JPH01263539A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体ＬＳＩウェハ製造工程における各種反応
プロセス装置の発塵評価に好適な異物検査装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来の半導体素子の超ＬＳＩ化に伴い、集積度が高くな
って回路パターンの線幅がますます小さくなっている。

この回路パターンの外観不良の大部分が付着異物に起因
しているため、この異物の管理は超ＬＳＩＪ−高歩留り
で製造するための最重要課題となる。そこで半導体ウェ
ハ製造工程の各種プロセス装置の内部で種々の反応が起
って発塵の原因となっているため、ウニ八表面の付着異
物を検査して各種プロセス装置の清浄度を定量的に把握
し、的確に製造工程を管理する必要がある。

従来の異物検査装着としては、例えば特開照５４−１０
１３９０号に記載のように、試料上にレーザ照明を行っ
て異物で発生する散乱光を検出する方法がとられておシ
、検出した散乱光を電気信号に変換する光電変換素子と
してはＣＣＤリニアセンサが一般的で、ＣＣＤリニアセ
ンサは１画素が小さくかつ多数画素で構成されているた
め画像処理用検出器として広く用いられている。

第１１図（Ａ）　、　（Ｂ）は従来の異物検査装置を例
示する直列をセンサの動作説明図で、第１１図（Ａ）は
ＣＣＤリニアセンサで、第１１図（ＢｌはＣＣＤリニア
センサ出力を示す、第１１図（Ａｌ　、　（Ｂｌにおい
て、１０１．１０２は異物、１０３はＣＣＤリニアセン
サである。第１１図（Ａ）の異物１０１，１０２などの
散乱光を２次元画像として検出するためには、１次元Ｃ
ＣＤリニアセンサ１０３の自己走査（矢印方向）と試料
の移動（２線矢印方向）ｔ−組み合せる必要があり、こ
の試料移動速度はＣＧ　Ｄ　Ｉ７　ニアセンサ１０３の
一走査時間を内の試料移動量ＴがＣＣＤ　リニアセンサ
１０３の１画素の試料上に換算した寸法と等しくなるよ
うに決定される。ＣＣＤリニアセンサ１０３は受光量蓄
積形センサであるため、第１１図（Ａ）に示すように同
一径の異物１０１．１０２でも異物の位置によってその
散乱光強度が正確に電気信号に変換されない欠点を有す
る。これは１走査時間を内に異物１０１，１０２がＣＣ
Ｄリニアセンサ（プレイ）１０３上を移動して、異物１
０１，１０２からの散乱光に比例した電荷が各画素１〜
ｎＫ直結したコンデンサ（図示せず）に蓄積し、さらに
走査時間ｔの終了後に順次に電気信号として出力される
ためである０例えばＣＣＤ！ＪＣＣＤリニアセンサ１０
３時間を内の異物１０１の移動位置はすべてセンサ１０
３の画素１の検出視野内にあるため、第１１図（Ｂ）に
示すようにその散乱光はすべて蓄積されて電気信号５ｉ
ＩＦ−変換されるが、しかし一方の異物１０２の移動位
置は１走査時間を内にはセンサ３の画素ｊの検出視野外
にもあるため、その散乱光が蓄積されて変換された電気
信号Ｓｊは信号Ｓ１よりも低下する。なおこの欠点を解
消するために１走査時間を内の試料移動量Ｔを小さくす
る方法が考えられるが、この方法は検査時間が長くなる
結果を招いて実用的でない。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は蓄積・直列型センサであるＣＣＤリニア
センサの異物の位置と検出信号の依存関係の点について
配慮がされておらず、異物の散乱光強度が正確に電気信
号に変換されないという問題があった。

本発明の目的は異物の散乱光強度を正確に電気信号に変
換して高精度に異物検出することのできる異物検査装置
全提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、照明光学系によ多試料に対して複数方向か
らレーザ光で斜方照明を行い、試料からの散乱光（反射
光）を検出光学系により集光検出する系に、検出光の光
電変換素子として非蓄積・並列出力型光電変換素子のセ
ンナを用いることにより、第１に該並列出力型光電変換
素子の各画素からの検出信号出力を各演算処理回路に入
力して一定時間間隔毎に各最大値を算出して該算出値が
一定値以上の場合に異物データとして記憶回路に記憶し
、第２に該並列出力ｆｆ１ｆｆ、電変換素子の各画素か
らの検出信号出力毎に２値化回路で２値化して該値が設
定しきい値以上の場合の上記検出信号出力のみを加算回
路で加算して該加算値によ）異物データとして検出し、
第３に該並列出力型光電変換素子の各画素からの検出信
号出力を全て加算回路で加算して該加算値が一定値以上
の場合によごれ等の異物データとして検出するようにし
た異物検査装置により達成される。

