JPS6269148A - ウエハ異物検査装置 - 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】 ［産業１−の利用分甲ｆ］ この発明は、ブランク膜付きウェハの表面における異物
の４１’　ｊｊｌ（などの検査を自動的にｈうウェハ異
物検査装置に関する。

［従来の技術］ ウェハ１７Ｉｉ物＠杏装置として、尤ビートをウコハ面
に１療射し、ウニ”ｌ１ｉｌ−の、スリ、トのア・（−
千十の視！Ｉｊｆ内の部分からの反射光を、そのア・・
“−千ヤを介して光電素子に入射させ、アバ−、ｆヤの
視野ヲウエハ面１・、において走査方向に移動させ、光
電素子の出カイ１１号に基づきウェハ面における異物の
イｒｆ？な七を判定するＩ（１１式のものがある。

このような従来のウェハ異物検査装置においては、ホト
レノスト膜、アルミニウム蒸着膜などのパターンのない
°ブランク膜か表出１こン皮青さオフたウェハの異物検
合を行う場合、かなり大きな１１（１射角度、例えば３
０１１３．で尤ビームがウェハ面に１１（１射されるよ
うになっている。

［解決しようとする問題点］ 光電素子の出力＜＋’；”Ｊ’には、異物に関係した１
、１号成分の外に、異物とは面接関係しないバンクグラ
・クンド／イズも含まれている。このハックグラウンド
ノイズはできる限り減少させる必′隻があるが、従来装
置はハックグラウンドノイズのレベルカカなり、；’：
、いとともに、ソら物の＋Ｚｉ＋’Ｕｆｌｆを招くよう
なノイズ成分が多いという問題があった。

発明者の研究によれば、従来のウェハ異物検査装置にお
けるバ・ツクグラウンドノイズには、ウェハ表面（ブラ
ンク膜の表面）の状態により決まるノイズ成分だけでは
なく、ブランク膜内部の状態に関係するノイズ成分と、
ブランク膜のドのウェハ素地面の状態に関係するノイズ
成分とが含まれている。

ウェハ表面からの反射光を利用するという１３；処理１
９、最初のノイズ成分を完全に除去することは不１工能
であり、また、その影響も致命的なものではない。しか
し、後の２つのノイＸ’ｌ戊分は、ウェハ内部の状態に
影響されるものであり、直接１コ【検出の原因となるた
め、除去すべきものである。

［発明の目的］ この発明の目的は、そのようなブランク膜の内１部の状
態やウェハ素地面の状態による影響を軒減し、その影響
による異物の１を先検出を防１１シたウェハ異物検査装
置を提供することにある。

Ｅ問題点を解決するための丁；段］ 発明者の研究によれば、従来装置においてはビームの照
射角度が大きいため、ウェハ表面に入射した尤ビームの
−・部がブランク膜の内部に侵入し、ウェハ素地面で反
射され％　ｉｌｌ：びブランク膜を通過しウェハ表面に
出て光電素子に入射するために、前述の好ましくないノ
イズ成分が生じていたことが判明した。

この点に着１１シ、この発明にあっては、光ビームの照
射角度を１・分に小さく選び、ブランク校内への光ビー
ムの侵入を防１１・、する。照射角度を小さくすると、
ウェハ而での光ビームのスポットが長く延びてしまい、
１分な照射密度を得にくいなと、照射角度の決定には種
々の条件を４慮する７認がある。

そのような種々条件も考慮した実験、解析によ（Ｌば、
適切な１１．（１射１的λは１ｊｙから３度の範囲であ
ることか判明した。

′桿約すれば、この発明は、ブランク膜付きウェハの表
面に尤ビームを照射し、該ウェハ面１・、の、スリノ１
−のアパーチャの視野内の部分からの反射光を、１乏ア
バ−千ヤを介して光電素子に入射させ、前記アバ−千ヤ
の視野を前記ウェハ而ｌｔにおいて走合力向に移動させ
、＋ｌｉｆ記光゛心素子の出力（ｒｉ　”Ｊ”に］１（
づき；１；１記ウエハ而における異物のイｒ否などを判
定するウェハ異物検査装置において、前記光ビームを１
度ないし３度の照射角度で前記ウェハ而に１１（１射さ
せるものである。

［イ１用コ このような！ｊ（１射角度であれば、ブランク膜の臨界
角などの関係から、１１（１射光ビー１、のブランク膜
への侵入は実際ト起こらす、前記従来の問題点を解消で
きる。

また、そのような＋１．（４射角瓜の範囲であれば、後
述の実施例におけるように、尤ビートのｊｌ（（射経路
に７リンドリカルレンズを設けるなどの１段を講じれば
、実用１−支障のない照射密度をｊｉＩることができる
。

［実施例］ 以ト、図面を参照し、この発明の・実施例について詳細
に説明する。

第１図は、この発明によるウェハ用異物検査装置の光学
系部分などの構成をｆｆｆ１略化して示す概四図である
。第２図は、同装置の信号系および処理制御系の概要図
である。

まず第１図において、１０はＸ方向に摺動Ｉｌｌ能にベ
ース１２に支持されたＸステージである。このＸステー
ジ１０には、ステッピングモータ１４の回転軸に１結さ
れたスクリュー１６が螺合しており、ステッピングモー
タ１４を作動させることにより、ＸステージＩＯをＸ方
向に進退させることができる。１８はＸステージ１０の
Ｘｈ向位置Ｘに対応したコード（＋’ｒシＪを発／１す
るリニアエンコーダである。

