により構成されている。

しかし、光源３の劣化による照明光４の照度変化、光電
変換部６．電圧増幅器７の感度変化が生じた場合（経時
変化）には、異物２からの見掛けの反射光５強度が変化
するので定期的な感度校正を行なう必要がある。

異物検査装置の感度校正は、言い換えれば第１図に示す
如くとなる。異物２の装置検出出力値Ｖｓ（照明光４に
対する、特定異物２からの反射光５強度を光電変換器６
によって出力した値）を常に一定に維持することが目的
である。

しかし、１μｍ程度の微少ない特定異物２を試料上に塗
布し、長時間維持することは困難である。

又、実際の異物２の種類は金属粉、塵埃等の様に種々で
あるが、これらは同一な大きさでも、その反射光強度が
著しく異なる為、特定異物２として実際異物２を用いる
と、複数の異物検査装置間の感度を同一にすることも困
難である。

そこで、校正における異物欠陥の基準として予め大きさ
が明確に測定され、基準照明光４αに対する反射光強度
が、実際の異物欠陥とほぼ等しいビーズ状ラテックス標
準粒子を特定異物２の代わりに用いる方法が一般的であ
る。又、生産現場においても、実際の異物の大きさを特
定の異物検査装置で「標準粒子例μｍ相当の反射光強度
と同等な異物」として、標準粒子径に置き換えている。

ここで、基準照明光４ａは特開昭５２−１３８９８３号
に示しである様な方法により得られる。即ち感度変化の
ない第２光電変換器３０（照度計）により照明光４照度
を測定して光電変換器３０の出力Ｖｃが予め設定した値
Ｖｏになる様に光源６の入力を変化させる方法である。

第２図でこの方法を説明する。半透過鏡５３により、照
明光４の一部は光電変換器６０へ入射する。光源３の劣
化が生じていない初期に予め測られている光電変換器３
０の出力Ｖｏと、校正時の出力Ｖｃｆ比較回路３１で比
較する。電気回路３２はこの比較結果を基に出力がＶｏ
になるまで光源ろの照明輝度を制御する。この時点で半
透過鏡６３ヲ除去し、基準照明光４αが得られ、特定径
の標準粒子からの反射光強度の検出出力８を初期装置感
度と呼ぶ。

次に標準粒子を用いる方法を以下に説明する。

第６，４図に示す如く平滑で清浄な試料面１に、標準粒
子９を純水１０（異物のない清浄な）に攪はんし、クリ
ーンエア１１で吹刊ケ１２乾燥させ塗布する。特定の径
の標準粒子径Ｄｓ　（例えば１μｍ径）の装置検出出力
８Ｖｓの初期相関関係（初期装置感度）をノートに明記
し記録する。経時変化による装置感度校正は、同一径の
標準粒子９′を校正時に再び塗布して、初期のＤｒとＶ
ｇの相関関係になる様、その都度、光源６又は光電変換
の電圧増幅器７の調整により行なう。

しかし、この方法によると吹き付ける手間が掛る上、ク
リーンルーム等の清浄な部屋で塗布を行なう為、部屋を
汚し易すい。又、初期の標準粒子の塗布試料は、標準粒
子の脱落、及び作業者の指紋等の他の異物が付着する為
保存が難しい。さらにこの試料は洗浄できない（標準粒
子が脱落する）等の欠点がある。

その他、従来の経時変化における校正方法として、第５
図に示す如く、試料１表面にレーザ溶解１３、又はエツ
チング化学処理１４によって凹凸を加工した試料を用い
る。即ち、初期校正相関関係を凹凸１５，１４０装置検
出出力値の初期装置感度として記録し、経時変化が生じ
た場合には、その都度、凹凸１３．１４の反射光５強度
を初期装置感度と比較して、照明光源３又は光電変換の
電圧増幅器７の調整を行な−う方法である。

しかし、この方法は初期感度との相対関係（絶対校正で
ない）を示す為、試料の破損によって装置の再校正が不
可能となる。又、レーザ加工時間、エツチング時間等を
制御しても、同一形状が得られない為、（即ち再現性が
ない為）加工した試料毎に校正する必要性がある等の欠
点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来技術の欠点をなくし、自動異物検
査装置における絶対感度校正を安定して簡便に行うよう
にした自動異物検査装置の感度校正方法を提供するにあ
る。

〔発明の概要〕

前述の様Ｋ、従来の校正方法における標準粒子の塗布試
料は吹き付ける作業の手間が掛る上保存が難しく、校正
用試料上に他の異物が付着した場合には洗浄が不可能で
ある。又、エッチング、及び、レーザ加工した試料は、
初期値の相対校正試料である為、破損によって初期装置
感度の再現が出来ない。

本発明の概要を以下（１１〜（４）に示す。

（１）　試料面上に機械加工、レーザ溶解、又はエツチ
ング化学処理等により凹凸傷を加工し、この傷からの基
準照明光に対する反射光の強度（出力電圧値に変換した
値）予め測定されこの表面にこの強度を表示した試料。

