JPH0493754A - 異物検査装置の感度較正方式 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は異物検査装置の感度較正り式に関するもので
ある。

［従来の技術］ を導体ＩＣはソリコンなとのウェハより製造される。素
材のウェハに異物や欠陥（以下、−括して単に異物とす
る）が存在すると品質が劣化するので、異物検査装置に
より検査される。

第２図はレーザによる異物検査装置の光学系の基本構成
を示す。被検査のウェハ１はスピンドル２ａに装着され
て矢印０の方向に回転する。これに対して、光ｒｊ３よ
りのレーザビームはコリメ−タ４により平行とされ、ミ
ラー５を経て集束レンズ６により集束され、ウェハ１の
表面に微小な直径のスポットを形成する。回転するウェ
ハをＲ移動機構２ｂにより半径Ｒの方向に移動し、スポ
ットがウェハの表面をスパイラル状に走査する。表面に
存在する異物による散乱光は、集光レンズ７により集光
されて光電子増倍管（以下、ホトマルと略称）８に受光
され、その出力電圧Ｖにより異物とその大きさが検出さ
れる。なお、ホトマル８には電源９より数百Ｖの高電圧
ＨＶが供給されている。

以上は基本構成であって、レーザの投光系や散乱光の受
光系には多くの点で改良が加えられて検出性能が向上し
ており、また走査方式には上記と穴なるＸＹ移動方式が
あって、適用分野によりいずれかが使用されている。

上記の異物検査装置は使用時間の経過により検出感度が
漸次に低下する。感度低下に影響する要素にはまずレー
ザ光源３があり、これがガスレーザ管の場合は使用時間
により漸次に出力パワーか低下し、これに比例して検査
装置の検出感度、すなわち検出性能が低Ｆする。ただし
パワーが限度以下となった光源は使用不能である。感度
に影響する次の要素はホトマル８である。この場合には
感度低下の要因は二つあり、その一つは電源９より供給
される高電圧Ｈｖの変動による増幅度の変化によるもの
で、他の一つは光電子増倍管自体の経時劣化である。以
上の検査装置の各感度低下により、異物の検出性能が低
Ｆするとともに、大きさの計測に誤差が生じて検査の信
頼性が低くなる。

これに対して適時に感度を基準値に較正することが行わ
れている。

第３図（ａ）〜（Ｃ）により、ホトマルの感度低ドと、
これに対する従来の較正方法を説明する。図（ａ）は横
軸を異物の直径（異物を球形の微粒子とし、その粒径）
φｐとし、縦軸をホトマルの出力電圧Ｖとした感度曲線
を示す。使用時間が経過するに従って、電源の高電圧Ｈ
Ｖが一定であるにも拘らず、感度曲線には漸次曲線に′
にド降し、同一の粒径φｐに対して出力電圧はｖｐから
ｖｐ’に低下する。これに対して、図（ｂ）に示す較正
用ウェハ１′を用いて較正が行われる。較正用ウェハ１
′は、清浄なウェハの表面を中心線してＡＩとＡ２に２
分し、Ａ２はそのままとし、ＡＩ　に対して吹付けによ
り、適当な粒径φｐの標準粒子ｐをランダムに多数付着
したものである。このような較正用ウェハ１′を検査装
置に装着してレーザスポットを走査し、ホトマル８の出
力をデイスプレィ装置に表示すると、図（Ｃ）のように
、Ａｌ　の範囲には標準粒子ｐに対する多数のパルスｐ
ｐと、その他の異物によるパルスｐｉがランダムに現れ
、Ａ２の範囲にはパルスｐＩのみが現れる。この多数の
パルスｐｐを目視で確認して電圧ｖｐを読み取る。一方
、これに先立って検査装置の製作後に行われる調整段階
において、上記の較正用ウェハ１′を使用してホトマル
の初期較正を行って基準値を定める。すなわち、較正用
ウェハの標準粒子ｐに対するホトマル８のパルス電圧を
計測して基準値ｖｐｓとする。この基準値ｖｐｓとＥ記
の電圧Ｖｐとを比較し、等しいときは感度が正常である
とし、相違するときは等しくなるように高電ｏＨＶを調
整するものである。

以りの較正方式はレーザ光源のパワー低ドによる感度低
ドに対しても適用される。なお、較正用ウェハ１′のＡ
２の部分は、保管中の馬゛染の程度をチエ、りするため
のもので、チエツクにより汚染が甚だしいことか判明し
たウェハは使用しない。

［解決しようとする課題］ 上記の較正方法においては、パルスｐｐの電圧Ｖｐの読
み取りに問題がある。すなわち、標準粒子ｐの粒径φｐ
は公称上同一であってもある程度の偏差があるもので、
このために電圧ｖｐは−・定値でなく、第３図（Ｃ）に
示したようにバラツキが生ずる。従って、較正の精度を
良好とするためには多数のパルスｐｐをとり、それぞれ
の電圧ｖＰの平均値ｖｐｍを求めることが必要である。

