JPH051812Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、例えば半導体製造用真空装置のよう
な真空プロセス装置に使用され得る表面異物検査
装置に関するものである。

従来の技術 例えば、半導体製造技術等において、ウエハ等
の基板表面上に付着しているダスト粒子等の異物
を観察、検査することは、歩留り向上の観点から
も重要なことである。

従来用いられてきた基板表面上の異物を検査す
る方法としては、レーザ光線等の光を利用してそ
の散乱光により異物の粒径等を検出する方法や顕
微鏡、走査型電子顕微鏡を利用して検査する方法
等がある。

この中でラインで速やかに検査できる光散乱法
が広く用いられており、その中でも、検出感度が
高く、小さな粒子まで検出できるという理由で、
レーザを光源としたものが利用されている。これ
らのものは完成された装置として市販されている
が、製造工程中に検査工程を別個に加える必要が
あり、その分だけ、時間的にもマイナスとなる。

そのために、異物検査装置を製造装置に組み込
むという要求があり、特に、真空プロセス装置の
ような特殊な環境の装置に組み込み、インライン
で測定したいという要望が益々強まつている。と
ころで、大気中で使用される従来のレーザダスト
モニタと異なり、レーザ光線を真空装置内へ導入
する場合、あるいはウエハ上で鏡面反射した光を
真空装置外へ出す場合には、必ず真空窓が必要と
なり、真空窓部分での反射光がバツクグラウンド
を上げる等の問題となり、検出感度を低下させる
ことになる。

一方、レーザ光線の反射光を極力低く抑えるた
めに、ブリユースタ窓を用いることは公知であ
る。しかし、ブリユースタ窓は特定の入射角にの
み効果があり、少しでも角度がずれると、反射率
が高くなる。また、レーザが偏光している場合に
だけ有効なものである。従つて、ウエハ等の表面
をスキヤンする必要がある場合には、ブリユース
タ窓は適さない。

また、レーザをスキヤンせずにウエハをステー
ジごと動かすことが考えられるが、ステージを動
かすことは、インライン装置に組み込むことを考
えると、非現実的であり、またステージが動くこ
とによりダストが発生する恐れがあり、好ましく
ない。

これらの問題を解決するために、先に、レーザ
光線導入用真空窓およびレーザ光線導出用真空窓
に反射防止膜を備えたガラスを使用することを提
案し、これにより、インライン真空装置に組み込
み可能な実用的な表面異物検査装置が実現でき
た。

この表面異物検査装置では、図面の第２図に示
すように、真空容器Ａ内の例えば４インチのウエ
ハＢをレーザスキヤナＣによりレーザ光線導入用
真空窓Ｄ介してレーザスキヤンした場合に、ウエ
ハＢの端部で鏡面反射した光はレーザ光線導出用
真空窓Ｅで約0.4％程度矢印で示すように真空容
器Ａ内に反射され、真空容器Ａの内壁に当る。真
空容器Ａの内壁に当つた光はそこで乱反射し、真
空容器Ａ内で大きな迷光となる。バツクグラウン
ドを決定するフアクタは、レーザ光線導入用真空
窓Ｄおよびレーザ光線導出用真空窓Ｅにおける反
射光の乱反射およびウエハＢ上での乱反射であ
る。従つて、バツクグラウンドが上昇し、ダスト
の信号よりもバツクグラウンドが大きくなるた
め、ダストの測定が不可能になる。その結果、事
実上はウエハ径の半分以下程度しか測定できない
ことになる。

ところで、半導体プロセスにおいては、ウエハ
１枚当りのダストが10個以下という厳しい基準が
あり、ウエハ全面を測定できるモニタでなけれ
ば、インプロセスモニタとしては完全なものとは
言えない。

考案が解決しようとする問題点 第２図に示すような表面異物検査装置において
は、レーザ光線導入用真空窓およびレーザ光線導
出用真空窓に反射防止膜を備えたガラスを使用し
たことによつて0.5μm程度の粒径のダストを検出
できるようになつたが、しかしこの場合に、ウエ
ハ全面をスキヤンすることはできない。仮にウエ
ハ全面をスキヤンしようとすると、上述のように
反射光が真空容器の内壁に当り、バツクグラウン
ドを上昇させるため測定不能となる問題が生じ
る。従つて、ウエハの寸法に関係なく、ウエハ表
面上のスキヤンできる領域が限られることにな
る。

