JPH04194738A - ヘイズと連続異物群の判別方法 - Google Patents

ヘイズと連続異物群の判別方法

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JPH04194738A
JPH04194738A JP2326504A JP32650490A JPH04194738A JP H04194738 A JPH04194738 A JP H04194738A JP 2326504 A JP2326504 A JP 2326504A JP 32650490 A JP32650490 A JP 32650490A JP H04194738 A JPH04194738 A JP H04194738A
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Masashi Honda
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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】 [産業上の利用分野] この発明は、ウェハなどに対する異物検査装置における
ヘイズ(曇り)と異物の連続した異物群の判別方法に関
するものである。
[従来の技術] 半導体ICの素材のシリコンなどのウェハは、その表面
に異物などが付着すると製品の品質が低下するの!、表
面が研磨された鏡面の段階で異物検査装置により検査さ
れる。ただし鏡面には異物のほか、ヘイズとよばれる曇
り(またはもや)がやや広い範囲に付着しており、ヘイ
ズは配線パターンの形成に有害であるので同時に検査さ
れる。
第4図(a)、(b)、(c)により、異物とヘイズに
対する検査装置の概念と、検査方法の概要を説明する。
図(a)において、ウェハ1の表面には異物p1’+ 
p2が孤立して付着し、またヘイズb1.−h2がある
範囲に4分布して付着している。ただし、異物p2はヘ
イズh2の範囲内に存在する。また、ヘイズhl+  
tlzの濃度は位置により変化して、いわば濃度分布し
ている。図(b)において、ウェハ1の表面に対して検
出光学系2の光源2aよりレーザビームを投射して走査
し、異物またはヘイズによる散乱光を集光レンズ2bに
より集光して光電変換器2Cに受光する。なお、異物ま
たはヘイズが存在しない鏡面では、レーザビームは正反
射して光電変換器2cに受光されないように構成されて
いる。光電変換器2Cの出力は信号処理部3のアンプ3
aにより適当なレベルに増幅され、図(a)の異物pt
 t I)2およびヘイズht y h2に対応して図
(e)の上欄に示す受光信号vrがえられる。受光信号
vrはコンパレータ3bの子端子に入力するとともに、
ローパスフィルタ3cに入力して高周波数成分がカット
され、低周波数成分がコンパレータ3bの一端子に加え
られる。ヘイズht 、  h2に対する信号(ht 
)、  (h2)は変化が緩慢であるのでローパスフィ
ルタ3Cを通過し、ヘイズの濃淡に対応した波高値のヘ
イズ信号vhl、vh2が出力端子3d−2より出力さ
れる。一方、異物pl、p2に対する時間幅が短いパル
ス(ps )、  (1)2)信号は、そのままコンパ
レータ3bを通して異物の大きさに対応した波高値の異
物信号vP1.vP2が出力される。
ナオ、ローパスフィルタ3Cの出力カコンハレータ3b
の比較電圧とされているので、ヘイズh2の高さを差し
引いた異物信号vP2がえられる。
[解決しようとする課題] 以上における異物1)t t p2は孤立したものであ
るが、これが連続して異物群となる場合がある。
このような連続異物群は上記の検査方法では検出するこ
とが困難である。以下図により説明する。
第5図(a)は、ヘイズのない鏡面に互いに接触、また
は近接して付着した複数n個の異物p1 ’=pnより
なる連続異物群を示す。これに対する受光信号vrは、
図(b)のように個々の異物に対する受光信号が重なり
合って波高値が僅かに変動し、異物群の長さだけ継続す
る波形となる。このような受光信号vrに対する異物信
号vPは図(e)に示すように波高値が微小なためS/