〔作用〕

上記の異物検査装置は、光電変換素子として非蓄積・並
列出力型光電変換素子のセンサを用いることにより、受
光量を蓄積しないため受光強度を正確に電気信号に変換
できるので高精度な試料上の異物検出が可能となシ、第
１Ｋ並列出力溢光電変換素子の各画素ａ　”−ｎからの
検出信号出力（ａ）〜か）を複数個（ａ＝ｎ）の各演算
処理回路に入力して適当な時間間隔を毎に各最大値Ｗａ
ｘｅｎを算出したのち該算出値が一定値以上の場合に異
物データとして検出するととくよシ座標分解能が向上し
、第２に並列出力型光電変換素子の各画素ａ〜ｎからの
検出信号出力（Ｊｌ）〜（ｎ）のうち２値化した値が予
め定めたしきい値以上の出力のみ加算回路で加算した値
が一定値以上の場合に異物データとして検出することに
よシ演算処理回路を簡略化でき、第３に並列出力型光電
変換素子の各画素ａ”−ｎからの検出信号出力（ａ）〜
仏）の総和値が一定値以上の場合に異物データとして検
出することにより試料上のよごれ等のマクロ異物を検出
することができる。

〔実施例〕

以下に本発明の一実施例を第１図から第１０図により説
明する。

第８図は本発明による異物検査装置の一実施例を示す成
膜上異物検査装置の構成図である。第８図において、１
は異物検査対象試料の半導体ウェハ、２（２ａ　〜２ｄ
）、５（３ａ〜３ｄ）は試料１の表面を複数方向から斜
方照明を行う照明光学系のレーザ、５（５＆〜ｓｈ）は
レーザ２，３の出力光を集光して照明するレンズである
。６は試料１上の異物や試料成膜上の微小凹凸や試料１
上の回路パターンで発生する散乱光（反射光）を集光検
出する検出光学系の対物レンズ、７は対物レンズ６の検
出像を拡大するリレーレンズである。

８はリレーレンズ７の拡大検出像を光電変換する非蓄積
・並列出力型光電変換素子のセンサ、９はセンサ８の検
出信号出力から試料１の異物と成膜上微小凹凸の弁別等
を行う演算処理回路である。

１０は必要に志じて挿脱可能な偏光光学素子の偏光フィ
ルタである。試料１は試料移動機構（図示せず）によシ
移動可能である。

レーザ２，３はＨｅ　−Ｎ　ａレーザ等を利用できるが
、半導体レーザを用いれば装置が小屋になるうえ、出力
光の０Ｎ−ＯＦＦが高速かつ容易にできる。またレーザ
２（２８〜２ｄ）は試料１の表面に対して高角度θ■で
照明し、レーザ３（３ａ〜５ｄ）は低角度θＬで照明す
る。ここで例えば高角度θ！＋　４５　Ｑ度で、低角度
θＬ＝２〜５度に設定し、複数方向たとえば４方向から
斜方照明する。これは異物の形状が一定でないので、レ
ーザ２．３の照明方向くよって発生する散乱光の光量が
異なるととく起因する検出感度の不均一性を防止するた
めである。つｔ〕レーザ照明が一方向の場合には異物に
照明が当たる方向によって発生する散乱光の強度が異な
るが、複数方向の照明にすることによシ散乱光の強度が
異なるのを回避することができる。試料（ウェハ）１の
表面全体を検査するために、ウェハ１を試料移動機構に
よりＸＹ走査またはら線状走査する。このときウェハ１
の表面の高さが変動すると、レーザ２，３による照明位
置が変動して異物検出性能が低下するため、自動焦点合
せ機構（図示せず）が必要である。この自動焦点合せ機
構としては、従来のエアーギャップ式のもので生じる塵
埃付着等の問題を回避するため光学式のものを用いる必
要があり、これには特開昭５８−７０５４０号に記載の
ような投影縞パターンコントラスト検出方式のものが適
当である。対物レンズ６およびリレーレンズ７から構成
される散乱光検出光学系は結像光学系であり、対物レン
ズ６で集光した散乱光はリレーレンズ７を通してセンサ
８の受光面に結像される。したがってセンサ８の受光面
積を小さくすることによってエバ１の表面上の検出範囲
（検出視野）を小さくすることができる。

