(57)【要約】【課題】簡易な処理で半導体ウェハ上の異物の高さを精度よく求める。【解決手段】レーザ光源１から出力される入射光ＯｉをウェハＷに斜めに入射させ、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光器３で受光するとともに、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光器４で受光し、側方散乱光Ｏｓから異物Ｐの特定を行なうとともに、正反射光Ｏｒから異物Ｐの高さを求める。【選択図】      図１
2004347361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光の側方散乱光を検出する側方散乱光検出手段と、
前記レーザ光の正反射光を検出する正反射光検出手段と、
前記側方散乱光検出手段により検出された側方散乱光に基づいて異物を特定する異物特定手段と、
前記反射光検出手段により検出された正反射光の位置情報に基づいて、前記異物の高さ情報を算出する高さ情報算出手段とを備えることを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を検査面上で走査させる走査手段と、
前記検査面上で散乱された前記レーザ光の側方散乱光を検出する側方散乱光検出手段と、
前記検査面上で反射された前記レーザ光の正反射光を検出する正反射光検出手段と、
前記側方散乱光検出手段により検出された側方散乱光に基づいて、前記検査面上の異物を特定する異物特定手段と、
前記反射光検出手段により検出された正反射光に基づいて、前記検査面の焦点調整を行う焦点調整手段と、
前記焦点調整による前記検査面の高さ変動に基づいて、前記異物特定手段により特定された異物の高さ情報を算出する高さ情報算出手段とを備えることを特徴とする異物検査装置。
【請求項３】
レーザ光を出射するステップと、
前記レーザ光の側方散乱光を検出するステップと、
前記レーザ光の正反射光を検出するステップと、
前記検出された側方散乱光に基づいて異物を特定するステップと、
前記検出された正反射光の位置情報に基づいて、前記異物の高さ情報を算出するステップとを備えることを特徴とする異物検査方法。
【請求項４】
レーザ光を出射するステップと、
前記レーザ光を検査面上で走査するステップと、
前記検査面上で散乱された前記レーザ光の側方散乱光を検出するステップと、
前記検査面上で反射された前記レーザ光の正反射光を検出するステップと、
前記検出された側方散乱光に基づいて、前記検査面上の異物を特定するステップと、
前記検出された正反射光に基づいて、前記検査面の焦点調整を行うステップと、
前記焦点調整による前記検査面の高さ変動に基づいて、前記特定された異物の高さ情報を算出するステップとを備えることを特徴とする異物検査方法。
【請求項５】
レーザ光を出射させるステップと、
前記レーザ光の側方散乱光に基づいて異物を特定するステップと、
前記レーザ光の正反射光の位置情報に基づいて、前記異物の高さ情報を算出するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする異物検査プログラム。
【請求項６】
レーザ光を出射させるステップと、
前記レーザ光を検査面上で走査させるステップと、
前記レーザ光の側方散乱光に基づいて、前記検査面上の異物を特定するステップと、
前記レーザ光の正反射光に基づいて、前記検査面の焦点調整を行わせるステップと、
前記焦点調整による前記検査面の高さ変動に基づいて、前記特定された異物の高さ情報を算出するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする異物検査プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異物検査装置、異物検査方法および異物検査プログラムに関し、特に、レーザ散乱式異物検査装置に適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体ウェハなどに適用される異物検査装置では、例えば、特許文献１に開示されているように、前方、後方および上方の散乱光を受光することにより、異物およびＣＯＰ（Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｒｉｇｉｎａｔｅｄ  Ｐａｒｔｉｃｌｅ）を分離して検出するとともに、側方散乱光の強度を計測することにより、異物の高さを求める方法がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−１００３３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の異物検査装置では、側方散乱光の強度を計測することで、異物の高さを求めるため、異物の形状などの認識処理を行う必要があり、処理が煩雑化するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、簡易な処理で異物の高さを精度よく求めることが可能な異物検査装置、異物検査方法および異物検査プログラムを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る異物検査装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光の側方散乱光を検出する側方散乱光検出手段と、前記レーザ光の正反射光を検出する正反射光検出手段と、前記側方散乱光検出手段により検出された側方散乱光に基づいて異物を特定する異物特定手段と、前記反射光検出手段により検出された正反射光の位置情報に基づいて、前記異物の高さ情報を算出する高さ情報算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