Ｘステージ１０には、Ｚステージ２０かＺ方向に移動１
■能に取り付けられている。その移動丁一段は図中省略
されている。Ｚステージ２０には、被ｌ物としてのウェ
ハ３０が載置される回転ステージ２２が回転１ｆ能に支
持されている。ここで、ウェハ３０としては、ブラ／り
膜付＆ウェハ（鏡面ウニハモＩｌ工能である）またはパ
ターン付きウェハをセットして接合１ｆ能である、２ この回転ステージ２２は、Ｉｌ′ｌ流モータ２４と連結
されており、これを作動させるこ吉により回転せしめら
れようになっている。・二のモータ２４には、その回転
角度位置０に対応したコード信シシ・を出力するロータ
リエンコーダが内蔵されている。

なお、ウェハ３０は、回転ステージ２２に負圧吸着によ
り位置決め固定されるが、そのためのＬ段は図中省かれ
ている。

このｙ３物検杏装置は、偏光レーザ光を利用してウェハ
３０１ｔの異物を自動的に接合するものであり、ウェハ
３０の１・而（彼接合面）に、Ｓ偏光レーザ光が照射さ
れる。そのために、Ｓ偏光レーザ発振＋４３８．３８か
設けられている。３Ｓ偏光レ一ザ発振器３６．３８は、
ある波長のＳ偏光レーザ光を発１１するもので、例えば
波長か８３００　ｔングス１−ロームの゛１′導体し・
−ザ光振器である。

そのＳ偏光レーザ光は、Ｘノ」向よりウェハ；３０の１
．而に１ｌｉｌないし３度の照射角度、例えば約２度の
！！（）射角度φて！ｊ（１射される。このように：！
（１射角度か小さいため、円形断面のＳ偏光し−ザ范の
ビー１、を照射した場合、ウェハ而におけるスポットか
Ｘ〕」向に延びでしまい、１分な１（〈１射−キｊ度を
（すられない。そこで、本実施例においては、Ｓ偏光１
〕−ザ発振器３６．３８の前方に／リント１ｉカルレン
ズ４４．４６を配置し、Ｓ偏光レーザ発振に４から出た
ほぼ円形断面のＳ偏光レーザ光ビームを、２方向につぶ
れた扁平な断面形状のビームにしてウェハ而に１；（１
射させ、スポット形状を円形に近一つけて１府射密度を
高めている３゜ ここで、パターンなしのブランク膜付きウェハ（または
鏡面つ１ハ）の場合、Ｓ偏光レーザ光は、その照射スポ
ット内に異物が７？　４シなければ、はぼ市反射され（
＋Ｉｉｉ　、’ｖＪ：のように、照射角度φか小さいた
め、ウェハ而で反射され、ブランク膜内）ηくにはＳ偏
光レーザ光は侵入しない）、Ｚ方向には反射されないが
、異物かイｒｌ＋すれば、それにより乱反射されてＺ方
向にも反射される。

他ツバパターン付きウェハの場合、ウェハ而に照射され
たＳ偏光レーザ光の反射レーザ光は、そのｊｌ（１射ス
ポツト内にパターンか０７１すれば、Ｚ）」向にも反射
されるが、そのパターンの而は微視的に・１４滑である
ため、反射レーザ光はほとんどＳ偏光成分たけである。

これに対し、′間物の表面には・股に微小な凹、Ｉｌ＋
があるため、照射スポット内に顕物がｈ存すると、照射
されたＳ偏光し〜ザ尤は散乱して偏光方向が変化し、反
射レーザ光には、Ｓ偏光成分の外に、Ｐ偏光成分をかな
り含まれることになる。

このような現象に着１１シ、このウェハ異物検合装置に
おいては、パターン付きウェハの場合には、ウェハ而か
らのＺ方向への反射レーザ光に含まれるＰ偏光成分のレ
ベルにノ、（づき、′ｌｌｌ１物の（Ｉ’　ｊＱ（ドア
、！物のサイズを検出する。

他ツバブランク膜付きウェハ（鏡面ウェハも含む）の場
合には、検出感度を増大させるために、Ｚ方向へのＳ偏
光反射レーザ光およびＰ偏光反射レーザ光のレベルに基
づき、異物のイｒｆ′？およびナイスを検出する。ここ
で、前述のようにＳ偏）しレーザ光のブランク膜内への
侵入がなく、ブランク膜内部およびウェハ素地面の状態
によってＳ偏光レーザ光の反射が影響されないめ、ウェ
ハ表面の異物を１Ｆ確に検出できる。

＋ｌＦび第１図をＧ　！！、（（する。ウェハ而からの
反射レーザ光は、））；１記原理に従い異物を検出する
検出系５０と、ウェハの１１視観察のための顕微鏡５２
とに」（通の光学系に入射する。すなわち、反射レーザ
光は、対物レンズ５４、ハーフミラ−５６、プリズム５
８を経由して４５度プリズム６０に達する。

また、［１視観察のためにランプ７０が設けら１１てい
る。このランプ７０から出た１げ視光により、ハーフミ
ラ−５Ｂおよび対物レンズ５４を介してウェハ而か照明
される。また、４５度プリズム６０と６０度プリズト６
２とは、光路途中に入才ｌ替えられる構造になっており
、検査ＩＲＩには４５１ｙブリズノ、６０が、１１視１
１冒こは６０１リブリスｌ、６２か、それぞれ光路中に
入る。

プリズム６０を経１１１して顕微鏡５２側に入射したＩ
Ｉｆ視反射反射、６０度プリズム６２、フィールドレン
ズ６４、リレーレンズ６６を順に通過して接眼レンズ６
８に入射する。したがって、接眼レンズ６８より、ウェ
ハ３０を１分大きな倍率で１１１Ｊ察するこ七ができる
。この場合、視１１ｆの中心に、ウェハ而１“、のＳ偏
光レーザ光スボ、トの範囲が（１′Ｉ置する。

