JPS61104244A - 半導体ウエハ異物検出装置 - Google Patents
半導体ウエハ異物検出装置Info
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- JPS61104244A JPS61104244A JP22571784A JP22571784A JPS61104244A JP S61104244 A JPS61104244 A JP S61104244A JP 22571784 A JP22571784 A JP 22571784A JP 22571784 A JP22571784 A JP 22571784A JP S61104244 A JPS61104244 A JP S61104244A
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- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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。
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ＬＳＩウェハ、特にＬＳＩ製造中間工程
でのパターン付ウェハ上の微小異物を高速、高感度で検
出するのに好適な異物検出装置に関する。
でのパターン付ウェハ上の微小異物を高速、高感度で検
出するのに好適な異物検出装置に関する。
従来のウェハ上の異物検査装置では（１）レーザ光の一
次元高速走査と試料の並進低速移動の組み合せや（１１
）試料の高速回転と並進低速移動との組合せによるら線
状走査を用いて、試料全面の走査・検出を行っていた。
次元高速走査と試料の並進低速移動の組み合せや（１１
）試料の高速回転と並進低速移動との組合せによるら線
状走査を用いて、試料全面の走査・検出を行っていた。
又、特開昭５７−８０５４（Ｓ（公知例１）では自己走
査型−次元光電変換素子プレイの電気的走査と試料低速
移動を組み合せて上記（１）と同等の走査を実現してい
る。更に、Ａｗｔｏｍａｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｗ
ｉｔ ａｎｄ Ｗａｆｅｒ Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ 。
査型−次元光電変換素子プレイの電気的走査と試料低速
移動を組み合せて上記（１）と同等の走査を実現してい
る。更に、Ａｗｔｏｍａｔｉｃ Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｗ
ｉｔ ａｎｄ Ｗａｆｅｒ Ｉｎ５ｐｅｃｔｉｏｎ 。
Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｔｅ５ｔ 、 Ｖｏｌ 、
４ 、−ｆｉｘ ５ ＋ Ｍαｙ １９８１． ＰＰ６
Ｏ−７０（公知例２）では試料ウェハの半径位置に自己
走査型−次元光電変換素子プレイを配置し、これと試料
の回転移動を組み合せて上記（１１）と同等の走査を実
現している。
４ 、−ｆｉｘ ５ ＋ Ｍαｙ １９８１． ＰＰ６
Ｏ−７０（公知例２）では試料ウェハの半径位置に自己
走査型−次元光電変換素子プレイを配置し、これと試料
の回転移動を組み合せて上記（１１）と同等の走査を実
現している。
しかし、公知例１，２の方法では、個々の光電変換素子
絵素の隣接部に存在する不感帯が異物を走査した場合の
異物の見逃しを避けることが出来ない。厳密にこれをｉ
ける為には、不感帯をカバーする様に複数の光電素子ア
レイを重複して設置する必要がある。これは必要以上に
信号処理回路量を多くして、かつ信頼性を低下させる原
因となる。しかし、光電素子アレイを重複しなくても上
記不感体幅に比べて検出すべき異物の大きさが十分大き
い場合や、光ｉＩ！変換素子絵素幅の合計に比べ不感帯
幅の合計が無視出来る程度に小さい場合には、上記見逃
しは大きな問題とならない。公知例１，２の方法ではこ
のような観点から不感帯による１見逃しは無視している
。
絵素の隣接部に存在する不感帯が異物を走査した場合の
異物の見逃しを避けることが出来ない。厳密にこれをｉ
ける為には、不感帯をカバーする様に複数の光電素子ア
レイを重複して設置する必要がある。これは必要以上に
信号処理回路量を多くして、かつ信頼性を低下させる原
因となる。しかし、光電素子アレイを重複しなくても上
記不感体幅に比べて検出すべき異物の大きさが十分大き
い場合や、光ｉＩ！変換素子絵素幅の合計に比べ不感帯
幅の合計が無視出来る程度に小さい場合には、上記見逃
しは大きな問題とならない。公知例１，２の方法ではこ
のような観点から不感帯による１見逃しは無視している
。
ＬＳＩ製造の中間工程でのパターン付ウェハ上の異物検
査作業は、製品歩留り向上、信頼性向上の為に不可欠で
ある。この作業の自動化は特開昭５５−１４９８２９
、特開昭５４−１０１５９０ 、特開昭５５−９４１４
５．特開昭５６−５（１６５０等の一連の特許に示され
ている様に偏光を利用した検出方法により実現されてい
る。この原理を第１９図〜第２６図を使用して説明する
。
査作業は、製品歩留り向上、信頼性向上の為に不可欠で
ある。この作業の自動化は特開昭５５−１４９８２９
、特開昭５４−１０１５９０ 、特開昭５５−９４１４
５．特開昭５６−５（１６５０等の一連の特許に示され
ている様に偏光を利用した検出方法により実現されてい
る。この原理を第１９図〜第２６図を使用して説明する
。
第１９図に示す如く、照明光４をウェハ１表面に対して
