JPS6269149A

JPS6269149A - ウエハ異物検査装置

Info

Publication number: JPS6269149A
Application number: JP21052785A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Taniuchi; 谷内　俊明; Takuro Hosoe; 細江　卓朗
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1985-09-24
Filing date: 1985-09-24
Publication date: 1987-03-30

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−、の利用分野］この発明は、ウェハの表面におけるソ４物の有無などの
検査を自動的に行うウェハ異物検査装置に関する。

［従来の技術］ウェハ異物検査装置として、光ビームをウェハ面に照射
し、ウェハ面からの反射光を光学系を通じて光電素子・
に入射させ、この光電素子の出力信ジノ゛に基づきウェ
ハ面における異物の存ｆ７などを判定するＪ？！式のも
のがある。

このようなウェハ異物構台装置の検査性能を左右する要
因は様々であるが、その・つに光学系とウェハ毎との焦
点合わせ粘度がある。そこで、従来のウェハ異物検査装
置にも、光学系とウェハ毎との焦点調節のための手段が
設けられていたが、それはｒ動で調節操作するものであ
り、作文者が焦点合わせの状態を確認しながら焦点調節
を行っていた。

［解決しようとする問題点コ従来は前述のようにＬ動により焦点調節を１ｒっている
ため、焦点調節に１間がかかるとともに調節誤差が生じ
やす、その作業に熟練を要するという問題かあった。

また、ウェハは、厚みのばらつきが比較的大きく、また
反りも生じやすい。したがって、同一種類のウニを検査
する場合でも、個々のウェハ毎に焦点調ｆｆ２ｆを行う
のが望ましい。

しかし、前述ような従来のウェハ異物検査装置の場合、
個々のウェハ毎に焦点調節を行うことは作業能率などの
而から現実的に不可能であり、ウェハ種類に応じ°Ｃ・
１随焦点合わせを１１い、そのままの状態で多数のウェ
ハの異物検査をおこなっている。したがって、ウェハの
ｊワみのばらつき、反りなとによる焦点すれか／１じ、
それにより検査精度が低ドするという問題があった。

［発明の］１的］この発明の目的は、そのような従来の問題点を解決する
ために、個々のウェハ毎に自動的に焦点、３８節を行う
ウェハ異物検査装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段コそのような［Ｉｌ的を達成するために、この発明によれ
ば、ウェハの表面に光ビームを照射し、該ウェハ毎１−
からの反射光を光学系を通じて光電素子・で受けて電気
信シ３に変換し、該電気（ｉｊ号゛に基づき前記ウェハ
毎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、前記光学系と前記ウェハ毎との距離を検出
するための距離検出ｒ・段と、前記ウェハ毎または前記
光学系を＋ｌ対的に移動させて前記ウェハ毎と前記光学
系との距離を調節する距離調節手段と、前記・ウェハ毎
の異物検＾に先−ｙち、前記ウェハ毎の複数箇所につい
て前記距離検出手段により検出された距離に〕、（づき
前記距離調節丁・段による距離調節を制御ことによって
、＋ｌｉＪ記光学透光学系を＋ｌｉｆ記ウェハつに合面
せるＦ４段とが設けられる。

［作用コ個々のウェハ毎に焦点調整が行われるため、ウェハの厚
みのばらつきなどが大きい場合でも、焦点ずれが防市さ
れる。焦点調節は自動的に行われるため、１動による場
合のような調ｊＱＪ　＋ｊ’Ｌ差が生じない。ウェハ毎
の複数箇所について検出された距離に基づき焦点調節が
なされるから、ウェハの反りが大きい場合でも、適υ）
な焦点合わせが可能である。か（して、ウェハの１１）
みのばらつき、反りなどの影響を軽減し１．：：、精度
の異物検査が１１１能七なる。

なお、ここまでの説明から、検査期間に、随時焦点合わ
せすることも４えられよう。しかし、ウェハの＋Ｊ＋！
物検杏は構台述の実施例のようにウェハを回転させなが
ら実施されるのが　般的であるため、そのような随ＩＬ
’Ｊ焦点合わせすることは技術的に相当に１４４ｆｆで
あり、検へ時間の増大などを招く虞がある。この発明は
、検査の前に焦点合わせを行うため、技術的に実施が容
易であるとともに、焦点合わせの操作による検査時間の
増加を回避できる。