そこで、本考案の目的は、被検査物の全領域を
スキヤンでき、しかも反射光の問題を解決した真
空中で使用可能な表面異物検査装置を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するために、本考案による真
空中で使用可能な表面異物検査装置は、異物検査
すべき被検査物を収容する真空容器に反射防止膜
を備えたレーザ光線導入用窓と上記真空容器内の
被検査物上で鏡面反射したレーザ光線を外部へ導
出する反射防止膜を備えたレーザ光線導出用窓と
を設け、上記真空容器内の被検査物表面上に導入
されるレーザ光線を上記被検査物表面上で少なく
とも一つの方向に走査させるレーザスキヤナを上
記レーザ光線導入用窓に連結して設け、被検査物
上の異物によつて乱反射したレーザ光線を検出で
きる位置に検出器を設け、上記レーザ光線導出用
窓を、上記レーザスキヤナから上記容器内の被検
査物表面を通つて上記レーザ光線導出用窓までの
長さに等しい曲率半径をもつた外側に凸の球面状
に形成したことを特徴としている。

作 用 このように構成した本考案による真空中で使用
可能な表面異物検査装置においては、真空容器に
設けたレーザ光線導入用窓を通たレーザ光線は真
空容器内の被検査物表面上に導入され、このレー
ザ光線により被検査物表面上をＸ，Ｙ方向に走査
する。この場合、レーザスキヤナは、真空容器内
の被検査物表面上をＸ，Ｙ方向あるいはＸ方向の
みにスキヤンすることができ、Ｘ，Ｙ両方向にス
キヤンするときは被検査物は測定中動かさない。
一方、Ｘ方向のみにスキヤンするときには、被検
査物をインラインの搬送系によつて適当な速度で
Ｙ方向に送りながら検査を行なうことができる。
被検査物表面上で鏡面反射した光線はレーザ光線
導出用窓に垂直に入射し、このレーザ光線導出用
窓で反射された0.4％程度の反射光線は全て同一
経路を通つて被検査物表面上に戻ることになる。
もしこの被検査物表面上に何らかの異物が存在し
ていると、導入されたレーザ光線は被検査物上で
鏡面反射してレーザ光線導出用真空窓を通つて外
部へ導出される他、その異物に衝突したレーザ光
線部分は乱反射して検出器に入射する。これによ
り、検出器は被検査物表面上の異物を検出する。
この場合、一連の異物検査操作はインラインで行
なうことができる。

実施例 以下、図面第１図を参照して本考案の実施例に
ついて説明する。

図面には真空装置内の基板上の異物の検出に適
用した本考案による表面異物検査装置の要部を示
し、１は真空容器で、この真空容器１にはＹ方向
に動くことのできる可動テーブル２が設けられ、
この可動テーブル２上には基板ホルダ３が取付け
られ、その上に被検査物である基板４が装着され
ている。真空容器１は、基板４に対して予定の入
射角度でレーザ光線を導入できる位置にレーザ光
線導入用口部５を、また基板４に入射したレーザ
光線が鏡面反射して進む位置にレーザ光線導出用
口部６を備えている。レーザ光線導入用口部５に
は真空窓７が密封的に装着され、レーザ光線導出
用口部６には外側に凸の球面状の真空窓８が密封
的に装着されている。これらの真空窓７，８は反
射防止膜を備えている。９はレーザ光線導入用真
空口部５に取付られたレーザスキヤナで、レーザ
光源１０からのレーザ光線を基板４上でＸ方向に
走査させるスキヤナ９ａとスキヤナミラー９ｂと
を備えている。

レーザ光線導入用口部５における真空窓７とレ
ーザ光線導出用口部６における真空窓８とを通る
平面に対して所要の角度を成して光電子増倍管か
ら成り得る検出器１１が真空容器１に取付けられ
ている。検出器１１としては任意の適当な型式の
ものが用いられ得、その出力は例えばコンピユー
タ装置（図示してない）に接続されている。

レーザ光線導出用口部６に密封的に装着されて
外側に凸の球面状の真空窓８は、スキヤナミラー
９ｂから基板４上を通り真空窓８までの距離に実
質的に等しい曲率半径をもつている。

