JPH05288536A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】受光素子を正反射光に影響されずに自由に配置
でき、さらに、受光素子への入力のＳ／Ｎを劣化させる
ことなく微細な異物の有無を確実に検出することが可能
な異物検査装置を提供することにある。 【構成】半導体ウエハ７の表面７ａにレ−ザ光２５を照
射し、異物２６が存在している場合に発生する散乱光２
７…を受光素子１６に受けて異物２６の有無を検出する
異物検査装置１１において、半導体ウエハ７の表面７ａ
にレ−ザ光２５のｐ偏光をブリュ−スタ角で入射させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、半導体ウエハ
表面に存在する微細な異物の有無を検出する異物検査装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特願平２−１７１２０６号明細
書に記載されているような異物検査装置が本出願人によ
り提案されている。

【０００３】すなわち、図４に示すように、この異物検
査装置１は、レ−ザ発振器２、コリメ−タレンズ３、反
射鏡４、および、ガルバノミラ−５を備えており、レ−
ザ発振器から発振されたレ−ザ光をコリメ−タレンズ３
によって平行光に変換したのち、振動するガルバノミラ
−５に導く。そして、ガルバノミラ−５で反射したレ−
ザ光は、集光光学系６を介してスポット状に集光される
とともに、ガルバノミラ−５の振動に合せて半導体ウエ
ハ７の表面７ａに走査される。

【０００４】また、図中に８で示すのはＸＹθテ−ブル
であり、このＸＹθテ−ブル８は半導体ウエハ７を載置
している。そして、ＸＹθテ−ブル８は半導体ウエハ７
をＸＹθの各方向に変位させ、半導体ウエハ７に導かれ
たレ−ザ光を半導体ウエハ７の表面７ａの全体に走査さ
せる。

【０００５】そして、この異物検査装置１は、半導体ウ
エハ７の表面７ａに例えば０．１μｍ級の微細な異物が
存在する場合には、異物に当って発生した散乱光を、所
定位置に配置されたラインセンサ９、９に受け、受光量
に応じた電気信号をラインセンサ９、９から検出部１０
へ出力する。そして、異物検査装置１は、例えば所定値
以上の強さの散乱光がラインセンサ９、９に入射した場
合に、異物が半導体ウエハ７の表面７ａに存在している
ことを検出する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の異物検査装置１においては、半導体ウエハ７の
表面７ａからの正反射光の一部が半導体ウエハ７やライ
ンセンサ９、９を収納した筐体（図示しない）の内壁面
などで反射して迷光となり、ラインセンサ９、９等の受
光素子に入射する場合があった。そして、このような場
合には、ラインセンサ９、９から検出部１０への出力に
含まれるノイズ成分が大となるという不具合があった。

【０００７】また、０．１μｍ級の微細な異物からの散
乱光は半導体ウエハ７の表面７ａからの角度が小さいほ
ど強い。そして、この散乱光は、特にレ−ザ光の入射位
置の前方で強い。しかし、従来は正反射光を処理するた
めの減衰器やミラ−を入射位置の前方に設置する必要が
あったため、レ−ザ光の入射位置の前方にラインセンサ
９、９等の受光素子を設置することはできなかった。

【０００８】本発明の目的とするところは、受光素子を
正反射光に影響されずに自由に配置でき、さらに、受光
素子への入力のＳ／Ｎを劣化させることなく微細な異物
の有無を確実に検出することが可能な異物検査装置を提
供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、被検査物の表面にレ−ザ光を照
射し、異物が存在している場合に発生する散乱光を受光
素子に受けて異物の有無を検出する異物検査装置におい
て、被検査物の表面にレ−ザ光のｐ偏光をブリュ−スタ
角で入射させることにある。

【００１０】こうすることによって本発明は、受光素子
を正反射光に影響されずに自由に配置でき、さらに、受
光素子への入力のＳ／Ｎを劣化させることなく微細な異
物の有無を確実に検出できるようにしたことにある。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図３に基づ
いて説明する。なお、従来の技術の項で説明したものと
重複するものについては同一番号を付し、その説明は省
略する。

【００１２】図１は本発明の一実施例を示すもので、図
中の符号１１は被検査物としての半導体ウエハ７に付着
した異物の検出に用いられる異物検査装置（以下、検査
装置と称する）である。この検査装置１１は、レ−ザ発
振器１２、ビ−ム縮小器１３、ガルバノミラ−５、ｆθ
レンズ１４、集光レンズ１５、および、フォトマルチプ
ライヤなどの受光素子１６を備えている。さらに、検査
装置１１は、Ｘテ−ブル１７とＹテ−ブル１８とからな
るＸＹテ−ブル１９を備えており、このＸＹテ−ブル１
９上に半導体ウエハ７を載置している。

