JPS6269150A - 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】 ［産業上の利用分！ｌＩチコ この発明は、ウェハの表面における異物の自ｊ％などの
検査を自動的に行うウェハ′）′４物検＾装置に関する
。

［従来の技術］ ウェハ異物＠合装置として、尤ビームをウェハ而に照射
し、ウェハ而からの反射光を光電素子に入射させ、この
光電素子の出力信−」に）、（づへウニ・・面における
Ｖｄ物のイｆ’　ｉ”＃なとを判定するＩ＋、１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
レジスト膜、アルミニウム＆　７Ｆ　Ｍ’Ｘ　ナトのパ
ターンのないブランク膜が表面に被ｉｔされたウェハの
異物検査を行う場合、かなり大きな１！（ｆ射角度、例
えば３０度で光ビームがウェハ而に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コ 光電素子の出力４＋−ｊ　”Ｊ−には、異物に関係した
り、；−Ｊ成分の外に、異物とは直接関係しないバンク
グラウンドノイズも含まれている。このバンクグラウン
ドノイズはできる限り減少させる必・災があるが、従来
装置はバ・ツクグラウンドノイズのレベルがかなり、５
：、いとともに、Ｖｄ物の１コ１検出を招くようなノイ
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、従来のウェハ穴物検舎装置にお
けるバッ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１１Ｓ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Ｉｔ；ｔＦｐ
１７、最初のノイズ成分を完全に除去することは不ＩＩ
丁能であり、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、ウェハ内部の状態に
影−されるものであり、直接、汎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付きウェハの
兇物検査の場合において、ウェハ内部の状態影響を軽減
し、その影響による異物の、＝を検出を防由したウェハ
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Ｌ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５Ｃ１度が大きいため、ウェハ表面に入射した光ビー
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、１１ｆ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
ズ成分が牛じていたことが判明した。

この点に青１１シ、この発明にあっては、ウェハ而で光
ビームが実質的に全反射するように光ビームの照射角度
を！・分小さく選び、ウエノ１内部への光ビームの侵入
を防１１−する。

このようにｊｌ（１射角度を小さくすると、ウニ／１而
での光ビームのスポツ）が長く延びてしまい、１−分な
照射密度を得にくい。そこで、この発明にあっては、・
ンリンドリカｌレレンズによって光ビームを特定の方向
に絞り、ウェハ而でのスポット形状を円形に近づける。

しかし、ウェハ而で光ビーム全反射させるような小さな
照射角度の場合（特に人７７７のウニ／％を検査対象と
した場合）、シリンドリカルレンズの配置１・、の制約
から、シリンドリカルレンズとスボントまでの距離はか
なり長くなってしまう。このような条ｆ′１では、シリ
ンドリカルレンズにより光ビームを絞るだけで１・分な
照射密度を得ようとすると、シリンドリカルレンズの入
射光ビームの径を１・介入きくする必°昂がある。

ところが、後述の実施例のように、光ビームとしてレー
ザ光を一般に用いるため、ビーム径の大きな光ビームを
発する光６：（を得に＜＜、また高価である。そこで、
この発明にあっては、光源とシリンドリカルレンズとの
間に、光ビーム径を拡大するためのエキスパンダを挿入
し、光６；］からの光ビームの径を格別人きくすること
なく、１・分な！（（１耐密度を得る。

［作用］ 光ビームの照射角度が１°分小さく、ウェハ内部に光ビ
ームが侵入しないため、ウェハ内ｆｆｉ＜の状態の影響
によるＩＬＬ検出が防１１−される。

光源からの光ビームをエキスパンダにより拡大してから
シリンドリカルレンズに入射させるため、ウェハ而の１
１（１耐密度を１・分高めて（・分な検出感度をｊＩＩ
られる。また、光ビーム径の大きな、高価な光源も必要
としない。

［実施例］ 以ド、図面を参ｊｊ（（Ｌ、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簡略化して示す概認図である。第２
図は、同装置の信吋系および処理制御系のＷ１霞図であ
る。

