JPS63122936A - 面板欠陥検出信号のサンプリング方法およびサンプリング装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、シリコンウェハなどの面板の表面を、レー
ザスポットにより走査してえられた連続測定信号をサン
プリングする方式およびサンプリング装置に関するもの
である。

［従来の技術］ シリコンウェハなどの面板の表面に存在する欠陥の検出
には、従来からレーザビームを照射して表面にスポット
を形成し、欠陥による散乱光を受光器により捉える方法
が行われている。この場合、レーザスポットの走査方法
としてＸおよびＹ軸方向に走査する形式と、面板を回転
して中心または外周より゛ｒ径方向にスポットを移動す
る回転形式がある。回転形式においては、光学系の構成
および走査機構が簡単であり、サイズの大きい面板を迅
速に検査する場合に優れた点がある。なお、いずれの形
式においても、欠陥データは、数値表示のほか、欠陥位
置を下すマツプ表７５が併用されている。

最近では、半導体素子がますます高密度となり、シリコ
ンウェハの欠陥の管理は厳密さが加重されており、欠陥
の検出能力の向上とともに、データの数値表示およびマ
ツプ表示が高精度であることが要求されている。これら
に対応するためには、効果的な走査と従来以上に密度の
高いサンプリングを行い、次に述べるセルの分割を従来
以上に細かく設定することが必要である。

さて、欠陥データの処理においては、面板の表面を適当
な微小面積のセルに分割し、この単位を基本として処理
が行われる。たとえば、１個の欠陥を複数回サンプリン
グしたとき、欠陥を１個と判断する場合、または欠陥が
孤立したものか、連続したものかを判断する場合などに
おいて、このセル単位が有効に使用される。なお、マツ
プ表示に際しては、表示面の密度を考慮して、セルを複
数個まとめ、やや大きい範囲を単位として表示されてい
る。

このようなセルに分割する場合、Ｘ、Ｙ走査形式は大き
さの一定したセルとすることが容易であ、る。これに対
して、回転形式で行われている従来の方法は、回転中心
より外方にスパイラル状に走査を行ない、この走査線を
一定の回転角度の間隔でサンプリングするものである。

しかしこの方法では、面板の回転とともに、半径が連続
的に変化するため、セルの座標は角度θと半径ｒが同時
に変化して、データ処理が複雑となる。また、一定回転
角度のサンプリングは面板の外周はど距離間隔が大きい
ので、大きさが揃い、密度の高いセルを構成するには工
夫を要する。さらに、回転形式においては回転速度を一
定とすると、走査速度が変化し、外周に近づくと非常に
高速となって欠陥検出およびサンプリング−１−好まし
くない。そこで、走査速度の変化を可能な程度に小さく
する、すなわち、回転速度を外周に向かって漸次低下す
ることが必要となる。

以上に述べた従来の回転形式の走査方式に対して、走査
線の半径にの値が、一定の角度Φの領域内において変化
しない円弧とし、このような円弧を角度Φ毎に段階的に
接続してスパイラル状の走査線とし、かつ回転中心付近
を除いて、走査速度を一定とする走査方式が、この発明
と同一の発明者により、同時に出願（特願、レーザスポ
ットの白板走査方式および白板走査制御装置）されてい
る。そこで、このような、円弧が接続された伏態の走査
線に対して、可及的に大きさが一定し、密度の高いセル
の設定できる、方式およびその装置が必要とされている
。

［発明の目的］ この発明は、回転形式における上記した従来の難点を解
消し、円弧を段階的に接続したスパイラル状の走査方式
において、はぼ−・定の面積のセルを設定して、各セル
内の最大値のデータを選別して出力する、白板欠陥検出
信ジノ・のサンプリング方式およびサンプリング装置を
提供することを１−１的とするものである。

［問題点を解決するための手段］ この発明による白板欠陥検出信号のサンプリング方式に
おいては、走査するレーザスポットとして長軸方向の半
径がΔにの楕円形のものを使用し、白板を円周方向にＰ
個の等角度Φの領域に分割して、角度Φ回転する毎に、
白板の回転中心を始点として、ΔにのＰ分の１づつ面板
の半径方向に移動し、１回転につきΔにのピッチで、円
弧が段階的に接続された走査方式を対象とするもので、
該走査により欠陥検出部においてえられる連続したアナ
ログ量の測定信号を、サンプリングパルスＳでサンプリ
ングする。サンプリングパルスＳは、上記面板の円周を
、上記のＰの整数倍の大きい数Ｎで等角度ΔＯに分割し
たものである。

