JP2002310932A - Method and system of monitoring semiconductor device treatment device - Google Patents

Method and system of monitoring semiconductor device treatment device

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JP2002310932A
JP2002310932A JP2002026239A JP2002026239A JP2002310932A JP 2002310932 A JP2002310932 A JP 2002310932A JP 2002026239 A JP2002026239 A JP 2002026239A JP 2002026239 A JP2002026239 A JP 2002026239A JP 2002310932 A JP2002310932 A JP 2002310932A
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Japan
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foreign matter
foreign
wafer
semiconductor substrate
detection
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Hiroshi Morioka
洋 森岡
Minoru Noguchi
稔 野口
Yoshimasa Oshima
良正 大島
Yukio Kenbo
行雄 見坊
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a foreign-body inspection apparatus by which defects in large quantities can be prevented and by which a yield is maintained in the mass-production line of a semiconductor production process. SOLUTION: The method and the system are achieved in such a way that, in the mass production line of the semiconductor production process, the foreign-body inspection apparatus is miniaturized and that the foreign-body inspection apparatus is placed on a conveyance system between the input port and the output port of a treatment device in a semiconductor production line or between treatment devices. The apparatus which detects a foreign body on a repetitive pattern part on a wafer by a refractive index change-type lens array, a spatial filter and a pattern-information removal circuit is provided, and the foreign body on the wafer being conveyed can be inspected. In the mass production line of the semiconductor production process, the foreign body is monitored by a simple monitoring device, the weight of the production line is reduced, and the production cost of the production line can be reduced. Since the monitoring device can perform a real-time sampling operation, it is possible to prevent the defects in large quantities which are fatal to the yield, and an effect to ensure the yield stably is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程の量産
立上げ及び量産ラインにおいて発生する異物を検出し、
分析して対策を施す半導体製造工程における異物発生状
況解析方法及びその装置、または半導体基板上の異物を
検査する異物検査装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a foreign substance generated in a mass production line of a semiconductor manufacturing process and a mass production line.
The present invention relates to a method and an apparatus for analyzing foreign matter occurrence in a semiconductor manufacturing process for analyzing and taking countermeasures, or a foreign matter inspection apparatus for inspecting foreign matter on a semiconductor substrate.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の半導体製造工程では半導体基板
（ウェハ）上に異物が存在すると配線の絶縁不良や短絡
などの不良原因になり、さらに半導体素子が微細化して
半導体基板中に微小な異物が存在した場合にこの異物が
キャパシタの絶縁膜やゲート酸化膜などの破壊の原因に
もなる。これらの異物は搬送装置の稼動部から発生する
ものや、人体から発生するものや、プロセスガスによる
処理装置内で反応生成されたものや薬品や材料等に混入
されているものなどの種々の原因により種々の状態で混
入される。2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor manufacturing process, the presence of foreign matter on a semiconductor substrate (wafer) causes defects such as wiring insulation failure and short-circuiting. When present, the foreign matter causes destruction of an insulating film and a gate oxide film of the capacitor. These foreign substances are generated from various parts such as those generated from the operating part of the transport device, those generated from the human body, those generated by reaction in the processing device by process gas, and those mixed in chemicals and materials. Mixed in various states.

【０００３】従来のこの種の半導体基板上の異物を検出
する技術の１つとして、特開昭６２−８９３３６号公報
に記載されているように、半導体基板上にレーザを照射
して半導体基板上に異物が付着している場合に発生する
異物からの散乱光を検出し、直前に検査した同一品種半
導体基板の検査結果と比較することにより、パターンに
よる虚報を無くし、高感度かつ高信頼度な異物検査を可
能にするものが、また、特開昭６３−１３５８４８号公
報に開示されているように、半導体基板上にレーザを照
射して半導体基板上に異物が付着している場合に発生す
る異物からの散乱光を検出し、この検出した異物をレー
ザフォトルミネッセンスあるいは２次Ｘ線分析（ＸＭ
Ｒ）などの分析技術で分析するものがある。As one of the conventional techniques for detecting foreign matter on a semiconductor substrate of this type, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-89336, a semiconductor substrate is irradiated with a laser to illuminate the semiconductor substrate. Detects scattered light from foreign matter generated when foreign matter is attached to the substrate, and compares it with the inspection result of the same type of semiconductor substrate inspected immediately before, eliminating false alarms due to patterns, providing high sensitivity and high reliability. As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-135848, a device capable of inspecting a foreign substance is generated when a semiconductor substrate is irradiated with a laser and a foreign substance adheres to the semiconductor substrate. Scattered light from the foreign matter is detected, and the detected foreign matter is subjected to laser photoluminescence or secondary X-ray analysis (XM
Some are analyzed by analysis techniques such as R).

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、半導
体製造工程の量産立上げ時と量産ラインは区別されてお
らず、量産立上げ作業で使用した検査装置がそのまま量
産ラインでも適用されており、量産ラインでは異物発生
をいち早く感知し対策を施す必要があるが、従来の検査
装置がスタンドアロ−ン型であり、製造ラインで処理し
た半導体基板を検査装置の箇所に持ち込んで異物の検査
をするものであった。したがって、半導体基板の搬送、
異物検査に時間を要したため、検査の頻度を十分な値ま
であげることは難しかった。In the prior art, the mass production line and the mass production line in the semiconductor manufacturing process are not distinguished from each other, and the inspection apparatus used in the mass production start-up work is applied to the mass production line as it is. In a mass production line, it is necessary to detect the occurrence of foreign matter as soon as possible and take countermeasures. However, the conventional inspection equipment is a stand-alone type, and the semiconductor substrate processed in the production line is brought to the inspection equipment to inspect the foreign matter. Was to do. Therefore, transport of semiconductor substrates,
Since it took time to inspect foreign substances, it was difficult to increase the frequency of inspection to a sufficient value.

【０００５】これは、従来技術の装置規模が大きいうえ
に検査時間も長くかかり、これらの従来装置を用いて実
時間モニタを実現するには、大規模な装置を数多く並べ
る必要がありこれは事実上困難であった。現実的には、
１ロット、あるいは数ロットあるいは１日毎に１枚の半
導体基板を検査するのが限界であった。このような頻度
の異物検査では、異物の発生を十分に早く感知したとは
いえない。すなわち、量産ラインに対し、理想的な実時
間サンプリングには程遠いものであった。さらに、量産
ラインの工程数及び設備を低減するためには必要にして
十分な箇所に必要十分なモニタを設置する必要があると
いう問題があった。[0005] This is because the conventional apparatus has a large scale and a long inspection time. To realize a real-time monitor using these conventional apparatuses, it is necessary to arrange many large-scale apparatuses. Was difficult. Realistically,
Inspection of one lot, one lot, or one semiconductor substrate every day has been the limit. In the foreign substance inspection at such a frequency, it cannot be said that the generation of the foreign substance was detected sufficiently early. In other words, it was far from ideal real-time sampling for mass production lines. Further, there is a problem that it is necessary to install a necessary and sufficient monitor at a necessary and sufficient place in order to reduce the number of processes and equipment of the mass production line.

【０００６】ＬＳＩの量産立上げの主要作業のうちの１
つに、これらの異物の発生原因を究明して対策を施す作
業があり、それには発生異物を検出して元素種などを分
析することが発生原因探求の大きな手がかりになる。一
方、量産ラインでは、これらの異物の発生をいち早く感
知し対策を施す必要がある。異物発生から異物発生の感
知まで時間が経過した場合不良の発生数は大きくなり歩
留りは下がる。従って、高い歩留りを維持するためには
異物発生からその感知までの経過時間を短縮することが
欠かせない。つまり、異物検査の効果を最大限に出すた
めには、モニタのサンプリングタイムを短くすることが
必要であり、理想的には、量産ラインに対し実時間のサ
ンプリングが望ましい。[0006] One of the main tasks for starting mass production of LSIs
Finally, there is a task of investigating the cause of the generation of these foreign substances and taking countermeasures. In that work, detecting the generated foreign substances and analyzing elemental species or the like is a great clue for searching for the cause of the generation. On the other hand, in a mass production line, it is necessary to detect the occurrence of these foreign substances as soon as possible and take measures. When the time elapses from the generation of foreign matter to the detection of the generation of foreign matter, the number of defective occurrences increases and the yield decreases. Therefore, in order to maintain a high yield, it is indispensable to reduce the elapsed time from the generation of a foreign substance to its detection. In other words, in order to maximize the effect of the foreign substance inspection, it is necessary to shorten the sampling time of the monitor, and ideally, real-time sampling is desirable for a mass production line.

【０００７】本発明の目的は、処理装置の入口、または
該出口、または、複数の処理装置の間の搬送系に設置し
て実時間で半導体基板上の異物の発生状況を検出できる
ようにした量産ラインの半導体製造工程における異物発
生状況解析方法及びその装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to dispose a foreign substance on a semiconductor substrate in real time by installing the apparatus at an inlet or an outlet of a processing apparatus or a transfer system between a plurality of processing apparatuses. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for analyzing foreign matter occurrence in a semiconductor manufacturing process of a mass production line.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の量産ラインにお
ける異物検査装置は、上記実時間サンプリングを実現す
るものであり、異物モニタリング装置を小型にし、半導
体製造ラインの処理装置の入出力口あるいは処理装置間
の搬送系中に載置できるように構成した。即ち本発明
は、複数の処理装置を備えた量産半導体製造ラインにお
いて、照明アレイから成る斜方照明系とレンズアレイま
たはマイクロレンズ群から構成された結像光学系と該結
像光学系のフ−リエ変換面に配置された空間フィルタと
上記結像光学系の結像位置に配置された検出器とを備え
て半導体基板上の異物の発生状況を検出する異物モニタ
リング装置を、所定の処理装置の入口、または該出口、
または複数の処理装置の間の搬送系に設置して該処理装
置による半導体基板上の異物の発生状態を検出すること
を特徴とする半導体製造工程における異物発生状況解析
装置である。SUMMARY OF THE INVENTION A foreign substance inspection apparatus in a mass production line according to the present invention realizes the above-mentioned real-time sampling, makes the foreign substance monitoring apparatus small, and uses an input / output port or a processing port of a processing apparatus of a semiconductor manufacturing line. It was configured so that it could be placed in the transport system between the devices. That is, the present invention relates to an oblique illumination system including an illumination array, an imaging optical system including a lens array or a microlens group, and a frame of the imaging optical system in a mass production semiconductor manufacturing line including a plurality of processing apparatuses. A foreign substance monitoring device that includes a spatial filter disposed on a Rier transform surface and a detector disposed at an image forming position of the image forming optical system and detects a state of generation of a foreign substance on a semiconductor substrate. The inlet, or the outlet,
Alternatively, there is provided a foreign substance generation state analysis apparatus in a semiconductor manufacturing process, wherein the foreign substance generation state analysis apparatus is provided in a transport system between a plurality of processing apparatuses and detects a state of generation of foreign substances on a semiconductor substrate by the processing apparatuses.

【０００９】また、本発明は、半導体基板上の異物を検
査する装置において、半導体基板に対してほぼ短波長で
平面波で直線状の形状に照明する照明系と、該照明系に
よって照明された半導体基板からの反射光像を結像する
結像光学系と、該結像光学系の途中に半導体基板上の繰
り返しパターンからの回折光を遮光するように設置され
た空間フィルターと、結像された光像を検出する検出器
と、検出器で検出された信号の内半導体基板上で繰り返
して発生する信号を消去する消去手段と、該消去手段に
よって消去されなかった信号に基いて半導体基板上の異
物を検出する異物検出手段とを備えたことを特徴とする
異物検査装置である。また、本発明は、上記異物検査装
置において、上記結像光学系として屈折率変化型のレン
ズアレイで構成したことを特徴とするものである。Further, the present invention relates to an apparatus for inspecting foreign substances on a semiconductor substrate, wherein the illumination system illuminates the semiconductor substrate with a plane wave at a substantially short wavelength in a linear shape, and a semiconductor illuminated by the illumination system. An imaging optical system that forms an image of the reflected light from the substrate; and a spatial filter that is provided in the middle of the imaging optical system so as to block the diffracted light from the repetitive pattern on the semiconductor substrate. A detector for detecting an optical image, erasing means for erasing a signal repeatedly generated on the semiconductor substrate among the signals detected by the detector, and a erasing means for erasing a signal on the semiconductor substrate based on the signal not erased by the erasing means. A foreign matter inspection device comprising: a foreign matter detection unit that detects foreign matter. Further, the present invention is characterized in that in the above foreign matter inspection apparatus, the imaging optical system is constituted by a lens array of a refractive index change type.

【００１０】[0010]

【作用】半導体製造工程の量産立上げ時には材料、プロ
セス、装置、設計等の評価、改良（デバック）を行なう
ために高価で高性能な評価設備により各プロセス、設備
等を評価し、量産時には生産ラインの工程数及び設備を
できる限り低減し特に検査、評価の項目を減らして設備
の費用および検査、評価に要する時間を短縮するように
する。それには量産立上げ時の評価が円滑、迅速に進む
ようにサンプリング半導体基板を工夫した異物検出分析
システムを用いて異物の発生原因を究明して材料入手時
の検査仕様を変更したり設備の発塵源の対策を立て、そ
の結果がそれぞれの材料、プロセス、装置等にフィード
バックされて発塵しやすいプロセスの仕様を発塵に対し
て強い素子の設計仕様としたりすると同時に、量産ライ
ンの検査、評価の仕様作りに利用され異物の発生しやす
い箇所に必要に応じて半導体基板上の異物モニタを設置
したり、特定箇所の特定の異物の増減のみをモニタする
仕様としたりする。[Effect] At the time of mass production start-up of semiconductor manufacturing process, to evaluate and improve (debug) materials, processes, equipments, designs, etc., evaluate each process, equipment, etc. by using expensive and high-performance evaluation equipment. The number of processes and equipment of the line are reduced as much as possible, and especially the items of inspection and evaluation are reduced so that the cost of equipment and the time required for inspection and evaluation are shortened. For this purpose, we use a foreign substance detection and analysis system that uses a sampling semiconductor substrate so that the evaluation at the start of mass production can proceed smoothly and quickly. Measures against dust sources are made, and the results are fed back to each material, process, equipment, etc., and the process specifications that are easy to generate dust are set as the design specifications of elements that are resistant to dust generation. A foreign substance monitor on a semiconductor substrate is installed as needed in a place where foreign substances are likely to be generated, which is used for the specification of the evaluation, or a specification for monitoring only an increase or decrease of a specific foreign substance in a specific place.

【００１１】上記のように量産立上げ時と量産ラインを
分けることにより、量産立上げ時の異物の検出、分析、
評価装置を効率よく稼動させることができて量産立上げ
を迅速にできるとともに、量産ラインで用いられる異物
の検査、評価設備を必要最小限の簡便なモニタリング装
置にして量産ラインの軽量化が図られる。By separating the mass production line from the mass production line as described above, foreign matter detection, analysis,
The evaluation device can be operated efficiently and mass production can be started up quickly.In addition, foreign matter inspection and evaluation equipment used in the mass production line can be reduced to the necessary simple monitoring device to reduce the weight of the mass production line. .

【００１２】また、本発明の上記量産ラインのモニタリ
ング装置において、高速小型でかつ従来の大型の装置と
同等の機能を持つ検査装置を現状の技術で解決するため
に、以下の方法に着目した。まず、メモリの繰り返し性
に着目した。従来から繰り返しパターンを除去し欠陥を
検出する方法は知られている。この方法は確実に検出性
能を確保できる。しかし、この方法は上記のモニタリン
グ装置を実現する上で好都合なことは触れられていな
い。さらに、この場合のモニタは半導体基板上の全ての
点をモニタする必要はなくある特定の比率で半導体基板
上を監視していればよく、繰り返しパターンの多いメモ
リの製造では、このメモリの繰り返し部だけをモニタす
るだけでも効果は大きいことに着目した。Further, in the mass production line monitoring apparatus of the present invention, attention has been paid to the following method in order to solve a high-speed and small-sized inspection apparatus having a function equivalent to that of a conventional large-sized apparatus with the current technology. First, we focused on the repeatability of the memory. Conventionally, a method of detecting a defect by repeatedly removing a pattern is known. This method can ensure the detection performance. However, it is not mentioned that this method is advantageous for realizing the above-described monitoring device. Further, the monitor in this case does not need to monitor all points on the semiconductor substrate, but only needs to monitor the semiconductor substrate at a specific ratio. We focused on the fact that monitoring only the effect was significant.

【００１３】繰り返しパターンでは、コヒーレント光を
照射するとある特定の方向にだけ光が射出する。すなわ
ちメモリの場合は繰り返し部分から特定の方向に射出す
る光を空間フィルタによって遮光することができ、繰り
返して発生することがない異物を高感度で検出すること
ができる。この際、空間フィルタとして液晶を用いれば
液晶のオンオフで空間フィルタの形状を任意に変更でき
るため任意の繰り返しパターンの検査を自動でできるこ
とになる。In the repetitive pattern, light is emitted only in a specific direction when coherent light is irradiated. That is, in the case of a memory, light emitted from a repeated portion in a specific direction can be shielded by a spatial filter, and foreign substances that are not repeatedly generated can be detected with high sensitivity. At this time, if liquid crystal is used as the spatial filter, the shape of the spatial filter can be arbitrarily changed by turning on and off the liquid crystal, so that an inspection of an arbitrary repetitive pattern can be automatically performed.

【００１４】上記手段で半導体製造時の歩留りが向上す
るのは以下の理由による。半導体基板上の異物個数の厳
密な検出実験により、異物個数は徐々に増減するもので
はなく、突発的に増減するものであることが新たに判明
した。従来は、異物の個数は徐々に増減するものと考え
られていたため、上述したようにロットで１枚ないし１
日１枚等の頻度で異物検査されていた。ところが、この
検査頻度では突発的な異物の増加が見落とされたり、増
加したまましばらくたってから検出されたりすることに
なり、相当数の不良が発生することになる。すなわち、
量産ラインでは異物の発生をいち早く感知し対策を施す
必要があり、異物発生から異物発生の感知まで時間が経
過した場合不良の発生数は大きくなり歩留りは下がる。
従って、異物発生からその感知までの経過時間を短縮す
ることにより高い歩留りを維持することができる。つま
り、モニタのサンプリングタイムを短くすること、理想
的には、実時間のサンプリングにより、異物検査の効果
を最大限にだすことができる。The above-mentioned means improves the yield in semiconductor manufacturing for the following reasons. Through a strict detection experiment of the number of foreign particles on the semiconductor substrate, it was newly found that the number of foreign particles does not gradually increase or decrease but suddenly increases or decreases. Conventionally, the number of foreign substances was considered to gradually increase or decrease.
Foreign substances were inspected as frequently as once a day. However, at this inspection frequency, a sudden increase in foreign matter is overlooked, or the foreign matter is detected after a while, and a considerable number of defects occur. That is,
In a mass production line, it is necessary to detect the occurrence of foreign matter as soon as possible and take a countermeasure. If a time elapses from the occurrence of foreign matter to the detection of foreign matter, the number of defectives increases and the yield decreases.
Therefore, a high yield can be maintained by shortening the elapsed time from generation of a foreign substance to its detection. That is, by shortening the sampling time of the monitor, ideally, by sampling in real time, the effect of the foreign substance inspection can be maximized.

【００１５】さらに、従来装置では半導体基板を抜き取
って検査しており、この際には半導体基板上に新たな異
物が付着することになり、やはり歩留りを低下させる。
本発明による異物検査装置では半導体基板を抜き取らな
いで検査できるためこの半導体基板への異物付着による
歩留り低下もなくすことができる。Further, in the conventional apparatus, the semiconductor substrate is extracted and inspected. At this time, a new foreign substance adheres to the semiconductor substrate, and the yield also decreases.
In the foreign matter inspection apparatus according to the present invention, the inspection can be performed without removing the semiconductor substrate, so that the yield can be prevented from being reduced due to the foreign matter attached to the semiconductor substrate.

【００１６】[0016]

【実施例】図１は半導体製造工程の量産立上げ及び量産
ラインの異物検査方法及びその装置の構成ブロック図の
一例を図１に示す。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a configuration of a method and an apparatus for starting up a mass production in a semiconductor manufacturing process and a foreign substance inspection on a mass production line.

【００１７】図１において、この半導体製造工程の量産
立上げ及び量産ラインの異物検査装置は、露光装置１１
エッチング装置１２と洗浄装置１３とイオン打込装置１
４とスパッタ装置１５とＣＶＤ装置１６等から成る半導
体製造装置群１０と、温度センサ２１と搬送系内異物モ
ニタ２２と圧力センサ２３と処理装置内異物モニタ２４
等から成るセンシング部２０およびそのセンシング部コ
ントロールシステム２５と、ガス供給部３１と水供給部
３２からなるユーティリティ群３０と、水質サンプリン
グウェハ４１とガスサンプリングウェハ４２と装置内サ
ンプリングウェハ４３とデバイスウェハ４４と雰囲気サ
ンプリングウェハ４５から成るサンプリング部４０と、
ウェハ異物検出部５１とパターン欠陥検出部５２から成
る検出部５０と、走査形電子顕微鏡（ＳＥＭ）と２次イ
オン質量分析装置（ＳＩＭＳ）６２と走査形トンネル顕
微鏡／分光装置（ＳＴＭ／ＳＴＳ）６３と赤外分光分析
装置６４等から成る分析部６０と、異物致命性判定シス
テム７１と微小異物原因究明システム７２と汚染源対策
システム７３とから成る対応システム７０とより構成さ
れる。またこれらの構成要素はライン対応のオンライン
異物検査システム８１と量産立上げライン対応のオフラ
イン異物検査システム８２とに分けられ、これらをあわ
せて半導体製造工程の量産立上げおよび量産ライン異物
検査システム８０を成す。In FIG. 1, the mass production start-up in the semiconductor manufacturing process and the foreign matter inspection apparatus for the mass production line are performed by an exposure apparatus 11
Etching device 12, cleaning device 13, and ion implantation device 1
4, a semiconductor manufacturing apparatus group 10 including a sputtering apparatus 15, a CVD apparatus 16, etc., a temperature sensor 21, a foreign substance monitor 22 in a transfer system, a pressure sensor 23, and a foreign substance monitor 24 in a processing apparatus.
And a sensing unit control system 25, a utility group 30 including a gas supply unit 31 and a water supply unit 32, a water quality sampling wafer 41, a gas sampling wafer 42, an internal sampling wafer 43, and a device wafer 44. And a sampling unit 40 including an atmosphere sampling wafer 45,
A detection unit 50 including a wafer foreign matter detection unit 51 and a pattern defect detection unit 52; a scanning electron microscope (SEM); a secondary ion mass spectrometer (SIMS) 62; and a scanning tunneling microscope / spectroscope (STM / STS) 63 And an analysis unit 60 including an infrared spectroscopic analyzer 64 and the like, and a corresponding system 70 including a foreign matter fatality determination system 71, a minute foreign matter cause investigation system 72, and a pollution source countermeasure system 73. These components are divided into an on-line foreign substance inspection system 81 corresponding to the line and an off-line foreign substance inspection system 82 corresponding to the mass production start-up line, and the mass production start-up and mass production line foreign substance inspection system 80 in the semiconductor manufacturing process are combined. Make.