まず第１図において、ｌＯはＸ方向に摺動１１Ｊ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ができる。１８はＸステージ１０の
Ｘ方向位置Ｘに対応したコード信Ｓ３・を発生するリニ
アエンコーダである。

Ｘステージ１０には、Ｚステージ２０がＺ方向に移動１
１）能に取り付けられている。その移動丁・段は図中省
略されている。Ｚステージ２０には、被ＮＡ物としての
ウェハ３０が載置される回転ステージ２２が回転可能に
支持されている。ここで、ウェハ３０としては、ブラン
ク膜付きウエノ１（鏡面ウェハもＩＩ）能である）また
はパターン付きウェハをセントして検査１丁能である。

この回転ステージ２２は、直流モータ２４と連結されて
おり、これを作動させることにより同転させられるよう
になっている。このモータ２４には、その回転角度位置
０に対応したコード信シ３″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Ｉ［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。

このソ４物検査装置は、偏光レーザ光を利用してウェハ
３０１．の異物を自動的に検査するものであり、ウェハ
３０の１°、而（被検青白）に、Ｓ偏光レーザ光が！！
（１射される。そのために、Ｓ偏光レーザ光振器３６．
３８が設けられている。各Ｓ偏光レーザ光振器３Ｂ、３
８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８３００ｔングストロー１、の１′・９体レ
ーデ発娠蒸である。

そのＳ偏光レーデ光は、Ｘツノ向より・クエ／飄３０の
ｌ而に約２度の１（（１射角度φでＩＫ１射される１、
なお、照射角度は、ウエノ１内部へのＳ偏光レーザ光の
侵入防１１・、照射密度な上を考慮した場合、１度ない
し３度の範囲が　般に適当である。

このようにＨＨＩ射角度が小占いため、円形断面のＳ偏
光レーザ光のビー１、を！ビ１射した場合、ウニ・＼面
におけるスボ・、トがＸ方向に延ひてし圭い、１分な照
射密度を得られない。そこで前述のように、Ｓ偏光レー
ザ発振Ｚ４３６．３８の前方にエキスパンダ３７．３９
とシリンドリカルレンズ４４，４６を順に配置している
。Ｓ偏光レーザ発振器３６゜３８から出たほぼ円形断面
のＳ偏光レーザ光ビームは、少なくともＺ方向にシリン
ドリカルレンズ４４．４６の憧一杯に拡大され、このＳ
偏光レーザ光ビームはシリンドリカルレンズ４４．４６
によりＺ方向につぶれた扁・１４な断面形状のビートに
絞られてウェハ而に！！（１射される。し７かして、Ｓ
偏光レーザ光源としてビーム仔がそれほと人き（ない安
価なものを用い、ト分の１１（１耐密度を得られる。

！（（１耐密度はＩ・分高いから、１・分な検出感度を
得られる。

ここで、パターンなしのブランク膜付きウエノ飄（また
は鏡面ウェハ）の場合、Ｓ偏光レーザ光は、その！！（
１射スポツト内に異物が存イ１しなければ、はぼＩＦ反
射され（前述のように、照射角度φが約２度と小さいた
め、ウェハ而で全反射され、ブランク膜内部には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、
異物が存イ１すれば、それにより乱反射されてＺ方向に
も反射される。

他方、パターン付きウェハの場合、ウニ／％面に１１（
１射されたＳ偏光レーザ光の反射レーザ光は、その照射
スポッ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下請であるため、
反射レーザ光はほとんど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
スポット内に異物がイｒ在すると、照射されたＳ偏光レ
ーザ光は散乱して偏光）」向か番化し、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。

このような現象に青ＩＩシ、このウエノ・巽物構台装置
においては、パターン付きウエノλの場合には、ウェハ
而からのＺツノ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ｆ’＋’！県と〃１物のサ
イズを検出する。

他方０、ブランク膜付きウニ／１（鏡面ウエノ）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Ｊ、Ｕづき、異物の存ｆｉおよびサイズを検出する
。ここで、前述のようにＳ偏光レーザ光のブランク膜内
への侵入がな（、ブランク膜内部およびウニ／Ｘ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
、ウエノ・人血の異物を１１゛確に検出できる。

