JP2800587B2 - 異物検査装置および異物検査方法 - Google Patents
異物検査装置および異物検査方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上の異物を
検出する異物検査に関するものである。
検出する異物検査に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、集積回路技術の高集積化により半
導体基板上に形成される素子のパターンは微細化の一途
を辿っている。このため、半導体基板上に異物が存在す
るとこれらの微細なパターン形成の妨げとなり、集積回
路の部留まりを低下させる。よって、半導体基板上の微
細な異物を検査し、これらの異物の個数や大きさ、分布
を管理することが必要になってくる。
導体基板上に形成される素子のパターンは微細化の一途
を辿っている。このため、半導体基板上に異物が存在す
るとこれらの微細なパターン形成の妨げとなり、集積回
路の部留まりを低下させる。よって、半導体基板上の微
細な異物を検査し、これらの異物の個数や大きさ、分布
を管理することが必要になってくる。
【０００３】従来、半導体基板上の異物検出にはレーザ
ー光源を半導体基板に入射させ、半導体基板上に異物が
ある場合、このレーザー光が散乱するのを検出するいわ
ゆるレーザー散乱方式が用いられてきた。（特開平３−
２２５９３９号公報参照）。
ー光源を半導体基板に入射させ、半導体基板上に異物が
ある場合、このレーザー光が散乱するのを検出するいわ
ゆるレーザー散乱方式が用いられてきた。（特開平３−
２２５９３９号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のレーザー散乱に
よる異物検査方式では光源に単一波長の光源を用いるた
め、異物検査をする基板として多層薄膜基板を適用した
場合、図５に示すように異物の散乱光が干渉をおこすた
め、異物の大きさを弁別する能力がおとる堆積膜厚領域
が存在したり、また、堆積膜厚が半導体プロセスによっ
て変動し、半導体基板ごとに堆積膜厚が微小に変動し、
そのため基板上の異物検出感度も変動してしまうといっ
た問題点を有していた。
よる異物検査方式では光源に単一波長の光源を用いるた
め、異物検査をする基板として多層薄膜基板を適用した
場合、図５に示すように異物の散乱光が干渉をおこすた
め、異物の大きさを弁別する能力がおとる堆積膜厚領域
が存在したり、また、堆積膜厚が半導体プロセスによっ
て変動し、半導体基板ごとに堆積膜厚が微小に変動し、
そのため基板上の異物検出感度も変動してしまうといっ
た問題点を有していた。
【０００５】本発明は、上記検出感度の劣化、変動を抑
制し、安定した異物検出感度を実現することができる異
物検査装置と異物検査方法を提供することを目的とす
る。
制し、安定した異物検出感度を実現することができる異
物検査装置と異物検査方法を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では、表面に異物
があるかどうかを検査すべき多層薄膜に対して、反射率
に対して極大値をもつ波長の光を、検出光として選択し
て、照射する。
があるかどうかを検査すべき多層薄膜に対して、反射率
に対して極大値をもつ波長の光を、検出光として選択し
て、照射する。
【０００７】光源には広帯域光源を用い、検出光の波長
が選択できるように、波長フィルターを用い、これによ
り選択された波長に狭帯域化された光を、検査基板上に
照射し、検出光および被検査基板を移動させることによ
り検査基板上の異物を検査するものである。
が選択できるように、波長フィルターを用い、これによ
り選択された波長に狭帯域化された光を、検査基板上に
照射し、検出光および被検査基板を移動させることによ
り検査基板上の異物を検査するものである。
【０００８】
【作用】本発明の異物検査によれば、検査基板の反射率
が極大となる波長の光を検出光として用いている。反射
率が極大となる波長の光は、検査基板上の堆積膜厚の微
小変動の影響を受けにくいため、基板上に存在する異物
に対する検出感度が安定する。
が極大となる波長の光を検出光として用いている。反射
率が極大となる波長の光は、検査基板上の堆積膜厚の微
小変動の影響を受けにくいため、基板上に存在する異物
に対する検出感度が安定する。
【０００９】また従来の波長が固定されている方式では
困難であった、多層薄膜基板で異物検出感度が劣化する
堆積膜厚領域を回避することができ、感度を最大にする
ことが可能となり、高感度かつ高精度の異物検査方法を
実現できる。
困難であった、多層薄膜基板で異物検出感度が劣化する
堆積膜厚領域を回避することができ、感度を最大にする
ことが可能となり、高感度かつ高精度の異物検査方法を
実現できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の異物検査装置の実施例を図面
を参照しながら説明する。
を参照しながら説明する。
【００１１】図１は本発明の異物検査装置の概略図を示
している。広帯域光源１から出た光は波長フィルター２
によって特定の波長に狭帯域化され、光ファイバー３を
通ってウェーハ６上に照射される。ここで広帯域光源１
から出た光を波長フィルター２を用いて狭帯域化してい
る理由は後述する。
している。広帯域光源１から出た光は波長フィルター２
によって特定の波長に狭帯域化され、光ファイバー３を
通ってウェーハ６上に照射される。ここで広帯域光源１
から出た光を波長フィルター２を用いて狭帯域化してい
る理由は後述する。
【００１２】基板６上に異物５がある場合には照射光は
散乱し、散乱光が散乱光ディテクタ４で検出され、その
光強度から粒径が特定される。
散乱し、散乱光が散乱光ディテクタ４で検出され、その