第９図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は第８図の検出
視野の効果説明図で、第９図（Ａ）は検査対象ウニ八表
面の模式図で、第９因（Ｂ）は広視野検出信号、第９図
（Ｃ）は狭視野検出信号を示す、第９図（Ａ）　、　（
Ｂ）　、　（Ｃ）において、１３は異物、１４は成膜上
微小凹凸、１５は広い検出視野、１６は狭い検出視野で
ある。第９図（Ａ）。

（Ｂ）　、　（Ｃ）により検出範囲（検出視野＞１小さ
くすることによって生じる効果を説明すれば、第９図（
人）に示すウェハ１の表面上の走査位置（矢印方向）を
第９図（Ｂ）のように広い検出視野１５で走査すると、
多数の成膜上微小凹凸１４からの散乱光を検出するため
、散乱光の検出信号Ｖのバックグラウンド信号が増加し
て異物１３の検出信号がその中に埋もれてしまう、しか
し第９図（Ｃ）のように狭い検出視野１６で走査すると
、同時に検出する検出視野内の微小凹凸１４の数が第９
図（Ｂ）に比べて少なくなるため、散乱光の検出信号Ｖ
のバックグランド信号が低下して異物１３の検出信号が
埋もれることなく異物１３の検出が可能となる。ここで
１μｍ以下の異物１３とアルミ等の成膜上の微小凹凸１
４を弁別するためには、検出視野１６の大きさは３〜５
μｍ角にするのが最適である。これ以上にすると上記の
理由で異物１３の弁別性能が低下し、これ以下にすると
弁別性能は向上するが検査時間が長くなる。このように
検出視野の太きさとウェハ全面の検査時間は密接に関係
し、検出視野を小さくすると単位時間当りの検査面積が
小さくなるため検査時間が増大する。この検出視野を小
さくして異物検出性能を向上させ、かつ検査時間を短縮
させるという相反する条件を満足させるために、第１１
図の従来装置のセンサ１ｏ５（第８図のセンサ８に相当
）としては小さな画素１〜ｎが多数かつ一列に並んだ検
出器たとえばＣＯＤリニアイメージセンナを用いている
。ＬがＬＣＣＤリニアイメージ七ンサセンサは直列出力
盤であるため高速検査には限界があり、また上記したよ
うに蓄積型であるため異物散乱強度を正確に電気信号に
変換できない欠点を有する。これを回避するため本発明
の実施例では第８図のセンサ８として非蓄積・並列出力
型光電変換素子（センサ）である非蓄積・並列出力型ホ
トダイオードアレイを用いる。この並列出力型ホトダイ
オードアレイのセンサ８として特願昭５９−２２５７１
５号のセンナを用いると高速検出および微弱光検出が可
能となる。

第１図は第８図の並列型センサの演算処理回路図である
。第１図において、１１　（１１ａ〜１１ｎ）は増幅回
路、１２（１２ａ〜１２ｎ）は異物検出処理回路、１７
　（１７ａ〜１７ｎ）はピークホールド回路、１８（１
８ａ〜１８ｎ）はサンプルホールド回路、１９　（１９
ａ　〜１９ｎ　）はＡＤコンバータ、Ｇはグー）、ＣＰ
ＴＪは中央処理装置、３３はサンプルクロックである。

並列出力盤ホトダイオードアレイ（センナ）８の検出信
号は演算処理回路９の増幅回路１１および処理回路１２
を用いて各画素ａ　”−ｎ毎に異物検出処理が行われる
。各処理回路１２はピークホールド回路」７とサンプル
ホールド回路１８とＡＤコンバータ１９から構成され、
各出力の異物データはゲートＧを介して中央処理装置Ｃ
ＰＵに取プ込まれて記憶回路に記憶される。

