JP4388270B2 - 表面検査方法及び表面検査装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、磁気ディスク、半導体ウェーハ、液晶基板等のような被検査物の表面に欠陥がないどうかを検査する表面検査方法及び表面検査装置に係り、特に被検査物の表面を光学的に検査する表面検査方法及び表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被検査物の表面を光学的に検査する表面検査装置としては、検査光を被検査物の表面へ照射し、検査物の表面からの散乱光又は反射光を検出する散乱光検出方式又は反射光検出方式を用いたものが知られている（特許文献１）。散乱光検出方式及び反射光検出方式は、被検査物の表面の欠陥の形状や大きさ等を測定するのに適している。
【０００３】
また、検査光を分割して基準面及び被検査物の表面へ照射し、基準面からの反射光と被検査物の表面からの反射光との干渉を検出する干渉位相検出方式を用いたものがある（特許文献２）。干渉位相検出方式は、被検査物の表面の欠陥の高さや深さ等を測定するのに適しており、半導体ウェーハ等の厚さの測定にも利用されている（特許文献３）。
【０００４】
表面検査装置には、欠陥の形状、大きさ、光学的性質等の違いを考慮して、上記の複数の検出方式を採用したものがある。
【特許文献１】
特開２００１−６６２６３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２１３１７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２３４９１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、磁気ディスク又はその基板（サブストレート）の表面検査においては、検出すべき欠陥の種類として、塵埃（パーティクル）、しみ（ステイン）、凹部（ピット）、凸部（バンプ）、窪み（ディンプル）、擦り傷（スクラッチ）、端部の変形（ハンドリングダメージ）、研磨跡（グライド）等様々なものがある。表面検査では、これらの様々な欠陥を検出して弁別しなければならないが、上記の光学的な検出方式だけでは欠陥の弁別精度におのずと限界がある。
【０００６】
また、磁気ディスク、半導体ウェーハ、液晶基板等の表面にパーティクルやステイン等の異物が付着した場合、生産工程を管理するために異物の正体を解明する必要がある。しかしながら、上記の光学的な検出方式で測定された形状、大きさ、高さ等からは異物の正体が解明できず、別途詳細な分析が必要となる場合があった。
【０００７】
本発明は、表面検査において、欠陥の弁別精度を向上することを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、表面検査において、被検査物の表面に付着した異物の正体を解明することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面検査方法は、被検査物の表面を光学的に検査し、検査結果から被検査物の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出し、検出された欠陥の被検査物の表面上の位置を検出し、検出された欠陥をその特長に応じて分類し、欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果とに基づいて、欠陥のＸ線分析を行うものである。
【００１０】
また、本発明の表面検査装置は、被検査物の表面を光学的に検査する光学検査手段と、光学検査手段による検査結果から被検査物の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出し、検出された欠陥の被検査物の表面上の位置を検出し、検出された欠陥をその特長に応じて分類し、Ｘ線分析を行う欠陥を選択又は指定する処理手段と、処理手段により選択又は指定された欠陥のＸ線分析を行うＸ線検査手段とを備えたものである。
【００１１】
被検査物の表面の光学的な検査の後、プログラムにより自動的に、またはオペレータの指示により、欠陥のＸ線分析を行う。欠陥のＸ線分析は、光学的な検査で検出した欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果に基づいて行うので、分析作業を効率よく行うことができる。そして、欠陥のＸ線分析の結果から、被検査物の表面に付着したパーティクルやステイン等の異物の正体を解明することができる。
【００１２】
さらに、本発明の表面検査方法は、欠陥のＸ線分析の結果に応じて、欠陥の再分類を行うものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、Ｘ線検査手段による欠陥のＸ線分析の結果に応じて、欠陥の再分類を行うものである。光学的な検査による欠陥の形状、大きさ、高さ等の特長に加え、欠陥のＸ線分析の結果を利用することにより、欠陥の弁別精度が向上する。例えば、光学的な検査による欠陥の形状、大きさ、高さ等の特長が同様であっても、Ｘ線分析の結果が異なれば、パーティクルとバンプとの弁別が可能となる。従って、欠陥のＸ線分析の結果に応じて欠陥の再分類を行うことにより、欠陥の分類を高精度に行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明の表面検査方法は、欠陥の特長又は欠陥の分類結果について予め決められた条件に従って、Ｘ線分析を行う欠陥を選択するものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、欠陥の特長又は欠陥の分類結果について予め決められた条件に従って、Ｘ線分析を行う欠陥を選択するものである。Ｘ線分析を行う欠陥のサンプリング条件やＸ線分析を行う優先順位等を予めプログラムすることにより、表面検査装置は、Ｘ線分析を行う欠陥を自動的に選択することができる。
【００１４】
さらに、本発明の表面検査方法は、欠陥の位置及び欠陥の分類結果を表示し、表示された欠陥のうち、Ｘ線分析を行う欠陥を指定するものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、欠陥の位置及び欠陥の分類結果を表示する表示手段と、表示手段により表示された欠陥のうち、Ｘ線分析を行う欠陥を指定する第１の入力手段とを有するものである。オペレータは、表示された欠陥の位置及び欠陥の分類結果から、Ｘ線分析を行う欠陥を適宜指定することができる。
【００１５】
さらに、本発明の表面検査方法は、表示された欠陥のうち、形状解析を行う欠陥を指定し、指定された欠陥を光学的に再検査し、再検査結果から欠陥の形状を解析し、解析結果に基づいて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定するものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、表示手段により表示された欠陥のうち、形状解析を行う欠陥を指定する第２の入力手段を有し、光学検査手段が、第２の入力手段により指定された欠陥を光学的に再検査し、処理手段が、光学検査手段による再検査結果から欠陥の形状を解析し、解析結果を表示手段に表示するものである。オペレータは、表示された欠陥の形状解析結果から、欠陥のＸ線分析が必要か否かを判断することができる。
【００１６】
さらに、本発明の表面検査方法は、表示された欠陥のうち、光学顕微鏡による観察を行う欠陥を指定し、指定された欠陥を光学顕微鏡により観察し、観察結果に基づいて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定するものである。また、本発明の表面検査装置は、光学顕微鏡を備え、処理手段が、表示手段に表示された欠陥のうち、光学顕微鏡による観察を行う欠陥を指定する第３の入力手段を有するものである。オペレータは、光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、欠陥のＸ線分析が必要か否かを判断することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施の形態による表面検査装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、磁気ディスクの表面の欠陥を検査する表面検査装置の例を示している。表面検査装置は、検査ステージ１０、処理装置２０、光学検査部３０、光学顕微鏡４０、Ｘ線検査部５０、及びマーキング装置６０を含んで構成されている。