傾斜角度−で射熱したのみでは、パターン２と異物５か
ら同時に反射光と散乱光５゜６が発生するので、パター
ン２から異物５のみを弁別して検出することは出来ない
。そこで照明光４として、偏光レーザ光を使用し、異物
５を検出する工夫を行った。
傾斜角度−で射熱したのみでは、パターン２と異物５か
ら同時に反射光と散乱光５゜６が発生するので、パター
ン２から異物５のみを弁別して検出することは出来ない
。そこで照明光４として、偏光レーザ光を使用し、異物
５を検出する工夫を行った。
第２０図（（１）Ｋ示す如く、ウェハ１上に存在するパ
ターン２にＳ偏光レーザ光４を照射する。（ここで、レ
ーザ光４の電気ベクトル１０がウェハ表面に平行な場合
をＳ偏光レーザ照明と呼ぶ。）一般にパターン２の表面
凹凸は微視的に見ると照明光の波長に比べ十分小さく、
光学的に滑らかであるので、その反射光５もＳ偏光成分
１１が保たれる。従って、Ｓ偏光遮光の検光子１５を反
射光５光路中に設置すれば、反射光５は遮光され、光電
変換素子７には到達しない。一方、第２０図←）に示す
如く、異物５からの散乱光６にはＳ偏光成分１１に加え
てＰ偏光成分１２も含まれる。 。
ターン２にＳ偏光レーザ光４を照射する。（ここで、レ
ーザ光４の電気ベクトル１０がウェハ表面に平行な場合
をＳ偏光レーザ照明と呼ぶ。）一般にパターン２の表面
凹凸は微視的に見ると照明光の波長に比べ十分小さく、
光学的に滑らかであるので、その反射光５もＳ偏光成分
１１が保たれる。従って、Ｓ偏光遮光の検光子１５を反
射光５光路中に設置すれば、反射光５は遮光され、光電
変換素子７には到達しない。一方、第２０図←）に示す
如く、異物５からの散乱光６にはＳ偏光成分１１に加え
てＰ偏光成分１２も含まれる。 。
これは、異物５表面に粗く、偏光が解消される結果、Ｐ
偏光成分１２が発生するからである。従りて、検光子１
５に通過するＰ偏光成分１４を光電変換素子７により検
出すれば、異物５の検出が出来る。
偏光成分１２が発生するからである。従りて、検光子１
５に通過するＰ偏光成分１４を光電変換素子７により検
出すれば、異物５の検出が出来る。
ここでパターン反射光は、第１９図に示す様にレーザ光
４に対してパターン２の長手方向となす角度が直角の場
合には、反射光５は検光子１５により完全に遮光される
が、この角度が直角と異なる場合は完全には遮光されな
い。この考察は計測自動制御学会論文集のＶｏｌ 、１
７ ＃ Ａ ２ ＊ ”２５２ Ａ−Ｐ ２４２ 、１
９８１ 、に述べている。これＫよれば、この角度が直
角より±３０″以内の範囲のパターンからの反射光のみ
が、ウェハ上方に設置した対物レンズに入射するので、
この範囲のパターン反射光５は検光子１５により完全に
は遮光されないが、その強度は２〜５μｍ異物散乱光と
弁別出来る程度に小さいので、実用上問題とならない。
４に対してパターン２の長手方向となす角度が直角の場
合には、反射光５は検光子１５により完全に遮光される
が、この角度が直角と異なる場合は完全には遮光されな
い。この考察は計測自動制御学会論文集のＶｏｌ 、１
７ ＃ Ａ ２ ＊ ”２５２ Ａ−Ｐ ２４２ 、１
９８１ 、に述べている。これＫよれば、この角度が直
角より±３０″以内の範囲のパターンからの反射光のみ
が、ウェハ上方に設置した対物レンズに入射するので、
この範囲のパターン反射光５は検光子１５により完全に
は遮光されないが、その強度は２〜５μｍ異物散乱光と
弁別出来る程度に小さいので、実用上問題とならない。
ここで、偏光レーザ光４の傾斜角度φは１°〜５°程度
に設定している。これは以下に示す理由による。第２１
図に示す実験では、Ｓ偏光レーザ４に対する２μｒｒＬ
φ異物散乱光の検光子１５通過成分１４０強度ｖＳとパ
ターン反射光５の検光子通過成分強ＦＩＶｐヲ対物ｖ
ンＸ ９ （倍８４０４Ｘ、Ｎ、Ａ＝０．５５）を用い
て測定した。実験結果を第２２図に示す。
に設定している。これは以下に示す理由による。第２１
図に示す実験では、Ｓ偏光レーザ４に対する２μｒｒＬ
φ異物散乱光の検光子１５通過成分１４０強度ｖＳとパ
ターン反射光５の検光子通過成分強ＦＩＶｐヲ対物ｖ
ンＸ ９ （倍８４０４Ｘ、Ｎ、Ａ＝０．５５）を用い
て測定した。実験結果を第２２図に示す。
これはレーザ傾斜角度φを横軸にとり、異物・パターン
の弁別比ｖ８／ｖＰをプロットした。同図より傾斜角度
φが５″以下の場合ＫＶＩＩはＶｐと容易に弁別出来る
ので、安定な異物検出が可能となる。又、設計的な事柄
を考慮すると、φ＝１″〜５°が最適である。（特開昭
５６−５０６５０参照）ここで、レーザ光源１５は左右
から２ケ用いているのは、異方性を有する散乱光を発生
する異物に対して安定な検出を可能とする目的から、で
ある。
の弁別比ｖ８／ｖＰをプロットした。同図より傾斜角度
φが５″以下の場合ＫＶＩＩはＶｐと容易に弁別出来る
ので、安定な異物検出が可能となる。又、設計的な事柄
を考慮すると、φ＝１″〜５°が最適である。（特開昭
５６−５０６５０参照）ここで、レーザ光源１５は左右
から２ケ用いているのは、異方性を有する散乱光を発生
する異物に対して安定な検出を可能とする目的から、で
ある。
次にこの検出原理を用いた異物検査方法を第２５〜第２
６図に説明する。
６図に説明する。
第２５図（α）に示す様に、検出範囲を制限する為にス
リット８を試料結像面に設ける。これによりスリット８
の開口部の試料上への投影面積８αの範囲内の散乱光の
みが一度に検出されるので、この面積内でのパターン反
射光Ｐ成分の積算強度１４Ｐに比べて異物散乱光Ｐ成分
１４ｄが十分太きければ、異物５が安定に検出出来る。
