KR19980018156A

KR19980018156A - 미소 이물질 검출방법 및 그 검출장치

Info

Publication number: KR19980018156A
Application number: KR1019970026644A
Authority: KR
Inventors: 나오히코 후지노; 준지 고바야시
Original assignee: 기타오카 다카시; 미쓰비시 덴키(주
Priority date: 1996-08-08
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1998-06-05
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: JPH1048145A; DE19734074A1; KR100213595B1; US5907398A; JP3287227B2; DE19734074C2

Abstract

본 발명은, 종래의 이물질 검출장치가 시료의 일부분을 관찰할 수 있도록 구성되어있기 때문에, 시료표면 전체면의 이물질을 검출할 경우, 상기 CCD카메라를 이용한 방법에 추가로 시료 전체면을 관찰할 수 있도록한 시스템을 부가하지 않으면 안되는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시료(2)또는 현미경(8)을 x-y면내에서 CRT화면(100)의 범위 이하의 피치로 간헐적으로 또는, 연속적으로 이동시키는 것에의해 시료(2)표면 전체면을 관찰할 수 있도록 하는 것이다.

Description

미소 이물질 검출방법 및 그 검출장치

본 발명은, 시료표면에 빔광을 조사하여 미소 이물질에 의한 빔광의 변화를 관찰하는 것에 의해 시료표면의 미소 이물질의 위치를 검출하는 미소 이물질 검출방법 및 그 검출장치에 관한 것이다.

(종래의 기술)

16Mbit-DRAM(Dynamic Random Access Memory)등에 대표되는 초 고집적 LSI의 제조에 있어서의 제품에 대한 성공은 웨이퍼에 부착되는 이물질에 기인하는 불량이 대부분의 요인을 차치한다고 말하고 있다. 이것은 패턴 폭이 미세화됨에 따라서 전공정의 제조 프로세스에 있어서 웨이퍼에 부착된다. 종래에는 문제가 되지않았던 미소 사이즈의 이물질이 오염원으로 되기 때문이다. 일반적으로 이와 같이 문제로 되는 미소 이물질의 크기는 제조하고자 하는 초 고집적 LSI가 갖는 최소배선폭의 수분의 일이라고 이야기되고 있다. 이런점으로 16Mbit-DRAM(최소배선폭 0.5㎛)에 있어서는, 직경 0.1㎛레벨의 미소 이물질이 대상으로 되어 있다. 이와같은 미소 이물질은 오염물질로 되어 회로패턴의 단선, 쇼트(단락)를 발생시키는 원인으로 되어 불량의 발생이나 품질, 신뢰성의 저하에 커다랗게 관련되어 있다. 그때문에 미소 이물질을 검출하며, 그 부착상태등의 실태를 정량적으로 정밀도 좋게 계측, 파악.관리하는 것이 품질을 향상시킬 수 있는 키포인트로 되어 있다.

이것을 행하기 위한 수단으로서, 종래부터 실리콘 웨이퍼등의 평면형상 시료의 표면에 존재하는 미소 이물질의 존재위치를 검출할 수 있는 이물질 검사장치가 이용되고 있다. 이하. 종래의 이물질 검사장치에 채용되는 이물질 검출방법에 관하여 설명한다.

이물질 검사장치에 채용되는 이물질 검출방법으로서는 광산란 방식이 이용되고 있다. 빔광에 의해 웨이퍼면내를 주사하여 얻어지는 산란강도를 시간변화로 광전자 배증관을 이용하여 라인적으로 계측하며, 미립자로부터의 광산란을 받은 산란신호의 발생시간과, 그때의 웨이퍼면내를 주사하고 있는 빔광의 위치를 대응시키는 것에 의해 이물질 검출과 위치 특정을 실행하는 방법이다. 또한, 종래의 이물질 검사장치로서는, 일본 히다치전자 엔지니어링제품의 IS-2000, LS-6000 혹은 텐코르(Tencor)사제품 서프스캔(surf scan)6200, 에스텍(Estek)사제품 WIS-9000등이 있다. 또한, 이것들의 이물질 검사장치에 이용되는 측정원리나 그것을 실현하기 위한 장치구성에 관하여서는 예를들면 리어라이즈(Realize)사 발행, 반도체 기반 기술연구회편[고성능 반도체 프로세스용 분석. 평가기술]의 111-129페이지에 상세하게 기재되어 있다.