ｕｆび第１図をｆｆ１−　ｊｊ（（する。ウニｌ＼面か
らの反射レーザ光は、前記ハ；先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＠鏡５
２．．！：にノ（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５８を経１１１シて４５度プリズム６０に辻する
。

土た、１１視観察のためにランプ７０が設けられている
。このランプ７０から出た１ｆ視尤により、ハーフミラ
−５６および対物レンズ５４を介してウェハ而が照明さ
れる。また、４５度プリズム６０と６０度プリズム６２
と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ｌ、６０が、１１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側に入射した可視
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６８に入
射する。したがって、接眼レンズ６８より、ウェハ３０
を１・分大きな倍ネくで１１視観察することができる。

この場合、視野の中心に、ウェハ１「１白−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
することもてきる。

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７１−７２に設けられた４つのアパーチャア
４を通過し、分［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−；ｓｅ’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、
分離ミラー８８に入射する。ウェハ３０がブランク膜付
きウェハ（またハ鏡面ウェハ）の場合、Ｓ偏光カットフ
ィルタ８８は実線で示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８
８に入射する。

８７はＳ偏光カントフィルタ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。分離ミラー８８の入射面Ｉ４における各アパーチャ
ア４の視野７４Ａは、第３図に、１（すように、分離ミ
ラー８８の特定の鏡面８８Ａ＋−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、’
Ｉ：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にそれぞれ人射し、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、
面中な分離ミラー８８（光分離ｆ゛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。

ココで、例えば、４つのアパーチャア４をｉ９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
とにより、　・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４とミラーまたはプリズムとの相対
位置の、ｌｔ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、その誤差条件を満足で
きると仮定しても、後述するように、各アパーチャア４
を図ｉｆ＜のようにある方向（走査方向に対し直交する
方向）に部分的に重ねる必ｄがあるため、分離境界が直
線的でなく、異形のミラーまたはプリズムが必要となる
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回１１の光分離を行い、さら
に■の位置を境にして２回１１の光分離を行う必要があ
る。これでは、ミラーまたはプリズムが３側辺１・、必
”災になるとともに、２回の反射またはｋ１１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１貫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、Ｔ・鳥配列の場合、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、前記のような曲中な分離ミ
ラー８８により光分離を　・度に１１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
１ｔ差をそれほど厳密に制限しなくても、完全な分離力
＜＋＋（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が、
分離ミラー８８の１−ド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ｉｔｋに比例した値の検出信りが出力される。後述の
ように、各ホトマルチプライヤ９０の出力信−じ°は加
算され、その加算された信号−のレベルに基づき、ウェ
ハ而（厳密には、各アパーチャア４の視ツｆ内の部分）
における異物の有！！！（が判定され、また１Ｉｌｌｔ
ｈ物が存イ１する場合は、その信５）のレベルから異物
の粒径が判定される。

ここで、異物検査は、前辻のようにウェハを回転させつ
つＸ方向（丁径）」向）に送りながら１ｊ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゛、
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１１シており、アパーチャア４の
視野はスボント３０Ａ内に含まれ、またスポット３０Ａ
の全体または中心部分は顕微鏡５２の視升内に入る。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のウェハ面における視
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！ｌ！ｆ７４Ｂは、走
査方向（０方向）に対して＋ｌ’ｉ直な方向、すなオ〕
ちＸ方向にαだけ車なっている。そして、βはウェハの
Ｘ方向（゛１′径方向）への送りピンチより太きい。し
たがって、ウェハ而は・部ｉ１ｃ？Ｍして走査されるこ
七になる。

さて、前記ホトマルチプライヤから出力されるイ、ニー
じには、異物に関係した４３％；成分の外に、被検前面
の状態なとによって決まるバ、タグラウンドノイズも含
まれている。その信）ノのＳ／Ｎを１・、げ、微小な異
物の検出を可能とするためには、スリットのアパーチャ
を小さくする必安がある。しかし、従来のウェハ異物検
査装置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）のピンチを
小さくしなければならす、ウェハ面全体を走査して検査
するための時間か増加する。

