JPH0527939B2 - - Google Patents

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、ウエハ等
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す
る方法としては、 (1) レーザ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、しばしばあやまつ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大気中でしか利
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インチウエハに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つている。
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ヤナと基板上の異
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、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し、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
徴としている。

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つ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つて外部へ導出され
ず、その異物に衝突したレーザ光線部分は乱反射
して検出器に入射する。これにより、検出器は基
板表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
微鏡によつてその形状、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
入射角度でレーザ光線を導入できる位置に設けら
れたレーザ光線導入用真空窓１ａとこのレーザ光
線導入用真空窓１ａを通つて基板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ヤナ７
を備えている。一方レーザ光線発生導入装置６と
レーザ光線導入用真空窓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に取付けられている。検出
器８は増幅器９およびインターフエース１０を介
してコンピユータ装置１１に接続されている。ス
キヤナ７はスキヤナ制御装置１２に接続され、こ
のスキヤナ制御装置１２はインターフエース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。またコンピユータ装置
１１はインターフエース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
ザ光線をスキヤナ７によつてスキヤンし、レーザ
光線導入用真空窓１ａを通つて可動テーブル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、レーザ光線は
その基板で鏡面反射して図示してないレーザ光線
導出用真空窓を通つて真空容器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を介してコンピユータ装置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、コンピユータ装置
１１は異物位置信号をインターフエース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、大き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 以上説明してきたように、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つて、従来半導体製造装
置等のその場観察が困難であつたライン用真空装
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
による基板表面上の異物観察装置においては、異
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)

【特許請求の範囲】
1. 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
   ザスキヤ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、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
   制御し、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。