ここでピークホールド回路１７がないと、ＡＤコンバー
タ１９はサンプルクロック５３に同期してアナログ・デ
ィジタル変換するため、サンプルクロック３３と同期し
ない時点の検出信号の情報が失なわれてしまう、したが
って並列出力型ホトダイオードアレイ８は蓄積機能を有
しないため、異物情報が確率的にはほとんど消失してし
まうという欠点が生じる。そこでこの異物情報の消失を
回避するため、処理回路１２にはピークホールド回路１
７を設置して、サンプルクロック３５の期間ｔ、の間の
検出信号最大値をホールドする。

第２図ηｌ　、　（Ｂｌは第１図の異物検出動作説明図
で、第２図（Ａｌは各部動作波形図、第２図（Ｂ）は試
料移動図である。第２図（Ａ）は第２図の）のセンサ８
の画素１の検出信号（１）の処理手順を示しており、第
２図（Ａｌのサンプルクロック３３０期間ｔ１の検出信
号（１）の最大値をホールドしたピークホールド回路１
７のピークホールド信号（１）はサンプルクロック３３
に同期してサンプルホールド回路１８へ移し、同時にピ
ークホールド回路１７ｆ：リセットする。

これによシサンプルクロック５５の期間ｔ１での異物Ａ
、Ｂ、Ｄの検出信号（１）の最大値をサンプルホールド
したサンプルホールド信号（１）の最大値ＶＡ、ＶＢ、
Ｖ、ｔ−ＡＤコ７バータ１９によシ異物データ出力ｖＡ
　ｓ　’ＩＮ　ｅ　ｖＤに変換できるので、異物情報消
失の欠点が解消する。こうしてゲー）Ｇを介して中央処
理装置ＣＰＵに取り込んだ情報から異物・グレイン（微
小凹凸）弁別および散乱強度判定等の処理を行う、この
場合に異物Ｂは不良とならない微小異物であるので、そ
の異物データ出力Ｖ、がゲー）ＧＫ段設定であるしきい
値Ｖ！よりも小さくなるため中央処理装置ｃｐｕに入力
されない、もちろん増幅回路１１の出力を単純に２値化
して、異物とグレインを弁別することも可能である。な
お第２図（Ｂ）の試料移動（矢印方向）はサンプルクロ
ック３３０期間ｔ、と同期をとる必要はない、すなわち
試料１が高速に移動しても、サンプルクロック５５の期
間ｔ、内に試料１が、方向に移動する距離Ｘｔｌ内の異
物Ａ、Ｂ、Ｄの異物データ出力ｖＡ　＊　ｖＢ　＊　ｖ
Ｄが検出できる。この場合に異物Ｃはよシ大きい異物り
と同一のサンプルクロック３３の期間ｔ、内にあるため
検出されない、この見逃しを避けるためには試料移動速
度を低下させ、サンプルクロック３３の期間ｔ、をセン
サ８の幅丁、に相当させるようにする必要がある。この
場合の動作を第５図に示す。

第３図（Ａ）　、　０３）は第１図の並列型センサの動
作説明図で、第５図（Ａｌは並列出力屋ホトダイオード
アレイ（センサ）で、第３図（Ｂ）は並列出力型ホトダ
イオードアレイ（センナ）の検出信号を示す、第３９偽
）、（Ｂ）において、１０１〜１０６は異物である。第
３図（Ａ）　、　（Ｂ）のサンプルクロック３３０期間
ｔの試料移動距離Ｘ、はセンサ８の幅でに相当する。こ
の場合に第３図（Ａ）の異物１０５は異物１０４の近傍
にあるが、異物１０４，１０５の画素ａの検出信号（ａ
）は第５図（Ｂ）の検出信号（ａ）のようにサンプルク
ロック３３の期間ｔで分離されているので、異物１０４
，１０５が共に検出できる。さらに異物１０１，１０２
は第１１図偽）の従来の直列型センサ１０５と同一の位
置関係にあるが、第３図（Ｂ）の検出信号α）　、　（
ｊ）の第１図の処理による異物データ出力Ｖ、。１．Ｖ
、。２は同一値となって従来の欠点が解決できる。ここ
で第５図（Ｂ）の検出信号（４）　、　（ｊ）の斜線部
分の面積Ｓｉ、Ｓｊは第１１図（Ｂ）の電気信号Ｓｉ、
Ｓｊに相当する。

第４図は第１図のシェージング（照度ムラ）補正回路図
である。第８図のように斜方からレーザ照明を行なうと
、レーザの出力ビームは通常ガウス分布状となっている
ため、照明の照度分布が一様にならずにセンサ８の画素
間に異物検出感度の差異（シェージング）が生じるから
、これを補正するために第１図の演算処理回路９の増幅
回路１１　（１１ａ〜１１ｎ）と異物検出処理回路１２
（１２ａ〜１２ｎ）の間に第４図の照度むら補正回路を
設けることができる。第４図において、２０はマルチプ
レクサ、２１はＡＤコンバータ、２２はｃｐ［１，２５
（１５ａ　〜２５ｎ　）はＤＡ：Ｍ／バータ、２４（２
４ａ〜２４ｎ）はラッチ、２５（２５ａ〜２５ｎ）は乗
算回路である。並列をセンサ８の各画素ａ〜ｎの出力を
増幅し、た各増幅回路１１の出力をマルチプレクサ２ｏ
を介して順次にＡＤコンバータ２１でディジタル信号に
変換してＣＰＯ２２に敗り込む、ＣＰＯ２２は取り込ん
だ試料１の平坦部の検出信号のディジタル値として記憶
し、この値を基に乗算回路２５ａ〜２５ｎの各両系出力
が一定になるようＶＸ名−画然毎の乗算係数を算出して
ラッチ２４　＆−＝−２４　ｎｆｃｌ−７１−する＠　
ＤＡコンバータ２！１ａ−−２５ｎはラッチ２Ｊａ〜２
４ｎの内容をアナログ４Ｔｉ号に変換し、乗算回路２５
ａ＝２５ｎは増幅回路１１８〜１１ｎの出力とＤＡコン
バータ２５＆＝２３ｎの出力の乗算を行ない各画素出力
をうる。このようにして本シェージング補正回路がない
場合にはセンサ８の各画素で同一形状で同一寸法の異物
を検出１〜でも照度分布の影響で増幅回路１１の各出力
が異なるが、本補正回路を用いて乗算回路２５の各出力
が等しくなるように各２ツチ２４に乗算像ａをそス１．
ぞ、ｌｌ’Ｌ−（！ニットすることにより照度分布の影
響金除去でき、同一寸法異物をセンサ８のどの画素で検
出しても同一出力となって各画素間の異物検出感度の不
均一を補正できる。

第５図は第８図の並列型センサの他の演算処理回路の出
力処理回路図である。第１図の実施例のようにセンサ８
の各画素ａ　＝　ｎのすべてに異物検出処理回路’１２
ｍ−１２ｒｉを付加した場合には増幅回路１１と処理回
路１２がｎ組必要となって回路規模が増大するが、第５
図の実施例ｂ：ビークホールド回路を簡素化１〜て回路
規模の縮小全図るもので、第４図の補正回路の乗算回路
２５の各画素出力から加算回路５０による出力Ａと加算
回路５１による出力Ｂを同時に出力する。、第５図にお
いて、２６　（２６ａ〜２６ｎ）はアナログコンパレー
タ、２７　（２７ａ−２７ｎ　）はアナログスイッチ、
２Ｂ（２８ａへ一２８ｎ）は入力抵抗、２９はフィード
バック抵抗、３０は演算増幅器（加算回路）、Ｓｌは加
算回路で、加算回路５０、．５１の出力大。