土だ、プリズム５８を通してウェハ３０を低倍率で観察
することもできる。

プリズム６０を経由して検出系側に入射した反射レーザ
光は、スリット７２に設けられた４つのアバー千ヤ７４
を通過し、分Ｍミラー８８に入射する。

ここで、ウェハ３０がパターンイ・１きウェハの場合に
は、Ｓ偏光カットフィルタ８６（偏光板）か？：）−；
８６’により小す位置に移動せしめられるため、アバ−
チャ７４を通過した反射レーザ光のＰ偏光成分だけが抽
出され、分離ミラー８８に人射ｔ６゜ウェハ３０がブラ
ンク膜付きウェハ（または鏡面ウェハ）の場合、Ｓ偏光
カットフィルタ８８は実戦で小す位置に移動せしめられ
るため、反射レーザ光のＳ偏光成分もＰ偏光成分も分離
ミラー８８に入射する。

８７はＳ偏光カプトフィルタ８６を移動させるためのソ
レノイドである。

スリット７２の４つのアパーチャア４は丁・島状に配置
されており、分離ミラー８８は四角錐状の四面鏡である
。分離ミラー８８０入射而１−における各アバー千ヤ７
４の視野７４Ａは、第３図に小すように、分４Ｆ　ミラ
ー８８の特定の鏡面８８　Ａ　ｌ・。

に入るような位置関係におかれている。したがって、各
アパーチャア４を通過した反射レーザ光は、対応する鏡
面８８Ａに入射し、’！：いにほぼ直交する方向に分離
されて反射される。分離ミラー８８の１−ド左右には、
各アパーチャア４と対応したホトマルチプライヤ９０（
光電素Ｊ′）が設けられている。各鏡面８８Ａにより反
射されたレーザ光は、々・を応したホトマルチプライヤ
９０にそれぞれ人射し、光電変換される。

このよう（こ、アパーチャア４を丁、１．−状に配置し
たため、１１１中な分離ミラー８８（光分離り段）によ
り、４つのアバー千ヤ７４の通過レーザ光を・度に分離
して対応したホトマルチプライヤ９０に入射させること
ができる。

ここで、例えば、４つのアパーチャア４を第９図に小す
ように曲線的に配置した場合、ミラーまたはプリズＩ、
などにより、　・度に分離することは困難である。（ｌ
■、’ｉ￥ならば、アバー千ヤ７４とミラーまたはブリ
スノ、との相対位置の、ごｌＸ′を著しく小さく抑えな
い出、不ｉ凶当な位置で分離されてしまうし、圭た、そ
の１．！【差条件を満足できると仮定しても、後述する
ように、各アパーチャア４を国事のようにある）」向（
正合）」向に対し面会する力面）に部分的に小ねる必“
冴があるため、分離境界が曲線的でなく、ンｄ形のミラ
ー圭たはプリズムが必°畏となるからである。

そこで、このような直線的配列の場合には、第９図にお
ける■の位置を境にして１＋Ｉｔｉｌ＋の尤′Ｊ″）４
４１を１１・い、さらに■の位置を境にして２同１１の
光分離を杓う必゛冴がある。これでは、ミラーまたはプ
リズムが３個以１・、２冴になるとともに、２回のＪ叉
射または屈折によるボケが生じやすい。また、各回の分
離に関して、　・度に分離する場合と同様に位置誤差に
よる影響を受けやすいため、分離１が不完全になりやす
い。

これに対して、Ｔ’（、’ａ配列の場合、第３図から明
らかなように、隣接した各アパーチャの間隔が直交する
各方向とも１・公人きくなるため、前記のような部用な
分離ミラー８８により光分離を　・度に行うことができ
る。また、アパーチャア４と分離ミラー８８との相対位
置１コ【差をそれほど厳密に制限しなくても、完全な分
離がＩｌｌ能である。

また、ホトマルチプライヤ９０はかなり人望であるが、
分Ｍミラー８８の１・、ド左右に配置されるタメ、最少
のスペースですむ。

さて、各ホトマルチプライヤ９０から、それぞれの入射
光：１１に比例した値の検出４１１号が出力される。後
述のように、各ホトマルチプライヤ９０の出力４＋ｊ−
Ｊはノ用ｐされ、そのＪＪＩ＋’３’された４１：”Ｊ
のレベルにノ、（づき、ウェハ而（厳密には、各アパー
チャア４の視野内の部分）における異物のイ１無が判定
され、また異物が存７Ｉする場合は、そのＬ’；”）の
レベルからなｉ物の粒径が判定される。

ここで、ｙＬ！物検査は、前述のようにウェハを回転さ
せつつＸ方向（゛１′径力向）に送りながら行われる。

そのようなウェハ３０の移動に従い、第４図に小すよう
に、Ｓ偏光レーザ尤のスボ、ノド３０Ａはウェハ３０の
１−而を外側より中心へ向かって螺旋状に移動する。検
出系５０と顕微鏡５２は静屯しており、アパーチャア４
の視野はスポット３０Ａ内に含まれ、またスポット３０
Ａの全体または中心部分は顕微鏡５２の視野内に入る。

すなわち、ウェハ而は螺旋正合される。

スリット７２の各アパーチャア４のウェハ而における視
野７４Ｂは、第５図に小すごとく丁・１．゛−配装とな
る。国事のように、隣合う了パーチャの視！１ｌｆ−７
４Ｂは、走査ノ１″向（θツノ向）に対して中面な方向
、すなわｔ′）Ｘ　Ｊｉ向にαたけ市なっ゛でいる。そ
して、βはウェハのＸ方向（１′径）」向）への送りピ
ッチより人きい。したがって、ウェハ而は　一部小複し
て走査されることになる。

さて、前記ホトマルチプライヤから出力される信吋には
、異物に関係したイ８１号′成分の外に、被検査面の状
幡などによって決まるバックグラウンドノイズも含まれ
ている。その信号゛のＳ／Ｎを１・、げ、微小な異物の
検出をＩＩ）能とするためには、スリ。