次に、上記走査による各円弧のそれぞれを、レーザスポ
ットの上記の゛１′−径Δｒにほぼ等しく、かつ該サン
プリングパルスＳの距離間隔Δｓの整数ｎ（ｎは変数）
倍の長さΔｌに区分してセルとし、セル毎に、上記サン
プリングでえられた測定データのうちの最大値のデータ
を比較選別して出力するものである。

次に、この発明によるサンプリング装置は上記したサン
プリング方式を実現するものであり、白板を回転するス
ピンドルにはロータリエンコーダが直結されており、ロ
ータリエンコーダからは回転に従って、回転角度の基準
点を示す０°パルスと、白板の円周を等角度Δθに分割
した−１−記のサンプリングパルスＳが出力される。こ
れらの両パルスは区分信号発生部に入力して面板を上記
セルに区分する区分信号Ｂが出力される。

欠陥検出部においてはレーザスポットの走査により、連
続したアナログ量の測定信号かえられ、サンプリング部
においてこの信号をサンプリングパルスＳによりサンプ
リングし、デジタル砒に変換して測定データとする。こ
の測定データは比較部において比較選別されて、データ
ラッチ回路にラッチされ、−１−記の区分信号Ｂにより
、各セルの最大値のデータが出力される。

」ユ記区分信号発生部は、」二記０＠パルスをカウント
して走査点の半径にの値を出力するｎカウンタと、この
半径にの値を入力して、半径ｒにおける上記セルの長さ
Δｌに含まれるサンプリングパルスＳの個数ｎを出力す
るｎＲＯＭと、セル毎にこの数ｎをセットし、サンプリ
ングパルスＳをカウントして、カウント数がｎに達した
とき上記区分信号Ｂを出力するｎカウンタとにより構成
されている。また、上記の比較部は、上記サンプリング
による測定データを逐次入力し、今回の測定データ（以
下今回値）と前回の測定データ（以下前回値）との差値
を計算し、今回値が前回値より大きいとき判別信号Ｃを
出力する減算器と、今回値と前回値をそれぞれ一時記憶
する、バッファＡおよびバッファＢとよりなるもので、
上記の判別信号Ｃにより、今回値と前回値のうちの大き
い測定データを出力する。ついで、次回の測定データが
新たな今回値としてバッフｒＡに人力し、−！―記の大
きい測定データは新たな前回値として、減算器およびバ
ッファＢに入力し、」二記同様の比較が繰り返されて各
セル毎に最大値のデータが比較選別されるものである。

［作用］ 以上に説明したこの発明による、サンプリング方式にお
いては、面板が円周方向にＰ個に分割され、分割された
各領域には同心の円弧をなす走査線がΔにのピッチで配
列されている。各走査線は１へ径方向にΔｒで、円周方
向はΔｒにほぼ等しい長さΔｌのセルに区分される。セ
ルの形状はほぼ正方形であり、また、数Ｎを太き（とっ
てサンプリングパルスＳの密度を大きくすることにより
、面板の全域に亙って大きさのバラツキの少ないセルに
分割することができる。また、各セルは一走査円弧では
半径にの値が等しいので、セルを基本とするデータ処理
が効率的に行われる。

次に、サンプリングによる測定データの密度は回転中心
より外周に向かって漸次低くなるものであるが、」−記
のセルにおいて、測定データのうちから、最大値のデー
タを比較選別して出力するので、密度の大きいサンプリ
ングパルスＳにより、１個の欠陥が複数回サンプリング
されて、見掛は上複数個の欠陥として出力されるカウン
トエラーが排除される。また、各セルの大きさがほぼ一
定であることにより、面板全体についてほぼ均等の密度
で欠陥データが出力される。これにより、データ処理を
はじめ、欠陥のマツプ表示、分布評価などを適切に行な
いうるものである。

次に、この発明によるサンプリング装置においては、上
記のサンプリング方式を実現するために、走査位置の半
径ｒにおいて、各セルの長さΔｌに含まれているサンプ
リングパルスＳの個数ｎをカウントして、区分信号Ｂを
発生し、これによりセルを区分し、Δｌをほぼ一定とし
ている。なお、上記の分割数ＰとＮの間は、分周に都合
のよい整数比として、サンプリングパルスＳを分周して
Ｐ個のパルスを作るものである。

比較部においては、サンプリングのタイミングで逐次人
力する測定データが、今回値と前回値がその都度比較さ
れて、大きいものが選別され、セル毎に、最大値のデー
タかえられるもので、既に述べたように、密度の大きい
サンプリングにより、１個の欠陥が複数回サンプリング
されて、見掛は上複数個の欠陥として出力されるカウン
トエラーが、セル内においては回避されるものであり、
さらに続くデータ処理において高度の判断により精度の
高い欠陥データとするための、前処理としてイｒ効なも
のである。