リット８を試料結像面に設ける。これによりスリット８
の開口部の試料上への投影面積８αの範囲内の散乱光の
みが一度に検出されるので、この面積内でのパターン反
射光Ｐ成分の積算強度１４Ｐに比べて異物散乱光Ｐ成分
１４ｄが十分太きければ、異物５が安定に検出出来る。
故に、この面積８αは検出すべき異物の大きさく２〜５
μｍ）と同程度の大きさにすれば、検出感度が最適とな
るが、第２５図（ｂ）に示す様な走査回数が多くなり、
長時間の検査時間を有する。逆に開口面積８αを大きく
すると、短時間に検査が出来るが、検出感度が劣化する
結果となる。これを考宕して、現在では面積８αを１０
Ｘ２００μｍ２ として、２〜５μｍの異物を約２分
で（１５０ｍ１６ウエハの場合）検査している。この様
子を第２４図、第２５図を用いて説明する。
μｍ）と同程度の大きさにすれば、検出感度が最適とな
るが、第２５図（ｂ）に示す様な走査回数が多くなり、
長時間の検査時間を有する。逆に開口面積８αを大きく
すると、短時間に検査が出来るが、検出感度が劣化する
結果となる。これを考宕して、現在では面積８αを１０
Ｘ２００μｍ２ として、２〜５μｍの異物を約２分
で（１５０ｍ１６ウエハの場合）検査している。この様
子を第２４図、第２５図を用いて説明する。
まず、第２４図ではウェハ表面の平面図（α）と断面図
（イ）を示す。パターン２には（１）パターンの僅かな
凹みや（４）レーザ光４の照射方向に対して直角以外の
角度を有する個所があり、この個所の各々から僅かな散
乱光Ｐ成分１４Ｐが発生する。
（イ）を示す。パターン２には（１）パターンの僅かな
凹みや（４）レーザ光４の照射方向に対して直角以外の
角度を有する個所があり、この個所の各々から僅かな散
乱光Ｐ成分１４Ｐが発生する。
一方、０．５へ２μｍ程度の大きさの小異物５αと２μ
ｍ以上の大異物５ｋからは、上記（１） 、 （ＩＩ）
の開所の各々に比べて大きな強度のＰ成分１４ｄが発生
する。
ｍ以上の大異物５ｋからは、上記（１） 、 （ＩＩ）
の開所の各々に比べて大きな強度のＰ成分１４ｄが発生
する。
第２５図には、開口８αが試料上を走査した場合の光電
変換素子７の信号出力を示す。同図（α）ではＰ成分１
４Ｐ（回路パターン）及び１４ｄ（異物）の試料上の分
布を示す。この分布上を開口８αが走査すると同図優）
に示す出力を得る。この例では小異物５αとパターン２
のエツジからの出力が同一であるので、破線で示す閾値
はこの出力より高い位置に設定せざるを得ないので、こ
の結果、大異物のみの検出に限定される。
変換素子７の信号出力を示す。同図（α）ではＰ成分１
４Ｐ（回路パターン）及び１４ｄ（異物）の試料上の分
布を示す。この分布上を開口８αが走査すると同図優）
に示す出力を得る。この例では小異物５αとパターン２
のエツジからの出力が同一であるので、破線で示す閾値
はこの出力より高い位置に設定せざるを得ないので、こ
の結果、大異物のみの検出に限定される。
しかし、２５６ＫｂｉｔメモリーＬＳＩに代表される高
集積ＬＳＩの製造においては、１μｍの太きさの異物の
存在が製品歩留りに大きく影響するので、１μｍ異物の
検出感度が必要となる。これは第５図に示す装置で開口
８αを５Ｘ５μｄ以下に制限すれば、前記（ｉｌ 、
（ＩＩ）の散乱光Ｐ成分の積算効果が、開口８αが１０
Ｘ ２００μイの場合に比べて低減されるので、その
結果、１μ扉異物検出が可能 −となる。しかし、
この場合、検査時間が約４０倍となり、製造スルーブツ
トとの同期が取れず、実用化に問題がある。
集積ＬＳＩの製造においては、１μｍの太きさの異物の
存在が製品歩留りに大きく影響するので、１μｍ異物の
検出感度が必要となる。これは第５図に示す装置で開口
８αを５Ｘ５μｄ以下に制限すれば、前記（ｉｌ 、
（ＩＩ）の散乱光Ｐ成分の積算効果が、開口８αが１０
Ｘ ２００μイの場合に比べて低減されるので、その
結果、１μ扉異物検出が可能 −となる。しかし、
この場合、検査時間が約４０倍となり、製造スルーブツ
トとの同期が取れず、実用化に問題がある。
本発明の目的は半導体ウェハ上に存在する微小異物を抜
けなく高速に検出できる半導体ウェハ異物検出装置を提
供するにある。
けなく高速に検出できる半導体ウェハ異物検出装置を提
供するにある。
〔発明の機長〕
即ち、本発明は、半導体ウェハ上に傾斜した方向からほ
ぼ平行なるレーザ光を照明する照明手段と、該半導体ウ
ェハから反射散乱された光を集光させる集光光学系と、
該集光光学系に対して半導体ウェハな走査させる走査手
段と、上記集光光学系によって集光された光を受光する
受光部を配列方向には連続している如く配列し、且つ並
列に出力するように構成した半導体固体撮像素子アレイ
とで構成したことを特徴とする半導体ウェハ異物検出装
置である。
ぼ平行なるレーザ光を照明する照明手段と、該半導体ウ
ェハから反射散乱された光を集光させる集光光学系と、
該集光光学系に対して半導体ウェハな走査させる走査手
段と、上記集光光学系によって集光された光を受光する
受光部を配列方向には連続している如く配列し、且つ並
列に出力するように構成した半導体固体撮像素子アレイ
とで構成したことを特徴とする半導体ウェハ異物検出装
置である。
第１図〜第１８図を用いて本発明の実施例を詳述する。
第１図では、従来例第２６図のスリット８に代り、固体
撮像素子アレイ２０を用いる様子を示す。
撮像素子アレイ２０を用いる様子を示す。
第２図は固体撮像素子アレイ２０の例を説明する。受光
部２０αはシリコンフナトダイオードやＧａＡｒＰ ７
＃ ）ダイオードであり、このうちで特にＰＩＮ接合
型のものが、高速応答性、高感度の特性を有し、本発明
