JPH0159522B2 - - Google Patents

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JPH0159522B2
JPH0159522B2 JP54057126A JP5712679A JPH0159522B2 JP H0159522 B2 JPH0159522 B2 JP H0159522B2 JP 54057126 A JP54057126 A JP 54057126A JP 5712679 A JP5712679 A JP 5712679A JP H0159522 B2 JPH0159522 B2 JP H0159522B2
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JP
Japan
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wavelength
wafer
laser beam
optical system
reflected light
Prior art date
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Application number
JP54057126A
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English (en)
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JPS55149829A (en
Inventor
Nobuyuki Akyama
Yoshimasa Ooshima
Mitsuyoshi Koizumi
Yoshitada Oshida
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP5712679A priority Critical patent/JPS55149829A/ja
Publication of JPS55149829A publication Critical patent/JPS55149829A/ja
Publication of JPH0159522B2 publication Critical patent/JPH0159522B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、検出点に対してその周囲の4方向の
斜め上方より偏向レーザを照射し、検出点からの
反射光の内特定偏向成分を抽出して回路パターン
が形成されたウエハ上に存在する異物を検出する
ようにしたウエハ異物検出装置に関するものであ
る。
一般にウエハには各種の回路パターンが存在す
るが、場合によつては異物も同時に存在すること
から、歩留り向上のためにもその異物を短時間内
に効率的に検出することが望まれている。従来こ
の種の検出にはレーザ光が用いられることが多い
が、第1図に示す如く単にレーザ光4をウエハ1
面に対し一定角度傾けて照射しただけでは、回路
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5,6の区別が困難で、したがつ
て、異物3を検出することができない。そこで、
照射レーザ光としてS偏光レーザ光を使用し、回
路パターン2を有するウエハ上に存在する異物を
検瞬することが試みられていた。第2図a,bは
その原理を示したもので、第2図aに示す如くウ
エハ7上に存する回路パターン8にS偏光レーザ
光10を照射すれば回路パターン8の表面は滑ら
かであるところから、反射光11もS偏光レーザ
光のままであり、したがつて、反射経路途中にS
偏光カツトフイルタ13を配置すれば、反射光1
1は全てS偏向カツトフイルタ13で遮断され、
透過光は存在しない。一方、第2図bに示す如く
異物9に対しても同様にS偏向レーザ光10を照
射すれば、反射光中にはS偏光レーザ光の他にP
偏光レーザ光12を含まれるようになる。これ
は、異物9表面は一般に粗いので、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。したがつて、反射経路途中にS偏向カツ
トフイルタ13を配置すれば、S偏向カツトフイ
ルタ13を介する透過レーザ光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9の
検出が可能となるわけである。
第3図は、上記原理に係る2方向照射方式ウエ
ハ異物検出装置の概念を示したものである。図示
の如くウエハ15上に存する異物9に対し2方向
斜め上方よりS偏光レーザ光16,17を照射す
れば、異物9からはS+P偏光レーザ光18が反
射されるので、これを対物レンズ19で集光した
後S偏向カツトフイルタ20でS偏光レーザ光の
みを遮断すれば、P偏光レーザ光21のみが視野
限定用の絞り22を介して光電変換素子23で検
出され得、この検出出力をもつて異物の存在を知
ることができる。
しかし、本発明においては照射方向が一方向
(紙面内)であるところから、異物の向き如何に
よつては反射光の量が変化するという欠点があ
る。そこで第4図に示す如くX、Y4方向からS