그러나, 종래의 광산란을 이용한 방법에 의한 미립자계측은, 미립자로부터의 산란신호에 대한 측정계내에 있어서 발생하는 노이지에 의해 제한되며, 실리콘웨이퍼 상에서는 표면거침등의 영향에 의해 발생하는 노이즈(헤이즈(haze)라고 칭함)의 영향때문에 웨이퍼 표면에 존재하는 0.10㎛이하의 미소이물질의 검출이 매우 곤란하다. 이것에 관하여서는 예를들면 사이엔스 포럼사 발행[반도체 계측평가사전]의 474-479페이지에 상세히 기재되어 있다. 그때문에 이후, 개발.량산화가 진행되는 64M, 256M, 1Gbit-DRAM등(최소 배선폭 0.35, 0.20,0.15㎛)의 초 고집적 LSI의 제조에 대하여 관리가 요구되는 0.07, 0.04, 0.03㎛의 미소 이물질의 검출방법은 아직 확립되어 있지않다.

또한, 종래의 이물질 검사장치에 채용되는 광산란을 이용한 미립자 계측방법에서는 미소 이물질을 검출하기 위한 빔광을 주사하면서 조사하며, 그 빔광 전체가 실리콘 웨이퍼등의 시료표면상에서 발생하는 산란광의 광량의 변화, 광전자 배증관등의 검출기를 이용하여 산란광의 변화를 라인적으로 검출하는 것이기 때문에 미소 이물질의 위치를 고정도로 검출하고자 하여도 시료표면상에 있어서 빔광이 비취는 면적(빔광의 스포트)에 의존한 픽셀이 갖는 면적에 상당하는 분만큼의 오차를 갖게된다. 즉, 미소 이물질의 위치를 고정도로 검출하는 데에는 빔광을 시료표면상에서 가능한한 포커스(focus)하는 것에 의해 빔광의 스포트를 작게할 필요가 있지만, 이것을 작게하는데에는 한계가 있다. 또한, 빔광의 스포트를 작게하면, 시료전면을 측정하기 위한 주사선 길이가 길게되기 때문에 게측시간이 길게된다는 문제가 발생한다. 또한, 기존의 장치가 갖는 픽셀(pixcell)은 통상 20×200㎛의 영역이다. 또한, 종래의 이물질 검사장치가 갖는 레이저광의 집광면적에 관해서는 리어라이즈사 발행, 반도체 기반 기술연구회 편[고성능 반도체 프로세스용 분석.평가기술]의 111-129페이지에 상세히 기재되어 있다.

0.10㎛이하의 미소 이물질의 검출을 행하기 위해서는 우선, 미소 이물질의 존재를 잘못 검출하는 일없이 높은 S/N비를 유지하면서 고감도 검출하며, 또한, 도정도로 위치결정되도록 할 필요가 있다. 이것을 실현하기 위한 방법으로서는 일본 공개특허 평8-29354호 공보, 일본 공개특허 평7-325041호 공보에 상세히 기재되어 있는 종래의 방법이 유효하다고 생각할 수 있다. 이 종래의 방법은, 웨이퍼 표면에 빔광을 조사하며, 빔광의 스포트에 현미경의 촛점을 맞추어서, 산란광을 상기 현미경으로 확대하며, 또한 그 시야내에서 어두운(암)시야부에 마련된 이미지 인텐시화이어(image intensifier)등을 탑재한 고감도 CCD카메라등을 이용하여 평면적(2차원)으로 관찰(검출)하는 방법이다. 이 종래의 방법은, 웨이퍼 표면에서 발생하는 노이즈인 헤이즈(haze)를 평면적으로 검출하기 위해 종래의 이물질 검사장치가 이용된 광 전자 배증관을 이용하여 검출하고 있는 헤이즈에 대하여(평면내의 미소한 표면 거칠기등에 의존한 산란광을 적분하여 크게된 신호를 헤이즈로서 검출하고 있다)높은 S/N비를 확보할 수 있다.

