JPH0812061B2 - Surface inspection device - Google Patents
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- JPH0812061B2 JPH0812061B2 JP60277545A JP27754585A JPH0812061B2 JP H0812061 B2 JPH0812061 B2 JP H0812061B2 JP 60277545 A JP60277545 A JP 60277545A JP 27754585 A JP27754585 A JP 27754585A JP H0812061 B2 JPH0812061 B2 JP H0812061B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] この発明は基板の表面状態を検査する表面検査装置に
係り、特に光学的反射率が異なる基板において同一の条
件で検査を行なうことができるようにした改良に関す
る。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a surface inspection apparatus for inspecting a surface state of a substrate, and in particular, it is possible to perform the inspection under the same condition on substrates having different optical reflectances. Regarding improvements made.
[発明の技術的背景とその問題点] 基板の表面状態、例えばキズの発生状態や表面付着物
の大きさなどを検査する場合、従来では基板表面上に光
を照射し、このときの基板表面からの散乱光を集光し、
この強度変化を検出することによって行なう方法が一般
的である。特に最近では、表面検査装置として半導体ウ
エーハ表面上のチリ、ゴミなどの付着物の大きさを検出
するものが重要視されている。このような用途の表面検
査装置は、レーザ光で半導体ウエーハの表面を走査し
て、ウエーハ表面上のチリ、ゴミなどによる散乱光を集
光し、これを光電子増倍管(フォトマルチプライヤチュ
ーブ、以下、PMTと略称する)で検出するような構成が
一般的である。シリコン半導体ウエーハ上の標準粒子か
らの散乱光信号の振幅(波高値)は粒径と単調増加の関
係にある。そこで、特定の粒径に対する信号レベルをス
ライスレベルに設定することにより、チリ、ゴミなどの
大きさの判定を行なっている。そして、特定の粒径以上
のチリ、ゴミが特定数以上付着しているものについては
再洗浄などを行なうようにしている。[Technical background of the invention and its problems] When inspecting the surface state of a substrate, for example, the state of generation of scratches and the size of surface deposits, conventionally, the substrate surface is irradiated with light and then the surface of the substrate is inspected. Collects scattered light from
A method generally performed by detecting this intensity change. Particularly in recent years, as a surface inspection device, a device that detects the size of deposits such as dust and dust on the surface of a semiconductor wafer has been emphasized. The surface inspection device for such an application scans the surface of a semiconductor wafer with a laser beam, collects scattered light due to dust, dust, etc. on the surface of the wafer, and collects this photomultiplier tube (photomultiplier tube, photomultiplier tube, Hereinafter, it is general that the detection is performed by PMT). The amplitude (peak value) of the scattered light signal from the standard particles on the silicon semiconductor wafer has a monotonically increasing relationship with the particle size. Therefore, the size of dust, dust, etc. is determined by setting the signal level for a specific particle size to the slice level. Then, dust having a specific particle size or more and dust having a specific number or more attached thereto are rewashed.
第11図は横軸にチリ、ゴミなど表面付着物の粒径D
(μm)を、縦軸には散乱光信号の波高値P(V)をそ
れぞれとった特性曲線図である。第11図中の曲線aは下
地基板がシリコン基板そのままのもの、曲線bはシリコ
ン基板表面が多結晶シリコン膜で覆われているもの、曲
線cはシリコン基板表面がシリコン酸化膜で覆われてい
るもの、曲線dはシリコン基板表面がシリコンナイトラ
イド膜で覆われているもの、それぞれの場合である。こ
のような曲線図は一般に感度特性曲線図と呼ばれ、感度
特性はシリコン基板表面上に形成された膜の光学的性
質、特に反射率に依存する。このため、表面に膜が形成
されているシリコン基板上でチリ、ゴミなどの検出を行
なう場合には感度特性がシリコン基板の場合とはそれぞ
れ異なるため、スライスレベルの設定が非常に困難であ
る。この結果、従来では、種々の膜が表面に形成されて
いるシリコン基板上の付着物の検出をシリコン基板の場
合と同一の感度で行なうことが不可能であるという欠点
がある。In Fig. 11, the horizontal axis is the particle size D of surface deposits such as dust and dust.
(Μm) and the vertical axis is a characteristic curve diagram in which the peak value P (V) of the scattered light signal is taken. In FIG. 11, a curve a is a silicon substrate whose underlying substrate is the same, a curve b is a silicon substrate surface covered with a polycrystalline silicon film, and a curve c is a silicon substrate surface covered with a silicon oxide film. The curve d represents the case where the surface of the silicon substrate is covered with the silicon nitride film, and the curve d is the case in each case. Such a curve diagram is generally called a sensitivity characteristic curve diagram, and the sensitivity characteristic depends on the optical property, particularly the reflectance, of the film formed on the surface of the silicon substrate. Therefore, when detecting dust, dust, etc. on a silicon substrate having a film formed on its surface, the sensitivity characteristics are different from those of the silicon substrate, and it is very difficult to set the slice level. As a result, conventionally, there is a drawback in that it is impossible to detect deposits on a silicon substrate on which various films are formed with the same sensitivity as in the case of the silicon substrate.
[発明の目的] この発明は上記のような事情を考慮してなされたもの
であり、その目的は光反射率が異なる基板表面上の粒子
からの散乱光を同一の感度で検出することができ、同一
条件で粒子が検出できる表面検査装置を提供することに
ある。[Object of the Invention] The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object thereof is to detect scattered light from particles on a substrate surface having different light reflectances with the same sensitivity. The object is to provide a surface inspection device capable of detecting particles under the same conditions.