トのアパーチャを小さくする２殼がある。しかし、従来
のウェハ異物検査装置ｖＸのようにアパーチャが１つの
場合、アパーチャが小さいと、走査線（アパーチャ視野
の軌跡）のビリチを小さくしなければならず、ウェハ而
全体を走査して検査するための時間が増加する。

そこで、本実施例では、アパーチャを４つ設け、全アバ
−千ヤの総合視！ＦＦの走査方向と屯直なツノ向の幅β
を拡げることにより、アパーチャを小さくした場合にお
ける正合線ピ、千を増加させ、以て検出能の向り己正合
検合時間の短皆１を達１戊している。

なお、ソに物のン、３力性による検出１具差をなくすた
め、後述のように、異なるｌＪ向から！ｊ（１射した散
乱光を検出している各ホトマルチプライヤの出カイ１゜
−シを加算するようにしている。

次に、このウェハ異物検査装置の信吋系および処理制御
系について、第２図を参照して説明する。

まず、信号系について説明する。前記各ホトマルチプラ
イヤ９０の出力Ｌｊ−Ｊは加算増幅器１００により加ｐ
増幅され、レベル比較回路１０２に人力される。

ここで、ウニハト、の異物の粒径、ト、ホトマルチプラ
イヤ９０の出力信ジノ°レベルとの間には、第６図に／
ｊ＜すような関係がある。この図において、Ｌ／、Ｌ２
１Ｌ、］はレベル比較回路１０２．１０６の閾値である
。

レベル比較回路１０２は、それぞれの入力（＋ｊ’７の
レベルを各閾値と比較し、その比較結束に応じた論理レ
ベルの閾値χ、１応の出力信−じを送出する。

すなわち、閾イｔ／′ＩＬｔ　、　　Ｌ２　、　　ＬＳ
に対応する出力信号Ｏｔ　＋　ｏ２．ｏ３の１Ω理レベ
ルは、その閾値以１“、のレベルの信号が人力した場合
に“ｌ”となり、入力（１１号・レベルが閥値未病のと
きに°°０゛となる。したがって、例えば、入カイ１１
吋レベルか閾値Ｌ！未満ならば、出カイ、：号はすへて
“°０″となり、入力信シシ・レベルが閾値ＬＳ以ｌ−
で閾値り、３未Ｉ菌ならば、出カイ、；号・はＯｌと０
２が“ｌ”、０．３が“０″９となる。

このように、出力信号ｏ、、０２＋、０．３は、入力信
シ」・のレベル比較結果を小す２進コードである。

レベル比較回路１０２の出力４＋、”Ｊは、コードＬ（
Ｏｌを最上位ビーノドとした２進コード）として、処理
制御系とＬＳ”Ｊ″系とのインターフェイスを１″Ｊる
インターフェイス回路１０８に人力される。

このインターフェイス回路ｌＯ８には、前記ロークリエ
ンコーダおよびリニアエンコーダから、各１１．’１点
における回転角度位置ＯおよびＸ　／Ｊ’ｌｉｉ　（゛
ｌ’径方向）装置Ｘの情報を小す信号（２進コード）が
、バッフ１回路１１０．１１２を介し入力される。これ
らの人力コードは、−走の周期でインターフェイス回路
１０８内部のあるレジスタに取り込まれ、そこに　・１
１１１的に保持される。

また、インターフェイス回路１０８の内部には、処理制
御系よりモータ１４，２４およびソレノイド８７の制御
情報がセットされるし／ジスタもある。

このレジスタにセントされた制御情報に従い、モータコ
ントローラ１１Ｂによりモー９１４．２４の小動制御が
行われ、またツレ／イドドライバ１１７によりソレノイ
）’８７の駆動制御が１１われる。

−）ぎに、処理制御系について説明する。この処理制御
系はマイクロプロセッサ１２０．ＲＯＭＩ２２、ＲＡＭ
１２４、フロッピーディスク装置１２６、Ｘ−Ｙプロッ
タ１２７、ＣＲＴディスプレイ装置１２８、キーボード
１３０などからなる。

１３２は７ステｌ、バスであり、マイクロブロセ。

す１２０、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４、前記インター
フェイス回路１０ｇが＋ｉ’＋接的に接続されでいる。

キーボード１３０は、オペレータか各種指令やデータを
人力するためのもので、インターフェイス回路１．３４
　：ｚ・介ｊ７て・（デーノ、バス１３２に接続され′
Ｃいる。゛）［１ノビ−ディスク？装置１２Ｇは、オベ
レーｊ（′、ゲンス戸ムや′萬神処理プ０グラム、構台
結束データなとを格納するものであり、フロ、ビーディ
人りコントローラｊ３６を介しンス戸ムバス１３２ζこ
接続、＼れている１、この’ｌｄ＃ｔｘ検杏装置が検合
されるき、オペレーティングシステムがフロッピーディ
スク装置１２ＢからＲＡＭ　１２４の７ステｌ、領域１
２　ｌＩ　Ａヘロードされる。その後、フロッピーディ
スク装置１２６に格納され゛ごいる各種処理ゾログラノ
、のうち、７認な１つ以１・、の処理ブｔ」グラノ、が
ＲＡＭ１２４のプロゲラ１．領域１２４Ｂヘロードされ
、マイクロプロセッサ１２０により天１Ｊされる。処理
途中のデータなとはＲＡＭ１２４の作γ領域に・時的に
記憶される。処理４，１７１データは、最終的にフロ、
ビーディス７装置１２（３へ転送され格納さねる。

