JP3593161B2 - 回転体上異物位置測定装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、回転体上の異物の位置座標測定装置、さらに詳しくは、例えば回転するウエーハの上に存在する塵等のパーテイクルの位置座標を高精度に検出し、視野の極めて狭い電子顕微鏡によるパーテイクルの観察や処理を効率的に行うための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の回転ウエーハ上のパーテイクルすなわち異物の位置座標検出装置の第1例としては、特公平3−75055号公報に開示された異物検出装置、特開昭60−15939号公報に開示された異物検査装置、特開昭57−108606号公報に開示された自動外観検査装置等に包含されているものが知られている。これらの装置においては、移動載置台に載置されたウエーハ等を移動させて異物を高倍率の顕微鏡や光電式検出器によって検出し、その時の移動載置台の基準位置からの移動量をエンコーダ等によって検出して異物位置座標を測定するものである。
従来のウエーハ上の異物の位置座標検出装置の第2例としては、ウエーハ上を一定面積の矩形ピクセルに分割し、それぞれのピクセルの散乱光量を測定し、一定値より高い散乱光量が測定された時、そのピクセルにパーテイクルが存在すると認定し、そのピクセルの座標を検出・記憶するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記第1例の異物の位置座標検出装置においては、検出される座標は回転体を分割したピクセルのデータ(代表値)であるから、座標測定精度がピクセルの大きさによって制限されたしまうという問題があった。
また、上記第2例のパーテイクルの位置座標検出装置においては、位置検出分解能(空間分解能)がピクセルの面積に限定されてしまい、電子顕微鏡等の分析機器が必要とする高精度の測定をすることができないという問題があった。
【0004】
【発明の目的】
本発明は、上述した従来の回転体上異物の位置座標測定装置の問題点に鑑みてなされたものであって、回転体の形状情報と回転体上の異物を同時に検出して、短時間に回転体の形状検出と回転体上の異物の位置座標測定を高精度に行うことができ、かつ回転体の回転中心軸線方向の位置合わせを上記測定と並行して行うことができる回転体上異物位置測定装置を提供することを目的とする。
【0005】
【発明の構成】
本発明は、検査対象物を回転させて回転体とする回転手段と、
回転体の回転位置を検出するための回転位置検出部と、
回転体を照射する照射光学系と、
回転体の正反射光を受光し、回転体の形状情報及び回転中心軸線方向の位置を検出するための第1受光系と、
回転体の散乱反射光の光量を受光し、回転体上の異物を検出するための第2受光系と、
上記回転位置検出部により検出された回転位置及び上記第 1 受光系の正反射光の受光レベルに基づき回転体形状を、並びに上記第 1 受光系の正反射光の受光位置に基づき回転中心軸方向の位置を求め、上記第 2 受光系からの信号に基づき回転体上の異物を検出する信号処理部と、
を包含することを特徴とする回転体上異物位置測定装置である。
本発明の実施態様は、以下のとおりである。上記第1受光系が、回転体の回転軸線方向の高さを検出することを特徴とする。上記第1受光系は、投影光学系を有し、上記第1受光系の受光部と上記回転体が共役であることを特徴とする。上記回転体がウエハであって、上記形状情報がウエハのうねりであることを特徴とする。上記回転体がウエハであって、上記形状情報がウエハのオリフラであることを特徴とする。上記回転体がウエハであって、上記形状情報がウエハのノッチであることを特徴とする。上記回転体上異物位置測定装置が、さらに回転体を水平垂直方向に位置調節するための水平垂直移動測定台を有することを特徴とする。上記照射光学系が、合焦レンズを包含し、照射スポットを調節するために該合焦レンズがボイスコイルによって駆動されることを特徴とする。
【0006】
【作用】
第1受光系によって回転体の正反射光を受光して回転体の投影像を形成して、回転体の形状情報を検出し、第2受光系によって回転体の散乱反射光の光量を受光して、回転体上の異物を検出する。
【0007】
【実施例】
以下に本発明の実施例の回転体上異物位置座標測定装置を図に基づいて説明する。回転体上異物位置座標測定装置1は、図1の構成説明図に示すように、モータ2によって垂直な回転軸線Oを中心に回転させられる回転テーブル4に、検査対象の回転体Rを載置する。回転テーブル4の回転数Mは、例えば毎秒50回転である。モータ2にはエンコーダ6が組み合わされて、モータ2の回転角度を検出し、エンコーダ6の出力は制御演算部10に送られる。エンコーダ6の分割数Nは、例えば1回転6000分割であり、分割された角度範囲を「角度区分」という。
制御演算部10の制御出力はモータ2に入力する。モータ2とエンコーダ6は、水平垂直移動測定台12に載置されており、これによってモータ2とエンコーダ6が水平方向及び垂直方向に移動されまたその移動量が測定され、移動量測定値の出力は制御演算部10に送られる。
【0008】