[発明の概要] この発明の表面検査装置は、基板の表面に細く絞られ
た光を照射し、この基板表面からの散乱光を集光し、こ
れを光検出系で検出し、その検出光強度に応じて基板表
面の微小な検体を検出する表面検査装置において、上記
光検出系は、上記基板表面からの散乱光の強度に応じた
信号を出力する光電子増倍管と、上記光電子増倍管から
出力される信号を増幅する増幅器と、上記微小な検体を
検出する前に、基板そのものによる散乱光に基づく上記
増幅器の出力信号レベルが基板の種類にかかわらずに一
定となるように系全体の感度を、上記基板表面からの散
乱光の強度に応じて設定する感度設定手段とを具備した
ことを特徴とする。[Summary of the Invention] A surface inspection apparatus of the present invention irradiates a surface of a substrate with light that is narrowed down, collects scattered light from the surface of the substrate, detects the light with a light detection system, and detects the detected light. In the surface inspection apparatus for detecting a minute specimen on the substrate surface according to the intensity, the photodetection system includes a photomultiplier tube for outputting a signal according to the intensity of scattered light from the substrate surface, and the photomultiplier. Before the detection of the minute sample and the amplifier that amplifies the signal output from the tube, the whole system so that the output signal level of the amplifier based on the scattered light by the substrate itself becomes constant regardless of the type of substrate. And sensitivity setting means for setting the sensitivity according to the intensity of scattered light from the substrate surface.
また、発明の表面検査装置は、基板の表面に細く絞ら
れた光を照射し、この基板表面からの散乱光を集光し、
これを光検出系で検出し、その検出光強度に応じて基板
表面の微小な検体を検出する表面検査装置において、上
記光検出系は、上記基板表面からの散乱光の強度に応じ
た信号を出力する第1の光電子増倍管と、上記第1の光
電子増倍管から出力される信号を増幅する第1の増幅器
と、上記基板表面からの正反射光の強度に応じた信号を
出力する第2の光電子増倍管と、上記第2の光電子増倍
管から出力される信号を増幅する第2の増幅器と、上記
微小な検体を検出する前に、基板そのものによる散乱光
に基づく上記第1の増幅器の出力信号レベルが基板の種
類にかかわらずに一定となるように系全体の感度を、上
記第2の増幅器の出力信号に応じて設定する感度設定手
段とを具備したことを特徴とする。Further, the surface inspection apparatus of the invention irradiates the surface of the substrate with light that is narrowed down and collects scattered light from the surface of the substrate,
This is detected by a light detection system, and in a surface inspection device that detects a minute sample on the substrate surface according to the detected light intensity, the light detection system outputs a signal according to the intensity of scattered light from the substrate surface. A first photomultiplier tube for output, a first amplifier for amplifying a signal output from the first photomultiplier tube, and a signal according to the intensity of specularly reflected light from the surface of the substrate. A second photomultiplier tube, a second amplifier for amplifying the signal output from the second photomultiplier tube, and the first amplifier based on scattered light from the substrate itself before detecting the minute sample. And a sensitivity setting means for setting the sensitivity of the entire system according to the output signal of the second amplifier so that the output signal level of the first amplifier becomes constant regardless of the type of the substrate. To do.
[発明の実施例] 以下、図面を参照してこの発明の実施例を説明する。Embodiments of the Invention Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図はこの発明に係る表面検査装置の第1の実施例
の構成を示すブロック図である。光源11から発せられる
レーザ光、すなわち細く絞られた光により被検査基板12
の表面が順次走査されるようになっている。この基板12
の表面からの正反射光13は積分球14の一つの開孔部から
外部に導出される。また、基板12の表面による散乱光15
は積分球14により積分され、積分球14の他の開孔部から
外部に導出される。この導出された散乱光はPMT(光電
子増倍管)16の受光面に入射され、ここでその光強度に
応じた電圧信号に変換される。ここで変換された電圧信
号は増幅率が固定されたヘッドアンプ17で増幅され、図
示しない測定回路に供給される。この測定回路では特定
の粒径に対応したスライスレベルが設定されており、こ
のスライスレベルで上記ヘッドアンプ17の出力を検出す
ることにより特定粒径以上のチリ、ゴミなどの検出が行
なわれる。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the first embodiment of the surface inspection apparatus according to the present invention. The substrate 12 to be inspected by the laser light emitted from the light source 11, that is, the light that is narrowed down.
The surface of is scanned sequentially. This board 12
The specularly reflected light 13 from the surface of the is emitted to the outside from one opening of the integrating sphere 14. In addition, scattered light 15 from the surface of the substrate 12
Is integrated by the integrating sphere 14 and is led out from the other opening of the integrating sphere 14. The derived scattered light is incident on the light receiving surface of a PMT (photomultiplier tube) 16 and is converted into a voltage signal corresponding to the light intensity here. The voltage signal converted here is amplified by the head amplifier 17 having a fixed amplification factor and supplied to a measurement circuit (not shown). In this measuring circuit, a slice level corresponding to a specific grain size is set, and by detecting the output of the head amplifier 17 at this slice level, dust and dust having a specific grain size or more are detected.