【００１８】
検査ステージ１０は、スピンドル１１、モータ１２、移動機構１３、及び位置検出器１４を含んで構成されている。被検査物である磁気ディスク１は、図示しないローダ部において、図示しないハンドリング機構により、検査面を上に向けてスピンドル１１の先端に装着される。そして、移動機構１３により、図１に示すように光学検査部３０の下方に運ばれる。光学検査部３０の下方において、スピンドル１１は、モータ１２の駆動によって磁気ディスク１を回転させ、移動機構１３は、磁気ディスク１を半径方向に移動させる。これらの回転及び移動により、光学検査部３０から照射された検査光スポットが、磁気ディスク１の表面をスパイラル状に走査する。なお、磁気ディスク１の表面の走査は、移動機構１３の代わりに、光学検査部３０の検査光スポットを磁気ディスク１の半径方向に移動させて行ってもよい。
【００１９】
光学検査部３０は、従来の表面検査装置と同様であって、例えば、特開２００１−６６２６３号公報に記載された散乱光検出方式及び反射光検出方式の光学系を備え、または特開２０００−１２１３１７号公報に記載された干渉位相検出方式の光学系を備え、あるいはそれら両方を備えたものである。
【００２０】
処理装置２０は、ＭＰＵ２１、メモリ２２、インタフェース２３ａ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｈ、入力装置２４、表示装置２５、出力装置２６、位置制御回路２７、位置検出回路２８、及びバス２９を含んで構成されている。ＭＰＵ２１は、バス２９を介して、メモリ２２、インタフェース２３ａ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｈ、入力装置２４、表示装置２５、出力装置２６、位置制御回路２７、及び位置検出回路２８を制御する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施の形態による表面検査方法の概略を示すフローチャートである。本実施の形態は、表面検査装置のオペレータが、入力装置２４を用いて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定する例を示している。
【００２２】
まず、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥検出プログラム２２ａを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、光学検査部３０からの検査光スポットによる磁気ディスク１の表面の走査を行わせる。光学検査部３０は、磁気ディスク１の表面を光学的に検査し（ステップ１０１）、検査結果をインタフェース２３ａへ出力する。位置検出器１４は、例えば、ロータリエンコーダで構成され、スピンドル１１の回転から磁気ディスク１の基準位置及び回転量を検出し、検出信号を位置検出回路２８へ出力する。
【００２３】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ａを介して入力した光学検査部３０による検査結果から、磁気ディスク１の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出する
（ステップ１０２）。検出する欠陥の特長は、例えば、欠陥の凹凸、欠陥の大きさ、欠陥の高さ又は深さ等とする。位置検出回路２８は、ＭＰＵ２１の制御により、位置検出器１４の検出信号から、検出された欠陥の磁気ディスク１上の位置を検出する（ステップ１０３）。欠陥の位置の検出結果は、例えば、磁気ディスク１の表面上の基準位置に対するＸ座標及びＹ座標とする。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、検出された欠陥の特長のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００２４】
次に、ＭＰＵ２１は、検出された欠陥の特長のデータをメモリ２２に格納された欠陥特長パラメータテーブル２２ｂのデータと比較照合することにより、検出された欠陥をその特長に応じて分類する（ステップ１０４）。欠陥の分類分けは、例えば、バンプ、パーティクル、ピット、スクラッチ等の欠陥の種類及びそれらの大きさの違い等とする。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、欠陥の分類結果のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００２５】
磁気ディスク１の表面全体について光学検査部３０による検査及び処理装置２０による上記処理が終了すると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥マップ表示プログラム２２ｃを実行する。ＭＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された欠陥の位置の座標データ及び欠陥の分類結果のデータから欠陥マップ作成し、表示装置２５に表示する（ステップ１０５）。
【００２６】
図３は、欠陥マップの一例を示す図である。欠陥マップは、検出された欠陥をその分類結果に応じて記号化し、欠陥の磁気ディスク上の位置をマップ上の記号の位置で表したものである。図３の例では、検出された欠陥をその種類及び大きさの違いで９つに分類して表示しているが、欠陥の種類及び大きさの違いはこれに限るものではない。また、欠陥マップに用いる記号は、図３の例に限らず、色彩の違い等を含め様々な記号を用いることができる。
【００２７】
続いて、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップを見て、個別の欠陥について形状解析が必要か否かを判断する（ステップ１０６）。形状解析が必要と判断した場合、オペレータは、形状解析が必要な欠陥を入力装置２４により指定する（ステップ１０７）。
【００２８】
形状解析が必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥形状解析プログラム２２ｄを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の位置の座標データに基づいて、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、光学検査部３０からの検査光スポットが指定された欠陥に照射されるように、磁気ディスク１を回転及び移動させる。これにより光学検査部３０は、磁気ディスク１の表面の指定された欠陥の詳細な再検査を行い（ステップ１０８）、再検査結果をインタフェース２３ａへ出力する。
【００２９】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ａを介して入力した光学検査部３０による再検査結果から、指定された欠陥の形状解析を行い、解析結果を表示装置２５に表示する（ステップ１０９）。解析結果の表示は、例えば、３次元イメージ、等高線マップ、断面形状等のように、オペレータが欠陥の形状を視覚的に判断できるものであればよい。
【００３０】
続いて、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップ又は欠陥の形状解析結果を見て、個別の欠陥について光学顕微鏡による観察が必要か否かを判断する（ステップ１１０）。光学顕微鏡による観察が必要と判断した場合、オペレータは、光学顕微鏡による観察が必要な欠陥を入力装置２４により指定する（ステップ１１１）。
【００３１】