回転テーブル4に載置された回転体Rの斜め上方には、レーザ光源である発光素子20及び集光レンズ21が配置され、また回転体Rの垂直上方にはフォトマル22が配置され、発光素子20によって照明された回転体Rの反射光量がフォトマル22によって検出される。集光レンズ21が照射するスポットを適切なものとするため、集光レンズ21は、制御演算部10の出力に基づきボイスコイル(図示せず)によって駆動される。発光素子20に対し反対側となる回転体Rの斜め上方には、投影レンズ24及び位置検出素子であるPSD25が配置される。照射スポットを調整する別の手段として、発光素子20、集光レンズ21からなる照射光学系に対し回転体Rを垂直方向に移動できるように構成してもよい。
【0009】
PSD21は、集光レンズ21から照射される照射光軸が回転体Rで正反射された反射光軸に対して直交する方向から僅かにずらし、PSD21の表面で反射する光が回転体Rに再び戻らないように配置される。これによって、PSD21での再帰反射の光が測定位置において有害な散乱光を生じ誤測定することを防ぐことができる。
【0010】
制御演算部10には、図2の処理回路ブロック図に示すように、フォトマル22の出力が第1A/D変換部30を介して入力し、PSD25の出力が第2A/D変換部31を介して入力し、さらにエンコーダ6の出力とは独立のクロックパルスを発生するクロックパルス発生器36の出力が入力する。制御演算部10にはさらに、エンコーダ6及び水平垂直移動測定台12の出力が入力する。第1A/D変換部30は、フォトマル22の出力をクロックパルスのタイミングでA/D変換する。第2A/D変換部31は、PSD25の出力をA/D変換する。制御演算部10の演算処理については後述する。制御演算部10の出力は、モータ2、発光素子20、表示部37及びメモリ44に入力する。
クロックパルス発生器36が発生するクロックパルスは、エンコーダ6の出力の周波数よりも高くなるように設定される。上述した例では、
となるから、クロックパルス発生器36が発生するクロックパルスは、300KHz より大きい数MHz から数10MHz 程度に設定される。
【0011】
PSD25による位置検出は、垂直方向の位置差が100ミクロンメータであると、PSD25上ではΔd=2×100ミクロンメータ×sinθとなる。θ=25°とすると、Δd=84.52ミクロンメータとなる。
【0012】
制御演算部10の演算は、図3のフローチャート図に示すように、
ステップS1において、回転テーブル4を回転させてこれに載置された回転体Rを回転させる。回転テーブル4は、水平垂直移動台により、照射スポット位置が中心から周辺の方向へ、又はその逆方向に移動するように、かつ半径rに対して反比例する速度で移動される。従って照射スポットは、回転体Rを螺旋的に等線速度で走査することとなる。
ステップS2において、発光素子20を発光させて回転体Rを照射する。
ステップS3において、フォトマル22によって散乱反射光を読み込み、またクロックパルス計数値を読み込む。
ステップS4において、PSD25によって正反射光及び受光位置を読み込む。
ステップS5において、その角度区分におけるフォトマル22による散乱反射光及びクロックパルス計数値の読み込み、及びPSD25による正反射光量及び受光位置の読み込みが終了したか否かを判別する。ステップS5において読み込みが終了していないと判別した場合は、ステップS3へ戻る。
【0013】
ステップS6において読み込みが終了したと判別した場合に進むステップS6において、その角度区分におけるフォトマル22の最大受光量とその座標値を読み込み、メモリ44に記憶する。
【0014】
ステップS7において、その角度区分内が1回転の最終角度区分であるか否かを判別する。
ステップS7においてその角度区分内が1回転の最終角度区分でないと判別した場合、ステップS8に進み、PSD25の出力によって回転体Rの位置調整及びスポット調整を行う。仮に、測定中においてその回転体Rの歪みなどにより、回転体R上での照射スポットの垂直方向の高さが変化した場合、正反射光を受光するPSDの受光位置が変化する。この場合、この位置変化に基づき制御演算部が集光レンズ21を移動させ又は回転体Rを垂直方向に移動させ、照射スポットが所定の高さにおいて回転体Rを照射するように制御する。その結果、照射スポットを回転体Rの適切な位置でかつ適切な形状を形成することができる。
【0015】
ステップ9において、クロックパルスの計数値をリセットして、ステップS3へ戻る。
ステップS7においてその角度区分内が1回転の最終角度区分であると判別した場合、ステップS10において、ステップS6において検出した異物の角度区分及びその座標を表示する。
また、S10においては、S4で検出したPSD25の正反射光強度及びその受光位置に基づき、回転体Rとして用いられるウエハに設けられたオリフラ又はノッチを検出する。例えば、回転体Rの中心方向から周辺方向へ照射スポットを移動させて測定する場合、周辺近傍でPSD25の出力レベルが低下する角度範囲が現れるので、これらの角度及び半径方向の距離でオリフラ又はノッチの位置及び形状を特定することができる。
【0016】
ステップS11において、測定終了するか否かを判別する。測定終了でなければステップS3に戻る。