これに対して従来では、不正確な目視にょる電汀ｖｐの
読み取りと、非能率な手作業による・Ｐ均値の計算が行
われており、これを改りすることが要請されている。

この発明は以上に鑑みてなされたもので、上記の電圧ｖ
ｐの読み取りと、平均値ｖｐ■の計算をコンピユータ化
して、ホトマルの感度を迅速、正確に較正する方式を提
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コ この発明は、被検査のウェハの表面に対して回転走査方
式によりレーザスポットを走査し、表面に付着した異物
による散乱光を光電子増倍管（ホトマル）により受光し
、ホトマル出力するパルス電圧により異物およびその大
きさを検出する異物検査装置の感度較正方式である。較
正用ウェハは、清浄なウェハの表面に標準粒子を吹付け
て構成される。較正用ウェハに対してレーザスポットを
走査し、ホトマルの出力するパルスの電圧をパルス電圧
検出器により検出して、一定の刻み電圧Δｖごとにメモ
リに記憶する。マイクロプロセッサにより、メモリのデ
ータより、パルス電圧ｖｐの各刻み電圧Δｖに対する検
出個数Ｎの度数分布曲線を作る。この曲線の最大値Ｎｍ
の適当な％値、例えば５０％値を越える範囲に対するパ
ルス電圧Ｖｐの重み付け平均値ｖｐｍを計算により求め
る。この平均値ｖｐ■と、較正用ウェハの標準粒子に対
して予め計測されたホトマルの基準パルス電圧ｖｐｓと
を比較し、両者に差異があるときはホトマルの電源電圧
を調整し、レーザスポットの走査と平均値ｖｐ＋ｔの計
算とを、両電圧の差異がＯとなるまで繰り返して行うも
のである。

［作用コ 以−トの感度較正方式においては、較正用ウェハをレー
ザスポットにより走査し、ホトマルより出力されるパル
スの電圧ｖｐがパルス電圧検出器により検出され、一定
の刻み電圧Δｖごとにメモリに記憶される。マイクロプ
ロセンサにより、パルス電圧ｖｐの各刻み電圧Δｖに対
する検出個数Ｎの度数分布曲線が作られる。較正用ウェ
ハには標準粒子とその他の異物がともに付着しているか
、その他の異物の大きさは大幅に分散しているに対して
、標準粒子は粒径の偏差が小さいため、その個数を適当
に多くとることにより、標準粒子は度数分布曲線の−・
箇所に集中してｉＥ規分布、またはこれに近い形状に分
布し、その他の異物は広く分散する特徴がある。そこで
、検出個数Ｎの最大値Ｎｍとし、例えばその５０％値を
越える範囲をとり、この範囲に対するパルス電圧ｖｐの
重み（度′Ｆｉ）付け＼Ｖ均値ｖｐＩＩ＋をマイクロプ
ロセッサにより計算する。この平均値ｙｐｎは、バラツ
キが平均されて粒径の偏差が０の標準粒子に対するパル
ス電圧に相当する。この平均値ｖｐｍと、予め計測され
ている標準粒子に対するホトマルの基準パルス電圧ｖｐ
ｓとが比較され、その差異が０となるようにホトマルの
電源電圧を調整する。これによりホトマルの感度は迅速
、正確に較正される。なお、レーザ光源の出力パワーの
低下による感度変化も同様に較正される。

［実施例］ 第１図（ａ）、（ｂ）は、この発明による異物検査装置
の感度較正方式の実施例を示す。図（ａ）は検査装置の
概略ブロック構成で、較正用ウェハ１′は第３図（ｂ）
に示したもので、Ａ１面に吹付ける標準粒子の粒径φｐ
には例えば０．３０５μｍのものを使用し、その個数は
レーザスポットの走査する１円周上に、少なくとも１０
０個以測色することが望ましい。また、Ａ２面はチエツ
クされて他の異物による汚染が少ないものとする。これ
を検査装置のスピンドルに装着して回転し、数回転置レ
ーザスポットを走査する。較正用ウェハに付着している
標準粒子ｐとその他の異物による散乱光は、ともにホト
マル８により受光されて第３図（Ｃ）に示したパルスｐ
ｐとｐｌか出力され、パルスｐｐの個数は数百側である
。各パルスの電圧ｖｐがパルス電圧検出器ＩＯにより検
出されてＡ／Ｄ変換器１１によりデジタル化され、マイ
クロプロセンサ（ＭＰＵ）＋３の制御によりインタフェ
ース（１／Ｆ）１２を経てメモリ（ＭＥＭ）＋４に記憶
される。以上の終了後、メモリのデータはＭＰＵにより
読み出され、一定の刻み電圧Δｖごとの検出個数Ｎの度
数分布曲線が作成される。図（ｂ）の実線は］１記によ
りえられた度数分布曲線に′を示す。曲線に′の最大値
をＮＩＩ＋とし、例えばその５０％値（Ｎ−７２）を越
える範囲の電圧ｖｐについて、統計法による重み（度数
Ｎ）付け平均値ｙｐｗを計算する。