の用途に最適である。各々の受光部（画素）２０αは固
体撮像素子アレイの配列方向に対して傾斜させ、（当然
不感帯２０ｂも傾斜し、）その受光部（画素）２０αの
大きさの幅は５００μｍであり、隣接する画素の間には
幅５０μｍの不感帯２０．６がある。画素数は４０ケを
有している場合、例えば検出系の総合倍率１００倍（対
物レンズ９０倍率４０Ｘとリレーレンズ（図示せず）の
倍率２．５Ｘの場合）とすれば、１画素の大きさは試料
面上で５Ｘ５μｍ（但し傾斜している。）となり、結局
５ Ｘ ２２０μＴＬ２の範囲を検出しながら走査して
いることになり、従来と同程度の検査速度となる。
部２０αはシリコンフナトダイオードやＧａＡｒＰ ７
＃ ）ダイオードであり、このうちで特にＰＩＮ接合
型のものが、高速応答性、高感度の特性を有し、本発明
の用途に最適である。各々の受光部（画素）２０αは固
体撮像素子アレイの配列方向に対して傾斜させ、（当然
不感帯２０ｂも傾斜し、）その受光部（画素）２０αの
大きさの幅は５００μｍであり、隣接する画素の間には
幅５０μｍの不感帯２０．６がある。画素数は４０ケを
有している場合、例えば検出系の総合倍率１００倍（対
物レンズ９０倍率４０Ｘとリレーレンズ（図示せず）の
倍率２．５Ｘの場合）とすれば、１画素の大きさは試料
面上で５Ｘ５μｍ（但し傾斜している。）となり、結局
５ Ｘ ２２０μＴＬ２の範囲を検出しながら走査して
いることになり、従来と同程度の検査速度となる。
この固体撮像素子アレイ２０の効果を第５図に説明する
。比較の為同図（αｌ 、 （ｈ） 、 （Ｃ１に固体
撮像素子アレイ２０の場合を示し、同図（ｄ） 、 （
ｔ）、 ｖｌに第２５図に示す従来例の場合を示す。同
図（α）は固体撮像素子アレイ２０がウニ／Ａ上を走査
して検出する状態を示し、同図（ｂ）は固体撮像素子ア
レイ２０の各々の画素（Ｌ 、 ｊ 、 Ａ 、 ｊ
、 ｍ ）から得られる映像信号’＋ ＋ ７Ｎ ｌ
’＋ ＃ ’１１ ｒｎｌを示し、同図（Ｃ）は各映像
信号’、＋ ７＋ １ ’１１ ’＋ ＊ ”＋を各々
閾値ＶＴ）Ｉで二値化して得られる二値化信号’２１
ｊ２’２ ＋ Ｌ２ ｒ ７７Ｌ２を示す図である。更
に同図（ｄ）はスリ９ト８がウェハ上を走査されて光電
変換素子７で検出する状態を示し、同図（１３は光電変
換素子７から得られる映像信号Ｖを示し、同図ωはこの
映像信号をＶＴＨの閾値で二値化された二値化信号を示
す図である。なお、同図（α１ 、 （ｈ） 、 （１
？３には説明を簡単にするため、画素数を５ケ（’ｔ／
、 Ａ 、 Ｊ−、ｍ ）としている。この図から明
らかなように、画素ルの出力信号ル、を閾値ＶＴＨで二
値化すれば、二値化信号Ａ２は小異物５αでも１となり
、従来に比べて感度向上が得られる。
。比較の為同図（αｌ 、 （ｈ） 、 （Ｃ１に固体
撮像素子アレイ２０の場合を示し、同図（ｄ） 、 （
ｔ）、 ｖｌに第２５図に示す従来例の場合を示す。同
図（α）は固体撮像素子アレイ２０がウニ／Ａ上を走査
して検出する状態を示し、同図（ｂ）は固体撮像素子ア
レイ２０の各々の画素（Ｌ 、 ｊ 、 Ａ 、 ｊ
、 ｍ ）から得られる映像信号’＋ ＋ ７Ｎ ｌ
’＋ ＃ ’１１ ｒｎｌを示し、同図（Ｃ）は各映像
信号’、＋ ７＋ １ ’１１ ’＋ ＊ ”＋を各々
閾値ＶＴ）Ｉで二値化して得られる二値化信号’２１
ｊ２’２ ＋ Ｌ２ ｒ ７７Ｌ２を示す図である。更
に同図（ｄ）はスリ９ト８がウェハ上を走査されて光電
変換素子７で検出する状態を示し、同図（１３は光電変
換素子７から得られる映像信号Ｖを示し、同図ωはこの
映像信号をＶＴＨの閾値で二値化された二値化信号を示
す図である。なお、同図（α１ 、 （ｈ） 、 （１
？３には説明を簡単にするため、画素数を５ケ（’ｔ／
、 Ａ 、 Ｊ−、ｍ ）としている。この図から明
らかなように、画素ルの出力信号ル、を閾値ＶＴＨで二
値化すれば、二値化信号Ａ２は小異物５αでも１となり
、従来に比べて感度向上が得られる。
第４図には、固体撮像素子アレイ２０の各々の画素の信
号処理方法を示す。画素ｉ Ｍ−５の各々の出力は二値
化回路２１で並列に同時に二値化されて、二値化信号（
’１’ ）はＯＲ回路２２に導かれ、少なくても一つの
両輪で異物が検出された場合にＯＲ回路の出力は１ と
なり、異物メモリ２５に入力する。この方法により、４
０ケの画素出力は同時並列処理され、自己走査型撮像素
子を用いた場合に比べて大幅な検査速度及び検出感度の
向上が計れる。
号処理方法を示す。画素ｉ Ｍ−５の各々の出力は二値
化回路２１で並列に同時に二値化されて、二値化信号（
’１’ ）はＯＲ回路２２に導かれ、少なくても一つの
両輪で異物が検出された場合にＯＲ回路の出力は１ と
なり、異物メモリ２５に入力する。この方法により、４
０ケの画素出力は同時並列処理され、自己走査型撮像素
子を用いた場合に比べて大幅な検査速度及び検出感度の
向上が計れる。
しかしながら、固体撮像素子アレイ２０の不感帯２０４
は以下に説明する欠点を生じさせる。この解決策を第５
図〜第８図に示す。即ち、第５図及び第７図に示す様に
固体撮像素子アレイ２０の配列方向と走査方向とが直角
の場合、画素２とｊの間の不感帯２０６と小異物５ｃの
関係が同図の様な場合には、小異物５Ｃを見逃してしま
う。
は以下に説明する欠点を生じさせる。この解決策を第５
図〜第８図に示す。即ち、第５図及び第７図に示す様に
固体撮像素子アレイ２０の配列方向と走査方向とが直角
の場合、画素２とｊの間の不感帯２０６と小異物５ｃの
関係が同図の様な場合には、小異物５Ｃを見逃してしま
う。
