JPH0352219B2

JPH0352219B2 -

Info

Publication number: JPH0352219B2
Application number: JP58146501A
Authority: JP
Inventors: Mitsuyoshi Koizumi; Toshiaki Yanai; Yukio Murakawa; Masakuni Akiba; Hiroshi Maejima
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1991-08-09
Also published as: JPS6038827A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の利用分野〕本発明は、半導体ウエハ、及びマスク等の自動
異物検査装置の感度校正方法に関するものであ
る。

〔発明の背景〕

一般的な半導体ウエハ上の異物検査装置は第１
図に示す如く、光源３、試料ウエハ１、光電変換
部６、電圧増幅器７により構成されている。

しかし、光源３の劣化による照明光４の照度変
化、光電変換部６、電圧増幅器７の感度変化が生
じた場合（経時変化）には、異物２からの見掛け
の反射光５強度が変化するので定期的な感度校正
を行なう必要がある。

異物検査装置の感度校正は、言い換えれば第１
図に示す如くとなる。異物２の装置検出出力値Ｖ
８（照明光４に対する、特定異物２からの反射光
５強度を光電変換器６によつて出力した値）を常
に一定に維持することが目的である。しかし、
1μｍ程度の微少ない特定異物２を試料上に塗布
し、長時間維持することは困難である。又、実際
の異物２の種類は金属粉、塵埃等の様に種々であ
るが、これらは同一な大きさでも、その反射光強
度が著しく異なる為、特定異物２として実際異物
２を用いると、複数の異物検査装置間の感度を同
一にすることも困難である。

そこで、校正における異物欠陥の基準として予
め大きさが明確に測定され、基準照明光４ａに対
する反射光強度が、実際の異物欠陥とほぼ等しい
ビーズ状ラテツクス標準粒子を特定異物２の代わ
りに用いる方法が一般的である。又、生産現場に
おいても、実際の異物の大きさを特定の異物検査
装置で「標準粒子何μｍ相当の反射光強度と同等
な異物」として、標準粒子径に置き換えている。

ここで、基準照明光４ａは特開昭52−138983号
に示してある様な方法により得られる。即ち感度
変化のない第２光電変換器３０（照度計）により
照明光４照度を測定して光電変換器３０の出力
Vcが予め設定した値V₀になる様に光源３の入力
を変化させる方法である。第２図でこの方法を説
明する。半透過鏡３３により、照明光４の一部は
光電変換器３０へ入射する。光源３の劣化が生じ
ていない初期に予め測られている光電変換器３０
の出力V₀と、校正時の出力Vcを比較回路３１で
比較する。電気回路３２はこの比較結果を基に出
力がV₀になるまで光源３の照明輝度を制御する。
この時点で半透過鏡３３を除去し、基準照明光４
ａが得られ、特定径の標準粒子からの反射光強度
の検出出力８を初期装置感度と呼ぶ。

次に標準粒子を用いる方法を以下に説明する。
第３，４図に示す如く平滑で清浄な試料面１に、
標準粒子９を純水１０（異物のない清浄な）に撹
はんし、クリーンエア１１で吹付け１２乾燥させ
塗布する。特定の径の標準粒子径D_s（例えば1μｍ
径）の装置検出出力８V_sの初期相関関数（初期
装置感度）をノートに明記し記録する。経時変化
による装置感度校正は、同一径の標準粒子９′を
校正時に再び塗布して、初期のD_sとV_sの相関関
係になる様、その都度、光源３又は光電変換の電
圧増幅器７の調整により行なう。

しかし、この方法によると吹き付ける手間が掛
る上、クリーンルーム等の清浄な部屋で塗布を行
なう為、部屋を汚し易すい。又、初期の標準粒子
の塗布試料は、標準粒子の脱落、及び作業者の指
紋等の他の異物が付着する為保存が難しい。さら
にこの試料は洗浄できない（標準粒子が脱落す
る）等の欠点がある。

その他、従来の経時変化における校正方法とし
て、第５図に示す如く、試料１表面にレーザ溶解
１３、又はエツチング化学処理１４によつて凹凸
を加工した試料を用いる。即ち、初期校正相関関
係を凹凸１３，１４の装置検出出力値の初期装置
感度として記録し、経時変化が生じた場合には、
その都合、凹凸１３，１４の反射光５強度を初期
装置感度と比較して、照明光源３又は光電変換の
電圧増幅器７の調整を行なう方法である。

