JPS60220940A - 異物自動検査装置 - Google Patents

異物自動検査装置

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JPS60220940A
JPS60220940A JP58087686A JP8768683A JPS60220940A JP S60220940 A JPS60220940 A JP S60220940A JP 58087686 A JP58087686 A JP 58087686A JP 8768683 A JP8768683 A JP 8768683A JP S60220940 A JPS60220940 A JP S60220940A
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良正 大島
Nobuyuki Akiyama
秋山　伸幸
Toshiaki Taniuchi
谷内　俊明
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体ウェハ及びホトマスク上に存在する異
物を高信頼度で、検出する自動異物検査装置に関するも
のである。
〔発明の背景〕
従来、半導体や磁気バルブ等のウェハやホトマスクに生
じる欠陥に起因する製造工程中の混入異物について、自
動的に検出する装置が多く提案されている。
その中で回路パターンが付されているウェハやホトマス
ク上の付着異物を検出する装置が提案されている。この
従来の異物検出装置は、次のように構成されている。
即ち第１図に示す如く単にレーザ光４をウェハ１面に対
し一定角度φ佑けて照射しただけでは、パターン２から
もまた異物３からも同時にレーザ光４がそれぞれ反射光
５，６として反射されることから、反射光５，６０区別
が困難で、したがって、異物６を検出することができな
い。
そこで照射レーザ光として、偏光レーザ光を使用し、異
物を検出することが行なわれている。
第２図（ｂ）に示す如（ウェハ１上に存するパターン２
にＳ偏光レーザ光１０を照射すれば、パターン２０表面
は微視的に見て滑らかであるから、反射光１１もＳ偏光
レーザ光成分が保たれる。したがって、反射経路途中に
Ｓ偏光カットフィルタ（検光子）１６を配置すれば、反
射光１１は全てＳ偏光カットフィルタ１３で遮断され、
上方への透過光は存在しない。一方、第２図（α）に示
す如く異物３に対しても同様にＳ偏光レーザ光１０を照
射すれば、反射光中にはＳ偏光レーザ光に加えてＰ偏光
レーザ元１２も含まれるようになる。。
これは、異物９表面は微視的に見て一般に粗いので、偏
光が乱される結果Ｐ偏光レーザ光が発生するようになる
からである。したがって、反射経路途中にＳ偏光カット
フィルタ１３を配置すれば、Ｓ偏光カットフィルタ１６
を通過する透過レーザ光１４はＰ偏光レーザ光１２のみ
となり、これを検出すれば異物乙の検出が可能となる。
しかしながら半導体を製造する設備としてエツチング、
　ＣＬＩＤ　、露光、レジスト塗布、デポジション等多
数存在し、各々の設備において、異物の付着状態を上記
従来の異物自動検査装置を用いて評価する必要がある。
ところがこのように多数の設備の内パターンが伺いた半
導体ウェハ表面上に異物が付着したか否かを上記従来の
異物自動検査装置で評価することは可能であるが、パタ
ーンが付かない平滑な半導体ウエノ・１表面上に異物が
付着したか否かを上記従来の異高感度で検出することが
不可能であった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記従来技術の欠点をなくし、回路パ
ターンの無いウェハまたはホトマスク上の異物を高い感
度で安定にて検出することが出来るようにした異物自動
検査装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は回路パターン付ウェハまたはホトマスク等の基
板用の異物自動検査装置において、回路パターン無しの
基板の耐着異物を検出する際、回路パターン付基板の異
物検出に必要な検光子と小さい照射角度φ、は回路パタ
ーン無し基板の異物検出には不必要又は妨げとなり、検
出感度を低下させる。本発明の概要を以下＋１１　、　
＋２１に示す。
（＋＋　異物からの乱反射光を受光する光電素子の前側
にある検光子（偏光カットフィルター）を被検査面の回
路パターンの有無に応じて、検出光路内より付加、除去
を行える構造とする。
（２）　被検査面に照射するレーザの照射角を被検査面
のパターンの有無に応じて照射角度を切換可能な構造と
する。
以上中、（２）の機能を付加することにより、従来のパ
ターン付ウェハを対象とした自動異物検査装置の性能を
劣化せずに、同一装置でパターン無平滑ウェハをも検査
対象と出来るので、異物検査装置の付加価値を高める。
〔発明の実施例〕
以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する。
第３図は本発明の具体的な実施例ビ示す図である。被検
査試料のウェハ１は、その被検査点１５の螺旋走査を可
能にする送りステージ２２の上に回転駆動２３と接続さ
れた試料ステージ２４の上に置かれており、その被検査
面に１−１ｇ　−Ｎｅや半導体レーザのレーザ発振器１
６から出力されたレーザビーム光（Ｓ偏光）　１０　（
１１）が照射され毛いる。レーザビーム光（Ｓ偏光）１
０（１１）で照射された被検査面４１の乱反射光を対物
レンズ１８で集光し、ピンホール６２、フィールドレン
ズ３！Ｉ及び検光子（Ｓ偏光カットフィルタ）３７を通
過させて、光電素子６５で検出している。
ここで、被検査ウェハ１が回路パターン付ウェハの場合
、レーザ光の被検査面に対する照射角度φ１を小さくす
る為、レーザビーム１０をミラー２６の反射を通して、
