JPH07128244A - 非破壊表面検査方法及びその装置 - Google Patents

非破壊表面検査方法及びその装置

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JPH07128244A
JPH07128244A JP6082239A JP8223994A JPH07128244A JP H07128244 A JPH07128244 A JP H07128244A JP 6082239 A JP6082239 A JP 6082239A JP 8223994 A JP8223994 A JP 8223994A JP H07128244 A JPH07128244 A JP H07128244A
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light
diaphragm
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JP6082239A
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Norbert Dr Marxer
ノルベルト、マルクサー
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Tencor Instruments Inc
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非常に小さなきずや表面粗さも測定でき、検
査結果がきずの方向に影響されず、装置の感度や拡散光
点の大きさの調整や拡散光量の調整も容易で、検査結果
の解釈もしやすい、多種類の特定検査が高処理できる非
破壊表面検査方法およびその装置を提供すること。 【構成】 光源、偏光器、入射光を投射する光学システ
ム、光検出器、照射点が螺旋経路に沿って表面全体を走
査できるように検査対象を並進運動と回転運動を組み合
わせて移動させる手段を備え、検査対象によって拡散さ
れた拡散光を、光学軸に近接する狭い角度および光学軸
から広い角度で集束させる手段を設けた非破壊表面検査
装置とその検査方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本明細書に述べられた発明は、表
面の非破壊検査方法およびその装置に関するもので、特
に検査対象の表面上および／または表面直下の微粒子、
きず、および不均一性を測定するもので、とりわけシリ
コンウエハを検査対象とし、光束を発する光源、偏光
器、検査対象に垂直に照射点上に入射光を投入させる光
学システム、集束光が導かれる光検出機構、および検査
対象を並進運動と回転運動を組み合わせて移動させこの
照射点が螺旋経路に沿ってその表面全体を走査できるよ
うになっている装置を用いる方法及びその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】このような方法および／または装置は、
例えば超小型電子技術の分野では、ウエハ、磁気記憶メ
ディア、および／または光学的に応用する集積基盤など
の表面に対する非破壊検査および調査に用いられ、どの
ような粒子および／またはきずの有無も調べることがで
きる。
【０００３】ウエハエキスポジュアープロセス（wafer-
exposure processes）の発達により従来に比べ細かい構
造のウエハ表面の製造が可能となった。この発達と平行
して、さらに小さなきずや粒子の検出を可能とするよう
な検査システムがますます重要視されてきた。検査シス
テムが検出しなければならないものとしては、集積回路
（IC）の製造中に全廃棄物のおよそ７５％に達する粒子
があるが、それ以外にも、コーティングの厚みの変動、
表面上および表面直下の結晶きずなどのような多様の不
均一性についても検出しなければならない。
【０００４】ウエハ製造の最終検査やチップ製造による
内部部品検査においては、組立前のしかもコーティング
前のウエハに対して、含有粒子、結晶きず、粗さ、磨き
きずなどの究極の検査試験をしなければならない。この
ため、検査対象表面は拡散光をほとんど発しないように
磨かれている。
【０００５】チップ製造においては、できるかぎり早く
問題を認識し不用の廃棄物を出さないように、通常その
処理の各段階で監視を行う。処理監視方法の一つに、組
立前ではあるがいくらかの処理段階は経ているいわゆる
監視ウエハを使用するものがある。処理段階前と処理段
階後、この二つの測定結果の比較により、処理段階で含
有された粒子量の検出ができるようになり、あるいは例