及び、この強度をプラスチックシート等の用紙に明記し
、記録された試料。

（２）　前記（１１にお℃・て、傷からの基準照明光に
対する反射光の強度を同一の反射光強度を有する標準粒
子径に置き換えて、明記した試料。

（３）　前記ｉ１１　＋２１において、検査装置に容易
に装着する目的で試料を実検査装置の被検査物、即ち、
ホトマスク、シリコンウェハとした試料３及び、試料が
容易に破損しな℃・目的の為、ホトマスク、シリコンウ
ニハト同一形状、同−厚さの平滑な金属板とした試料。

（４）前記（１］　（２１（３１において、加工される
傷の配置を基盤目状（マトリクス状）、又は円周上等配
位置（環状）等のパターン状、又は数字、文字状に配置
した試料。この目的は、異物検査装置の検査結果の異物
分布を地図状に表示する機能を利用して、他の付着異物
と明確に判別し、簡単に感度調整が行なえる為である。

以上の内容を具備した試料によって、安定して簡便な、
絶対感度校正が可能となる。

〔発明の実施例〕

本発明の具体的実施例として、半導体ウェノ・自動異物
検査装置用校正試料を第６．７．８図に示す。

第６図（α）は、予めシリコンウェハ上にレーザ加工さ
れた傷１３と、予めその傷の初期装置検出出力値１６及
び、その検出出力値と同一の検出出力値を有する標準粒
子径１７に置き換えた大きさをレーザペン、エツチング
等で明記された校正用シリコンウェハ１５を示す。しか
し、レーザペンで文字全書く作業やエツチング処理を省
く為に、標準粒子径１７とその出力値１６とを用紙１８
上に記録する方法でもよい。ただし、この場合には第６
図（ｈ）に示す様に傷１３と用紙上の記録位置が対応し
ていることが望ましい。第６図ＣＬ）右図はその出力値
、標準粒子径を明記した用紙１８である。

異物検査装置に簡単に装着する為、被検査物即ち、第７
図（ａ）はシリコンウェハ・１５に、（ｈ）はホトマス
ク１９に校正用部１３ヲ加工したものを示す。

又、（Ｃ）は破損がしにくい目的でホトマスクと同一形
状で平滑で平坦な鉄板２０に校正用ｇＪ１３を加工した
試料を示す。

以上の校正試料を異物検査装置の校正時に用いることに
より、常に反射強度一定の傷が得られ、この傷からの光
電変換の装置検出出力値を初期装置感度に合せれば、容
易に校正作業が出来る。

しかし、傷１６は大きさ１〜６μｍ程度であり、異物検
査装置に拡大顕微鏡（日立評論昭和５５年１１月・第６
２巻・第１１号１通巻第７０６号第７９１頁参照）が付
属していない場合には、傷１６を探すことが困難であり
、校正時に傷１３を照明光４で照明し、検出出力８Ｖを
測定する作業に長時間を要する。その為、校正皓に異物
検査装置の検査結果の異物分布を地図状に表示する機能
（マツピング機能）ヲ利用する方法を用いる。

第８図（α）　、　Ｃｈ）は、前述の校正用試料の傷１
３′ｆｒ：予め明確にわかる加工配置、たとえば（ａ）
はマトリクス状２１Ｖｃ配置加工した例である。＜ｈ＞
　、　＜ｇ）は傷の大きさを大小順配列２２に加工配置
したものである。この場合には、傷の大きさを環状、又
は横一列で均一圧する必要がある為、従来のレーザ加工
、エツチング処理加工では困難な場合がある。

そこで、ウェハ上に塗布されたホトレジストの光又はＸ
線リソグラフィ、又は電子ビーム描画後の現像処理、エ
ツチング処理により微細かつ安定な凹凸加工プロセス技
術を用いる必要がある。

これらの発明によって、絶対動圧が簡単に、安定して、
短時間に行なえ、試料１５の保存条件も容易となった。

その理由は、第９図（α）　、　（ｂ）に示す如くマト
リクス状に傷を配置した試料を用いれば、装置の異物分
布地図３４の表示によって試料１５の他の異物６５の付
着と明確に判別でき、感度調整が簡単に行なえる故にあ
る。又、校正時に光源３．電圧増幅器７を調整する代わ
りにスライスレベル全調整する方法を用〜・でも良い。

即ち、第８図（ｄ）のＶＬ（図中では例えば、２μ径を
超える出力）スライスレベルを調整して校正を行なって
も、検出粒子径の検出レベルの校正が容易に行なえる。

第８図（Ｃ）　、　＠）でスライスレベルが２μｍｆ超
えるレベルに校正し終えると、異物分布地図３４では、
即ち、第８図（−）では、２μｍ以下の傷は表示せず、
２μｍを超えるレベルの傷がマトリクス状に表示される
ので、作業者は未熟練者でも容易にスライスレベル適当
に調整することにより、かつ簡単に校正作業の確認が出
来る。