光学顕微鏡による観察が必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥観察プログラム２２ｅを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、移動機構１３を駆動して、磁気ディスク１を光学顕微鏡４０の下方へ移動させる。なお、光学顕微鏡４０の下方へ移動は、図示しないハンドリング機構により、磁気ディスク１を光学顕微鏡４０の下方に別途設けられた検査ステージ上に搭載する方式であってもよい。
【００３２】
次に、位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の位置の座標データに基づいて、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、光学顕微鏡４０が指定された欠陥の画像を検出するように、磁気ディスク１を回転及び移動させる。そして、位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の高さ又は深さのデータに基づいて、移動機構１３を上下方向に駆動して、光学顕微鏡４０の焦点が指定された欠陥の表面に合うようにオートフォーカスを行う。これにより光学顕微鏡４０は、磁気ディスク１の表面の指定された欠陥の画像を検出し、インタフェース２３ｅへ出力する。
【００３３】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ｅを介して入力した光学顕微鏡４０による欠陥の画像を、表示装置２５に表示する。こうしてオペレータは、表示装置２５に表示された欠陥の画像を観察する（ステップ１１２）。
【００３４】
続いて、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップ又は欠陥の形状解析結果を見て、あるいは光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、個別の欠陥についてＸ線分析が必要か否かを判断する（ステップ１１３）。Ｘ線分析が必要と判断した場合、オペレータは、Ｘ線分析が必要な欠陥を入力装置２４により指定する（ステップ１１４）。今仮に、図３の欠陥マップで２の符号が付されたパーティクルを指定するものとする。
【００３５】
Ｘ線分析が必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納されたＸ線分析プログラム２２ｆを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、移動機構１３を駆動して、磁気ディスク１をＸ線検査部５０の下方へ移動させる。なお、Ｘ線検査部５０の下方へ移動は、図示しないハンドリング機構により、磁気ディスク１をＸ線検査部５０の下方に別途設けられた検査ステージ上に搭載する方式であってもよい。
【００３６】
図４は、本発明の一実施の形態によるＸ線検査部の概略構成を示す図である。Ｘ線検査部５０は、Ｘ線管球５１、分光素子５２、及びＸ線検出器５３を含んで構成されている。Ｘ線管球５１は、磁気ディスク１の表面へ照射する一次Ｘ線を発生する。分光素子５２は、図４にその断面を示すように、中央部が膨らんだ樽形の円筒形状をしており、内周面へ所定の入射角度で入射した一次Ｘ線のみをブラッグ反射して磁気ディスク１の表面へ照射する。一次Ｘ線が照射されると、磁気ディスク１の表面の原子が励起されて蛍光Ｘ線３が発生する。Ｘ線検出器５３は、磁気ディスク１の表面から発生した蛍光Ｘ線３を検出する。なお、Ｘ線分光装置及びＸ線分析装置に関するものとして、特開２００１−１３３４２１号公報がある。
【００３７】
位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の位置の座標データに基づいて、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、Ｘ線検査部５０からの一次Ｘ線が指定された欠陥に照射されるように、磁気ディスク１を回転及び移動させる。これによりＸ線検査部５０は、磁気ディスク１の表面の指定された欠陥のＸ線分析を行い（ステップ１１５）、分析結果をインタフェース２３ｆへ出力する。
【００３８】
図５は、Ｘ線分析結果の一例を示す図である。これは、母材がＮｉ−Ｐアルミニウムからなる磁気ディスク１の表面に、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）を含むパーティクルが存在している例を示している。図５の横軸は元素のエネルギー、縦軸は検出量を示し、図中に「Ｃ」及び「Ｏ」と表示した部分がそれぞれ炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の検出量である。
【００３９】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ｆを介して入力したＸ線検査部５０によるＸ線分析結果のデータを、メモリ２２の欠陥物質登録ライブラリ２２ｇに登録された物質のスペクトルのデータと比較照合することにより、指定された欠陥の物質を判定する（ステップ１１６）。欠陥物質登録ライブラリ２２ｇは、被検査物を構成する材料及び製造工程等で混入する可能性のある異物を考慮して、Ｘ線分析で検出される可能性のある物質のスペクトルのデータを予め登録したものである。欠陥の物質の判定結果は、例えば、有機物や無機物の種類、金属の種類、磁性体の種類、半導体の種類、アモルファスカーボンの種類、ウォータステイン等とする。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、欠陥のＸ線分析結果のデータ及び欠陥の物質の判定結果のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００４０】
次に、ＭＰＵ２１は、欠陥の物質の判定結果のデータに基づいて、欠陥の再分類を行う（ステップ１１７）。例えば、図３の欠陥マップで２の符号が付されたパーティクルについて、欠陥の物質の判定結果が磁気ディスク１の母材と同じものであった場合は、パーティクルではなくバンプであると再分類する。一方、欠陥の物質の判定結果が磁気ディスク１の母材と異なるものであった場合は、そのままパーティクルであると再分類する。さらに、パーティクルを、その物質の種類に応じて細かく再分類することもできる。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、欠陥の再分類結果のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００４１】
最後に、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された欠陥の位置の座標データ、欠陥の特長のデータ、欠陥のＸ線分析結果のデータ、及び欠陥の物質の判定結果のデータに基づいて、検査結果を表示装置２５に表示し、または出力装置２６に出力する（ステップ１１８）。
【００４２】
図６は、表面検査装置が出力する検査結果の一例を示す図である。「Ｎｏ」欄の数字は、各欠陥を区別するための通し番号である。「アドレス」の「Ｘ」欄及び「Ｙ」欄には、欠陥の磁気ディスク１上の位置のＸ座標及びＹ座標が表示される。「凹／凸判定」欄には、欠陥の凹凸の別が表示される。「サイズ」欄には欠陥の大きさが表示され、「高さ／深さ」欄には欠陥の高さ又は深さが表示される。「Ｘ線分析元素検出量」の「Ａ」欄，「Ｂ」欄，「Ｃ」欄には、Ｘ線分析による元素Ａ，Ｂ，Ｃ（Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ任意の元素を示す）の検出量が表示される。「物質判定」欄には、欠陥の物質の判定結果が表示される。なお、表示又は出力する検査結果は本例に限らず、欠陥の特長、欠陥の分類結果又は再分類結果、欠陥のＸ線分析結果等をより簡易又は詳細に表示してもよい。
【００４３】