えばウエハ全体にコーティング厚みがどのようにつけら
れたかといったような処理段階中の均一性変動の大筋を
つかむこともできるようになる。検査表面は、粗い表面
であったり、あるいは金属的性質を与えられている表面
であるため、多くの拡散光を出す。また、干渉縞効果を
もたらすように被膜構造になっている場合もある。
【０００６】種々の処理段階を監視する場合には、組立
後のウエハを検査するのが好ましい。これは、組立後の
ウエハと組立前のウエハは常に同じ動作をするというわ
けではなく、監視ウエハの検査結果が実際のプロセスの
なかでは通用しないことが多々あるからである。さらに
監視ウエハの検査では、構造物によって生じた偏光が、
粒子やきずによる拡散光と重なってしまうという難点も
ある。上記のような非破壊検査には、いわゆるレーザス
キャナーが特に適切である。レーザスキャナーの重要な
特徴としては、微小のきずにも高感度に対応し、これら
のきずの存在を検出する能力を有し、さらにその処理量
も高いことである。現在利用されているレーザスキャナ
ーは、使用されている走査方法、光学的構成、そして検
査結果を処理する方式などの違いによっていくつかの種
類がある。
【０００７】処理量を高くしウエハの表面全体の１００
％検査を実用化するために、主に二種類の方法が使用さ
れている。第一の方法は、例えばUSP ４、３１４、７６
３号に示されているように、照射光や集束光は固定され
ており、検査対象自体が、螺旋状に走査されるように、
並進運動および回転運動を組み合わせて行うものであ
る。もう一つの方法とは、例えばUSP ４、３７８、１５
９号に示されているように、回転あるいは振動している
ミラーにより照射光をウエハの前後に直線方向に移動さ
せ、同時並進運動を検査対象に対して垂直に行うことに
よってウエハ全体を走査するのものである。
【０００８】第一の方法の螺旋走査は次のような長所を
持っている。 ．光学システム内に動きがないので、単純である。 ．照射点と集束システムの領域が、測定処理全体を通し
て一定であり、システムの感度が検査対象全体にわたっ
て均一である。 ．検査対象上の拡散点の正確な位置を、回転角度および
並進運動の移動距離から計算するので、ミラーの位置と
並進運動の移動距離から計算するより、容易である。 ．検査対象はその回転半径分だけ移動すればよいので、
システムに使われる空間は少なくてすむ。 ．対象が大きい場合にも光学システムを変更する必要は
なく、並進運動のステージを変更するだけでよい。 ．原則的に走査は迅速に行える。
【０００９】一方、第二の方法においては、照射点が検
査対象を横断するので拡散光源が光学集束システムと関
連して移動してしまい、測定感度が不確実なばかりでな
く、集束光学器を回転対称に配列できない。これらは、
この方式で構成されたレーザスキャナーの深刻な欠点で
ある。
【００１０】前に述べた螺旋走査用のレーザスキャナー
を使用するために、多くの光学構造体が従来技術として
知られている。
【００１１】例えば、USP ４、８９３、９３２号の開示
したシステムでは、二つの異なる偏光レーザとそれぞれ
に対応する検出器が設けられている。球体の拡散光強度
は球体直径の関数として表され、使用された波長の範囲
内で直径の大きさに応じて変化し、直径が小さくなると
厳密にまた単調に増大する。異なる偏光を使用すると、
レーザスキャナーの基準化に用いるポリスチレンラテッ
クスの粒径に拡散光強度がどのように帰因するかという
問題において、そこに生ずるエラーが少なくなるという
ものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし実際には、拡散
光強度が粒径にどのように帰因するかについては、実に
多くの要因、例えば集積基盤の材質、利用されるフィル
ムやコーティング、粒子の材質、粒子の表面状態などに
左右される。そのため、ポリスチレンラテックスボール
のことだけを考慮して光学装置や機器の設計を行うと、
得られた検査結果の解釈がしばしば困難となる。この方
法のさらなる欠点は、入射角が鋭角でありまたレーザ光
が直線的に偏光するため、対称性が損なわれることであ
る。したがって、測定された信号はきずの方向の影響を
受けて正しいものではなくなってしまう。
【００１３】JP６３−１４８３０では、同軸のリングか
ら構成される集束光学器が開示されている。ここで、そ
れぞれのリングは６本のファイバーオプティック光ガイ
ドを有し、そのガイドは光電子増倍管まで達している。
この光学器の構成上の欠点は、軸付近の中心部を覆いき
れていないことであり、そのうえ構成上の配列がつなが
っていないので回転対称性が厳密なものではなくなるこ