【００１８】したがって、図に示すように、量産立上げ
時と量産ラインを分けることにより、量産立上げ時の異
物の検出、分析、評価装置を効率よく稼動させることが
できて量産立上げを迅速にできるとともに、量産ライン
で用いられる異物の検査、評価設備を必要最小限の簡便
なモニタリング装置にして量産ラインの軽量化が図られ
る。Therefore, as shown in the figure, by separating the mass production line from the mass production line, foreign matter detection, analysis, and evaluation devices can be efficiently operated at the mass production start-up, and mass production start-up can be performed quickly. In addition, the inspection and evaluation equipment for foreign substances used in the mass production line can be reduced to a necessary and simple monitoring device to reduce the weight of the mass production line.

【００１９】次に、オンライン異物検査システム８１の
オンラインモニタである搬送系内異物モニタ２２と処理
装置内異物モニタ２４について、一実施例を示す。図２
は半導体製造装置群１０の中でも特に大量不良の多い枚
葉式ＣＶＤ装置１６の搬送系にオンラインモニタである
異物モニタ１０１を適用した例である。異物モニタ１０
１を有するローダ１０２と予備室１０３と反応室１０４
と加熱部１０５とガスシステム１０６とコントローラ１
０７と上位ＣＰＵ１０８から構成されている。ローダ部
１０２に置かれたローダカセット１０９から予備室１０
３に製品ウェハ１１１を搬送し、ゲートバルブ１１２を
閉じ、予備室１０３を排気する。次に、ゲートバルブ１
１３を開け、予備室１０３と反応室１０４の製品ウェハ
１１１を交換し、ゲートバルブ１１３を閉じ、反応室１
０４で膜生成を開始する。膜生成中に予備室１０３を大
気圧に戻し、ゲートバルブ１１２を開け、製品ウェハ１
１１を回収し、アンローダカセット１１０に搬送する途
中で、異物モニタ１０１で製品ウェハ１１１上の異物を
計測する。ゲートバルブ１１２直前に異物モニタ１０１
を配し、膜生成前後の異物を比較しても良い。Next, an embodiment of the foreign substance monitor 22 in the transport system and the foreign substance monitor 24 in the processing apparatus which are online monitors of the online foreign substance inspection system 81 will be described. FIG.
This is an example in which a foreign substance monitor 101, which is an online monitor, is applied to a transport system of a single wafer type CVD apparatus 16 having a large number of defectives among the semiconductor manufacturing apparatus group 10. Foreign matter monitor 10
, A preliminary chamber 103 and a reaction chamber 104
, Heating unit 105, gas system 106, and controller 1
07 and an upper CPU 108. From the loader cassette 109 placed in the loader section 102, the spare room 10
3, the product wafer 111 is transferred, the gate valve 112 is closed, and the preliminary chamber 103 is evacuated. Next, gate valve 1
13, the product wafer 111 in the preliminary chamber 103 and the product wafer 111 in the reaction chamber 104 are exchanged, and the gate valve 113 is closed.
At 04, film formation is started. During film formation, the preliminary chamber 103 is returned to atmospheric pressure, the gate valve 112 is opened, and the product wafer 1 is opened.
The foreign substance on the product wafer 111 is measured by the foreign substance monitor 101 during the collection of the specimen 11 and the transport to the unloader cassette 110. Foreign matter monitor 101 immediately before gate valve 112
May be arranged to compare the foreign matter before and after film formation.

【００２０】次に、異物モニタ１０１の構成について図
３より説明する。まず、異物モニタ１０１の異物検査開
始側に設けたウェハ回転方向検出器１２１で製品ウェハ
１１１のオリフラの方向を検出し、製品ウェハ１１１の
回転方向を検出する。その後、異物検出光学系１２２で
製品ウェハ１１１上の異物検査を全面において行う。次
に異物モニタ１０１より得られた異物情報を異物情報処
理系１２３で処理し、異物の異常発生があれば、アラー
ム等で知らせる、あるいは装置停止機能１２４により装
置本体１２５を停止することができる。また、キーボー
ド１２６とＣＲＴ１２７により異物表示を行なう。さら
に、異物解析システム１２８と連動されており、データ
のやり取りが可能である。例えば、システム１２８より
製品ウェハ１１１の名前、場所、サンプリング等ほしい
データの命令を送信することにより、異物情報処理系１
２３よりそれらのデータを得ることができる。ここで、
本異物モニタ１０１では、異物検出光学系１２２は異物
情報処理系１２３とは別体に成っており、さらに、ステ
ージ系を有しておらず、処理装置の搬送系を利用する構
成と成っている。しかし、もちろんステージ系を有する
構成も可能である。したがって、本異物モニタ１０１の
外形寸法は、幅Ｗ、奥行きＬ、高さＨがそれぞれ１ｍ以
内、あるいは、本異物モニタ１０１の幅Ｗがウェハの幅
Ｗｗより短く、小型を可能にしている。また、本異物モ
ニタ１０１は、自動較正機能を有しており、製造装置間
及び工程間で製品ウェハ表面の反射率が異なるので、反
射率を自動計測し、異物検出光学系の照明光量にフィー
ドバックすることにより対処でき、めんどうな較正を必
要としない。さらに、異物検出光学系１２２の検出レン
ズの焦点深度ｄは次式から算出され、０．１〜０．５mm
と深いため自動焦点を必要としない。Next, the configuration of the foreign substance monitor 101 will be described with reference to FIG. First, the direction of the orientation flat of the product wafer 111 is detected by the wafer rotation direction detector 121 provided on the foreign substance inspection start side of the foreign substance monitor 101, and the rotation direction of the product wafer 111 is detected. Thereafter, the foreign substance detection optical system 122 performs a foreign substance inspection on the product wafer 111 over the entire surface. Next, the foreign substance information obtained from the foreign substance monitor 101 is processed by the foreign substance information processing system 123, and if there is an abnormality of the foreign substance, it is notified by an alarm or the like, or the apparatus main body 125 can be stopped by the apparatus stop function 124. Further, foreign matter is displayed by the keyboard 126 and the CRT 127. Further, it is linked with the foreign matter analysis system 128, and can exchange data. For example, by transmitting an instruction for desired data such as the name, location, and sampling of the product wafer 111 from the system 128, the foreign matter information processing system 1
23, the data can be obtained. here,
In this foreign matter monitor 101, the foreign matter detection optical system 122 is separate from the foreign matter information processing system 123, and further has no stage system, and uses a transport system of the processing apparatus. . However, of course, a configuration having a stage system is also possible. Therefore, the external dimensions of the foreign substance monitor 101 are such that the width W, the depth L and the height H are each within 1 m, or the width W of the foreign substance monitor 101 is shorter than the width Ww of the wafer, thereby enabling downsizing. Further, the foreign substance monitor 101 has an automatic calibration function, and since the reflectance of the product wafer surface differs between manufacturing apparatuses and processes, the reflectance is automatically measured and fed back to the illumination light amount of the foreign substance detection optical system. And does not require cumbersome calibration. Further, the depth of focus d of the detection lens of the foreign substance detection optical system 122 is calculated from the following equation, and is 0.1 to 0.5 mm.
It does not require autofocus because it is deep.

【００２１】[0021]

【数１】 ｄ＝０．５λ／(ＮＡ)2 （数１） ここで、λは光の波長、ＮＡは検出レンズの開口数であ
る。さらに、小型なので、ユニット交換が可能であり、
装置への搭載及びセッティングが容易な構造に成ってお
り、メンテナンスが楽である。D = 0.5λ / (NA) 2 (1) where λ is the wavelength of light and NA is the numerical aperture of the detection lens. Furthermore, since it is small, the unit can be replaced,
The structure is easy to mount and set on the device, and maintenance is easy.

【００２２】図４よりウェハ回転方向検出器１２１の検
出方法について説明する。数個以上の発光点１３１を有
する照明系の下を製品ウェハ１１１がウェハ移動方向１
３３に沿って通過し、１３２の位置から１３４の位置に
移動する。図にウェハ回転方向検出器２１の照明系の発
光点から出た照明光の製品ウェハ１１１上の軌跡１３５
を示す。発光点Ａの場合、照明光が製品ウェハ１１１に
当たる時間Asと製品ウェハ１１１からはずれる時間Aeを
測定し、これを他の発光点Ｂ〜Ｇについても行う。以上
のデータと製品ウェハ１１１の移動時間により製品ウェ
ハ１１１のオリフラの方向を求め、製品ウェハ１１１の
回転方向を計算する。また、製品ウェハ１１１の回転方
向の検出方法として、スクライブエリア検出、チップ検
出、アライメントマーク等特殊マーク検出がある。The detection method of the wafer rotation direction detector 121 will be described with reference to FIG. The product wafer 111 moves under the illumination system having several or more light emitting points 131 in the wafer movement direction 1.
It passes along 33 and moves from position 132 to position 134. The trajectory 135 of the illumination light emitted from the illumination point of the illumination system of the wafer rotation direction detector 21 on the product wafer 111 is shown in FIG.
Is shown. In the case of the light emitting point A, the time As during which the illumination light hits the product wafer 111 and the time Ae when the illumination light deviates from the product wafer 111 are measured, and this is also performed for the other light emitting points B to G. The direction of the orientation flat of the product wafer 111 is obtained from the above data and the moving time of the product wafer 111, and the rotation direction of the product wafer 111 is calculated. As a method of detecting the rotation direction of the product wafer 111, there are a scribe area detection, a chip detection, and a special mark detection such as an alignment mark.

【００２３】したがって、本異物モニタ１０１は、ウェ
ハ回転方向検出器１２１で得られた製品ウェハ１１１の
回転方向と、図５に示すように、オリフラの延長線Ｘ軸
とそれと直交し製品ウェハ１１１の外周と接するＹ軸の
交点を仮想原点１４１とするオリフラ基準の座標あるい
は回路パターン１４２の延長線の交点を仮想原点１４３
とする回路パターン１４２基準の座標により、製品ウェ
ハ１１１上の検出した異物の位置の情報を得ることがで
きる異物座標管理が可能である。Accordingly, the foreign substance monitor 101 is arranged so that the rotation direction of the product wafer 111 obtained by the wafer rotation direction detector 121 is, as shown in FIG. The intersection of the orientation flat reference or the extension of the circuit pattern 142 is defined as the virtual origin 143 with the intersection of the Y axis in contact with the outer circumference as the virtual origin 141.
Based on the coordinates based on the circuit pattern 142 described above, it is possible to manage foreign matter coordinates that can obtain information on the position of the detected foreign matter on the product wafer 111.

【００２４】また、装置内の発塵分布を知るため、図６
に示すように、各製品ウェハ１１１の回転方向が様々な
方向１４２、１４３、１４４、１４５で搬送されてきて
も、１４５のように、搬送方向１５０と製品ウェハ１１
１の外周が接するｘ軸とそれと直行し製品ウェハ１１１
の外周が接するｙ軸から成る製品ウェハ１１１の回転方
向によらない装置基準の異物座標管理も有している。装
置内に発塵があれば、１４６のように規則的な異物分布
を示す。FIG. 6 shows the distribution of dust in the apparatus.
As shown in FIG. 11, even if the rotation direction of each product wafer 111 is transferred in various directions 142, 143, 144, and 145, the transfer direction 150 and the product wafer 11
1 is in contact with the x-axis and the product wafer 111 which is perpendicular to the x-axis.
Also has a device-based foreign object coordinate management that does not depend on the rotation direction of the product wafer 111 composed of the y axis with which the outer periphery of the product wafer 111 contacts. If dust is generated in the apparatus, a regular foreign substance distribution such as 146 is shown.

【００２５】さらに、本異物モニタ１０１のウェハ回転
方向検出器１２１は、製品ウェハ１１１の回転方向を検
出すると同時に製品ウェハ１１１の搬送速度を求めるこ
とができるので、製品ウェハ１１１の搬送速度に同期し
て検出器、例えば、ＣＣＤリニアセンサのスキャンスピ
ードが変えられるように成っている。したがって、製品
ウェハ１１１の搬送速度によらず、安定した検出性能が
得られる。Further, since the wafer rotation direction detector 121 of the foreign substance monitor 101 can detect the rotation direction of the product wafer 111 and simultaneously determine the transport speed of the product wafer 111, the wafer rotation direction detector 121 can synchronize with the transport speed of the product wafer 111. The scanning speed of a detector, for example, a CCD linear sensor can be changed. Therefore, stable detection performance can be obtained regardless of the transport speed of the product wafer 111.

【００２６】図７に製品ウェハ１１１上の異物検査が高
速でかつ構造が小型である空間フィルタを用いた異物検
出光学系１２２の構成図の一実施例を示す。斜方照明光
学系１５１と検出光学系１５２から成る。斜方照明光学
系１５１は図に示すように１個以上の照明アレイに成っ
ている。検出光学系１５２は検出レンズとしてレンズア
レイ１５３、レンズアレイのフーリエ変換面に空間フィ
ルタ１５４、レンズアレイの結像位置に検出器１５５か
ら成っている。FIG. 7 shows an embodiment of a configuration diagram of a foreign substance detection optical system 122 using a spatial filter which has a small size and a high speed for foreign substance inspection on the product wafer 111. It comprises an oblique illumination optical system 151 and a detection optical system 152. The oblique illumination optical system 151 comprises one or more illumination arrays as shown in the figure. The detection optical system 152 includes a lens array 153 as a detection lens, a spatial filter 154 on the Fourier transform surface of the lens array, and a detector 155 at an image forming position of the lens array.

【００２７】図８に斜方照明光学系１５１の構成図を示
す。ここで、斜方照明とは製品ウェハ１１１の法線１６
３からθ傾けた方向１６４より照明することを意味す
る。照明光源として小型で高出力の半導体レーザ１６１
を用い、アナモルフィックプリズム１６２で高輝度コヒ
ーレント光照明を可能にしている。製品ウェハ１１１上
をコヒーレント光照明することにより検出レンズ１５３
のフーリエ変換面において製品ウェハ１１１のパターン
のシャープなフーリエ変換像が得られるためである。さ
らに、アナモルフィックプリズム１６２は照明アレイの
隣接照明成分が影響しない広領域照明を可能にしてい
る。隣接照明光の影響があると、検出レンズ１５３のフ
ーリエ変換面において、隣接照明によるパターンのフー
リエ変換像がずれて重なりフーリエ変換像の面積が増
え、空間フィルタのフィルタ部分の面積も増えることに
なり、空間フィルタを通過する異物からの散乱光量が少
なくなり、異物検出性能が低下するからである。FIG. 8 shows the configuration of the oblique illumination optical system 151. Here, the oblique illumination means the normal 16 of the product wafer 111.
This means that light is illuminated from a direction 164 inclined by θ from 3. A small, high-power semiconductor laser 161 as an illumination light source
And the anamorphic prism 162 enables high-luminance coherent light illumination. The detection lens 153 is formed by illuminating the product wafer 111 with coherent light.
This is because a sharp Fourier transform image of the pattern of the product wafer 111 can be obtained on the Fourier transform plane of FIG. In addition, the anamorphic prism 162 allows for large area illumination that is not affected by adjacent illumination components of the illumination array. Under the influence of the adjacent illumination light, the Fourier transform image of the pattern due to the adjacent illumination is shifted and overlapped on the Fourier transform surface of the detection lens 153, so that the area of the Fourier transform image increases, and the area of the filter portion of the spatial filter also increases. This is because the amount of scattered light from foreign matter passing through the spatial filter is reduced, and the foreign matter detection performance is reduced.

【００２８】図９に検出光学系１５２の検出幅を示す。
検出光学系１５２の検出幅１７０は製品ウェハ１１１の
幅と同一であり、製品ウェハ１１１の送り１５６の１ス
キャン１５６のみで製品ウェハ１１１の全面を一括で検
査することができ、高速検査が可能となる。FIG. 9 shows the detection width of the detection optical system 152.
The detection width 170 of the detection optical system 152 is the same as the width of the product wafer 111, and the entire surface of the product wafer 111 can be inspected collectively by only one scan 156 of the feed 156 of the product wafer 111, and high-speed inspection is possible. Become.

【００２９】図１０に検出器１５５としてＣＣＤリニア
センサを用いた場合を示す。製品ウェハ１１１の幅を一
括で検出するため、図のようにＣＣＤリニアセンサ１７
１をちどり状に配置する。また、センサの重なり部分と
なる１７２についてはＢ列を削除し、Ａ列のデータを有
効とする。FIG. 10 shows a case where a CCD linear sensor is used as the detector 155. As shown in the figure, the CCD linear sensor 17
1 are arranged in a zigzag pattern. In addition, the row B is deleted for the sensor overlapping portion 172, and the data in the row A is made valid.

【００３０】図１１に空間フィルタ１５４の構成図を示
す。レンズアレイ１５３の各レンズ素子１８１にそれぞ
れの空間フィルタ１８２が対応する。FIG. 11 shows a configuration diagram of the spatial filter 154. Each spatial filter 182 corresponds to each lens element 181 of the lens array 153.

【００３１】図１２に空間フィルタ１５４の詳細図を示
す。製品ウェハ１１１の規則性のある繰返しパターンか
らの回折光１９１はレンズアレイ１５３のフーリエ変換
面上の空間フィルタ１５４位置では規則的な像１９２と
なる。したがって、図に示すような空間フィルタ１５４
で製品ウェハ１１１の規則性のある繰返しパターンを遮
光することができ、検出器であるＣＣＤリニアセンサ１
５５には取り込まれない。FIG. 12 is a detailed diagram of the spatial filter 154. The diffracted light 191 from the regular repetitive pattern of the product wafer 111 becomes a regular image 192 at the position of the spatial filter 154 on the Fourier transform plane of the lens array 153. Therefore, the spatial filter 154 as shown in the figure
Can shield a repetitive pattern having regularity on the product wafer 111 with the CCD linear sensor 1 serving as a detector.
Not taken into 55.

【００３２】空間フィルタ１５４には、製品ウェハ１１
１の繰返しパターンのフーリエ変換像を乾板に焼き付け
て作成する乾板方式の空間フィルタを用いる。したがっ
て、空間フィルタ１５４の焼き付けた部分は製品ウェハ
１１１の規則性のある繰返しパターンからの光は通過し
ない。または、液晶を用いた液晶方式の空間フィルタが
ある。まず、製品ウェハ１１１の規則性のある繰返しパ
ターンからの回折光１９１のレンズアレイ１５３のフー
リエ変換面上の空間フィルタ１５４位置での規則的な像
１９２をＴＶモニタ等により検出し、像１９２に対応し
た液晶素子の位置を記憶させる。次に、記憶された液晶
素子部分に電圧を加えることにより、その部分に当った
光を遮蔽することができる。したがって、各工程の製品
ウェハ毎の像に対応した駆動液晶素子を記憶し、フォー
マット化することにより、各工程の製品ウェハ毎の液晶
のオンオフによる空間フィルタが可能となる。The spatial filter 154 includes the product wafer 11
A dry plate type spatial filter that is created by printing a Fourier transform image of the repeating pattern 1 on a dry plate is used. Therefore, the baked portion of the spatial filter 154 does not pass light from the regular repeating pattern of the product wafer 111. Alternatively, there is a spatial filter of a liquid crystal system using a liquid crystal. First, a regular image 192 of the diffracted light 191 from the regular repetitive pattern of the product wafer 111 at the position of the spatial filter 154 on the Fourier transform plane of the lens array 153 is detected by a TV monitor or the like and corresponds to the image 192. The position of the liquid crystal element is stored. Next, by applying a voltage to the memorized liquid crystal element portion, light hitting that portion can be shielded. Therefore, by storing and formatting the driving liquid crystal elements corresponding to the image of each product wafer in each step, it is possible to perform a spatial filter by turning on and off the liquid crystal of each product wafer in each step.

【００３３】図１３に各工程の製品ウェハ１１１に対応
した乾板方式による空間フィルタ群1001を示す。各工程
の製品ウェハ１１１に対応した空間フィルタを乾板方式
により作成し、図のようにリニアガイドステージ等の移
動機構により交換し、検出レンズ１５３に対して位置決
めすることにより、全ての工程の製品ウェハ１１１に対
応することができる。FIG. 13 shows a dry filter type spatial filter group 1001 corresponding to the product wafer 111 in each step. Spatial filters corresponding to the product wafers 111 in each process are prepared by a dry plate method, replaced by a moving mechanism such as a linear guide stage as shown in the figure, and positioned with respect to the detection lens 153, so that product wafers in all processes are formed. 111.