図２に示した実施の形態によれば、オペレータは、表示装置に表示された欠陥マップから、Ｘ線分析を行う欠陥を適宜指定することができる。さらに、オペレータは、表示装置に表示された欠陥の形状解析結果、あるいは光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、Ｘ線分析が必要か否かを判断することができる。しかしながら、欠陥の形状解析及び光学顕微鏡による欠陥の観察は必ずしも必要ではなく、どちらか一方だけを行ってもよく、両方行わなくともよい。また、光学顕微鏡による欠陥の観察の後に、欠陥の形状解析を行ってもよい。
【００４４】
図２に示した実施の形態は、表面検査装置のオペレータがＸ線分析を行う欠陥を指定するものであったが、Ｘ線分析を行う欠陥を表面検査装置で自動的に選択することもできる。この場合、Ｘ線分析を行う欠陥を選択するプログラムを、メモリ２２に追加する。ＭＰＵ２１は、追加されたプログラムを実行して、Ｘ線分析を行う欠陥を選択する。そして、選択された欠陥について、オペレータが指定する場合と同様に、Ｘ線分析が行われる。
【００４５】
Ｘ線分析を行う欠陥を選択するプログラムには、Ｘ線分析を行う欠陥のサンプリング条件やＸ線分析を行う優先順位等が含まれる。一例として、磁気ディスク１の表面を所定の面積の領域に分割し、欠陥密度（分割された領域毎に検出された欠陥の数）が所定以上の領域について、欠陥密度が高い順に、各領域で最大又は所定以上の大きさの欠陥をサンプリングする内容とする。Ｘ線分析を行う欠陥のサンプリング条件及びＸ線分析を行う優先順位はこれに限らず、所定以上の大きさの欠陥について欠陥の大きさの順、あるいは特定の種類に分類された欠陥について決められ分類の順等のように、適宜決定することができる。
【００４６】
図１の実施の形態の表面検査装置による検査は以上であるが、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップ又は欠陥の形状解析結果を見て、あるいは光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、あるいは表示装置２５に表示され又は出力装置２６に出力された検査結果を見て、個別の欠陥についてその位置を磁気ディスク１の表面にマーキングするか否かを判断することができる。マーキングが必要と判断した場合、オペレータは、マーキングが必要な欠陥を入力装置２４により指定する。
【００４７】
マーキングが必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥位置マーキングプログラム２２ｈを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、移動機構１３を駆動して、磁気ディスク１をマーキング装置６０の下方へ移動させる。なお、マーキング装置６０の下方へ移動は、図示しないハンドリング機構により、磁気ディスク１をマーキング装置６０の下方に別途設けられたステージ上に搭載する方式であってもよい。
【００４８】
次に、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された欠陥の位置の座標データ、及び欠陥の分類結果又は再分類結果のデータのうち、指定された欠陥についての位置の座標データ、及び分類結果又は再分類結果のデータを、インタフェース２３ｈを介して、マーキング装置６０へ出力する。マーキング装置６０は、入力した欠陥の位置の座標データ、及び欠陥の分類結果又は再分類結果のデータに基づき、指定された欠陥の位置、及び分類結果又は再分類結果を示す記号を磁気ディスク１の表面にマーキングする。磁気ディスク１の表面に施されたマーキングは、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等を用いて、さらに詳細な分析を行う場合に利用される。
【００４９】
また、マーキングを行う欠陥を表面検査装置で自動的に選択することもできる。この場合、マーキングを行う欠陥を選択するプログラムを、メモリ２２に追加する。ＭＰＵ２１は、追加されたプログラムを実行して、マーキングを行う欠陥を選択する。そして、選択された欠陥について、オペレータが指定する場合と同様に、マーキングが行われる。
【００５０】
以上説明した実施の形態では、磁気ディスクの表面に付着したパーティクルのＸ線分析を行う場合について説明したが、ステイン等の異物についてもＸ線分析を行うことによりその正体を解明することができる。また、磁気ディスクの表面に形成された磁性膜や保護膜等の層にスクラッチ等の損傷がある場合には、Ｘ線分析を行うことによって、どの層が露出しているかを判定することができる。
【００５１】
本発明は、磁気ディスクに限らず、半導体ウェーハ、液晶基板等の様々な物体の表面の欠陥の検査に適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、欠陥のＸ線分析の結果を利用することにより、欠陥の弁別精度を向上することができる。従って、欠陥のＸ線分析の結果に応じて欠陥の再分類を行うことにより、欠陥の分類を高精度に行うことができる。
【００５３】
欠陥のＸ線分析は、光学的な検査で検出した欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果に基づいて行うので、分析作業を効率よく行うことができる。
【００５４】
また、欠陥のＸ線分析の結果から、被検査物の表面に付着したパーティクルやステイン等の異物の正体を解明することができる。これにより、生産工程において磁気ディスク、半導体ウェーハ、液晶基板等の表面に付着した異物の発生源を特定し、迅速な汚染防止対策が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態による表面検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】 本発明の一実施の形態による表面検査方法の概略を示すフローチャートである。
【図３】 欠陥マップの一例を示す図である。
【図４】 本発明の一実施の形態によるＸ線検査部の概略構成を示す図である。
【図５】 Ｘ線分析結果の一例を示す図である。
【図６】 表面検査装置が出力する検査結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、１０…検査ステージ、１１…スピンドル、１２…モータ、１３…移動機構、１４…位置検出器、２０…処理装置、２１…ＭＰＵ、２２…メモリ、２３ａ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｈ…インタフェース、２４…入力装置、２５…表示装置、２６…出力装置、２７…位置制御回路、２８…位置検出回路、２９…バス、３０…光学検査部、４０…光学顕微鏡、５０…Ｘ線検査部、５１…Ｘ線管球、５２…分光素子、５３…Ｘ線検出器、６０…マーキング装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、磁気ディスク、半導体ウェーハ、液晶基板等のような被検査物の表面に欠陥がないどうかを検査する表面検査方法及び表面検査装置に係り、特に被検査物の表面を光学的に検査する表面検査方法及び表面検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、被検査物の表面を光学的に検査する表面検査装置としては、検査光を被検査物の表面へ照射し、検査物の表面からの散乱光又は反射光を検出する散乱光検出方式又は反射光検出方式を用いたものが知られている（特許文献１）。散乱光検出方式及び反射光検出方式は、被検査物の表面の欠陥の形状や大きさ等を測定するのに適している。
【０００３】
また、検査光を分割して基準面及び被検査物の表面へ照射し、基準面からの反射光と被検査物の表面からの反射光との干渉を検出する干渉位相検出方式を用いたものがある（特許文献２）。干渉位相検出方式は、被検査物の表面の欠陥の高さや深さ等を測定するのに適しており、半導体ウェーハ等の厚さの測定にも利用されている（特許文献３）。
【０００４】
表面検査装置には、欠陥の形状、大きさ、光学的性質等の違いを考慮して、上記の複数の検出方式を採用したものがある。