ＲＯＭ　１２２には、文字、数字、記号などのド、トバ
クーンか格納されている４、 ＣＲＴディスプレイ装置１２８は、オペレータとの対話
のための各種メ、セーンの大小、異物マ、ブやその他の
データの大小などに（す用されるものであり、その人事
データはビデオＲＡＭ　１３８にピノ！・マ・ノブ展開
される。１４０はビデオコントローラであり、ビデオＲ
ＡＭ１３８の書込み、読出しなどの制御の外に、ド、ノ
ドパターンに応じたビデオ信号の発生、カーソルパター
ンの発生などを１１６゜このビデオコントローラ１４０
はインターフェイス回路１４２を介してシステムバス１
３２に接続されている。カーソルのアドレスを制御する
すこめのカーソルアドレスポインタ１４０Ａがビデオコ
ントローラ１４０に説けられているが、このポインタは
キーボード１３０からのカーソル制御４１０号に従いイ
ンクリメントまたはデクリメントされ、またマイクロプ
ロセッサ１２０によりアクセス１■能である。

Ｘ−Ｙプロッタ１２７は異物マツプなとの印刷出力に便
用されるものであり、ブロックコントローラ１３７を介
してシステムバス１３２に接続されている。

次に、異物検査処理に−）いて、第８図のフローチャー
トを参ｊｉ（ｉ　Ｌながら説明する。ここでは、５Ｉ＋
′。

物の自動検査、１１視観察、印刷な、とのノジーブをオ
ペレータが指定する型式乏しているが、これは飽くまで
　例である。

回転ステージ２２の所定位置１６ニウＬハ′Ｌ３０をセ
ットした状態で、オペレータかキーボーＦ　１３０より
検査開始を指令すると、検＾処理プログラノ、がフロ、
ビーディスク装置１２６からＲＡＭ１２４のブログラノ
２領域１２４Ｂ−＼ロー・・ド）れ、走り始める。

マス、マイクロプロセＩす１２０は、初期住処Ｐｌ！？
ｉ・う。具体的には、ＸステーンｌＯおよび回転ステー
ジ２２を初１！Ｊ１位置に位置決めさせるためのモータ
制御情報、および、ウェハ３０がパターン付きウェハの
場合にはＳ偏光カッドノイル＜／８６を符弓８６°の位
置に移動させ、つ１ハ３０がブランク膜付きウニ・＼（
または鏡面ウニ・））の場合にはＳ偏光りノ１゛ノイル
タ８６を実線（）°Ｉ置へ移動させるためのソレノイド
制御情報が、インターフェイス回路１０８の内部レジス
タにセ、１−される。

このモータ制御情報に従い、モータコントローラ１１６
がモータ１４，２４を制御し、各ステージを初期も°Ｉ
置に移動させる。同様に、ソレノイドドライバ１１７は
、ツレ／イド制御情報に従い、ソレノイド８７を付勢ま
たは消勢する。また、マイクロプロセッサ１２０は、後
述のテーブル、カウンタ、検査データのバッフｒなどの
ための記憶領域（第２図参照）をＲＡＭ１２０＋−に確
保する（それらの記憶領域はクリアされる）。

１−記テーブル（テーブル領域１２４１）に作成される
）の概念図を第７図に示す。このテーブル１５０の各エ
ントリは、異物の番ｚノ″（検出された順Ｍ）、Ａｓ物
の位置（検出された走査位置Ｘ、０）、その種類ないし
性質（１’ｌ視観察によって調べられる）、および粒径
から構成されている。

前記初期化の後に、ジョブメニューがＣＲＴディスプレ
イ装置１２８に人事され、オペレータからのジ、１ブ指
定を待つ状態になる。

「自動検査」のジ５．ブが指定された場合の処理の流れ
を、第８図（Ａ）のフローチャートを参Ｉ１．（＋して
説明する。

自動検査のコードがキーボード１３０を通じてマイクロ
プロセッサ１２０に人力されると、マイクロプロセッサ
１２０は、自動検査処理を開始する。まず、マイクロプ
ロセッサ１２０は、インターフェイス回路１０　Ｂを通
じ、モータコントローラ１１６に対し走査開始を指示す
る（ステップ２１０）。この指示を受けたモータコント
ローラｌ１６は、前述のような螺旋走査を一定速度で１
■わせるように、モータ１４．２４を駆動する。

マイクロプロセッサ１２０は、インターフェイス回路ｌ
Ｏ８の特定の内部レジスタの内容、すなわち、ウェハ３
０の走り位置Ｘ、０のコードと、レベル比較回路１０２
によるレベル比較結果であるコードＬとからなる人力デ
ータを取り込み、ＲＡＭ１２４＋ｔの大カバノファ１２
４Ｃに、１ｉ′き込む（ステップ２１５）。

マイクロプロセ、７す１２０は、取り込んだ正６位置情
報を走杏終ｒ位置の位置情報と比較することにより、走
への終ｒ判定を１１・う（ステ、プ２２０）。

この’Ｉ’１１定の結束かＮＯ（走査途中）ならば、マ
イクロプロセッサ１２０は、取り込んだコードＬのゼロ
′ｒり定を行う（ステ、ブ２２５）。Ｌ＝０００ならば
、その走査位置には異物がイｒ（１シない。

Ｌ≠０００ならば、ｙｄ物が存在する。

ステップ２２５の判定結果がＹＥＳならばステップ２１
５に仄る。ステップ２２５の判定結果がＮｏならば、マ
イクロブロセ、す１２０は、取り込んだ（１冒〆Ｉ“情
報（Ｘ　＋　　（７）と、テーブル１５０に記憶されて
いる既検出の他の異物の位置情報（Ｘ。