도 5는 상기 일본 공개특허 평7-325041호 공보, 일본 공개 특허 평8-29354호 공보에 각각 개재되어 있는 종래의 미소 이물질 검사장치를 나타내는 구성도 이다. 도면에서 부호 1은 X-Y스테이지, 부호 2는 시료(여기에서는 실리콘 웨이퍼), 부호 3은 시료(2)에 조사되는 Ar레이저, 4는 미소 이물질을 검출하는 검출용 빔광, 5는 시료(2)에 의해 반사된 반사 빔광, 8은 시료(2)를 관찰하기위한 현미경, 9는 현미경(8)으로 관찰한 상을 촬영하는 이미지 인텐시화이어를 탑재한 CCD카메라, 10은 CCD카메라의 시야를 출력하는 CRT이다. 또한, 검출용 빔광(4)은 편광판(11)에 의해 편광을 걸치도록 할 수 있다. 또한 도 6및 도 7은 도 6에 있어서 검출용 빔광(4)이 시료(2)에 조사되는 상태를 나타내는 도면이며, 도에 있어서 부호 6은 시료(2)위의 이물질, 7은 난반사광, 12는 빈광(4)의 스포트 지름이다.

이어서 동작에 관하여 설명한다. 우선, X-Y스테이지(1)위에 시료인 실리콘 웨이퍼(2)를 세팅한다. 또한, 시료인 실리콘 웨이퍼(2)는 웨이퍼가 갖는 오리엔탈 플래트(oriental flat)혹은 노치(notch)등의 외형 형상을 기본으로한 수법에 의해 X-Y스테이지(1)위에서 고정도의 가상좌표가 부여되고 있다. 이 가상좌표의 설정방법에 관해서는 일본 특허출원 평7-25118호에 상세히 기재되어있다. 이어서, 실리콘 웨이퍼(2)위에 검출용 빔광(4)을 조사하며, 도 7에 있어서 스포트부(12)를 발생시킨다. 어두운 시야부에 마련된 현미경(8)을 이용하여 스포트부(12)를 CCD카메라)9)를 통한 CRT(10)를 이용하여 관찰한다. 또한, 현미경(8)의 촛점은 스포트부(12)의 표면에 맞추어져 있다. 현미경(8)의 시야내(스포트부(12)내)에 이물질(6)이 있다면, X-Y스테이지의 좌표(x1, y1)에 있어서 난반사광(7)이 관측된다(도 7). 또한, 이때, 스포트부(12)위에 이물질(6)이 없으면, 검출용 빔광(4)은 정반사되기 때문에 어두운 시야부에서 반사빔광(5)을 관측하는 것은 되지않는다.

이어서, 이와같은 관계를 보충 설명한다. 도 7에 나타내는 관측계는 어두운 시야부에 설치된 현미경(8)의 관찰시야범위(A)가 실리콘 웨이퍼(2)위에 조사되는 검출용 빔광(4)을 갖는 실리콘 웨이퍼(2)위의 스포트 지름(12)을 씌우는형태로 나타나 있다. 도 7에서, 스포트 지름(12)의 내부에 있는 이물질(6)의 존재위치는 실리콘 웨이퍼(2)위에 있어서 난반사광(7)의 발생이 있기때문에 현미경(8)에 의한 난반사광(8)의 관찰에 의해 특정된다. 또한, 실험에서 난반사광(8)의 발생이 없는 부분과 있는 부분의 콘트라스트비는 매우높은 0.03㎛이하의 이물질에 대하여서도 뚜렷하게 하고 있으며, 충분한 S/N비가 확보되는 것이 확인되고 있다. 반면, 동일 스포트지름(12)의 내부에서도 이물질(7)이 존재하지 않는경우는, 검출용 빔광(4)은 거의 완전히 정반사되기 때문에 어두운 시야부에 설치된 현미경(8)에서 거의 아무것도 관찰되지 않는다. 이것들로 인해, 이물질(6)보다 훨씬 큰 스포트 지름(12)을 갖는 검출용 빔광(4)을 이용하여도 어두운 시야부에 설치된 현미경(8)에서 이물질(6)에 의한 난반사광(7)을 관찰할 수 있다. 그결과, 스포트 지름(12)내에있는 이물질(6)의 위치 특정은 용이하게 고정도로 행할 수 있게된다.