これにより、側方散乱光に基づいて異物を特定することが可能となるとともに、正反射光の位置情報に基づいて異物の高さ情報を算出することが可能となる。このため、散乱光を用いることなく、異物の高さを求めることが可能となり、簡易な処理で異物の高さを精度よく求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る異物検査装置によれば、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を検査面上で走査させる走査手段と、前記検査面上で散乱された前記レーザ光の側方散乱光を検出する側方散乱光検出手段と、前記検査面上で反射された前記レーザ光の正反射光を検出する正反射光検出手段と、前記側方散乱光検出手段により検出された側方散乱光に基づいて、前記検査面上の異物を特定する異物特定手段と、前記反射光検出手段により検出された正反射光に基づいて、前記検査面の焦点調整を行う焦点調整手段と、前記焦点調整による前記検査面の高さ変動に基づいて、前記異物特定手段により特定された異物の高さ情報を算出する高さ情報算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
これにより、レーザ光を検査面上で走査させることで、異物の有無の判別を可能としつつ、検査面上の高さ変動を求めることが可能となる。このため、簡易な処理で異物の高さを精度よく求めることが可能となり、インライン検査の結果から異物の高さを求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る異物検査方法によれば、レーザ光を出射するステップと、前記レーザ光の側方散乱光を検出するステップと、前記レーザ光の正反射光を検出するステップと、前記検出された側方散乱光に基づいて異物を特定するステップと、前記検出された正反射光の位置情報に基づいて、前記異物の高さ情報を算出するステップとを備えることを特徴とする。
【０００８】
これにより、側方散乱光に基づいて異物を特定することが可能となるとともに、正反射光の位置情報に基づいて異物の高さ情報を算出することが可能となり、簡易な処理で異物の高さを精度よく求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る異物検査方法によれば、レーザ光を出射するステップと、前記レーザ光を検査面上で走査するステップと、前記検査面上で散乱された前記レーザ光の側方散乱光を検出するステップと、前記検査面上で反射された前記レーザ光の正反射光を検出するステップと、前記検出された側方散乱光に基づいて、前記検査面上の異物を特定するステップと、前記検出された正反射光に基づいて、前記検査面の焦点調整を行うステップと、前記焦点調整による前記検査面の高さ変動に基づいて、前記特定された異物の高さ情報を算出するステップとを備えることを特徴とする。
【０００９】
これにより、レーザ光を検査面上で走査させることで、異物の有無の判別を可能としつつ、検査面の高さ変動を求めることが可能となる。このため、検査面の高さ変動を異物の高さに換算することで、異物の高さを容易に求めることが可能となり、インライン検査の結果から異物の高さを求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る異物検査プログラムによれば、レーザ光を出射させるステップと、前記レーザ光の側方散乱光に基づいて異物を特定するステップと、前記レーザ光の正反射光の位置情報に基づいて、前記異物の高さ情報を算出するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１０】
これにより、異物検査プログラムを実行することで、側方散乱光に基づいて異物を特定することが可能となるとともに、正反射光の位置情報に基づいて異物の高さ情報を算出することが可能となり、簡易な処理で異物の高さを精度よく求めることが可能となる。
また、本発明の一態様に係る異物検査プログラムによれば、レーザ光を出射させるステップと、前記レーザ光を検査面上で走査させるステップと、前記レーザ光の側方散乱光に基づいて、前記検査面上の異物を特定するステップと、前記レーザ光の正反射光に基づいて、前記検査面の焦点調整を行わせるステップと、前記焦点調整による前記検査面の高さ変動に基づいて、前記特定された異物の高さ情報を算出するステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【００１１】
これにより、異物検査プログラムを実行することで、異物の有無の判別を可能としつつ、検査面上の高さ変動を求めることが可能となり、インライン検査の結果から異物の高さを求めることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る異物検査装置について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【００１３】