そこで、第６図及び第８図に示す如く、固体撮像素子ア
レイ２０の画素２０（Ｚを配列方向にオー イバラッ
プするように不感帯２０ｈに大巾な傾斜を付けて配列す
れば、上記見逃しを避けることが出来る。なお、この傾
斜量は検出しようとする小異物の大きさ以上にしておく
ことが必要となる。
レイ２０の画素２０（Ｚを配列方向にオー イバラッ
プするように不感帯２０ｈに大巾な傾斜を付けて配列す
れば、上記見逃しを避けることが出来る。なお、この傾
斜量は検出しようとする小異物の大きさ以上にしておく
ことが必要となる。
第６図及び第８図では小異物５Ｃは画素ｉ、Ａにより重
複して検出される可能性があるので結果としてダブルカ
ウントされる。しかし、このダブルカウントを避ける方
法として特開昭５６−１５２５４９や特開昭５６−１１
８１８７や特開昭５７−６６５４５や特開昭５６−１２
６７４７や特開昭５６−１１８６４７で述べている方法
を用いればよい。
複して検出される可能性があるので結果としてダブルカ
ウントされる。しかし、このダブルカウントを避ける方
法として特開昭５６−１５２５４９や特開昭５６−１１
８１８７や特開昭５７−６６５４５や特開昭５６−１２
６７４７や特開昭５６−１１８６４７で述べている方法
を用いればよい。
第９図はら線状走査の場合での本発明の適用例を示す。
第１０図は実施例の全体構成を示す。ウェハ１は真空チ
ューブ４１でウェハチャック４０に吸着されながら、Ｘ
ステージ４６及びＸステージ４９によりＸＹ方向に移動
する。固体撮像素子アレイ２０で検出された異物情報は
二値化回路２１、ＯＲ回路２２を経て異物メモリ２５を
包含する制御回路５２に至り５表示装置５５で表示され
る。
ューブ４１でウェハチャック４０に吸着されながら、Ｘ
ステージ４６及びＸステージ４９によりＸＹ方向に移動
する。固体撮像素子アレイ２０で検出された異物情報は
二値化回路２１、ＯＲ回路２２を経て異物メモリ２５を
包含する制御回路５２に至り５表示装置５５で表示され
る。
本発明では画素の大きさを５×５μｍ（但し傾斜してい
る。）程度以下にしているので、ウェハ表蘭のうねりに
起因する焦点ずれが検査中に発生すると、異物検出感度
が著しく低下する。
る。）程度以下にしているので、ウェハ表蘭のうねりに
起因する焦点ずれが検査中に発生すると、異物検出感度
が著しく低下する。
そこで、自動焦点検出部５０により、検査中に焦点ずれ
量を検出して、焦点機構用モータ４３のドライバー５１
にフィードバックする構成を用いることが不可欠である
。この自動焦点機能の原理は第２２回８ＩＣＢ学術講演
会前刷集のＰ２２５〜Ｐ２２４に発表し、及び特開昭５
８−７０５４０に記載されている通りであるが、第１１
図〜第１５図を用いてこの原理を説明する。この方法は
試料上のパターンに影響されずに安定に自動焦点を行う
ことに特徴があるので、本発明には最適である。
量を検出して、焦点機構用モータ４３のドライバー５１
にフィードバックする構成を用いることが不可欠である
。この自動焦点機能の原理は第２２回８ＩＣＢ学術講演
会前刷集のＰ２２５〜Ｐ２２４に発表し、及び特開昭５
８−７０５４０に記載されている通りであるが、第１１
図〜第１５図を用いてこの原理を説明する。この方法は
試料上のパターンに影響されずに安定に自動焦点を行う
ことに特徴があるので、本発明には最適である。
第１１図には自動焦点検出部５０の主要部を示す。
縞ハターンガラス板上の縞パター／６０α、６０菩は各
々対物レンズ９により試料上に投影されるが、各々の合
焦点位置は撮像素子アレイ２０の合焦点に対して若干上
がりすぎ及び下がりすぎに設定されている。各々の縞パ
ターン６０α、６０にの試料上の像は対物レンズ９で拡
大され、半透過ミラー５４ 、６２で反射され、撮像素
子６１の上に結像される。
々対物レンズ９により試料上に投影されるが、各々の合
焦点位置は撮像素子アレイ２０の合焦点に対して若干上
がりすぎ及び下がりすぎに設定されている。各々の縞パ
ターン６０α、６０にの試料上の像は対物レンズ９で拡
大され、半透過ミラー５４ 、６２で反射され、撮像素
子６１の上に結像される。
第１２図（α）はウェハ下りすぎ（Ｚ＜ｏ）の場合、撮
伝素子６１上に結像される投影線パ〃−ンを示し、第１
２図（ｄ）は第１２図（α）に示す場合における撮像素
子６１で検出される映像信号波形を示す。第１２図（ｈ
Ｉは合焦点位置（Ｚ＝０）の場合、撮像素子６１上に結
像される投影パターンを示し、第１２図（ｇｌは第１２
図（ｈ）に示す場合における撮像素子６１で検出される
映像信号波形を示す。第１２図（ε）はウェハ上りすぎ
（Ｚ＞Ｏ）の場合、撮像素子６１上に結像される投影縞
パターンを示し、第１２図（イ）はＰＸ１２図（Ｃ）に
示す場合における撮像素子６１で検出される映像信号波
形を示す。
伝素子６１上に結像される投影線パ〃−ンを示し、第１
２図（ｄ）は第１２図（α）に示す場合における撮像素
子６１で検出される映像信号波形を示す。第１２図（ｈ
Ｉは合焦点位置（Ｚ＝０）の場合、撮像素子６１上に結
像される投影パターンを示し、第１２図（ｇｌは第１２
図（ｈ）に示す場合における撮像素子６１で検出される
映像信号波形を示す。第１２図（ε）はウェハ上りすぎ
（Ｚ＞Ｏ）の場合、撮像素子６１上に結像される投影縞
パターンを示し、第１２図（イ）はＰＸ１２図（Ｃ）に
示す場合における撮像素子６１で検出される映像信号波
形を示す。
従って撮像素子６１の検出信号は撮像素子アレイ２０が
合焦点の場合には縞パターン６０ｃＬと６０ｈに対応す
る個所で等しくなるので両者の差信号は零となる。
合焦点の場合には縞パターン６０ｃＬと６０ｈに対応す
る個所で等しくなるので両者の差信号は零となる。