一方、ヘッドアンプ17からの出力電圧は平均部18に供
給される。この平均部18は所定期間における上記ヘッド
アンプ17の出力電圧を平均化し、これを保持する。この
平均部18における平均化処理は、被検査基板12の面内膜
厚の不均一性などで反射率の面内ばらつきがあるため
に、ある一定時間内のヘッドアンプ17の出力電圧の平均
値を求め、その値を被検査基板12の相対反射率として与
えるものである。この平均化処理としては、例えばヘッ
ドアンプ17の出力電圧を積分回路を介して平均値を求め
る方法や、ヘッドアンプ17の出力電圧をA/D変換し、一
定期間内の電圧を複数点サンプリングし、その平均値を
求める方法等、周知の方法が使用できる。この平均部18
の保持電圧は高圧電源制御部19に供給される。この高圧
電源制御部19は上記平均部18での保持電圧に応じた制御
信号を高圧電源部(HV)20に供給する。高圧電源部20は
上記PMT16に直流高電圧を供給するものであり、その値
は上記制御信号に応じて設定される。なお、上記PMT1
6、ヘッドアンプ17、平均部18、高圧電源制御部19及び
高圧電源部20は、基板12の散乱光強度を検出する光検出
系を構成している。On the other hand, the output voltage from the head amplifier 17 is supplied to the averaging unit 18. The averaging unit 18 averages the output voltage of the head amplifier 17 in a predetermined period and holds it. The averaging process in the averaging unit 18 is the average value of the output voltage of the head amplifier 17 within a certain fixed time due to the in-plane variation of the reflectance due to the non-uniformity of the in-plane film thickness of the inspected substrate 12. Is obtained and the value is given as the relative reflectance of the inspected substrate 12. Examples of this averaging process include a method of obtaining an average value of the output voltage of the head amplifier 17 through an integrating circuit, or A / D conversion of the output voltage of the head amplifier 17, and sampling of the voltage within a certain period at multiple points. Well-known methods such as a method of obtaining the average value can be used. This averaging part 18
The holding voltage of is supplied to the high voltage power supply controller 19. The high-voltage power supply control unit 19 supplies a control signal according to the voltage held in the averaging unit 18 to the high-voltage power supply unit (HV) 20. The high-voltage power supply unit 20 supplies a high DC voltage to the PMT 16, and its value is set according to the control signal. In addition, the above PMT1
The head amplifier 17, the averaging unit 18, the high-voltage power supply control unit 19, and the high-voltage power supply unit 20 constitute a photodetection system that detects the scattered light intensity of the substrate 12.
このような構成において、チリ、ゴミなどの検出を行
なう前にまず、基板12の表面に光源11からのレーザ光を
所定期間照射し、このときの基板12表面からの散乱光15
をPMT16で電圧信号に変換し、さらに平均部18で平均化
する。この場合のレーザ光の走査方法としては、例えば
第2図に示すように、被測定基板12のほぼ中心点aにレ
ーザ光の焦点を合せておき、この状態で基板12を図中の
矢印bの方向に回転させるとともに矢印cの方向に平行
移動させる。そして基板12が例えば1回転する期間にPM
T16の変換信号を平均部18で平均化する。そして、この
ときの平均部18で保持された電圧信号に対応した直流高
電圧が高圧電源部20から出力される。これによりPMT16
の感度はそのときの基板12表面の光散乱率に応じたもの
に設定される。なお、ここで上記高圧電源制御部19は基
板12の種類にかかわらず、基板12の表面をレーザ光で走
査する際に得られるPMT16の変換電圧信号レベルが一定
となるように高圧電源部20を制御するように予めプログ
ラムされている。In such a configuration, before detecting dust, dust, etc., first, the surface of the substrate 12 is irradiated with laser light from the light source 11 for a predetermined period, and the scattered light 15 from the surface of the substrate 12 at this time is detected.
Is converted into a voltage signal by the PMT 16 and further averaged by the averaging unit 18. As a laser beam scanning method in this case, for example, as shown in FIG. 2, the laser beam is focused on a substantially central point a of the substrate 12 to be measured, and in this state, the substrate 12 is moved to an arrow b in the drawing. And is translated in the direction of arrow c. Then, during the period when the substrate 12 makes one rotation, for example, PM
The averaging unit 18 averages the converted signals of T16. Then, the DC high voltage corresponding to the voltage signal held by the averaging unit 18 at this time is output from the high voltage power supply unit 20. This makes PMT16
The sensitivity of is set according to the light scattering rate of the surface of the substrate 12 at that time. Here, the high-voltage power supply control unit 19 controls the high-voltage power supply unit 20 so that the converted voltage signal level of the PMT 16 obtained when the surface of the substrate 12 is scanned with laser light is constant regardless of the type of the substrate 12. Preprogrammed to control.