［実施例］ 第１図（ａ）　、　（ｂ）は、この発明による面板欠陥
検出信号のサンプリング方式およびサンプリング装置を
適用する、前記特願によるレーザスポットの走査方式を
示すもので、長軸の半径Δにのレーザスポット１が、矢
印Ａの方向に回転して角度Φ＝２π／Ｐ毎に、面板２の
半径方向に、距離δ＝Δｒ／Ｐづつ移動する。角度Φの
領域では走査線３はピッチがΔにの同心円弧で、これが
段階的に接続されてスパイラル伏となる。図（ｂ）はレ
ーザスポット１の強度分布を示すもので、レーザスポッ
トの特性により　％１″−径Δｒは強度が中心の値にた
いして１／ｅ２の値の点で定義されており、これをΔｒ
とする。Δにのピッチの走査により、隣接する走査線３
と３′のレーザスポット１と１′は図示のようにオーバ
ラツブして、強度変化の比較的小さい走査が行われる。

ただし、この場合は隣接する走査線３と３′により、同
一欠陥が二重に検出されて検出エラーが発生する。この
ような二重エラーは、別途行われるセル相互間に亘るデ
ータ処理により排除できるものである。

第２図は、この発明による面板欠陥検出信号のサンプリ
ング方式およびサンプリング装置の実施例における、サ
ンプリングパルスＳとこれに対するセルの設定方法を示
すものである。レーザスポット１が円弧の走査線３に沿
って走査し、えられた欠陥検出信号に対して、サンプリ
ングパルスＳによりサンプリングが行われるが、ここで
、サンプリングパルスＳの距離間隔Δｓの整数０倍の長
さΔｌをとり、サンプリングパルスＳ／”ＳｎがΔｌ内
に含まれるようにｎの値を設定する。なお、Δｌをほぼ
Δｒに等しくする。これに対して゛１１径方向は、走査
線３を中心として長さΔｒとして、これらにより区分さ
れた範囲を特徴とする特許こで、面板の円周方向の等分
割の角度をΔθとすると、Δｓ＝ｒΔθにより、Δｓは
半径ｒに比例して変化するので、ＲＯＭを用いて、予め
ｒに対するｎを記憶しておき、セル４の区分を行うもの
である。

第３図は、この発明による面板欠陥検出信号のサンプリ
ング方式およびサンプリング装置の実施例における、回
路構成のブロック図で、面板走査欠陥検出部５に装着さ
れた面板は、回転移動機構６により回転され、レーザス
ポットの走査によってアナログ量の連続した測定信号か
えられる。サンプリング部７においては、測定信号を上
記のサンプリングパルスＳによりサンプリングしてデジ
タル量に変換し、測定データとして比較部８に転送する
。比較部８においては、サンプリングパルスＳのタイミ
ングで、逐次入力する測定データはセル４内で比較選別
されて、データラッチ回路９にラッチされる。

一方、回転移動機構６に直結されているロータリエンコ
ーダ１０より、回転角度の基準点を示す０″パルスおよ
びサンプリングパルスＳが出力される。これら両パルス
は区分信号発生部１１に入力して上記の区分信号Ｂを発
生し、これにより上記データラッチ回路９にラッチされ
ているデータが、各セルの最大値のデータとして出力さ
れる。

第４図は、第３図における比較部８の詳細なブロック図
で、サンプリングパルスＳのタイミングで逐次入力する
測定データ（今回値）は、直前に入力したデータ（前回
値）と減算器８−１で比較され、前回値より今回値が大
きいときは端子８−２より判別信号Ｃを出力する。一方
、今回値は減算器８−１およびバッフｙＡ８−３に入力
し、同時に、バッファＡに既に記憶されているデータは
前回値としてバッファＢ８−４に転送されているが、判
別信号Ｃが発生したときは今回値が大きいので、判別信
号ＣがストローブとしてバッファＡに加わって今回値が
Ｆラッチ回路８−５にラッチされる。この今回値は、次
のタイミングでデータラッチ回路９に転送され、同時に
減算器８−１およびバッファＢに前回値として人力する
。また反対に、今回値より前回値が大きいときは、判別
信号Ｃは出力されないが、端子８−２の出力レベルが反
転され、ストローブとしてバッファＢに加わり、前回値
がＦラッチ回路８−５に転送される。