そこで、本実施例では、アパーチャを４つ説け、全アパ
ーチャの総合視野の走査方向と重重な方向の幅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
査線ピッチを増加させ、以て検出能の向１・、と走へ検
査時間の短縮を達成している。

なお、異物の巽方性による検出１１Ｉ差をなくすため、
後述のように、異なる方向から１（（イ射した散乱光を
検出している各ホトマルチプライヤの出力信号を〕川′
Ｓ′＞するようにしている。

次に、このウェハ異物検査装置の（＋ｊ’ＳＪ−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。

ます、イ、１弓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４ｊｚＪ’は加３？増幅’２４１０
０により力ｏ）’＞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と、ホトマルチプライヤ
９０の出力Ｌ（”Ｊレベルとの間には、第６図に小すよ
うな関係がある。この図において、Ｌ／ｌＬ２．Ｌ、７
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、それぞれの人力信シンのレベ
ルを各閾値と比較し、その比較結果に応じた論理レベル
の閾値対応の出力信吋を送出する。

すなわち、閾ｆｎ”ＥＬｔ　、Ｌ２＋　　ＬＪに対応す
る出力（１ｊ’ｙ’０７　！　０２　＋　ＯＪの論理レ
ベルは、その閾値以１−のレベルのＬ：”Ｊが人力した
場合に“１”となり、大カイ、１昌ルベルが閥値末ｌ菌
のききにｕ　０４１七なる。したがって、例えば、大カ
イ１１号・レベルが閾値ＬＩ未満ならば、出力（＋；Ｓ
Ｊはすへて０゛となり、入力信υレベルが閥ｆｎ’［Ｌ
、　２以１−で閾イ１１°目７．？未満ならば、出力化
−３は０／と０２か”ビ°、０．３が１０゛となる。

このように、出カイ１３号０／　、０２．ｏ３は、大カ
イバー３゛のレベル比較結果を示す２進コードである。

レベル比較回路１０２の出力Ｌ’；”Ｊは、コードＬ（
Ｏｌを最ド位ビ、トとした２進コード）として、処理制
御系と（＋ｊ−Ｊ系とのインターフェイスを１゛するイ
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１０８には、前記ロー９１１
エンコーダおよびリニアエンコータカラ、各時点におけ
る回転角度位置０およびＸ方向（゛］′径方向）位置Ｘ
の情報を示す化け（２進コード）が、バ・、ファ回路１
１０，１１２を介し人力される。これらの人力コードは
、−・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、そこに一時的に保持される。

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
情報がセントされるレジスタもある。

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１１６によりモータ１４，２４の駆動制御が
行われ、またソレノイドドライバ１１７によりソレノイ
ド８７の駆動制御が行われる。

つぎに、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　
ｌ　２４、フロッピーディスク装置１２６、Ｘ−Ｙプロ
・ツタ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ステムバスであり、マイクロブロセ。

す１２０、ＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４、前記インター
フェイス回路１０８が直接的に接続されている。

キーボード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１２Ｂは、オペレーティングシステムや
各種処理プログラム、検査結果データなどを格納するも
のであり、フロッピーディスクコントローラ１３６を介
しシステムバス１３２に接続されている。

この異物検査装置が起動されると、オペレーティングシ
ステムがフロッピーディスク装置１２６からＲＡＭ１２
４のシステム領域１２４Ａヘロードされる。その後、フ
ロッピーディスク装置１２６に格納されている各種処ｐ
ｌｊプロゲラ１、のうち、必要・な１つ以１−の処理プ
ロゲラｌ、がＲＡＭ　ｌ　２４のプログラム領域１２４
Ｂヘロードされ、マイクロプロセッサ１２０により実行
される。処理途中のデータなどはＲＡＭ１２４の作業領
域に一時的に記憶される。処理結果データは、最終的に
フロッピーディスク装置１２６へ転送され格納される。