N比が悪くて検出が困難である。一方、受光信号vrは
ローパスフィルタ3cにより高周波数成分がカットされ
、これが恰もヘイズ信号vh’として出力される。
図(d)〜(f)は、異物群p1−1)nが、ヘイズh
の上に乗っている場合で、異物信号vPは微弱で検出さ
れず、正しいヘイズ信号vhの上に誤ったヘイズ信号v
h’が重畳して出力される。以上により、いずれの場合
も連続異物群はヘイズとして誤検出される。なお、異物
がある距離以上離れているときは、上記した孤立異物と
して検出されることは勿論である。
さて、前記したように比較的広い範囲に分布しているヘ
イズに対して、連続異物群の長さは実際問題として非常
に短い。また、たとえ異物群が長い場合でも、途中で切
れ目があっていくつかの短い連続異物群に分かれている
場合が殆どである。
そこで、誤検出されたヘイズ信号vh’は長さがある程
度短く、かつ波高値が本来のヘイズ信号Vhより大きい
ことに着眼して両者を判別することが可能と考えられる
この発明は以上の考え方により、異物検査装置において
ヘイズと連続異物群を判別する方法を提供することを目
的とするものである。
[課題を解決するための手段] この発明は、被検査のウェハの表面に対してレーザビー
ムを投射し、表面に付着した異物またはヘイズによる散
乱光を光電変換器により受光し、その受光信号vrをコ
ンパレータの子端子およびローパスフィルタにそれぞれ
入力し、ローパスフィルタにより受光信号vrに含まれ
る高周波数成分をカットしてコンパレータの一端子に入
力し、コンパレータの出力信号を異物に対する異物信号
vPとし、ローパスフィルタの出力信号をヘイズに対す
るヘイズ信号vhとする異物検査装置におけるヘイズと
連続異物群の判別方法であって、ヘイズ信号vhを微小
な間隔Δlでサンプリングしてデジタルのヘイズ信号[
vhlに変換する。マイクロプロセッサの処理により、
ウェハの表面を方形に区分した単位セルS内におけるヘ
イズ信号[vhlの平均値[vhl−をそれぞれ計算す
る。各単位セルS内におけるヘイズ信号[vhlのうち
の平均値[vhココ−り突出した突出信号[:VO3を
検出し、その連続する個数Nをカウントする。個数Nが
基準値Mより小さいとき、このN個の突出信号[VO3
を異物が連続した連続異物群に対する異物信号[:v、
p’]と判別するものである。
[作用コ 以上の判別方法においては、ヘイズ信号vhは微小な間
隔Δヌでサンプリング−デジタル化されてヘイズ信号[
vhlに変換され、マイクワプロセッサの処理により各
単位領域S内におけるその平均値[v h1w+が計算
される。各単位領域Sについて、ヘイズ信号[v、h]
のうちの平均値[vhlより突出している突出信号[V
O3を検出して、その連続個数Nをカウントし、これが
基準値Mより小さいとき、このN個の突出信号[Vtl
]は連続異物群に対する異物信号[vp ’ ]と判別
される。以上において、方形の単位領域Sを設定し、単
位セルS内における平均値[vhコに対してヘイズ信号
[vhlを比較して突出信号[Vtl]を検出する理由
は、ヘイズの濃淡が場所的に大幅に変化し、これに対応
してヘイズ信号[vhlも太き(変動するので、両者の
比較が困難であるからであり、これに対して単位領域S
をヘイズの濃淡変化が比較的小さい範囲に設定し、その
範囲の平均値[v h]mをとることにより突出信号[
VO3を確実に検出するもので、従ってヘイズの濃淡分
布と、連続異物群の最大の長さを勘案して単位領域の方
形の一辺、および基準値Mを定めることが必要である。
この場合、方形の一辺は基準値Mより十分太き(設定す
ることが必要条件で、さもないと平均値[v h]mに
異物群の波高値が影響するからである。
[実施例] 第1図は、この発明によるヘイズと連続異物群の判別方
法の実施例における概略のブロック構成図を示す。検出
光学系2は第4図(b)に示した従来の構成と同一で説
明を省略する。信号処理部3のアンプ3aより出力され
る受光信号vrはコンパレータ3bの子端子に入力し、
その出力の異物信号vpはサンプリング・デジタル化回
路(SP・A/D)3a−tによりサンプリング・デジ
タル化されて異物信号[vp]に変換され、インタフェ