［実施例］以ド、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
系部分なとの構成を簡略化して示す概要図である。第２
図は、同装置の（，１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ＩＩ）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の同転軸に直結さ
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１０をＸ方
向に進退させることかできる。１８はＸステージ１０の
Ｘ方向荀置Ｘに対応したコード（＋ｊ−Ｊを発生ずるリ
ニアエンコーダである。

Ｘス戸−）１０には、Ｚステージ２０がＺ方向に移動＋
ｌ）能に取り付けられている。１９はＺステージ２０を
Ｚ方向に移動させるためのステッピングモータであり、
Ｘステージ１０に固定されている。図中省略されている
か、このステッピングモータ１９の回転軸には偏心カム
が取り付けられ、このカムに係合するカムフォロアがＺ
ステージ２０側に設けられている。したがって、ステッ
ピングモータ１９を作動させると、その回転が前記偏心
カッ、およびカムフォロアを介してＺステージ２０に伝
達され、Ｚステージ２０がトドする。ステッピングモー
タ１９、カムおよびカムフォロアは、前記距離調節り段
を構成している。

また、Ｚステージ２０には、被検査物としてのウェハ３
０が載置される回転ステージ２２が回転１工能に支持さ
れている。ここで、ウェハ３０としては、ブランク膜付
きウェハ、鏡面ウェハ、またはパターン付きウェハを七
ノトシて検査１工能である。

この回転ステージ２２は、直流モータ２４と連結されて
おり、これを伯動させることにより回転させられるよう
になっＣいる。この直流モータ２４には、その同転角度
信置０に対応したコード（Ｉｉ７、＞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′）２２にて’Ｈ１吸
着により位置決め固定されるが、そのための手段は図中
省かれている。

この異物検査装置は、偏光レーザ光を利用してウェハ３
０１−の異物を自動的に検査するものであり、ウェハ３
０の１・、而（被検前面）に、Ｓ偏光レーザ光が照射さ
れる。そのために、Ｓ偏光レーザ発振器３６．３８が設
けられている。各Ｓ偏光レーザ発振器３６．３８は、あ
る波長のＳ偏光レーザ光を発生するもので、例えば波長
が８３００オングストロームのＩへ導体レーザ発振器で
ある。

そのＳ偏光レーザ光は、Ｘ方向よりウェハ３０の１・曲
に約２疫のｊｊ（ｊ射角度φてｊｊ（ｉ　４４される。

このように１１（１射角度が小さいため、円形断面のＳ
偏光レーザ光のビーｌ、を照射した場合、ウェハ而にお
けるスポットが長く延びてしまい、１・分な照射密度を
得られない。そこでＳ偏光レーザ発振器３６゜３８の前
当に／リントリカルレンズ４４．４６を配置しＳ偏光レ
ーザ発振に４３８．３８から出たほぼ円形断面のＳ偏光
レーザ光ビームを、Ｚ方向につぶれたｈＩ１１甲な断面
形状のビームに絞ってからウェハ而に照射するようにし
ている。

ここで、パターンなしのブランク膜付きウェハ（または
鏡面ウェハ）の場合、Ｓ偏光レーザ光は、その１１（１
射スポツト内に異物が存在しなければ、はぼ１１・反射
されＺ方向には反射されないが、異物が存７１すれば、
それにより乱反射されてＺ方向にも反射される。

池）」゛、パターン付きつ１ハの場合、ウェハ而にｊｌ
（（射されたＳ偏光レーザ光の反射レーザ光は、その照
射スボント内にパターンが存在すれば、Ｚ方向にも反射
されるが、そのパターンの而は微視的に十滑であるため
、反射レーザ光はほとんとＳ偏光成分だけである。これ
に対し、異物の表面には・般に微小な凹凸があるため、
照射スボノ１−内に異物が存７１すると、照射されたＳ
偏光レーザ光は散乱して制光方向が変化し、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ａｌｌＬ、このウェハ異物検査装置に
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
ベルに基づき、異物の有無と異物のサイズを検出する。

他方、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ノ」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、異物の化合およびサイズを検出する。