制御演算部10の演算結果が記憶されるメモリ44においては、図5の記憶模式図に示すように、X軸に時間、Y軸に円周領域、Z軸に最大受光量をとると、例えば、第n円周領域:Y( n ) 、第( n+5 ) 円周領域:Y( n +5 ) にそれぞれ強度Z Z、Z’Z’の異物が記憶される。一方、メモリ44は、各角度区分内におけるフォトマル22のすべての受光量とその座標値を記憶するように構成してもよい。
【0017】
【発明の効果】
本発明の回転体上異物位置座標測定装置によれば、回転体の形状情報と回転体上の異物を同時に検出して、短時間に回転体の形状検出と回転体上の異物の位置座標測定を高精度に行うことができ、かつ回転体の回転中心軸線方向の位置合わせを上記測定と並行して行うことができる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の回転体上の異物の位置座標測定装置の構成説明図である。
【図2】図1の制御演算部の処理回路ブロック図である。
【図3】制御演算回路のフローチャート図である。
【図4】メモリの記憶模式図である。
【0017】
【符号の説明】
R 回転体
0 回転軸線
1 回転体上異物位置座標測定装置
2 モータ
4 回転テーブル
6 エンコーダ
10 制御演算部
12 水平垂直移動測定台
20 発光素子
22 フォトマル
24 投影レンズ
25 PSD
30 第1A/D変換部
31 第2A/D変換部
32 クロックパルス発生器
37 表示部
44 メモリ
Claims (8)
- 検査対象物を回転させて回転体とする回転手段と、
回転体の回転位置を検出するための回転位置検出部と、
回転体を照射する照射光学系と、
回転体の正反射光を受光し、回転体の形状情報及び回転中心軸線方向の位置を検出するための第1受光系と、
回転体の散乱反射光の光量を受光し、回転体上の異物を検出するための第2受光系と、
上記回転位置検出部により検出された回転位置及び上記第 1 受光系の正反射光の受光レベルに基づき回転体形状を、並びに上記第 1 受光系の正反射光の受光位置に基づき回転中心軸方向の位置を求め、上記第 2 受光系からの信号に基づき回転体上の異物を検出する信号処理部と、
を包含することを特徴とする回転体上異物位置測定装置。 - 上記第1受光系が、回転体の回転軸線方向の高さを検出することを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
- 上記第1受光系は、投影光学系を有し、上記第1受光系の受光部と上記回転体が共役であることを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
- 上記回転体がウエハであって、上記形状情報がウエハのうねりであることを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
- 上記回転体がウエハであって、上記形状情報がウエハのオリフラであることを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
- 上記回転体がウエハであって、上記形状情報がウエハのノッチであることを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
- 上記回転体上異物位置測定装置が、さらに回転体を水平垂直方向に位置調節するための水平垂直移動測定台を有することを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
- 上記照射光学系が、合焦レンズを包含し、照射スポットを調節するために該合焦レンズがボイスコイルによって駆動されることを特徴とする請求項1記載の回転体上異物位置測定装置。
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JP28070094A JP3593161B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 回転体上異物位置測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28070094A JP3593161B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 回転体上異物位置測定装置 |
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JPH08145620A JPH08145620A (ja) | 1996-06-07 |
JP3593161B2 true JP3593161B2 (ja) | 2004-11-24 |
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ID=17628738
Family Applications (1)
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JP28070094A Expired - Lifetime JP3593161B2 (ja) | 1994-11-15 | 1994-11-15 | 回転体上異物位置測定装置 |
Country Status (1)
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