【００１３】また、検査装置１１は、レ−ザ発振器１
２、ビ−ム縮小器１３、および、ガルバノミラ−５を略
同一直線上に配置している。さらに、検査装置１１はｆ
θレンズ１４と集光レンズ１５とを、ガルバノミラ−５
と受光素子１６との間に配置している。そして、検査装
置１１は、ｆθレンズ１４をガルバノミラ−５と半導体
ウエハ７との間に配置するとともに、集光レンズ１５を
半導体ウエハ７と受光素子１６との間に配置している。

【００１４】さらに、検査装置１１には、ガルバノミラ
−５を駆動して振動させるガルバノミラ−ドライバ２０
と、ＸＹテ−ブル１９を駆動しＸテ−ブル１７とＹテ−
ブル１８とを互いに直交するＸＹ方向に直線変位させる
テ−ブルドライバ２１とが設けられている。

【００１５】また、図中に符号２２で示すのは信号処理
部である。この信号処理部２２は、増幅器２３を介して
受光素子１６と接続されており、受光素子１６から出力
され増幅器２３により増幅された電気信号を受ける。さ
らに、信号処理部２２は、ガルバノミラ−ドライバ２０
とテ−ブルドライバ２１とに接続されている。

【００１６】ここで、信号処理部２２がガルバノミラ−
ドライバ２０とテ−ブルドライバ２１とに指令信号を発
してガルバノミラ−ドライバ２０とテ−ブルドライバ２
１とを制御するようにしてもよい。また、ガルバノミラ
−ドライバ２０とテ−ブルドライバ２１とを制御する制
御部を信号処理部２２とは別に設けてもよく、さらに、
この制御部と信号処理部２２とを接続してもよい。

【００１７】上記レ−ザ発振器１２は、その内部に偏光
板等のｐ偏光取出し手段（図示しない）を有しており、
レ−ザ光を発振するとともに発振されたレ−ザ光のｐ偏
光（水平偏光）のみを取出してｐ偏光の光束２４を出力
する。出力された光束２４はビ−ム縮小器１３に入射
し、ビ−ム径を縮小され小径で平行なレ−ザ光２５とな
る。

【００１８】このレ−ザ光２５はガルバノミラ−５へ導
かれ、振動するガルバノミラ−５で反射したのちｆθレ
ンズ１４を通り、半導体ウエハ７の表面７ａに部分的に
照射される。そして、レ−ザ光２５は、ガルバノミラ−
５の振動に伴い、半導体ウエハ７の表面７ａに沿った方
向に走査される。

【００１９】また、半導体ウエハ７の表面７ａに照射さ
れるレ−ザ光２５の入射角は、反射面（表面７ａ）での
反射率が０となるブリュ−スタ角θに設定されている。
つまり、入射角に対して平行なｐ偏光成分のみからなる
レ−ザ光２５は、図２に示すようにブリュ−スタ角θで
表面７ａに入射する。そして、レ−ザ光２５は、正反射
光を生じることなく９０−θの角度で屈折して半導体ウ
エハ７を透過する。

【００２０】ここで、レ−ザ光２５をブリュ−スタ角θ
で半導体ウエハ７に入射させる手段として、ガルバノミ
ラ−５の鏡面５ａの向きを、レ−ザ光２５の入射角がブ
リュ−スタ角θとなるよう調節すること等が考えられ
る。また、具体的には、レ−ザ光２５の波長を１．３μ
ｍとした場合のブリュ−スタ角θは７４度である。

【００２１】さらに、半導体ウエハ７の表面７ａに異物
２６が存在している場合、異物２６に当ったレ−ザ光２
５が半導体ウエハ７を透過せずに反射し、散乱光２７…
が発生する。そして、この散乱光２７…は集光レンズ１
５により、受光素子１６の光電面に集光される。

【００２２】受光素子１６は集光された散乱光２７…を
光電変換し、例えば散乱光２７…の強さに応じた信号を
出力する。さらに、受光素子１６の出力は増幅器２３に
より増幅されたのち、信号処理部２２に入力される。そ
して、受光素子１６の出力に基づいて、信号処理部２２
により異物２６の存在が認識される。