とである。
【００１４】USP ５、１８９、４８１号の開示した総合
的な設計によれば、多数の広範囲な測定が行えるように
なっている。測定方法の一つとしては、入射角を約０度
として螺旋走査しコブレンツ（Coblentz）球体を用いて
光を集束させるものがある。集束角は非常に大きく、拡
散光強度を用いて検査対象の表面粗さを測定する。この
測定方法の欠点は、検出器のための空間が非常に狭いの
で、微粒子の検出に必要なはずの光電子増倍管の使用が
不可能なことである。さらに、この方法では検出器が入
射光の後側に配置されなければならず、回転対称性も損
なわれる。
【００１５】USP ４、５０８、４５０号に開示された回
転対称光学設計では、反射光を直接測定している。しか
し、この方法では、相当大きなきずや表面粗さしか測定
できないという非常に深刻な欠点のあることが、証明ず
みである。
【００１６】EP−A −０’２９０’２２８号の示した構
造では、拡散光が二種の検出器に導かれる。第一の検出
器は約４０mradから１００mrad偏光した光を集め、第二
の検出器は１００mrad以上偏光した光を集めるようにな
っている。このようにして二種の検出器を用いた角度を
分析する測定方法によれば、きずを分類することは可能
であっても、集束角が限定されているため、このシステ
ムでは非常に小さなきずを測定することは不可能であ
る。
【００１７】DE−A −４１’３４’７４７号で述べてい
るのも同様な方法で、二種の検出器において、一方は動
径的に（radial）、他方は方位的に（azimuthal ）光分
布を測定する。このシステムでは検査対象が回転し、光
学システムは直線的に動く。
【００１８】DD２５０’８５０号の角度を分析する測定
方法でも、円周状に配列されたファイバーオプティック
光ガイドを用いて、拡散光を測定する。
【００１９】この二つの方法は共に、集束角が本発明で
述べられている角度より小さいというのが欠点である。
【００２０】これに関していえば、USP ４、３１４、７
６３号の中で行われた設計によると、入射光が垂直であ
ることと、集束光が検査対象に対する垂直線について回
転対称性を有することにより、きずの方向とは無関係に
測定できる。しかし、使用されているレンズシステムで
は、集束角が非常に小さく、高処理速度のもとでの微粒
子の検出が困難となる。
【００２１】同じ発明者によるUSP ４、５９８、９９７
号では、上記の設計に特別なマスクを付け加えて表面粗
さや表面構造の測定に関して改良を行った。しかし、マ
スクを付けたために、このような構造から生ずる偏光が
妨害されてしまった。したがって、本発明の目的は、検
査対象物表面上の粒子に対する測定感度をより高くし
て、但しへーズ（haze）感度を限定することなく、上述
したような従来技術の欠点を排除した方法および装置を
提案することである。同時に装置の感度や拡散光点の大
きさの調整についても、またそれゆえ拡散光量の調整に
ついても、そのための手段は単純なものを提供すること
が必要である。さらに、特定検査にも容易に適合できる
ためには、拡散光における変位しない割合をできる限り
大きくして、拡散光の該当部分を選択的に分離しさらに
それを処理するための柔軟な手段を提供しなければなら
ない。
【００２２】
【課題を解決するための手段及び作用】これらの目的は
本発明の主たる利点をもたらす請求項１に述べられた特
徴点によって達成される。すなわち、 ．投射光学体および集束光学体の配列が空間的に安定し
ているため、検査対象物がその表面に平行に移動したと
きも、測定感度は対象物の表面全体にわたって確実に一
定に保たれる。 ．検査対象物の垂直線に関して入射光と集束光が回転対
称にあるため、例えば磨ききずのように方向性があって
も、測定感度に影響はない。 ．回転対称性をもつ楕円形ミラーを使用し拡散光の集束
域を大きくすることができるようになっているが、これ
は半球じゅうに正確に均一分散した１００nm範囲の粒子
の検出に対して極めて重要である。 ．軸付近の中心域に光が集束するようなレンズシステム
を利用しているが、これは１μｍ範囲の粒子は前後方向
の運動量が突出しているため、これらの粒子の検出に極
めて重要である。 ．照射点によって拡散された光の像が第一ダイアフラム
上に投射されるため、多様のダイアフラム構造について
高度の設計ができ、位置分析測定、角度分析測定、偏光
測定、そして他の測定も可能となった。しかもこのとき
照射光は影響をうけることもなく、また楕円形ミラー、
レンズシステム、偏光器、暗視野ダイアフラムから成る
装置の中心部への調整も必要ない。これは、これら構成
