JPS625547A - 基板表面上の異物観察装置 - 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 本発明は、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基板表面上の異物観察装置に
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、ウェハ等の基板表
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観察づ”る方法
としては、 （１）レーず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： （２）顕微鏡を利用して観察する方法：（３）走査型電
子顕微鏡を用いて異物の形を観察する方法 等がある。

第一の光学的方法は散乱光強度を測定するため、異物の
実際の形状や大きさを特定することができない。散乱光
は当然形状により異なるものであり、しばしばあやまっ
た情報を提供することになる。

第二の顕微鏡による観察は人気中でしか利用できず、工
程の途中での利用は困難である。また異物を探すのに時
間が掛かり、サブミクロン粒子の検出は困難である。ま
た第三の方法では、走査型電子顕微鏡は真空中で異物の
形状や大きさをその場観察できるものであるが、サブミ
クロン粒子の検出（例えば、５インチウェハに１０個以
下）には膨大な時間を要し、工程ラインで使用するには
適当でない。

発明が解決しようとする問題点 このように、従来の光学的方法では散乱光の強度を検出
するだけであり、異物の実際の粒径を特定できないとい
う欠点があり、顕微鏡を利用して観察する方法は、大気
中でしか利用できないため工程の途中での利用が困難で
あるだけでなく、異物検出に時間がかかるという欠点を
持っている。

さらに、走査型電子顕微鏡を用いる方法では、サブミク
ロン粒子を検出するのに非常な時間を必要とするので、
工程ライン中で実質的に使用することができないという
問題がある。

そこで、本発明の目的は、レーザ光線と走査型電子顕微
鏡とを組合せて利用し、真空プロセスライン中で異物を
容易にかつ迅速にその場観察できる基板表面上の異物観
察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、本発明による基板表面上
の異物観察装置は、レーザ貸物位置検出装置および走査
型電子顕微鏡を有し、上記レーザ異物位置検出装置が、
真空容器に設けたレーザ光線導入用真空窓を通って真空
容器内の基板表面上に導入されるレーザ光線を上記基板
表面上でＸ。

Ｙ方向に走査させるレーザスキャナと基板上の異物によ
って乱反射したレーザ光線を検出できる位置に配置され
た検出器とを備え、また上記真空容器には基板上で鏡面
反射したレーザ光線を外部へ導出づるレーザ光線導出・
用真空窓を設け、上記検出器で検出された異物検出信号
に応じて基板を上記走査型電子顕微鏡に対して動かすよ
うにしたことを特徴どしている。

基板は、Ｘ、Ｙ方向に動くことのできる可動テーブル上
にのせられ１、上記可動テーブルは、検出器で検出され
た異物検出信号に応じて上記走査型電子顕微鏡に対して
位置制御され得る。

作　　　　　　　用 このように構成した本発明による基板表面上の異物観察
装置においては、真空容器に設けたレーザ光線導入用真
空窓を通って真空容器内の基板表面上にレーザ光線が導
入され、このレーザ光線により基板表面上をＸ、Ｙ方向
に走査する。もしこの基板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基板上で鏡面反射
してレーザ光線導出用真空窓を通って外部へ導出されず
、その異物に画突したレーザ光線部分は乱反射して面上
のどこに異物が存在しているかを検出する。

検出器で検出された異物位置検出信号は基板をのせた可
動テーブルの駆動制御装置に供給され、これにより可動
テーブルは、走査型電子顕微鏡の視野に基板上の異物を
位置させるように動かされる。

その結果、基板上の異物は走査型電子顕微鏡によってそ
の形状、大きさ等について観察される。この一連の異物
観察操作は基板が真空プロセスラインにある間に行なう
ことができる。

