JPH04109108A - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は例えば半導体ウェハ上に付着した粒子の粒径等
の異物検査を行う異物検査装置に関する。

（従来の技術） 半導体ウェハの製造工程では、半導体の欠陥の原因とな
るウェア１表面に付着する異物の検査が行われている。

この検査では半導体ウエノ＼に光を照射して、このウェ
ハ上に付着した異物により生じる散乱光により、例えば
異物の粒径を求めるなどの、検査を行っている。ところ
で、異物からの散乱光は半導体ウェハ表面上に形成され
ている薄膜の厚さや材料・屈折率などの特性によって大
きく変化する。このため、薄膜の厚さや材料・屈折率な
どの特性に応じた補正が行われる必要がある。

この補正は薄膜の厚さや材質に応じて散乱光検出器の感
度を変化させたり、又膜厚や多層の場合における各条件
ごとに粒径−散乱光強度特性曲線を記憶して補正を行っ
ている。

しかし、散乱光検出器の感度を変化させる方法では、散
乱光強度が膜厚や材質に応じて変化しない場合には全く
適用できない。又、各粒径−散乱光強度特性曲線を記憶
する方法では各種薄膜の全てに適用できるようにするに
は困難である。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように膜厚や材質等による補正が行われているが
、いずれにしても各種薄膜・材質に応じた補正が困難で
ある。

そこで本発明は、各種薄膜・材質等の条件に応じた補正
ができる異物検査装置を提供することを目的と・する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、薄膜の上に付着した粒子の粒径なと異物につ
いて検査する異物検査装置において、薄膜上に付着した
粒子からの散乱光を検出する散乱光検出器と、薄膜の膜
厚や屈折率等の特性に基づいてこの特性に応じた散乱光
検出器出力補正用の粒径−散乱光強度特性曲線を作成す
る補正曲線作成手段と、散乱光検出器により検出された
散乱光強度を受け前記粒径−散乱光強度特性曲線に従っ
て異物の検査を行う異物検査手段とを具備した異物検査
装置である。

（作　用） このような手段を備えたことにより、薄膜の膜厚や材質
・屈折率等の特性に基づいて補正曲線作成手段により散
乱光検出器補正用の粒径−散乱光強度特性曲線が作成さ
れ、そして異物検査手段において作成された粒径−散乱
光強度特性曲線に基づき散乱光検出器により検出された
散乱光強度を補正することにより、安定した異物検査を
行える。

（実施１１ＦＩＪ　） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は付着粒子検査装置の構成図である。未検査の半
導体ウェハ（１）は図示しないローダ装置によって膜厚
計（２）の下方に配置され、次に展敷乱光検出器（３）
の下方に配置され、この後に検査流の半導体ウェハとし
てアンロードされる。

膜厚計（２）はフーリエ分光法を応用してもので、光束
干渉計による干渉曲線（インクフェログラム）をフーリ
エ変換してスペクトルを得、このスペクトルの線状成分
から膜厚を得る機能となっている。

そして、この膜厚計（２）は半導体ウェハ（１）の表面
に形成されている薄膜の膜厚を測定すると共に薄膜の屈
折率を検出する機能を有している。又、散乱光検出器（
３）は半導体ウェハ（１）に光を入射させたときに生じ
る散乱光の光強度を測定する機能を有している。前記膜
厚計（２）により測定された膜厚及び屈折率の各データ
は補正曲線作成回路（４）に送られている。

この補正曲線作成回路（４）は膜厚計（２）により測定
された膜厚及び屈折率の各データを受け、これらデータ
に基づいて光散乱シミュレーションを実行して半導体ウ
ェハ（１）の薄膜の膜厚に応じた散乱光検出器補正用の
粒径−散乱光強度特性曲線を作成する機能を有している
。

又、前記散乱光検出器（３）により検出された散乱光強
度のデータは異物検査手段である粒径算出回路（５）に
送られている。この粒径算出回路（５）は散乱光検出器
（３）からのデータを受け、このデータを補正曲線作成
回路（４）により作成された粒径−散乱光強度特性曲線
に従って粒子の粒径を求める機能を有している。

この粒径算出回路（５）には表示回路（６）が接続され
、粒径算出回路（５）により求められた粒子の粒径が表
示されるようになっている。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

半導体ウェハ（１）はローダ装置によって膜厚計（２）
の下方に配置される。膜厚計（２）は下方に配置された
半導体ウェハ（１）に形成された薄膜の膜厚を測定する
と共に薄膜の反射率を測定し、これら膜厚及び屈折率の
データを補正曲線作成回路（４）に送る。

次に半導体ウェハ（１）はローダ装置によって散乱光検
出器（３）の下方に配置される。この散乱光検出器（３
）は半導体ウニｌ＼（１）に対して光を照射して半導体
ウェハ（１）に生じる散乱光の強度を検出する。この散
乱光強度のデータは粒径算出回路（５）に送られる。

前記補正曲線作成回路（４）は膜厚及び反射率の各デー
タを受け、これらデータに基づいて光散乱シミュレーシ
ョンを実行して半導体ウェハ（１）の薄膜の膜厚に応じ
た散乱光検出器（３）の感度補正用の粒径−散乱光強度
特性曲線を作成する。