【００３４】図１４に乾板方式によるアンド空間フィル
タ２２１を示す。数種類の工程の空間フィルタのアンド
を取ることにより、空間フィルタの数を減らすことがで
き、一つのアンド空間フィルタ２２２、２２３で数種類
の工程の製品ウェハ１１１の繰返しパターンからの光を
遮蔽することができる。したがって、アンド空間フィル
タ２２１を用いることにより、工程の多い場合でも空間
フィルタの数を減らすことができ、装置構成を簡単化す
ることができる。また、この方法は、液晶方式の空間フ
ィルタにも利用でき記憶するフォーマットの数を減らす
ことができる。しかし、全ての工程の空間フィルタのア
ンドを取り、１個のアンド空間フィルタも可能である
が、アンド空間フィルタを通過する異物からの散乱光量
が少なくなり、異物検出性能が低下する。FIG. 14 shows an AND spatial filter 221 using a dry plate method. By taking AND of the spatial filters of several processes, the number of spatial filters can be reduced, and one AND spatial filter 222, 223 can shield light from the repetitive pattern of the product wafer 111 of several processes. it can. Therefore, by using the AND spatial filter 221, the number of spatial filters can be reduced even in a case where there are many steps, and the device configuration can be simplified. This method can also be used for a liquid crystal spatial filter, and can reduce the number of formats to be stored. However, it is possible to take the AND of the spatial filters in all the steps and use a single AND spatial filter. However, the amount of scattered light from the foreign matter passing through the AND spatial filter is reduced, and the foreign matter detection performance is reduced.

【００３５】次に、図１５に部分検査による異物検出光
学系１２２の構成図の一実施例を示す。検出レンズとし
てマイクロレンズ群２３１を用い、各マイクロレンズ２
３１のフーリエ変換面に空間フィルタ２３２を配置し、
さらに、検出器としてＣＣＤリニアセンサ２３３を配置
する。したがって、解像度の高いマイクロレンズ２３１
を用いることにより、レンズアレイ１５３を用いるよ
り、さらに微小の異物を検出することができる。ただ
し、この方式においては、検出レンズとしてマイクロレ
ンズ２３１ではなく、もちろん従来のレンズを用いた場
合でも検査が可能である。部分検査の一実施例としてマ
イクロレンズ群２３１のピッチを製品ウェハ１１１のチ
ップの間隔に合わせることにより、検査領域を有効にす
ることができる。Next, FIG. 15 shows an embodiment of a configuration diagram of the optical system 122 for detecting foreign matter by partial inspection. A micro lens group 231 is used as a detection lens, and each micro lens 2
A spatial filter 232 is arranged on the Fourier transform plane of No. 31;
Further, a CCD linear sensor 233 is arranged as a detector. Therefore, the high-resolution microlens 231
By using, it is possible to detect finer foreign substances than using the lens array 153. However, in this method, the inspection can be performed even when a conventional lens is used instead of the micro lens 231 as the detection lens. As an example of the partial inspection, the inspection area can be made effective by adjusting the pitch of the microlens group 231 to the interval between the chips of the product wafer 111.

【００３６】しかし、図１６の斜線部に示すように、マ
イクロレンズ群２３１一列だけでは製品ウェハ１１１上
の部分検査となり、異物のモニタリング機能は果たせる
が、製品ウェハ１１１の全面を検査することはできな
い。ここで、２３６はマイクロレンズ２３１が１個の検
出幅である。しかし、製品ウェハ１１１を数スキャンす
ることにより、製品ウェハ１１１の全面検査が可能とな
る。または、図１７に示すようにマイクロレンズ２４１
を２列あるいは数列のちどり状に配置することにより、
製品ウェハ１１１の１スキャン１５６のみで全面検査が
可能となる。尚、マイクロレンズ２４１のフーリエ変換
面に空間フィルタ２４２を配置し、さらに、検出器とし
てＣＣＤリニアセンサ２４３を配置している。However, as shown by the hatched portion in FIG. 16, only one row of the microlens group 231 performs a partial inspection on the product wafer 111 and can perform a foreign substance monitoring function, but cannot inspect the entire surface of the product wafer 111. . Here, 236 is the detection width of one microlens 231. However, by scanning the product wafer 111 several times, the entire surface of the product wafer 111 can be inspected. Alternatively, as shown in FIG.
By arranging them in two or several rows
The whole surface inspection can be performed only by one scan 156 of the product wafer 111. Note that a spatial filter 242 is arranged on the Fourier transform surface of the microlens 241, and a CCD linear sensor 243 is arranged as a detector.

【００３７】また、図１５において、他の実施例とし
て、斜方照明系１５１にパルス発光レーザを用いて製品
ウェハ１１１上を広領域かつ高照度で照明する。さら
に、検出器として２次元ＣＣＤセンサあるいはＴＶカメ
ラ２３３を用いれば広領域で検出することができる。こ
こで、斜方照明系１５１において、パルス発光を行う場
合は、検出器もそれに同期させて検出する。In FIG. 15, as another embodiment, the product wafer 111 is illuminated with a wide area and high illuminance by using a pulsed laser for the oblique illumination system 151. Further, if a two-dimensional CCD sensor or a TV camera 233 is used as a detector, detection can be performed in a wide area. Here, when pulse light emission is performed in the oblique illumination system 151, the detector also detects the pulse light in synchronization with the pulse light emission.

【００３８】以上において、空間フィルタを用いる場合
は、各製品ウェハ１１１の回転方向が一定で搬送されて
くる場合は、例えば、装置の搬送系途中にオリフラ位置
合せ機構を設置し、空間フィルタの方向に製品ウェハ１
１１の方向を合せることにより、空間フィルタ検出が可
能となる。しかし、各製品ウェハ１１１の回転方向が様
々な方向で搬送されてくる場合は、製品ウェハ１１１の
繰返しパターンの方向も変わるため、製品ウェハ１１１
の回転方向に合せ空間フィルタも回転する必要がある。
図１５、図１７に示すマイクロレンズを用いると、隣接
する空間フィルタは独立しているため、個々の空間フィ
ルタを製品ウェハ１１１の回転方向に合せ回転すれば良
い。しかし、レンズアレイを用いる場合は、隣接する空
間フィルタは連なっているため、図１８に示すように製
品ウェハ１１１の回転方向（オリフラの回転位置）２５
１に合せ異物検出光学系１２２（２５３）を２５４のよ
うに回転し、２５２の方向にする必要がある。もちろん
マイクロレンズを用いる場合でも、製品ウェハ１１１の
回転方向２５１に合せ異物検出光学系１２２を回転して
も良い。ここで、２５１の方向と２５２の方向は同一で
ある。回転角は最大４５°であり、図１８の場合、回転
する分、検出幅が長くなる。In the above description, when a spatial filter is used, when the product wafer 111 is conveyed in a constant rotation direction, for example, an orientation flat positioning mechanism is installed in the middle of the conveying system of the apparatus, and the direction of the spatial filter is set. Product wafer 1
By matching the directions of 11, the spatial filter can be detected. However, when the rotation direction of each product wafer 111 is conveyed in various directions, the direction of the repetitive pattern of the product wafer 111 also changes.
It is also necessary to rotate the spatial filter in accordance with the rotation direction.
When the microlenses shown in FIGS. 15 and 17 are used, the adjacent spatial filters are independent, so that the individual spatial filters may be rotated in accordance with the rotation direction of the product wafer 111. However, when a lens array is used, since the adjacent spatial filters are connected, the rotation direction (rotational position of the orientation flat) 25 of the product wafer 111 as shown in FIG.
It is necessary to rotate the foreign matter detection optical system 122 (253) like 254 in the direction of 252 according to 1. Of course, even when a micro lens is used, the foreign matter detection optical system 122 may be rotated in accordance with the rotation direction 251 of the product wafer 111. Here, the direction of 251 and the direction of 252 are the same. The rotation angle is 45 ° at the maximum, and in the case of FIG. 18, the detection width is increased by the rotation.

【００３９】また、空間フィルタを用いる場合は、製品
ウェハ１１１上の規則的な繰返しパターン部の検査を行
うことはできるが、それ以外の部分は検査できない。し
たがって、製品ウェハ１１１上の規則的な繰返しパター
ン部以外は、ソフト等で無効データあるいは検出禁止エ
リアとする。しかし、この場合、製品ウェハ１１１上の
全ての点を異物をモニタするのではなく、ある特定の比
率で製品ウェハ１１１上を監視しているが、繰り返しパ
ターンの多いメモリの製造では、このメモリの繰り返し
部だけをモニタするだけでも効果は大きい。When a spatial filter is used, regular repetitive pattern portions on the product wafer 111 can be inspected, but other portions cannot be inspected. Therefore, portions other than the regularly repeated pattern portion on the product wafer 111 are set as invalid data or detection prohibited areas using software or the like. However, in this case, all points on the product wafer 111 are not monitored for foreign substances, but are monitored on the product wafer 111 at a certain specific ratio. The effect is great even if only the repetition part is monitored.

【００４０】次に、図１９に白色光照明による異物検出
光学系１２２の構成図の一実施例を示す。白色光による
斜方照明系２６１と検出光学系２６２としてレンズアレ
イ１５３と検出器１５５から成っている。この方式を用
いると、空間フィルタ方式に比べ異物の検出性能は低下
する。しかし、図２０に示すように白色光照明検出２７
１は空間フィルタを用いないレーザ照明検出２７２に比
べて検出性能は高く、また、製品ウェハ１１１上の規則
的な繰返しパターン部に限定せず、全面を検査すること
ができる。ここで、異物からの検出出力は製品ウェハ１
１１上の全てのパターンのピーク値を基準２７３にとっ
ている。Next, FIG. 19 shows an embodiment of a configuration diagram of the foreign matter detection optical system 122 using white light illumination. An oblique illumination system 261 using white light and a detection optical system 262 include a lens array 153 and a detector 155. When this method is used, the performance of detecting foreign substances is lower than in the spatial filter method. However, as shown in FIG.
No. 1 has a higher detection performance than the laser illumination detection 272 without using a spatial filter, and can inspect the entire surface without being limited to the regularly repeated pattern portion on the product wafer 111. Here, the detection output from the foreign substance is the product wafer 1
The peak values of all the patterns on No. 11 are used as the reference 273.

【００４１】次に、図２１にウェハ比較検査による異物
検出光学系の構成図の一実施例を示す。斜方照明光学系
１５１と検出光学系１５２から成る。斜方照明光学系１
５１は図に示すように１個以上の照明アレイに成ってい
る。検出光学系１５２は検出レンズとしてレンズアレイ
１５３あるいはマイクロレンズ群、検出レンズ１５３の
フーリエ変換面に空間フィルタ１５４、検出レンズ１５
３の結像位置に検出器１５５、さらに、検出器からの検
出信号を画像処理する画像処理系２８０から成ってい
る。まず、製品ウェハ１１１の１枚目を検出し画像とし
てメモリ２８２に記憶する。次に、２枚目の製品ウェハ
１１１を検出した検出画像２８１と１枚目の記憶画像２
８２を比較回路２８３により比較することにより、異物
の顕在化を行なう。３枚目以降の製品ウェハ１１１検出
画像２８１は、１枚目もしくは直前の２枚目の記憶画像
２８２と比較する。本実施例では、空間フィルタ１５４
を用いてパターンの情報を少なくしている。したがっ
て、本異物検出光学系で検出する前にオリフラ位置合せ
機構等を設置し、全ての製品ウェハ１１１の回転方向を
空間フィルタの回転方向に合わせる。Next, FIG. 21 shows an embodiment of a configuration diagram of an optical system for detecting foreign matter by wafer comparison inspection. It comprises an oblique illumination optical system 151 and a detection optical system 152. Oblique illumination optical system 1
51 comprises one or more illumination arrays as shown in the figure. The detection optical system 152 includes a lens array 153 or a micro lens group as a detection lens, a spatial filter 154 on the Fourier transform surface of the detection lens 153, and a detection lens 15.
3 includes a detector 155 at an image forming position, and an image processing system 280 that performs image processing on a detection signal from the detector. First, the first sheet of the product wafer 111 is detected and stored in the memory 282 as an image. Next, the detected image 281 that has detected the second product wafer 111 and the first stored image 2
By comparing 82 with the comparison circuit 283, the foreign matter is made obvious. The detected image 281 of the third and subsequent product wafers 111 is compared with the first stored image 282 or the immediately preceding stored image 282. In the present embodiment, the spatial filter 154
To reduce the pattern information. Therefore, an orientation flat alignment mechanism or the like is installed before detection by the present foreign matter detection optical system, and the rotation direction of all the product wafers 111 is adjusted to the rotation direction of the spatial filter.

【００４２】図２２に異物モニタ１０１を用いた半導体
ＦＡ（Factory Automation）のシステム図を示す。製品
ウェハ１１１を一貫処理可能な一貫処理ステーション２
９１、各種特殊処理に対応した各種ジョブステーション
２９２、検査ステーション２９３、解析ステーション２
９４から構成されており、各ステーションはクリーント
ンネル中の搬送系により結合されている。一貫処理ステ
ーション２９１と各種ジョブステーション２９２におい
て、特に大量不良の可能性の高いＣＶＤ装置やエッチン
グ装置などには異物モニタ１０１を搭載して、装置内の
異物監視を行なう。また、２９６、２９７のようにステ
ーションの出入口の搬送系に異物モニタ１０１を搭載し
て、ステーション全体における異物監視を行なう。FIG. 22 shows a system diagram of a semiconductor FA (Factory Automation) using the foreign substance monitor 101. Integrated processing station 2 capable of integrated processing of product wafer 111
91, various job stations 292, inspection stations 293, analysis stations 2 corresponding to various special processes
The stations are connected by a transport system in a clean tunnel. In the integrated processing station 291 and the various job stations 292, a foreign substance monitor 101 is mounted on a CVD apparatus, an etching apparatus, or the like, which is particularly likely to have a large number of defects, and monitors foreign substances in the apparatus. Further, the foreign substance monitor 101 is mounted on the transport system at the entrance and exit of the station as in 296 and 297, and the foreign substance is monitored throughout the station.

【００４３】なお、本発明は量産立上げ時においても、
量産ラインの監視に有効であることは当然である。It should be noted that the present invention can be applied to mass production startup.
Naturally, it is effective for monitoring mass production lines.

【００４４】次に本発明に係る小型異物モニタの他の具
体的実施例を図２３から図３２を用いて説明する。Next, another specific embodiment of the small foreign matter monitor according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【００４５】以下、本実施例の構成を図２３を用いて説
明する。本実施例は、半導体レーザ１１１１、コリメー
タレンズ１１１２、ｘ拡散レンズ１１１３、集光レンズ
１１１４、ｙ拡散レンズ１１１５、ミラー１１１６より
構成される照明光学系１１１０と、結像レンズ１２１
１，１２２１、空間フィルター１２１２，１２２２、偏
光板１２１３，１２２３、１次元検出器１２１４，１２
２４より構成される検出光学系１２１０と、ウエハ搬送
手段１３０１、自動焦点検出器１３１２、自動焦点位置
決め機構１３１３より構成されるステージ系１３００
と、Ａ／Ｄ変換器１４１１、閾値回路１４１２、２次元
画像切り出し回路１４１３、パターン異物判断回路１４
１４、パターン情報メモリ１４１８，１４１６、異物情
報メモリ１４１７，１４１５より構成される信号処理系
１４０１と、ＦＦＴ回路１５１１、繰り返し部除去回路
１５１２、データメモリ１５１３、マイクロコンピュー
タ１５１５、データ表示系１５１６、異常表示アラーム
１５１７より構成されるデータ処理系１５０１とにより
構成される。Hereinafter, the configuration of this embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, an illumination optical system 1110 including a semiconductor laser 1111, a collimator lens 1112, an x-diffusion lens 1113, a condenser lens 1114, a y-diffusion lens 1115, and a mirror 1116, and an imaging lens 121
1, 1221, spatial filters 1212, 1222, polarizing plates 1213, 1223, one-dimensional detectors 1214, 12
24, a stage system 1300 including a wafer transfer means 1301, an automatic focus detector 1312, and an automatic focus positioning mechanism 1313.
A / D converter 1411, threshold circuit 1412, two-dimensional image cutout circuit 1413, pattern foreign matter determination circuit 14
14, a signal processing system 1401 composed of pattern information memories 1418 and 1416 and foreign matter information memories 1417 and 1415, an FFT circuit 1511, a repetition part removing circuit 1512, a data memory 1513, a microcomputer 1515, a data display system 1516, and an abnormal display. And a data processing system 1501 including an alarm 1517.

【００４６】照明光学系１１１０では、半導体レーザ１
１１１から射出した光が、コリメータレンズ１１１２に
より平面波になりｘ拡散レンズ１１１３によりｘ方向の
み広げられる。ｘ拡散レンズ１１１３より射出した光は
集光レンズ１１１４によりｘ方向は平行な光束つまり平
面波に、ｙ方向は集光される。その後ｙ拡散レンズ１１
１５によりｙ方向のみ平行光束まで拡散される。結果的
に、ｘ，ｙ方向とも平行光束つまり平面波でありｙ方向
に長い直線上のビームとなり、ウエハ（半導体基板）１
００１上を照明する。In the illumination optical system 1110, the semiconductor laser 1
Light emitted from the light 111 becomes a plane wave by the collimator lens 1112 and is spread only in the x direction by the x diffusion lens 1113. Light emitted from the x-diffusion lens 1113 is condensed by the condenser lens 1114 into a parallel light beam, that is, a plane wave in the x direction, and in the y direction. Then y diffusion lens 11
By 15, only the y direction is diffused to a parallel light beam. As a result, the beam is a parallel beam in both the x and y directions, that is, a plane wave, and a linear beam long in the y direction.
001 is illuminated.

【００４７】図２４に照明光学系１１１０をｘ方向から
見た構成を示し、図２５にｙ方向から見た構成を示す。
ｙ方向には、ウエハ（半導体基板）１００１上の照明エ
リアを十分照明できるだけ広がり、ｘ方向には十分な照
度になるよう絞り込んでいる。ただし、照明は平面波す
なわちｘ方向にもｙ方向にも平行な光束になっている。FIG. 24 shows the configuration of the illumination optical system 1110 viewed from the x direction, and FIG. 25 shows the configuration of the illumination optical system 1110 viewed from the y direction.
The illumination area on the wafer (semiconductor substrate) 1001 is widened as much as possible in the y direction and the aperture is narrowed down in the x direction so that the illuminance is sufficient. However, the illumination is a plane wave, that is, a light beam parallel to both the x and y directions.

【００４８】ここで、本実施例では、ｘ，ｙ方向とも平
行光束つまり平面波にして照明しているが、近似的に平
面波になる光学系であればよい。また、ここでは、磁界
ベクトルが照明の入射面に垂直になるような直線偏光を
照射している。これにより、異物からの散乱光をパター
ンからの散乱光に対して相対的に向上する効果がある。
但し、必ずしもｓ偏光である必要はなく、その他の直線
偏光あるいは楕円、円偏光であっても本発明の目的を達
成する上では差し支えない。Here, in the present embodiment, illumination is performed with a parallel light beam, that is, a plane wave in both the x and y directions, but any optical system that approximates a plane wave may be used. Here, linearly polarized light is applied so that the magnetic field vector is perpendicular to the plane of incidence of the illumination. This has the effect of improving the scattered light from the foreign material relative to the scattered light from the pattern.
However, it is not always necessary to use s-polarized light, and other linearly-polarized light or elliptical or circularly-polarized light may be used to achieve the object of the present invention.

【００４９】検出光学系１２１０では、ウエハ１００１
上の検査位置１００２から射出した光束を結像レンズ１
２１１，１２２１により、空間フィルター１２１２，１
２２２、偏光板１２１３，１２２３を通して、１次元検
出器１２１４，１２２４上に結像する。偏光板１２１
３，１２２３は、磁界ベクトルが照明の入射面に垂直な
光（Ｓ偏光）を遮光している。この偏光板は、異物から
の散乱光をパターンからの散乱光に対して相対的に向上
する効果がある。但し、必ずしも必要ではなく、省いて
も本発明の目的を達成する上では差し支えない。In the detection optical system 1210, the wafer 1001
The light beam emitted from the upper inspection position 1002 is
211, 1221, the spatial filters 1212, 1
An image is formed on the one-dimensional detectors 1214 and 1224 through the polarizing plates 1213 and 1223. Polarizing plate 121
No. 3,1223 shields light (S-polarized light) whose magnetic field vector is perpendicular to the incident surface of the illumination. This polarizing plate has the effect of improving the scattered light from the foreign substance relative to the scattered light from the pattern. However, it is not always necessary, and may be omitted in order to achieve the object of the present invention.

【００５０】また、検出光学系の結像レンズ１２１１
は、図２６に示したような通常のレンズを用いても、あ
るいは、図２７に示したような屈折率変化型のレンズア
レイを用いてもよい。いずれの場合も、照明光学系１１
１０として、図２４及び図２５に示したような平面波を
照明できるような光学系を用いる場合、空間フィルター
１２１２，１２２２をはじめとした構成上の相違点はな
い。The imaging lens 1211 of the detection optical system
May use a normal lens as shown in FIG. 26, or may use a refractive index change type lens array as shown in FIG. In any case, the illumination optical system 11
When an optical system capable of illuminating a plane wave as shown in FIGS. 24 and 25 is used as 10, there is no difference in configuration including the spatial filters 1212 and 1222.