【特許文献１】
特開２００１−６６２６３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１２１３１７号公報
【特許文献３】
特開２０００−２３４９１２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、磁気ディスク又はその基板（サブストレート）の表面検査においては、検出すべき欠陥の種類として、塵埃（パーティクル）、しみ（ステイン）、凹部（ピット）、凸部（バンプ）、窪み（ディンプル）、擦り傷（スクラッチ）、端部の変形（ハンドリングダメージ）、研磨跡（グライド）等様々なものがある。表面検査では、これらの様々な欠陥を検出して弁別しなければならないが、上記の光学的な検出方式だけでは欠陥の弁別精度におのずと限界がある。
【０００６】
また、磁気ディスク、半導体ウェーハ、液晶基板等の表面にパーティクルやステイン等の異物が付着した場合、生産工程を管理するために異物の正体を解明する必要がある。しかしながら、上記の光学的な検出方式で測定された形状、大きさ、高さ等からは異物の正体が解明できず、別途詳細な分析が必要となる場合があった。
【０００７】
本発明は、表面検査において、欠陥の弁別精度を向上することを目的とする。
【０００８】
本発明はまた、表面検査において、被検査物の表面に付着した異物の正体を解明することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の表面検査方法は、被検査物の表面を光学的に検査し、検査結果から被検査物の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出し、検出された欠陥の被検査物の表面上の位置を検出し、検出された欠陥をその特長に応じて分類し、欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果とに基づいて、欠陥のＸ線分析を行うものである。
【００１０】
また、本発明の表面検査装置は、被検査物の表面を光学的に検査する光学検査手段と、光学検査手段による検査結果から被検査物の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出し、検出された欠陥の被検査物の表面上の位置を検出し、検出された欠陥をその特長に応じて分類し、Ｘ線分析を行う欠陥を選択又は指定する処理手段と、処理手段により選択又は指定された欠陥のＸ線分析を行うＸ線検査手段とを備えたものである。
【００１１】
被検査物の表面の光学的な検査の後、プログラムにより自動的に、またはオペレータの指示により、欠陥のＸ線分析を行う。欠陥のＸ線分析は、光学的な検査で検出した欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果に基づいて行うので、分析作業を効率よく行うことができる。そして、欠陥のＸ線分析の結果から、被検査物の表面に付着したパーティクルやステイン等の異物の正体を解明することができる。
【００１２】
さらに、本発明の表面検査方法は、欠陥のＸ線分析の結果に応じて、欠陥の再分類を行うものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、Ｘ線検査手段による欠陥のＸ線分析の結果に応じて、欠陥の再分類を行うものである。光学的な検査による欠陥の形状、大きさ、高さ等の特長に加え、欠陥のＸ線分析の結果を利用することにより、欠陥の弁別精度が向上する。例えば、光学的な検査による欠陥の形状、大きさ、高さ等の特長が同様であっても、Ｘ線分析の結果が異なれば、パーティクルとバンプとの弁別が可能となる。従って、欠陥のＸ線分析の結果に応じて欠陥の再分類を行うことにより、欠陥の分類を高精度に行うことができる。
【００１３】
さらに、本発明の表面検査方法は、欠陥の特長又は欠陥の分類結果について予め決められた条件に従って、Ｘ線分析を行う欠陥を選択するものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、欠陥の特長又は欠陥の分類結果について予め決められた条件に従って、Ｘ線分析を行う欠陥を選択するものである。Ｘ線分析を行う欠陥のサンプリング条件やＸ線分析を行う優先順位等を予めプログラムすることにより、表面検査装置は、Ｘ線分析を行う欠陥を自動的に選択することができる。
【００１４】
さらに、本発明の表面検査方法は、欠陥の位置及び欠陥の分類結果を表示し、表示された欠陥のうち、Ｘ線分析を行う欠陥を指定するものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、欠陥の位置及び欠陥の分類結果を表示する表示手段と、表示手段により表示された欠陥のうち、Ｘ線分析を行う欠陥を指定する第１の入力手段とを有するものである。オペレータは、表示された欠陥の位置及び欠陥の分類結果から、Ｘ線分析を行う欠陥を適宜指定することができる。
【００１５】
さらに、本発明の表面検査方法は、表示された欠陥のうち、形状解析を行う欠陥を指定し、指定された欠陥を光学的に再検査し、再検査結果から欠陥の形状を解析し、解析結果に基づいて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定するものである。また、本発明の表面検査装置は、処理手段が、表示手段により表示された欠陥のうち、形状解析を行う欠陥を指定する第２の入力手段を有し、光学検査手段が、第２の入力手段により指定された欠陥を光学的に再検査し、処理手段が、光学検査手段による再検査結果から欠陥の形状を解析し、解析結果を表示手段に表示するものである。オペレータは、表示された欠陥の形状解析結果から、欠陥のＸ線分析が必要か否かを判断することができる。
【００１６】
さらに、本発明の表面検査方法は、表示された欠陥のうち、光学顕微鏡による観察を行う欠陥を指定し、指定された欠陥を光学顕微鏡により観察し、観察結果に基づいて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定するものである。また、本発明の表面検査装置は、光学顕微鏡を備え、処理手段が、表示手段に表示された欠陥のうち、光学顕微鏡による観察を行う欠陥を指定する第３の入力手段を有するものである。オペレータは、光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、欠陥のＸ線分析が必要か否かを判断することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。図１は、本発明の一実施の形態による表面検査装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、磁気ディスクの表面の欠陥を検査する表面検査装置の例を示している。表面検査装置は、検査ステージ１０、処理装置２０、光学検査部３０、光学顕微鏡４０、Ｘ線検査部５０、及びマーキング装置６０を含んで構成されている。
【００１８】
検査ステージ１０は、スピンドル１１、モータ１２、移動機構１３、及び位置検出器１４を含んで構成されている。被検査物である磁気ディスク１は、図示しないローダ部において、図示しないハンドリング機構により、検査面を上に向けてスピンドル１１の先端に装着される。そして、移動機構１３により、図１に示すように光学検査部３０の下方に運ばれる。光学検査部３０の下方において、スピンドル１１は、モータ１２の駆動によって磁気ディスク１を回転させ、移動機構１３は、磁気ディスク１を半径方向に移動させる。これらの回転及び移動により、光学検査部３０から照射された検査光スポットが、磁気ディスク１の表面をスパイラル状に走査する。なお、磁気ディスク１の表面の走査は、移動機構１３の代わりに、光学検査部３０の検査光スポットを磁気ディスク１の半径方向に移動させて行ってもよい。
【００１９】
光学検査部３０は、従来の表面検査装置と同様であって、例えば、特開２００１−６６２６３号公報に記載された散乱光検出方式及び反射光検出方式の光学系を備え、または特開２０００−１２１３１７号公報に記載された干渉位相検出方式の光学系を備え、あるいはそれら両方を備えたものである。