Ｂは七ｎ（Ｊれ第１因の１個ずつの異物検出処理回路１
２を介して中央処理装置ＣＰυに接続さｉ７、る。

第５１Ｊ（７）７ナログコンバレータ２６は乗算回路２
５の画素出力（検出信号）が１〜きい値Ｖ！より大きい
場合にｎ１１１を出力する。このしきい値Ｖ。

ｉ−ｉ：試料１の成膜上の微小凹凸の検出信号より僅か
に大きな値Ｖ、ＩＣ設定し、とれよりも乗算回路２５の
出力が大きい場合には当該器１素で異物を検出したと判
断できる。演算増幅器３０は入力抵抗２８とフィードバ
ック抵抗２９により加算回路を構成しており、抵抗２８
と抵抗２９はずべて同一抵抗値Ｒであって、各画素出力
のうちの異物検出信号出力が均等（Ｌ加算される。入力
抵抗２Ｂはアナログスイッチ２７を介して演算増幅器（
加算回路）５０の入力に接続し、アナログスイッチ２７
はアナログコンパレータ２６の出力が１１１１のときく
ＯＮどなることにより、しきい値ｖ、１：越えた画素の
異物検出信号出力のみ全加算して出力Ａ′ｆｒ、うろこ
とができる。この出力Ａは第１図の異物検出処理回路１
２の１個に接続して異物データ出力の処理が行なわれる
。、また加算回路５１は乗算回路２５の全画素出力の総
和を求めるもので、この総和出力Ｂも第１図の処理回路
１２の１個に接続１〜て異物データ出力の処理が行なわ
れるが、これはウェハ１上のよごれ（くもり）などのマ
クロ異物を検出するためである。

第６図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は第５因の出力
Ａの機能説明図で、第６図（Ａ）はセンサと試料上異物
の対応図、第６図（３）は検出信号図、第６図（Ｃ）は
出力Ａ機能図である。第６図（Ａ）のように矢印方向に
走査するフォトダイオードアレイのセンサ８で試料上の
異物１３　（１３ａ、１３ｂ、１３ｎ　）および微小凹
凸１４を検出した場合の各画素Ｊｌ　−＝−Ｑの検出信
号（乗算回路２５の出力）（ａ）〜（ｎ）は第６ＩＮ（
Ｂｌのような波形になる。この場合に第６図（Ｃ）のよ
うにアナログスイッチ２７は各検出信号（ａ）〜（ｎ）
がしきい値Ｖ、より大きい場合のみＯＮとなって加算回
路６０に入力される。この図では画素ａの検出信号（ａ
）は異物１３＆を検出した時のみアナログスイッチ２７
ａがＯＮ　ｌ、、て加算回路６０に入力されるが、この
時に他の１！ｌｊ索では異物が検出されていないので検
出４１号（ａｔのみが加算回路５ＣＮＣ入力されて出力
大をうｂｏついで画素す、ｎの検出信号（ｂ）　、　（
ｒｉｌがそれぞれ異物１３ｂ、ｌ５ｎｆｔ同時に検出し
た時には、アナログスイッチ２７ｂ、２７ｒｘが同時に
ＯＮとなるので両方の検出（１号（ｂ）　、　（ｎ）の
みが加算回路６０に入力されて加算出力Ａ′ｆｃうる。

つぎに加算回路５０の出力Ａは第１図の異物検査処理回
路１２のピークホールド回路１７とサンプルホールド回
路１８とＡＤコンバータ１９の１組を用いて異物データ
出力の処理が行われて中央処理装置ＣＰＵに取シ込まれ
る。この加算回路３０ではセンサ８の検出視野ａ−ｎを
一括して異物検出するので。

検出視野が２５０μｍ（５μｍ画素で５０画画素列出力
の場合）となり、第１図の各画素単位の検出処理に比べ
て座標分解能が低下するが実用上差し支えない。つぎに
第７図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（ｃ）は第５図の出−
力Ｂの機能説明図で、第７図（Ａ）はセンナと試料上マ
クロ異物の対応図、第７図（Ｂ）は検出信号図、第７図
（Ｃ）は出力Ｂ機能図である。第７図η）のように矢印
方向に走査する７オトダイオードアレイのセンサ８でウ
ェハ１上の薬液残渣や指紋などによるよごれ（くもり）
のように各画素毎では微小凹凸と弁別できないような微
小検出信号を有するマクロ異物１３０および微小凹凸１
４を検出した場合の各画素ａ　”−ｎの検出信号（乗算
回路２５の出力）（ａ）〜（ｎ）は第７図（Ｂ）のよう
になシ、各画素ａ　−ｎ毎に検出信号（ａ）〜（ｎ）　
ｔ−処理する場合には画素ｊの検出信号（ｊ）のように
マクロ異物１３０の検出信号がしきい値Ｖ、以下のため
マクロ異物１３０の検出ができないが、第７図（Ｃ）の
ように各乗算回路２５ａ〜２５ｎの出力を加算回路３１
で総和した総和出力（波形）Ｂによシマクロ異物１３０
が検出できる。

上記した実施例ではウェハ１の成膜上の異物検査機能を
中心に説明したが、この機能の他に特願５４−１Ｇ６６
１０号と特願５Ｂ−０８７６８６号でパターン付ウェハ
の場合には偏光低傾斜角度照明と偏光光学素子（偏光フ
ィルタほか）との組合せが最適であって鏡面試料の場合
には高傾斜角度照明が最適であると記載されておシ、こ
のようなパターン付ウェハと鏡面ウェハ上の異物検出機
能も下記のようにして第８図の構成の異物検査装置で付
加できる。すなわち第８図の実施例でレーザ２，３はす
べてＳ偏−ｊｆＳ（レーザの振動面（電界ベクトル）が
ウェハ１表面に平行とする照明）であってかつ単独ＫＯ
Ｉ１０ＦＦでき、偏光フィルタ１０は光路上から出し入
れ可能であるので、レーザ２，３を選択してＯＮＩ、か
つ偏光フィルタ１０も適宜に出し入れするとと忙よシ、
上記の３種類のウェハの異物を検出することが可能とな
る０例えば第１１１ｃ鏡面ウェハの場合には微小凹凸が
存在しないのでサブミクロンの微小異物を高Ｓ／Ｎで検
出できるが、この場合にはすべてのレーザ２゜３をＯＮ
にして偏光フィルタ１０は除去する。第２に平滑成膜ウ
ェハの場合には成膜上の微小凹凸の形状と大きさが成膜
の種類によって異なるので、微小凹凸に偏光特性がない
場合には低角度レーザ３ａ〜３ｄｔ−ＯＮｌ、て偏光フ
ィルタは除去し、微小凹凸に偏光特性がある場合には対
向するレーザ２ａ、３ａ、２ｃ、３ｏをＯＮして偏光フ
ィルタ１０を挿入する（この場合に散乱光のＳ偏光成分
を遮光するように偏光フィルタ１０を設置する）等の組
合せを任意に選択する。第５′／ｌｃパターン付ウエハ
の場合には偏光特性を利用して異物とパターンを弁別で
きる（特開昭５４−１０１５９０号参照）、第１０図は
第８図のパターン付ウェハの場合の異物検査装置の補足
構成図である。第８図の構成でパターン付ウェハの場合
には第１０図のように対向する低角度レーザ３ａ、３ｏ
のみをＯＮとして偏向フィルタ１０ｔ−挿入し、レンズ
５ｂ。

５ｅを介してＳ偏光レーザを低角度でパターン付つェハ
ＩＫ照明すると、ウェハ１のパターンからの散乱光はほ
とんどがＳ偏光であって偏向フィルタ１０で遮光でき、
ウェハ１の異物からの散乱光に含まれるＰ偏光成分は偏
光フィルタ１０を通過するのでセンサ８で検出可能とな
る。