＋ｌ「び第１図を参照する。ウェハ而からの反射レーザ
光は、前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とに共通の光学系
に入射する。すなオ）ち、反射レーザ光は、対物レンズ
５４、ハーフミラ−５６、ブリズｌ、５８を経１１１シ
て４５度ブリスｌ、６０に達する。

また、１１視観察のためにランプ７０が設けられている
。このう／ブ７０から出たＩｌｌ視光により、ハーフミ
ラ−５６および対物レンズ５４を介してウェハ而が１！
（１明される。また、４５度プリズム６０と６０度プリ
ズム６２は光路途中に入れ替えられる構造になっており
、検査時には４５度プリズム６０が、１！視時には６０
度プリズム６２が、それぞれ光路途中に入れられる。

プリズム６０を経１１１シて顕微鏡２側に入射した１’
ｌＪ視反射光は、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・分大きな倍ヰ（で１１視観察することがで
きる。この場合、視ツチの中心に、ウェハ而」−のＳ偏
光レーザ光スポットの範囲が位置する。

また、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。

ブリズｌ、６０を、ＩＹｉ＋＋、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つのアパ
ーチャア４を通過し、分離ミラー８８に入射する。

ここで、ウェハ３０がパターン付きウェハの場合には、
Ｓ偏光カットフィルタ８６（偏光板）が符号８６゛によ
り示す位置に移動せしめられるため、アパーチャア４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
［ラー８８に入射する。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は実線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偏光カットフィルタ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Ｘ１状の四面鏡である
。分−１ミラー８８の入射面１−における各アパーチャ
ア４の視野７４Ａは、第３図に小すように、分離ミラー
８８の特定の鏡面８８　Ａ　＋−：に入るような（１“
１．量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ｊＱ而面８Ａ
に入射し、Ｉｌ：いにほぼ直交する）」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
素子）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、対応したホトマルチプライヤ９０にそれ
ぞれ入射し、光電変換される。

このように、アパーチャア４をＴ−島状に配置したため
、面憎な分離ミラー８８（光分離り段）により、４つの
アパーチャア４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
ように直線的に配置した場合、ミラーまたはプリズムな
どにより、＝一度に分離することは困難である。何故な
らば、アパーチャア　１１とミラーまたはプリズムとの
相対位置の誤差を著しく小さく抑えないと、不適当な位
置で分離されてしまうし、また、その１．！ｌ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ノＪ゛向（走り方向にλＪＬ
直交する方向）に部分的に屯ねる必要かあるため、分離
境界が直線的でなく、異形のミラーまたはブリズノ、が
必“災となるからである。

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　［＋’ｉｌ　１１の光分離
をＪ＋’い、さらに■の位置を境にして２＋ＩＩｌ＋の
光分＃ｔを行う必要がある。これでは、ミラーまたはプ
リズムが３個以１必質になるとともに、２回の反射また
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、一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、分離が不完全になりやすい。

これに対して、千、（−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分人きくなるためＮ　ｌｌ’ｌ記のようなｆＷ
ｉ中な分離ミラー８８により光分離を　度に杓うことか
できる。また、アバ″−千ヤ７４と分離ミラー８８との
相＆−ｔ　ｈ’！置装ｔｌ差をそれほど厳密に制限しな
くても、完全な分離がＩＩ）能である。

また、ホトマルチプライヤ９０はかなり大型であるか、
分離ミラー８８のト、ト左右に配置されるため、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信シ；・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（、ｉ’
ｊ・は加算され、その加算された４ｊ　ＳＪのレベルに
基づき、ウェハ而（厳密には、各アパーチャア４の視！
Ｉ！ｆ内の部分）における異物の有無が判定され、また
異物が存在する場合は、その信シノーのレベルからソ４
物の粒径が判定される。

ここで、入物検査は、前述のようにウェハを回転させつ
つＸ方向（’Ｉ’＝径方向）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偏光レーザ光のスポット３０Ａはウェハ３０の１面
を外側より中心へ向かって螺旋状に移動する。検出系５
０と顕微鏡５２は静１１シており、アパーチャア４の視
！ＩＩｆはスポット３０Ａ内に含まれ、またスボ、、ト
３０Ａの全体または中心部分は’ｌ＋微鏡５２の視！Ｉ
’Ｆ内に入る。すなわち、ウェハ而は螺旋走査される。