ここで、光散乱シミュレーションについて説明する。第
２図に示す半導体ウェハ（１）の僅が上方の付着粒子１
０による散乱光をＭｉｅの散乱理論から求める。（α、
β）方向の散乱光検出器（３）における光の振幅ＳＴ　
　（α、β）は、付着粒子がら直接散乱光検出器（３）
に至る光ＳＤと、−度半導体つエバ（１）に反射して後
、検出器（３）に入射する光ＳＲとを合成したものと考
える。ＳＲは反射前の角度方向（α゛、β−）への散乱
光ＳＲに半導体ウェハ（１）での反射率Ｒ（β）を乗算
したものであるから、光の振幅ＳＴ　　（α、β）は第
（１）式のように表される。

一般に反射率は入射角度の関数である。上記第（１）式
により表されるように振幅の反射率を用い、角度依存性
を考慮する、いわゆる位相の跳びも考慮されることにな
る。

上記第（１）式のＳｏ　　（α、β）、ＳＲ（α′、β
′）をＭ　ｉ　ｅ散乱理論による計算時の座標系に変換
したものを、それぞれＳ（θ。

φＤ）、Ｓ（θＲ１φＲ）とする。そして、第３図に示
すＰ点及びＰ′点での波の合成を考えれば良いから上記
式は第（２〉式のように書き換えられる。

ここで、ｈは半導体ウェハ（１）と付着粒子１０との間
隔である。

一方、第４図に示す光学系の場合、散乱光検出器（３）
に入射する散乱光の強度ＰＡは第（３）式で表される。

ｐ−Ｊ　′ｏＪ　二ＩＩ　１　＜θ、φ）　Ｓ１ｎθｄ
θｄφ・・・（３） そして、単位立体角あたりの強度Ｉ（θ、φ）は第（４
）式で表される。

二こで、Ｉｏは入射光の照度である。

従って、第（４）式におけるＳ（θ、φ）にＳ（θｐ、
φＤ）、Ｓ（θＲ２φＲ）を代入することにより散乱光
の光強度が求められる。そして、以上と同様にして粒子
の粒径を変更した光散乱シミュレーションを実行するこ
とにより粒径−散乱光強度特性が求められる。

このようにして粒径−散乱光強度特性が求められると、
粒径算出回路（５）は散乱光検出器（３）からのデータ
を受け、このデータを粒径−散乱光強度特性曲線に従っ
て粒子１０の粒径を求める。そして、この粒径は表示回
路（６）において表示される。

検査された半導体ウェハ（１）はアンローダされ次の半
導体ウェハ（１）が膜厚計（２）の下方にローダされる
。

この後、未検査の半導体ウェハ（１）に形成されている
薄膜の種類が同一であれば、半導体ウェハ（１）は散乱
光検出器（３〉の下方に配置されて付着粒子１０の検査
が行われる。

このように上記一実施例においては、膜厚計（２）によ
り測定された膜厚等に基づいて光散乱シミュレーション
を実行して散乱光検出器（３）の補正用の粒径−散乱光
強度特性曲線を作成し、散乱光検出器（３）により検出
された散乱光強度により粒径−散乱光強度特性曲線に従
って粒径を求めるように構成したので、各種薄膜例えば
厚さ、材料、多層等に応じた散乱光検出器（３）に対す
る感度補正の粒径−散乱光強度特性曲線を得ることがで
きて各種薄膜が形成された半導体ウェハ（１）に対する
付着粒子の粒径を高精度に測定できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形しても良い。例えば、補
正曲線作成回路（４）は膜厚計（２）からのデータを受
けて粒径−散乱光強度特性曲線を作成しているが、薄膜
に関するデータが予め既知の場合にはデータを補正曲線
作成回路（４）に直接入力しても良い。また、本実施例
では膜厚計にフーリエ分光法を用いたものを使用したが
、エリプソメータ等、他の方法を用いた膜厚計でも良い
。

又、光散乱シミュレーションのシミュレーション方法も
他の方法を用いても良い。

［発明の効果〕 以上詳記したように本発明によれば、各種薄膜に応じた
補正ができる異物検査装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明に係わる異物検査装置の一実
施例を説明するための図であって、第１図は構成図、第
２図は半導体ウエノ１上の粒子モデルを示す図、第３図
は直接光と半導体ウニ７１反射光との合成を示す模式図
、第４図は散乱光検出器に対する光学系を示す図である
。 １・・・半導体ウニ／％、２・・・膜厚計、３・・・散
乱光検出器、４・・・補正曲線作成回路、５・・・粒径
算出回路、６・・・表示回路。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第１図 第　２′ｒｌ！Ｊ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 薄膜の上に付着した粒子の粒径など異物について検査す
   る異物検査装置において、前記薄膜上に付着した粒子か
   らの散乱光を検出する散乱光検出器と、前記薄膜の膜厚
   や屈折率等の特性に基づいてこの特性に応じた散乱光検
   出器出力補正用の粒径−散乱光強度特性曲線を作成する
   補正曲線作成手段と、前記散乱光検出器により検出され
   た散乱光強度を受け前記粒径−散乱光強度特性曲線に従
   って異物の検査を行う異物検査手段とを具備したことを
   特徴とする異物検査装置。