次に、上記のように基板12の種類にかかわらず、PMT1
6の変換電圧信号レベルが一定となるように感度を設定
するための上記プログラムについて説明する。ここで、
種々の基板の相対反射率(下地基板がシリコン基板その
もの基板の反射率を1.0とした時のその基板の反射率の
比率)と、その上に付着した同一粒径のチリ、ゴミなど
によるPMT16の検出出力電圧との間には第3図に示すよ
うに比例関係があることが知られている。また、同一粒
径(例えば2.0μm)のチリ、ゴミなどにレーザ光を照
射した際のPMT16の印加電圧と検出出力電圧との間にも
第4図に示すように比例関係があることが知られてい
る。そして、上記第3図と第4図の特性から、種々の基
板を測定する際に、同一粒径のチリ、ゴミに対するPMT1
6の検出出力電圧が同一となるようなPMT16の印加電圧を
得ることができる。この特性を示したものが第5図であ
る。このような特性は次のように得ることができる。例
えば第3図において、相対反射率が1.0のときの検出出
力電圧は7.0Vになる。そして、同一粒径のチリ、ゴミが
付着している相対反射率が0.5の基板を測定したときの
検出出力電圧は4.0Vになる。この両検出出力電圧に対す
るPMT16の印加電圧を第4図から求めると、それぞれV
1、V2となる。そして、相対反射率が0.5の基板で、相対
反射率が1.0の基板の場合と同様の検出出力電圧を得る
ためには、第4図から明らかなようにV2にV1とV2との差
の電圧Vdを加えた電圧をPMT16に印加すれば良いことに
なる。従って、第5図に示すように、相対反射率が0.5
の基板で、相対反射率が1.0の基板の場合と同様の検出
出力電圧を得るためには、相対反射率が1.0の基板にお
ける印加電圧に上記電圧Vdを加えた電圧をPMT16に印加
すれば良いことになる。第5図は上記のようにして種々
の相対反射率の基板における、相対反射率が1.0の基板
の印加電圧に対する電圧の増減を求めて得られるもので
ある。そして、このような特性がテーブルとして高圧電
源制御部19に格納されている。Next, as described above, regardless of the type of substrate 12, PMT1
The above program for setting the sensitivity so that the converted voltage signal level of 6 is constant will be described. here,
Relative reflectance of various substrates (ratio of the reflectance of the substrate when the underlying substrate is the reflectance of the silicon substrate itself is 1.0) and the PMT16 due to dust and dust with the same particle size adhered on it. It is known that there is a proportional relationship with the detected output voltage as shown in FIG. It is also known that there is a proportional relationship between the applied voltage of the PMT16 and the detection output voltage when irradiating laser light on dust or dust having the same particle size (for example, 2.0 μm) as shown in FIG. Has been. From the characteristics shown in FIGS. 3 and 4, when measuring various substrates, PMT1 against dust and dust with the same particle size is obtained.
It is possible to obtain the applied voltage of the PMT 16 so that the detection output voltages of 6 become the same. FIG. 5 shows this characteristic. Such characteristics can be obtained as follows. For example, in FIG. 3, the detected output voltage is 7.0 V when the relative reflectance is 1.0. Then, the detection output voltage is 4.0 V when the substrate having the same particle size and dust and dust and a relative reflectance of 0.5 is measured. When the applied voltage of PMT16 for both detection output voltages is calculated from Fig. 4, it is V
1, V2. Then, in order to obtain the same detection output voltage as in the case of the substrate having the relative reflectance of 0.5 and the substrate having the relative reflectance of 1.0, as is apparent from FIG. 4, V2 is the difference voltage between V1 and V2. It suffices to apply a voltage added with Vd to the PMT16. Therefore, as shown in FIG. 5, the relative reflectance is 0.5.
In order to obtain the same detection output voltage as in the case of the substrate having the relative reflectance of 1.0, the voltage obtained by adding the above voltage Vd to the voltage applied to the substrate having the relative reflectance of 1.0 may be applied to the PMT16. It will be. FIG. 5 is obtained by obtaining the increase / decrease in the voltage with respect to the applied voltage of the substrate having the relative reflectance of 1.0 in the substrates having the various relative reflectances as described above. Then, such characteristics are stored in the high-voltage power supply controller 19 as a table.
さらに特定の粒径のチリ、ゴミが付着している下地基
板がシリコン基板そのもの基板表面を走査した際に得ら
れるPMT16からの検出出力電圧がV0として高圧電源制御
部19に格納されている。Further, the detected output voltage from the PMT 16 obtained when the underlying substrate on which dust or dust having a specific particle diameter is attached scans the surface of the silicon substrate itself is stored in the high-voltage power supply control unit 19 as V0.
そして、検出を行なう前に、前記のように基板12の表
面にレーザ光を所定期間照射してこのときの基板12表面
からの散乱光15をPMT16で電圧信号に変換し、さらに平
均部18で平均化する。この場合に得られた電圧をVとす
ると、高圧電源制御部19では格納されている電圧V0と上
記電圧Vとの比V/V0を求めて、その基板表面の相対的反
射率を求める。そして、この求められた相対的反射率か
ら前記第5図の特性を用いて高圧電源部20における印加
電圧を決定することにより感度設定がなされる。Then, before performing detection, the surface of the substrate 12 is irradiated with laser light for a predetermined period as described above, and the scattered light 15 from the surface of the substrate 12 at this time is converted into a voltage signal by the PMT 16, and further by the averaging unit 18. Average out. Assuming that the voltage obtained in this case is V, the high-voltage power supply controller 19 obtains a ratio V / V0 between the stored voltage V0 and the voltage V and obtains the relative reflectance of the substrate surface. Then, the sensitivity is set by determining the applied voltage in the high-voltage power supply unit 20 from the obtained relative reflectance by using the characteristic shown in FIG.