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図に示すごとく丁鳥配置となる。図示
のように、隣合うアパーチャの視野７４Ｂは、走査方向
（０方向）に対して昨直な方向、すなわちＸ方向にαだ
け屯なっている。そして、βはウェハのＸ方向（’ｔ’
＝径方向）への送りピッチより大きい。したがって、ウ
ェハ而は・都市複して走査されることになる。

さて、ｌｌ’ｌ　記ホトマルチプライヤから出力される
信ｚ月こは、異物に関係した信号成分の外に、被検査面
の状態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１丁能とするためには、スリットのアパーチャ
を小さくする必要がある。しかし、従来のウェハｌ／、
を物ＮＡ装直情ように７バーチヤか１つの場合、アパー
チャが小さいと、走査線（アバー千ヤ視野の軌跡）のビ
ノナを小さくしなければならす、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、全アパ
ーチャの総合視野の走へ方向と市直な方向の幅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走
査線ピンチを増加させ、以て検出能の向１・、と走査検
査時間の短縮を達成している。

なお、アパーチャを小さくしたことによる各ホトマルチ
プライヤの出力信号レベルの低ドを補うために、後述の
ように、全ホトマルチプライヤの出力信シ」を加算する
ようにしている。

ここで、；ｔ（（射角度φについて説明する。従来のウ
ェハ異物検査装置においては、ホトレジスト膜、アルミ
ニウム／ｉＡ看膜などのパターンのないブランク膜が表
面に被７トされたウェハの異物検査を行う場合、かなり
大きな照射角度、例えば３０度で光ビームがウェハ而に
１！（１射されるようになっている。

発明者の研究によれば、そのような従来装置におけるバ
ックグラウンドノイズには、９１７１表面（ブランク膜
の表面）の状態により決まるノイズ成分たけではなく、
ブランク膜内部の状態に関係するノイズ成分と、ブラン
ク膜のト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原理１−１最
初のノイズ成分を完全に除去することは不ＩＩ）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つのノイズ成分は、ウエノ１内部の状態
に影響されるものであり、１接誤検出のＩ、；を囚とな
るため、除去すべきものである。

発明者の研究によれば、従来装置においてはビームの照
射角度が人きいため、ウェハ表面に入射した光ビームの
一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、＋ｌＧ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。

そこで、この実施例においては、ウニ／・曲て光ビー１
、が実質的に全反射するように、光ビーｌ、の照射角度
を＋］ｉｆ　＋のように１・分小さく選び、ウエノ・内
部への光ビーｌ、の侵入を防＋１し’（いる。

１１１び第１図を参照する。対物レンズ５４の近傍に、
ウェハ而と対向させて静電界ｉ１１変イ１“Ｉ計５３が
設けられている。この静電界１１１変位、１１５３は、
ウェハ而と光学系の対物レンズとの距離検出のための手
段であり、ウェハ而との間の静電界ｉ−１に従い、）、
ｌ、ｉｆ’距離からの変位に比例した信−」を出力する
。

）、ｌ、型距離ならば、つまり基Ｔ４／！位置からの変
位ｉｔがゼロならば、対物レンズ５４の焦点がウエノ）
而にＩＦシく合っている。

次に、このウェハ異物検査装置の信号・系および処理制
御系について、第２図を１　！！（（して説明する。

まず、イ５．−〕系について説明する。前記各ホトマル
チプライヤ９０の出力信シｊは加ｐ、増幅器１００によ
り加算増幅され、レベル比較回路１０２に入力される。

ここで、ウェハ］−の５１＋！物の粒径と、ホトマルチ
プライヤ９０の出力４＋、”Ｊレベルとの間には、第６
図に小ずような関係がある。この図において、Ｌｌ、Ｉ
２．Ｉ３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、それぞれの入り月、１シシの
レベルを各閾値上比較し、その比較結果に応じた論理レ
ベルの閾値対応の出力Ｌ’：”Ｊ’を送出する。