【００５１】図２８に照明光学系及び検出光学系の平面
図を示す。検出光学系１２１０，１２２０，１２３０，
１２４０，１２５０，１２６０および１次元検出器１２
１４，１２２４，１２３４，１２４４，１２６４を複数
配置し、ウエハの直径Ｌ全域をカバーできるようにして
いる。また、各照明光学系１１１０，１１２０，１１３
０，１１４０，１１５０，１１６０はそれぞれ１次元検
出器１２１４〜１２６４の検出エリアを照明するように
配置している。この構成で、ウエハ全域を平行光束すな
わち平面波で照明できる。この構成では、一つの検査領
域にたいして一つの照明方向から照明している。この構
成により、空間フィルタ−の効果が十分に発揮される。
仮に一つの照明領域が複数の方向から照明された場合、
空間フィルタ−上でこれら複数の照明による回折パタ−
ンが重複するため空間フィルタ−による遮光領域を大き
くする必要がある。このように遮光領域を大きくした場
合、この遮光領域により検出すべき光信号をも遮光して
しまうことになる。一つの方向から照明することにより
これを防ぐことができる。FIG. 28 is a plan view of the illumination optical system and the detection optical system. Detection optical systems 1210, 1220, 1230,
1240, 1250, 1260 and one-dimensional detector 12
A plurality of wafers 14, 12, 24, 1234, 1244, 1264 are arranged to cover the entire diameter L of the wafer. In addition, each illumination optical system 1110, 1120, 113
0, 1140, 1150, and 1160 are arranged to illuminate the detection areas of the one-dimensional detectors 1214 to 1264, respectively. With this configuration, the entire area of the wafer can be illuminated with a parallel light beam, that is, a plane wave. In this configuration, one inspection area is illuminated from one illumination direction. With this configuration, the effect of the spatial filter is sufficiently exhibited.
If one lighting area is illuminated from multiple directions,
Diffraction patterns by these multiple illuminations on a spatial filter
In this case, it is necessary to enlarge the light shielding area by the spatial filter. When the light-shielding region is made large in this way, an optical signal to be detected is also shielded by the light-shielding region. Illumination from one direction can prevent this.

【００５２】ステージ系１３００では、ウエハ１００１
をウエハ搬送手段１３０１上に載置した後、ウエハ搬送
手段１３０１はｘ方向に移動する。ここで、ウエハ搬送
手段１３０１は、他の処理装置、具体的には、成膜装
置、エッチング装置、露光装置などの半導体製造検査装
置のもつ搬送系である。もちろん、本発明の異物検査装
置が、この搬送手段を持ち合わせていてもよい。また、
自動焦点検出系１３１２により、ウエハ１００１と本発
明による装置との距離が測定され、その結果を基に自動
焦点制御系１３１３によりウエハ１００１と本発明によ
る装置との距離が最適になるよう制御される。この制御
は検査開始前に１度だけされれば十分であるが、ウエハ
搬送手段１３０１の精度によっては、検査中に実時間で
制御される必要がある場合もある。In the stage system 1300, the wafer 1001
Is placed on the wafer transfer means 1301, the wafer transfer means 1301 moves in the x direction. Here, the wafer transfer unit 1301 is a transfer system of another processing apparatus, specifically, a semiconductor manufacturing inspection apparatus such as a film forming apparatus, an etching apparatus, and an exposure apparatus. Needless to say, the foreign matter inspection apparatus of the present invention may have this transport means. Also,
The distance between the wafer 1001 and the device according to the present invention is measured by the automatic focus detection system 1312, and based on the result, the distance between the wafer 1001 and the device according to the present invention is controlled by the automatic focus control system 1313 to be optimal. . It is sufficient to perform this control only once before the start of the inspection, but depending on the accuracy of the wafer transfer means 1301, it may be necessary to perform control in real time during the inspection.

【００５３】信号処理系１４１０では、１次元検出器１
２１４からの検出信号をＡ／Ｄ変換器１４１１、閾値回
路１４１２を通過し、２値化された１ビットの信号が５
×５の２次元画像切り出し回路１４１３に送られ、図に
示した論理式によるパターン異物判定回路１４１４によ
りパターンと異物が判定される。すなわち、中央の点の
論理値をＰ（０、０）とすると、以下の式（数２）が成
立するときｐ（０，０）の信号を異物と判断し、以下の
式（数３）が成立するときパターンと判断する。In the signal processing system 1410, the one-dimensional detector 1
The detection signal from 214 passes through the A / D converter 1411 and the threshold circuit 1412, and the binarized 1-bit signal
The pattern is sent to the × 5 two-dimensional image cutout circuit 1413, and the pattern and foreign matter are determined by the pattern foreign matter determination circuit 1414 based on the logical formula shown in FIG. That is, assuming that the logical value of the center point is P (0,0), when the following equation (Equation 2) is satisfied, the signal of p (0,0) is determined to be a foreign substance, and the following equation (Equation 3) Is determined as a pattern when.

【００５４】[0054]

【数２】 (Equation 2)

【００５５】[0055]

【数３】 (Equation 3)

【００５６】判断された結果は、１次元検出器１２１４
の基本クロックから求められる座標信号によりパターン
メモリ１４１５および異物メモリ１４１６に格納され
る。ここで、閾値回路１４１２から異物メモリ１４１６
までの回路は、３系統等の複数用意してあり、閾値回路
１４１２の閾値を段階的に変えておく。このような回路
構成により必要十分な機能を有しながら回路規模が小型
になるという効果を持つ。 ここで、この信号処理系は
各検出光学系１２１０〜１２６０の信号を処理するた
め、信号処理系１４１０〜１４６０が設けられている。The result of the judgment is a one-dimensional detector 1214.
Are stored in the pattern memory 1415 and the foreign substance memory 1416 by the coordinate signal obtained from the basic clock. Here, the threshold circuit 1412 outputs the foreign object memory 1416
A plurality of circuits such as three systems are prepared, and the threshold value of the threshold circuit 1412 is changed stepwise. Such a circuit configuration has the effect of reducing the circuit scale while having necessary and sufficient functions. Here, the signal processing system is provided with signal processing systems 1410 to 1460 in order to process signals of the respective detection optical systems 1210 to 1260.

【００５７】データ処理系１５０１では、異物メモリ１
４１６のデータからＦＦＴ回路１５１１により異物マッ
プデータがフーリエ変換され、繰り返し部除去回路１５
１２によりチップ間の繰り返し部が除去される。こうし
て得られた異物データは異物メモリ１５１３に座標及び
閾値が格納されると共に、この異物数が許容範囲より大
きい場合、アラーム１５１７より警報信号が出される。
この警報信号が出された場合、作業者は、ラインの動作
を止めると共に、異物の発生原因を追求し、対策を施
す。また、マイクロコンピュータ５１５より指令するこ
とにより、異物のマップデータ、座標データ等が表示系
１５１６に出力される。また、本発明では、パターンの
データもメモリ１４１６に格納されている。このデータ
は、このパターン部では異物検査を実施していないこと
を意味する。従って、パターンデータの全体面積に対す
る比率は、検査面積比率を意味する。この検査面積比率
が、所定の値より小さい場合は、検査装置のエラーある
いは、ウエハプロセスのエラーの可能性がある。従っ
て、この場合も、アラーム１５１７より警報を出す。In the data processing system 1501, the foreign object memory 1
The foreign matter map data is subjected to Fourier transform by the FFT circuit 1511 from the data of the data 416,
12 removes the repeated portion between the chips. The thus obtained foreign substance data is stored with the coordinates and threshold value in the foreign substance memory 1513. If the number of foreign substances is larger than the allowable range, an alarm signal is issued from the alarm 1517.
When this alarm signal is issued, the operator stops the operation of the line, pursues the cause of the foreign matter, and takes measures. In addition, when instructed by the microcomputer 515, map data, coordinate data, and the like of the foreign matter are output to the display system 1516. In the present invention, pattern data is also stored in the memory 1416. This data means that no foreign substance inspection has been performed on this pattern portion. Therefore, the ratio of the pattern data to the entire area means the inspection area ratio. If the inspection area ratio is smaller than a predetermined value, there is a possibility that an error of the inspection apparatus or an error of the wafer process occurs. Therefore, also in this case, an alarm is issued from the alarm 1517.

【００５８】図５１に、信号処理系１４１０とデータ処
理系１５０１の機能を兼ねた異物パターン判断系を示
す。データ処理系１５０１では、ウエハ内のチップの繰
り返し性を利用してチップ周辺の非繰り返しパターンを
識別除去している。この機能は、図５１に示した回路に
よっても達成される。FIG. 51 shows a foreign matter pattern judging system which also has the functions of the signal processing system 1410 and the data processing system 1501. In the data processing system 1501, non-repetitive patterns around the chips are discriminated and removed by using the repeatability of the chips in the wafer. This function is also achieved by the circuit shown in FIG.

【００５９】この実施例は、２次元画像切り出し回路１
４１３に替えて画像切り出し回路１４２０をもつ。画像
切り出し回路１４２０は切り出し部１４２１、１４２２
及び被判断部１４２３より構成される。この切り出し部
１４２１、１４２２は、被判断部１４２３に対して試料
上でのチップピッチｐ離れた位置の画像を切り出せるよ
うに配置されている。ここで、ウエハは、回転誤差Δ
α、チップ転写誤差、結像倍率誤差、２値化による誤差
などによるチップ間隔誤差Δｐを持っているため、画像
切り出し部１４２１、１４２２は被判断部１４２３に対
して概ね±Δα、±Δｐの余裕を持っている。この値
は、実験的に、あるいは装置の製作精度を基に設計され
ればよい値であるが、本実施例の場合画素サイズを７μ
ｍとして、Δｐを１．５画素、Δαを０．５度とし、ピ
ッチが１０ｍｍ程度として、Δｗ（＝Δα・ｐ）を１
２．５画素としている。この画像切り出し回路１４２０
から切り出された信号は、図２３に示した信号処理系に
準じて処理される。２次元切り出し回路１４１３では切
り出された正方形の周辺部を式１に従ってロの字形に論
理積を取るのに対し、切り出し部１４２１、１４２２の
全域にわたって論理積が取られる。すなわち、２次元切
り出し回路１４１３では切り出された正方形の周辺部を
Ｐ（ｉ，ｊ）としているのに対し、切り出し部１４２
１、１４２２では切り出された全域をＰ（ｉ，ｊ）とし
ている。このＰ（ｉ，ｊ）の形状が異なるだけでパター
ンの判断は式１で、異物の判断は式２で示される。In this embodiment, the two-dimensional image cutout circuit 1
An image cutout circuit 1420 is provided in place of 413. The image clipping circuit 1420 includes clipping units 1421, 1422.
And the determined part 1423. The cutout portions 1421 and 1422 are arranged so as to be able to cut out an image at a position apart from the determined portion 1423 by a chip pitch p on the sample. Here, the rotation error Δ
α, a chip transfer error, an imaging magnification error, and a chip interval error Δp due to an error due to binarization, etc., so that the image cutout units 1421 and 1422 have a margin of approximately ± Δα and ± Δp with respect to the determined unit 1423. have. This value is a value that may be designed experimentally or based on the manufacturing accuracy of the apparatus. In this embodiment, the pixel size is 7 μm.
m, Δp is 1.5 pixels, Δα is 0.5 degrees, the pitch is about 10 mm, and Δw (= Δα · p) is 1
It has 2.5 pixels. This image cutout circuit 1420
Are processed according to the signal processing system shown in FIG. In the two-dimensional cutout circuit 1413, the AND of the cut-out square periphery in a square shape in accordance with Equation 1 is obtained, but the logical AND is obtained over the entire area of the cut-out sections 1421 and 1422. That is, in the two-dimensional extraction circuit 1413, the periphery of the extracted square is set to P (i, j), whereas the extraction unit 142 is used.
In 1,1422, the whole area cut out is set to P (i, j). The determination of the pattern is expressed by Expression 1 only by the difference in the shape of P (i, j), and the expression of the foreign substance is expressed by Expression 2.

【００６０】この構成では、ＦＦＴ回路１５１１および
繰り返し部除去回路１５１２を省略することができる。In this configuration, the FFT circuit 1511 and the repetition part removing circuit 1512 can be omitted.

【００６１】以下、動作を図２３ないし図３２により説
明する。The operation will be described below with reference to FIGS.

【００６２】本発明では、超微細パターンの形成された
超ＬＳＩ上の異物を高速高精度でしかも小型の装置で検
査するため、パターンの繰り返し性に着目している。従
来の装置では、ウエハの全面積を高速高精度で検査する
ため、高性能の大型の装置が用いられていた。ところ
が、半導体生産の歩留りを向上するためには、必ずし
も、全面積に付いて異物検査をするよりも、むしろ、全
面積検査を犠牲にして、全ウエハ検査を実施した方が良
いという結果が判明した。従来装置を用いる限り、ウエ
ハを適当な頻度でサンプリングして検査するしかなく、
この検査方法では、一度、不良が発生したとき大量の不
良をつくり込んでしまう可能性がある。このような、全
ウエハ検査をする場合、ウエハの全面積を検査しなくて
も、装置発塵、プロセス発塵等の不良を発見できる。In the present invention, attention is paid to the repeatability of a pattern in order to inspect a foreign substance on an VLSI having an ultrafine pattern formed thereon at high speed with high accuracy and with a small apparatus. In a conventional apparatus, a high-performance large-sized apparatus has been used to inspect the entire area of a wafer at high speed and with high accuracy. However, in order to improve the yield of semiconductor production, it has been found that it is better to carry out a whole wafer inspection at the expense of a whole area inspection rather than a foreign substance inspection for the whole area. did. As long as conventional equipment is used, wafers must be sampled and inspected at an appropriate frequency,
In this inspection method, once a defect occurs, a large amount of defects may be produced. When such an entire wafer inspection is performed, defects such as device dust and process dust can be found without inspecting the entire area of the wafer.

【００６３】そこで、メモリーに代表されるＬＳＩに
は、繰り返しのパターンが大きな比率で存在することに
着目した。ＤＲＡＭ，ＳＲＡＭ等では、８０％以上、マ
イクロコンピュータ、カスタムＬＳＩ等でも多くの場
合、３０％以上である。このような比率で有れば、この
繰り返し部だけの検査で十分である。繰り返し部の欠
陥、異物の検査では、光学的なフィルターリングを用い
た非繰り返し部の強調検出技術が有効である。そこで、
この技術を適した。この方法は、空間フィルターの作成
方法が課題である。Therefore, attention has been paid to the fact that a repetitive pattern exists at a large ratio in an LSI represented by a memory. It is 80% or more for DRAMs and SRAMs, and 30% or more for microcomputers and custom LSIs in many cases. With such a ratio, it is sufficient to inspect only this repetitive portion. In the inspection of a defect or a foreign substance in a repeated portion, an enhancement detection technique of a non-repeated portion using optical filtering is effective. Therefore,
Suitable for this technique. The problem with this method is how to create a spatial filter.

【００６４】図２９に示したような基本パターン１０１
０の繰り返しパターンに図２３に示した装置で光を照明
した場合、図３０に示したような規則的な回折パターン
１０１１が空間フィルター１２１２，１２２２で観察さ
れる。この回折パターン１０１１は図２９に示したパタ
ーンからの回折にによるものである。ここで、図２９上
に異物１０１２が存在した場合、この異物１０１２から
の回折光は、規則的な回折パターン１０１１とは異なっ
た不規則な形状になり、例えば図３０上のパターン１０
１３のように観察される。そこで、この空間フィルター
１２１２，１２２２上で回折パターン１０１１を遮光す
るようなフィルターを設ければ、パターン１０１４の情
報は削除され１次元検出器１２１４，１２２４上では、
異物１０１２の情報のみが図１１のように観測される。
すなわち本発明により、異物１０１２のみが選択的に検
出されたことになる。The basic pattern 101 as shown in FIG.
When light is illuminated on the repeating pattern of 0 by the apparatus shown in FIG. 23, a regular diffraction pattern 1011 as shown in FIG. 30 is observed by the spatial filters 1212 and 1222. This diffraction pattern 1011 is due to diffraction from the pattern shown in FIG. Here, when the foreign matter 1012 exists on FIG. 29, the diffracted light from the foreign matter 1012 has an irregular shape different from the regular diffraction pattern 1011. For example, the pattern 10 shown in FIG.
Observed as 13. Therefore, if a filter that shields the diffraction pattern 1011 is provided on the spatial filters 1212 and 1222, the information of the pattern 1014 is deleted, and on the one-dimensional detectors 1214 and 1224,
Only the information on the foreign material 1012 is observed as shown in FIG.
That is, according to the present invention, only the foreign matter 1012 is selectively detected.

【００６５】ここで、パターン１０１４のピッチｐと回
折パターン１０１１のピッチθ（観測点２から結像レン
ズ１２１１，１２２１へ入射する回折パターンの角度で
示している。）との関係は、照明光学系１１１０の射出
する光の波長λとして以下の式（数４）で示される。Here, the relationship between the pitch p of the pattern 1014 and the pitch θ of the diffraction pattern 1011 (indicated by the angle of the diffraction pattern incident on the imaging lenses 1211 and 1221 from the observation point 2) is the illumination optical system. The wavelength λ of the light emitted by 1110 is represented by the following equation (Equation 4).

【００６６】[0066]

【数４】sinθ＝λ／ｐ （数４） 従って、ｐが小さいほどθは大きくなる。すなわち、Ｌ
ＳＩがより微細化し、ｐが小さくなるほど回折パターン
のθは大きくなり結像レンズ２１１に入射する回折パタ
ーンは減少し空間フィルターの形状は簡単になるという
利点がある。Equation 4 sin θ = λ / p (Equation 4) Accordingly, θ decreases as p decreases. That is, L
As the SI becomes finer and the p becomes smaller, the diffraction pattern θ becomes larger, the diffraction pattern incident on the imaging lens 211 is reduced, and there is an advantage that the shape of the spatial filter is simplified.

【００６７】また、同じ製品の場合、基本パターン１０
１０の形状は変わっても位置ピッチは変わらないため回
折パターンの基本的な形状は変わらない。つまり、同じ
製品を検査する限り、回折パターンの形状はほぼ変わら
ず、従ってこれを遮光する空間フィルターの形状もほぼ
変わらないという特徴を有する。この特徴を利用し、各
製品毎に各工程の回折パターンの形状を測定しそれら全
ての回折パターンを遮光するような空間フィルターを作
成しても、そのフィルターが結像レンズの開口全てを遮
光するようなことはないことに着目した。このように各
工程毎の回折パターンをすべて遮光するようなフィルタ
ーを用いることにより空間フィルターの交換を省くこと
ができる。また、特にメモリの製造ラインでは製品が少
なく製品の変更も少ないため効果的である。In the case of the same product, the basic pattern 10
Although the position pitch does not change even if the shape of No. 10 changes, the basic shape of the diffraction pattern does not change. That is, as long as the same product is inspected, the shape of the diffraction pattern does not substantially change, and therefore, the shape of the spatial filter that blocks the light does not substantially change. Utilizing this feature, even if a spatial filter that measures the shape of the diffraction pattern in each step for each product and blocks all the diffraction patterns is created, that filter blocks the entire aperture of the imaging lens. We noticed that there is no such thing. As described above, by using a filter that shields all the diffraction patterns in each step, replacement of the spatial filter can be omitted. In particular, the memory manufacturing line is effective because the number of products is small and the number of product changes is small.

【００６８】ここで、本発明では、結像レンズ１２１
２，１２２２に屈折率変化型のレンズアレイを用いると
装置をさらに小型に構成できる。屈折率変化型レンズア
レイは、小型の光学系が構成できるためファクシミリ、
電子複写機等に用いられている。光学系を小型にすると
いう目的を達成する為にはこの屈折率変化型のレンズア
レイは効果的である。しかしながら本発明では空間フィ
ルターを用いる必要がある。従来、屈折率変化型のレン
ズアレイにもフーリエ変換面があり空間フィルターを用
いることができることは着目されていなかった。本発明
では、この屈折率変化型のレンズアレイに空間フィルタ
ーを用いることができることに着目して、屈折率変化型
のレンズアレイを用いた小型の異物モニターを実現し
た。空間フィルターの構成、作用は上述したものと同一
であり、各レンズ１つ１つに上述の空間フィルターを設
置すればよい。またこの屈折率変化型のレンズアレイの
空間フィルターの位置は図３１に示すようにレンズの射
出側の端面になる。Here, in the present invention, the imaging lens 121
If a refractive index change type lens array is used for 2,1222, the apparatus can be further miniaturized. The refractive index variable lens array can be configured as a facsimile,
Used in electronic copiers and the like. In order to achieve the purpose of reducing the size of the optical system, this lens array of the refractive index change type is effective. However, the present invention requires the use of a spatial filter. Conventionally, attention has not been paid to the fact that a refractive index change type lens array also has a Fourier transform surface and a spatial filter can be used. In the present invention, focusing on the fact that a spatial filter can be used for the refractive index variable lens array, a small foreign substance monitor using a refractive index variable lens array has been realized. The configuration and operation of the spatial filter are the same as those described above, and the spatial filter may be provided for each lens. Further, the position of the spatial filter of the lens array of the refractive index change type is located at the end face on the exit side of the lens as shown in FIG.

【００６９】図３２に空間フィルターの形状を示す。特
に、最も簡便にかつ任意のパターンに対し効果を出すに
は図３２（ａ）に示した直線上のものがよい。また、こ
の直線上の空間フィルターよりパターンとの弁別性能を
出すには図３２（ｂ）に示した様な形状のものが必要に
なる。さらに、製品内の各工程全てで使用できる形状の
１例を図３２（ｃ）に示す。FIG. 32 shows the shape of the spatial filter. In particular, in order to obtain the simplest and effective effect on an arbitrary pattern, a linear pattern shown in FIG. Further, in order to obtain the discrimination performance from the pattern by the spatial filter on the straight line, a filter having a shape as shown in FIG. Further, FIG. 32C shows an example of a shape that can be used in all the steps in the product.

【００７０】図３３に異物の検出例を示す。FIG. 33 shows an example of detection of foreign matter.

【００７１】ここで高速小型の異物検査装置を実現する
上で、この空間フィルターを用いた方法は従来技術（特
許公開昭和６２−８９３３６号）に示した偏光検出法よ
り適している。この理由を図３４、３５、３６を用いて
説明する。Here, in realizing a high-speed and small-sized foreign-matter inspection apparatus, the method using this spatial filter is more suitable than the polarization detection method shown in the prior art (Japanese Patent Laid-Open No. 62-89336). The reason will be described with reference to FIGS.