次にPMT16の感度が設定された後に基板12表面に付着
している粒子の検出を行なう。この検出は次のようにし
て行なう。すなわち、基板12の表面を光源11のレーザ光
によって順次走査し、その都度、基板12表面からの散乱
光15のPMT16で検出する。そして図示しない測定回路で
は検出しようとする特定粒径のチリ、ゴミに対応したス
ライスレベルでヘッドアンプ17の出力を検出することに
より特定粒径以上のチリ、ゴミなどの検出を行なう。そ
して、基板12の種類が変わる毎に上記と同様にしてPMT1
6の感度を設定し直して光検出系全体の感度を補正する
ことにより、光反射率が異なる基板表面上の粒子からの
散乱光を同一の感度で検出することができるものであ
る。Next, after the sensitivity of the PMT 16 is set, the particles adhering to the surface of the substrate 12 are detected. This detection is performed as follows. That is, the surface of the substrate 12 is sequentially scanned by the laser light of the light source 11, and each time, the PMT 16 of the scattered light 15 from the surface of the substrate 12 is detected. Then, a measuring circuit (not shown) detects the output of the head amplifier 17 at a slice level corresponding to dust and dust having a specific particle size to be detected, thereby detecting dust and dust having a specific particle size or more. Then, every time the type of substrate 12 changes, the PMT1
By resetting the sensitivity of 6 and correcting the sensitivity of the entire photodetection system, scattered light from particles on the substrate surface having different light reflectances can be detected with the same sensitivity.
第6図はこの発明に係る表面検査装置の第2の実施例
の構成を示すブロック図である。この実施例装置ではPM
T16の受光面に液晶による光変調装置21を設け、この光
変調装置21を光変調制御部22の出力で制御して遮光率を
変えることにより、光検出系全体の感度を変えるように
したものである。そして上記光変調制御部22には前記ヘ
ッドアンプ17の出力を平均化する平均部18の保持電圧信
号が供給されている。なお、この実施例装置の場合、PM
T16には高圧電源部20から常に一定値の直流高電圧が供
給され、PMT16自体の感度は一定にされている。この実
施例装置では基板12の散乱光強度に対応して光変調装置
21における遮光率を変えることにより、上記PMT16、ヘ
ッドアンプ17、平均部18、高圧電源制御部19、高圧電源
部20、光変調装置21及び光変調制御部22からなる光検出
系全体の感度を補正するようにしている。FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment of the surface inspection apparatus according to the present invention. In this embodiment, PM
A light modulating device 21 made of liquid crystal is provided on the light receiving surface of T16, and the sensitivity of the entire photodetecting system is changed by controlling the light modulating device 21 by the output of the light modulation control unit 22 to change the light blocking ratio. Is. The light modulation control unit 22 is supplied with the holding voltage signal of the averaging unit 18 that averages the output of the head amplifier 17. In the case of the device of this embodiment, PM
A constant high DC voltage is constantly supplied to the T16 from the high-voltage power supply unit 20, so that the sensitivity of the PMT 16 itself is constant. In the device of this embodiment, an optical modulator corresponding to the scattered light intensity of the substrate 12 is used.
By changing the shading rate in 21, the sensitivity of the entire photodetection system including the PMT 16, the head amplifier 17, the averaging unit 18, the high-voltage power supply control unit 19, the high-voltage power supply unit 20, the optical modulator 21, and the optical modulation control unit 22 can be increased. I am trying to correct it.
この場合には前記第4図に示すようなPMTの検出出力
電圧と印加電圧の特性の代わりにPMTの検出出力電圧と
光変調装置21における遮光率の特性が用いられる。In this case, instead of the characteristics of the PMT detection output voltage and applied voltage as shown in FIG. 4, the characteristics of the PMT detection output voltage and the light blocking ratio in the optical modulator 21 are used.
第7図はこの発明に係る表面検査装置の第3の実施例
の構成を示すブロック図である。この実施例装置ではPM
T16には高圧電源部20からの一定の直流高電圧を供給し
てPMT16の感度を一定に保つようにしている。その代わ
りに前記ヘッドアンプ17の帰還ルーブ内にこのヘッドア
ンプ17の増幅率を決定する増幅率制御部23を挿入し、こ
の増幅率制御部23における帰還抵抗の値を平均部18の保
持電圧に応じて制御するようにしている。すなわち、基
板12表面の散乱光強度に応じて増幅率制御部23における
抵抗値を変化させ、これによりヘッドアンプ17の増幅率
を変化させることにより、光反射率が異なる基板表面上
に付着している同一径粒子による散乱光を同一レベルの
電圧信号として取り出すようにしている。FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the third embodiment of the surface inspection apparatus according to the present invention. In this embodiment, PM
A constant high DC voltage from the high voltage power supply unit 20 is supplied to T16 to keep the sensitivity of PMT16 constant. Instead, an amplification factor control unit 23 that determines the amplification factor of the head amplifier 17 is inserted in the feedback loop of the head amplifier 17, and the value of the feedback resistance in the amplification factor control unit 23 is set to the holding voltage of the averaging unit 18. It is controlled accordingly. That is, by changing the resistance value in the amplification factor control unit 23 according to the intensity of scattered light on the surface of the substrate 12 and thereby changing the amplification factor of the head amplifier 17, the light is attached to the substrate surface having different light reflectance. Light scattered by particles having the same diameter is extracted as a voltage signal at the same level.
この場合には前記第4図に示すようなPMTの検出出力
電圧と印加電圧の特性の代わりにPMTの検出出力電圧と
ヘッドアンプ17の増幅率の特性が用いられる。In this case, the characteristics of the detection output voltage of the PMT and the amplification factor of the head amplifier 17 are used instead of the characteristics of the detection output voltage of the PMT and applied voltage as shown in FIG.