종래의 이물질 검출장치는 이상과같이, 시료의 한 부분을 관찰할 수 있도록 구성되어 있기때문에 시료표면 전면의 이물질을 검출하는 경우, 상기 CCD카메라를 이용한 방법에 또한, 시료전면을 관찰할 수 있도록한 시스템을 부가하지 않으면 않되는 문제점을 갖고있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기위해 이루어진 것으로서, 시료표면 전면의 넓은 범위에 있어서 0.1㎛이하의 미소 이물질의 검출이 용이하며, 또한 단시간에 검출할 수 있는 미소 이물질 검출방법 및 그 검출장치를 얻는 것을 목적으로 한다. 또한, 여기에서 말하는 미소 이물질이란, 입자지름 0.1∼0.005㎛의 먼지(dust)나, 먼지만이아닌 결정 결함이나 스트래치(scratch)등을 포함하는 것이다.

(과제를 해결하기위한 수단)

본 발명에 따른 미소 이물질 검출방법은, 시료표면에 빔광을 조사하며, 상기 시료표면상의 미소 이물질에의한 난 반사광을 상기 빔광의 스포트부에 촛점을 맞춘 현미경의 어두운 시야부로부터 검출되며, 이 난반사광을 상기 현미경의 시야내에서 관찰, 또는 상기 현미경의 접안부에 설치된 촬상관으로 촬상하여 그 촬상된 화상을 CRT로 관찰하며, 또한, 촬상된 화상을 컴퓨터로 해석하는 것에 의해 상기 미소 이물질의 x-y면내의 위치를 검출하는 미소 이물질 검출방법으로서, 상기 CCD카메라의 화상을 출력하는 CRT화면의 범위이하의 피치로 상기 시료 또는 상기 현미경을 x-y면내에서 간헐적으로 이동시키는 것에 의해 상기 시료표면 전면을 관찰할 수 있도록 한 것이다.

또한, 시료를 탑재하는 회전 스테이지와 이 회전 스테이지를 직선운동시키는 한 축 슬라이더를 구비하며, 상기 시료의 중심과 상기 회전 스테이지의 중심을 일치시킴과 함께 상기 회전스테이지의 회전중심을 상기 한 축 슬라이더의 궤도상에 설치하며, 또한, 현미경 시야중심을 상기 한 축 슬라이더의 궤도상에 설정하여 상기 한 축 슬라이더의 직선운동과 상기 회전 스테이지의 회전운동과의 조합에의해 상기 시료를 이동시켜서 상기 시료표면 전면을 관찰할 수 있도록 한 것이다.

또한, 시료표면에 빔광을 조사하며, 상기 시료표면상의 미소 이물질에의한 난 반사광을, 상기 빔광의 스포트부에 촛점을 맞춘 현미경의 어두운(암) 시야부로부터 검출되며, 이 난반사광을 상기 현미경의 시야내에서 관찰, 또는 상기 현미경의 접안부에 설치된 촬상관으로 촬상하여 그 촬상된 화상을 CRT로 관찰하며, 또는, 촬상된 화상을 컴퓨터로 해석하는 것에 의해 상기 미소 이물질의 x-y면내의 위치를 검출하는 미소 이물질 검출방법에 있어서, 상기 CRT화면 범위이하의 피치로 상기 시료 또는 상기 현미경을 x-y면내에서 연속적으로 이동시키는 것에 의해 상기 시료표면 전면을 관찰하는 것을 특징으로 하는 미소 이물질 검출방법.

또한, 상기 미소 이물질 검출방법을 채용하여 미소 이물질을 검출하는 검출장치이다.

도 1은 본 발명의 실시예 1에 의한 미소 이물질의 검출장치를 나타내는 구성도.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 실시예 2에 의한 미소 이물질의 검출방법을 나타내는 설명도.

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 실시예 3에 의한 미소 이물질의 검출방법을 나타내는 설명도.

도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 실시예 4에 의한 미소 이물질의 검출장치를 나타내는 구성도.

도 5는 종래의 미소 이물질 검출장치를 나타내는 구성도.

도 6은 종래의 미소 이물질의 검출방법을 나타내는 설명도.