被検査点１５に照射し、同時に被検査面からの乱反射光
を検光子（Ｓ偏元カットフィルタ）３７を通過させて、
光電変換素子３５で受光し回路パターン上の異物を検出
している。
即ち回路パターン付つエノ１の・場合、パターンの表面
は微視的に見て滑らかであるため、この）回路パターン
からの乱反射光はＳ偏光レーザ光成分が保たれ、上記検
光子（Ｓ偏光カットフィルタ）６７によって遮断され、
一方異物からの乱反射光はＳ偏光レーザ光に加えてＰ偏
光レーザ光も含まれ、Ｐ偏光レーザ光はこの検光子（Ｓ
、。
偏光カットフィルタ）３７を通過し、光電変換素子６５
で検出され、回路パターン上の異物が検出できる。特に
被検査ウェハ・１が回路パターンを有する場合、上記照
射角度φ１は設計的な事柄を考慮１°〜２０が最適であ
る。即ち第５図に示すｌ−。
如（、異物検出点１５に異物が存在する場合、被検査ウ
ェハ１上の回路パターンのみが存在する場合での光電変
換部の検出出力を各々Ｖ８．Ｖ、とすると、上記照射角
度φをパラメータとするぬ■２の値は第６図の如くにな
る。照射角度φが犬・８゜きい時には■ｓＡＰの値は小
さくなり、照射角度φが小さい時には■ｓ／ＶＰの値は
大きくなる。
従って照射角度φが大きい場合より、照射角度φが小さ
い場合の方が、■５と■２との区別が容易となり、異物
検出感度が向上する。従って一１照射角度φは小さい値
に設定され、設計的な事柄を考慮してφ＝１０〜２ｏが
最適である。
また被検査ウェハ１が回路パターンを有せず平滑ウェハ
の場合、Ｓ偏光照射レーザ光の被検査面との照射角度φ
２が太き（なる様に（即ちＳｌ（〕偏光レーザビーム１
１を用いる。）ミラー２７に切換機構を設けて、レーザ
光をミラー２７で反射さぜ、照射角度φ２を約４５度に
切換えて単位面積当りの照射光量を高め、被検査点１５
に照射しうるように構成されている。更に検光子（Ｓ（
ｌｉｉ光力１・。
ソトフィルタ）３７は検出光路上から除去された位置３
８に位置付けされる。従って被検査ウェハ１が平滑ウェ
ハの場合、単位面積当りの照射光ｆｆｉ’２高めること
が出来、しかも異物からの乱反射光の全て（Ｓ偏光及び
Ｐ偏光共に）が元箪変・（）換素子５５で検出され、光
電変換素子３５の出力レベル及び８へ比も増大し、高感
度でもって異物を検出することが可能となる。また外部
光の影響も少（することもできる。
ここで検光子切換機構５１と照射角度切換機構−・５０
は手動による抜き差し動作機能を有する簡単な機構でよ
いが、作業者の誤動作を防ぐため、第４図に示すように
モータ駆動による自動切換として、パターン有無を指定
するスイッチ６０により切換機構５０．５１を同時に協
動させる協動機能を具備した構成が望ましい。またこの
協動機能は機構的に実現する方法も考えられるが、電気
的に協動させる方が簡単な構成となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、従来技−２術に比
較してパターン無しの平滑ウェハのＡ物検査を行なった
場合、検出信５ａ３７Ｎ比が約ｉｏ。
倍に向上しくこれは検光子の除去で約５倍照射角度変更
（φ、＝１°→φ、＝４５’）で約２０倍の感度向上が
行えた理由による。）パターン無しの千２滑ウェハも、
パターン有りのウェハも同一の異物自動検査装置で安定
し、且高感度でもって異物検査を自動的に行なうことが
できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図は偏光レーザを用いない欠点を示す図、第２図は
偏光レーザ異物検出の原理を示す図、第３図は本発明の
異物検査装置の一実施例を示す図、第４図は第３図に示
す切換機構を協動させるための実施例を示した図、第５
図は角度φ■Ｓ と異物検出出力Ｖｓとパターン出力ＶＰの比　／Ｗの関
係を示す図である。 １・・・ウェハ　３・・・異物 ２・・・回路パターン　１３・・・検光子１０・・・照
射レーザ　１６・・・レーザ光源１８・・・対物レンズ
　２１・・・シリンドリカルレンズ６２・・・ピンホー
ル　３３・・・フィールドレンズ３７・・・検光子　６
ｏ・・・スイッチ５０・・・照射角度切換機構 ５１・・・検光子切換機構 第１図　。 第３Ｚ 第４図 第　５　図 ／、！Ｐ θ′　５°　７０″ 手続補正書Ｃ幀） 事件の表示 昭和５８　年特許願第　８７６と６　号補正をする者 １１件との■　特許出願人 名　称　（５１０）ａ大会社　日　立　製　作　所Ｃ１
ｔ力’　／ｉＪ） 代　理　人 補正の対象　９ｊＱ　５＠　ｔ、、ロ１ｉ櫂初カＤ−喫
補正の内容

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １　試料表面に傾斜角度を有して照射する偏光レーザ照
    射光学系と、上記表面上のレーザ照射による乱反射光を
    集光して検光子を介してまたは介さずに検出する検出装
    置と、上記試料表面上のパターンの有無に応じて上記検
    光子を検出装置の検出光路内に付加または除去ならしめ
    る検光子切換手段とを設けたことを特徴とする異物自動
    検査装置。 ２　上記偏光レーザ照射光学系は、試料表面上のパター
    ンの有無に応じて傾斜角度を切換ならしめる照射角度切
    換手段を備えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
    記載の異物自動検査装置。 ３、　上記検光子切換手段と照射角度切換手段を互いに
    電気的にまたは機械的に協動ならしめることを特徴とす
    る特許請求の範囲第２項記載の異物自動装置。
JP58087686A 1983-05-20 1983-05-20 異物自動検査装置 Granted JPS60220940A (ja)

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