以上の実施例によれば、成膜されたウェハ上の微小異物
を高感度で検出することができ、かつ鏡面ウエハヤパタ
ーン付ウェハの異物検出にも適用できる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、鏡面ウェハだけでなく成膜されたウェ
ハでも異物検査を高感度かつ高精度で行なうことができ
るので、半導体製造工程のプロセス装置を実際に動作さ
せた状態での発塵を評価して歩留りを向上できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による異物検査装置の一実施例を示す並
列量センサの演算処理回路図、第２図（Ａ）。 （Ｂｌは第１図の異物検出動作説明図、第３図（Ａ）　
、　（Ｂ）は第１図の並列量センナ動作説明図、第４図
は第１図の照度むら補正口ｊ！図、第５図は第１図の並
列層センナの他の演算処理回路図、第６図（Ａ）　、　
＠１゜（Ｃ）は第５図の出力Ａ機能説明図、第７図（Ａ
）　、　（Ｂ）　。 （Ｃ）は第５図の出力Ｂ機能説明図、第８図は第１図の
成膜上異物検査装置の構成図、第９図（Ａ）　、　（Ｂ
）　。 （Ｃ）は第８図の検出視野効果説明図、第１０図は第８
図のパターン付ウェハの異物検査装置の補足構成図、第
１１図（Ａ）　、　（Ｂ）は従来の異物検査装置を例示
する直列星センナの動作説明図である。 １・・・・・・ウェハ（試料）、２．ト・・・・・レー
ザ（照明光学系）、６・・・・・・対物レンズ（検出光
学系）、７・・・・・・リレーレンズ、８・・・・・・
非蓄積・並列出力量センサ、９・・・・・・演算処理装
置、１０・・・・・・偏光フィルタ、１１・・・・・・
増幅回路、１２・・・・・・異物検出処理回路、１７・
・・・・・ピークホールド回路、１８・・・・・・サン
プルホール）”（ＩＭ、？　？・・・・・・ｈＤ：ｘン
−ｐ＜−タ、２０・・・・・・ｉルチブレクサ、２１・
・・・・・ＡＤコンバータ、２２・・・・・・ＣＰＬＩ
、２５・・・・・・ＤＡコンバータ、２４・・・・・・
ラッチ、２５・・・・・・乗算回路、２６・旧・・アナ
ログコンパレータ、２７・・・・・・アナログスイッチ
、３０．３１・・・・・・加算回路。 ・°　　　） 代理人　弁理士　小川勝男（、−ｙ １２・・・火ｍｏ路　　　ｔ９・−Ａ（）コシｌ（−タ
第２０ 羽 −一一一一一ヤχ 第３図 第４図 １１／１ １１・・・３曽七１昂Ｋ　　　　ｚｚ＝−ｃ　ＰＬＩ２
０・・・マルチデＬ７プ　　２３−°・ＯＡコンバー２
２１・・・船コニバーフ　　２５・・・棗耳回路で ２７−・・アナＯブスイフ＋　３０・・演４３１七Ｉ各
第６図 第８図 ３・・しづ゛　　３・・化ユブ 執料府動 書入朱ｉ＋科動ｌ：丁 ＣＢ） 記入信号 Ｈ−−−−−−−一一−−−−−−−−−１　　　　　
　ｔ、Ｊ　　　　　　　　八ｃｃｏリニアｔ〉ブ１足食
：も

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、試料に対して複数方向からレーザ光で斜方照明を行
   う照明光学系と、試料を移動する移動機構と、上記照明
   光学系の照明によって試料から反射する散乱光を集光検
   出する検出光学系と、該検出光学系の検出光を電気信号
   に変換する複数の画素を有する並列出力型光電変換素子
   と、該並列出力型光電変換素子の各画素からの検出信号
   出力を入力として演算処理を行い該演算処理結果の値が
   一定値以上の場合に異物データとして検出する演算処理
   回路とから成る異物検査装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の異物検査装置において
   、上記演算処理回路は上記並列出力型光電変換素子の各
   画素からの検出信号出力の最大値を各処理回路で一定時
   間間隔毎に算出して該算出値が一定値以上の場合に異物
   データとして検出する異物検出回路。 ３、特許請求の範囲第２項記載の異物検査装置において
   、上記演算処理回路はサンプルクロック発生回路と、上
   記並列出力型光電変換素子の各画素からの検出信号出力
   に対応する各ピークホールド回路とサンプルホールド回
   路とＡＤコンバータとを備える異物検査装置。 ４、特許請求の範囲第１項記載の異物検査装置において
   、上記演算処理回路は上記並列出力型光電変換素子の各
   画素からの検出信号出力毎に２値化して該値が一定値以
   上の場合の上記検出信号出力のみを加算して該加算値に
   より異物データを検出する異物検査装置。 ５、特許請求の範囲第１項記載の異物検査装置において
   、上記演算処理回路は上記並列出力型光電変換素子の各
   画素からの検出信号出力を全て加算して該加算値により
   試料上のよごれ等の異物データを検出する異物検査装置
   。 ６、特許請求の範囲第２項または第４項または第５項記
   載の異物検査装置において、上記演算処理回路は入力と
   する上記並列出力型光電変換素子の各画素からの検出信
   号出力に対してレーザ光の照度が試料上でガウス分布状
   であることに起因する検出視野内の照度分布の不均一に
   よる不均一性を補正する手段を備える異物検査装置。 ７、特許請求の範囲第２項または第４項または第５項記
   載の異物検査装置において、上記照明光学系は上記レー
   ザ光を所望の組合せの使用で選択して照明し、かつ上記
   検出光学系は光路上に偏光光学素子を挿入あるいは除去
   することにより、平滑鏡面試料、平滑成膜試料、パター
   ン付試料等上の異物を各試料に最適な条件で検出できる
   ようにした異物検査装置。