部分の高品質を保つことおよび正確な寸法をとるには精
密さが必要であるという点から鑑みて極めて重要な特徴
である。例えば最高品質のウエハのヘーズ（haze）ファ
クターは約５０ppb （１０億分率）、つまり導入された
光の全量のわずか０．０００’０００’０５程度しかフ
ォトセンサーまで拡散しない。ヘーズは微粒子の測定を
干渉するので、ヘーズを最小に保つことは絶対に必要で
ある。測定が影響を受けないように（損なわれないよう
に）光学構造体から発する寄生光および周囲光は５０pp
b 以下でなければならない。
【００２３】投射光学体内に種々のレンズを使用した
り、検査対象に合うように照射点の像を投射できるよう
に第三のダイアフラムを使用すれば、照射点のサイズや
形に対して幅広い柔軟性を提供でき、この装置はさらに
改良される。またこれにより、光出力密度に応じて様々
な粒子に対する測定感度を調整することも可能となる。
さらにこの明細書において本発明に関して、第一ダイア
フラムの構成あるいは第一ダイアフラムの上側の光ガイ
ドを別の構成にした有用な改良について述べた。
【００２４】．粒子測定に関する信号対ノイズの率は、
光学角度を選択的に調整することによって改良される。 ．いくつかの拡散特性に伴うきずは、選択されるか抑制
される。 ．異なる種類のきずについて、その光反射挙動は公知で
あるのでこれから角度分析−拡散光測定を行えばきずの
分類に利用できる。 ．表面上の空間振動数はある範囲のものは分離できる。 さらに別の構成においては、第一ダイアフラムの下側に
減衰器を備え、光学的に機能する範囲内での光検出器の
操作が可能とする。これらは、光量を減少させる単純な
手段ではありながら、投射光や集束光に影響を与えるこ
とはない。
【００２５】
【実施例】この発明を典型的な実施態様を交えながら図
面を参照し、より詳しく説明する。図１は、主にウエハ
検査のために使用されている集積基盤の表面検査システ
ムを示したものである。このようなシステムは微粒子
（つまり粒径約１００nm）、結晶きず、金属不純物、磨
ききず、ひっかかりきずおよびウエハ表面上に植えつけ
られたものやその他の不均一性の存在を示すのに使われ
る。
【００２６】８０nm範囲の極めて小さな粒子を測定する
ための第一条件は、「第一級クリーンルーム」のような
大変清浄な環境である。
【００２７】そのような測定に必要な清浄さを確約する
現状での手段としては、例えば、フローボックス（flow
box）やアエロダイナミカリートランスペアレントデザ
イン（aerodynamically transparent design）を使用す
ることである。
【００２８】図２は、弾性拡散の測定の原理に基づいた
本技術分野における表面検査システムの現況を図式的に
示したものである。光源１は、通常レーザ光であり、ウ
エハ３の表面上のドット形の点２を照らす。反射光は、
矢印BFの方向に出る。第１レンズ５は、ウエハ表面によ
って拡散された光の一部４を集束し、その像を光検出器
７に投射する。光検出器７からの出力信号８は変調器９
へ導かれる。検査されるウエハ表面３は、いわゆる焦点
が結ぶ面上に設置する。照光点２にきずがあった場合、
拡散された光の一部４の光量は増加し、また光検出器７
に到達する光の強さも増加する。したがって、変調器９
の出力電圧（Ua）１１もまた上昇する。
【００２９】図３は、表面検査システムの一部の装置を
示したものである。レーザ２０から出た光は、例えば減
衰器や中性フィルターなどの光学フィルター２１を通っ
て、ミラーやプリズムのような偏光器２２に達し、さら
に集束レンズ２３に届く。このレンズ２３により光は焦
点が結ぶ面１０にある照光点２４に集められる。検査中
は、検査対象のウエハ表面３は焦点が結ぶ面１０に設置
される。ウエハ表面３によって拡散された光の一部４
は、集束レンズ２３を通過後、第一ダイアフラム６から
さらに光検出器７に行く。この共焦システムにおいて
は、第一ダイアフラム６の孔２５は照光点２４の像２６
の位置にあり、孔２５と照光点２４はほぼ同じ形状とな
る。基準化相では、基準媒体２７が設置されており、焦
点が結ぶ面１０より下側にあるのが好ましい。したがっ
て、基準媒体２７が焦点が結ぶ面１０の向こう側にある
ため、第二の照光点２８の面積が、焦点が結ぶ面１０の
第一の照光点２４より大きくなる。同様に、基準化相に
おいて、第一ダイアフラム６での照光域２９の面積は像
２６より大きくなる。
【００３０】それでもなお第一ダイアフラム６の孔２５
が像２６と同じ大きさであるため、第一ダイアフラム６
の孔２５を通過して光検出器７に到達するのは拡散光の
ほんの一部である。
【００３１】光学フィルター２１によって、および／ま