ース(I/F)3fを経てマイクロプロセッサ(MPU
)3rに取り込まれ、座標値を付加してメモリ(MEM
)3bに記憶される。一方、ロー!寸スフィルタ(LF
)3cに入力した受光信号vrは、その高周波数成分が
カットされてSP・A/D 3 d−2によりデジタル
のヘイズ信号[vhlに変換され、I/F3eを経てM
PU3rに取り込まれ、座標値を付加してMEM3gに
記憶される。
第2図(a)〜(d)により、ウェハに設定される単位
領域Sと、第1図の各部の動作を説明する。
図(a)において、ウェハ1のオリエンティション・フ
ラットOFをX軸とし、これに直角なy軸によりxy座
標系が設定され、X方向に検出光学系2のレーザビーム
を掃引し、間隔Δl′で表面が走査される。前記したヘ
イズの濃淡分布と連続異物群の最大の長さを勘案して、
ウェハ1の表面に2辺の長さがLx、Lyの方形の単位
領域Sがマトリックスに設定される。図(b)は1個の
単位領域Sと走査線を示す。各走査線に対するヘイズ信
号vhがΔlの間隔でサンプリング・デジタル化され、
図(C)および(d)に示すヘイズ信号[vhlがME
M3gに記憶される。図(c)は単位領域S内にヘイズ
hのみが付着した場合を示し、各ヘイズ信号[vhlは
ヘイズhの濃淡に従って緩慢に変化しており、MPU3
fによりそれらの平均値[Vh]a+が計算されてME
M3gに記憶される。この場合は、平均値[v hl+
*に対する各ヘイズ信号[vhlの偏差は小さいので、
異物群がないものと判別される。これに対して図(d)
は、平均値[vt+]層より大きく突出した突出信号[
V旧がある場合で、これを検出してその連続した個数N
をカウントし、個数Nが基準値Mより小さいときは、こ
れを連続異物群に対する異物信号[vp ’ ]と判別
する。異物信号[vp ’ ]は、前記した孤立異物に
対する異物信号Cvp]と併合して編集され、プリンタ
(PRT)3hに出力される。ただし、個数Nが基準値
Mより大きいときは必ずしも連続異物群とはみなされず
、ヘイズの濃度がその部分で急激に変化している場合が
あり、疑異物信号[vp#]として出力される。なお、
ヘイズ信号[Vh]は連続異物群の有無にかかわらず、
その平均値[v h]mのデータがPRT3hに出力さ
れる。
第3図は上記の連続異物群の判別方法に対する処理手順
を示すフローチャートで、まず、ウェハ1の表面がレー
ザビームにより走査され、えられた異物信号[vP]と
ヘイズ信号[vhコのデータがそれらの座標値を付加し
てMEM3gに収録され■、各単位領域S内における[
vhlの平均値[Vh]maが計算される■。ついで、
各単位領域S内の[vhlのうちの、[vhlsrを突
出する突出信号[VO3を検出し■、連続する[V11
]の個数Nをカウントする■。個数Nが基準値Mより小
さいときは(■のyes)、N個の突出信号[VO3が
連続異物群に対する異物信号[vp ’ 3と判別され
てMEMに記憶され■、また個数Nが基準値M以上のと
きは(■のnO)、疑異物信号[vp″コと判別されて
記憶される■。以上の各異物信号[vp]。
[vp ’ ]および疑異物信号[vp ” ]のデー
タは、それぞれ編集されて異物データとしてPRT3h
に出力される■。また、ヘイズ信号の平均値[v h]
gmがヘイズデータとして出力される■。
以上の実施例においては、レーザビームの走査方式をx
y定走査したが、回転走査方式の場合は、各サンプリン
グデータは(R,θ)座標により表示されてMEM3g
に収録されるので、これをXy座標系に変換して上記の
処理を行う。座標変換は通常の技術により容易に行うこ
とができるので詳細な説明は省略する。
[発明の効果] 以−Fの説明により明らかなように、この発明によるヘ
イズと連続異物群の判別方法においては、ウェハの表面
をヘイズの濃淡変化が比較的小さい単位領域Sに区分し
、各単位領域S内におけるヘイズ信号[vhlの平均値
[vhlwが計算され、平均値[vhコより突出してい
る突出信号[VO3を検出し、その連続個数Nが基準値
Mより小さいとき、これを連続異物群に対する異物信号
[vp ’ ]と判別するもので、従来ヘイズと誤判定
されていた連続異物群が正しく判別され、異物検査の信