도 7은 종래의 미소 이물질의 검출방법을 나타내는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : X-Y스테이지2 : 시료(실리콘 웨이퍼)

3 : Ar 레이저4 : 검출용 빔광

5 : 반사 빔광6 : 미소 이물질

7 : 난반사광8 : 현미경

9 : CCD카메라10 : CRT

11 : 편광판21 : 회전 스테이지

22 : 스핀들23 : 한 축 슬라이더

101 : 컴퓨터

실시예 1

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 도면에 의거하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예 1에의한 미소 이물질 검출장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 부호 101은 난반사광의 발생위치와 X-Y 스테이지(1)위에 있어서의 CRT화면(100)의 상대적 위치관계를 산출하기 위한 컴퓨터이며, 그밖은 도 5에 나타내는 종래예와 동일한 구성이다. 또한, 여기에서는 평가하고자하는 관찰범위를 CRT화면(100)으로서 표현되고 있지만, 실제로는 관찰하고자 하는 CRT화면(100)에 한정되는 것이 아닌, 평가하고자 하는 범위의 CCD카메라(9)의 화상 신호전체를 의미하는 것이다. 또한, X-Y스테이지(1)의 구동은 컴퓨터(101)에의해 제어되며, 그 구동범위는 실리콘 웨이퍼(2)표면을 충분히 이동할 수 있는 범위이다. 또한, 시료인 실리콘 웨이퍼(2)는 웨이퍼가 갖는 오리엔탈 플래트(oriental flat) 혹은 노치등(notch)의 외형 형상을 근거로한 수법에의해 X-Y스테이지(1)위에서 고정도의 가상좌표가 부여되고 있다. 또한, 종래예와 동일하게 검출용 빔광(4)의 스포트부(12)는 현미경(8)의 시야보다 큰 것이다.

본 실시예에 의하면, X-Y스테이지(1)를 현미경(8)의 시야를 통한 CRT화면(100)의 범위이하의 피치로 컴퓨터(101)의 제어에의해 X, Y방향으로 간헐절으로 움직여 그 때마다 이물질(6)에 의한 난반사광(7)의 유무와 그 존재위치를 검출한다. 이것에 의해 실리콘 웨이퍼 표면 전면에서 0.03㎛이하의 미소 이물질이라도 용이하게 또한 단시간에 특정할 수 있다. 또한, 이때 검출된 이물질(6)의 존재위치는 컴퓨터(101)에 순차 기록된다.

또한, 상기 실시예 1에서는 X-Y스테이지(1)를 X, Y방향으로 간헐적으로 움직이기 때문에 X-Y스테이지(1)가 정지하는 시간이나 구동장치의 온/오프 시간이 존재하여 측정시간이 길게되지만, X-Y스테이지(1)를 연속적으로 움직이면, 이것들의 시간은 절약되며, X-Y스테이지(1)를 간헐적으로 움직이는 것과 비교하여 실리콘 웨이퍼 표면의 전면을 단시간에 검사할 수 있게된다.

실시예 2

상기 실시예 1에서, X-Y스테이지(1)를 연속적으로 움직인 경우, X-Y스테이지(1)의 이동속도와 CCD카메라(9)의 주사속도와의 관계로부터 실리콘 웨이퍼(2)표면에서 검사되지 않는 부분이 발생한다. 본 실시예는 이러한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, X-Y스테이지(1)의 이동방향과 CCD카메라(9)의 주 주사방향이 거의 직교함과 동시에 X-Y스테이지(1)의 이동방향과 CCD카메라(9)의 부 주사방향이 반대로 되도록 CCD카메라(9)를 설치하는 것으로서 검사되지 않는 부분을 적극적으로 적게할 수 있는 것이다.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명의 실시예 2에의한 미소 이물질 검출방법을 설명하는 설명도이다. 도면에서 부호 110은 광을 검출하기 위한 CCD카메라의 주사선이다. X-Y스테이지(1)를 연속적으로 움직이는 경우, 도 2a에 나타내듯이 주사선(110)의 주 주사방향과 X-Y스테이지(1)의 이동방향이 동일하게 되도록 CCD카메라(9)를 설치하면, 주사선(110)은 CRT화면(100)을 좌우로 주사(주 주사)하면서 차례로 위에서 아래로 시프트(shift;부 주사)되기때문에 CRT화면(100)의 좌측상단과 좌측하단의 화상에 커다란 시간차이가 발생하며, 그 시간차의 량만큼 X-Y스테이지(1)도 이동되며, 관찰되고 있는 부분도 앞으로 진행되어 진다. 그때문에 CCD카메라(9)가 1프레임의 관측 시간에 검출하는 웨이퍼표면의 범위는 오목하게 되며, 그 결과 검사되지 않는 부분이 발생한다.