ＲＯＭ　ｌ　２２には、文字、数字、記すなどのドツト
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、Ｖｌ！物マツプやその
他のデータの大小なと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ｌトマップ１長
開される。１４０はビデオコントローラであり、ビデオ
ＲＡＭ　ｌ　３８の＋’Ｆ　込み、読出しなとの制御の
外に、ドツトパターンに応じたビデオ信−３の発生、カ
ーソルパターンの発生なとをｊｌう。このビデすコント
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１３２に接続されている。カーソルのアドレ
スを制御するためのカーツルアドレスポインタｌ　４０
Ａ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信−
ノ・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によりアクセス可能である
。

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に接続すれている。

次に、異物検査処理について、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、
ＩＩ視観察、印刷などのン搾ブをオペレータが指定する
型式としているが、これは飽くまで−・例である。

回転ステージ２２の所定位置にウェハ３０をセ、ｌトし
た状態で、オペレータがキーボード１３０より検査開始
を指令すると、検査処理プログラム゛がフロッピーディ
スク装置１２６からＲＡＭ　ｌ　２４のプログラム領域
１２４Ｂヘロードされ、走り始める。

マス、マイクロプロセッサ１２０は、初期化処理行う。

置体的には、Ｘステージ１０および同転ステージ２２を
初期位置に荀置決めさせるためのモータ制御情報、およ
び、ウェハ３０がパターン付キウエハの場合にはＳ偏光
カプトフィルタ８６を符号°８６゛の位置に移動させ、
ウェハ３０かブランク膜付きウェハ（または鏡面ウエノ
＼）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。

このモータ制御情報に従い、モータコントローラ１１８
がモータ１４，２０を制御し、各ステージを初期（１旨
＋’５に移動させる。同様に、ソレノイドド−７（バ１
１７は、ソレノイド制御情報に従い、′ｌ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１２
０は、後述のテーブル、カウンタ、検査データのバッフ
γなとのための記憶領域（第２図参！！（（）をＲＡＭ
１２０＋・、に確保する（それらの記憶領域はクリアさ
れる）。

ｉｔ記テーブル（デープル領域１２４　Ｄにイ１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１−りは、異物の番）ノ（検出された１１（６番）
、Ｖ（物のも“Ｉ置（＋′Ａ出された走査位置ｘ、０）
、その種類ないし性質（１１視観察によっ１：　、Ｊｉ
へられる）、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１’７１２８に人事され、すベレー９からのジ：
＋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（Ａ）のフローチャートを参Ｑ（（して説明
する。

自動検査のコードがキーボード１３０を通してマイクロ
プロセッサ１２０に入幻される。Ｌ、７１′クロプロセ
ツサ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１０８を
通じ、モーダニ２ントロー９１１日に村し走査開始を指
手する（ステップ２１０）。この１ｈ小を受けたモータ
コント【］−ラ１１６は、＋ｌ＋述のような螺旋走査を
一定速度で４１’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？ｉ４ｒ’を置Ｘ、０のコードと、レベル比較回
路１０２によるレベル比較結束であるコードＬとからな
る入力データを取り込み、ＲＡＭ１２４＋ｔの入力バソ
フｒ１２４ｃに−）き込む（ステップ２１５）。

マイクロプロセ、す１２０は、取り込んた走査位置情報
を走査路ｒ位置の位置情報上比較することにより、走へ
の終Ｉ”ｒ１１定を杓う（ステップ２２０）。

この判定の結果がＮｏ（走査途中）ならば、マイクロプ
ロセンサ１２０は、取り込んだコードＬのゼロ判定を行
う（ステップ２２５）。Ｌ＝０００ならば、その走へ位
置には異物か存７１シない。

Ｌ≠０００ならば、＋Ｊ４物が０７１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・ノブ２２５の判定結果かＮＯならば、
マイクロブロセｚｆ１２０に裏、ＩＩ！　’１込んだ位
置情報（×、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　
致かとれた場合、現ｒ１の異物は他の異物４Ｌ：、同−
乏みなせるので、ステ４．ゾ２１５に戻る。

位置情報の比較か不一致の場合、新しいｌ／、１．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、ＲＡＭ１２４１ｔに確保された領ｔｌｊｉ１２
４ＥであるカウンタＮを１だけインクリメントする（ス
テップ２３５）。そして、テーブル１５０のＮ番１１の
エントリに、当１亥異物の（１°Ｉ置情報（ｘ、／７）
およびコードＬ（粒径情報として）を１１１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Ｋｔ＋’される。

ステップ２２０て走査路１′と判定さオｊる、と、マス
ク１２０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χ４　Ｌ　走ｈ　停市指手を
送る（ステップ２５０）。この指手に応答して、モータ
コントローラ１１Ｂはモータ１４゜２４の寧動を停！１
・する。

次にマイクロプロセンサ１２０は、テーブル１５０を参
照し、コードＬか１２の異物の合計数ＴＬ／１コードＬ
が３２の異物の合計数’Ｉ’Ｌ２、コードＬが７２の異
物の合計数ＴＬ３を１？１算し、その異物合計数データ
を、ＲＡＭ１２４１−の特定領域１２４Ｆ、１２４Ｇ、
１２４Ｈに占き込む（ステップ２５１）。そして、テー
ブル１５０の記憶内容および異物合計データを、ウェハ
、Ｉｔ　ＳＺ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（ステップ２５２）。

これで、自動検査のジョブが終Ｊ’Ｌ、ＣＲＴディスプ
レイ装置１２８のｌｌＩｎ　＋ｒ＋ｉにジョブメニュー
が表示される。

つぎに「［１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視検杏としては、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。

］」視観察のジョ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、ウェハの輪郭画像のトンドパ
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　１３８へＩ）　Ｍ　Ａ転送さ仕る（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により行われるが、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
１３Ｂによって１１″われる。ビデオＲＡＭ１３Ｂのト
ンドパターンデータは、ビデオコントローラ１４０によ
り順次読み出されビデオ信りに変換されてＣＲＴディス
プレイ装置１２８に送られ、表示される。

つぎにマイクロプロセッサ１２０は、観察対象のウェハ
の各号・（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
ータを読み込み、ＲＡＭ１２４の対応する領域に、ＩＦ
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、６ソ４物の位置情報とサイズ情＋ｖ（
Ｌコード）を順次読み出し、Ｌコードに対応したトンド
パターンデータをＲＯＭ１２２から読み出し、位置情報
に対応したビデオＲＡＭ　１３８のアドレス情＋Ｖ、＝
ともにビデオコントローラ１４０へ転送し、ビデオＲＡ
Ｍ１３８に８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の画商に表、１（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、モータコントローラ１１６に走査
位置の初期位置への位置決めを指示する（ステップ３０
０）。以ド、指定モードにより処理が異なる。

順次モードが指定された場合、マイクロブロセｌす１２
０は、カウンタＭ（ＲＡＭ１２４の領域１２４Ｊ）に１
をセットしくステップ３２ｏ）、テーブル１５０のＭＭ
Ｉ＋のエントりに格納されている異物（Ｍｌｌ＋に検出
された異物）のデータを読み出す（ステップ３２５）。

そして、その位置情ＨＪ（ｘ、／７）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１０８を介してモータコントローラ１１６へ’
ｊ−よる（ステップ３３０）。モータコントローラ１１
６によりモータ１４．２０が制御され、走査位置の位置
決めがなされれば、当然、その光学顕微鏡５２の視野の
中心に、２目１しているＭｉｌ＋の異物が位置する。

マイクロプロセッサ１２０は、Ｍ番１１の異物のしコー
ドに対応する異物パターンと、２番１１（ＰはＲＡＭ　
１２４の領域１２４にカウンタＰの値）の異物のしコー
ドに対応する異物パターンをＲＯＭ１２２から読み出し
、ＰＭ［Ｉの異物のパターンはそのまま、Ｍ番１１の異
物のパターンは反転して、アドレス情報とともにビデオ
コントローラ１４０へ順次転送し、それらのパターンを
ビデオＲＡＭの該当アドレスに＋’Ｆき込ませる（ステ
ップ３３５）。これで、ＣＲＴディスプレイ装置１２８
の両面に表１７＜されているＷ物マツプｌ−のＭ番１１
の異物だけは、反転パターン乏して人生されるこ七にな
り、他の１６物と視覚的に１×別さねる。

マイクロプロセッサ１２０は、インターフェイス回路１
０８を介して位置情報を順次取り込み、ＭＭＩ＋の異物
の位置情報と比較し、位置決めの完ｒ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１丁能の旨のメツセージをビデオ
ＲＡＭ　１３８に転送し、ＣＲＴディスプレイ装置１２
８の画面に人生させる（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、異物の１１視観察を１１゛い、その異物
の性質ないし種類を識別し、その性質ないし種類のコー
ドをキーボード１３０より人力する。実際的には、］１
視観察ン９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番号
の表が表示されており、その表の該ｔｌｔ、する准−シ
を人力する。

マイクロプロセッサ１２０は、人力コードカ異物の性質
ないし種類のコードならば（スタップ３５２）　、　’
ｃノｖ　−トラチーフル１５０（７’）ＭＭＩＩツエン
トリにノＦき込む（ステ、プ３５５）。たｊ−ｔ＝、人
力コードかタブな、どの他のコードの場合は、ステップ
３５５はスキップされる。

−）ぎに、マイクロプロセッサ１２０は、カウンタＭ、
　Ｐをまたけインクリ７ントしくスタップ３６０）、カ
ウンタＭとカウンタＮｌの（＋＋’ｆは検出された異物
の総合＋ｊｌ数になっている）七の比較判定を１１う（
ステップ３６５）。そして、Ｍ＜Ｎならばステ、プ３２
５へ１入る。

また、Ｍ≧Ｎならば、ＲＡＭ１３８＋、のテーブル１５
０の記憶内容と〃５物合１；１数データを、ウェハ番ｚ
ノとともにフロッピーディスク１．　！　２　Ｂへ転送
しくステ、ブ３７０）　、ン９ブメニュー画面状態に戻
る。

・ツバ許ジノ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洛−シ゛の入力
を待つ（スタップ４１０）。キー人力力なされると、そ
の人力コードが異物番号であるか判定する（ステップ４
１５）。Ｖ禮物番５じてなければ、キー人力を持つ。

ＩＩ′１１物各号がキー人力されると、マイクロプロセ
ッサ１２０は、そのγシ物洛ｚノ″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、スタップ３５７でカウンタＭの値がカウンタＰ
にセントされ、次のステ、プ４００において、現／１の
モードが番−３°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５ノ・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　ｙＩｊ物化号をキー人力することによ
り、指定したン亀巳物か顕微鏡５２の視野のほぼ中心に
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の藷当のエントリに＋’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、任意の時
点でキーボード１３０の終ｒキーを人力すれば、番−じ
指定モードが終ｒし、ステップ３７０の処理の後、ンＡ
ブメニュー画面の伏（６）に入る。

カーソルｔｈ′ｌｊ、′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伯キーを操作するこ
七により、カーソル制御（＋’ｉ　Ｓ７を通じてカーソ
ルアドレスポインタ１４０Ａを史新し、ＣＲＴデｆスプ
レィ装置１２８の画面に人生されているカーソルを、同
じく画面に人生されているＩＩ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ドする
ことによ＆’）、！４ＪＪ察すべき異物を指定する。

このモードになると、マイクロブロセ、す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ＴがＮｏならば、キー人力待ちに
なる。

判定結束か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イー７置、つまり
ソ、Ｓ物位置に゛灸換する（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γ１１物の位置と比較
をＪ＋’い、最も近い異物を検索しくステ、ブ４５０）
、その＋Ｊ４物の番シＪをカウンタＭにセ５．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１旨定された異物が自動的
に顕微鏡の視野に位置決めされ、その観察結束がテーブ
ル１５０の、層重するエントリに−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ｐｌｑ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ｊＩＩられる。

なお、］１視観察において、観察中の異物がＣＲＴディ
スプレイ装置１２８に画面表示されている異物マンプ１
−に、反転パターンとして人生されるため、オペレータ
（＃ｉＪＪ察者）は、観察中の異物をＶｄ物マツプ１−
で容易に確認できる。

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プロフタ１２フより印刷出力させる
ことができる。

印刷が指定されると、第８図（Ｆ）に示されるように、
マイクロプロセッサ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
の番号（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（ステップ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、ウェハ番ジノ・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１＋ｒｉｉ而の状態に戻
る。

以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
て実施し得るものである。

例えば、検査系５０の走り位置が常に顕微鏡５２の視野
内に入るようになっている必要は必ずしもなく、走り位
置と視野とか・定の位置関係を維持できればよい。但し
、＋ｌｉｔ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？ｊＪ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、正合
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６而を走査する場合、走査端の信置制御が複
雑になる傾向がある。したがって、ウェハなとのン１１
物検合の場合、螺旋走査が　般にイ１利である。

また、この発明は、ウエノ・以外の？ｌＡ面の異物１装
置にも同様に適用し１１１ることは勿論である。また、
偏光レーザ尤以外の光ビームを利用する同様な大物検査
装置にも、この発明は適用Ｉｌｌ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
面に光ビームを１１（１射し、該ウェハ而１−からの反
射光を光電素子に入射させ１．亥光電素γ−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、光源より発した光ビー
ムが、エキスパンダに通されビーム径を拡大された後、
シリンドリカルレンズに通され特定の方向に絞られてか
ら、前記ウェハ面に、その異物が存在しない部分で実質
的に全反射されるような小さな！１（１射角度で照射せ
しめられるから、ウェハ内部の状態の影響による＋ｉ！
Ｌ検出を防１（・、できるとともに、光ビーム径が格別
大きな高価な光嵩１を用いることなく、ウェハ而の！（
（噴射密度を１・分高めて１・分な検出感度を得られる
、などの効果を達成できる。

【図面の簡単な説明】 第１図はこの発明によるウェハ猶１物検合装置の光学系
などの概要図、第２図は同γｄ物検査装置の（＋？−Ｊ
’系および処理制御系を小す概略ブロック図、第３図は
スリットのアバー千ヤの配置と分離ミラーの鏡面との対
応関係の説明図、第４図は被検谷面走査の説明図、第５
図はスリットのアパーチャの被検晶面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
ライヤの出力信り七の関係、およびレベル比較の閾値と
の関係を小ナグラフ、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）は検査処理に
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光分離に関する説明１
ス１である。 １０・・・Ｘステージ、１４．２４・・・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、３７．３９・・・エキスパン
ダ、４４．４６・・・ンリンドリカルレンズ、５０・・
・検出系、５２・・・顕微鏡、７２・・・スリット、７
４・・・アパーチャ、８６・・・Ｓ偏光カントフィルタ
、８７・・・ソレノイド、８８・・・分離ミラー、９０
・・・ホトマルチプライヤ、１００・・・加３１増幅Ｚ
４．１０２・・・レベル比較回路、１０８・・・インタ
ーフェイス回路、１１６・・・モータコントローラ、１
１６・・・ソレノイドドライバ、１２０・・・マイクロ
プロセッサ１２２・・・ＲＯＭ１１２４・・・ＲＡＭ、
１２６・・・フロッピーディスク装置、１２７・・・Ｘ
−Ｙプロブタ、１２８・・・ＣＲＴディスプレイ装置、
１３０・・・キーボード、１３８・・・ビデオＲＡＭ１
１５０・・・テーブル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ウェハの表面に光ビームを照射し、該ウェハ面上
   からの反射光を光電素子に入射させ、該光電素子の出力
   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、光源より発した光
   ビームが、エキスパンダに通されビーム径を拡大された
   後、シリンドリカルレンズに通され特定の方向に絞られ
   てから、前記ウェハ面に、その異物が存在しない部分で
   実質的に全反射されるような小さな照射角度で照射せし
   められることを特徴とするウェハ異物検査装置。