このように構成した図示装置の動作において、
まずレーザ光線源１０で発生されたレーザ光線を
スキヤナ９ａによつてスキヤンし、スキヤナミラ
ー９ｂからレーザ光線導入用口部５における真空
窓７を通つて可動テーブル２上の基板４上に導入
され、Ｘ方向に走査する。レーザ光線で走査した
基板４に異物がなければ、レーザ光線はその基板
４で鏡面反射してレーザ光線導出用口部６におけ
る真空窓８を通つて真空容器１外へ出て行く。も
し基板に異物があれば、その異物に衝突したレー
ザ光線部分は散乱され、この散乱光は検出器１１
により検出され、こうして基板上の異物を検出す
ることができる。

なお、図示実施例において、検出器１１の位置
は基板上の異物で乱反射した光を検出できる位置
であればどの位置でもよい。まあ、スキヤナ９ａ
によるスキヤン操作とＹ方向への基板の移動とは
同期させて行なわれるべきであることが認められ
る。さらに図示実施例では、レーザスキヤナ９は
レーザ光線をＸ方向にのみスキヤンさせ、Ｙ方向
には基板を動かしながら検査するようにしている
が、当然、レーザスキヤナ９をＸ，Ｙ両方向にス
キヤンするように構成し、検査中は基板を静止さ
せるようにしてもよい。

考案の効果 以上説明してきたように、本考案によれば、異
物検査すべき被検査物を収容する真空容器に反射
防止膜を備えたレーザ光線導入用窓と上記真空容
器内の被検査物上で鏡面反射したレーザ光線を外
部へ導出する反射防止膜を備えたレーザ光線導出
用窓とを設け、上記真空容器内の被検査物表面上
に導入されるレーザ光線を上記被検査物表面上で
少なくとも一つの方向に走査させるレーザスキヤ
ナを上記レーザ光線導入用窓に連結して設け、被
検査物上の異物によつて乱反射したレーザ光線を
検出できる位置に検出器を設け、上記レーザ光線
導出用窓を、上記レーザスキヤナから上記容器内
の被検査物表面を通つて上記レーザ光線導出用窓
までの長さに等しい曲率半径をもつた外側に凸の
球面状に形成しているので、反射防止膜の作用で
反射光を４％から0.4％に減少させることができ、
ダストの最小検出粒径を2μmから0.5μmにできる
だけでなく、レーザ光線導入用窓を通つて被検査
物上に導入されたレーザ光線は被検査物上で鏡面
反射した後すべてレーザ光線導出用窓に垂直に入
射し、反射光はすべて同じ経路かまたはそれより
内側の経路を通つて戻り、従つて、被検査物の全
面をスキヤンでき、被検査物の全面の異物検出が
可能となる。これにより、本発明による装置は容
易にインライン真空プロセス装置に組み込むこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例による装置を示す概
略断面図、第２図は従来例を示す概略断面図であ
る。 図中、１……真空容器、２……可動テーブル、
４……基板、５……レーザ光線導入用口部、６…
…レーザ光線導出用口部、７，８……真空窓、９
……レーザスキヤナ、９ａ……スキヤナ、９ｂ…
…スキヤナミラー、１０……レーザ光線、１１…
…検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 異物検査すべき被検査物を収容する真空容器に
   反射防止膜を備えたレーザ光線導入用窓と上記真
   空容器内の被検査物上で鏡面反射したレーザ光線
   を外部へ導出する反射防止膜を備えたレーザ光線
   導出用窓とを設け、上記真空容器内の被検査物表
   面上に導入されるレーザ光線を上記被検査物表面
   上で少なくとも一つの方向に走査させるレーザス
   キヤナを上記レーザ光線導入用窓に連結して設
   け、被検査物上の異物によつて乱反射したレーザ
   光線を検出できる位置に検出器を設け、上記レー
   ザ光線導出用窓を、上記レーザスキヤナから上記
   容器内の被検査物表面を通つて上記レーザ光線導
   出用窓までの長さに等しい曲率半径をもつた外側
   に凸の球面状に形成したことを特徴とする真空中
   で使用可能な表面異物検査装置。