【００２０】
処理装置２０は、ＭＰＵ２１、メモリ２２、インタフェース２３ａ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｈ、入力装置２４、表示装置２５、出力装置２６、位置制御回路２７、位置検出回路２８、及びバス２９を含んで構成されている。ＭＰＵ２１は、バス２９を介して、メモリ２２、インタフェース２３ａ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｈ、入力装置２４、表示装置２５、出力装置２６、位置制御回路２７、及び位置検出回路２８を制御する。
【００２１】
図２は、本発明の一実施の形態による表面検査方法の概略を示すフローチャートである。本実施の形態は、表面検査装置のオペレータが、入力装置２４を用いて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定する例を示している。
【００２２】
まず、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥検出プログラム２２ａを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、光学検査部３０からの検査光スポットによる磁気ディスク１の表面の走査を行わせる。光学検査部３０は、磁気ディスク１の表面を光学的に検査し（ステップ１０１）、検査結果をインタフェース２３ａへ出力する。位置検出器１４は、例えば、ロータリエンコーダで構成され、スピンドル１１の回転から磁気ディスク１の基準位置及び回転量を検出し、検出信号を位置検出回路２８へ出力する。
【００２３】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ａを介して入力した光学検査部３０による検査結果から、磁気ディスク１の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出する
（ステップ１０２）。検出する欠陥の特長は、例えば、欠陥の凹凸、欠陥の大きさ、欠陥の高さ又は深さ等とする。位置検出回路２８は、ＭＰＵ２１の制御により、位置検出器１４の検出信号から、検出された欠陥の磁気ディスク１上の位置を検出する（ステップ１０３）。欠陥の位置の検出結果は、例えば、磁気ディスク１の表面上の基準位置に対するＸ座標及びＹ座標とする。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、検出された欠陥の特長のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００２４】
次に、ＭＰＵ２１は、検出された欠陥の特長のデータをメモリ２２に格納された欠陥特長パラメータテーブル２２ｂのデータと比較照合することにより、検出された欠陥をその特長に応じて分類する（ステップ１０４）。欠陥の分類分けは、例えば、バンプ、パーティクル、ピット、スクラッチ等の欠陥の種類及びそれらの大きさの違い等とする。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、欠陥の分類結果のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００２５】
磁気ディスク１の表面全体について光学検査部３０による検査及び処理装置２０による上記処理が終了すると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥マップ表示プログラム２２ｃを実行する。ＭＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された欠陥の位置の座標データ及び欠陥の分類結果のデータから欠陥マップ作成し、表示装置２５に表示する（ステップ１０５）。
【００２６】
図３は、欠陥マップの一例を示す図である。欠陥マップは、検出された欠陥をその分類結果に応じて記号化し、欠陥の磁気ディスク上の位置をマップ上の記号の位置で表したものである。図３の例では、検出された欠陥をその種類及び大きさの違いで９つに分類して表示しているが、欠陥の種類及び大きさの違いはこれに限るものではない。また、欠陥マップに用いる記号は、図３の例に限らず、色彩の違い等を含め様々な記号を用いることができる。
【００２７】
続いて、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップを見て、個別の欠陥について形状解析が必要か否かを判断する（ステップ１０６）。形状解析が必要と判断した場合、オペレータは、形状解析が必要な欠陥を入力装置２４により指定する（ステップ１０７）。
【００２８】
形状解析が必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥形状解析プログラム２２ｄを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の位置の座標データに基づいて、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、光学検査部３０からの検査光スポットが指定された欠陥に照射されるように、磁気ディスク１を回転及び移動させる。これにより光学検査部３０は、磁気ディスク１の表面の指定された欠陥の詳細な再検査を行い（ステップ１０８）、再検査結果をインタフェース２３ａへ出力する。
【００２９】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ａを介して入力した光学検査部３０による再検査結果から、指定された欠陥の形状解析を行い、解析結果を表示装置２５に表示する（ステップ１０９）。解析結果の表示は、例えば、３次元イメージ、等高線マップ、断面形状等のように、オペレータが欠陥の形状を視覚的に判断できるものであればよい。
【００３０】
続いて、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップ又は欠陥の形状解析結果を見て、個別の欠陥について光学顕微鏡による観察が必要か否かを判断する（ステップ１１０）。光学顕微鏡による観察が必要と判断した場合、オペレータは、光学顕微鏡による観察が必要な欠陥を入力装置２４により指定する（ステップ１１１）。
【００３１】
光学顕微鏡による観察が必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥観察プログラム２２ｅを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、移動機構１３を駆動して、磁気ディスク１を光学顕微鏡４０の下方へ移動させる。なお、光学顕微鏡４０の下方へ移動は、図示しないハンドリング機構により、磁気ディスク１を光学顕微鏡４０の下方に別途設けられた検査ステージ上に搭載する方式であってもよい。
【００３２】
次に、位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の位置の座標データに基づいて、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、光学顕微鏡４０が指定された欠陥の画像を検出するように、磁気ディスク１を回転及び移動させる。そして、位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の高さ又は深さのデータに基づいて、移動機構１３を上下方向に駆動して、光学顕微鏡４０の焦点が指定された欠陥の表面に合うようにオートフォーカスを行う。これにより光学顕微鏡４０は、磁気ディスク１の表面の指定された欠陥の画像を検出し、インタフェース２３ｅへ出力する。
【００３３】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ｅを介して入力した光学顕微鏡４０による欠陥の画像を、表示装置２５に表示する。こうしてオペレータは、表示装置２５に表示された欠陥の画像を観察する（ステップ１１２）。