【００７２】試料に光を照明し異物からの散乱光を検出
する方法では、試料表面に形成されたパターンからの散
乱光がノイズになる。このノイズは、図３４（ｃ）に示
したように検出器２００６の画素（１つの信号として検
出される最小単位）サイズが大きいほど大きくなる。ノ
イズ源になるパターンは試料上ほぼ全面に形成されてい
るため、ノイズは画素サイズに比例して大きくなる。In the method of illuminating a sample with light and detecting scattered light from a foreign substance, scattered light from a pattern formed on the sample surface becomes noise. This noise increases as the size of the pixel (the minimum unit detected as one signal) of the detector 2006 increases, as shown in FIG. Since the pattern serving as a noise source is formed on almost the entire surface of the sample, the noise increases in proportion to the pixel size.

【００７３】一方で、画素数が多いほど検査時間がかか
るため、高速検査を実現するためには画素サイズを大き
くする必要がある。したがって、画素サイズを大きくし
て、ノイズレベルも小さくする必要がある。このノイズ
レベルを小さくする方法として、小泉他、「ＬＳＩウエ
ハパターンからの反射光の解析」、計測自動制御学会論
文集、１７−２、７７／８２（１９８１）に、偏光を利
用した方法が解析されている。これによれば、偏光を利
用することによって、パターンからの散乱光（ノイズ）
を減衰させることができる。ところがこの方法による散
乱光の減衰率は、上記論文に解析されている通り、検出
器の方向に依存する。このため、結像光学系を用いたよ
うに様々な方向に射出した光を集光する場合、それぞれ
の減衰率を積分すると減衰率は０．１％から０．０１％
程度になる。On the other hand, since the inspection time increases as the number of pixels increases, it is necessary to increase the pixel size in order to realize a high-speed inspection. Therefore, it is necessary to increase the pixel size and reduce the noise level. As a method for reducing this noise level, Koizumi et al., "Analysis of Light Reflected from LSI Wafer Pattern", Transactions of the Society of Instrument and Control Engineers, 17-2, 77/82 (1981), analyze a method using polarization. Have been. According to this, scattered light (noise) from a pattern is obtained by using polarized light.
Can be attenuated. However, the attenuation rate of scattered light by this method depends on the direction of the detector as analyzed in the above-mentioned paper. For this reason, when condensing light emitted in various directions as in the case of using an imaging optical system, the respective attenuation rates are integrated to obtain an attenuation rate of 0.1% to 0.01%.
About.

【００７４】これに対し、本出願の空間フィルターを用
いた方法では、減衰率を０．００１％から０．０００１
％にできる。この理由を図３５、３６を用いて説明す
る。繰り返しパターンの形成されたウエハ２００１を照
明光２００２で照明し、照明した領域をレンズ系２００
３、２００５を用いて検出器２００６に結像する。ここ
で、空間フィルター２００４を載置したフーリエ変換面
でのパターンからの射出光の強度分布を図３６に示す。
繰り返しパターンからの射出光はパターンのピッチに応
じた位置に集中する。この集中の比率を算出した例とし
て、複スリットの場合の回折光強度分布が久保田宏著、
「応用光学」（岩波）に説明されている。これによれ
ば、スリットの数（本出願では同時に照明される繰り返
しパターンの数）が多くなれば、集中の比率が大きくな
る。この比率はフーリエ変換Ｆ［］を用いても算出でき
る。照明されたパターンの形状をａ（ｘ，ｙ）とする
と、空間フィルターの位置の光強度分布はＦ［ａ（ｘ，
ｙ）］となる。空間フィルターの形状をｐ（ｕ，ｖ）と
すると、ｐ（ｕ，ｖ）＊Ｆ［ａ（ｘ，ｙ）］が、空間フ
ィルターを通過する光となる。また空間フィルターに相
補的な図形の形状を￣ｐ（ｕ，ｖ）とすると、￣ｐ
（ｕ，ｖ）＊Ｆ［ａ（ｘ，ｙ）］は、空間フィルターに
よって遮光される光成分である。この２つの成分の比率
が先の減衰率になる。パターンの繰り返し数が３の時の
この減衰率を算出すると０．００１％程度である。繰り
返し数が５の時０．０００１％程度になり、さらに繰り
返し数を多くすれば減衰率は低下する。従って、偏光を
用いるよりも減衰率を低くでき、パターンノイズを低減
できることになる。On the other hand, in the method using the spatial filter of the present application, the attenuation rate is reduced from 0.001% to 0.0001%.
%. The reason will be described with reference to FIGS. The wafer 2001 on which the repetitive pattern is formed is illuminated with the illumination light 2002, and the illuminated area is set in the lens system 200
3 and 2005, an image is formed on the detector 2006. Here, FIG. 36 shows the intensity distribution of light emitted from the pattern on the Fourier transform plane on which the spatial filter 2004 is mounted.
Light emitted from the repetitive pattern is concentrated at a position corresponding to the pitch of the pattern. As an example of calculating this concentration ratio, the diffracted light intensity distribution in the case of a double slit is written by Hiroshi Kubota,
This is described in "Applied Optics" (Iwanami). According to this, when the number of slits (in the present application, the number of repetitive patterns that are simultaneously illuminated) increases, the concentration ratio increases. This ratio can also be calculated using the Fourier transform F []. Assuming that the shape of the illuminated pattern is a (x, y), the light intensity distribution at the position of the spatial filter is F [a (x, y).
y)]. Assuming that the shape of the spatial filter is p (u, v), p (u, v) * F [a (x, y)] is light passing through the spatial filter. If the shape of the figure complementary to the spatial filter is ￣p (u, v), then ￣p
(U, v) * F [a (x, y)] is a light component that is shielded by the spatial filter. The ratio of these two components becomes the previous attenuation rate. When this attenuation rate is calculated when the number of pattern repetitions is 3, it is about 0.001%. When the number of repetitions is 5, it becomes about 0.0001%, and when the number of repetitions is further increased, the attenuation rate decreases. Therefore, the attenuation rate can be reduced as compared with the case of using polarized light, and the pattern noise can be reduced.

【００７５】以上の計算は、パターン形状及びその他の
条件が理想的な場合であって、現実の実験結果とは必ず
しも一致しない可能性がある。しかしながら、偏光方式
よりも１桁から３桁減衰率が低下し、パターンノイズを
低減できるという実験結果を得ている。The above calculations are for the case where the pattern shape and other conditions are ideal, and may not always agree with actual experimental results. However, experimental results have shown that the attenuation rate is reduced by one to three orders of magnitude compared to the polarization method, and pattern noise can be reduced.

【００７６】次に本発明の小型異物モニタの他の実施例
を図３４から図４７を用いて説明する。図３４に異物検
出器の検出画素サイズとノイズレベルの関係を示す。小
型異物モニタの課題として高速・小型化がある。同図
（ａ）に異物検出光学系を示す。ウェハ２００１上のパ
ターンと異物からの散乱光を検出レンズ２００３を通し
て、検出器２００６で検出する。検出器２００６からの
検出信号は検出器２００６の１画素毎に出力される。同
図（ｂ）に検出器２００６の１画素に相当するウェハ上
の大きさが小画素の場合と大画素の場合を示す。検出時
間Ｔはウェハの面積Ｓ、検出器のデータ取り込み時間
ｔ、検出器の画素サイズｗ、検出器の画素数ｎとして以
下の式（数５）で示される。Next, another embodiment of the small foreign matter monitor of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 34 shows the relationship between the detection pixel size of the foreign object detector and the noise level. High-speed and miniaturization are issues for small foreign matter monitors. FIG. 1A shows a foreign matter detection optical system. The pattern on the wafer 2001 and the scattered light from the foreign matter are detected by the detector 2006 through the detection lens 2003. The detection signal from the detector 2006 is output for each pixel of the detector 2006. FIG. 2B shows a case where the size of a pixel corresponding to one pixel of the detector 2006 on the wafer is a small pixel and a case where the size is a large pixel. The detection time T is represented by the following equation (Equation 5) as the area S of the wafer, the data acquisition time t of the detector, the pixel size w of the detector, and the number n of pixels of the detector.

【００７７】[0077]

【数５】Ｔ＝（Ｓ・ｔ）／（ｗ・ｎ）
（数５） 式（数５）より、高速・小型を実現するためには、ｗを
大きくすることと、ｎを増やして並列処理を行うことが
最も有効である。しかし、同図（ｃ）に示すように、ｗ
を大きくすると、ｗに比例してウェハ２００１上のパタ
ーンからのノイズレベルも増加する。したがって、ｗを
大きくして、異物検出性能を維持するためには、パター
ンからのノイズレベルを低減する必要がある。[Mathematical formula-see original document] T = (St) / (wn)
(Equation 5) From equation (5), it is most effective to increase w and increase n to perform parallel processing in order to realize high speed and small size. However, as shown in FIG.
Is increased, the noise level from the pattern on the wafer 2001 increases in proportion to w. Therefore, in order to increase w and maintain the foreign matter detection performance, it is necessary to reduce the noise level from the pattern.

【００７８】そこで、次に、パターンからのノイズレベ
ルを低減するために、空間フィルタ法によるノイズ低減
の効果について説明する。図３５は空間フィルタを用い
た異物検出光学系の構成図を示す。検出レンズ２００３
のフーリエ変換面に空間フィルタ２００４を設置してい
る。ノイズであるウェハ２００１上の繰返し性のあるメ
モリパターンからの回折光２００７は、検出レンズ２０
０３を通過後、空間フィルタ２００４で遮光する。ま
た、ウェハ２００１上の異物からの散乱光２００８は検
出レンズ２００３、空間フィルタ２００４、結像レンズ
２００５を通過して検出器２００６で検出される。Next, the effect of noise reduction by the spatial filter method for reducing the noise level from the pattern will be described. FIG. 35 shows a configuration diagram of a foreign matter detection optical system using a spatial filter. Detection lens 2003
Is provided with a spatial filter 2004 on the Fourier transform plane. Diffractive light 2007 from the repetitive memory pattern on the wafer 2001, which is noise,
After passing through 03, the light is shielded by the spatial filter 2004. Further, the scattered light 2008 from the foreign matter on the wafer 2001 passes through the detection lens 2003, the spatial filter 2004, and the imaging lens 2005, and is detected by the detector 2006.

【００７９】ここで、図３５の空間フィルタ２００４面
におけるパターン回折光２００７のｘ方向の光強度分布
を図３６に示す。同図において、空間フィルタ２００４
の透過部分（Ａ）と遮光部分（Ｂ）に相当するパターン
回折光２００７の光強度の比、即ちＡ：Ｂは１：１０5
となり、空間フィルタ２００４を設置することにより、
パターンノイズを１／１０5に低減することができる。
従来の異物検査装置に用いられた偏光フィルタ法では、
パターンノイズ低減は１／１０2であるため、検出器の
画素サイズが同一であれば、ノイズ低減レベルは１０3
向上し、異物検出感度も向上する。したがって、異物検
出感度の目標設定を従来の異物検査装置の性能以下にす
ることにより、検出器の画素サイズの大画素化を行うこ
とができ、異物検出光学系の高速・小型化が可能とな
る。FIG. 36 shows the light intensity distribution in the x direction of the pattern diffraction light 2007 on the surface of the spatial filter 2004 in FIG. In the figure, a spatial filter 2004
Of the pattern diffracted light 2007 corresponding to the transmission part (A) and the light-shielding part (B), that is, A: B is 1:10 5
By installing the spatial filter 2004,
Pattern noise can be reduced to 1/10 5.
In the polarization filter method used in the conventional foreign matter inspection device,
Since the pattern noise reduction is 1/10 2, if the pixel size of the detector is the same, the noise reduction level is 10 3.
This improves the foreign matter detection sensitivity. Therefore, by setting the target setting of the foreign substance detection sensitivity to be equal to or less than the performance of the conventional foreign substance inspection apparatus, it is possible to increase the pixel size of the detector, and it is possible to make the foreign substance detection optical system faster and smaller. .

【００８０】なお、空間フィルタで遮光できるパターン
は繰返し性のあるメモリパターンであり、メモリパター
ン部以外はソフト等で無効データあるいは検出禁止エリ
アとする。The pattern that can be shielded by the spatial filter is a repetitive memory pattern, and the area other than the memory pattern portion is set as invalid data or a detection prohibited area by software or the like.

【００８１】図３７に空間フィルタ法を適応した場合の
異物検出光学系における弁別比を示す。ここで、異物検
出系光学系における検出レンズ２００３は結像レンズも
兼ねているため、結像レンズを必要としない。検出器２
００６からの検出信号分布より、異物の検出信号をＳ、
パターンノイズをＮとすると弁別比をＳ／Ｎで表す。次
に、図３８に検出器の画素サイズと弁別比の関係を示
す。ここでは、異物として２μｍ標準粒子の例を示す。
異物をパターンから安定して弁別するためには、弁別比
１以上を必要とする。したがって、同図より、２μｍ標
準粒子をパターンから弁別して検出するためには、検出
器の画素サイズは20μｍ以下であれば良いことがわか
る。FIG. 37 shows the discrimination ratio in the foreign matter detection optical system when the spatial filter method is applied. Here, since the detection lens 2003 in the optical system of the foreign matter detection system also serves as an imaging lens, no imaging lens is required. Detector 2
From the detection signal distribution from 006, the detection signal of the foreign substance is S,
If the pattern noise is N, the discrimination ratio is represented by S / N. Next, FIG. 38 shows the relationship between the pixel size of the detector and the discrimination ratio. Here, an example of 2 μm standard particles is shown as the foreign matter.
In order to stably discriminate foreign matter from a pattern, a discrimination ratio of 1 or more is required. Accordingly, it can be seen from the figure that the pixel size of the detector should be 20 μm or less in order to detect the 2 μm standard particles from the pattern and detect them.

【００８２】次に、図３９に照明領域と検出領域を示
す。検査時間Ｔは、検査幅Ｌｘ、Ｌｙ、検出器の画素サ
イズｗ、検出器の読みだしクロック周波数ｆとして以下
の式（数６）で示される。Next, FIG. 39 shows an illumination area and a detection area. The inspection time T is represented by the following expression (Equation 6) as the inspection widths Lx and Ly, the pixel size w of the detector, and the read clock frequency f of the detector.

【００８３】[0083]

【数６】 Ｔ＝（Ｌｘ・Ｌｙ／ｗ2）・（１／ｆ） （数６） また、有効照明光強度Ｐは、照明パワーＰ0、照明幅Ｗ
ｘ、Ｗｙとして以下の式（数７）で示される。T = (Lx · Ly / w2) · (1 / f) (Equation 6) Further, the effective illumination light intensity P is represented by illumination power P0 and illumination width W.
x and Wy are represented by the following equation (Equation 7).

【００８４】[0084]

【数７】 Ｐ＝Ｐ0・（ｗ・Ｌｘ）／（Ｗｘ・Ｗｙ） （数７） ここで、Ｗｘ≒Ｌｘであるため、式（数７）は式（数
８）で示される。P = P0 · (w · Lx) / (Wx · Wy) (Formula 7) Here, since Wx ≒ Lx, the formula (Formula 7) is represented by the formula (Formula 8).

【００８５】[0085]

【数８】 Ｐ＝Ｐ0・（ｗ／Ｗｙ） （数８） 総照明光量Ｐｔは式（数６）と式（数８）より、式（数
９）で示される。P = P0 · (w / Wy) (Equation 8) The total illumination light amount Pt is expressed by Expression (Equation 9) from Expression (Equation 6) and Expression (Equation 8).

【００８６】[0086]

【数９】 Ｐｔ＝Ｔ・Ｐ ＝Ｐ0・（Ｌｘ・Ｌｙ／Ｗｙ）・（１／（ｗ・ｆ）） ＝Ｋ1・（１／（ｗ・ｆ）） （数９） したがって、検出信号強度Ｉは、異物信号係数Ｋ2と式
（数９）より、式（数１０）で示される。Pt = T · P = P0 · (Lx · Ly / Wy) · (1 / (w · f)) = K1 · (1 / (w · f)) (Formula 9) I is expressed by Expression (Equation 10) from the foreign matter signal coefficient K2 and Expression (Equation 9).

【００８７】[0087]

【数１０】 Ｉ＝Ｋ2・Ｐｔ ＝Ｋ1・Ｋ2・（１／（ｗ・ｆ）） （数１０） 式（数１０）より、Ｉはｗ・ｆの関数となる。I = K 2 · Pt = K 1 · K 2 · (1 / (w · f)) (Equation 10) From the equation (Equation 10), I is a function of w · f.

【００８８】以上の結果を基に、図４０に装置仕様を決
定するための性能図を示す。画素サイズと検査時間の関
係、画素サイズと弁別比の関係、画素サイズ・検出器の
クロック周波数と検出信号の関係の３図により装置仕様
を決定する。例えば、２０秒の検査時間を実現するため
に、画素サイズと検査時間の関係より、検出器のクロッ
ク周波数を２ＭＨｚに設定すれば、検出器の画素サイズ
は13μｍで良い。その時、画素サイズと弁別比の関係よ
り、２μｍ異物のパターンからの弁別比は２であり、パ
ターンから弁別することができる。最後に、画素サイズ
・検出器のクロック周波数と検出信号の関係より、２μ
ｍ異物の検出信号は、画素サイズ・クロック周波数で決
まり、60mVであり、検出器で検出可能である。以上の様
に、３つの性能図により、装置の検出異物寸法と検査時
間の仕様を任意に決定することができる。FIG. 40 shows a performance chart for determining the device specifications based on the above results. The device specifications are determined based on the three diagrams of the relationship between the pixel size and the inspection time, the relationship between the pixel size and the discrimination ratio, and the relationship between the pixel size and the clock frequency of the detector and the detection signal. For example, if the clock frequency of the detector is set to 2 MHz from the relationship between the pixel size and the inspection time in order to realize an inspection time of 20 seconds, the detector pixel size may be 13 μm. At this time, from the relationship between the pixel size and the discrimination ratio, the discrimination ratio from the pattern of the 2 μm foreign matter is 2, and it is possible to discriminate from the pattern. Finally, from the relationship between the pixel size, the clock frequency of the detector and the detection signal, 2 μm
The detection signal of m foreign matter is determined by the pixel size and the clock frequency, is 60 mV, and can be detected by the detector. As described above, it is possible to arbitrarily determine the specifications of the size of the detected foreign matter of the apparatus and the inspection time from the three performance diagrams.

【００８９】図４１は空間フィルタ法を用いた異物検出
光学系の装置構成を示す図である。異物検出光学系は、
製品ウェハ２００１の一軸走査２０１０で製品ウェハ２
００１全面が検査可能な構成に成っている。そのため、
異物検出光学系は照明光学系２０１１と検出光学系２０
１３に分け、それぞれユニット構成に成っている。検査
対象ウェハがφ２００ｍｍの場合について以下に説明す
る。例えば、８ユニットでウェハ２００１全幅を検査す
るためには、１ユニットの照明領域及び検出領域２０１
２は、２５ｍｍにすれば良い。したがって、検査対象ウ
ェハがφ１５０ｍｍの場合は、８ユニットのうち６ユニ
ットを用いれば良い。１ユニットの検出光学系２０１３
は、検出レンズ２０１４、検出レンズ２０１４のフーリ
エ変換面に設置された空間フィルタ２０１５、検出器と
してリニアセンサ２０１６で構成されている。検出レン
ズ２０１４の外形寸法が検出幅より大きい場合は、本実
施例の同図に示すようにちどり状に配置することにより
ウェハ２００１全幅を確保することができる。また、検
出レンズ２０１４の外形寸法が検出幅以下の場合、ある
いは、ウェハ上を限定する検査すなわち部分検査の場合
には直線状に配置することができる。ここで用いている
空間フィルタ２０１５は検出光学系２０１３がちどり状
の場合は４ユニット構成を２組使用し、検出光学系２０
１３が直線状の場合は８ユニット構成を１組使用する。
リニアセンサ２０１６からの検出信号は異物検出処理
（別体）２０１７で処理され、異物データとして出力す
る。FIG. 41 is a diagram showing a device configuration of a foreign matter detecting optical system using a spatial filter method. The foreign object detection optical system
Product wafer 2 by uniaxial scanning 2010 of product wafer 2001
001 is configured to be inspectable. for that reason,
The foreign object detection optical system includes an illumination optical system 2011 and a detection optical system 20.
13 and each has a unit configuration. The case where the wafer to be inspected has a diameter of 200 mm will be described below. For example, in order to inspect the entire width of the wafer 2001 with eight units, the illumination area and the detection area 201 of one unit are required.
2 may be 25 mm. Therefore, when the wafer to be inspected has a diameter of 150 mm, six of the eight units may be used. One unit of detection optical system 2013
Comprises a detection lens 2014, a spatial filter 2015 installed on the Fourier transform surface of the detection lens 2014, and a linear sensor 2016 as a detector. When the outer dimensions of the detection lens 2014 are larger than the detection width, the entire width of the wafer 2001 can be secured by disposing the detection lenses 2014 in a zigzag shape as shown in FIG. When the outer dimensions of the detection lens 2014 are equal to or smaller than the detection width, or when the inspection on the wafer is limited, that is, in the case of the partial inspection, the detection lenses 2014 can be linearly arranged. The spatial filter 2015 used here uses two sets of four-unit configurations when the detection optical system 2013 is in a zigzag shape.
When 13 is linear, one set of 8 units is used.
The detection signal from the linear sensor 2016 is processed in a foreign matter detection process (separate body) 2017 and is output as foreign matter data.

【００９０】なお、検出光学系２０１３がちどり状の場
合は２組、検出光学系２０１３が直線状の場合は１組の
空間フィルタ２０１５の交換は、ウェハ２００１の品種
間により行う必要があるが、工程にはほとんど依存せ
ず、１品種ウェハを１種類の空間フィルタ２０１５で対
応可能である。It is necessary to replace two sets of spatial filters 2015 when the detection optical system 2013 is in a zigzag shape, and one set when the detection optical system 2013 is in a linear shape. One type of wafer can be dealt with by one type of spatial filter 2015 regardless of the process.