第8図はこの発明に係る表面検査装置の第4の実施例
の構成を示すブロック図である。上記第1図、第6図及
び第7図の各実施例装置では光検出系の検出感度を、基
板表面の散乱光強度に応じて設定するようにしていた
が、この実施例装置では基板表面の正反射光強度に応じ
て設定するようにしたものである。これは、散乱光強度
及び正反射光強度はそれぞれシリコン半導体基板表面の
反射率と線形増加の関係にあるためである。FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the fourth embodiment of the surface inspection apparatus according to the present invention. Although the detection sensitivity of the photodetection system is set in accordance with the scattered light intensity on the substrate surface in each of the embodiments of FIGS. 1, 6 and 7 described above, in this embodiment the substrate surface is It is set according to the intensity of the specular reflection light. This is because the intensity of scattered light and the intensity of specular reflection each have a linearly increasing relationship with the reflectance of the surface of the silicon semiconductor substrate.
この実施例装置では新たに正反射光13の強度測定用の
PMT24が設けられ、このPMT24で変換され、正反射光強度
に比例した電圧信号がヘッドアンプ25で増幅された後に
平均部18に供給される。そしてこの平均部18で平均化さ
れ、保持された電圧信号が前記高圧電源制御部19に供給
される。なお、図示していないが、上記PMT24には高圧
電源部で発生する一定の直流高電圧が供給されている。In this embodiment, a new device for measuring the intensity of specular reflected light 13 is used.
A PMT 24 is provided, converted by the PMT 24, and a voltage signal proportional to the intensity of specular reflection light is amplified by the head amplifier 25 and then supplied to the averaging unit 18. The voltage signal averaged and held by the averaging unit 18 is supplied to the high-voltage power supply control unit 19. Although not shown, the PMT 24 is supplied with a constant high DC voltage generated in the high-voltage power supply section.
第9図はこの発明に係る表面検査装置の第5の実施例
の構成を示すブロック図である。この実施例装置は前記
第6図に示すようにPMT16の受光面に光変調装置21が設
けられ、この光変調装置21を光変調制御部22の出力で制
御して遮光率を変えるようにしたものにおいて、光検出
系の検出感度を基板表面の正反射光強度に応じて設定す
るようにしたものである。すなわち、この実施例装置で
も正反射光13の強度測定用のPMT24が設けられ、このPMT
24で変換され、正反射光強度に比例した電圧信号がヘッ
ドアンプ25で増幅された後に平均部18に供給される。そ
してこの平均部18で平均化され、保持された電圧信号が
前記光変調制御部22に供給される。なお、この場合にも
図示していないが、上記PMT24には高圧電源部で発生す
る一定の直流高電圧が供給されている。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the fifth embodiment of the surface inspection apparatus according to the present invention. In this embodiment, as shown in FIG. 6, a light modulator 21 is provided on the light receiving surface of the PMT 16, and the light modulator 21 is controlled by the output of the light modulation controller 22 to change the light blocking rate. In this case, the detection sensitivity of the light detection system is set according to the intensity of specular reflection light on the substrate surface. That is, the PMT 24 for measuring the intensity of the specularly reflected light 13 is also provided in the apparatus of this embodiment.
The voltage signal converted by 24 and proportional to the intensity of specular reflection light is amplified by the head amplifier 25 and then supplied to the averaging unit 18. The voltage signal averaged and held by the averaging unit 18 is supplied to the optical modulation control unit 22. In this case as well, although not shown, the PMT 24 is supplied with a constant high DC voltage generated in the high-voltage power supply section.
第10図はこの発明に係る表面検査装置の第6の実施例
の構成を示すブロック図である。この実施例装置は前記
第7図に示すようにヘッドアンプ17の増幅率を変えるこ
とにより検出感度の設定を行なうようにしたものにおい
て、光検出系の検出感度を基板表面の正反射光強度に応
じて設定するようにしたものである。すなわち、この実
施例装置でも正反射光13の強度測定用のPMT24が設けら
れ、このPMT24で変換され、正反射光強度に比例した電
圧信号がヘッドアンプ25で増幅された後に平均部18に供
給される。そしてこの平均部18で平均化され、保持され
た電圧信号が前記増幅率制御部23に供給される。なお、
図示していないが、二つのPMT16及び24には二つの高圧
電源部で発生するそれぞれ一定の直流高電圧が供給され
ている。FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the sixth embodiment of the surface inspection apparatus according to the present invention. In this embodiment, the detection sensitivity is set by changing the amplification factor of the head amplifier 17 as shown in FIG. 7, and the detection sensitivity of the photodetection system is set to the specular reflection light intensity on the substrate surface. This is set according to the setting. That is, the PMT 24 for measuring the intensity of the specular reflection light 13 is also provided in the device of this embodiment, the PMT 24 converts the voltage signal, and the voltage signal proportional to the specular reflection light intensity is amplified by the head amplifier 25 and then supplied to the averaging unit 18. To be done. The voltage signal averaged and held by the averaging unit 18 is supplied to the amplification factor control unit 23. In addition,
Although not shown, the two PMTs 16 and 24 are supplied with constant high DC voltages generated by the two high voltage power supply units.
このように上記各実施例装置ではそれぞれ、異なる反
射率を持つ基板表面上に付着しているチリ、ゴミなどの
粒子による散乱光を一定の感度特性で検出することがで
きる。この結果、基板の材質や表面に形成された薄膜の
種類、膜厚が異なっていても、ある径の粒子を同一の感
度で検出することができるものである。As described above, in each of the above-described embodiments, scattered light due to particles such as dust and dust adhering to the surface of the substrate having different reflectances can be detected with a certain sensitivity characteristic. As a result, even if the material of the substrate, the type of thin film formed on the surface, and the film thickness are different, particles having a certain diameter can be detected with the same sensitivity.