一方、上がりすぎ（又は下がりすぎ）の場合には撮像素
子２００合焦点からのずれと差信号の出力の大ぎさが対
応するので、第１５図に示すサーボ信号が得られる。同
図では試料面がアルミ面の場合と複雑なパターン（メモ
リーセル面）の場合で差信号の実測例を示す。これによ
り±０５μｍ以内の焦点合せが可能となるので、対物レ
ンズ９の倍率４０Ｘのｗ合には、安定した異物検出が可
能となる。自動焦点機構として、例えば第１０図に示す
ような、モータ４５、斜面４５、球４４、板バネ４２を
用いる構成が簡単である。
子２００合焦点からのずれと差信号の出力の大ぎさが対
応するので、第１５図に示すサーボ信号が得られる。同
図では試料面がアルミ面の場合と複雑なパターン（メモ
リーセル面）の場合で差信号の実測例を示す。これによ
り±０５μｍ以内の焦点合せが可能となるので、対物レ
ンズ９の倍率４０Ｘのｗ合には、安定した異物検出が可
能となる。自動焦点機構として、例えば第１０図に示す
ような、モータ４５、斜面４５、球４４、板バネ４２を
用いる構成が簡単である。
次に本発明の他の一実施例を説明する。即ち第１４図に
示すように受光部２００αを台形に形成して不感帯２０
０ｂを傾斜させて配置しても、また第１５図に示すよう
に受光部２０１αを配列方向にオーバラップするように
千鳥状に配置しても前記実施例と同様な作用効果を達成
することができる。
示すように受光部２００αを台形に形成して不感帯２０
０ｂを傾斜させて配置しても、また第１５図に示すよう
に受光部２０１αを配列方向にオーバラップするように
千鳥状に配置しても前記実施例と同様な作用効果を達成
することができる。
このように固体撮像素子アレイは第１６図、第１７図及
び第１８図に示すように外部ピンへ接続するために、ボ
ンディングパット部２０ｇ 、 ２００ｇ 、
４２０１６、配線２０ｄ 、 ２ｏｏｄ 、 ２ｏ１ｄ
が不可欠であり、受光部（画素） ２０ｉ 、 ２００
ｚ 、 ２０１ｃは受光範囲以上に広くする必要がある
。
び第１８図に示すように外部ピンへ接続するために、ボ
ンディングパット部２０ｇ 、 ２００ｇ 、
４２０１６、配線２０ｄ 、 ２ｏｏｄ 、 ２ｏ１ｄ
が不可欠であり、受光部（画素） ２０ｉ 、 ２００
ｚ 、 ２０１ｃは受光範囲以上に広くする必要がある
。
そこで検出分解能を高める為、光学的遮光部２０６ 、
２００Ｃ，２０１Ｃを印刷等により貼り付け、ボンディ
ングバット部２３ｇ 、 ２００ε、 ２０１ｇや受光
範囲外の個所を遮光することが肝要である。
２００Ｃ，２０１Ｃを印刷等により貼り付け、ボンディ
ングバット部２３ｇ 、 ２００ε、 ２０１ｇや受光
範囲外の個所を遮光することが肝要である。
また、本発明はウェハに限定されず、ホトマスクやレチ
クル等の他の製品の検査にも適用可能である。
クル等の他の製品の検査にも適用可能である。
また画素の大きさの制限は１０Ｘ１０〜１２μｍ程度で
も、１．５μｍ〜２μｍの異物を検出する場合には実用
上差支えないことが実験により確認できている。
も、１．５μｍ〜２μｍの異物を検出する場合には実用
上差支えないことが実験により確認できている。
以上説明したように本発明によれば、被検出対象物を走
査する方向に関係なく、満遍無く撮像することができ、
検査の高速性を維持しつつ、微小異物の検出を高感度か
つ安定に行うことの出来る効果を奏する。
査する方向に関係なく、満遍無く撮像することができ、
検査の高速性を維持しつつ、微小異物の検出を高感度か
つ安定に行うことの出来る効果を奏する。
第１図は本発明の半導体固体撮像素子アレイが用いられ
る異物検査装置の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図に示す半導体固体撮像素子アレイの詳細を示す斜視図
、第５図は本発明と従来例との比較を説明するための図
、第４図は第１図に示す半導体固体撮像素子の出力信号
処理回路を示す図、第５図は不感帯と異物との位置関係
を示す図、第６図は本発明での画素（受光部）と異物と
の位置関係を示す図、第７図は第５図における半導体固
体撮像素子のウェハとの相対的走査方向を示す図、第８
図は第６図における半導体固体撮像素子のウェハとの相
対的走査方向を示す図、第９図は半導体固体撮像素子の
ウェハとの相対的らせん状走査を示す図、第１０図は第
１図に示す実施例を更に具体的に示した構成図、第１１
図は第１０図に示す自動焦点検出部を示す斜視図、第１
２図は自動焦点検出を説明するための図、第１５図は第
１１図に示す自動焦点検出部から得られる差出力と焦点
ずれとの関係を示した図、第１４図及び第１５図は各々
第２図と異なる他の半導体固体撮像素子アレイを示す図
、第１６図は第２図に示すものを具体的に示した図、第
１７図は第１４図に示すものを更に具体的に示した図、
第１８図は第１５図に示すものを更に具体的に示した図
、第１９図はウェハを示す断面図、第２０図は照射され
たレーザ光に対するウニ二上の回路パターンと異物から
の反射状態を示す図、第２１図は従来の異物検出方法の
第１例を示す概略斜視図、第２２図は第２１図で傾斜角
度−を変化させた場合の出力比Ｖ８／ＶＰの測定データ
を示すグラフ、第２３図は従来の異物検出方法の第２例
を示す概略斜視図、第２４図はウェハ上の回路パターン
と異物からの反射状態を示す図、第２５図は第２５図に
示す如くスリットを相対的にウェハ上を走査して得られ
る映像信号の関係等を示す図、第２６図は第２５図に示
す第２例を同様に従来の異物検出方法を示す概略斜視図
