JPH051814Y2 - - 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。

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内のウエハＢをレーザスキ
ヤナＣにより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Ｄ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。その結果、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。従つて、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。

そこで、このような問題点を解決するために、
第３図に示すように、第２図に示す装置を改良し
て、スキヤナミラーＥを中心とした曲率半径をも
つ球面の反射防止膜を備えたガラスをレーザ光線
導出用真空窓Ｆに使用した表面異物検査装置を提
案した。これにより、レーザビームは１点から出
ているのでレーザ光線導出用真空窓Ｆに対してす
べて垂直に入射することになり、反射光は元の経
路を戻り、真空容器Ａの内壁に当ることはない。
従つて、バツクグラウンドは極力低く押えられ、
しかもウエハ全面をスキヤンして測定できること
になる。

考案が解決しようとする問題点 第２，３図に示すように、スキヤナミラーを使
用してレーザ光線をスキヤンする場合には、レー
ザ光線は見掛け上１点から射出していることにな
り、ウエハＢで鏡面反射した光は、レーザ光線導
出用真空窓Ｄ，Ｆ付近ではウエハＢの寸法すなわ
ちスキヤン範囲より大きな幅になつてしまうた
め、さらに大きな窓が必要となる。

最近では、ウエハの寸法も６インチ以上にもな
るため、レーザ光線導出用真空窓は12インチ以上
にする必要がある。従つて、装置が大きくなれば
さらに窓は大きくなることになる。このような大
きな窓に曲率半径をつけることは工作精度上も好
ましくなく、反射防止膜にもむらが生じやすくな
り、しかも非常に高価なものとなる。

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。

そこで、本考案の目的は、レーザの入口側およ
び出口側ともに被検査物と同程度の寸法にでき、
しかもバツクグラウンドに関する問題点も解決し
た小形で経済的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、本考案による表
面異物検査装置は、異物検査すべき被検査物を収
容し、レーザ光線導入用口部及び収容した被検査
物上で鏡面反射したレーザ光線を外部へ導出する
レーザ光線導出用窓を備えた容器と、上記レーザ
光線導入用窓を通つて上記容器内の被検査物表面
上に導入されるレーザ光線を発生するレーザ光源
と、上記レーザ光源を支持し、駆動装置によつて
駆動された光軸を横切る方向にレーザ光源を平行
移動させ、レーザ光源からのレーザ光線を平行光
線として被検査物表面上に導入させるレーザ光線
移動装置と、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配置された検出
器とを有することを特徴としている。

レーザ光線導入用窓およびレーザ光線導出用窓
には反射防止膜が施され得る。またレーザ光線導
入用窓およびレーザ光線導出用窓は、レーザ光線
が偏光している場合にはブリユースタ窓でもよ
い。

レーザ光線移動装置は、Ｘ方向またはＸ，Ｙ方
向に移動できるように構成され得る。

作 用 このように構成した本考案による表面異物検査
装置においては、レーザ光線移動装置によつて、
容器に設けたレーザ光線導入用窓を介して導入さ
れるレーザ光線はすべて平行となり、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、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設けられ
たレーザ光線導入用口部５と、このレーザ光線導
入用口部５を通つて基板４に入射したレーザ光線
が鏡面反射して進む位置に設けられたレーザ光線
導出用口部６とを備えており、これらの口部５，
６には、それぞれ真空窓７，８が装着されてい
る。９はレーザ光線導入用口部５に取付けられた
レーザ光線移動装置を成す平行移動テーブルで、
レーザ光源１０を支持しており、レーザ光線移動
装置９は駆動装置１１により点線で示すようにＸ
方向に移動され、レーザ光源１０からのレーザ光
線を平行移動させながら基板４上でＸ方向に走査
させる。これにより、真空窓７を介してレーザ光
線はすべて平行になつて基板４上に入射する。一
方、レーザ光線導入用口部５とレーザ光線導出用
口部６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る検出器１２が真空容器１に
取付けられている。検出器１２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。

レーザ光線導入用口部５における真空窓７およ
びレーザ光線導出用口部６における真空窓８は、
好ましくはそれぞれ反射防止膜を備え、口部５，
６に密封的に装着されている。

このように構成した図示装置の動作において、
まずレーザ光源１０で発生されたレーザ光線を平
行移動テーブル９によつて平行移動し、これによ
り、レーザ光線はレーザ光線導入用口部５におけ
る真空窓７を通つてすべて平行にされ、可動テー
ブル２上の基板４上を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
用真空窓７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９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１２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。また図示実施例で
は、平行移動テーブル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、平行移動テ
ーブル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。レーザ光線が偏光している場合には、レーザ
光線導入用真空窓７およびレーザ光線導出用真空
窓８はブリユースタ窓でもよい。さらにまた、平
行移動テーブル９のＸ方向の平行移動と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。

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容器にレーザ光
線導入用窓と上記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レーザ光線導出
用窓とを設け、上記レーザ光線導入用窓を通つて
上記容器内の被検査物表面上に導入されるレーザ
光線を発生するレーザ光源、上記レーザ光源と組
合わされ被検査物表面上に導入されるレーザ光線
を平行移動して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光線移動装置および被
検査物上の異物によつて乱反射したレーザ光線を
検出できる位置に配置された検出器を設けている
ので、反射防止膜やブリユースタ窓により反射光
は極力低く押えられ、最小検出粒径を0.5μm程度
にすることができ、また入口側のレーザ光線移動
装置によつてレーザ光線はすべて平行になるた
め、出口側の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径路を通つて戻り、従つ
て、被検査物の全面をスキヤンできるだけでな
く、レーザ光線導出用窓は被検査物と同程度の寸
法で構成でき、装置自体を小形にできる。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の構成を
示す概略断面図、第２，３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……レーザ光線導入
用真空窓、８……レーザ光線導出用真空窓、９…
…レーザ光線移動装置、１０……レーザ光源、１
１……駆動装置、１２……検出器。

Claims (1)

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し、レーザ光
   線導入用窓及び収容した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レーザ光線導
   出用窓を備えた容器と、上記レーザ光線導入用
   窓を通つて上記容器内の被検査物表面上に導入
   されるレーザ光線を発生するレーザ光源と、上
   記レーザ光源を支持し、駆動装置によつて駆動
   され光軸を横切る方向にレーザ光源を平行移動
   させ、レーザ光源からのレーザ光線を平行光線
   として被検査物表面上に導入させるレーザ光線
   移動装置と、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配置された
   検出器とを有することを特徴とする表面異物検
   査装置。 ２ レーザ光線導入用窓および容器内の被検査物
   上で鏡面反射したレーザ光線を外部へ導出する
   レーザ光線導出用窓が反射防止膜を備えたガラ
   スで構成されている実用新案登録請求の範囲第
   １項に記載の表面異物検査装置。 ３ 異物検査すべき被検査物を収容する容器が真
   空容器である実用新案登録請求の範囲第１項に
   記載の表面異物検査装置。