【００９１】次に本実施例のうちの仕様の一例を示す。
照明光学系は、照明光源として波長７８０ｎｍ、出力２
００ｍＷの半導体レーザを用い、照明光入射角度は上方
から６０°でウェハ上の２６×１ｍｍ2の領域を照明す
る。検出光学系は、検出レンズとして投影レンズ（５０
ｍｍＦ２．８を用い、検出倍率１倍（検出ＮＡ＝０．
１）で検出する。検出器には画素サイズ１３μｍ、画素
数２０４８、駆動周波数４ＭＨｚのＣＣＤリニアセン
サ、あるいは、異物弁別性能の高い画素サイズ７μｍ、
画素数４０９６、駆動周波数４ＭＨｚのＣＣＤリニアセ
ンサを用いる。Next, an example of the specifications of this embodiment will be described.
The illumination optical system has a wavelength of 780 nm and an output of 2 as an illumination light source.
A 00 mW semiconductor laser is used to illuminate an area of 26 × 1 mm 2 on the wafer at an illumination light incident angle of 60 ° from above. The detection optical system includes a projection lens (50
mmF2.8, detection magnification 1 × (detection NA = 0.
Detect in 1). The detector includes a CCD linear sensor having a pixel size of 13 μm, a number of pixels of 2048, and a driving frequency of 4 MHz, or a pixel size of 7 μm having a high foreign matter discrimination performance.
A CCD linear sensor having 4096 pixels and a driving frequency of 4 MHz is used.

【００９２】次に、図４２はパターンノイズ光のウェハ
回転角度による影響を示す一例図である。ウェハ２００
１が回転すると、ウェハ２００１のパターンからの回折
光もウェハ２００１に応じて回転する。したがって、異
物検出光学系２０２１に対してウェハ２００１が回転し
ていると、異物検出光学系２０２１の空間フィルタの遮
光部分からウェハ２００１のパターンからの回折光が漏
れてくる。したがって、パターンからの回折光の漏れ光
すなわちパターンノイズ光は、空間フィルタの遮光幅と
ウェハの回転角度の関数となる。ここで、ウェハの回転
角度θは、異物検出光学系２０２１の中心線２０２０と
ウェハ２００１の中心線２０００の角度を表す。しか
し、空間フィルタの遮光幅を広げると異物からの散乱光
も減光するため、最適幅を求める必要がある。そこで、
従来のプリアライメント装置ではウェハの回転角度を±
２°以内に抑えることができるので、異物検出性能、例
えば、２μｍ異物をパターンから弁別して検出できる空
間フィルタの遮光幅を最適幅とした場合のウェハの回転
によるパターンノイズ光の変化の一例を同図に示す。FIG. 42 is an example showing the effect of the pattern noise light on the wafer rotation angle. Wafer 200
When 1 rotates, the diffracted light from the pattern of the wafer 2001 also rotates according to the wafer 2001. Therefore, when the wafer 2001 is rotated with respect to the foreign matter detection optical system 2021, the diffracted light from the pattern of the wafer 2001 leaks from the light blocking part of the spatial filter of the foreign matter detection optical system 2021. Therefore, the leakage light of the diffracted light from the pattern, that is, the pattern noise light, is a function of the light blocking width of the spatial filter and the rotation angle of the wafer. Here, the rotation angle θ of the wafer represents the angle between the center line 2020 of the foreign matter detection optical system 2021 and the center line 2000 of the wafer 2001. However, if the light-shielding width of the spatial filter is increased, the scattered light from the foreign matter is also reduced, so it is necessary to find the optimum width. Therefore,
In the conventional pre-alignment apparatus, the rotation angle of the wafer is ±
Since it can be suppressed within 2 °, the example of the change in the pattern noise light due to the rotation of the wafer when the light shielding width of the spatial filter capable of detecting the foreign matter by discriminating the 2 μm foreign matter from the pattern is set to the optimum width. Shown in the figure.

【００９３】異物検査のモニタとしての機能を有するた
めには、できるだけ焦点深度の深い異物検出系が必要で
ある。In order to have a function as a monitor for foreign substance inspection, a foreign substance detection system having as deep a depth of focus as possible is required.

【００９４】焦点深度は、検出画素サイズの大きさによ
り、検出レンズのＮＡから計算される焦点深度より大き
い値を得ることができる。As the depth of focus, a value larger than the depth of focus calculated from the NA of the detection lens can be obtained depending on the size of the detection pixel.

【００９５】検出画素サイズが検出異物サイズより十分
小さければ、焦点深度ｄは、検出レンズの開口数に依存
し、光の波長λ、検出レンズの開口数ＮＡとして以下の
式（数１１）で示される。If the size of the detection pixel is sufficiently smaller than the size of the foreign matter to be detected, the depth of focus d depends on the numerical aperture of the detection lens, and is expressed by the following equation (Equation 11) as the wavelength λ of light and the numerical aperture NA of the detection lens. It is.

【００９６】[0096]

【数１１】 ｄ＝0.5・λ／(ＮＡ)2 （数１１） 式（数１１）において、例えば、λ＝780nm、ＮＡ＝0.1
の場合はｄ＝39μｍとなる。また、検出画素サイズが検
出異物サイズより十分大きければ、焦点深度は、検出画
素サイズに依存する。この場合、検出画素サイズを相当
解像度ａ’とすると、相当開口数ＮＡ’との関係は以下
の式（数１２）で示される。D = 0.5 · λ / (NA) 2 (Equation 11) In the equation (Equation 11), for example, λ = 780 nm, NA = 0.1
In this case, d = 39 μm. If the detection pixel size is sufficiently larger than the detected foreign matter size, the depth of focus depends on the detection pixel size. In this case, assuming that the detection pixel size is equivalent resolution a ′, the relationship with the equivalent numerical aperture NA ′ is expressed by the following equation (Equation 12).

【００９７】[0097]

【数１２】 ａ’＝0.61・λ／ＮＡ’ （数１２） さらに、式（数１２）におけるＮＡ’を式（数１１）の
ＮＡに代入すると、実際の焦点深度ｄが得られる。例え
ば、ａ’＝13μｍとすると、ＮＡ’＝0.037となり、ｄ
＝285μｍとなる。A ′ = 0.61 · λ / NA ′ (Equation 12) Further, by substituting NA ′ in Equation (Equation 12) for NA in Equation (Equation 11), the actual depth of focus d can be obtained. For example, if a ′ = 13 μm, NA ′ = 0.037 and d
= 285 μm.

【００９８】したがって、検出器の大画素化により、異
物検出系の焦点深度を深くする効果がある。Therefore, an increase in the number of pixels of the detector has the effect of increasing the depth of focus of the foreign matter detection system.

【００９９】図４３はウェハステージの高さによる異物
検出出力の変化を示す一例図である。λ＝780nm、ＮＡ
＝0.1、検出画素サイズ13μｍを用いた場合の５μｍ異
物の検出出力の変化を示している。同図より、焦点深度
は±70μｍである。この値は検出レンズの開口数から得
られる値（39μｍ）と検出画素サイズから得られる値
（285μｍ）の間の値に成っている。したがって、13μ
ｍの検出画素サイズは５μｍ異物に対して十分大きくな
いが、焦点深度を深くしている。FIG. 43 is an example showing changes in the foreign matter detection output depending on the height of the wafer stage. λ = 780nm, NA
= 0.1 and the change in the detection output of a 5 μm foreign substance when a detection pixel size of 13 μm is used. As shown in the figure, the depth of focus is ± 70 μm. This value is a value between the value obtained from the numerical aperture of the detection lens (39 μm) and the value obtained from the detection pixel size (285 μm). Therefore, 13μ
Although the detection pixel size of m is not sufficiently large for a foreign substance of 5 μm, the depth of focus is increased.

【０１００】以上のように、検出レンズの開口数を小さ
くすることと、検出画素サイズを大きくすることによ
り、焦点深度を深くすることができ、ウェハの搬送系の
高さ方向の位置制御をラフにすることが可能である。As described above, by reducing the numerical aperture of the detection lens and increasing the size of the detection pixels, the depth of focus can be increased, and the position control of the wafer transfer system in the height direction can be roughly performed. It is possible to

【０１０１】次に、本小形異物モニタリング装置に用い
る照明光学系の１ユニットの構成を示す。ウェハ上を片
側は検査領域を十分照明できるように広げ、片側は十分
な照度になるように絞り込み、線状照明が可能な構成と
なっている。照明光源が点光源であれば、両側とも平面
波すなわち平行な光束ができる。ここで、照明光を平行
光にすると、検出光学系の空間フィルタ位置の像をシャ
ープにすることができ、空間フィルタによるパターンの
遮光性能を高くし、異物検出性能も高くすることができ
る。しかし、例えば、照明光源として小形の半導体レー
ザを用いる場合、高出力になるにしたがって、発光点の
片側の長さが長くなる。したがって、片側は平面波すな
わち平行な光束はできない。そこで、それに対応した照
明光学系の実施例を２種類示す。ただし、ウェハ上の線
状照明のうち、ビームの長い方向をｙ方向、ビームの短
い方向をｘ方向とする。Next, the configuration of one unit of the illumination optical system used in the small foreign matter monitoring device will be described. One side of the wafer is widened so that the inspection area can be sufficiently illuminated, and one side is narrowed down to have sufficient illuminance, so that linear illumination can be performed. If the illumination light source is a point light source, a plane wave, that is, a parallel light beam is generated on both sides. Here, if the illumination light is parallel light, the image at the position of the spatial filter of the detection optical system can be sharpened, and the light shielding performance of the pattern by the spatial filter and the foreign matter detection performance can be enhanced. However, for example, when a small semiconductor laser is used as the illumination light source, the length of one side of the light emitting point becomes longer as the output becomes higher. Therefore, one side cannot generate a plane wave, that is, a parallel light beam. Therefore, two types of embodiments of the illumination optical system corresponding thereto will be described. However, in the linear illumination on the wafer, the long direction of the beam is the y direction, and the short direction of the beam is the x direction.

【０１０２】１つ目の方式の構成を図４４に示し、同図
（ａ）にｘ方向から見た構成を示し、同図（ｂ）にｙ方
向から見た構成を示す。ここで、半導体レーザ２１０１
の発光点２１００の長い方向がｘ方向、発光点２１００
の短い（点光源に近い）方向がｙ方向である。ただし、
ウェハ上においてＰ偏光照明であればＳ偏光照明になる
ようにλ／２板を挿入する。FIG. 44 shows the configuration of the first system, FIG. 44A shows the configuration viewed from the x direction, and FIG. 44B shows the configuration viewed from the y direction. Here, the semiconductor laser 2101
The longer direction of the light emitting point 2100 is the x direction, and the light emitting point 2100
Is short (close to the point light source) is the y direction. However,
In the case of P-polarized illumination on the wafer, a λ / 2 plate is inserted so as to be S-polarized illumination.

【０１０３】同図（ａ）のｘ方向は、半導体レーザ２１
０１から射出した光はレンズ２１０２〜レンズ２１０６
を用い、光束を絞ってウェハ２００１上を照明する。同
図（ｂ）のｙ方向は、半導体レーザ２１０１から射出し
た光はレンズ２１０２〜レンズ２１０６を用い、光束を
広げ平行光にする。この方式はｘ方向の光束を容易に絞
り込むことができるので、照明の高照度化が可能であ
る。この方法では、ｘ方向の光束を平行光ではなくある
角度をもって絞り込むため検出光学系の空間フィルタ面
におけるｘ方向の回折パターンは長くなるが、図３２に
示すような直線状の空間フィルタ−を用いることによっ
てパタ−ンからの回折光を遮光することができる。図４
５は図４４の照明光学系を用いた場合の検出検出光学系
の空間フィルタ面におけるウェハ上の回折パターンの平
面図の一例を示す。ウェハ上のパターンからの回折パタ
ーンの１点の大きさは、ｘ方向は照明の開口数に依存し
ｘ１＝数ｍｍ、ｙ方向は平行光であるためｙ１＝数μｍ
になり、ｙ方向のみシャープな光となる。ウェハの向き
により同図（ａ）に示すようにｙ方向のピッチｐｙがｘ
方向のピッチｐｘより短い場合には空間フィルタの遮光
率が高くなり、異物からの検出出力も低下する。そこ
で、ウェハを９０°回転することにより、ウェハ上のパ
ターンからの回折パターンは同図（ｂ）に示すようにな
り、ｙ方向のピッチは同図（ａ）におけるｐｘと同一で
あり、空間フィルタの遮光性能を向上することができ
る。このように、ｙ方向に回折パターンのピッチの長い
方がくるようにウェハの向きを予め設定することによ
り、異物からの検出出力を更に向上することができる。
このウエハの最適な向きは、予めデ−タとして入力する
ことができる。また、一度回折パターンの向きを見てウ
ェハの最適な向きを検出し、以後はその最適な向きの上
方を用いる。The x direction in FIG.
The light emitted from the lens No. 01 is a lens 2102 to a lens 2106
To illuminate the wafer 2001 by focusing the light beam. In the y direction of FIG. 11B, the light emitted from the semiconductor laser 2101 is expanded into a parallel light by using the lenses 2102 to 2106. According to this method, the luminous flux in the x direction can be easily narrowed down, so that the illuminance of the illumination can be increased. In this method, the light beam in the x direction is narrowed down by a certain angle instead of parallel light, so that the diffraction pattern in the x direction on the spatial filter surface of the detection optical system becomes long. However, a linear spatial filter as shown in FIG. 32 is used. Thereby, the diffracted light from the pattern can be shielded. FIG.
5 shows an example of a plan view of a diffraction pattern on a wafer on the spatial filter surface of the detection optical system when the illumination optical system of FIG. 44 is used. The size of one point of the diffraction pattern from the pattern on the wafer depends on the numerical aperture of illumination in the x direction, x1 = several mm, and y1 = several μm because the y direction is parallel light.
And sharp light is obtained only in the y direction. Depending on the direction of the wafer, the pitch py in the y direction is x as shown in FIG.
If the pitch is smaller than the pitch px in the direction, the light blocking ratio of the spatial filter increases, and the detection output from foreign matter also decreases. Then, by rotating the wafer by 90 °, the diffraction pattern from the pattern on the wafer becomes as shown in FIG. 2B, and the pitch in the y direction is the same as px in FIG. Can improve the light shielding performance. As described above, by setting the orientation of the wafer in advance so that the longer pitch of the diffraction pattern comes in the y direction, the detection output from the foreign matter can be further improved.
The optimum orientation of the wafer can be input in advance as data. Further, the direction of the diffraction pattern is once checked to detect the optimal direction of the wafer, and thereafter, the upper part of the optimal direction is used.

【０１０４】２つ目の方式の構成を図４６に示し、同図
（ａ）にｘ方向から見た構成を示し、同図（ｂ）にｙ方
向から見た構成を示す。ここで、半導体レーザ２１０１
の発光点２１００の短い（点光源に近い）方向がｘ方
向、発光点２１００の長い方向がｙ方向である。ただ
し、ウェハ上においてＰ偏光照明であればＳ偏光照明に
なるようにλ／２板を挿入する。FIG. 46 shows the configuration of the second system, FIG. 46A shows the configuration viewed from the x direction, and FIG. 46B shows the configuration viewed from the y direction. Here, the semiconductor laser 2101
The shorter (closer to the point light source) direction of the light emitting point 2100 is the x direction, and the longer direction of the light emitting point 2100 is the y direction. However, in the case of P-polarized illumination on the wafer, a λ / 2 plate is inserted so as to be S-polarized illumination.

【０１０５】同図（ａ）のｘ方向は、半導体レーザ２１
０１から射出した光はレンズ２２０２〜レンズ２２０７
を用い、光束を絞って平行光にする。同図（ｂ）のｙ方
向は、半導体レーザ２１０１から射出した光はレンズ２
２０２〜レンズ２２０７を用い、光束を広げウェハ２０
０１上を照明する。しかし、ｘ方向の発光点２１００の
長さが数十μｍと長いため、平行光にすることができな
い。ここで光源２１００は、レンズ２２０２〜レンズ２
２０７、結像レンズ２０１４を通して空間フィルタ２０
１５の位置に結像する。この総合結像倍率は空間フィル
タの遮光性能より数十μｍ以下が最適であるため、１倍
前後になるようにする。The x direction in FIG.
The light emitted from the lens No. 01 is a lens 2202 to a lens 2207.
And collimates the light beam to make it parallel light. The light emitted from the semiconductor laser 2101 in the y direction in FIG.
202 to spread the luminous flux using the lens 2207
01 is illuminated. However, since the length of the light emitting point 2100 in the x direction is as long as several tens of μm, it cannot be made into parallel light. Here, the light source 2100 includes a lens 2202 and a lens 2
207, spatial filter 20 through imaging lens 2014
An image is formed at position 15. Since the total imaging magnification is optimally several tens μm or less from the light shielding performance of the spatial filter, it is set to be about 1 ×.

【０１０６】図４７に図４６の照明光学系を用いた場合
の検出検出光学系の空間フィルタ面におけるウェハ上の
パターンからの回折パターンの平面図の一例を示す。空
間フィルタ面におけるウェハ上のパターンからの回折パ
ターンの１点の大きさは、ｘ方向は平行光であるためｘ
２＝１００μｍ程度、ｙ方向は照明光源の大きさに比例
するのでｙ２＝数十μｍになり、ウェハの向きに依ら
ず、ｘ方向、ｙ方向とも比較的シャープな光が得られ、
空間フィルタの遮光性能を高くすることができる。FIG. 47 shows an example of a plan view of a diffraction pattern from a pattern on a wafer on the spatial filter surface of the detection optical system when the illumination optical system of FIG. 46 is used. The size of one point of the diffraction pattern from the pattern on the wafer on the spatial filter surface is x since the x direction is parallel light.
2 = about 100 μm, and the y direction is proportional to the size of the illumination light source, so y2 = several tens of μm, and relatively sharp light can be obtained in both the x and y directions regardless of the orientation of the wafer.
The light shielding performance of the spatial filter can be improved.

【０１０７】次に本発明の小型異物モニタの偏光検出法
による異物検出光学系の他の実施例を図４８から図４９
を用いて説明する。Next, another embodiment of the optical system for detecting foreign matter by the polarization detecting method of the small foreign matter monitor of the present invention is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【０１０８】偏光検出法はメモリパターンに限定しない
でウェハ全面の全てのパターンから異物を弁別して検出
することが可能である。The polarization detection method is not limited to the memory pattern, and it is possible to detect foreign substances by discriminating from all patterns on the entire surface of the wafer.

【０１０９】図４８は検出レンズとして屈折率変化型の
レンズアレイを用いた異物検出光学系の構成図を示す。
斜方照明光学系３００２と検出光学系３００３から成
る。斜方照明光学系３００２は図に示すように１個以上
の照明アレイに成っている。検出光学系３００３は検出
レンズとして屈折率変化型のレンズアレイ３００４、偏
光素子として偏光板３００５、屈折率変化型のレンズア
レイ３００４の結像位置に検出器３００６から成ってい
る。照明アレイによりウェハ全幅を照明する線状照明に
し、ウェハ全幅を検出する。したがって、ウェハ３００
１の一軸走査３０１０でウェハ３００１全面を検査でき
る。照明アレイ３００２の照明角度は水平方向から数度
上方より行い、磁界ベクトルが照明の入射面に垂直にな
るような直線偏光（Ｓ偏光）でウェハ３００１上を照射
する。また、ウェハ３００１上のパターン及び異物から
の散乱光は、屈折率変化型のレンズアレイ３００４を通
過後、偏光板３００５でＰ偏光（磁界ベクトルが照明の
入射面に平行な成分の直線偏光）のみを通過させ、パタ
ーンからの散乱光を減じ異物からの散乱光を強調させ
て、検出器３００６で検出する。FIG. 48 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system using a lens array of a refractive index change type as a detection lens.
It comprises an oblique illumination optical system 3002 and a detection optical system 3003. The oblique illumination optical system 3002 comprises one or more illumination arrays as shown in the figure. The detection optical system 3003 includes a lens array 3004 of a variable refractive index type as a detection lens, a polarizing plate 3005 as a polarizing element, and a detector 3006 at an image forming position of the lens array 3004 of a variable refractive index type. The illumination array is linearly illuminated to illuminate the entire width of the wafer, and the entire width of the wafer is detected. Therefore, the wafer 300
The entire surface of the wafer 3001 can be inspected by one uniaxial scan 3010. The illumination angle of the illumination array 3002 is set to be several degrees above the horizontal direction, and the wafer 3001 is irradiated with linearly polarized light (S-polarized light) such that the magnetic field vector is perpendicular to the plane of incidence of the illumination. Further, the scattered light from the pattern and foreign matter on the wafer 3001 passes through the lens array 3004 of the refractive index change type, and is then only polarized light (linearly polarized light whose magnetic field vector is parallel to the plane of illumination) by the polarizing plate 3005. , The scattered light from the pattern is reduced, the scattered light from the foreign matter is emphasized, and the light is detected by the detector 3006.