である。 （符号の説明） １・・・ウェハ、 ２・・・回路パターン、 ５・・・異物、 ９・・・対物レンズ、 １５・・・検光子、 １５・・・偏光レーザ光源、 ２０・・・光電変換用固体撮像素子アレイ、２０α 、
２００α、２０１α・・・受光部、２０ｂ 、 ２００
Ａ 、 ２０１ｂ・・・不感帯。
る異物検査装置の一実施例を示す構成図、第２図は第１
図に示す半導体固体撮像素子アレイの詳細を示す斜視図
、第５図は本発明と従来例との比較を説明するための図
、第４図は第１図に示す半導体固体撮像素子の出力信号
処理回路を示す図、第５図は不感帯と異物との位置関係
を示す図、第６図は本発明での画素（受光部）と異物と
の位置関係を示す図、第７図は第５図における半導体固
体撮像素子のウェハとの相対的走査方向を示す図、第８
図は第６図における半導体固体撮像素子のウェハとの相
対的走査方向を示す図、第９図は半導体固体撮像素子の
ウェハとの相対的らせん状走査を示す図、第１０図は第
１図に示す実施例を更に具体的に示した構成図、第１１
図は第１０図に示す自動焦点検出部を示す斜視図、第１
２図は自動焦点検出を説明するための図、第１５図は第
１１図に示す自動焦点検出部から得られる差出力と焦点
ずれとの関係を示した図、第１４図及び第１５図は各々
第２図と異なる他の半導体固体撮像素子アレイを示す図
、第１６図は第２図に示すものを具体的に示した図、第
１７図は第１４図に示すものを更に具体的に示した図、
第１８図は第１５図に示すものを更に具体的に示した図
、第１９図はウェハを示す断面図、第２０図は照射され
たレーザ光に対するウニ二上の回路パターンと異物から
の反射状態を示す図、第２１図は従来の異物検出方法の
第１例を示す概略斜視図、第２２図は第２１図で傾斜角
度−を変化させた場合の出力比Ｖ８／ＶＰの測定データ
を示すグラフ、第２３図は従来の異物検出方法の第２例
を示す概略斜視図、第２４図はウェハ上の回路パターン
と異物からの反射状態を示す図、第２５図は第２５図に
示す如くスリットを相対的にウェハ上を走査して得られ
る映像信号の関係等を示す図、第２６図は第２５図に示
す第２例を同様に従来の異物検出方法を示す概略斜視図
である。 （符号の説明） １・・・ウェハ、 ２・・・回路パターン、 ５・・・異物、 ９・・・対物レンズ、 １５・・・検光子、 １５・・・偏光レーザ光源、 ２０・・・光電変換用固体撮像素子アレイ、２０α 、
２００α、２０１α・・・受光部、２０ｂ 、 ２００
Ａ 、 ２０１ｂ・・・不感帯。
Claims (1)
- １、半導体ウェハ上に傾斜した方向からほぼ平行なるレ
ーザ光を照明する照明手段と、該半導体ウェハから反射
散乱された光を集光させる集光光学系と、該集光光学系
に対して半導体ウェハを走査させる走査手段と、上記集
光光学系によって集光された光を受光する受光部を配列
方向には連続している如く配列し、且つ並列に出力する
ように構成した半導体固体撮像素子アレイとで構成した
ことを特徴とする半導体ウェハ異物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59225717A JPH0731129B2 (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 半導体ウエハ異物検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59225717A JPH0731129B2 (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 半導体ウエハ異物検出装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25033494A Division JP2539182B2 (ja) | 1994-10-17 | 1994-10-17 | 半導体ウエハ上の異物検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61104244A true JPS61104244A (ja) | 1986-05-22 |
| JPH0731129B2 JPH0731129B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=16833704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59225717A Expired - Lifetime JPH0731129B2 (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | 半導体ウエハ異物検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731129B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01263539A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-20 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| US5410400A (en) * | 1991-06-26 | 1995-04-25 | Hitachi, Ltd. | Foreign particle inspection apparatus |
| US6064477A (en) * | 1993-02-26 | 2000-05-16 | Hitachi, Ltd. | Method of and apparatus for inspecting reticle for defects |