θ）とを比較する（ステ、ブ２３０）。

位置情報の・致かきれた場合、現６の人物は他の異物と
同−七みなせるので、ステ、プ２１５にＪにる。

位置情報の比較が不・致の場合、７斤しい１な′、物か
検出されたとみなせる。そこで、マイクロプロセッサ１
２０は、ＲＡＭ１２４＋・に確保された領域１２４Ｅで
あるカウンタＮを１だけインクリメントする（ステ、ブ
２３５）。そして、テーブル１５０のＮ番１１のエント
リに、鱈ゑ異物のも゛ｌ直情報（Ｘ、／ｊ）８よびコー
ドＬ（粒径情報としＣ）をＩ’Ｆき込む（ステップ２４
０）。

ウェハ３０の走査か終ｒするまで、同様の処理が繰り返
し天什される。

ステップ２２０で走肖終１′と判定されると、マスク１
２０は、インターフェイス回路１０８を通じて、モータ
コントローラ１１６にえｔし走査停止１・指事を送る（
ステップ２５０）。この指事に応答して、モータコント
ローラ１１６はモータＩＬ２４の駆動を停止１・する。

次にマイクロプロセッサ１２０は、テーブル１５０を参
照し、コードＬが１２の異物の合１；１数ＴＬｌ、コー
ド１．が３２の異物の合、１ｉＦｉＴＬ、２、コードＬ
が７２のｌＡｊ物の合１：１数ＴＬ、、を１；口フし、
そのソ４物合、ｉｎデータを、ＲＡＭ１２４１・の特定
領ｌ或１２４Ｆ、１２４Ｇ、１．２４Ｈに１１１き込む
（ステップ２５１）。そして、テーブル１５０の記憶内
容およびγｄ物合＋ｉｌデータを、ウェハ番号を付加し
てフロ、ピーディスク装置１２６へ転送し、格納させる
（ステップ２５２）。

これで、自動構台の７（ブか終ｆ’Ｌ、、ＣＲＴディス
プレイ装置１２８の画面にジイブメニューが大小される
。

つぎに「１１視観察」の処理の流れを、第８図（Ｂ）な
いし第８図（Ｅ）のフローチャートにより説明する。１
１視検査としては、順次モード、番号・指定モード、お
よびカーソル指定モードがあり、キーボード１３０より
指定できる。

１１視観察のジ５（ブおよびモードが指定されると、マ
イクロプロセッサ１２０は、ウェハの輪郭両像のドツト
パターンデータをフロッピーディスク装置１２６よりビ
デオＲＡＭ　ｌ　３８へｌ）ＭＡ転送させる（ステップ
２８５）。この転送の起動制御はマイクロプロセッサ１
２０により１１われるが、その後の転送制御はビデオコ
ントローラ１４０およびフロッピーディスクコントロー
ラ１３６に、Ｊ：ってｊｌわれる。ビデオＲＡＭ１３８
のドツトパターンデータは、ビデオコントローラ１４０
により順次読み出されビデオ（＋ｊＳＪに変換されてＣ
ＲＴディスプレイ装置１２８に送られ、大小される。

つぎにマイクロブロセ・ｌす１２０は、観察対象のウェ
ハの６号（ジ、４ブ選択時にキーボード１３０より人力
される）が付加されてフロッピーディスク装置１２６に
格納されＣいるテーブル１５０の記憶内容、Ｊ：Ｉ／ｌ
！物合、；１数データを読み込み、ＲＡＭ１２４の対応
する領域にノｔき込む（ステップ２９０）。

マイクロプロセッサ１２０は、ＲＡＭ１２４１−のテー
ブル１５０から、各異物の位置情報とサイズ情＋％ｌ（
Ｌコード）を順次読み出し、Ｌコードに対応したドツト
パターンデータをＲＯＭ１２２から読み出し、信置情報
に対応し、たビデオＲＡＭ　１３８のアドレス情報とと
もにビデオコントローラ１４０へ転送し、ビデオＲＡＭ
　１３８に＋’ｔき込ませる（ステップ２９５）。この
処理により、テーブル１５０に記憶されている異物のマ
ツプがＣＲＴディスプレイ装置１２８の両面に大小され
る。

つぎにマイクロプロセッサ１２０は、インターフェイス
回路１０８を介して、〔−タコントローラ１１６に走査
位置の初期位置への位置決めを指事する（ステップ３０
０）。以ド、指定モードにより処理が異なる。

１１１０次モードか指定された場合、マイクロプロセ、
す１２０は、カウンタＭ（ＲＡＭ１２４の領域１２４Ｊ
）に１をセ・、ｔ　トｔ、　（ステ７ブ３２０）、テー
ブル１５０のＭ番１１のＪ、ントリに格納されている異
物（Ｍ番１１に検出された〃１物）のデータを読み出す
（ステップ３２５）。そして、その位置前Ｎ（ｘ、　　
ｆ７）に対応した位置に走査位置を移動させるための制
御情報を、インターフェイス回路ｌＯ８を介してモータ
コントローラ１１６へＩＪえル（ステ、ブ３３０）。モ
ータコントローラ１１６によりモータ１４，２４が制御
され、走査位置の位置決めかなされれば、当然、その光
学顕微鏡５２の視野の中心に、／ｌｌｌしているＭ番１
１の＋ｆｉｊ物がイ）装置する。

マイクロプロセッサ１２０は、Ｍ番１１の異物のＬコー
ドにＸ、ｆ応する異物パターンと、Ｐ洛（１（ＰはＲＡ
Ｍ１２４の領域１２４にカウンタＰの値）の異物のＬコ
ードに対応する異物パターンをＲＯＭ１２２から読み出
し、ＰＭｌｌの異物のパターンはそのまま、ＩＶＩｌｌ
の異物のパターンは反転して、アドレス情＋ｖ、！：と
もにビデオコントローラ１４０へ１１Ｑ次転送し、それ
らのバタ・−ンをビデオＲＡＭの該当アドレスに、１）
き込ませる（ステップ３３５）。これで、ＣＲＴディス
プレイ装置１２８の画面に表示されている異物マツプｌ
−のＭ番ＩＩの異物だけは、反転パターンとして大小さ
れるこきになり、他の異物と視覚的に区別される。