実　　　施　　　例 以下、添附図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

図面には本発明による基板表面上の異物観察装置の構成
を示し、１は真空容器で、この真空容器１にはＸ、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
対して予定の大剣角度でレーザ光線を導入できる位置に
設けられたレーｆ完杓道λ…百１１ａと７の１ノー（ｆ
キ簡導入用真空窓１ａを通って基板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
出用真空窓（図示してない）とを備えている。また真空
容器１には図示実施例では基板４に相対した位置に走査
型電子顕微鏡５が配置されている。６はレーザ光線導入
用真空窓１ａに取付られたレーザ光線発生導入装置で、
レーザ光線を基板４上でＸ、Ｙ方向に走査させるスキャ
ナ７を備えている。一方レーザ光線発生導入装置６とレ
ーザ光線導出用真空窓１ａとレーザ光線導出用真空窓と
を通る平面に対して所要の角度を成して検出器８が真空
容器１に取付（プられている。検出器８は増幅器９およ
びインターフェース１０を介してコンピュータ装置１１
に接続されている。スキ１７す７はスキャナ制御装置１
２に接続され、このスキャナ制御装置１２はインターフ
ェース１３を介してコンピータ装置１１により動作制御
されるように接続されている。またコンピュータ装置１
１はインターフェース１４を介して可動テーブル２の駆
動を制御する駆動制御装置１５に接続され、この駆動制
御装置１５の動作を制御する。

このように構成した図示装置の動作において、まずレー
ザ光線発生導入装置６で発生されたレーザ光線をスキャ
ナ７によってスキレンし、レーザ光線導入用真空窓１ａ
を通って可動テーブル２上の基板４上をＸ、Ｙ方向に走
査する。レーザ光線で走査した基板に異物がなければ、
シー１１光線はその基板で鏡面反射して図示してないレ
ーザ光線導出用真空窓を通って真空容器１外へ出て行く
。しか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８により検
出され、検出器８は出力信号を増幅器９を介してコンピ
ュータ装置１１に供給し、基板４上の異物の位置を記憶
させる。こうしてレーザ光線による走査が終了した後、
コンピュータ装置１１は異物位置信号をインターフェー
ス１４を介して可動テーブル２の駆動を制御する駆動制
御装置１５に供給し、可動テーブル２を駆動させて基板
上の異物が走査型電子顕微鏡５の視野に入るようにされ
る。こうして走査型電子顕微鏡５で基板上の異物の形状
、大ぎさ等を観察することができる。

なお、図示実施例では走査型電子顕微鏡５は基板４の真
上に配置されているが、走査型電子顕微鏡５は基板の異
物を観察できる位置であればどの位置に設けてもよい。

また検出器８の位置も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よい。さらに、可動テーブル２は
図示実施例では真空容器１の外部に取付けられているが
、必要により真空容器１の内部に設けて外部から駆動す
るようにすることもできる。

発　　明　　の　　効　　果 以上説明してさたように、本発明による基板表面上の異
物観察装置においては、レーザ光線による基板上の異物
の位置検出手段と走査型電子顕微鏡とを組合せることに
よって、従来半導体製造装置等のその場観察が困難であ
ったライン用真空装置にも容易に組込むことができ、ま
た異物の正確な位置、形状、大きさ等を従来の方法より
も高速で検出、観察することができる。さらに、本発明
Ｉ′″←ス廿砿主需り小川−鎗會壮屑Ｉ−拳１へ丁ＩＪ
　　ｌｆｌ物の形状を観察すること′ができるので、異
物の発生源を推測することができ、例えばその異物が真
空装置に由来するものであれば、装置のメンテナンス時
期等の目安をたてることができ、その結果製品の歩留り
を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による装置の構成を示す概略線
図である。 図中、１：真空容器、２：可動テーブル、４：基板、５
：走査型電子顕微鏡、６，７，８：レーザ異物位置検出
装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、レーザ異物位置検出装置および走査型電子顕微鏡を
   有し、上記レーザ異物位置検出装置が、真空容器に設け
   たレーザ光線導入用真空窓を通つて真空容器内の基板表
   面上に導入されるレーザ光線を上記基板表面上でＸ、Ｙ
   方向に走査させるレーザスキャナと基板上の異物によつ
   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
   検出器とを備え、また上記真空容器には基板上で鏡面反
   射したレーザ光線を外部へ導出するレーザ光線導出用真
   空窓を設け、上記検出器で検出された異物検出信号に応
   じて基板を上記走査型電子顕微鏡に対して動かすように
   したことを特徴とする基板表面上の異物観察装置。 ２、基板をＸ、Ｙ方向に動くことのできる可動テーブル
   上にのせ、上記可動テーブルを検出器で検出された異物
   検出信号に応じて位置制御するようにした特許請求の範
   囲第１項に記載の基板表面上の異物観察装置。