すなわち、閾値り、、Ｉ２　、Ｉ３に対応する出カイ、
１シｊｏ！、０２．０３の論理レベルは、その閾値以１
−７のレベルの信シノーが人力した場合に“１”きなり
、人力信号レベルが閾値未満のときに０”となる。した
がって、例えば、人力４；：ＳＪ’レベルが閾値り、未
満ならば、出力信号・はすべて“０”となり、入力信号
レベルが閾値Ｉ２以１−で閾値Ｌ３未満ならば、出力信
−ノ・はＯｌと０２が“ビ、０．７が“０”となる。

このように、出カイ１．５ノＯｔ　、Ｑ２．ＯＪは、人
力信号のレベル比較結果を、１（す２進コードである。

レベル比較回路１０２の出力（１１号は、コードＬ（Ｏ
ｌを最ド位ビットとした２進コード）として、処理制御
系と（、。９系とのインターフェイスを司るインターフ
ェイス回路１０８に人力される。

静電容；−１変イ１旨：５３の出カイ、１号はアナログ
／デジタル変換器１０３に人力され、２進コード（ｉｌ
ｆｆ−離コード）に変換されてインターフェイス回路１
０８に人力される。

また、インターフェイス回路１０８には、前記ロータリ
エンコーダおよびリニアエンコーダから、各時点におけ
る回転角度位置０およびＸ方向（’ｌ’＝径方向）位置
Ｘの情報を小す信号・（２進コード）が、バッファ回路
１１０，１１２を介し入力される。

１ｌｉｊ記インタ一フエイス回路１０８への各人力コー
ドは、　・定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−・Ｉ＋、！的に
保持される。

さらに、インターフェイス回路１０８の内部には、処理
制御系よりステッピングモータ１４，１９．２０および
ソレノイド８７の制御情報がセットされるレジスタもあ
る。このレジスタにセットされた制御情報に従い、モー
タコノＩ・ローう１１６によりステッピングモータ１４
，１９．２０の駆動制御が１１・われ、また゛ルノイド
ドライバ１１７によりソレノイド８７の駆動制御が１１
われる。

つぎに、処理制御系につい′Ｃ説明する。この処理制御
系はマイクロプロセッサ１２０．ＲＯＭＩ２２、ＲＡＭ
　！　２４、フロンビーディスク装置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はシステムバスであり、マイクロプロセッサ１２
０、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４、前記インターフェイ
ス回路１０８が直接的に接続されている。

キーホード１３０は、オペレータが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１３４を
介してシステムバス１３２に接続されている。フロッピ
ーディスク装置１２６は、オペレーティングシステムや
各種処理プログラム、検り結果データなとを格納するも
のであり、フロッピーディスクコントローラ１３Ｂを介
しシステｌ、バス１３２に接続されＣいる。

このン４物検査装置が起動されると、オベレーナイング
ンステｌ、がフロッピーディスク装置１２６からＲＡＭ
　１２４の／ス１ノ、領ｌ！表１２４Ａへロードされる
。その後、７０．ビーディスク装置１２６に格納されて
いる６種処理プログラムのうち、７波な１つ以１・、の
処理プログラムがＲＡＭ１２４のブａグラムｆｉｒｔ域
１２４Ｂヘロードされ、マイクロプロセッサ１２０によ
り実１１される。処理途中のデータなどはＲＡＭ　１２
４の作又領域に・時的に記憶される。処理も一宋データ
は、最終的にフロ、ピーディスク装置１２６へ転送され
格納される。

ＲＯＭ　ｌ　２２には、文字、数字、記ジノ・などのド
、ドパターンが格納されている。

ＣＲＴディスプレイ装置１２８は、オペレータとの対話
のための各種メツセージの表示、穴物マ、プやその他の
データの表示などに利用されるものであり、その大小デ
ータはビデオＲＡＭ　ｌ　３８にビットマツプ展開され
る。１４０はビデオコントローラであり、ビデオＲＡＭ
１３８の−Ｆ込み、読出しなどの制御の外に、ドツトパ
ターンに応じたビデオ４＋（−Ｊの発生、カーソルパタ
ーンの発生なとを１１°う。このビデＡコントローラ１
４０４；！４ンターフェイス回路１４２を介してシステ
ムバス１３２に接続されている。カーソルのアドレスヲ
制御するた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に設けられているが、このポイ
ンタはキーボード１３０からのカーソル制御化シｊ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＋−Ｉ工能であ、る
。

