JP5288672B2 - Surface defect inspection equipment - Google Patents
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Description
本発明は、ICチップ、液晶表示パネルに代表される半導体ウエハ等の製造工程において、この半導体ウエハ等の表面欠陥を検査する表面欠陥検査装置に関する。 The present invention relates to a surface defect inspection apparatus for inspecting a surface defect of a semiconductor wafer or the like in a manufacturing process of a semiconductor wafer or the like represented by an IC chip or a liquid crystal display panel.
ICチップや液晶表示パネルはウエハ表面に種々の異なる回路パターンを何層にも積み重ねて構成されており、各回路パターンはフォトリソグラフィー工程等を用いてウエハ上に一層ずつ積み重ねるようにして形成される。この回路パターンの形成に際してウエハ表面に傷等の欠陥があると、最終製品としてのICチップ等の作動不良等に結びつくため、製造工程における表面欠陥検査は非常に重要である。 IC chips and liquid crystal display panels are formed by stacking various different circuit patterns on the wafer surface in layers, and each circuit pattern is formed by stacking one layer on the wafer using a photolithography process or the like. . When there is a defect such as a scratch on the wafer surface during the formation of this circuit pattern, it will lead to malfunction of the IC chip or the like as the final product, so surface defect inspection in the manufacturing process is very important.
このような半導体ウエハ等の表面欠陥の検査は、従来は、ウエハ表面に種々の検査用照明光を様々な角度から照射し、被検物体となるウエハを回転又は揺動させながら検査員が目視観察して行われていた。但し、最近においては検査品質のバラツキを小さくし、検査の省力化、効率化を図るため、表面欠陥検査を自動化する要請も強くなっている。このようなことから、例えば、特開平10−339701号に開示されているように、ウエハの表面に80度〜89度という大きな入射角で検査用照明光を照射し、ウエハの表面からの散乱光に基づいて表面欠陥の検査を行う装置が知られている。 Conventionally, surface defects such as semiconductor wafers are inspected by inspectors visually irradiating the wafer surface with various inspection illumination lights from various angles and rotating or swinging the wafer to be inspected. It was done by observation. However, recently, in order to reduce the variation in inspection quality and save labor and increase the efficiency of inspection, there is a strong demand for automating surface defect inspection. For this reason, for example, as disclosed in JP-A-10-339701, the surface of the wafer is irradiated with inspection illumination light at a large incident angle of 80 to 89 degrees, and scattered from the surface of the wafer. Devices for inspecting surface defects based on light are known.
このような散乱光を用いた表面欠陥検査では、上記のように80度〜90度という大きな入射角の照明光に対して、ウエハ表面上に付着した塵、ゴミや、ウエハ表面から突出するような傷からは確実に散乱光が発生するため、その検出が容易である。しかしながら、一般的にウエハ表面等に形成される傷は表面が凹状にえぐられて形成されており、上記のような大きな入射角の照明光に対して反射光があまり発生せず、散乱光を用いた従来の検査では凹状の傷等のような表面欠陥の検出が難しいという問題がある。 In the surface defect inspection using such scattered light, as described above, with respect to illumination light having a large incident angle of 80 degrees to 90 degrees, dust or dirt adhering to the wafer surface, or so as to protrude from the wafer surface. Since the scattered light is surely generated from the scratches, the detection is easy. However, in general, scratches formed on the wafer surface or the like are formed with a concave surface, and reflected light does not generate much with respect to illumination light with a large incident angle as described above. The conventional inspection used has a problem that it is difficult to detect surface defects such as concave scratches.
本発明はこのような問題に鑑み、被検物体の表面に形成された凹状の優等の有無を効率良く且つ確実に検出することができるような構成の表面欠陥検査装置を提供することを目的とする。 In view of such problems, the present invention has an object to provide a surface defect inspection apparatus having a configuration capable of efficiently and reliably detecting the presence / absence of a concave shape formed on the surface of a test object. To do.
【課題を解決するための手段】
このような目的達成のため、本発明においては、被検物体の被検面に検査用照明光を照射する照明ユニットと、この照明ユニットによる検査用照明光の照射を受けて被検面から出射される散乱光を受光する受光ユニットとを有して表面欠陥検査装置が構成される。そして、照明ユニットによる検査用照明光の照射を受けて被検面から反射される正反射光の出射光軸が、前記被検面の法線に対してなす角度を出射角θoとし、正反射光の開口角をδθoとし、正反射光の出射光軸から受光ユニットの光軸を見込む角度をθrとし、受光ユニットの開口角をδθrとしたときに、下記の式(1),(2),(3)の関係が成り立つように各角度が設定される。
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, in the present invention, an illumination unit that irradiates an inspection illumination light onto a surface to be inspected, and an illumination unit that emits the illumination light for inspection emits from the surface to be inspected. The surface defect inspection apparatus is configured to include a light receiving unit that receives the scattered light. Then, the angle of the outgoing optical axis of the specularly reflected light that is reflected from the test surface upon receiving the illumination light for inspection by the illumination unit is the normal angle of the test surface, and the outgoing angle θo is the specular reflection. When the opening angle of light is δθo, the angle at which the optical axis of the light receiving unit is viewed from the outgoing optical axis of the regular reflection light is θr, and the opening angle of the light receiving unit is δθr, the following equations (1) and (2) , (3) is set so that each angle is established.