【００３４】
続いて、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップ又は欠陥の形状解析結果を見て、あるいは光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、個別の欠陥についてＸ線分析が必要か否かを判断する（ステップ１１３）。Ｘ線分析が必要と判断した場合、オペレータは、Ｘ線分析が必要な欠陥を入力装置２４により指定する（ステップ１１４）。今仮に、図３の欠陥マップで２の符号が付されたパーティクルを指定するものとする。
【００３５】
Ｘ線分析が必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納されたＸ線分析プログラム２２ｆを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、移動機構１３を駆動して、磁気ディスク１をＸ線検査部５０の下方へ移動させる。なお、Ｘ線検査部５０の下方へ移動は、図示しないハンドリング機構により、磁気ディスク１をＸ線検査部５０の下方に別途設けられた検査ステージ上に搭載する方式であってもよい。
【００３６】
図４は、本発明の一実施の形態によるＸ線検査部の概略構成を示す図である。Ｘ線検査部５０は、Ｘ線管球５１、分光素子５２、及びＸ線検出器５３を含んで構成されている。Ｘ線管球５１は、磁気ディスク１の表面へ照射する一次Ｘ線を発生する。分光素子５２は、図４にその断面を示すように、中央部が膨らんだ樽形の円筒形状をしており、内周面へ所定の入射角度で入射した一次Ｘ線のみをブラッグ反射して磁気ディスク１の表面へ照射する。一次Ｘ線が照射されると、磁気ディスク１の表面の原子が励起されて蛍光Ｘ線３が発生する。Ｘ線検出器５３は、磁気ディスク１の表面から発生した蛍光Ｘ線３を検出する。なお、Ｘ線分光装置及びＸ線分析装置に関するものとして、特開２００１−１３３４２１号公報がある。
【００３７】
位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、メモリ２２に記憶された指定された欠陥の位置の座標データに基づいて、モータ１２及び移動機構１３を駆動して、Ｘ線検査部５０からの一次Ｘ線が指定された欠陥に照射されるように、磁気ディスク１を回転及び移動させる。これによりＸ線検査部５０は、磁気ディスク１の表面の指定された欠陥のＸ線分析を行い（ステップ１１５）、分析結果をインタフェース２３ｆへ出力する。
【００３８】
図５は、Ｘ線分析結果の一例を示す図である。これは、母材がＮｉ−Ｐアルミニウムからなる磁気ディスク１の表面に、炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）を含むパーティクルが存在している例を示している。図５の横軸は元素のエネルギー、縦軸は検出量を示し、図中に「Ｃ」及び「Ｏ」と表示した部分がそれぞれ炭素（Ｃ）及び酸素（Ｏ）の検出量である。
【００３９】
ＭＰＵ２１は、インタフェース２３ｆを介して入力したＸ線検査部５０によるＸ線分析結果のデータを、メモリ２２の欠陥物質登録ライブラリ２２ｇに登録された物質のスペクトルのデータと比較照合することにより、指定された欠陥の物質を判定する（ステップ１１６）。欠陥物質登録ライブラリ２２ｇは、被検査物を構成する材料及び製造工程等で混入する可能性のある異物を考慮して、Ｘ線分析で検出される可能性のある物質のスペクトルのデータを予め登録したものである。欠陥の物質の判定結果は、例えば、有機物や無機物の種類、金属の種類、磁性体の種類、半導体の種類、アモルファスカーボンの種類、ウォータステイン等とする。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、欠陥のＸ線分析結果のデータ及び欠陥の物質の判定結果のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００４０】
次に、ＭＰＵ２１は、欠陥の物質の判定結果のデータに基づいて、欠陥の再分類を行う（ステップ１１７）。例えば、図３の欠陥マップで２の符号が付されたパーティクルについて、欠陥の物質の判定結果が磁気ディスク１の母材と同じものであった場合は、パーティクルではなくバンプであると再分類する。一方、欠陥の物質の判定結果が磁気ディスク１の母材と異なるものであった場合は、そのままパーティクルであると再分類する。さらに、パーティクルを、その物質の種類に応じて細かく再分類することもできる。メモリ２２は、ＭＰＵ２１の制御により、欠陥の再分類結果のデータを欠陥の位置の座標データと関連付けて記憶する。
【００４１】
最後に、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された欠陥の位置の座標データ、欠陥の特長のデータ、欠陥のＸ線分析結果のデータ、及び欠陥の物質の判定結果のデータに基づいて、検査結果を表示装置２５に表示し、または出力装置２６に出力する（ステップ１１８）。
【００４２】
図６は、表面検査装置が出力する検査結果の一例を示す図である。「Ｎｏ」欄の数字は、各欠陥を区別するための通し番号である。「アドレス」の「Ｘ」欄及び「Ｙ」欄には、欠陥の磁気ディスク１上の位置のＸ座標及びＹ座標が表示される。「凹／凸判定」欄には、欠陥の凹凸の別が表示される。「サイズ」欄には欠陥の大きさが表示され、「高さ／深さ」欄には欠陥の高さ又は深さが表示される。「Ｘ線分析元素検出量」の「Ａ」欄，「Ｂ」欄，「Ｃ」欄には、Ｘ線分析による元素Ａ，Ｂ，Ｃ（Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ任意の元素を示す）の検出量が表示される。「物質判定」欄には、欠陥の物質の判定結果が表示される。なお、表示又は出力する検査結果は本例に限らず、欠陥の特長、欠陥の分類結果又は再分類結果、欠陥のＸ線分析結果等をより簡易又は詳細に表示してもよい。
【００４３】
図２に示した実施の形態によれば、オペレータは、表示装置に表示された欠陥マップから、Ｘ線分析を行う欠陥を適宜指定することができる。さらに、オペレータは、表示装置に表示された欠陥の形状解析結果、あるいは光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、Ｘ線分析が必要か否かを判断することができる。しかしながら、欠陥の形状解析及び光学顕微鏡による欠陥の観察は必ずしも必要ではなく、どちらか一方だけを行ってもよく、両方行わなくともよい。また、光学顕微鏡による欠陥の観察の後に、欠陥の形状解析を行ってもよい。
【００４４】
図２に示した実施の形態は、表面検査装置のオペレータがＸ線分析を行う欠陥を指定するものであったが、Ｘ線分析を行う欠陥を表面検査装置で自動的に選択することもできる。この場合、Ｘ線分析を行う欠陥を選択するプログラムを、メモリ２２に追加する。ＭＰＵ２１は、追加されたプログラムを実行して、Ｘ線分析を行う欠陥を選択する。そして、選択された欠陥について、オペレータが指定する場合と同様に、Ｘ線分析が行われる。
【００４５】
Ｘ線分析を行う欠陥を選択するプログラムには、Ｘ線分析を行う欠陥のサンプリング条件やＸ線分析を行う優先順位等が含まれる。一例として、磁気ディスク１の表面を所定の面積の領域に分割し、欠陥密度（分割された領域毎に検出された欠陥の数）が所定以上の領域について、欠陥密度が高い順に、各領域で最大又は所定以上の大きさの欠陥をサンプリングする内容とする。Ｘ線分析を行う欠陥のサンプリング条件及びＸ線分析を行う優先順位はこれに限らず、所定以上の大きさの欠陥について欠陥の大きさの順、あるいは特定の種類に分類された欠陥について決められ分類の順等のように、適宜決定することができる。
【００４６】
図１の実施の形態の表面検査装置による検査は以上であるが、オペレータは、表示装置２５に表示された欠陥マップ又は欠陥の形状解析結果を見て、あるいは光学顕微鏡による欠陥の観察結果から、あるいは表示装置２５に表示され又は出力装置２６に出力された検査結果を見て、個別の欠陥についてその位置を磁気ディスク１の表面にマーキングするか否かを判断することができる。マーキングが必要と判断した場合、オペレータは、マーキングが必要な欠陥を入力装置２４により指定する。