Ｘ−Ｙプロッタ１２７は異物マツプなどの印刷出力に使
用されるものであり、プロッタコントローラ１３７を介
してシステムバス１３２にｔｆＧｉすれている。

次に、異物＋！ｊ１Ｍ処理について、第８図のフローチ
ャートを参照しながら説明する。ここでは、異物の自動
検査、［１視観察、印刷などのジョブをオペレータが指
定する型式としているが、これは飽（まで−例である。

回転ステージ２２の所定イ１’装置にウエノ３０をセッ
トした状態で、オペレータがキーボード１３０より横合
開始を指令する上、検査処理プログラムがフロッピーデ
ィスク装置１２Ｅ３からＲＡＭ１２４のプログラム領域
１２４Ｂヘロードされ、走り始める。

まず、マイクロブロセｌす１２０は、第８図（Ａ）のフ
ローチャートに小す初期化処理を行う。

最初に、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６
ｒ！Ｍ（第２図参照）をＲＡＭ　１２０１−に確保する
（それらの記憶領域はクリアされる）。

（ステップ５００）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図に小す。このテーブル１５０の各
エントリは、異物の番号（検出された順６）、ソ４物の
ｂ’を置（検出された走へ位置Ｘ、０）、その種類ない
し性質（１１視観察によって、コ４べられる）、および
粒径から構成されている。

次に、マイクロプロセッサ１２０は、Ｘステージ１０１
Ｚステージ２０および回転ステー／２２を初期位置に位
置決めさせるためのモータ制御情報、および、ウェハ３
０がパターン付きウェハの場合にはＳ偏光カー、　ｌ−
フィルタ８６を符％；、　８８１の位置に移動させ、ウ
ェハ３０がブランク膜付きウェハ（または鏡面ウェハ）
の場合にはＳ偏光カットフィルタ８６を実線位置へ移動
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ットされる（ステップ５
０２）。このモータ制御情報に従い、モータコントロー
ラ１１６がステッピングモータ１４，１９．２０を制御
し、各ステージを初期位置に移動させる。同様に、ソレ
ノイドドライバ１１７は、ソレノ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。

ついでマイクロプロセッサ１２０は、インターフェイス
回路１０８を介して直流モータ２４を起動させる（ステ
ップ５０４）。

マイクロプロセッサ１２０は、インターフェイス回路１
０８の内部レジスタから、−・定の時間間隔で４ｌ−１
１（・般的にはＮ数回）、距離フードを読み込み、それ
をＲＡＭ１２４の大カバンフｒ領域１２４Ｃに順次、１
Ｆき込む（ステ１ブ５０６）。これで、ウェハ３０の外
周近傍の４箇所（一般的にはＮ数１ス１所）についての
距離フードが入力バッファ領域１２４ｃに得られる。な
お、その距離検出箇所がウェハ３０の円周方向にほぼ均
等に配されるように、距離コードの読み込み時間間隔が
選定される。

マイクロプロセッサ１２０は、読み込んだ４つの距離コ
ード（基型距離位置からの変位）の平均値を算出する（
ステップ５０８）。

マイクロプロセッサ１２０は、そのζＩＬ均変位を打ち
消すような距離および方向にＺステージ２０を移動させ
るための制御情報を、インターフェイス回路１０８を介
してモータコントローラ１１６にＩｊえる（ステップ５
１０）。これで、ウェハ而のほぼ全域について対物レン
ズ５４の焦点が合わせられ、？ＪＪ期化処理が終ｒする
。

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に入車され、オペレータからのジョブ指定
を待つ状態になる。

「自動検査」のジ、、ブが指定された場合の処理の流れ
を、第８図（Ｂ）の７０−千忙−トを参照して説明する
。

自動検査のコードかキーボード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
ロセンサ１２０は、インターフェイス回路１０８を通じ
、モータコントローラ１１６に対し走査開始を指事する
（ステップ２１０）。この指示を受けたモータコントロ
ーラ１１６は、前述のような螺旋走査を−・定速度で行
わせるように、ステッピングモータ１４．２０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１
０８の特定の内部レジスタの内容、すなわち、ウェハ３
０の走査位置Ｘ、θ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とからなる入力デ
ータを取り込み、ＲＡＭ１２４＋、の人カバノフｙ１２
４ＧにノＦき込む（ステップ２１５）。