반면, 본 실시예에 의하면, 도 2b에 나타내듯이 X-Y스테이지(1)의 이동방향과 주사선(110)의 주 주사방향이 거의 직교함과함께, X-Y스테이지(1)의 이동방향과 CCD카메라(9)의 부 주사방향이 반대로 되도록 CCD 카메라(9)를 설치하기 때문에 X-Y스테이지(1)의 이동에 대하여 CCD카메라(9)의 주사가 늦어지는 시간이 짧게되며, CCD카메라(9)가 1프레임의 관측시간에 검출하는 실리콘 웨이퍼(2)표면의 범위는 거의 장방형으로 된다. 따라서, 검사되지 않는 부분은 약간이지만, 이 검사되지 않는부분은 여분적으로 다음 프레임의 검사영역에 포함되면 문제가 없다. 실리콘 웨이퍼(2)표면 전면을 완전하게 검사할 수 있으며, 미소 이물질의 존재위치를 특정할 수 있다.

실시예 3

상기 실시예 2에서는 CCD카메라(9)에 발생하는 쇼트 노이즈를 이물질로서 잘못 검출해 버리는 경우가 있다. 본 실시예는, 이것을 해결하기 위해 이루어진 것이다.

도 3a 내지 도 3d 는 본 발명의 실시예 3에 의한 미소 이물질 검출방법을 설명하기 위한 설명도 이다. 도면에서, 부호 107은 쇼트 노이즈이다. 또한, 여기에서 말하는 CRT화면의 범위란, X-Y스테이지가 정지된 때에 CRT화면이 채워지는 범위이다. 도면에 나타내듯이 X-Y스테이지(1)를 CRT화면(100)의 범위이하의 피치에 의해 X, Y방향으로 연속하여 움직이기 위한 이동속도(vx, vy)는, CRT화면(100)이 비쳐나오는 화면의 횡폭(Wx)또는 종폭(Wy)을 CCD카메라(9)가 1프레임의 관찰에 필요한 시간(T)로 나누어진 값, 즉, vx=Wx/T(X방향으로 X-Y스테이지(1)를 이동할 때)또는 vy=Wy/T(Y방향에 X-Y스테이지(1)를 이동할 때)이며, CCD카메라(9)의 주사선의 속도와 일치한다.

예를들면 도 3a의 상태(프레임n)에서 이물질 검출을 시작하였다. X-Y스테이지(1)는 속도(vx)로 지면우측 방향으로 이동하고 있기때문에 이물질(6)도 속도(vx)로 지면 우측으로 이동한다. 한편, 주사선(110)은 CRT화면(100)우측단에서 지면 좌측방향으로 속도(vx)로 주사한다. 도 3b는 도 3a에서 T(CCD카메라(9)가 1프레임의 관찰에 필요한 시간)경과한 후의 상태를 나타내고 있으며, 이물질(6)이 CRT화면(100)(CCD카메라(9)의 프레임)내에 들어간 순간이다. 주사선(110)은 쇼트 노이즈(shot noise)(107)를 검출한 후, CRT화면(100)의 좌측단에 도달하여 이물질(6)에 의해 발생한 난반사광(7)을 검출하여 프레임n의 검사가 종료된다. 이어서, 주사선(110)은 다시 CRT화면(100)의 우측단으로 복귀하며, 프레임n+1의 검사를 시작한다. 도 3c는, 이상태에서 더욱 T/2경과후의 상태를 나타내고 있다. 이물질(6)과 주사선(110)은 서로 속도(vx)로 접근하기 때문에 양자가 접촉하는(주사선(110)이 다시 이물질(6)에 의한 난반사광(7)을 검출한다)경우에는 CRT화면단부에서 Wx/2의 곳으로 된다. 그리고, 주사선(110)이 CRT화면(100)의 좌측단에 도달하여 프레임n+1의 검사는 종료되며, 도 3d의 상태에서 프레임n+2의 검사가 개시된다. 즉, 1개의 이물질(6)에 대하여 프레임n과 프레임n+1로 합계 2회 난반사광(7)을 검출하게 되며, 2개의 난반사광(7)검출의 간격시간은 T/2로 된다. 따라서, 검출신호의 간격시간이 T/2라면, 그 난반사광(7)은 이물질(6)에 의해 발생한 것이라면 컴퓨터(101)에 인식시키면 용이하게 이물질(6)에 의한 난반사(7)와 쇼트 노이즈(107)를 구별하는 것이 가능하다. 또한, 이물질(6)에 대하여 각각의 프레임 화면상에 나타나는 이물질(6)에 의한 검출신호의 위치를 연결하는 직선의 방향은 X-Y스테이지(1)의 이동방향과 일치하기 때문에 이런점으로도 이물질(6)에 의한 검출신호와 쇼트 노이즈(107)를 구별할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 쇼트 노이즈와 이물질에 의한 검출신호를 용이하게 분리할 수 있으며, 높은 S/N비를 실현할 수 있다. 또한, 상기 실시예 3에서는 X-Y스테이지(1)의 이동속도를 vx 또는 vy로하였지만, vx 또는 vy이하의 속도로 하여 1개의 이물질에 대하여 난반사광을 복수의 프레임위에 발생시켜 인접한 프레임의 신호의 간격시간을 측정하면 상기 실시예 3과 동일한 효과를 얻을수 있다.