偏光レーザ光25,26(他の2方向についても
同様)をウエハ24上の異物28に対して照射す
れば、そのような欠点は解消されると考えられ
る。しかしながら、反射光量は大きくなつてもX
方向のS偏光レーザ光25が照射された異物28
からはS偏光レーザ光29とP偏光レーザ光27
が反射され、また、Y方向のS偏光レーザ光26
に対しても異物28からはS+P偏光レーザ光
(Pは異物28によつて乱された成分)が反射さ
れることになる。ここで注意すべきはX方向とY
方向とは直交するので、Y方向におけるS、Pの
偏光レーザ光をX方向に置換すれば、90゜方向が
変化してそれぞれP、Sの偏光レーザ光となるこ
とである。即ち、X方向レーザ光照射においては
S+P偏光レーザ光の中から異物28によつて乱
された成分であるP偏光レーザ光を検出し、Y方
向照射においてはS+P偏光レーザ光の中からS
偏光レーザ光を検出する必要がある。しかし、P
偏光レーザ光とS偏光レーザ光とを抽出し得るフ
イルタ手段は存しないので、X方向、Y方向から
同時にレーザ光を照射した状態では異物を検出す
ることはできないことになる。
本発明の目的は、回路パターン等が形成された
ウエハ上の表面に異物が存在するか否かを、上記
回路パターンを異物と誤認識することなく、異物
の向き、方向に殆ど無関係に見逃すことなく安定
して、しかもウエハ全面に亘つて連続して迅速に
高信頼度でもつて簡単に検出できるようにしたウ
エハ異物検出装置を提供することにある。
即ち、本発明は上記目的を達成するために、ウ
エハ上面に亘つて検出点を走査する走査手段と、
第1の波長λ1を有し、且つ第1の直線偏向成分を
有するレーザ光を、X軸の相対向する2方向の斜
め上方より上記検出点に向けて照射する第1のレ
ーザ光照射手段と、上記第1の波長λ1と異なる第
2の波長λ2を有し、且つ第2の直線偏向成分を有
するレーザ光を、Y軸の相対向する2方向の斜め
上方より上記検出点に向けて照射する第2のレー
ザ光照射手段と、上記ウエハ上の検出点から得ら
れる反射光を集光すべくウエハ面に略垂直な光軸
を有する集光光学系と、該集光光学系によつて集
光された反射光を第1の波長と第2の波長とに分
離する波長分離光学系と、該波長分離光学系によ
つて分離された第1の波長を有する反射光に対し
て第1の直線偏向成分を遮光する第1の偏向カツ
トフイルタと、該第1の偏向カツトフイルタを通
過した反射光を受光する第1の光電変換素子と、
上記波長分離光学系によつて分離された第2の波
長を有する反射光に対して第2の直線偏向成分を
遮光する第2の偏向カツトフイルタと、該第2の
偏向カツトフイルタを通過した反射光を受光する
第2の光電変換素子と、上記第1及び第2の光電
変換素子の各々から得られる出力信号を加算する
加算手段とを備え付け、該加算手段から得られる
信号によつてウエハ表面に存在する異物を検出す
るように構成したことを特徴とするウエハ異物検
出装置である。
以下、本発明を第5図、第6図により説明す
る。
先ず第5図は、本発明に検出装置の一例での機
械的構成を示したものである。図示の如くX方向
照射系に1対の波長λ1のS偏光レーザ発振器(例
えば波長6328ÅのHe−Neレーザ発振器)30
を、また、Y方向照射系に1対の波長λ2偏光レー
ザ発振器(例えば波長8333Åの半導体レーザ発振
器)31を用い、これらからのS偏光レーザ光
(但し、S偏光レーザ発振器31からのレーザ光
はX方向からみてP偏光レーザ光)をウエハ32
上の検出点43に照射すれば、ウエハ32上から
はパターンや異物によつてレーザ光が乱反射され
ることになる。これを対物レンズ33、検出領域
制限用のスリツト34、リレーレンズ35を介し
て集光した後、ダイクロイツクミラー36によつ
て波長λ1のレーザ光成分を透過させ、波長λ2のレ
ーザ光成分を反射させるようにする。これが波長
別のレーザ光の分離抽出である。このうち、波長
λ1の透過レーザ光成分に対してはS偏向カツトフ
イルタ39によつてそのうちより更にP偏光レー
ザ光成分37のみを抽出し、光電素子41によつ
て検出されるようにする。また、波長λ2の反射レ
ーザ光成分についても同様にそのうちより更にP
偏光(X方向に対して)カツトフイルタ40によ
つてS偏光レーザ光成分38のみを抽出し、光電
素子42によつて検出されるようにする。このよ
うにすれば各光電素子41,42の出力はX方
向、Y方向からの異物検出出力を表わすので、こ
れらを単純に加算することによつてその大きさよ
り異物の存否を判断し得るものである。
第6図は、その存否判断のための光電素子出力
信号処理回路の例を示したものである。図示の如
く光電素子49,50(第5図における光電素子
41,42に相当)の出力をそれぞれ増幅器5
1,52によつて増幅してから加算増幅器53で
加算し、この加算出力にしきい値54をかけ、コ
ンパレータ55で値化して存否判断出力を2値化
信号56として得るようにしたものである。この
2値化信号56の出力状態をウエハ32全面を走
査中監視すれば、異物がウエハ上に存しているか
否かが知り得るわけである。
さて、異物がウエハ上に存しているか否かをウ
エハ全面に亘つて知るには、ウエハ全面をレーザ
光によつて走査する必要がある。本例での走査は
以下のようにして行なわれている。即ち、第5図