マイクロプロセッサ１２０は、取り込んだ走査位置情報
を走査終ｒ直情の位置？＋’ｉ報と比較することにより
、走査の終ｒ判定を４１Ｚう（ステップ２２０）。

この判定のＶ、宋が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ノセロ判定を
行う（ステップ２２５）。Ｌ＝０００ならば、その走査
位置には異物が存在しない。

Ｌ≠０００ならば、異物が存在する。

ステップ２２５の判定結果がＹＥＳならばステップ２１
５に戻る。ステ・・ｌプ２２５の判定結果がＮｏならば
、マイクロプロセッサ１２０は、取す込んだ位置情報（
ｘ、０）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　＋０）とを比較する（ステッ
プ２３０）。

位置情報の−・致がとれた場合、現在の異物は他の異物
と同一・とみなせるので、ステップ２１５に戻る。

位置情報の比較が不　致の場合、新しい異物が検出され
たとみなせる。そこで、マイクロプロセッサ１２０は、
ＲＡＭ　ｌ　２４　＋、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：／トする（ステップ
２３５）。そして、テーブル１５０のＮ番１１のエンｌ
−ＩＪに、当該異物のイ装置情報（ｘ＋　　θ）および
コードＬ　（１＋７．　ｆ￥　ｔｔ１７＋′１．Ｉとし
て）を−１き込む（ステップ２４０）。

ウェハ３０の走査が終−ｒするまで、同様の処理が繰り
返し実行される。

ステップ２２０で走査路ｒと判定されると、マスク１２
０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１１Ｂに対し走ｈ　４Ｊｒ’　＋ｌ・指示を
送る（ステップ２５０）。この指示に応答して、モータ
コントローラ１１６はステッピングモータ１４．２０の
駆動を停市する。

次にマイクロプロセッサ１２０は、テーブル１５０を参
ＩＫ（Ｌ、コードＬが１２のソｄ物の合１；１数ＴＬｌ
ｓコードＬが３２の異物の合計数Ｔ　Ｌ　２　、コード
Ｌが７２の異物の合計数ＴＬＪを計算し、そ（７）　’
Ａ　吻合ｊ　ｌ数７’　　９　ヲ、ＲＡＭ　ｌ　２４　
［１（７）特定６Ｂ域１２４Ｆ、１２４Ｇ、１２４Ｈに
ＪＦき込む（ステップ２５１）。そして、テーブル１５
０の記憶内容および異物合、１１データを、ウエノ１番
シｊを付加してフロッピーディスク装置１２６へ転送し
、格納させる（ステ、ブ２５２）。

これで、自動検査のジｄブが終ｒし、ＣＲＴディスプレ
イ装置１２８のＩＩ！ｌｉ　＋ｂｉにジＨブメニューが
人手される。

１１視観察、検査結果の印刷出力などの処理については
、その説明を省略する。

以１−１この発明の−・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ｊ！Ｊるものである。

例えば、距離検出り段は前記静電界ｊｄ変位計に限られ
るものではなく、距離を高精度に検出ＩＩ）能な他の丁
・段と置換し得る。

前記実施例ではＺステージ２０と−・体的に回転ステー
ジ２２を移動して焦点調ｆｆｆｉをおこなっているが、
光学系側または／および回転ステージ２２を移動するよ
うに偏光してもよく、要はウエフー血吉光学系（対物レ
ンズ５４）との相対距離を変化させればよい。

距＃ｉ検出箇所はウェハの外周近傍に限らない。

検出系５０の走査（☆置が常に顕＠鏡５２の視野内に入
るようになっている７認は必ずしもなく、走査位置と視
野とが・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、［１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。

検査のための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＋ｆ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
うな円形などの被検査面を走査する場合、走査端の位置
制御が複雑になる傾向がある。したがって、ウェハなと
の〃シ物検査の場合、螺旋走査が一般に有利である。