光強度から粒径が特定される。
【００１３】一方、真空チャック７に保持された半導体
基板６は、測定中にステップモータ８により回転する。
図４に示すように、半導体基板を一定の角速度で回転さ
せたとすると、半導体基板の外周付近Ａの線速度が基板
の内周付近Ｂに比べて速くなってしまう。したがって、
一定の角速度で基板を回転させると、光ファイバーから
出た光のスポットが基板を走査する領域の面積が基板の
外周付近Ａと内周付近Ｂとでは明らかに異なってしま
う。すると外周付近Ａと内周付近Ｂとの検出感度が異な
ってしまうことになる。
基板６は、測定中にステップモータ８により回転する。
図４に示すように、半導体基板を一定の角速度で回転さ
せたとすると、半導体基板の外周付近Ａの線速度が基板
の内周付近Ｂに比べて速くなってしまう。したがって、
一定の角速度で基板を回転させると、光ファイバーから
出た光のスポットが基板を走査する領域の面積が基板の
外周付近Ａと内周付近Ｂとでは明らかに異なってしま
う。すると外周付近Ａと内周付近Ｂとの検出感度が異な
ってしまうことになる。
【００１４】そこで、本実施例では、基板のどの位置を
検出しても、その検出感度が一定となるように基板の外
周付近の検出から、基板の内周付近の検出をするよう基
板をＸ方向に移動させるにともない、基板の角速度を大
きくする構成としている。それによって、基板に照射し
た検出光のスポットが単位時間に走査する領域の面積が
一定となるため、基板のどの位置においても検出感度が
一定となる。
検出しても、その検出感度が一定となるように基板の外
周付近の検出から、基板の内周付近の検出をするよう基
板をＸ方向に移動させるにともない、基板の角速度を大
きくする構成としている。それによって、基板に照射し
た検出光のスポットが単位時間に走査する領域の面積が
一定となるため、基板のどの位置においても検出感度が
一定となる。
【００１５】基板は、１回転するごとにＸ方向に約２０
μｍステップで移動する。これは、基板に照射した光の
スポットの大きさが約２０μｍであるからである。この
ようにして、照射光が基板上を走査し、異物の位置を検
出することができる。
μｍステップで移動する。これは、基板に照射した光の
スポットの大きさが約２０μｍであるからである。この
ようにして、照射光が基板上を走査し、異物の位置を検
出することができる。
【００１６】このようにして検出された異物の粒径と位
置の情報は表示部１０にまとめて表示される。
置の情報は表示部１０にまとめて表示される。
【００１７】次に、本発明の異物検査装置で、基板を照
射する検出光の波長を選択する理由について図を参照し
ながら説明する。
射する検出光の波長を選択する理由について図を参照し
ながら説明する。
【００１８】図２は、検査基板としてシリコンを用い、
このシリコン基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ2）を２５
ｎｍと、さらにこの上にポリシリコンを３５０ｎｍ堆積
した基板の反射率を、４００〜１２００ｎｍの波長の光
で照射したときの反射率の変化を示した結果である。被
検査基板は、ポリシリコンの膜厚を、３４０nm,３５０n
m,３６０nmとした３つの被検査基板とし、それぞれの反
射率を測定した結果である。
このシリコン基板上に酸化シリコン（ＳｉＯ2）を２５
ｎｍと、さらにこの上にポリシリコンを３５０ｎｍ堆積
した基板の反射率を、４００〜１２００ｎｍの波長の光
で照射したときの反射率の変化を示した結果である。被
検査基板は、ポリシリコンの膜厚を、３４０nm,３５０n
m,３６０nmとした３つの被検査基板とし、それぞれの反
射率を測定した結果である。
【００１９】図２より、ポリシリコンの標準膜厚を３５
０ｎｍとした場合、反射率波形の極大値である１０００
ｎｍ、８２０ｎｍ、６８０ｎｍの反射率は、ポリシリコ
ン膜厚が±１０ｎｍ変化しても、その他の波長の反射率
に比べてその変動幅が極めて小さいことがわかる。すな
わち、反射率波形の極大値を持つ波長を異物検査のモニ
タ光に用いると、下地膜厚の干渉効果の影響をうけにく
いことがわかる。したがって、この反射率波形の極大値
を持つ波長を異物検査の検査光として用いると、たとえ
下地膜厚がプロセス中で微小変動しても感度が変動せず
安定した異物検査を実現することができるほか、反射率
が高いために散乱光強度が大きく異物の検出感度を向上
することが可能となることがわかる。
０ｎｍとした場合、反射率波形の極大値である１０００
ｎｍ、８２０ｎｍ、６８０ｎｍの反射率は、ポリシリコ
ン膜厚が±１０ｎｍ変化しても、その他の波長の反射率
に比べてその変動幅が極めて小さいことがわかる。すな
わち、反射率波形の極大値を持つ波長を異物検査のモニ
タ光に用いると、下地膜厚の干渉効果の影響をうけにく
いことがわかる。したがって、この反射率波形の極大値
を持つ波長を異物検査の検査光として用いると、たとえ
下地膜厚がプロセス中で微小変動しても感度が変動せず
安定した異物検査を実現することができるほか、反射率
が高いために散乱光強度が大きく異物の検出感度を向上
することが可能となることがわかる。
【００２０】次に、実際に上記波長選択方法にて決定さ
れた波長を検出光に用いて異物検査を実施した結果を示
す。図３は、図２の場合と同様の基板、すなわちシリコ
ン上に酸化シリコン（ＳｉＯ2）を２５ｎｍと、この上
にポリシリコンを３４０、３５０、３６０ｎｍそれぞれ
形成した基板を用意し、さらにその上に粒径が均一な標
準粒子をそれぞれの基板にほぼ同数付着させ、モニタ波
長に７５５ｎｍを用いた場合（図３ａ）と、図２の反射
率波形の極大点の波長のひとつである８２０ｎｍを用い
た場合（図３ｂ）の異物検査の結果である。
れた波長を検出光に用いて異物検査を実施した結果を示