しかし、この方法は初期感度との相対関係（絶
対校正でない）を示す為、試料の破損によつて装
置の再校正が不可能となる。又、レーザ加工時
間、エツチング時間等を制御しても、同一形状が
得られない為、（即ち再現性がない為）加工した
試料毎に校正する必要性がある等の欠点があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来技術の欠点をなくし、自
動異物検査装置における絶対感度校正を安定して
簡便に行なうことができるようにした自動異物検
査装置の感度校正方法を提供するにある。

〔発明の概要〕

前述の様に、従来の校正方法における標準粒子
の塗布試料は吹き付ける作業の手間が掛る上保存
が難しく、校正用試料上に他の異物が付着した場
合には洗浄が不可能である。又、エツチング、及
び、レーザ加工した試料は、初期値の相対校正試
料である為、破損によつて初期装置感度の再現が
出来ない。

そこで、本発明は表面上に加工により標準粒子
径に対応する凹凸傷を形成し、更に予め該凹凸傷
に照明手段により基準照明光を照射して検出手段
により検出される反射光強度を測定してこの反射
光強度を明記した絶対感度校正用標準試料を準備
し、その後、実異物検査装置においてこの準備さ
れた絶対校正用標準試料を用いて該標準試料の凹
凸傷に照明手段により照明光を照明すると共に検
出手段から該標準試料に明記された反射光強度が
得られるように絶対感度校正を行うことを特徴と
する自動異物検査装置の感度校正方法である。上
記絶対感度校正用標準試料として、具体的に以下
(1)〜(4)に示す。

(1) 試料面上に、機械加工、レーザ溶解加工、又
はエツチング化学処理等の加工により凹凸傷を
形成し、予めこの凹凸傷に照明手段により基準
照明光を照射して検出手段により検出される反
射光強度（出力電圧値に変換した値）を測定し
てこの反射光強度を試料表面に表示した絶対感
度校正用標準試料、又はこの反射光強度をプラ
スチツクシート等の用紙に明記し、記録された
絶対感度校正用標準試料。

(2) 前記(1)において、凹凸傷からの基準照明光に
対する反射光強度を、同一の反射光強度を有す
る標準粒子径寸法に置き換えて、明記した絶対
感度校正用標準試料。

(3) 前記(1)(2)において、校正しようとする実異物
検査装置に容易に装着する目的で、絶対校正用
標準試料を、該実異物検査装置で検査する対象
物である被検査物、即ちホトマスク或いはシリ
コンウエハを基材とした絶対校正用標準試料、
又はホトマスク或いはシリコンウエハと同一形
状及び同一厚さを有する平滑な金属板とした絶
対感度校正用標準試料。

(4) 前記(1)(2)(3)において、加工される凹凸傷を基
盤目状（マトリツクス状）、又は円周状に等配
置（環状）等のパターン状、又は数字若しくは
文字状に配置した絶対感度校正用標準試料。

この目的は、実異物検査装置の検査結果を異
物分布を地図状に表示する機能を利用して、凹
凸傷を他の付着異物と明確に判別し、簡単に感
度調整（感度校正）が行なえるようにするため
である。

以上説明したような絶対感度校正用標準試料を
準備することにより、校正しようとする実異物検
査装置において、安定して簡便に絶対感度校正を
行なうことが可能となる。

〔発明の実施例〕

本発明の具体的実施例として、半導体自動異物
検査装置用絶対感度校正用標準試料を第６，７，
８図に基いて説明する。

第６図ａは、本発明に係る絶対感度校正用標準
試料の一実施例である校正用シリコンウエハ１５
を示した図である。即ち、校正用シリコンウエハ
１５は、予め、シリコンウエハ上に、レーザ加工
により標準粒子径に対応するように傷１３を形成
し、予め該傷１３を形成したシリコンウエハを第
２図に示す初期装置に装着し、該傷１３に制御さ
れた光源３から基準照明光４ａを照明して該傷１
３からの反射光強度を光電変換器３０で測定して
その検出出力値１６及びその検出出力値と同一の
検出出力値を有する標準粒子径に置き換えた換算
標準粒子径の大きさ１７をレーザペン、またはエ
ツチング等で明記することにより製造される。