頼性の向上に寄与する効果には大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明によるヘイズと連続異物群の判別方
法の実施例に対する概略ブロック構成図、第2図(a 
) 、 (b ) 、 (c )および(d)は、ウェ
ハに設定される単位領域Sと、第1図の各部の動作説明
図、第3図は連続異物群の判別の方法の手順を示すフロ
ーチャート、第4図(a)、(b)および(c)は、ウ
ェハに付着した異物とヘイズに対する検査装置の構成図
、および検査方法の概念の説明図、第5図(a)、(b
)、(c) 、(d)、(e)および(f)は、連続異
物群の信号波形と、連続異物群がヘイズと誤判定される
理由の説明図である。 1・・・ウェハ、      2・・・検出光学系、2
a・・・光源、     2b・・・集光レンズ、2c
・・・光電変換器、  3・・・信号処理部、3a・・
・アンプ、     3b・・・コンパレータ、3C・
・・ローパスフィルタ(LF)、3d−1,3d−2・
・・サンプリング・デジタル化回路(SP@A/D)、 3e・・・インタフェース(I/F)、3f・・・マイ
クロプロセッサ(MEM)、3g・・・メモリ (ME
M)、 3h・・・プリンタ(PRT)、 ■〜■・・・フローチャートのステップ番号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)被検査のウェハの表面に対してレーザビームを投
    射し、該表面に付着した異物またはヘイズによる散乱光
    を光電変換器により受光し、該光電変換器の受光信号v
    rをコンパレータの+端子およびローパスフィルタにそ
    れぞれ入力し、該ローパスフィルタにより該受光信号v
    rに含まれる高周波数成分をカットして前記コンパレー
    タの一端子に入力し、前記コンパレータの出力信号を前
    記異物に対する異物信号vPとし、前記ローパスフィル
    タの出力信号を前記ヘイズに対するヘイズ信号vhとす
    る異物検査装置において、前記ヘイズ信号vhを微小な
    間隔Δlでサンプリングしてデジタルのヘイズ信号[v
    h]に変換し、マイクロプロセッサの処理により、前記
    ウェハの表面を方形に区分した単位領域S内における該
    ヘイズ信号[vh]の平均値[vh]mをそれぞれ計算
    し、各該単位領域内の該ヘイズ信号[vh]のうち、該
    平均値[vh]mより突出した突出信号[VH]を検出
    して連続する個数Nをカウントし、該個数Nが基準値M
    より小さいとき、該N個の突出信号[VH]を前記異物
    が連続した連続異物群に対する異物信号[vp’]と判
    別する、ヘイズと連続異物群の判別方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007501944A (ja) * 2003-05-19 2007-02-01 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション 対象となる信号およびノイズ間のロバストな分離を可能にする装置および方法
JP2008032600A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Hitachi High-Technologies Corp 外観検査装置
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WO2012090392A1 (ja) * 2010-12-27 2012-07-05 株式会社 日立ハイテクノロジーズ 計測装置

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US8958076B2 (en) 2010-12-27 2015-02-17 Hitachi High-Technologies Corporation Surface shape measuring apparatus

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