マイクロプロセッサ１２０は、インターフェイス回路ｌ
Ｏ８を介して位置情報を１賄次取り込み、Ｍ番１１の異
物の位置情報と比較し、位置決めの完−γを判定する（
ステップ３４０）。位置決めが完ｒすると、マイクロプ
ロセッサ１２０は、観察ｉ＋Ｊ能の旨のメツセージをビ
デｔＲＡＭ１３８に転送し、ＣＲＴディスプレイ装置１
２８の画面に表示させる（ステップ３４５）。そして、
キー人力を待つ（ステップ３５０）。

オペレータは、＋Ｊコ物の１１視観察をｊｒい、その異
物の性質ないし種類を識別し、その性質ないし種Ｗ＋の
コードをキーボード１３０より入力する。実際的には、
１１視観察ジヨブを指定するこことにより、ＣＲＴディ
スプレイ装置１２８の画面に、異物の性質ないし種類と
爵壮の表が表示されており、その表の該当する番ジノ・
を入力する。

マイクロプロセンサ１２０は、人力コードが異物の性質
ないし種類のコードならば（ステップ３５２）、そのコ
ードをテーブル１５０のＭ窟［１のエントリに＋’Ｆき
込む（ステップ３５５）。ただし、人力コードがタブな
どの他のコードの場合は、ステップ３５５はスキ０．ブ
される。

つぎに、マイクロプロセッサ１２０は、カウンタＭ、Ｐ
を１だけインクリメントしくステップ３６０）、カウン
タＭとカウンタＮ（このイ４は検出された１、ｌｄ物の
総合計数になっている）との比較判定を行う（ステップ
３６５）。そして、ＭＡＮならばステップ３２５へ戻る
。

また、Ｍ≧Ｎならば、ＲＡＭ１３８１−のテーブル１５
０の記憶内容と異物合計数データを、ウェハ番号ととも
にフロッピーディスク装置１２６へ転送しくステップ３
７０）、ジョブメニューｐｉ：　ｉｒ＋ｉ状態に戻る。

−・方、番シノー指定モードが指定された場合、マイク
ロプロセッサ１２０はオペレータからの異物番号の人力
を待つ（ステップ４１０）。キー人力がなされると、そ
の入力コードが異物番号であるか’Ｍ定する（ステップ
４１５）。異物番ジノ・でなければ、キー人力を待つ。

異物番号がキー人力されると、マイクロプロセッサ１２
０は、その異物番号をカウンタＭにセットしくステップ
４２０）、ステップ３２５へ進む。

その後、ステップ３５７でカウンタＭの値がカウンタＰ
にセーｌトされ、次のステップ４００において、現７１
のモードが番ジノ・指定モードかカーソル指定モードで
あるかの判定が行われる。ここでは、番号指定モードで
あるから、ステップ４１０へ戻る。

以ド同様にして、異物尽ジノをキー人力することにより
、指定した異物が顕微鏡５２の視！ＩＩチのほぼ中心に
自動的に位置決めされ、１１視観察がなされ、１１視観
察の結果がテーブル１５０の該ｔｌ／、のエンド・ノに
ｌ’Ｆき込まれる。

なお、フローチャートには示されていないが、任、コ（
の時点でキーボード１３０の終ｒキーを人力すれば、番
号・指定モードが終ｒし、ステップ３７０の処理の後、
ジョブメニュー画面の状態に仄る。

カーソル指定モードについて説明する。カーソル指定モ
ードにおいては、オペレータは、キーボード１３０に設
けられているカーソル操作キーを操作することにより、
カーソル制御信−）を通じてカーソルアドレスポインタ
１４０Ａを史新し、ＣＲＴディスプレイ装置１２８の１
＋ｌｑ面に表示されているカーソルを、同じ（画面に表
示されている１−１的の異物の位置に移動させ、キーボ
ード１３０のカーソル読込みキーを押トすることにより
、観察すべきン４物を指定する。

このモードになると、マイクロプロセッサ１２０はキー
人力を待ち（ステップ４３０）、キー人力がなされると
、カーソル読込みキーのコードであるか判定する（ステ
ップ４３５）。判定結果がＮＯならば、キー人力待ちに
なる。

判定結果かＹＥＳであると、マイクロプロセッサ１２０
は、カーソルアドレスポインタ１４０Ａの内容（カーソ
ルアドレス）を読み取る（ステップ４４０）。そして、
そのカーソルアドレスを対応する走査位置、つまり異物
位置に変換する（ステップ４４５）。

次に、テーブル１５０をサーチし、求めた異物位置とテ
ーブル１５０に格納されている各異物の位置と比較を行
い、最も近い異物を検索しくステップ４５０）、その異
物の番号をカウンタＭにセットする（ステップ４５５）
。そして、ステップ３２５へ進む。　　　゛ このようにして、カーソルで指定された異物が自動的に
顕微鏡の視野に位置決めされ、その観察結果がテーブル
１５０の該当するエントリに−１き込まれる。

なお、国事されていないが、キーボード１３０の終ｒキ
ーを押ドすれば、ステップ３７０に分岐し、その終ｒ後
にジョブ選択画面の状態になる。

前記１１視観察によって、１１視観察の結果と自動検査
の結果とが統合されたテーブルが得られる。

なお、１１視観察において、観察中の異物がＣＲＴディ
スプレイ装置１２８に１＋１１ｆ＋ｉ表示されている異
物マツブト、に、反転パターンとして人事されるため、
オペレータ（ＩＩＪ察者）は、観察中の異物をソ４物マ
ンブト、で容易に崎認できる。