| JP2010536034A (ja) * | 2007-08-10 | 2010-11-25 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | ウエハーを検査するように構成される装置 |
| WO2013154067A1 (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 検査装置、及び撮像素子 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4638864B2 (ja) * | 2006-12-20 | 2011-02-23 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 試料表面の欠陥検査装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS476397U (ja) * | 1971-02-17 | 1972-09-21 | ||
| JPS5599049A (en) * | 1979-01-24 | 1980-07-28 | Toshiba Corp | Defect detector |
| JPS5686340A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-14 | Hitachi Ltd | Automatic detector for foreign matter |
| JPS5780546A (en) * | 1980-11-07 | 1982-05-20 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Detecting device for foreign substance |
-
1984
- 1984-10-29 JP JP59225717A patent/JPH0731129B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS476397U (ja) * | 1971-02-17 | 1972-09-21 | ||
| JPS5599049A (en) * | 1979-01-24 | 1980-07-28 | Toshiba Corp | Defect detector |
| JPS5686340A (en) * | 1979-12-17 | 1981-07-14 | Hitachi Ltd | Automatic detector for foreign matter |
| JPS5780546A (en) * | 1980-11-07 | 1982-05-20 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | Detecting device for foreign substance |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01263539A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-20 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| US5410400A (en) * | 1991-06-26 | 1995-04-25 | Hitachi, Ltd. | Foreign particle inspection apparatus |
| US6084664A (en) * | 1992-11-30 | 2000-07-04 | Hitachi, Ltd. | Method of and apparatus for inspecting reticle for defects |
| US6064477A (en) * | 1993-02-26 | 2000-05-16 | Hitachi, Ltd. | Method of and apparatus for inspecting reticle for defects |
| JP2010536034A (ja) * | 2007-08-10 | 2010-11-25 | ケーエルエー−テンカー・コーポレーション | ウエハーを検査するように構成される装置 |
| WO2013154067A1 (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-17 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 検査装置、及び撮像素子 |
| JP2013217774A (ja) * | 2012-04-09 | 2013-10-24 | Hitachi High-Technologies Corp | 検査装置、及び撮像素子 |
| US9791380B2 (en) | 2012-04-09 | 2017-10-17 | Hitacthi High-Technologies Corporation | Inspection device and image capture element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0731129B2 (ja) | 1995-04-10 |
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