【０１１０】図４９は検出レンズとして通常のレンズを
用いた異物検出光学系の装置構成図を示す。異物検出光
学系は、製品ウェハ３００１の一軸走査３１１０で製品
ウェハ３００１全面が検査可能な構成に成っている。そ
のため、異物検出光学系は照明光学系３１１１と検出光
学系３１１３に分け、それぞれユニット構成に成ってい
る。検査対象ウェハがφ２００ｍｍの場合について以下
に説明する。例えば、８ユニットでウェハ３００１全幅
を検査するためには、１ユニットの照明領域及び検出領
域３１１２は、２５ｍｍにすれば良い。したがって、検
査対象ウェハがφ１５０ｍｍの場合は、８ユニットのう
ち６ユニットを用いれば良い。１ユニットの検出光学系
３１１３は、検出レンズ３１１４、偏光板３１１５、検
出器としてリニアセンサ３１１６で構成されている。検
出レンズ３１１４の外形寸法が検出幅より大きい場合
は、本実施例の同図に示すようにちどり状に配置するこ
とによりウェハ３００１全幅を確保することができる。
また、検出レンズ３１１４の外形寸法が検出幅以下の場
合、あるいは、ウェハ上を限定する検査すなわち部分検
査の場合には直線状に配置することができる。照明ユニ
ット３１１１の照明角度は水平方向から数度上方より行
い、磁界ベクトルが照明の入射面に垂直になるような直
線偏光（Ｓ偏光）でウェハ３００１上を照射する。ま
た、ウェハ３００１上のパターン及び異物からの散乱光
は、検出レンズ３１１４を通過後、偏光板３１１５でＰ
偏光（磁界ベクトルが照明の入射面に平行な成分の直線
偏光）のみを通過させ、パターンからの散乱光を減じ異
物からの散乱光を強調させて、リニアセンサ３１１６で
検出する。リニアセンサ３１１６からの検出信号は異物
検出処理（別体）３１１７で処理され、異物データとし
て出力する。FIG. 49 is a view showing the arrangement of a foreign matter detecting optical system using a normal lens as a detecting lens. The foreign matter detection optical system is configured so that the entire surface of the product wafer 3001 can be inspected by uniaxial scanning 3110 of the product wafer 3001. Therefore, the foreign matter detection optical system is divided into an illumination optical system 3111 and a detection optical system 3113, and each has a unit configuration. The case where the wafer to be inspected has a diameter of 200 mm will be described below. For example, in order to inspect the entire width of the wafer 3001 with eight units, the illumination area and the detection area 3112 of one unit may be set to 25 mm. Therefore, when the wafer to be inspected has a diameter of 150 mm, six of the eight units may be used. The detection optical system 3113 of one unit includes a detection lens 3114, a polarizing plate 3115, and a linear sensor 3116 as a detector. When the outer dimensions of the detection lens 3114 are larger than the detection width, the entire width of the wafer 3001 can be secured by disposing the detection lenses 3114 in a zigzag shape as shown in FIG.
Further, when the outer dimensions of the detection lens 3114 are smaller than the detection width, or when the inspection on the wafer is limited, that is, in the case of the partial inspection, the detection lenses 3114 can be linearly arranged. The illumination unit 3111 illuminates the wafer 3001 with linearly polarized light (S-polarized light) such that the magnetic field vector is perpendicular to the plane of incidence of the illumination. Further, the scattered light from the pattern on the wafer 3001 and the foreign matter passes through the detection lens 3114 and is then reflected by the polarizing plate 3115.
The linear sensor 3116 detects only the polarized light (linearly polarized light whose magnetic field vector is parallel to the incident surface of the illumination), reduces the scattered light from the pattern, and emphasizes the scattered light from the foreign matter. The detection signal from the linear sensor 3116 is processed in a foreign matter detection process (separate body) 3117 and is output as foreign matter data.

【０１１１】図５０に本発明の位置付けと機能を示す。
ＬＳＩの量産立上げの主要作業のうちの１つに、異物の
発生原因を究明して対策を施す作業があり、それには発
生異物を検出して元素種などを分析することが発生原因
探求の大きな手がかりになる。一方、量産ラインでは、
これらの異物をいち早く感知し対策を施す必要がある。
異物発生からその感知までの時間が経過した場合、不良
の発生数は大きくなり歩留まりは下がる。したがって、
高い歩留まりを維持するためには異物発生からその感知
までの経過時間を短縮することが欠かせない。また、ウ
ェハ上の異物個数の厳密な検出実験により、異物個数は
徐々に増減するものではなく、突発的に増減することが
新たに判明した。同図（ａ）にＣＶＤ等の処理装置内で
発生する製品ウェハ上の異物数の時間推移を示す。同図
（ｂ）に従来方式を示す。従来装置はスタンドアローン
型であり、量産ラインで処理したウェハを検査装置の個
所に持ち込んで異物の検査をする抜取り検査であった。
したがって、ウェハの搬送、異物検査に時間を要したた
め、検査の頻度すなわちサンプリングは、同図（ａ）に
示すように、１ロット、あるいは数ロット、あるいは１
日毎に１枚であり、検査枚数に限界があった。このよう
なサンプリングでは突発的な異物の増加が見落とされた
り、増加したまましばらく経ってから検出されたりする
ことになり、相当数の不良（ドカ不良）が発生すること
になる。すなわち、このようなサンプリングでは、異物
の発生を十分に早く感知したとはいえない。そこで、同
図（ｃ）に示すように、異物モニタリング装置を小型に
した小形異物モニタを処理装置の入出力口あるいは処理
装置間の搬送系中に載置し、小形異物モニタからの異物
データを異物管理システムに取り込むことにより、異物
管理を枚葉で行うことができる。したがって、本小形異
物モニタを用いることにより、同図（ａ）に示すよう
に、モニタのサンプリングタイムを短くでき、枚葉の実
時間サンプリングが可能で、異物検査の効果を最大限に
出すことができる。FIG. 50 shows the position and function of the present invention.
One of the main tasks in the mass production start-up of LSIs is to investigate the cause of foreign matter occurrence and take countermeasures. It will be a great clue. On the other hand, in the mass production line,
It is necessary to detect these foreign substances promptly and take countermeasures.
When the time from the generation of a foreign object to the detection of the foreign object has elapsed, the number of occurrences of defects increases and the yield decreases. Therefore,
In order to maintain a high yield, it is indispensable to reduce the elapsed time from the generation of foreign matter to its detection. In addition, a strict detection experiment of the number of foreign particles on the wafer has revealed that the number of foreign particles does not gradually increase or decrease, but suddenly increases or decreases. FIG. 7A shows a time transition of the number of foreign substances on a product wafer generated in a processing apparatus such as CVD. FIG. 1B shows a conventional system. The conventional apparatus is of a stand-alone type, and is a sampling inspection in which a wafer processed on a mass production line is brought to a location of an inspection apparatus to inspect for foreign matter.
Therefore, since it takes time to transport the wafer and inspect the foreign matter, the frequency of the inspection, ie, sampling, is one lot, several lots, or one lot as shown in FIG.
There was one sheet per day, and there was a limit to the number of sheets to be inspected. In such a sampling, a sudden increase in foreign matter is overlooked or detected after a while with the increase, and a considerable number of defects (spot defects) occur. That is, in such sampling, it cannot be said that the generation of foreign matter was detected sufficiently early. Therefore, as shown in FIG. 4C, a small foreign substance monitor, which is a compact foreign substance monitoring device, is placed in the input / output port of the processing apparatus or in the transport system between the processing apparatuses, and the foreign substance data from the small foreign substance monitor is read. By taking in the foreign substance management system, the foreign substance management can be performed on a single wafer. Therefore, by using the small foreign substance monitor, as shown in FIG. 3A, the sampling time of the monitor can be shortened, real-time sampling of a sheet can be performed, and the effect of the foreign substance inspection can be maximized. it can.

【０１１２】本発明の機能としては次の５項目があ
る。、処理装置の搬送系に取付け可能な大きさ、すなわ
ち、小形であり、ウェハの枚葉検査ができる高速検査が
可能であり、処理装置毎の異物管理ができるように処理
装置のオプションになりうる安価な価格である。また、
モニタであるためセッティングが容易でメンテナンスフ
リーになっている。The functions of the present invention include the following five items. A size that can be attached to the transport system of the processing apparatus, that is, a small size, enables high-speed inspection capable of single-wafer inspection of wafers, and can be an option of the processing apparatus so that foreign substances can be managed for each processing apparatus. Inexpensive price. Also,
The monitor is easy to set up and maintenance-free.

【０１１３】以下、空間フィルターの実施例を図５２か
ら図５５を用いて説明する。この空間フィルターは、液
晶表示素子を用いて構成しても良いが、液晶素子の場
合、特定の偏光方向の光だけしか使用できない。また、
光の減衰率が小さいためパターンからの回折光を十分に
遮光できない問題がある。そこで、空間フィルターを金
属板等を用い機械的に構成するのが良い。An embodiment of the spatial filter will be described below with reference to FIGS. This spatial filter may be configured using a liquid crystal display element, but in the case of a liquid crystal element, only light in a specific polarization direction can be used. Also,
There is a problem that the diffracted light from the pattern cannot be sufficiently shielded because the light attenuation rate is small. Therefore, it is preferable that the spatial filter is mechanically configured using a metal plate or the like.

【０１１４】空間フィルターは、図４４、４５で説明し
たように直線状のパターンの集合で構成される。（もち
ろん空間フィルターは図４５（ａ）に示したような点の
集合を遮光するように一回り大きい点の集合であるのが
望ましいが、ここで示したような直線の集合であっても
十分その機能は果たし、かつ構成が単純であるという効
果もある。）この直線状パターンのピッチと位相を合わ
せればよい。図５２にこの金属板を用いたピッチ可変空
間フィルター１２７０の一実施例を示す。The spatial filter is composed of a set of linear patterns as described with reference to FIGS. (Of course, the spatial filter is desirably a set of points slightly larger so as to shield the set of points as shown in FIG. 45 (a), but a set of straight lines as shown here is sufficient. There is also an effect that the function is fulfilled and the configuration is simple.) The pitch and phase of this linear pattern may be matched. FIG. 52 shows an embodiment of a variable pitch spatial filter 1270 using this metal plate.

【０１１５】この実施例は、照明光学系１１１０、検出
光学系１２１０、ステージ系１３００、信号処理系１４
０１データ処理系１５０１より構成される点は、図２３
に示した実施例と同じである。In this embodiment, the illumination optical system 1110, the detection optical system 1210, the stage system 1300, and the signal processing system 14
23 is composed of the data processing system 1501 shown in FIG.
Is the same as the embodiment shown in FIG.

【０１１６】ここで半導体レーザ１１１１の射出口１０
２１が図５２に示すように縦長に配置された場合、図４
４の照明系を用いると、空間フィルターの直線方向は、
図５２に示したように照明光束の入射面に平行になる。
この場合、空間フィルターの位置合わせとして、空間フ
ィルターの中心にある直線状パターンを基準にして直線
状パターンのピッチを合わせるだけでよい。この場合、
空間フィルターのピッチ可変機構は単純に構成できる。Here, the emission port 10 of the semiconductor laser 1111
FIG. 4 shows an example in which 21 is vertically arranged as shown in FIG.
Using the illumination system of No. 4, the linear direction of the spatial filter is
As shown in FIG. 52, it becomes parallel to the incident surface of the illumination light beam.
In this case, it is only necessary to adjust the pitch of the linear pattern with reference to the linear pattern at the center of the spatial filter as the position of the spatial filter. in this case,
The pitch variable mechanism of the spatial filter can be simply configured.

【０１１７】図５２のピッチ可変空間フィルター１２７
０の構成を図５３に示す。ピッチ可変空間フィルター１
２７０は、金属あるいは金属酸化物あるいはプラスチッ
ク等の遮光率の高い材料で形成された複数の直線上パタ
ーン１２７１、ばね状支持具１２７２、支持具１２７
３、固定手段１２７４、ねじ１２７５、ネジ駆動手段１
２７６、より構成される。ここで、ネジ１２３５には、
１２７７部に右ネジ、１２７８部に左ネジが形成されて
いる。ここで、ネジ駆動手段１２７６によりねじ１２７
５を回転させることにより直線状パターン１２７１間の
ピッチを変えることができる。この、ネジ駆動手段１２
７６の駆動は、ウエハ搬入時に、ウエハ上のチップピッ
チｐと同時にチップ内のセルピッチｄを受け取ることに
より、直線上パターン１２７１間のピッチが算出された
値に従って制御される。ここで、ばね状支持具１２７２
はゴムであってもよい。The variable pitch spatial filter 127 shown in FIG.
0 is shown in FIG. Pitch variable spatial filter 1
Reference numeral 270 denotes a plurality of linear patterns 1271, spring-like supports 1272, and supports 127 formed of a material having a high light-shielding rate, such as metal, metal oxide, or plastic.
3, fixing means 1274, screw 1275, screw driving means 1
276. Here, the screw 1235 has
A right screw is formed at 1277 and a left screw is formed at 1278. Here, the screw 127 is operated by the screw driving means 1276.
By rotating 5, the pitch between the linear patterns 1271 can be changed. This screw driving means 12
The drive of 76 is controlled according to the calculated value of the pitch between the linear patterns 1271 by receiving the cell pitch d in the chip at the same time as the chip pitch p on the wafer when the wafer is loaded. Here, the spring-like support 1272
May be rubber.

【０１１８】またここで、この空間フィルター１２７０
のピッチは広いダイナミックレンジで変えることは難し
い。例えば、ピッチを１／１０にする場合、ねじ１２７
５は空間フィルターとして必要な長さの１０倍の長さが
必要になるからである。そこで、空間フィルター１２７
０を複数個重ねて設置しておき、ピッチを小さく変化さ
せる場合は、重ねたまま先の可変機構で可変し、大きく
変化させる場合は重ねたそれぞれの空間フィルターをず
らすことによって小さなピッチを実現できる。もちろん
必要に応じ、可変機構とずらすことを同時にもできる。Here, this spatial filter 1270
Is difficult to change over a wide dynamic range. For example, if the pitch is reduced to 1/10, the screw 127
No. 5 is necessary because the length required for the spatial filter is ten times as long. Therefore, the spatial filter 127
In the case where a plurality of 0s are placed in an overlapping manner and the pitch is to be changed small, the pitch can be varied by the preceding variable mechanism while being overlapped, and in the case of a large change, a small pitch can be realized by shifting each of the overlapped spatial filters. . Of course, if necessary, it can be shifted from the variable mechanism at the same time.

【０１１９】ここで、空間フィルター１２７０の中央部
の直線状パターン１２７９は、他の直線状パターンより
太く構成されるのが望ましい。これは、中央部の回折光
すなわち０次回折光は光強度が強く回折光の強度分布の
幅がひろいため、十分に回折光を遮光するためには幅の
広い直線状パターンを必要とするためである。Here, it is desirable that the linear pattern 1279 at the center of the spatial filter 1270 be thicker than the other linear patterns. This is because the central portion of the diffracted light, that is, the zero-order diffracted light, has a high light intensity and a wide intensity distribution of the diffracted light, and thus requires a wide linear pattern to sufficiently shield the diffracted light. is there.

【０１２０】また、ここでは、駆動機構の一実施例を示
したが、本発明を実施するに当たって、ここに示した実
施例である必要はなく、遮光性の高い直線状パターン１
２７１を駆動する構成であれば他の駆動機構であっても
良い。具体的には、図５４に示すような構成であっても
よい。この実施例では、直線状パターン１２７１はリン
ク１２９１で支持されており、リンク駆動機構１２９２
でリンク１２９１の傾きを変えることによりピッチを変
える構成である。Although the embodiment of the driving mechanism has been described here, the present invention is not limited to the embodiment shown in the embodiment, and the linear pattern 1 having a high light-shielding property may be used.
Other drive mechanisms may be used as long as they drive the 271. Specifically, a configuration as shown in FIG. 54 may be used. In this embodiment, the linear pattern 1271 is supported by the link 1291 and the link driving mechanism 1292
Thus, the pitch is changed by changing the inclination of the link 1291.

【０１２１】また、空間フィルターのピッチが大きくで
きる方向、すなわちウエハ上のパターンのピッチｄが小
さい方向にウエハの向きを設定すれば尚良い。It is more preferable to set the orientation of the wafer in a direction in which the pitch of the spatial filter can be increased, that is, in a direction in which the pitch d of the pattern on the wafer is small.

【０１２２】図５５、５６に示すように、照明光学系１
１１０として、図４５に示した光学系を用いた場合、空
間フィルターの中央部にやや大きめの直線状空間フィル
ター１２７９を照明の入射面に平行に配置し、これに垂
直に直線状パターンを配置する必要がある。この場合、
空間フィルターの位置合わせとしてピッチと位相を調整
する必要がある。照明の入射角をα、直線状回折パター
ンの射出角をθn、照明光の波長をλ、ウエハ上のパタ
ーンの基本ピッチをｄとすると、以下の式が成り立つ。As shown in FIGS. 55 and 56, the illumination optical system 1
In the case where the optical system shown in FIG. 45 is used as 110, a slightly larger linear spatial filter 1279 is arranged in the center of the spatial filter in parallel to the incident surface of illumination, and a linear pattern is arranged perpendicular to this. There is a need. in this case,
It is necessary to adjust the pitch and phase for the spatial filter alignment. If the incident angle of the illumination is α, the emission angle of the linear diffraction pattern is θn, the wavelength of the illumination light is λ, and the basic pitch of the pattern on the wafer is d, the following equation is established.

【０１２３】[0123]

【数１３】 ｓｉｎ（α−θn）＝n・λ／ｄ （数１３） 従って、この式（数１３）を成立するような可変機構を
構成する必要がある。具体的には、図５５に示したピッ
チ可変空間フィルター１２７０を９０度回転した方向に
配置し、ピッチの調整の他に、ピッチ可変空間フィルタ
ー１２７０全体を直線状パターン１２７１に垂直な方向
に移動することによって、位相を調整する。この位相の
調整は位相調整手段１２８１により行う。また、この構
成では、空間フィルターの中心位置に照明の入射面に平
行にやや太め具体的には、直線状パターンの１から３倍
程度の遮光板を配置するとよい。Sin (α−θn) = n · λ / d (Equation 13) Accordingly, it is necessary to construct a variable mechanism that satisfies the expression (Equation 13). Specifically, the variable pitch spatial filter 1270 shown in FIG. 55 is arranged in a direction rotated by 90 degrees, and in addition to the adjustment of the pitch, the entire variable pitch spatial filter 1270 is moved in a direction perpendicular to the linear pattern 1271. This adjusts the phase. This phase adjustment is performed by the phase adjusting means 1281. Further, in this configuration, it is preferable to arrange a light shielding plate slightly thicker in parallel with the illumination incident surface at the center position of the spatial filter, specifically, about 1 to 3 times as large as the linear pattern.

【０１２４】直線状パターンの太さは、実験的に求める
のがよいが、設計的には、照明系の光源１１１１の空間
フィルター上での像の大きさの１割から２割増しに設定
されるべきである。但し、空間フィルターの調整機構の
精度を考慮する場合、さらに大きな余裕を設ける必要が
ある。The thickness of the linear pattern is preferably determined experimentally, but the design is set to be 10% to 20% larger than the size of the image on the spatial filter of the light source 1111 of the illumination system. Should. However, when considering the accuracy of the adjustment mechanism of the spatial filter, it is necessary to provide a larger margin.

【０１２５】また、図２３の構成は６チャンネルの並列
で説明しているが、６チャンネルでなくても良く、ウエ
ハのサイズ、検査時間等の仕様により決定されるもので
ある。Although the configuration in FIG. 23 is described in parallel with six channels, the configuration is not limited to six channels and is determined by the specifications such as the size of the wafer and the inspection time.

【０１２６】ここでは、図４４、４５に示した光学系で
照明光学系を構成した場合の空間フィルター機構を説明
したが、ここに、説明しない他の照明系を用いた場合で
あっても機械的な空間フィルターを用いることによっ
て、遮光率を向上できるため、パターンからの回折光を
効率的に遮光でき、異物の検出感度を向上することがで
きる。Here, the spatial filter mechanism in the case where the illumination optical system is constituted by the optical systems shown in FIGS. 44 and 45 has been described. By using a special spatial filter, the light blocking ratio can be improved, so that the diffracted light from the pattern can be efficiently blocked, and the detection sensitivity of foreign substances can be improved.

【０１２７】また、空間フィルターのピッチ及び幅をさ
らに細かくしたい場合、ここに示した機械構成では精度
が不足することになる。この場合、「マイクロメカニズ
ム」として紹介されている方法を用いて可変空間フィル
ターを作ることができる。When the pitch and width of the spatial filter are required to be further reduced, the precision is insufficient with the mechanical configuration shown here. In this case, a variable spatial filter can be made using the method introduced as "micromechanism".

【０１２８】以上の構成は、製品のチップ間ピッチ、セ
ルピッチ等のデータを受け取ることにより、自動的に空
間フィルターのピッチを変えることができるため、空間
フィルターを製品毎に交換する手間が省けるという効果
を有する。With the above configuration, the pitch of the spatial filter can be automatically changed by receiving data such as the pitch between the chips and the cell pitch of the product, so that it is not necessary to replace the spatial filter for each product. Having.

【０１２９】空間フィルターを製品毎に作成しておき、
この空間フィルターを自動的に交換してもよい。その一
例を図１３に示す。この方法は、図２８に示した検出器
１２５４、１２３４、１２１４の３つのフィルターを一
つの基板上に設置し、これを交換するものである。A spatial filter is created for each product,
This spatial filter may be replaced automatically. One example is shown in FIG. In this method, the three filters of detectors 1254, 1234, and 1214 shown in FIG. 28 are installed on one substrate and are replaced.

【０１３０】[0130]

【発明の効果】本発明によれば、異物検査装置をライン
に導入することで、ラインを通過するウェハ全てを検査
することができ、異物の増加を実時間で検出できる。こ
れにより、異物発生による大量の不良品の生産を未然に
防止することができ歩留りを向上できる。According to the present invention, by introducing a foreign matter inspection apparatus into a line, all wafers passing through the line can be inspected, and an increase in foreign matter can be detected in real time. As a result, the production of a large number of defective products due to the generation of foreign matters can be prevented beforehand, and the yield can be improved.

【０１３１】また、本発明によれば、半導体製造工程の
量産ラインにおいて簡便なモニタリング装置だけで異物
をモニタリングすることにより、生産ラインを軽量化し
て製造コストの低減を可能にする。さらに、モニタリン
グ装置は異物検査を実時間で実施できるため、不良の作
り込みを最小限にでき、製品の歩留り向上に大きく寄与
できる。Further, according to the present invention, foreign substances are monitored only by a simple monitoring device in a mass production line of a semiconductor production process, thereby making it possible to reduce the production line and the production cost. Furthermore, since the monitoring device can perform the foreign substance inspection in real time, it is possible to minimize the generation of defects and greatly contribute to improving the product yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例を示す半導体製造工程の量産
立上げ及び量産ラインの異物検査方法及びその装置の構
成ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a method and an apparatus for starting up mass production in a semiconductor manufacturing process and inspecting foreign substances on a mass production line according to an embodiment of the present invention.