なお、レーザペンで文字を書く作業やエツチン
グ工程を省くため、換算標準粒子径の大きさ１７
とその検出出力値（反射光強度）１６とを用紙１
８上に記録する方法でもよい。但し、この場合に
は、第６図ｂに示す様に、傷１３と用紙上の記録
位置が対応していることが望ましい。第６図ｂ右
図は、検出出力値（反射光強度）１６と換算標準
粒子径の大きさ１７とを明記した用紙１８であ
る。

本発明に係る絶対感度校正用標準試料を異物検
査装置に簡単に装着するために、被検査物と同じ
基材、即ち、第７図ａはシリコンウエハ１５に、
第７図ｂはホトマスク１９に、校正用傷１３を加
工したものを示す。また、異物検査装置に簡単に
装着し、破損がしにくい目的で、第７図ｃはホト
マスクと同一形状で平滑な鉄板２０に校正用傷１
３を加工した絶対感度校正用標準試料を示す。

以上の絶対感度校正用標準試料を異物検査装置
の校正時に用いることにより、常に反射光強度が
一定の傷１３が提供され、この傷１３からの反射
光強度を光電変換器で検出し、検出された検出出
力値を明記された検出出力値（反射光強度）（初
期装置による感度）１６に合わせれば、容易に異
物検査装置の校正作業を行なうことができる。

しかし、傷１３は、大きさが１〜3μｍ程度で
あり、異物検査装置に拡大顕微鏡（日立評論昭和
55年11月・第62巻・第11号・通巻第706号第791頁
参照）が付属していない場合には、傷１３を探す
ことが困難であり、校正時に第１図に示すように
傷１３を照明光４で照明し、光電変換器６，７の
検出出力8Vを測定する作業に長時間を要する。
その為、校正時に異物検査装置の検査結果の異物
分布を地図状に表示する機能（マツピング機能）
を利用する方法を用いる。

第８図ａ，ｂは、前述の校正用標準試料の傷１
３を、予め明確にわかる加工位置、たとえば(a)は
マトリツクス状２１に配置させて加工した例であ
り、(b)は放射状に配置させて加工した例である。
また第８図ｂ，ｃは、傷の大きさを大小順配列２
２に従つて加工配置した例である。この場合に
は、傷の大きさを環状、又は横一列で均一にする
必要があるため、従来のレーザ加工、エツチング
処理加工では困難な場合がある。

そこで、ウエハ上に塗布されたホトレジストの
光又はＸ線リソグラフイ、又は電子ビーム描画後
の現像処理若しくはエツチング処理により微細
で、且つ安定な凹凸加工プロセス技術を用いる必
要が有る。

これらの実施例によつて、絶対感度校正が簡単
に、安定して、短時間に行なえ、校正用標準試料
１５の保存条件も容易となつた。その理由は、第
９図ａ，ｂに示す如く、マトリツクス状に傷を配
置した校正用標準試料を用いれば、異物検査装置
から得られる異物分布地図３４の表示によつて校
正用標準試料１５上の傷１３と他の異物３５の付
着とを明確に判別でき、感度校正が簡単に行なえ
る故に有る。また、校正時に校正用標準試料を装
着して、１図に示す異物検査装置において光源
３、又は電圧増幅器７を調整する代わりに、スラ
イスレベルを調整する方法を用いても良い。即
ち、第８図ｄに示すスライスレベルVL（図中では
例えば、2μｍ径を超える出力）を調整して校正
を行なつても、検出粒子（検出異物）径の検出レ
ベルの校正が容易に行なえる。第８図ｃに示す校
正用標準試料を用いて、スライスレベルVLが2μ
ｍを超えるレベルに校正し終えると、第８図ｅに
示す異物分布地図３４では、2μｍ以下の傷は表
示されず、2μｍを超えるレベルの傷がマトリツ
クス状に表示されるので、作業者が未熟練者でも
容易にスライスレベルを適当に調整することによ
り、簡単に校正作業の確認を行なうことができ
る。