たは焦点が結ぶ面１０を取り出すことによって、減衰機
構が形成される。
【００３２】基準媒体２７の位置が光学軸３２に沿って
移動すると、第一ダイアフラム６に位置する照光域２９
の面積が変化する。
【００３３】したがって、第一ダイアフラム６の孔２５
の大きさを一定に保てば、光検出器７に到達するエネル
ギー量を規制できるようになる。
【００３４】ここに示した典型的な実施態様では、調節
ねじ３３によって高さが調節可能な支持体３４を構成す
る調整機構３７を設けており、表面３０と体積３１を有
する基準媒体２７をこの支持体３４上に設置している。
高さ調節可能なこの支持体３４には上昇リム３８が取付
けられている。
【００３５】この典型的な実施態様においては、締めつ
けねじ３５によって高さの設定がなされる。
【００３６】当然のことながら、例えば光源２０と偏光
器２２間に設置したレンズのような少なくとも一つの屈
折部３６において、光を集めることも確実に可能であ
る。
【００３７】図３、４および図５に示したレンズ、レー
ザ光源、ダイアフラムなどはもちろんこれで、完全なシ
ステムとして組立られる実用的なものである。したがっ
て、例えば光源２０から出る光は、干渉性、非干渉性、
また単色性、複色性、さらに偏光性、非偏光性、また楕
円形、線形、円形といずれにもなりうる。一つのレーザ
か波長が異なる二つのレーザ、水銀ランプ、λ／４プレ
ートなどから放射する。レンズは単一の球状でも円柱状
でもよく、あるいは完全なレンズシステムでもよい。さ
らに、光学システムへの調整を可能にするために、光源
２０と偏光ミラー２２の間に付加的にミラーを設置して
もよい。理解しやすくするために、図面ではこれらの詳
細部分、例えば調整および／あるいは基準化に必要なも
のなどを省略している。
【００３８】本発明の目的を果たすために開示された方
法および装置を、従来技術；USP ４、３１４、７６３号
（スタイグマイヤー；Steigmeier ら）に適用してみる
と、検査対象ウエハの螺旋走査を行うための移動システ
ムにより並進と回転を組み合わせた移動がおきる。ただ
しこの原理は当然公知のこととみなされる。
【００３９】さらに後述するように、本開示ではゲージ
も備えられている。これは、光源から供給される光を検
査対象の表面に対して垂直にするために、さらに、走査
処理中に光線の下を検査対象が螺旋状に移動している間
確実に光源と光の供給が安定を保つように回転対称を維
持するためにも絶対的に必要なことである。さらに、請
求項１０に述べたように、円周状での偏光を起こすレー
ザ光源２０を設定してもよい。
【００４０】図４は、この明細書に述べたシステムの典
型的な第一実施態様を示したものである。理解しやすく
するために、図３と図４両方に共通の箇所に対しては全
部、図３に使用された参照番号と同じものを図４でも採
用している。
【００４１】ここに示されたように、光源２０からでた
光は投射レンズ３６’とスポットダイアフラム２１’を
通過して、偏光器２２を通って、検査対象（ウエハ）３
の照射点２４まで到達する。この場合照射点２４の大き
さと形は、投射レンズ３６’とスポットダイアフラム２
１’の機能的な関連によって生成された像から、単独に
決定され調整される。ウエハ３によって直接反射された
光L0は同じ経路を通って光源に戻り、暗視野ダイアフラ
ム４１により、直接反射された光L0は絶対に光検出器７
に到達しないようになっている。
【００４２】検査対象のウエハ３表面上のあらゆる表面
不均一性によって、照射点２４を覆う半球を通過しなが
ら入射光は拡散する。楕円形ミラー４２を設置すること
により、最大量の拡散光が光検出器７に確実に伝達でき
るようになっている。すなわちミラー４２は、照射点２
４より上側でしかも偏光器２２より下側の部分に、光学
軸に関して回転対称性を有するように設置される。
【００４３】内側に銀を施された楕円形ミラー４２は、
回転楕円形の一部分として形成されている。したがっ
て、拡散光 L1 とL2および楕円形ミラー４２によって集
束されたすべての光線によって、第一ダイアフラム６の
孔２５に、照射点２４の像が結ばれる。
【００４４】このとき、第一ダイアフラム６は、例えば
光学構造物内で生成されるような不適当な拡散光が、光
検出器７に到達しないようにする役目を負う一方で、照
射点２４から拡散光L1とL2の光線を通過させる役目も負
っている。
【００４５】図５は、楕円形ミラー４２と関連したレン
ズ３９と４０の機能、および拡散光の光線を表す分離光
L3、 L4 、L5、およびL6を示したものである。
【００４６】この場合の重要で新規な点とは、偏光器２