【００４７】
マーキングが必要な欠陥が指定されると、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に格納された欠陥位置マーキングプログラム２２ｈを実行する。位置制御回路２７は、ＭＰＵ２１の制御により、移動機構１３を駆動して、磁気ディスク１をマーキング装置６０の下方へ移動させる。なお、マーキング装置６０の下方へ移動は、図示しないハンドリング機構により、磁気ディスク１をマーキング装置６０の下方に別途設けられたステージ上に搭載する方式であってもよい。
【００４８】
次に、ＭＰＵ２１は、メモリ２２に記憶された欠陥の位置の座標データ、及び欠陥の分類結果又は再分類結果のデータのうち、指定された欠陥についての位置の座標データ、及び分類結果又は再分類結果のデータを、インタフェース２３ｈを介して、マーキング装置６０へ出力する。マーキング装置６０は、入力した欠陥の位置の座標データ、及び欠陥の分類結果又は再分類結果のデータに基づき、指定された欠陥の位置、及び分類結果又は再分類結果を示す記号を磁気ディスク１の表面にマーキングする。磁気ディスク１の表面に施されたマーキングは、例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等を用いて、さらに詳細な分析を行う場合に利用される。
【００４９】
また、マーキングを行う欠陥を表面検査装置で自動的に選択することもできる。この場合、マーキングを行う欠陥を選択するプログラムを、メモリ２２に追加する。ＭＰＵ２１は、追加されたプログラムを実行して、マーキングを行う欠陥を選択する。そして、選択された欠陥について、オペレータが指定する場合と同様に、マーキングが行われる。
【００５０】
以上説明した実施の形態では、磁気ディスクの表面に付着したパーティクルのＸ線分析を行う場合について説明したが、ステイン等の異物についてもＸ線分析を行うことによりその正体を解明することができる。また、磁気ディスクの表面に形成された磁性膜や保護膜等の層にスクラッチ等の損傷がある場合には、Ｘ線分析を行うことによって、どの層が露出しているかを判定することができる。
【００５１】
本発明は、磁気ディスクに限らず、半導体ウェーハ、液晶基板等の様々な物体の表面の欠陥の検査に適用することができる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、欠陥のＸ線分析の結果を利用することにより、欠陥の弁別精度を向上することができる。従って、欠陥のＸ線分析の結果に応じて欠陥の再分類を行うことにより、欠陥の分類を高精度に行うことができる。
【００５３】
欠陥のＸ線分析は、光学的な検査で検出した欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果に基づいて行うので、分析作業を効率よく行うことができる。
【００５４】
また、欠陥のＸ線分析の結果から、被検査物の表面に付着したパーティクルやステイン等の異物の正体を解明することができる。これにより、生産工程において磁気ディスク、半導体ウェーハ、液晶基板等の表面に付着した異物の発生源を特定し、迅速な汚染防止対策が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態による表面検査装置の概略構成を示す図である。
【図２】 本発明の一実施の形態による表面検査方法の概略を示すフローチャートである。
【図３】 欠陥マップの一例を示す図である。
【図４】 本発明の一実施の形態によるＸ線検査部の概略構成を示す図である。
【図５】 Ｘ線分析結果の一例を示す図である。
【図６】 表面検査装置が出力する検査結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…磁気ディスク、１０…検査ステージ、１１…スピンドル、１２…モータ、１３…移動機構、１４…位置検出器、２０…処理装置、２１…ＭＰＵ、２２…メモリ、２３ａ，２３ｅ，２３ｆ，２３ｈ…インタフェース、２４…入力装置、２５…表示装置、２６…出力装置、２７…位置制御回路、２８…位置検出回路、２９…バス、３０…光学検査部、４０…光学顕微鏡、５０…Ｘ線検査部、５１…Ｘ線管球、５２…分光素子、５３…Ｘ線検出器、６０…マーキング装置
Claims (13)
- 被検査物の表面を光学的に検査し、
検査結果から被検査物の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出し、
検出された欠陥の被検査物の表面上の位置を検出し、
検出された欠陥をその特長に応じて分類し、
欠陥の位置と、欠陥の特長又は欠陥の分類結果とに基づいて、欠陥のＸ線分析を行い、前記Ｘ線分析の結果を用いて、欠陥の再分類を行うことを特徴とする表面検査方法。 - 欠陥の特長又は欠陥の分類結果について予め決められた条件に従って、Ｘ線分析を行う欠陥を選択することを特徴とする請求項１に記載の表面検査方法。
- 欠陥の位置及び欠陥の分類結果を表示し、
表示された欠陥のうち、Ｘ線分析を行う欠陥を指定することを特徴とする請求項１に記載の表面検査方法。 - 表示された欠陥のうち、形状解析を行う欠陥を指定し、
指定された欠陥を光学的に再検査し、
再検査結果から欠陥の形状を解析し、
解析結果に基づいて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定することを特徴とする請求項３に記載の表面検査方法。 - 表示された欠陥のうち、光学顕微鏡による観察を行う欠陥を指定し、
指定された欠陥を光学顕微鏡により観察し、
観察結果に基づいて、Ｘ線分析を行う欠陥を指定することを特徴とする請求項３に記載の表面検査方法。 - 前記分類結果、または前記再分類結果に基づいて、前記被検査物の表面に前記欠陥の位置について印を付けることを特徴とする請求項１に記載の表面検査方法。
- 前記印は、走査型電子顕微鏡、または走査型プローブ顕微鏡を用いた検査に利用されることを特徴とする請求項６に記載の表面検査方法。
- 被検査物の表面を光学的に検査する光学検査手段と、
前記光学検査手段による検査結果から被検査物の表面の欠陥の有無及び欠陥の特長を検出し、検出された欠陥の被検査物の表面上の位置を検出し、検出された欠陥をその特長に応じて分類し、Ｘ線分析を行う欠陥を選択又は指定する処理手段と、
前記処理手段により選択又は指定された欠陥のＸ線分析を行うＸ線検査手段とを備え、前記処理手段は、前記Ｘ線検査手段による欠陥のＸ線分析の結果に基づいて、欠陥の再分類を行うことを特徴とする表面検査装置。 - 前記処理手段は、欠陥の特長又は欠陥の分類結果について予め決められた条件に従って、Ｘ線分析を行う欠陥を選択することを特徴とする請求項８に記載の表面検査装置。
- 前記処理手段は、欠陥の位置及び欠陥の分類結果を表示する表示手段と、該表示手段により表示された欠陥のうち、Ｘ線分析を行う欠陥を指定する第１の入力手段とを有することを特徴とする請求項８に記載の表面検査装置。
- 前記処理手段は、前記表示手段により表示された欠陥のうち、形状解析を行う欠陥を指定する第２の入力手段を有し、
前記光学検査手段は、前記第２の入力手段により指定された欠陥を光学的に再検査し、
前記処理手段は、前記光学検査手段による再検査結果から欠陥の形状を解析し、解析結果を前記表示手段に表示することを特徴とする請求項１０に記載の表面検査装置。 - 光学顕微鏡を備え、
前記処理手段は、前記表示手段に表示された欠陥のうち、前記光学顕微鏡による観察を行う欠陥を指定する第３の入力手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の表面検査装置。 - 前記被検査物表面に前記欠陥に位置について印をつけるマーキング手段を有し、
前記印は、走査型電子顕微鏡、または走査型プローブ顕微鏡での検査に利用されることを特徴とする請求項８に記載の表面検査装置。
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