また、傷の加工位置を、文字、数字等を形成す
る様に配置しても良い。たとえば、第１０図ａ
は、同一の大きさ傷で、しかもその傷の大きさ
（傷の初期装置において検出される検出出力値を
それと同様の標準粒子径に置き換えた換算標準粒
子径の大きさ）を示す文字３８を形成するように
加工配置したものである。これにより、前述のス
ライスレベルVL調整による校正方法によれば、
異物分布地図出力表示機能によつて、第１０図ｂ
に示す如く、スライスレベルを超える大きさの傷
を示す文字3μｍの文字が表示される。これによ
り、スライスレベルが明確にわかり易く校正作業
を容易に行なうことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、表面上に
加工により標準粒子径に対応する凹凸傷を形成
し、更に予め該凹凸傷を照明手段により基準照明
光を照射して検出手段により検出される反射光強
度を測定してこの反射光強度を明記した絶対感度
校正用標準試料を準備したので、該絶対感度校正
用標準試料の保管や洗浄が簡単に行なうことがで
き、しかも自動異物検査装置において照明輝度や
検出感度が経時変化等により変化しても、常に絶
対感度校正を容易に、且つ短時間に正確に行なう
ことができる効果を奏する。

従来の自動異物検査装置の校正方法と本発明の
校正方法と比較して、校正時間が約1/10に低減で
きた。これは、校正試料がその検査装置の被検査
物と同等であり、又、絶対校正（標準粒子径と相
対が取れている）であることによる。

本発明の校正試料は保存や洗浄が簡単に行な
え、破損し難い材料である。（請求範囲３項の金
属板試料を用いた場合）仮に破損しても、絶対校
正試料である為、別試料で再効正が可能である。

又、校正時間の短縮法として、マトリクス状に
傷の配置をすれば、各々の傷の検出出力波形のピ
ーク値をシンクロスコープ等により測定後校正す
る作業を行う必要はなく、異物分布地図出力表示
機能によつて、感度調整が簡単に短時間に行なえ
る。

又、本発明によれば、絶対校正の利点を利用し
て、複数の異物検査装置の感度を同一にする事も
容易にできる。

又、本発明の標準試料は半導体ウエハの他、ホ
トマスクでもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は一般的な半導体ウエハ上の異物検査装
置を示した図、第２図は従来の感度校正法の一例
を示した図、第３図及び第４図は標準粒子を用い
て感度を校正する方法を示す図、第５図ａ，ｂは
凹凸を加工した試料を用いて初期感度校正する場
合を示した図、第６図ａ，ｂは本発明に係る自動
異物検査装置用校正試料を示した図、第７図ａ〜
ｃは第６図ａ，ｂとは異なる他の自動異物検査装
置用校正試料を示した図、第８図ａ〜ｅは更に異
なる他の自動異物検査装置用校正試料を示した
図、第９図ａ，ｂは更に他の自動異物検査装置用
校正試料を示した図、第１０図ａ，ｂは更に他の
自動異物検査装置用校正試料を示した図である。１；校正用試料、２；異物、３；光源、４；照
明光、４ａ；基準照明光、５；異物からの反射
光、６；光電変換器、７；増幅器、８；検出出力
値、９；標準粒子、１０；純水、１１；クリーン
エア、１２；吹付け、１３；レーザ加工による
傷、１４；エツチング加工による傷、１５；シリ
コンウエハ、１６；明記された検出出力値、１
７；明記された標準粒子径、１８；用紙、１９；
ホトマスク、２０；鉄板、２１；マトリクス状に
配置、２２；大小順に配置、３０；光電変換器
（照度計）、３１；比較回路、３２；電気回路、３
３；半過鏡、３４；モニタ上の異物分布地図表
示、３５；付着異物、３６；加工傷の異物分布地
図表示、３７；付着異物の異物分布地図表示、３
８；文字を形成する様に配置された傷群。

Claims

【特許請求の範囲】１表面上に加工により標準粒子径に対応する凹
凸傷を形成し、更に予め該凹凸傷に照明手段によ
り基準照明光を照射して検出手段により検出され
る反射光強度を測定してこの反射光強度を明記し
た絶対感度校正用標準試料を準備し、その後、実
異物検査装置においてこの準備された絶対感度校
正用標準試料を用いて該標準試料の凹凸傷に照明
手段により照明光を照明すると共に検出手段から
該標準試料に明記された反射光強度が得られるよ
うに絶対感度校正を行うことを特徴とする自動異
物検査装置の感度校正方法。２上記絶対感度校正用標準試料に、更に標準粒
子径寸法を明記することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の自動異物検査装置の感度校正方
法。