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、光反射率が異
なる基板表面上の粒子からの散乱光を同一の感度で検出
することができる表面検査装置を提供することができ
る。[Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide a surface inspection apparatus capable of detecting scattered light from particles on a substrate surface having different light reflectances with the same sensitivity.
第1図はこの発明の第1の実施例の構成を示すブロック
図、第2図は上記実施例装置を説明するための平面図、
第3図ないし第5図はそれそれ同じく上記実施例装置を
説明するための特性図、第6図ないし第10図はそれぞれ
この発明の異なる実施例の構成を示すブロック図、第11
図は基板表面に付着した粒子の粒径と散乱光信号との関
係を示す特性曲線図である。 11…光源、12…基板、13…正反射光、14…積分球、15…
散乱光、16…PMT(光電子増倍管)、17…ヘッドアン
プ、18…平均部、19…高圧電源制御部、20…高圧電源部
(HV)、21…光変調装置、22…光変調制御部、23…増幅
率制御部、24…PMT、25…ヘッドアンプ。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view for explaining the apparatus of the above embodiment,
FIGS. 3 to 5 are characteristic diagrams for explaining the apparatus of the above embodiment, and FIGS. 6 to 10 are block diagrams showing the configurations of different embodiments of the present invention.
The figure is a characteristic curve diagram showing the relationship between the particle size of particles adhering to the substrate surface and the scattered light signal. 11 ... Light source, 12 ... Substrate, 13 ... Specular reflection light, 14 ... Integrating sphere, 15 ...
Scattered light, 16 ... PMT (photomultiplier tube), 17 ... Head amplifier, 18 ... Average part, 19 ... High voltage power supply control part, 20 ... High voltage power supply part (HV), 21 ... Optical modulator, 22 ... Optical modulation control Section, 23 ... Amplification factor control section, 24 ... PMT, 25 ... Head amplifier.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥村 勝弥 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 小川 茂 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8 株式会 社東芝生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭52−111742(JP,A) 特開 昭54−97484(JP,A) 特開 昭57−165743(JP,A) 特開 昭57−33306(JP,A) 特開 昭59−180313(JP,A) 特開 昭60−56208(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuya Okumura 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside the Toshiba Research Institute Co., Ltd. (72) Inventor Shigeru Ogawa 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (56) Reference JP-A-52-111742 (JP, A) JP-A-54-97484 (JP, A) JP-A-57-165743 (JP, A) JP-A-57- 33306 (JP, A) JP 59-180313 (JP, A) JP 60-56208 (JP, A)
Claims (10)
の基板表面からの散乱光を集光し、これを光検出系で検
出し、その検出光強度に応じて基板表面の微小な検体を
検出する表面検査装置において、 上記光検出系は、 上記基板表面からの散乱光の強度に応じた信号を出力す
る光電子増倍管と、 上記光電子増倍管から出力される信号を増幅する増幅器
と、 上記微小な検体を検出する前に、基板そのものによる散
乱光に基づく上記増幅器の出力信号レベルが基板の種類
にかかわらずに一定となるように系全体の感度を、上記
基板表面からの散乱光の強度に応じて設定する感度設定
手段と を具備したことを特徴とする表面検査装置。1. A surface of a substrate is irradiated with light that is finely squeezed, the scattered light from the surface of the substrate is condensed, and this is detected by a photodetection system, and a minute amount of the substrate surface is detected according to the intensity of the detected light. In the surface inspection apparatus for detecting various specimens, the photodetection system amplifies the signal output from the photomultiplier tube, which outputs a signal according to the intensity of scattered light from the substrate surface. Before detecting the minute sample with the amplifier, the sensitivity of the entire system is adjusted so that the output signal level of the amplifier based on the scattered light by the substrate itself becomes constant regardless of the type of substrate. And a sensitivity setting means for setting according to the intensity of scattered light of the surface inspection apparatus.
印加する電圧を前記基板表面からの散乱光の強度に応じ
て調整することにより系全体の感度を設定することを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の表面検査装置。2. The sensitivity setting means sets the sensitivity of the entire system by adjusting the voltage applied to the photomultiplier tube according to the intensity of scattered light from the surface of the substrate. The surface inspection apparatus according to claim 1.
入射する光の遮光率を前記基板表面からの散乱光の強度
に応じて調整することにより系全体の感度を設定するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の表面検査
装置。3. The sensitivity setting means sets the sensitivity of the entire system by adjusting the light blocking rate of light incident on the photomultiplier tube according to the intensity of scattered light from the surface of the substrate. The surface inspection apparatus according to claim 1.
を前記基板表面からの散乱光の強度に応じて調整するこ
とにより系全体の感度を設定することを特徴とする特許
請求の範囲第1項に記載の表面検査装置。4. The sensitivity setting means sets the sensitivity of the entire system by adjusting the amplification factor of the amplifier according to the intensity of scattered light from the surface of the substrate. The surface inspection apparatus according to item 1.
して細く絞られた光を走査しながら所定期間照射した際
に得られる前記増幅器からの出力信号を平均化する平均
部を有している特許請求の範囲第1項に記載の表面検査
装置。5. The sensitivity setting means has an averaging unit for averaging output signals from the amplifier obtained when the surface of the substrate is irradiated with light that has been narrowed down for a predetermined period while being scanned. The surface inspection apparatus according to claim 1.