【００２３】また、ＸＹテ−ブル１９が駆動され、半導
体ウエハ７が表面７ａの向きを一定に保ったまま、ｆθ
レンズ１４を通過したレ−ザ光２５に対して変位する。
そして、レ−ザ光２５が表面７ａの全体に亘ってスキャ
ンされ、表面７ａの全体について、異物の有無が検知さ
れる。さらに、表面７ａの全体についての検出デ−タが
信号処理部２２に入力され、異物の位置が認識されて異
物がマッピングされる。

【００２４】すなわち、このような検査装置１１におい
ては、レ−ザ光のｐ偏光のみがブリュ−スタ角で半導体
ウエハ７に入射するので、表面７ａでの正反射光を生じ
ることなくレ−ザ光を半導体ウエハ７に透過させること
ができる。

【００２５】つまり、図３に示すように、レ−ザ光２５
をブリュ−スタ角以外の角度で半導体ウエハ７に入射さ
せた場合、屈折光２８の他に正反射光２９が生じ、この
正反射光２９が迷光の発生の原因となる。また、レ−ザ
光２５がｐ偏光成分以外の偏光成分を含んでいると、入
射角がブリュ−スタ角と一致していても正反射光２９が
発生する。

【００２６】しかし、図２に示すように、ｐ偏光成分の
みからなるレ−ザ光２５をブリュ−スタ角θで半導体ウ
エハ７に入射させることにより、反射率が０となり、正
反射光を生じることなく全てのレ−ザ光２５を半導体ウ
エハ７に透過させることができる。そして、正反射光を
原因とする迷光の発生が防止され、ノイズ成分を含むこ
となく散乱光２７…のみを受光素子１６へ入力させるこ
とができる。したがって、受光素子１６への入力のＳ／
Ｎを劣化させることなく、例えば０．１μｍ級の微細な
異物の有無を確実に検出することができる。

【００２７】また、正反射光が発生しないので、正反射
光を処理するための減衰器やミラ−等が不要である。そ
して、受光素子１６の設置場所が正反射光の進行方向の
影響を受けず自由である。

【００２８】したがって、受光素子１６を散乱光２７…
が強い位置、即ちレ−ザ光２５の入射位置の前方の位置
に設置することができる。そして、十分な強さの散乱光
２７…を受光素子１６へ確実に入力させることができ
る。

【００２９】なお、本実施例では、レ−ザ発振器１２内
にｐ偏光取出し手段を組込んでｐ偏光を取出している
が、本発明はこれに限定されるものではなく、レ−ザ発
振器１２の外側でｐ偏光を取出してもよい。そして、例
えば、ｐ偏光取出し手段をレ−ザ発振器１２とビ−ム縮
小器１３との間や、ビ−ム縮小器１３とガルバノミラ−
５との間等に配置することが可能である。

【００３０】また、本実施例ではレ−ザ光を走査する手
段としてガルバノミラ−５が用いられているが、本発明
はこれに限定されるものではなく、レ−ザ光を走査する
手段として、例えばポリゴンスキャナやレゾナントスキ
ャナ等を採用することが可能である。さらに、受光素子
１６は散乱光２７…を受光できるものであればよく、受
光素子１６としてフォトマルチプライヤ以外の光学素子
を採用してもよい。

【００３１】また、本実施例ではＸＹテ−ブル１９が用
いられているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えばＸＹθテ−ブルやＸθテ−ブル等を用いても
よい。なお、本発明は、要旨を逸脱しない範囲で種々に
変形することが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、被検査物
の表面にレ−ザ光を照射し、異物が存在している場合に
発生する散乱光を受光素子に受けて異物の有無を検出す
る異物検査装置において、被検査物の表面にレ−ザ光の
ｐ偏光をブリュ−スタ角で入射させるものである。

【００３３】したがって本発明は、受光素子を正反射光
に影響されずに自由に配置でき、さらに、受光素子への
入力のＳ／Ｎを劣化させることなく微細な異物の有無を
確実に検出できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図。

【図２】レ−ザ光がブリュ−スタ角で半導体ウエハに入
射する状態を示す説明図。

【図３】レ−ザ光がブリュ−スタ角以外の角度で半導体
ウエハに入射する状態を示す同じく説明図。

【図４】従来例を示す構成図。

【符号の説明】

７…半導体ウエハ（被検査物）、７ａ…半導体ウエハの
表面（被検査物の表面）、１１…異物検査装置、１６…
受光素子、２５…レ−ザ光、２６…異物、２７…散乱
光。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検査物の表面にレ−ザ光を照射し、異
   物が存在している場合に発生する散乱光を受光素子に受
   けて上記異物の有無を検出する異物検査装置において、
   上記被検査物の表面に上記レ−ザ光のｐ偏光をブリュ−
   スタ角で入射させることを特徴とする異物検査装置。