たたし、この５０％値には強い意義はなくて、範囲を下
方に広げるとその他の異物のパルスｐ１の割合が増加し
て平均値ｖｐｍの計算精度が悪（なるので、実情に合っ
た％数をとればよい。一方、検査装置の製作後に行われ
る調整段階において、上記の較正用ウェハ１′を使用し
て、標準粒子ｐに対してホトマル８が出力する基準パル
ス電圧ｖｐｓを計測し、基準値としてＭＥＭ＋４に記憶
して置（。

この場合の度数分布は正規分布をなし、図（ｂ）に点線
の基準曲線にで示す。すなわち、ホトマルなとの経時劣
化により検査装置の感度が低ドするとともに、他の異物
などが影響して基準曲線Ｋが正規分布から外れた曲線に
′に移動したものである。

よって、ホトマル８に供給される電源９の高電圧Ｈｖを
調整し、ｖｐｍ＝ｖｐとなるまで上記のスポットの走査
と平均値の計算を繰り返し、検査装置の感度を正しい値
に較正する。なお、上記において重み付け平均値ｖｐｍ
を計算する理由を説明すると、度数分布が正規分布の場
合は、その最大値Ｎ■に対するパルス電圧ｖｐ’が求め
る平均値ｖｐｍに一致するが、正規分布から外れた場合
は、図（ｂ）に示すようにｖｐ’　とｖｐｍは−ｆｉし
ないので、重み付け平均法により正しい平均値ｖｐｍを
求めるのである。

［発明の効果コ 以上の説明により明らかなように、この発明による感度
較正方式によれば、較正用ウェハの標準粒子に対してホ
トマルが出力するパルス電圧をメモリに記憶し、マイク
ロプロセッサにより一定の刻み電圧Δｖごとの度数分４
Ｊ曲線が作成され、これより計算されるパルス電圧ｖｐ
の平均値ｖｐｍ七、予め計測されている標準粒子に対す
るホトマルの基準パルス電圧ｙｐｓの差をＯとするよう
に、ホトマルに供給する電源電圧を調整して検査装置の
感度か正しい値に較正されるもので、従来、手作業によ
り行われたパルス電圧ｖｐの読み取りゃ・ｒ′均値ｖｐ
ＩＩ＋の計算なとの作業がコンピユータ化により迅速化
されるとともに、異物検査装置の検査データの信頼性か
向ト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（ａ）および（ｂ）は、この発明による異物検査
装置の感度較正方式の実施例における概略ブロック構成
図と、パルス電圧の平均値の計算ノコ法および感度較正
方法の説明図、第２図は異物検査装置の基本構成図、第
３図（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、ホトマルの感度低
下を示す曲線図と、較正用ウェハの表面図、および較正
用ウェハに対するポトマルの出力するパルス波形図であ
る。 １・・・被検査のウェハ、　　１′・・・較正用ウェハ
、２・・・移動機構、　　　　　２ａ・・・スピンドル
、２ｂ・・・Ｒ移動機構、　　３・・・レーザ光源、４
・・・コリメータ、　　　　５・・・ミラー６・・・集
束レンズ、　　　７・・・集光レンズ、８・・・光電子
増倍管（ホトマル）、 ９・・パ心諒、１０・・・パルス電圧検出器、１１・・
・Ａ／１〕変換器、１２・・・インタフェース、１３・
・・マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）、１４・・・メモリ
　（ＭＥＭ）。 第１図 （Ｇ） （ｂ） 第 図 第 図 （ａ） （ｃ）

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回転走査方式によ
   りレーザスポットを走査し、該表面に付着した異物によ
   る散乱光を光電子増倍管により受光し、該光電子増倍管
   の出力するパルス電圧により、該異物およびその大きさ
   を検出する異物検査装置において、清浄なウェハの表面
   に標準粒子を吹付けて較正用ウェハを構成し、該較正用
   ウェハに対して上記レーザスポットの走査を行い、上記
   光電子増倍管の出力するパルスの電圧ｖｐをパルス電圧
   検出器により検出して、一定の刻み電圧Δｖごとにメモ
   リに記憶し、マイクロプロセッサにより、該メモリに記
   憶されたデータより、上記パルス電圧ｖｐの各該刻み電
   圧Δｖに対する検出個数Ｎの度数分布曲線を作り、該曲
   線の最大値Ｎｍの適当な％値、例えば５０％値を越える
   範囲に対する上記パルス電圧ｖｐの重み付け平均値ｖｐ
   ｍを計算により求め、該平均値ｖｐｍと、上記較正用ウ
   ェハの標準粒子に対して予め計測された上記光電子増倍
   管の基準パルス電圧ｖｐｓとを比較し、両者に差異があ
   るときは、上記光電子増倍管に対する電源電圧を調整し
   て上記スポットの走査と上記平均値ｖｐｍの計算とを、
   該差異が０となるまで繰り返して行うことを特徴とする
   、異物検査装置の感度較正方式。