す。図３は、図２の場合と同様の基板、すなわちシリコ
ン上に酸化シリコン（ＳｉＯ2）を２５ｎｍと、この上
にポリシリコンを３４０、３５０、３６０ｎｍそれぞれ
形成した基板を用意し、さらにその上に粒径が均一な標
準粒子をそれぞれの基板にほぼ同数付着させ、モニタ波
長に７５５ｎｍを用いた場合（図３ａ）と、図２の反射
率波形の極大点の波長のひとつである８２０ｎｍを用い
た場合（図３ｂ）の異物検査の結果である。
【００２１】図３ａより検出光の波長に７５５ｎｍを用
いた場合、下地膜であるポリシリコンの膜厚が±１０ｎ
ｍの間で変動すると、同数の標準粒子を付着させている
にもかかわらず、異物検出個数はそれぞれ大きく異なっ
ており異物検出感度が大きく変動することがわかる。
いた場合、下地膜であるポリシリコンの膜厚が±１０ｎ
ｍの間で変動すると、同数の標準粒子を付着させている
にもかかわらず、異物検出個数はそれぞれ大きく異なっ
ており異物検出感度が大きく変動することがわかる。
【００２２】一方、図３ｂより検出光の波長に８２０ｎ
ｍを用いた場合、ポリシリコン膜厚の微小変動にかかわ
らず、異物検出個数はほぼ同数であり、プロセス変動に
より堆積膜厚が変動しても検出感度は安定していること
がわかる。
ｍを用いた場合、ポリシリコン膜厚の微小変動にかかわ
らず、異物検出個数はほぼ同数であり、プロセス変動に
より堆積膜厚が変動しても検出感度は安定していること
がわかる。
【００２３】
【発明の効果】以上のように、本発明の異物検査装置及
び異物検査方法によれば、反射率が極大となる波長の光
は堆積膜厚の微小変動の影響を受けにくいため検出感度
が安定する。また従来の波長が固定されている方式では
困難であった多層薄膜基板で異物検出感度が劣化する堆
積膜厚領域を回避することができ、感度を最大にするこ
とが可能となり、高感度かつ高精度の異物検査を実現で
きる。
び異物検査方法によれば、反射率が極大となる波長の光
は堆積膜厚の微小変動の影響を受けにくいため検出感度
が安定する。また従来の波長が固定されている方式では
困難であった多層薄膜基板で異物検出感度が劣化する堆
積膜厚領域を回避することができ、感度を最大にするこ
とが可能となり、高感度かつ高精度の異物検査を実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による異物検査装置の構造図
【図２】ポリシリコン基板上での光の波長と反射率の関
係を示す図
係を示す図
【図３】ポリシリコン堆積基板上での異物検査結果を示
す図
す図
【図４】半導体基板を一定速度で回転させたときにスポ
ットが走査する領域の面積を説明するための図
ットが走査する領域の面積を説明するための図
【図５】異物の散乱光が干渉する様子を説明するための
図
図
１ 広帯域光源 ２ 波長フィルター ３ 光ファイバー ４ 散乱光ディテクタ ５ 異物 ６ 半導体基板 ７ 真空チャック ８ ステップモータ ９ シャフト 10 Ｘ軸駆動部 11 光強度演算部 12 粒径演算部 13 表示部 14 位置演算部
Claims (2)
- 【請求項１】単色光の散乱を用いて半導体基板上の異物
を非破壊に検出する方式の異物検出方法において、前記
半導体基板上に形成した多層薄膜の反射率に対して極大
値をもつ波長の光を検出光として選択して、前記多層薄
膜に照射することを特徴とする異物検査方法。 - 【請求項２】広帯域光源と、前記光源の光を特定の波長
に狭帯域化する波長フィルターと、前記波長フィルター
を通った光を基板に一定方向に照射する光照射手段と、
前記基板を回転する基板駆動部とを備え、前記特定の波
長は前記基板の反射率に対して極大となる波長であるこ
とを特徴とする異物検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265982A JP2800587B2 (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 異物検査装置および異物検査方法 |
| US08/087,531 US5402001A (en) | 1992-10-05 | 1993-07-08 | Method of checking for foreign matter on a substrate with light of maximum reflectivity for that substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4265982A JP2800587B2 (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 異物検査装置および異物検査方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06118009A JPH06118009A (ja) | 1994-04-28 |
| JP2800587B2 true JP2800587B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=17424725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4265982A Expired - Lifetime JP2800587B2 (ja) | 1992-10-05 | 1992-10-05 | 異物検査装置および異物検査方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5402001A (ja) |
| JP (1) | JP2800587B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001512576A (ja) * | 1997-02-21 | 2001-08-21 | ブラジンスキー，シドニー | 半導体ウェーハを走査して欠陥を検査する方法 |