又、傷の加工配＠を文字、数字等を形成する様に配置す
れば、たとえば、第１０図（α）は、同一大きさ傷で、
しかもその傷の大きさく傷の装置検出出力をそれと同様
の標準粒子径に置き換えた大きさ）を示す文字６８ヲ形
成する様に加工配置したものである。これにより、前述
のスライスレベルＶｔ調整による校正方法によれば、異
物分布地図出力表示機能によって、第８図（ｈ）に示す
如く、スライスレベルを超える大きさの傷、即ち、傷の
大きさを示す文字が表示される。これにより、スライス
レベルが明確にわかり易く校正作業が容易に行なえる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば前述の基準照明光４
αを必ずしも用いる必要はなく、照明輝度が経時変化に
エリ変化した場合も、電圧増幅器７、又はスライスレベ
ルＶＬの調整で校正が行なえる。

従来の自動異物検査装置の校正方法と本発明の校正方法
と比較して、校正時間が約１／１ｏに低減できた。これ
は、校正試料がその検査装置の被検査物と同等であり、
又、絶対校正（標準粒子径と相対が取れている）である
ことによる。

本発明の校正試料は保存や洗浄が簡単に行なえ、破損し
難い材料である。（請求範囲（３）項の金属板試料を用
いた場合）仮に破損しても、絶対校正試料である為、別
試料で再動圧が可能である。

又、校正時間の短縮法として、マトリクス状に傷の配置
ヲすれば、各々の傷の検出出力波形のピーク値をシンク
ロスコープ等により測定後校正する作業を行う必要はな
く、異物分布地図出力表示機能によって、感度調整が簡
単に短時間に行なえる。

又、本発明によれば、絶対校正の利点を利用して、複数
の異物検査装置の感度を同一にする事も容易にできる。

又、本発明の標準試料は半導体ウェハの他、ホトマスク
でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な半導体ウェハ上の異物検査装置を示し
た図、第２図は従来の感度校正法の一例を示した図、第
３図及び第４図は標準粒子を用いて感度を校正する方法
を示す図、第５図１（α）　、　＜ｂ）は凹凸を加工し
た試料を用いて初期感度校正する場合を示した図、第６
図（α）　、　（ｂ）は本発明に係る自動異物検査装置
用校正試料を示した図、第７図（α）〜（Ｃ）は第６図
（α）　、　（ｈ）とは具なる他の自動異物検査装置用
校正試料を示した図、第８図（α）〜（−）は更に異な
る他の自動異物検査装置用校正試料を示した図、第９図
（α）　、　（ｂ）は更に他の自動異物検査装置用校正
試料を示した図、第１０図（α）　、　（ｈ）は更に他
の自動異物検査装置用校正試料を示した図である。 １；校正用試オＳｌ　２　；異物 ３；光源　４；照明光 ４α：基準照明光　５：異物からの反射光６；光電変換
器　７；増幅器 ８；検出出力値　９；標準粒子 １０；純水　１１；クリーンエア １２；吹付け １３；レーザ加工による傷 １４；エツチング加工による傷 １５；シリコンウェハ １６；明記された検出出力値 １７；明記された標準粒子径 １８；用紙 １９；ホトマスク ２０；鉄板 ２１；マトリクス状罠配置 ２２；大小順に配置 ろ０；光電変換器（照度計） ６１：比較回路 ３２；電気回路 ３３；半過鏡 ３４；モニタ上の異物分布地図表示 ３５；刺着異物 ３６；加工傷の異物分布地図表示 ろ７；付着異物の異物分布地図表示 ろ８；文字を形成する様に配置された傷群代理人弁理士
　高　橋　明　夫 １　（図 第　２　図 第　３１ ］Ｚ 輩剣プ 韮　Ｓ　叱 （ａ）　（４） ｈ　Ｌｏ　面　（久） ３ ）　６　図　（−ｅ−） ）３ 第７図 罵３凹 （α） ＩＩ′７ ６８　図　（Ｃ） ２ 菟８図ｔｔｈ 第　？　圓　（ｅ−） １（ 晃　ｑ　刀　（α） 第　６図（（） 児１０　図（０−） 第１頁の続き

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　試料表面上に機械加工、レーザ溶解等の熱加工、
   又はエツチング等の化学処理により、１個又は複数の凹
   凸価を加工され、この各々の傷からの基準照明光に対す
   る反射光の強度を予め測定した標準試料を用いて自動異
   物検査装置の感度校正を行うことを特徴とする自動異物
   検査装置の感度校正方法。 ２、上記標準試料をホトマスク（ガラス板）とせしめる
   構成とすることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の自動異物検査装置の感度校正方法。 ３、　上記標準試料を半導体ウェハとせしめる構成とす
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動異
   物検査装置の感度校正方法。 ４、上記標準試料を平滑な金属板とせしめる構成とする
   ことを特徴とする特許請求第１項記載の自動異物検査装
   置の感度校正方法。 ５　加工される複数傷を基盤目状（マトリックス状）、
   又は円周上等配位置等のパターン状又は数字９文字状に
   配置する構成とすることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の自動異物検査装置の感度校正方法。