また、偏光レーザ光以外の光ビームを利用する同様なウ
ェハ異物検査装置にも、この発明は適用Ｉｌｆ能である
。

［発明の効果コ以１−説明したように、この発明によれば、ウェハの表
面に尤ビームを！１（１射し、該ウニｚｓ＋１１ｉｌ−
からの反射光を光学系を通じて光電素子で受けて電気Ｌ
’（”Ｊに変換し、１１条電気イ１．弓に基づき前記ウ
ェハ而における異物のイｒ内などを判定するウエハソ４
物検杏装置において、前記光学系と前記ウェハ而との距
離を検出するための距離検出手段と、前記ウェハ而また
は前記光学系を相対的に移動させて前記ウェハ而と前記
光学系との距離を調節する距離調節手段と、１）１１記
ウエハ而の異物検査に先＼ｙち、前記ウェハ而の複数箇
所について１１１１記距＃Ｉ検出丁・段により検出され
た距離に基づき前記距離調節り段による距離調節を制御
ことによって、前記光学系の焦点を前記ウェハ而に合わ
せる手段とが設けられる。このような構成であるため、
個々のウェハｂ、に焦点調整が行われ、ウェハのＪ゛ノ
みのばらつきなどが大きい場合でも、焦点ずれが防１１
、され、焦点調節は自動的に行われるから、ｒ゛動によ
る場合のような調節、ｉｌｌ差が生じるなく、ウェハ而
の複数箇所について検出された距離に基づき焦点調節が
なされるから、ウェハの反りが大きい場合でも、適切な
焦点合わせが可能であり、しかして、ウェハの厚みのば
らつき、反りなどの影響を軒滅し、高精度の兇物検査が
ＩＩＪ能となる。

【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
どの概要図、第２図は同異物検査装置の信号系および処
理側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図は被検西面走査の説明図、第５図はスリット
のアパーチャの被検査面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
信−ノーとの関係、およびレベル比較の閾値との関係を
ボすグラフ、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）および（Ｂ）は検査処理に関するフ
ローチャート、第９図はスリットのアパーチャを直線的
に配列した場合の光分離に関する説明図である。１０・・・Ｘステージ、１４．１９．２４・・・モータ
、２２・・・回転ステージ、３０・・・ウェハ、３６．
３８・・・Ｓ偏光レーザ光振器、４４．４８・・・シリ
ンドリカルレンズ、５０・・・検出系、５２・・・顕微
鏡、５３・・・静電界ｉ＋を変位計、７２・・・スリッ
ト、７４・・・アパーチャ、８６・・・Ｓ偏光カットフ
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・・・加算増
幅器、１０２・・・レベル比較回路、１０３・・・アナ
ログ／デジタル変換器、１０８・・・インターフェイス
回ｍ、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・・・ＲＡＭ１１２６・
・・フロンピーディスク装置、１２７・・・Ｘ−Ｙブロ
ック、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＋ｉ’１ｆｌｔ願人１１＼１電ｒエンンニアリング株式会社代理人　弁理１
　梶　山　拮　是第３区第５図第手Ｚ第６７第７ＺＣ口Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ウェハの表面に光ビームを照射し、該ウェハ面上
からの反射光を光学系を通じて光電素子で受けて電気信
号に変換し、該電気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
、前記光学系と前記ウェハ面との距離を検出するための
距離検出手段と、前記ウェハ面または前記光学系を相対
的に移動させて前記ウェハ面と前記光学系との距離を調
節する距離調節手段と、前記ウェハ面の異物検査に先立
ち、前記ウェハ面の複数箇所について前記距離検出手段
により検出された距離に基づき前記距離調節手段による
距離調節を制御ことによって、前記光学系の焦点を前記
ウェハ面に合わせる手段とを備えることを特徴とするウ
ェハ異物検査装置。
（２）前記距離検出手段は、前記ウェハ面に対向配置せ
しめられた静電容量変位計であ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。
（３）前記ウェハ面は回転せしめられて螺旋状に走査さ
れながら異物検査され、前記距離検出は前記ウェハ面の
円周方向にそってほぼ均等に選ばれた複数箇所について
行われ、その複数箇所について検出された距離の平均値
に応じて前記距離調節手段による距離調節が制御される
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。