| JP4418078B2 (ja) * | 2000-04-03 | 2010-02-17 | 株式会社トプコン | 表面検査装置 |
| KR100524213B1 (ko) * | 2003-02-28 | 2005-10-27 | 삼성전자주식회사 | 기판 검사 방법 및 장치 |
| JP2005274156A (ja) * | 2004-03-22 | 2005-10-06 | Olympus Corp | 欠陥検査装置 |
| US7719671B2 (en) * | 2006-02-24 | 2010-05-18 | Hitachi High-Technologies Corporation | Foreign matter inspection method and foreign matter inspection apparatus |
| JP4959225B2 (ja) * | 2006-05-17 | 2012-06-20 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 光学式検査方法及び光学式検査装置 |
| US8885158B2 (en) * | 2011-03-10 | 2014-11-11 | Kla-Tencor Corporation | Surface scanning inspection system with adjustable scan pitch |
| FR2998047B1 (fr) * | 2012-11-12 | 2015-10-02 | Soitec Silicon On Insulator | Procede de mesure des variations d'epaisseur d'une couche d'une structure semi-conductrice multicouche |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0146005B1 (en) * | 1983-11-26 | 1991-08-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Surface defect inspecting apparatus |
| US4902131A (en) * | 1985-03-28 | 1990-02-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Surface inspection method and apparatus therefor |
| EP0218865B1 (de) * | 1985-09-09 | 1989-12-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Prüfanordnung zur berührungslosen Ermittlung von Defekten in nicht strukturierten Flächen |
| US4823169A (en) * | 1986-02-26 | 1989-04-18 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Reflection density measuring system |
| JPS62223651A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-01 | Hitachi Ltd | 検査方法および装置 |
| US4740708A (en) * | 1987-01-06 | 1988-04-26 | International Business Machines Corporation | Semiconductor wafer surface inspection apparatus and method |
| JPS63226937A (ja) * | 1987-03-16 | 1988-09-21 | Hitachi Electronics Eng Co Ltd | 異物検査装置 |
| JPH0245735A (ja) * | 1988-08-08 | 1990-02-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体結晶の混晶比測定法 |
| US4967095A (en) * | 1989-06-28 | 1990-10-30 | Tencor Instruments | Method and apparatus for detecting and sizing particles on surfaces |
| JP2830430B2 (ja) * | 1990-09-03 | 1998-12-02 | 株式会社ニコン | 異物検査装置 |
-
1992
- 1992-10-05 JP JP4265982A patent/JP2800587B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-07-08 US US08/087,531 patent/US5402001A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5402001A (en) | 1995-03-28 |
| JPH06118009A (ja) | 1994-04-28 |
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