の基板表面からの散乱光を集光し、これを光検出系で検
出し、その検出光強度に応じて基板表面の微小な検体を
検出する表面検査装置において、 上記光検出系は、 上記基板表面からの散乱光の強度に応じた信号を出力す
る第1の光電子増倍管と、 上記第1の光電子増倍管から出力される信号を増幅する
第1の増幅器と、 上記基板表面からの正反射光の強度に応じた信号を出力
する第2の光電子増倍管と、 上記第2の光電子増倍管から出力される信号を増幅する
第2の増幅器と、 上記微小な検体を検出する前に、基板そのものによる散
乱光に基づく上記第1の増幅器の出力信号レベルが基板
の種類にかかわらずに一定となるように系全体の感度
を、上記第2の増幅器の出力信号に応じて設定する感度
設定手段と を具備したことを特徴とする表面検査装置。6. The surface of the substrate is irradiated with light that is finely squeezed, the scattered light from the surface of the substrate is condensed, and this is detected by a photodetection system, and a minute amount of the substrate surface is detected according to the detected light intensity. In the surface inspection apparatus for detecting various specimens, the photodetection system includes a first photomultiplier tube that outputs a signal according to the intensity of scattered light from the substrate surface, and the first photomultiplier tube. A first amplifier that amplifies the output signal, a second photomultiplier tube that outputs a signal according to the intensity of the specularly reflected light from the substrate surface, and a second photomultiplier tube that outputs the signal. A second amplifier for amplifying a signal which is amplified by the second amplifier, and an output signal level of the first amplifier based on scattered light by the substrate itself so as to be constant regardless of the type of the substrate before detecting the minute sample. Depending on the output signal of the second amplifier, the sensitivity of the entire system Setting surface inspection apparatus characterized by comprising a sensitivity setting means for.
倍管に印加する電圧を前記第2の増幅器の出力信号に応
じて調整することにより系全体の感度を設定することを
特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の表面検査装
置。7. The sensitivity setting means sets the sensitivity of the entire system by adjusting the voltage applied to the first photomultiplier tube according to the output signal of the second amplifier. The surface inspection device according to claim 6.
倍管に入射する光の遮光率を前記第2の増幅器の出力信
号に応じて調整することにより系全体の感度を設定する
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の表面検
査装置。8. The sensitivity setting means sets the sensitivity of the entire system by adjusting the light blocking rate of the light incident on the first photomultiplier tube according to the output signal of the second amplifier. The surface inspection apparatus according to claim 6, wherein
増幅率を前記第2の増幅器の出力信号に応じて調整する
ことにより系全体の感度を設定することを特徴とする特
許請求の範囲第6項に記載の表面検査装置。9. The sensitivity setting means sets the sensitivity of the entire system by adjusting the amplification factor of the first amplifier according to the output signal of the second amplifier. The surface inspection apparatus according to claim 6.
対して細く絞られた光を走査しながら所定期間照射した
際に得られる前記第2の増幅器からの出力信号を平均化
する平均部を有している特許請求の範囲第6項に記載の
表面検査装置。10. The averaging unit for averaging an output signal from the second amplifier, which is obtained when the sensitivity setting means scans light that is narrowed down on the surface of the substrate and irradiates the light for a predetermined period. The surface inspection apparatus according to claim 6, further comprising:
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60277545A JPH0812061B2 (en) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | Surface inspection device |
| US06/844,601 US4902131A (en) | 1985-03-28 | 1986-03-27 | Surface inspection method and apparatus therefor |
| KR1019860002296A KR910000794B1 (en) | 1985-03-28 | 1986-03-27 | Substrate surface inspection method and device |
| EP86104444A EP0200918B1 (en) | 1985-03-28 | 1986-04-01 | Surface inspection method and apparatus therefor |
| DE8686104444T DE3673226D1 (en) | 1985-03-28 | 1986-04-01 | METHOD AND DEVICE FOR EXAMINING SURFACES. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60277545A JPH0812061B2 (en) | 1985-12-10 | 1985-12-10 | Surface inspection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62135751A JPS62135751A (en) | 1987-06-18 |
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Family
ID=17585032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60277545A Expired - Lifetime JPH0812061B2 (en) | 1985-03-28 | 1985-12-10 | Surface inspection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812061B2 (en) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR20220027749A (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-08 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Method of inspecting defects of a substrate and defect inspection apparatus |
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| JP4740705B2 (en) * | 2005-09-28 | 2011-08-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Pattern defect inspection system |
| CN110926533B (en) * | 2019-11-29 | 2022-08-02 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | Device and method for measuring multiple parameters in laser damage in real time |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52111742A (en) * | 1976-03-15 | 1977-09-19 | Shimadzu Corp | Light control device |
| JPS5497484A (en) * | 1978-01-18 | 1979-08-01 | Mitsubishi Electric Corp | Surface inspector |
| US4378159A (en) * | 1981-03-30 | 1983-03-29 | Tencor Instruments | Scanning contaminant and defect detector |
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1985
- 1985-12-10 JP JP60277545A patent/JPH0812061B2/en not_active Expired - Lifetime
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| KR20220027749A (en) * | 2020-08-27 | 2022-03-08 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Method of inspecting defects of a substrate and defect inspection apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62135751A (en) | 1987-06-18 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |