JPS63143830A - ヘイズ欠陥検出方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は１面板欠陥検出装置において、面板の表面に
付着した染み、曇りなどのヘイズ欠陥の検出方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 半導体の材料であるシリコンウェハ面板には。

種々の欠陥があり、これより製造されるＩＣの品質を低
下するので、面板欠陥検出装置により検査されている。

最近においては、ＩＣの集積密度がますます高度化され
、欠陥の検査が厳密となるに伴い、欠陥の種類を区分し
て検出することが必要とされている０面板の欠陥には、
多様な種類があるが、表面に付着した染みないしは、か
すみ状の曇りなどのヘイズと呼ばれる欠陥があり、これ
を検出することが要請されている。

ヘイズ欠陥は比較的広い範囲社分布するものであるが、
極めて薄い膜状である。これに対して、従来から行われ
いる欠陥検出方法は、塵４などの微粒子または微小な傷
が極めて微細な範囲内で発生する散乱光に対するもので
あって、そのままではヘイズ欠陥に対処することが困難
であった。そこで、これらに対して有効な検出方法が必
要とされている。

［発明の目的］ この発明は、以上の問題に鑑み、ヘイズ欠陥を検出する
方法を提供することを目的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明は、レーザビームによりシリコンウェハ面板の
表面を走査して、該表面の欠鏑による散乱光を受光する
面板欠陥検出装置において、該表面による正反射光を除
いた広い角度範囲の散乱光を受光する暗視野方式とし、
これによりえられる検出信号に含まれている低周波成分
を低域フィルタにより分離し、かつ、該低周波成分に含
まれているレーザビームの迷光による表面のバックグラ
ウンド電圧を、該低周波成分から差し引くことにより、
面板の表面に付着した曇りなどのヘイズ欠陥を検出する
ものである。なお、バックグラウンド電圧としては、予
め、ヘイズ欠陥などの欠陥が無い清浄な基準面板につい
て、上記のレーザビームによる走査を行い、上記の暗視
野受光方式により受光してえられる検出信号を使用する
ものである。

［作用］ この発明は、広い範囲に分布するヘイズ欠陥に対して、
広い角度範囲の散乱光を受光できる暗視野受光方式を使
用し、これよりえられる検出信号から、低域フィルタに
よりパルス性の高周波成分を除去し、ヘイズ欠陥に対す
る低周波成分を取り出し、さらに迷光によるバックグラ
ウンド電圧を差し引くもので、正しいヘイズ欠陥検出信
号がえられるものである。

［実施例］ 第１１Ｊ（ａ）、（ｂ）はこの発明による、ヘイズ欠陥
検出方法における。ヘイズ欠陥の検出原理を説明する光
学系の構成図である０図（ａ）において、レーザ光源２
よりのレーザビーム３はミラー４、投光レンズ５を経て
、面板ｌの表面に垂直に投光される０面板１の表面が清
浄な鏡面であるときは。

反射光３ａは正反射方向、すなわち垂直に反射する。こ
こで投光の方向を面板１に垂直とするのは、欠陥に対し
て方向が偏らず、平均した照射をするためである。

・いま１面板１の表面に染み、またはかすみ状の曇り、
すなわちヘイズ欠陥６がある場合は、図（ｂ）に示すよ
うに、レーザビーム３は、光軸中心の周辺に向かって散
乱し、散乱光８が発生する。ヘイズ欠陥６は曇り状態の
ため乱反射し、散乱の角度範囲は広く、強度分布は一様
に近い、しかし、ヘイズ欠陥６の曇りの程度が極めて微
小な場合があり、これを有効に検出するために、できる
だけ広い角度範囲の受光器９−１．９−２などにより勤
果的に受光する。なお前記のように、ヘイズ欠陥は比較
的広い範囲に分布しているので、レーザビームの走査中
、比較的長い周期、すなわち低周波の波形となる。

面板ｌの表面には、ヘイズ欠陥６の他に、塵などの微粒
子欠陥、擦り傷、または微小な凹部（ビット）をなす微
小欠陥７があり、これらの散乱光８もともに受光器９に
受光されるが、これらは微小のためす周期の短いパルス
となる。

さらに、レーザビーム３は光学系内で迷光を生じ、第２
図の受光器９において５点５ｌｒ１〜ｒ４で示す受光範
囲内にあるものが受光され、これがバックグラウンド光
となる。ここで、各種の欠陥による前記の散乱光はレー
ザビーム３の直接的な散乱光であるに対して、このバッ
クグラウンド光は、迷光による間接的ではあるが、しか
し広い範囲を受光するので、影響を無視することができ
ない。

第３図（ａ）、（ｂ）および（０に検出信号波形の例を
示す９図（ａ）において、直線の波形（八）はバックグ
ラウンド光による受光信号のレベルで、電圧をΔＢとす
る。波形（イ）はヘイズ欠陥６による低周波で、この上
に微粒子などの微小欠陥７によるパルス（「）が重畳し
ている。この信号波形を低域フィルタを通して、ヘイズ
欠陥に対する波形（イ）を分離し、さらにバラ多グラウ
ンド電圧ΔＢ差し引くことにより、正しいヘイズ欠陥の
検出信号がえられるものである。この場合、ヘイズ欠陥
信号（イ）・は低周波であり、バックグラウンド電圧Δ
Ｂはほぼ一定の直流成分であるが、これらを周波数によ
り分離することは困難である。そこで、この発明では、
両者をデジタル量に変換して、正確な差し引きを行うも
のである。

次に、ヘイズ欠陥は前記のように、染み、かすみのごと
き希薄な物質であり、また反射率の変化は微妙であるの
で、これを正°確に検出するためにはバックグラウンド
電圧ΔＢを正確に測定することが必要である。そこで予
め、ヘイズなどの欠陥のない、清浄な面板について測定
してΔＢを確定亀 しておき、信号処理の段階でデジタル変換し、信号波形
のオフセーＩト電圧として設定して差分演算を行うもの
である。

第４図（ａ）および（ｂ）はこの発明による、ヘイズ欠
陥検出方式の実施例における光学系の構成図を示す０図
（ａ）において、光源２よりのレーザビーム３はミラー
４で反射されて、投光レンズ５により面板１に垂直に照
射されて表面を走査する。

受光器９は複数のオプチカルファイバを図（ｂ）に示す
ように、光軸の近傍を除いて、たとえば２つの同心円上
に各６本づつ配列し、走査点に接近した位置で広い受光
角度とする。これらのオプチカルファイバは一括して光
電子増倍管（ＰＭＴ）１０に接続される。

第５図は信号波形からパルス成分およびバ・ツクグラウ
ンド電圧ΔＢを除去して、ヘイズ欠陥信号を分離する回
路の実施例を示し、ＰＭＴＩＯの出力は低域フィルタ（
ＬＰＦ）１１により、低周波成分が取り出され、Ａ／’
Ｄ変換器１２でデジタル化される。前記した方法により
測定されたバックグラウンド電圧ΔＢは、デジタル変換
されて差分演算回路１３に与えられており、ヘイズ欠陥
信号（イ）のデータが端子１４に出力されるものである
。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明によるヘイ
ズ欠陥検出方法によれば、従来困難であった面板の染み
、かすみ状の曇りによるヘイズ欠陥が、微粒子などの他
の欠陥と区別して検出さ”れるものであり、シリコンウ
ェハ面板の欠陥検査技術に貢献するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

ＷＥ１図（ａ）および（ｂ）は、この発明によるヘイズ
欠陥検出方式の原理を説明するための暗視野受光方式の
光学系の構成図、第２図は第１図（ｂ）におけるバック
グラウンド光の説明図、第３図（１）。 （ｂ）および（ｃ）は、この発明によるヘイズ欠陥検出
方式における検出信号波形図、第４図（ａ）および（ｂ
）は、この発明によるヘイズ大福検出方法に適用する暗
視野受光方式の光学系構成の実施例を示す図、第５図は
、この発明によるヘイズ欠陥検出方式における信号処理
回路の実施例を示すブロック構成図である。 １・・・面板、　　　　２・・・レーザ光源。 ３・・・レーザビーム、　　３ａ・・・正反射光、４・
・・ミラー、　　　　　　５・・・投光レンズ、６・・
・ヘイズ欠陥、　　　７・・・微小欠陥。 ８・・・散乱光、　　　　　９・−・受光器。 ｌ曝ト・・光電子増倍管（ＰＭＴ）。 ＩＩ・・・低域フィルタ（ＬＰＦ）　。 １２・・・Ａ　、−’　Ｄ変換器、　　　１３・・・差
分演算回路。 ！４・・・端子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、レーザビームによりシリコンウェハ面板の表面
   を走査して、該表面の欠陥による散乱光を受光する面板
   欠陥検出装置において、該表面による正反射光を除いた
   広い角度範囲の散乱光を受光する暗視野受光方式とし、
   該受光方式によりえられる検出信号に含まれている低周
   波成分を低域フィルタにより分離し、かつ、該低周波成
   分に含まれている上記レーザビームの迷光による上記表
   面のバックグラウンド電圧を、該低周波成分から差し引
   くことにより、上記面板表面に付着した曇りなどのヘイ
   ズ欠陥を検出することを特徴とする、ヘイズ欠陥検出方
   法。
2. （２）、表面にヘイズ欠陥などの欠陥が存在しない清浄
   な面板を基準面板とし、該表面に対して上記のレーザビ
   ームの走査を行って、上記の暗視野受光方式により受光
   してえられる検出信号を、上記のバックグラウンド電圧
   とする、特許請求の範囲第１項記載のヘイズ欠陥検出方
   法