ジョブ選択画面の状態において、「印刷」を指定すれば
、検査結果をＸ−Ｙプロッタ１２７より印刷出力させる
ことができる。

印刷が指定されるき、第８図（Ｆ）に示されるように、
マイクロプロセンサ１２０は、ウェハ輪郭画像データを
フロッピーディスク装置１２６より読み出し、それをプ
ロッタコントローラへ転送する（ステップ４６５）。

つぎにマイクロプロセッサ１２０は、印刷対象のウェハ
の散り（ジョブ選択時にキーボード１３０より人力され
る）が付加されてフロッピーディスク装置１２６に格納
されているテーブル１５０の記憶内容と異物合計数デー
タを順次読み出し、プロッタコントローラ１３７へ転送
する（ステ。

プ４７０）。

かくして、異物マツプ、テーブルの内容（表）、異物合
計数データ、ウェハ番ＳｊがＸ−Ｙプロッタ１２７によ
り印刷される。

印刷が終ｒすると、ジョブ選択画面の状態に戻る。

以に、この発明の一実施例について説明したが、この発
明はそれだけに限定されるものではなく、適宜変形して
実施し得るものである。

例えば、検査系５０の走査位置が常に顕微鏡５２に入る
ようになっている７認は必ずしもな（、走査位置と視野
とが一定の位置関係を維持できればよい。但し、前記実
施例のようにすれば、１１視観察中の異物の識別などの
処理が容易である。

前記ホトマルチプライヤの代わりに、他の適当な光電素
子を用い得る。

走査は螺旋走査に限らず、例えば直線走査としてもよい
。但し、直線走査は走査端で停止１−するため、走査時
間が増加する傾向があり、また、ウェハのような円形な
どの被＠晶面を走査する場合、走査端の位置制御が複雑
になる傾向がある。したがって、ウェハなどのＷ物構台
の場合、螺旋走査が・般に自゛利である。

また、この発明は、ウェハ以外の被検晶面の人物＠査装
置にも同様に適用し得ることは勿論である。また、偏光
レーザ光以外の光ビームを利用する同様な異物検査装置
にも、この発明は適用可能である。

［発明の効果］ 以１−説明したように、この発明によれば、ブランク膜
付きウェハの表面に光ビームをｊｊ（（射し、該ウェハ
而１；の、スリットのアパーチャの視野内の品分からの
反射光を該アパーチャを介して光電素子に入射させ、前
記アパーチャの視野を前記ウェハ而１−において走り方
向に移動させ、前記光電素子の出力信シシ・に基づき前
記ウェハ而における異物の存ｆｉなどを判定するウェハ
異物検査装置において、１γＩ記光ビームは１度ないし
３度の照射角度で前記ウェハ而に照射されるため、照射
光ビームのブランク膜への侵入は実際１・、起こらず、
ブランク膜内部およびウェハ素地面の状態に影響される
ことなく、ウェハ表面の異物の検出がＩＩＪ能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるウェハ異物検査装置の光学系な
どのａＳ図、第２図は同異物検査装置の信号系および処
理制御系を示す概略ブロック図、第３図はスリットのア
パーチャの配置と分離ミラーの鏡面との対応関係の説明
図、第４図は被検り面走査の説明図、第５図はスリ・ソ
トのアパーチャの被＠晶面１−における視野に関する説
明図、第６図は異物の粒径とホトマルチプライヤの出力
上−〕との関係、およびレベル比較の閾値との関係を示
すグラフ、第７図は検査処理に関連するテーブルの概念
図、第８図（Ａ）ないしくＦ）は＋′Ａ査処理に関する
処理のフローチャート、第９図はスリットのアパーチャ
を直線的に配列した場合の九分離に関する説明図である
。 １０・・・Ｘステージ、１４・・・ステンビングモータ
、２２・・・回転ステージ、２４・・・直流モータ、３
０・・・ウェハ、３６．３８・・・Ｓ偏光レーザ発振器
、４４゜４６・・・７リンドリカルレンズ、５０・・・
検出系、５２・・・顕ｆｆｉ鏡、７２・・・スリ、、ト
、７４・・・アパーチャ、８６・・・Ｓ　４．Ｊ　光カ
ットフィルタ、８７・・・ソレノイド、８８・・・分離
ミラー、９０・・・ホトマルチプライヤ、１００・・・
加ｐ増幅器、１０２・・・レベル比較回路、１０８・・
・インターフェイス回路、１１　Ｂ−・・モータコント
ローラ、１１６・・・ソレノイドドライバ、１２０・・
・マイクロプロセッサ１２２・・・ＲＯＭ、１２４・・
・ＲＡＭ、１２Ｂ・・・フロッピーディスク装置、１２
７・・・Ｘ−Ｙプロッタ、１２８・・・ＣＲＴディスプ
レイ装置、１３０・・・キーボード、１３８・・・ビデ
オＲＡＭ、１５０・・・テーブル。 特、；′を出願人 １１＼ｙ電ｒエンジニアリング株式会社代理人　弁理Ｉ
−梶　山　拮　是 ′ｉり３［ＺＩ 第５図 第４．口

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ブランク膜付きウェハの表面に光ビームを照射し
   、該ウェハ面上の、スリットのアパーチャの視野内の部
   分からの反射光を該アパーチャを介して光電素子に入射
   させ、前記アパーチャの視野を前記ウェハ面上において
   走査方向に移動させ、前記光電素子の出力信号に基づき
   前記ウェハ面における異物の存否などを判定するウェハ
   異物検査装置において、前記光ビームは１度ないし３度
   の照射角度で前記ウェハ面に照射されることを特徴とす
   るウェハ異物検査装置。
2. （２）前記光ビームは、そのウェハ面におけるスポット
   形状を円形に近づける方向にシリンドリカルレンズによ
   り絞られてから前記ウェハ面に照射されることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のウェハ異物検査装置。