この前回値は次のタイミングにおいて、データラッチ回
路９に転送されるとともに、減算器８−１およびバッフ
ァＢに再び転送されて、次の比較の前回値となる。以下
このようにして、データラッチ回路９には、逐次比較選
別された大きいデータが入力して更新され、上記区分信
号Ｂにより、セル内の最大値のデータが出力されるもの
である。

第５図は、第３図における区分信号発生部１１の詳細な
ブロック図で、ロータリエンコーダ１０より入力する０
＠信号は、ｎカウンタ１１−１においてカウントされて
、走査点の半径にの値を出力する。ｎＲＯＭ１１−２に
は予め、ｒに対応するｎの値が設定してあり、人力した
にの値に応じて、１１の値を出力してｎカウンタ１１−
３にセットする。サンプリングパルスＳがｎカウンタに
人力してカウントされ、カウント数がＨに達すると、区
分信号Ｂが出力して、前記の通りデータラッチ回路９に
加えられる。なお、回転開始の時点では、回転機構６は
任意の角度から回転を開始し、ｎカウンタ１１−１に０
″パルスが人力しないので、ｎＲＯＭよりｎカウンタに
ｎの値がセットされない。そこで、開始前に、ｎの初期
値をプリセットするものである。

なお、セルの区分を正確とするために、０°パルスは、
サンプリングパルスＳのいずれかの１個に同期している
ことが必要であり、このような同期回路を必要により付
加することは容易である。

再び第３図において、以上に述べた最大値のデータは一
旦データバッファ１２に記憶され、データ処理装置１７
に転送されて、必ヅな各種の処理がなされるが、当初に
述べた欠陥の判断、あるいはマツプ表示のためには、欠
陥代表データにその位置座標を付加することが必要であ
る。

第３図において、区分信号発生部１１内のｎカウンタ１
１−１によりえられる半径にの値は、Ｒバッファ１４に
一時記憶され、また、サンプリングパルスＳはθカウン
タ１６でカウントされ、えられたθの値はθバッファ１
５に一時記憶される。

区分信号Ｂが、エントリータイミング回路１３に人力し
て、データバッファ１２、Ｒバッファ１４および０バツ
フア１５に与えるストローブ信号を出力して、各データ
はデータ処理装置１７に転送されるものである。

第６図は、第３図の各部の動作手順を示す概略のフロー
チャートで、面板欠陥の検査がスタート■で開始される
と、レーザスポットが中心位置に移動し■、面板が回転
する■。ロータリエンコーダより、０°パルスが出力さ
れ■、これがＲカウンタに入力してカウントされ半径に
の値が出力されて■、ｎ　ＲＯＭに転送される。ｎＲＯ
Ｍからｒに対応する【ｌの値が読み出されて■、ｎカウ
ンタにセットされるが、入力したサンプリングパルスＳ
がｎに達すると区分信号Ｂが出力される■。

一方、欠陥検出走査■によりえられた測定信号出力［相
］は、ロータリエンコーダよりのサンプリングパルスＳ
によりサンプリングされるとともに、Ａ／Ｄ変換され■
て、比較選択による最大値のデータが区分信号Ｂにより
出力され［相］、データ処理装置において処理、マツプ
表示がなされる■。なお、サンプリングパルスＳは、０
カウンタにおいてカウントされて０データを出力し［相
］、Ｒカウンタの出力するにの値■とともに、ヒ記最大
値のデータに付加してデータ処理に使用される。