실시예 4

상기 실시예 1부터 실시예 3까지는 시료대로서 X-Y스테이지(1)를 이용하였지만, 본 실시예에서는 X-Y스테이지(1)의 대신에 회전 스테이지를 이용하는 것이다.

도 4a 및 도 4b 는 본 발명의 실시예 4에 의한 미소 이물질 검출장치를 나타내는 구성도이다. 도면에서 부호 21은 회전 스테이지, 22는 스핀들(spindle), 23은 한 축슬라이더이다. 실리콘 웨이퍼(2)의 중심위치와 회전 스테이지(21)의 중심위치와는 일치시킴과 함께 회전 스테이지(21)의 회전중심을 한 축슬라이더(23)의 궤도상에 설치한다. 또한, 현미경(8)의 시야는 한 축슬라이더(23)의 이동하는 궤도상에 설정되어 있다.

이어서 동작에 관하여 설명한다. 우선, 회전 스테이지(21)위에 설치된 실리콘 웨이퍼(2)의 중심위치에 현미경(8)의 시야를 맞춘다. 이어서 컴퓨터(101)에 의해 제어된 스핀들(22)을 간헐적으로 회전시킴과 함께, 동일하게 컴퓨터(101)에 의해 제어된 한 축슬라이더(23)을 간헐적으로 이동시키는 것에 의해 검사를 행한다. 또한, 스핀들(22)및 한 축슬라이더(23)를 실리콘 웨이퍼(2)의 내주에서 외주로 향해 연속적으로 움직이면, 도 4b에 나타내듯이 와권형상으로 효율좋게 실리콘 웨이퍼(2)전면을 검사할 수 있으며, 미소 이물질의 존재위치를 용이하게 또한 단시간에 특정할 수 있다. 또한, 이때, CCD카메라(9)는 도 4b에 나타내듯이 회전 스테이지(21)의 회전방향과 CCD카메라(9)의 주 주사방향이 거의 직교함과 함께 회전 스테이지(21)의 회전방향과 CCD카메라(9)의 부 주사방향이 반대로 되도록 설치하면 상기 실시예 2와 동일하게 효과가 얻어진다. 또한, 한 축슬라이더(23)의 이동속도는 내주에서 외주로 향함에 따라서 속도를 서서히 떨어뜨려 움직이면 좋다. 또한, 회전 스테이지(21)도 스핀들(12)의 회전속도를 떨어뜨리는 것에 의해 현미경(8)의 시야부분에서의 둘레속도를 상기 실시예 3에서 vx 또는 vy로 하면, 상기 실시예 3과 동일한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 실시예 1부터 실시예 4까지는 난반사광의 검출을 CRT화면(100)위에서 행하고 있는 것과같이 명시되어 있지만, 실제로는 CCD카메라(9)에서 얻어지는 화상신호(주사선 신호)를 컴퓨터(101)에 입력한 후 연산처리하는 것에의해 판단되고 있다.