図１において、ステージ５上にはウェハＷが載置されている。そして、ステージ５には高さ調整部７が設けられ、ピエゾ素子６を介して上下方向（ｚ方向）に変動可能な状態で支持されている。また、ステージ５はウェハＷが前後左右（ｘ、ｙ方向）に移動できるように構成され、ステージ５をｘ、ｙ方向に移動させるステッピングモータＭｘ、Ｍｙが設けられている。
【００１４】
また、ウェハＷの斜め上方には、入射光ＯｉをウェハＷに斜めに入射させるレーザ光源１が設置されるとともに、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光器３に導くミラー２が設けられている。また、ウェハＷの斜め上方には、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光する受光器３が設けられるとともに、ウェハＷの側方には、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光する受光器４が設けられている。なお、受光器３、４としては、ＣＣＤイメージセンサまたはフォトダイオードなどを用いることができる。
【００１５】
そして、受光器３、４、ピエゾ素子６およびステッピングモータＭｘ、Ｍｙは制御部８に接続されている。そして、制御部８は、ステッピングモータＭｘ、Ｍｙの駆動制御を行うことにより、レーザ光源１から出力される入射光Ｏｉを走査方向ＳＣに沿って走査させるとともに、受光器３から送られる信号に基づいてピエゾ素子６の駆動制御を行う。そして、制御部８は、入射光Ｏｉの走査位置情報（ｘ、ｙ座標）およびウェハＷの高さ変動情報（ｚ座標）を記憶部９に記憶するとともに、受光器４から送られる信号を異物情報として記憶部９に記憶する。
【００１６】
以下、図１の異物検査装置の動作についてより詳細に説明する。
ウェハＷ上の異物Ｐの検査を行う場合、レーザ光源１から出力される入射光ＯｉをウェハＷに斜めに入射させる。そして、制御部８は、ステッピングモータＭｘ、Ｍｙの駆動制御を行い、ウェハＷをｘ、ｙ方向に移動させることにより、レーザ光源１から出力される入射光Ｏｉを走査方向ＳＣに沿って走査させる。そして、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光器３に受光させるとともに、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光器４に受光させる。
【００１７】
そして、受光器３は、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光すると、その正反射光Ｏｒの検出信号を制御部８に送る。また、受光器４は、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光すると、その側方散乱光Ｏｓの検出信号を制御部８に送る。そして、制御部８は、受光器３から送られた信号に基づいてピエゾ素子６の駆動制御を行い、ウェハＷ上の異物Ｐに焦点が合うように、ウェハＷを上下に変動させる。また、制御部８は、ステッピングモータＭｘ、Ｍｙのステッピング量に基づいて、入射光Ｏｉの現在の照射位置を割り出す。そして、制御部８は、入射光Ｏｉの現在の照射位置とともにウェハＷの上下の変動量を記憶部９に記憶するとともに、入射光Ｏｉの現在の照射位置に対応させて、異物Ｐに関する情報を記憶部９に記憶する。
【００１８】
図２は、図１の異物検査装置の高さ検出方法を説明する断面図である。
図２において、ウェハＷ上に異物Ｐがない場合、入射光ＯｉがウェハＷに斜めに入射すると、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒは受光器３の受光点Ａ１で受光される。一方、ウェハＷ上に異物Ｐがある場合、入射光ＯｉがウェハＷに斜めに入射すると、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒ´は異物Ｐの高さＨ分だけ高い位置で反射される。このため、異物Ｐの位置で反射された正反射光Ｏｒ´は受光器３の受光点Ａ２で受光され、ウェハＷ上に異物Ｐがない場合に比べて、位置ずれＥが発生する。このため、受光器３で位置ずれＥを検出し、この位置ずれＥをウェハＷの上下方向の変動分に換算することにより、異物Ｐの高さＨを求めることが可能となる。
【００１９】
そして、図１において、制御部８は、入射光ＯｉによるウェハＷ全面の走査が終了すると、記憶部９を参照することにより、異物Ｐの位置を特定するとともに、その異物Ｐの位置に対応したウェハＷの上下の変動量から、異物Ｐの高さＨを求めることができる。
なお、上述した実施形態では、走査方向ＳＣに沿って入射光Ｏｉを走査させるために、ステージ５をｘ、ｙ方向に移動させる方法について説明したが、走査方向ＳＣに沿ってレーザ光源１および受光器３、４などの光学系を走査させるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、正反射光Ｏｒの焦点を調整するために、ピエゾ素子６を介してウェハＷを上下に変動させる方法について説明したが、レーザ光源１および受光器３、４などの光学系を上下に変動させるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、ウェハＷ上の異物Ｐを検査する方法を例にとって説明したが、マスクなどに付着している異物を検査する方法に適用してもよい。