【図２】本発明の一実施例を示す異物モニタを搭載した
枚葉式ＣＶＤ装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a single-wafer CVD apparatus equipped with a foreign substance monitor according to an embodiment of the present invention.

【図３】異物モニタの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of a foreign substance monitor.

【図４】ウェハ回転方向検出器の検出方法を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing a detection method of a wafer rotation direction detector.

【図５】異物座標管理のための製品ウェハ基準の座標を
示す図である。FIG. 5 is a view showing coordinates based on a product wafer for foreign object coordinate management.

【図６】異物座標管理のための装置基準の座標を示す図
である。FIG. 6 is a diagram showing device-based coordinates for foreign object coordinate management.

【図７】異物検出光学系の構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system.

【図８】斜方照明光学系の構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of an oblique illumination optical system.

【図９】検出光学系の検出幅を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a detection width of a detection optical system.

【図１０】検出器の構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a detector.

【図１１】空間フィルタの構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a spatial filter.

【図１２】空間フィルタの詳細図である。FIG. 12 is a detailed diagram of a spatial filter.

【図１３】各工程の製品ウェハに対応した乾板方式によ
る空間フィルタ群の構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a spatial filter group by a dry plate method corresponding to a product wafer in each step.

【図１４】乾板方式によるアンド空間フィルタの構成図
である。FIG. 14 is a configuration diagram of an AND spatial filter using a dry plate method.

【図１５】部分検査による異物検出光学系の構成図であ
る。FIG. 15 is a configuration diagram of an optical system for detecting foreign matter by partial inspection.

【図１６】部分検査による異物検出光学系の検出エリア
を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing a detection area of a foreign object detection optical system by a partial inspection.

【図１７】２列に配置したマイクロレンズ方式による異
物検出光学系の構成図である。FIG. 17 is a configuration diagram of a microlens-based foreign matter detection optical system arranged in two rows.

【図１８】レンズアレイを用いた場合のウェハ回転によ
る空間フィルタ検出方法を示す図である。FIG. 18 is a diagram illustrating a spatial filter detection method based on wafer rotation when a lens array is used.

【図１９】白色光照明による異物検出光学系の構成図で
ある。FIG. 19 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system using white light illumination.

【図２０】白色光照明による異物検出性能を示す図であ
る。FIG. 20 is a diagram showing foreign matter detection performance by white light illumination.

【図２１】ウェハ比較検査による異物検出光学系の構成
図である。FIG. 21 is a configuration diagram of an optical system for detecting foreign matter by wafer comparison inspection.

【図２２】異物モニタを用いた半導体ＦＡのシステム図
である。FIG. 22 is a system diagram of a semiconductor FA using a foreign substance monitor.

【図２３】本発明に係る異物検査装置の一実施例を示す
ブロック図である。FIG. 23 is a block diagram showing one embodiment of a foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【図２４】図２３においてｘ方向からみた照明光学系の
側面図である。FIG. 24 is a side view of the illumination optical system viewed from the x direction in FIG. 23;

【図２５】図２３においてｙ方向からみた照明光学系の
側面図である。FIG. 25 is a side view of the illumination optical system seen from the y direction in FIG. 23;

【図２６】図２３における結像レンズの一実施例を示す
図である。FIG. 26 is a diagram showing one embodiment of the imaging lens in FIG. 23;

【図２７】図２３における結像レンズの一実施例を示す
図である。FIG. 27 is a diagram showing one embodiment of the imaging lens in FIG. 23;

【図２８】図２３に示す光学系の配列を示す平面図であ
る。FIG. 28 is a plan view showing an arrangement of the optical system shown in FIG.

【図２９】ウエハ上パターンを示す平面図である。FIG. 29 is a plan view showing an on-wafer pattern.

【図３０】回折パターンを示す平面図である。FIG. 30 is a plan view showing a diffraction pattern.

【図３１】屈折率変化型レンズを示す図である。FIG. 31 is a diagram showing a refractive index variable lens.

【図３２】空間フィルターを示す平面図である。FIG. 32 is a plan view showing a spatial filter.

【図３３】異物の検出例を示す図である。FIG. 33 is a diagram illustrating an example of detecting a foreign substance.

【図３４】検出画素サイズとノイズレベルの関係を示す
図である。FIG. 34 is a diagram illustrating a relationship between a detection pixel size and a noise level.

【図３５】空間フィルタを用いた異物検出光学系の構成
図である。FIG. 35 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system using a spatial filter.

【図３６】空間フィルタ面における光強度分布を示す図
である。FIG. 36 is a diagram showing a light intensity distribution on a spatial filter surface.

【図３７】異物件卯光学系における弁別比を示す図であ
る。FIG. 37 is a diagram showing a discrimination ratio in the foreign matter optical system.

【図３８】検出画素サイズと弁別比の関係を示す図であ
る。FIG. 38 is a diagram illustrating a relationship between a detection pixel size and a discrimination ratio.

【図３９】照明領域と検出領域を示す図である。FIG. 39 is a diagram showing an illumination area and a detection area.

【図４０】装置仕様を決定するための性能図である。FIG. 40 is a performance diagram for determining device specifications.

【図４１】異物検出光学系の装置構成を示す図である。FIG. 41 is a diagram showing a device configuration of a foreign matter detection optical system.

【図４２】パターンノイズ光のウェハ回転角度による影
響を示す一例図である。FIG. 42 is an example showing the effect of pattern noise light on the wafer rotation angle.

【図４３】ウェハステージ高さによる異物検出出力の変
化を示す一例図である。FIG. 43 is an example showing a change in a foreign matter detection output depending on the height of a wafer stage.

【図４４】照明ユニットの側面図である。FIG. 44 is a side view of the lighting unit.

【図４５】空間フィルタ面における回折パターンの平面
図である。FIG. 45 is a plan view of a diffraction pattern on a spatial filter surface.

【図４６】照明ユニットの側面図である。FIG. 46 is a side view of the lighting unit.

【図４７】空間フィルタ面における回折パターンの平面
図である。FIG. 47 is a plan view of a diffraction pattern on a spatial filter surface.

【図４８】偏光検出による異物検出光学系の構成図であ
る。FIG. 48 is a configuration diagram of a foreign matter detection optical system based on polarization detection.

【図４９】偏光検出による異物検出光学系の装置構成図
である。FIG. 49 is a diagram illustrating the configuration of a foreign object detection optical system based on polarization detection.

【図５０】本発明の位置付けと機能を示す図である。FIG. 50 is a diagram showing positioning and functions of the present invention.

【図５１】信号処理系の実施例を示すブロック図であ
る。FIG. 51 is a block diagram illustrating an embodiment of a signal processing system.

【図５２】可変空間フィルターを用いた本発明の一実施
例を示す構成図である。FIG. 52 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention using a variable spatial filter.

【図５３】図５２に示す場合の可変空間フィルターの具
体的構成図である。FIG. 53 is a specific configuration diagram of the variable spatial filter in the case shown in FIG. 52.

【図５４】図５２に示す場合の可変空間フィルターの他
の具体的構成図である。FIG. 54 is another specific configuration diagram of the variable spatial filter in the case shown in FIG. 52.

【図５５】可変空間フィルターを用いた本発明の他の一
実施例を示す構成図である。FIG. 55 is a block diagram showing another embodiment of the present invention using a variable spatial filter.

【図５６】図５５に示す場合の可変空間フィルターの具
体的構成図である。FIG. 56 is a specific configuration diagram of the variable spatial filter in the case shown in FIG. 55.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体製造装置群、20…センシング部、24…真空内
異物モニタ、30…ユーティリティ群、40…サンプリング
部、50…検出部、60…分析部、63…STM/STS、70…対応
システム、80…半導体製造工程の量産立上げおよび量産
ライン異物検査システム、81…オンライン異物検査装置
システム、82…オフライン異物検査システム、101…異
物モニタ、111…製品ウェハ、121…ウェハ回転方向検出
器、122…異物検出光学系、123…異物情報処理系、124
…装置停止機能、128…異物解析システム、151…斜方照
明光学系、152…検出光学系、153…レンズアレイ、154
…空間フィルタ、155…検出器、201…空間フィルタ群、
221…アンド空間フィルタ、231…マイクロレンズ群、28
0…画像処理系、1110…照明光学系、1210…検出光学
系、1410…信号処理系、1211,1221…結像レンズ、1212,
1222…空間フィルター10: semiconductor manufacturing equipment group, 20: sensing unit, 24: foreign substance monitor in vacuum, 30: utility group, 40: sampling unit, 50: detection unit, 60: analysis unit, 63: STM / STS, 70: compatible system, 80: Mass production start-up and mass production line foreign substance inspection system for semiconductor manufacturing process, 81: Online foreign substance inspection system, 82: Offline foreign substance inspection system, 101: Foreign substance monitor, 111: Product wafer, 121: Wafer rotation direction detector, 122 ... foreign matter detection optical system, 123 ... foreign matter information processing system, 124
... device stop function, 128 ... foreign matter analysis system, 151 ... oblique illumination optical system, 152 ... detection optical system, 153 ... lens array, 154
... spatial filter, 155 ... detector, 201 ... spatial filter group,
221… And spatial filter, 231… Micro lens group, 28
0 ... Image processing system, 1110… Illumination optical system, 1210… Detection optical system, 1410… Signal processing system, 1211,1221… Image forming lens, 1212,
1222… Spatial filter

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成１４年３月６日（２００２．３．６）[Submission date] March 6, 2002 (2002.3.6)

【手続補正１】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】発明の名称[Correction target item name] Name of invention

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【発明の名称】半導体デバイス処理装置の監視方法およ
びそのシステムPatent application title: Method and system for monitoring a semiconductor device processing apparatus

【手続補正２】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【特許請求の範囲】[Claims]

【手続補正３】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０００１[Correction target item name] 0001

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造工程の量産
立上げ及び量産ラインにおいて発生する異物を検出し、
分析して対策を施す半導体製造工程における半導体デバ
イス処理装置の監視方法およびそのシステムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention detects a foreign substance generated in a mass production line of a semiconductor manufacturing process and a mass production line.
Semiconductor devices in the semiconductor manufacturing process that analyze and take countermeasures
The present invention relates to a method and a system for monitoring a chair processing apparatus .

【手続補正４】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０００７[Correction target item name] 0007

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【０００７】本発明の目的は、処理装置の入口、または
該出口、または、複数の処理装置の間の搬送系に設置し
て実時間で半導体基板上の異物の発生状況を検出できる
ようにした量産ラインの半導体製造工程における半導体
デバイス処理装置の監視方法およびそのシステムを提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to dispose a foreign substance on a semiconductor substrate in real time by installing the apparatus at an inlet or an outlet of a processing apparatus or a transfer system between a plurality of processing apparatuses. semiconductor in the semiconductor manufacturing process of mass-production line
It is an object of the present invention to provide a monitoring method of a device processing apparatus and a system thereof .

【手続補正５】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０００８[Correction target item name] 0008

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【０００８】上記目的を達成するために、本発明では、半
導体デバイス処理装置を監視する方法において、半導体
デバイスの製造ラインの所定の処理装置で処理した基板
をこの基板を処理装置から外部へ取り出す前または外部
に取り出した直後に検出光学系を用いて検査して基板の
表面上の異物を検出し、この検出した信号を検出光学系
とは別体に設置した処理手段で処理し、この処理した結
果を画面上に表示するようにした。[0008] To achieve the above object, in the present invention, the semi
A method for monitoring a conductor device processing apparatus, comprising the steps of:
Substrate processed by the specified processing equipment on the device manufacturing line
Before removing this substrate from the processing equipment or outside
Immediately after being removed to the
Detects foreign matter on the surface and detects the detected signal.
And processed by a processing means installed separately from this.
Result is displayed on the screen .

【手続補正６】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】０００９[Correction target item name] 0009

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【０００９】また、本発明では、半導体デバイス処理装置
の監視システムにおいて、半導体デバイスの製造ライン
の所定の処理装置で処理した基板をこの基板を処理装置
から外部へ取り出す前または外部に取り出した直後に検
査して基板の表面上の異物を光学的に検出する検出手段
と、この検出手段とは別体に設置してこの検出手段で検
出した信号を処理する処理手段と、この処理手段で処理
した結果を画面上に表示する表示手段とを備えて構成し
た。Further, according to the present invention, a semiconductor device processing apparatus is provided.
Monitoring system for semiconductor device production line
The substrate processed by the predetermined processing apparatus
Before or immediately after removal from the
Detecting means for optically detecting foreign matter on the surface of the substrate by inspecting
Installed separately from this detection means and
Processing means for processing the output signal and processing by the processing means
Display means for displaying the result on the screen.
Was .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大島 良正 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 見坊 行雄 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所生産技術研究所内 Ｆターム(参考） 2G051 AA51 AB01 AB02 BA01 BB05 BB09 CA03 CB05 CC07 DA07 DA15 EA12 ED08 4M106 AA01 BA04 BA06 CA42 DB02 DB07 DB12 DB14  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yoshimasa Oshima 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside of Hitachi, Ltd. F-term in Hitachi, Ltd. Production Research Laboratory (Reference) 2G051 AA51 AB01 AB02 BA01 BB05 BB09 CA03 CB05 CC07 DA07 DA15 EA12 ED08 4M106 AA01 BA04 BA06 CA42 DB02 DB07 DB12 DB14

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】半導体製造工程において、量産立上げ時の
異物の検出・分析・評価システムを量産ラインから分離
してそのシステムの結果を量産ラインにフィードバック
し、量産ラインでは異物モニタリング装置でモニタリン
グして半導体基板上の異物の発生状態を検出することを
特徴とする半導体製造工程における異物発生状況解析方
法。In a semiconductor manufacturing process, a system for detecting, analyzing, and evaluating foreign matter at the time of mass production start-up is separated from a mass production line, and the result of the system is fed back to the mass production line. A method of analyzing the state of occurrence of foreign matter in a semiconductor manufacturing process, wherein the state of occurrence of foreign matter on a semiconductor substrate is detected. 【請求項２】上記異物モニタリング装置を、半導体製造
ラインの所定の処理装置の入口、または該出口、または
処理装置間の搬送系に設置し、半導体基板上の異物を実
時間でサンプリングすることを特徴とする請求項１記載
の半導体製造工程における異物発生状況解析方法。2. The method according to claim 1, wherein the foreign substance monitoring apparatus is installed at an entrance of a predetermined processing apparatus of a semiconductor manufacturing line, or at an exit thereof, or at a transport system between the processing apparatuses, and samples foreign substances on a semiconductor substrate in real time. 2. The method according to claim 1, wherein the foreign matter is generated in the semiconductor manufacturing process. 【請求項３】上記異物モニタリング装置において、異物
の異常発生が検出された場合、アラ−ム等で知らせる
か、あるいは異物の異常発生を起こしている処理装置本
体を停止させることを特徴とする請求項２記載の半導体
製造工程における異物発生状況解析方法。3. The processing system according to claim 1, wherein when the occurrence of a foreign substance is detected, the foreign substance monitoring apparatus notifies the occurrence of the foreign substance by an alarm or the like, or stops the processing apparatus main body in which the foreign substance abnormality has occurred. Item 3. A method for analyzing foreign matter occurrence in a semiconductor manufacturing process according to Item 2. 【請求項４】上記異物モニタリング装置は、半導体基板
上に発生する異物の位置情報を得て異物の発生状態を検
出することを特徴とする請求項２記載の半導体製造工程
における異物発生状況解析方法。4. The method for analyzing the state of foreign matter occurrence in a semiconductor manufacturing process according to claim 2, wherein said foreign matter monitoring device obtains positional information of foreign matter generated on a semiconductor substrate and detects the state of foreign matter occurrence. . 【請求項５】複数の処理装置を備えた量産半導体製造ラ
インにおいて、照明アレイから成る斜方照明系とレンズ
アレイまたはマイクロレンズ群から構成された結像光学
系と該結像光学系のフ−リエ変換面に配置された空間フ
ィルタと上記結像光学系の結像位置に配置された検出器
とを備えて半導体基板上の異物の発生状況を検出する異
物モニタリング装置を、所定の処理装置の入口、または
該出口、または複数の処理装置の間の搬送系に設置して
該処理装置による半導体基板上の異物の発生状態を検出
することを特徴とする半導体製造工程における異物発生
状況解析装置。5. A mass-production semiconductor production line having a plurality of processing units, an oblique illumination system comprising an illumination array, an imaging optical system comprising a lens array or a microlens group, and a frame of the imaging optical system. A foreign substance monitoring device that includes a spatial filter disposed on the Rier transform surface and a detector disposed at an image forming position of the image forming optical system and detects a foreign substance generation state on the semiconductor substrate; A foreign matter generation state analysis apparatus in a semiconductor manufacturing process, wherein the foreign matter generation state analysis apparatus in a semiconductor manufacturing process is installed at an entrance, at the exit, or in a transfer system between a plurality of processing apparatuses to detect a state of generation of foreign substances on a semiconductor substrate by the processing apparatuses. 【請求項６】上記異物モニタリング装置は、半導体基板
上に発生する異物の位置情報を検出してその位置情報を
記憶させる手段を有することを特徴とする請求項５記載
の半導体製造工程における異物発生状況解析装置。6. The foreign matter generation device according to claim 5, wherein said foreign matter monitoring device has means for detecting position information of the foreign matter generated on the semiconductor substrate and storing the position information. Situation analysis device. 【請求項７】上記異物モニタリング装置の空間フィルタ
は、形状を任意に変更可能に構成したことを特徴とする
請求項５記載の半導体製造工程における異物発生状況解
析装置。7. The foreign matter generation state analyzing apparatus in a semiconductor manufacturing process according to claim 5, wherein the spatial filter of the foreign matter monitoring apparatus is configured to be arbitrarily changeable in shape. 【請求項８】複数の処理装置を備えた量産半導体製造ラ
インにおいて、照明アレイから成る斜方照明系と検出レ
ンズとしてレンズアレイまたはマイクロレンズ群と検出
レンズのフ−リエ変換面に配置された空間フィルタと検
出レンズの結像位置に配置された検出器とを備えて半導
体基板上の異物の発生状況を検出する異物モニタリング
装置を、所定の処理装置の入口、または該出口、または
複数の処理装置の間の搬送系に設置し、上記異物モニタ
リング装置における半導体基板を走査するステージとし
て上記処理装置あるいは搬送系の移動ステージとするこ
とを特徴とする半導体製造工程における異物発生状況解
析装置。8. In a mass-production semiconductor manufacturing line provided with a plurality of processing units, an oblique illumination system including an illumination array, a lens array or a microlens group as a detection lens, and a space arranged on a Fourier transform surface of the detection lens. A foreign substance monitoring device, which includes a filter and a detector arranged at an image forming position of a detection lens and detects a generation state of a foreign substance on a semiconductor substrate, is provided at an entrance of a predetermined processing apparatus, or at an exit thereof, or a plurality of processing apparatuses. A foreign matter generation state analyzing apparatus in a semiconductor manufacturing process, wherein the foreign matter monitoring apparatus is provided with a moving stage of the processing apparatus or a transfer system as a stage for scanning a semiconductor substrate in the foreign matter monitoring apparatus. 【請求項９】半導体基板上の異物を検査する装置におい
て、半導体基板に対してほぼ短波長で平面波で直線状の
形状に照明する照明系と、該照明系によって照明された
半導体基板からの反射光像を結像する結像光学系と、該
結像光学系の途中に半導体基板上の繰り返しパターンか
らの回折光を遮光するように設置された空間フィルター
と、結像された光像を検出する検出器と、検出器で検出
された信号の内半導体基板上で繰り返して発生する信号
を消去する消去手段と、該消去手段によって消去されな
かった信号に基いて半導体基板上の異物を検出する異物
検出手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置。9. An apparatus for inspecting foreign matter on a semiconductor substrate, comprising: an illumination system for illuminating the semiconductor substrate with a plane wave at a substantially short wavelength in a linear shape; and a reflection from the semiconductor substrate illuminated by the illumination system. An imaging optical system that forms an optical image, a spatial filter that is installed in the middle of the imaging optical system so as to block the diffracted light from the repetitive pattern on the semiconductor substrate, and detects the formed optical image Detector, erasing means for erasing signals repeatedly generated on the semiconductor substrate among signals detected by the detector, and detecting foreign matter on the semiconductor substrate based on signals not erased by the erasing means. A foreign matter inspection device comprising: foreign matter detection means. 【請求項１０】上記結像光学系として、屈折率変化型の
レンズアレイで構成したことを特徴とする請求項９記載
の異物検査装置。10. An apparatus according to claim 9, wherein said imaging optical system comprises a lens array of a refractive index change type. 【請求項１１】半導体基板を所定の方向に移動させる移
動手段と、前記半導体基板表面に斜め方向から該移動方
向に交わる方向に長手方向を有するように帯状の光を照
射する照明手段と、該照明手段によって照射された帯状
の光からの散乱反射光を結像させるためのレンズアレイ
と、前記半導体基板上の繰り返しパターンからの回折光
を遮光するように設置された空間フィルターと、前記レ
ンズアレイにより結像された光像を検出するリニアセン
サと、該リニアセンサで検出された信号の内半導体基板
上で繰り返して発生する信号を消去する消去手段とを備
え、該消去手段によって消去されなかった信号に基いて
半導体基板上の異物を検出することを特徴とする異物検
査装置。11. A moving means for moving a semiconductor substrate in a predetermined direction; an illuminating means for irradiating a strip-shaped light on the surface of the semiconductor substrate so as to have a longitudinal direction in a direction intersecting the moving direction from an oblique direction; A lens array for forming an image of scattered and reflected light from the belt-like light emitted by the illuminating means, a spatial filter provided to shield diffracted light from a repetitive pattern on the semiconductor substrate, and the lens array A linear sensor for detecting a light image formed by the linear sensor, and erasing means for erasing a signal repeatedly generated on the semiconductor substrate among the signals detected by the linear sensor, wherein the erasing is not performed by the erasing means. A foreign matter inspection apparatus characterized by detecting foreign matter on a semiconductor substrate based on a signal.
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