［発明の効果］ 以上の説明により明らかなように、この発明による面板
欠陥検出信号のサンプリング方式およびサンプリング装
置によれば、これを一定のピッチ間隔の円弧が段階的に
接続された走査線により走査された面板の欠陥検出信号
に適用することにより、はぼ一定の形状、面積で従来量
」二に細分されたセルを形成することができる。欠陥デ
ータはセル内の最大値のものを出力するので、セル内に
存在する１個の欠陥に対してカウントエラーが排除され
、また各セルの面積がほぼ一定であるので、面板の全域
について、従来以上に精密で、かつ均等した密度で欠陥
の分布状態をマツプ表示することが可能である。さらに
、各セルの座標ｒは各円弧について一定であるので、各
セル間に亘って行われる高度のデータ処理において、ソ
フトプログラムが簡単となることなど、精度の高い面板
欠陥検出装置を構成する上に著しい効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は、それぞれこの発明による
面板欠陥検出信号のサンプリング方式およびサンプリン
グ装置を適用する、レーザスポットによる走査線および
レーザスポットの強度分布を示す説明図、第２図は、こ
の発明による面板欠陥検出信号のサンプリング方式およ
びサンプリング装置における、サンプリングパルスより
セルを構成する方法の説明図、第３図は、この発明によ
る面板欠陥検出信号のサンプリング方式およびサンプリ
ングパルス置における回路構成の実施例のブロック図、
第４図は第３図の部分ブロック図、第５図は第３図の部
分ブロック図、第６図は第３図に対する、各部の動作の
手順を示すフローチャートである。 １・・・レーザスポット、　　　２・・・面板、３・・
・走査線、　　　　　　　４・・・セル、５・・・面板
欠陥検出部、　　６・・・回転移動機構、７・・・サン
プリング部、　　８・・・比較部、８−１・・・減算器
、　　　　８−２・・・端子、８−３・・・バッファＡ
１　　８−４・・・バッファＢ。 ８−５・・・Ｆラッチ回路、　９・・・データラッチ回
路、１０・・・ロータリエンコーダ、 １１−・・区分信号発生部、１１−１・・・Ｒカウンタ
、１１−２・・・ｎＲＯＭ、　　　１１−３・・・ｎカ
ウンタ、１２・・・データバッファ、 １３・・・エントリータイミング回路、１４−・・Ｒバ
ッファ、　　　１５・・・０バツフア、１６・・・θカ
ウンタ、　　　１７・・・データ処理装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）長軸方向の半径がΔｒで断面が楕円形のレーザス
   ポットを、面板の回転中心を始点として、該面板の表面
   を円周方向にＰ個の等角度Φの領域に分割して該角度Φ
   回転する毎に、面板の半径方向で、かつ該長軸方向に上
   記半径ΔｒのＰ分の１づつ段階的に移動して上記面板の
   表面を、円弧が段階的に接続されたスパイラル状に走査
   する面板走査方式において、該走査により欠陥検出部に
   おいてえられる連続したアナログ量の測定信号を、上記
   面板の円周を、上記Ｐの整数倍の大きい数Ｎで等角度Δ
   θに分割したサンプリングパルスＳでサンプリングし、
   上記の円弧をなす各走査線のそれぞれを、レーザスポッ
   トの上記の半径Δｒにほぼ等しく、かつ該サンプリング
   パルスＳの距離間隔Δｓの整数ｎ倍の長さΔｌに区分し
   てセルとし、上記サンプリングによりえられた測定デー
   タのうちから、各セルに対する最大の欠陥データを出力
   することを特徴とする、面板欠陥検出信号のサンプリン
   グ方式。
2. （２）面板を回転するスピンドルに直結され、角度の基
   準点を示す０°パルスおよび、面板の円周を上記の数Ｎ
   で等分割した角度Δθ毎に上記サンプリングパルスＳを
   出力するロータリエンコーダと、上記０°パルスおよび
   サンプリングパルスＳとを入力して、上記面板をセルに
   区分する区分信号Ｂを出力する区分信号発生部と、欠陥
   検出部より出力されるアナログ量の測定信号を上記サン
   プリングパルスＳによりサンプリングしてデジタル量の
   測定データに変換するサンプリング部と、該サンプリン
   グされた測定データをセル毎に比較選別する比較部と、
   該比較選別されたデータをラッチし、上記区分信号Ｂに
   より、各セルの最大値のデータを出力するデータラッチ
   回路とにより構成されたことを特徴とする、面板欠陥検
   出信号のサンプリング装置。
3. （３）上記０°パルスをカウントして走査点における面
   板の半径にの値を出力するＲカウンタと、該半径ｒの値
   を入力して、該半径ｒの値に対応する上記の各セルの長
   さΔｌに含まれる、上記サンプリングパルスＳのそれぞ
   れの個数ｎを出力するｎＲＯＭと、該個数ｎの値をセッ
   トし上記サンプリングパルスＳをカウントしてｎに達し
   たとき、上記区分信号Ｂを出力するｎカウンタとにより
   構成された、上記区分信号発生部を有する特許請求の範
   囲第２項記載の面板検出信号のサンプリング装置。
4. （４）上記測定データのサンプリングのタイミングで逐
   次入力し、今回の測定データに対する前回の測定データ
   の差値を計算し、今回の測定データの値が前回の測定デ
   ータの値より大きいとき判別信号Ｃを出力する減算器と
   、今回の測定データを入力して一時記憶するバッファＡ
   と、前回の測定データを一時記憶するバッファＢとより
   なり、上記判別信号Ｃにより、今回の測定データと前回
   の測定データのうちの大きい値の測定データを出力し、
   次回の測定データが新たな今回の測定データとしてバッ
   ファＡに入力するとともに、上記の大きい測定データを
   新たな前回の測定データとして、減算器およびバッファ
   Ｂに入力する、上記比較部を有する特許請求の範囲第２
   項記載の面板欠陥検出信号のサンプリング装置。