２と照射点２４間の光学経路上の二つのレンズ３９、４
０、すなわち光学軸上に設置された第一レンズ３９と第
二レンズ４０が、可能な限り光を多量に集束するための
ものであるということである。これは楕円形ミラー４２
を使用した場合に追及され達成される目的と完全に同一
である。このシステムにおいて楕円形ミラー４２は、回
転楕円形の一部であり、またその対称軸は光学軸と平行
である。さらにこのミラー４２の楕円形の二焦点は、一
方は照射点２４であり、他方は像２６である。
【００４７】二つのレンズ３９、４０を楕円形ミラー４
２と合わせて使用すると、集束領域は非常に増大する。
【００４８】この二つのレンズ３９、４０は、光学軸上
に位置する焦点合わせ装置に楕円形ミラー４２からの光
が当たらないようにするため、および偏光器２２と照射
点２４の間を最大にするために必要なものである。光学
軸上の焦点合わせ装置が光検出器７の前の第一ダイアフ
ラム６上に光点の像を確実に結ぶことができるように、
二つのレンズ３９、４０の位置や焦点距離が決まる。図
４に関して上述したように、直接反射光および光学構造
物によって拡散したいかなる光も、偏光器内にすでに集
められていない限り、暗視野ダイアフラム４１により光
検出器７に到達しない。
【００４９】局所的に分析する測定を導入する場合、例
えば単純な光検出器７のかわりに配列検出器を用いる場
合、信号対ノイズの比率はますます改良される。これ
は、ヘーズはすべての検出器に同等の効果をもたらしな
がら、光点きず（LPD ；LightPoint Defect）が、いく
つかの検出器においてそれ以外の検出器よりもより大き
な応答を送るからである。検査対象の集積基盤が実質的
に拡散を起こしているときに、光検出器がその最適作用
範囲において確実に機能するためには、ダイアフラム６
と光検出器７の間に減衰器を使用する必要がある。
【００５０】既に説明したように、現況の装置に、単純
な円筒状のレンズ３６のかわりに球と円筒を組み合わせ
た形状のレンズを使用すると、光源２０によって生成さ
れ照射点２４に投射される光点の大きさと形状を、与え
られた要因によって変えることができる。
【００５１】例えばダイアフラム６と光検出器７の間に
設けた光ガイドを使用すると拡散角度をある範囲で抑さ
えられ、像２６に現われる反射光の明るさが増加するの
で、角度分析測定も可能になる。
【００５２】また、ある拡散角度の光線を打ち消すため
に、構成をさらに変更して第一ダイアムラム６の上側に
第二ダイアフラム６’を設置することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】二つのウエハカセットと自動ウエハ並進器およ
び測定器を伴ったウエハ検査装置の概観図。
【図２】本発明の原理についての説明図。
【図３】本願に述べられた装置に組込まれて示された従
来装置の説明図。
【図４】本願発明の第１実施例についての説明図。
【図５】本願発明の第２実施例についての説明図。
【符号の説明】
１ 光源 ２ 照光点 ３ 検査対象（ウエハ３） ４ 拡散光の一部 ５ 第１レンズ ６ 第一ダイアフラム ６’ 第二ダイアフラム ７ 光検出器 ８ 出力信号 ９ 変調器 １０ 焦点が結ぶ面 １１ 出力電圧（Ua） ２０ レーザ ２１ 光学フィルター ２１’ スポットダイアフラム ２２ 偏光器 ２３ 集束レンズ ２４ 照光点 ２５ 孔 ２６ 照光点の像 ２７ 基準媒体 ２８ 第二の照光点 ２９ 照光域 ３０ 基準媒体の表面 ３１ 基準媒体の嵩 ３２ 光学軸 ３３ 調節ねじ ３４ 支持体 ３５ 締めつけねじ ３６ 屈折部（円筒状レンズ） ３６’ 投射レンズ（球と円筒を組み合わせた形状のレ
ンズ） ３７ 調整機構 ３８ 上昇リム ４１ 暗視野ダイアフラム ４２ 楕円形ミラー L0 反射光 L1、L2 拡散光 L3、L4、L5、L6 分離光

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行い、光線を生成す
    る光源、偏光器、検査対象に対して垂直に照射点上に入
    射光を投射する光学システム、集束光が導かれる光検出
    器を用い、照射点が螺旋経路に沿って表面全体を走査で
    きるように検査対象を並進運動と回転運動を組み合わせ
    て移動させる非破壊表面検査方法において、 検査対象によって拡散された拡散光を、光学軸に近接す
    る狭い角度および光学軸から広い角度で集束させること
    を特徴とする非破壊表面検査方法。
  2. 【請求項２】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行い、光線を生成す
    る光源、偏光器、検査対象に対して垂直に照射点上に入
    射光を投射する光学システム、集束光が導かれる光検出
    器を有し、照射点が螺旋経路に沿って表面全体を走査で
    きるように検査対象を並進運動と回転運動を組み合わせ
    て移動させる手段を備えた非破壊表面検査装置におい
    て、 少なくとも一つのレンズが偏光器と検査対象の照射点の
    間の光学軸上にあり、検査対象によって拡散された軸近
    接の光が光検出器に導かれ、楕円形ミラーが本装置と同
    じ領域内で前記レンズを取り囲み、軸から離れた光線の
    ための集束光学器として機能することを特徴とする装
    置。
  3. 【請求項３】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項２
    記載の装置において、第一レンズが偏光器の近くに設置
    され、第二レンズが照射点の近くに設置されている非破
    壊表面検査装置。
  4. 【請求項４】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項２
    又は３記載の装置において、照射点の大きさと形状が光
    源と偏光器の間に設置されたレンズによって変えられる
    非破壊表面検査装置。
  5. 【請求項５】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項２
    乃至４のいずれかに記載の装置において、暗視野ダイア
    フラムが、偏光器と、光検出器の前に位置する第一ダイ
    アフラムとの間に設置され、検査対象によって直接反射
    された光が、光検出器から遮蔽されるようになっている
    非破壊表面検査装置。
  6. 【請求項６】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項５
    記載の装置において、光検出器が第一ダイアフラム近く
    に設置された検出器列である非破壊表面検査装置。
  7. 【請求項７】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項６
    記載の装置において、特定の範囲の拡散角度を抑制する
    ための手段として、第二ダイアフラムが第一ダイアフラ
    ムの上側に設置されている非破壊表面検査装置。
  8. 【請求項８】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項２
    乃至７のいずれかに記載の装置において、第一ダイアフ
    ラムと光検出器の間に設置された減衰器が光検出器に当
    たる拡散光を減少させる非破壊表面検査装置。
  9. 【請求項９】検査対象の表面上および／またはその直下
    の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項２
    乃至８のいずれかに記載の装置において、拡散光の角度
    分析測定ができるように、第一ダイアフラム上側に設置
    された光ガイドが、検出器列として形成された光検出器
    へ、光を導く非破壊表面検査装置。
  10. 【請求項１０】検査対象の表面上および／またはその直
    下の微粒子、きず、不均一性の測定を行うための請求項
    ２乃至９のいずれかに記載の装置において、検査対象に
    当たる入射光を円周状で偏光させる手段が設けられた非
    破壊表面検査装置。
  11. 【請求項１１】微粒子、きず、不均一性の測定を行うた
    めの装置で、光線を生成する光源、偏光器、平らな検査
    対象に垂直に当たる照射点、および螺旋経路に沿って前
    記検査対象の表面全体が走査されるようになっている並
    進運動と回転運動を組み合わせた検査対象の移動手段、
    さらに集束光が方向づけられる光検出器を有する非破壊
    表面検査装置において、 光源と偏光器の間に設置されたレンズと、同様に光源と
    偏光器の間に設置されたスポットダイアフラムとが関連
    しあって、照射点の大きさや形状を変えることができ、
    楕円形ミラーのみによって拡散光が光検出器に方向づけ
    られることを特徴とする非破壊表面検査装置。
JP6082239A 1993-03-29 1994-03-29 非破壊表面検査方法及びその装置 Pending JPH07128244A (ja)

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