に示す如くベース44上に電動機46が取付され
た方向送りテーブル45を設け、このX方向送り
テーブル45上に電動機46で回転駆動され、軸
受47で支持されるウエハ台48を設けるように
するものである。したがつて、ウエハ32を載置
するウエハ台は回転されつつX方向に駆動される
が、その際顕微鏡やレーザ発振器30,31等は
ベース44に対して相対的に固定されているの
で、検出点43はウエハ32全面を螺旋状に全面
走査することになる。
以上説明したように本発明によれば、従来異物
検出が不可能であつた回路パターンが形成された
ウエハ上に存在する異物を、上記回路パターンを
異物と誤認識することなく、異物の向き、方向に
殆ど無関係に見逃すことなく安定して、しかもウ
エハ全面に亘つて連続して迅速に高信頼度でもつ
て簡単に検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、偏光レーザ光によらない従来の異物
検出方式の説明図、第2図a,bは、偏光レーザ
光による異物検出方式の原理説明図、第3図は、
その原理に係る従来の2方向照射方式ウエハ異物
検出装置の概念図、第4図は、4方向照射方式の
ウエハ異物検出方式の説明図、第5図、第6図
は、本発明によるウエハ異物検出装置の一例での
機械的構成と光電検出信号処理回路を示す図であ
る。 30,31……S偏光レーザ発振器、32……
ウエハ、33,35……レンズ、36……ダイク
ロイツクミラー、39,40……偏向カツトフイ
ルタ、41,42,49,50……光電素子、5
5……コンパレータ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ウエハ上面に亘つて検出点を走査する走査手
    段と、第1の波長を有し、且つ第1の直線偏向成
    分を有するレーザ光を、X軸の相対向する2方向
    の斜め上方より上記検出点に向けて照射する第1
    のレーザ光照射手段と、上記第1の波長と異なる
    第2の波長を有し、且つ第2の直線偏向成分を有
    するレーザ光を、Y軸の相対向する2方向の斜め
    上方より上記検出点に向けて照射する第2のレー
    ザ光照射手段と、上記ウエハ上の検出点から得ら
    れる反射光を集光すべくウエハ面に略垂直な光軸
    を有する集光光学系と、該集光光学系によつて集
    光された反射光を第1の波長と第2の波長とに分
    離する波長分離光学系と、該波長分離光学系によ
    つて分離された第1の波長を有する反射光に対し
    て第1の直線偏向成分を遮光する第1の偏光カツ
    トフイルタと、該第1の偏光カツトフイルタを通
    過した反射光を受光する第1の光電変換素子と、
    上記波長分離光学系によつて分離された第2の波
    長を有する反射光に対して第2の直線偏向成分を
    遮光する第2の偏向カツトフイルタと、該第2の
    偏向カツトフイルタを通過した反射光を受光する
    第2の光電変換素子と、上記第1及び第2の光電
    変換素子の各々から得られる出力信号を加算する
    加算手段とを備え付け、該加算手段から得られる
    信号によつてウエハ表面に存在する異物を検出す
    るように構成したことを特徴とするウエハ異物検
    出装置。 2 上記走査手段は、上記試料を回転させながら
    試料の半径方向に移動するように構成したことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載のウエハ異
    物検出装置。
JP5712679A 1979-05-11 1979-05-11 Detector for foreign matter in wafer Granted JPS55149829A (en)

Priority Applications (1)

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JP5712679A JPS55149829A (en) 1979-05-11 1979-05-11 Detector for foreign matter in wafer

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JP5712679A JPS55149829A (en) 1979-05-11 1979-05-11 Detector for foreign matter in wafer

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JPS55149829A JPS55149829A (en) 1980-11-21
JPH0159522B2 true JPH0159522B2 (ja) 1989-12-18

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ID=13046862

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JPS55149829A (en) 1980-11-21

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