이상과 같이 청구항 제 1항의 발명에 의하면, CRT화면의 범위이하의 피치로 시료 또는 현미경을 x-y면내에서 간헐적으로 이동시키는 것에의해 시료표면 전면을 관찰할 수 있도록 하였기 때문에 실리콘 웨이퍼표면 전면을 용이하게 또한, 짧은 시간으로 검사하여 미소 이물질을 검출하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 청구항 제 2항의 발명에 의하면, 한 축슬라이더의 직선운동과 회전 스테이지의 회전운동과의 조합에의해 상기 시료표면 면적을 관찰할 수 있도록 하였기 때문에 실리콘 웨이퍼표면 전면을 용이하고 또한, 짧은시간에 검사하여 미소 이물질을 검출하는 효과를 얻는다.

또한, 청구항 제 3항의 발명에 의하면, CRT화면의 범위이하의 피치로 시료 또는 현미경을 x-y면내에서 연속적으로 이동 시키는 것에의해 상기 시료표면 전면을 관찰될 수 있도록 하였기 때문에 실리콘 웨이퍼표면 전면을 용이하고 또한, 짧은 시간에 검사하여 미소 이물질을 검출하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 청구항 제 4항의 발명에 의하면, 청구항 제 1항 내지 제 3항중 어느한 항에 기재된 미소 이물질 검출방법을 채용하여 미소 이물질을 검출하는 검출장치 이기때문에 실리콘 웨이퍼표면 전면을 용이하고 또한 짧은 시간에 검사하여 미소 이물질을 검출하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

시료표면에 빔광을 조사하며, 상기 시료표면상의 미소 이물질에의한 난 반사광을, 상기 빔광의 스포트부에 촛점을 맞춘 현미경의 어두운(암) 시야부로부터 검출하며, 이 난반사광을 상기 현미경의 시야내에서 관찰, 또는 상기 현미경의 접안부에 설치된 촬상관으로 촬상하여 그 촬상된 화상을 CRT로 관찰, 또는, 촬상된 화상을 컴퓨터로 해석하는 것에 의해 상기 미소 이물질의 x-y면내의 위치를 검출하는 미소 이물질 검출방법에 있어서,

상기 CRT화면 범위이하의 피치로 상기 시료 또는 상기 현미경을 x-y면내에서 간헐적으로 이동시키는 것에의해 상기 시료표면 전면을 관찰하는 것을 특징으로 하는 미소 이물질 검출방법.
제 1항에 있어서, 시료를 탑재하는 회전 스테이지와 상기 회전 스테이지를 직선운동시키는 한 축 슬라이더를 구비하며, 상기 시료의 중심과 상기 회전 스테이지의 중심을 일치시킴과 함께 상기 회전 스테이지의 회전중심을 상기 한 축 슬라이더의 궤도상에 설치하며, 현미경의 시야중심을 상기 한 축 슬라이더의 궤도상에 설정하여 상기 한 축 슬라이더의 직선운동과 상기 회전 스테이지의 회전운동과의 조합에 의해 상기 시료를 이동시켜서, 상기 시료표면 전면을 관찰하는 것을 특징으로 하는 미소 이물질 검출방법.
시료표면에 빔광을 조사하며, 상기 시료표면상의 미소 이물질에의한 난 반사광을, 상기 빔광의 스포트부에 촛점을 맞춘 현미경의 어두운(암) 시야부로부터 검출하며, 이 난반사광을 상기 현미경의 시야내에서 관찰, 또는 상기 현미경의 접안부에 설치된 촬상관으로 촬상하여 그 촬상된 화상을 CRT로 관찰, 또는, 촬상된 화상을 컴퓨터로 해석하는 것에 의해, 상기 미소 이물질의 x-y면내의 위치를 검출하는 미소 이물질 검출방법에 있어서,

상기 CRT화면 범위이하의 피치로 상기 시료 또는 상기 현미경을 x-y면내에서 연속적으로 이동시키는 것에의해 상기 시료표면 전면을 관찰하는 것을 특징으로 하는 미소 이물질 검출방법.
제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 기재된 미소 이물질 검출방법을 채용하여 미소 이물질을 검출하는 미소 이물질 검출장치.