【００２０】
図３は、本発明の第２実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図である。
図３において、ステージ１５上にはウェハＷが載置されている。そして、ステージ１５には高さ調整部１７が設けられ、ピエゾ素子１６を介して上下方向（ｚ方向）に変動可能な状態で支持されている。また、ステージ１５はウェハＷが前後左右（ｘ、ｙ方向）に移動できるように構成され、ステージ１５をｘ、ｙ方向に移動させるステッピングモータＭｘ、Ｍｙが設けられている。
【００２１】
また、ウェハＷの斜め上方には、入射光ＯｉをウェハＷに斜めに入射させるレーザ光源１１が設置されるとともに、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光器１３ａ、１３ｂに導くミラー１２ａ、１２ｃおよびハーフミラー１２ｂが設けられている。また、ウェハＷの斜め上方には、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光する受光器１３ａ、１３ｂが設けられるとともに、ウェハＷの側方には、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光する受光器１４が設けられている。ここで、受光器１３ａは、ウェハＷ上の異物Ｐの高さ計測用として用いることができ、受光器１３ｂは、ステージ１５の高さ調整用として用いることができる。なお、受光器１３ａ、１３ｂ、１４としては、ＣＣＤイメージセンサまたはフォトダイオードなどを用いることができる。
【００２２】
そして、受光器１３ａ、１３ｂ、１４、ピエゾ素子１６およびステッピングモータＭｘ、Ｍｙは制御部１８に接続されている。そして、制御部１８は、ステッピングモータＭｘ、Ｍｙの駆動制御を行うことにより、レーザ光源１１から出力される入射光Ｏｉを走査方向ＳＣに沿って走査させるとともに、受光器１３ａから送られる信号に基づいてピエゾ素子１６の駆動制御を行う。そして、制御部１８は、受光器１３ｂから送られる信号に基づいて異物Ｐの高さを算出し、異物Ｐの高さ情報（ｚ座標）を入射光Ｏｉの走査位置情報（ｘ、ｙ座標）とともに記憶部１９に記憶するとともに、受光器１４から送られる信号を異物情報として記憶部１９に記憶する。
【００２３】
以下、図３の異物検査装置の動作についてより詳細に説明する。
ウェハＷ上の異物Ｐの検査を行う場合、レーザ光源１１から出力される入射光ＯｉをウェハＷに斜めに入射させる。そして、制御部１８は、ステッピングモータＭｘ、Ｍｙの駆動制御を行い、ウェハＷをｘ、ｙ方向に移動させることにより、レーザ光源１１から出力される入射光Ｏｉを走査方向ＳＣに沿って走査させる。そして、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒをハーフミラー１２ｂで分割し、分割された正反射光Ｏｒを受光器１３ａ、１３ｂにそれぞれ受光させるとともに、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光器１４に受光させる。
【００２４】
そして、受光器１３ａ、１３ｂは、ウェハＷで反射された正反射光Ｏｒを受光すると、その正反射光Ｏｒの検出信号を制御部１８に送る。また、受光器１４は、ウェハＷで散乱された側方散乱光Ｏｓを受光すると、その側方散乱光Ｏｓの検出信号を制御部１８に送る。そして、制御部１８は、受光器１３ｂから送られた信号に基づいてピエゾ素子１６の駆動制御を行い、ウェハＷ上の異物Ｐに焦点が合うように、ウェハＷを上下に変動させるとともに、受光器１３ｂから送られた信号に基づいて異物Ｐの高さを算出する。また、制御部１８は、ステッピングモータＭｘ、Ｍｙのステッピング量に基づいて、入射光Ｏｉの現在の照射位置を割り出す。そして、制御部１８は、入射光Ｏｉの現在の照射位置とともに異物Ｐの高さを記憶部１９に記憶するとともに、入射光Ｏｉの現在の照射位置に対応させて、異物Ｐに関する情報を記憶部１９に記憶する。
【００２５】
そして、制御部１８は、入射光ＯｉによるウェハＷ全面の走査が終了すると、記憶部１９を参照することにより、異物Ｐの位置を特定するとともに、その異物Ｐの位置に対応した高さを求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】図１の異物検査装置の高さ検出方法を説明する断面図。
【図３】第２実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１、１１  レーザ光源、２、１２ａ、１２ｃ  ミラー、３、４、１３ａ、１３ｂ、１４  受光器、５、１５  ステージ、６、１６  ピエゾ素子、７、１７  高さ調整部、８、１８  制御部、９、１９  記憶部、Ｍｘ、Ｍｙ  ステッピングモータ、Ｗ  ウェハ、Ｏｉ  入射光、Ｏｓ  側方散乱光、Ｏｒ、Ｏｒ´  正反射光、Ｐ  異物、ＳＣ  走査方向、１２ｂ  ハーフミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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