【数1】
δθo < (θr−δθr) ・・・(1)
θr ≦ 10度 ・・・(2)
θo ≦ 60度 ・・・(3)[Expression 1]
δθo <(θr−δθr) (1)
θr ≦ 10 degrees (2)
θo ≦ 60 degrees (3)
表面欠陥検査装置をこのように構成すれば、照明ユニットからの検査用照明光は被検面に対して小さな入射角で上方から照射され、被検面に形成された凹状の傷等からも確実に散乱光が出射する。ここで、検査用照明光の正反射光を受光せず且つ散乱光を最も効率良く受光する位置に受光ユニットを配置すれば、この散乱光を効率良く検出し、凹状の傷を精度良く検出できる。上記の式(1),(2),(3)の関係が検査用照明光の正反射光を受光することなく散乱光を効率良く受光するために要求される受光ユニットの位置を規定するものであり、本発明では上記式(1),(2),(3)を満足する位置関係に各ユニットを配設して表面欠陥検査装置を構成しており、これにより被検面の凹状の傷等も確実に検出できる。 If the surface defect inspection apparatus is configured in this way, the illumination light for inspection from the illumination unit is irradiated from above at a small incident angle with respect to the surface to be inspected, and is surely also from a concave scratch formed on the surface to be inspected. Scattered light is emitted. Here, if the light receiving unit is arranged at a position where the specularly reflected light of the inspection illumination light is not received and the scattered light is received most efficiently, the scattered light can be detected efficiently and the concave flaw can be detected with high accuracy. . The relationship of the above formulas (1), (2), and (3) defines the position of the light receiving unit required to efficiently receive scattered light without receiving the specularly reflected light of the inspection illumination light. In the present invention, each unit is arranged in a positional relationship satisfying the above formulas (1), (2), and (3) to constitute a surface defect inspection apparatus, whereby the concave surface of the test surface is formed. Scratches and the like can be reliably detected.
なお、受光ユニットの光軸を見込む角度θrを正反射光に対して暗視野の光学系を構成する角度範囲内(すなわち、正反射光が入り込まない角度範囲内)で可能な限り小さな角度(すなわち、正反射光の出射光軸に近い角度)に設定し、且つ被検面から出射する回折光に対しても暗視野の光学系を構成する角度(すなわち、回折光が入り込まない角度)に設定するのが好ましい。これにより散乱光を効率良く受光することができるとともに回折光の影響を受けることもない。 It should be noted that the angle θr at which the optical axis of the light receiving unit is viewed is as small as possible (that is, within the angle range that constitutes the dark field optical system with respect to the regular reflection light (that is, within the angle range in which the regular reflection light does not enter)) , An angle close to the outgoing optical axis of specularly reflected light), and the angle that forms the dark field optical system (that is, the angle at which diffracted light does not enter) with respect to the diffracted light emitted from the test surface. It is preferable to do this. Thus, scattered light can be received efficiently and is not affected by diffracted light.
本発明において、照明ユニットの光軸および正反射光の出射光軸を含む照明光軸面内に受光ユニットの光軸が位置するように表面欠陥検査装置を構成することができる。この場合、被検物体、照明ユニットおよび受光ユニットの少なくともいずれかを、被検面と照明ユニットの光軸との交点を通り照明光軸面に垂直な回転軸を中心として回転可能に構成し、正反射光の出射角θoおよび受光ユニットの光軸を見込む角度θrの設定が変更可能とするのが好ましい。 In the present invention, the surface defect inspection apparatus can be configured such that the optical axis of the light receiving unit is positioned within the illumination optical axis plane including the optical axis of the illumination unit and the outgoing optical axis of the regular reflection light. In this case, at least one of the test object, the illumination unit, and the light receiving unit is configured to be rotatable around a rotation axis that passes through the intersection of the test surface and the optical axis of the illumination unit and is perpendicular to the illumination optical axis plane, It is preferable that the setting of the outgoing angle θo of the specularly reflected light and the angle θr in which the optical axis of the light receiving unit is expected can be changed.
また、本発明の表面欠陥検査装置を、正反射光の出射光軸を通り、照明ユニットの光軸および正反射光の出射光軸を含む照明光軸面に対して所定の角度θsを有する受光光軸面内に、受光ユニットの光軸が位置するように構成し、受光ユニットの光軸を見込む角度θrが、受光光軸面内において正反射光の出射光軸から受光ユニットの光軸を見込む角度となるように構成することもできる。この場合に、所定の角度θsが90度となるように構成しても良い。 The surface defect inspection apparatus of the present invention, light having a predetermined angle θs with respect to the specular reflection light through an emission optical axis of the optical axis and specular light illumination optical axis plane including the emitting optical axis of the lighting unit The optical axis of the light receiving unit is positioned within the optical axis plane, and the angle θr at which the optical axis of the light receiving unit is viewed is changed from the outgoing optical axis of the specularly reflected light within the light receiving optical axis plane to the optical axis of the light receiving unit. It can also be configured to have an expected angle. In this case, the predetermined angle θs may be configured to be 90 degrees.
なお、上記の構成の表面欠陥検査装置において、被検物体および照明ユニットの少なくともいずれかが被検面と照明ユニットの光軸との交点を通り照明光軸面に垂直な回転軸を中心として回転可能となるように構成して正反射光の出射角θoを可変設定可能となし、さらに、受光ユニットが照明ユニットの光軸と被検面との交点をとおり受光光軸面に垂直な回転軸を中心として回転可能となるように構成して受光ユニットの光軸を見込む角度θrの設定が変更可能とするのが好ましい。 In the surface defect inspection apparatus having the above-described configuration, at least one of the test object and the illumination unit rotates about the rotation axis that passes through the intersection of the test surface and the optical axis of the illumination unit and is perpendicular to the illumination optical axis surface. The output angle θo of specularly reflected light can be variably set so that the light receiving unit can be configured, and the light receiving unit passes through the intersection of the optical axis of the illumination unit and the test surface, and is a rotation axis perpendicular to the light receiving light axis surface. It is preferable that the angle θr for setting the optical axis of the light receiving unit to be set can be changed.
また、本発明の表面欠陥検査装置において、被検物体が被検面に垂直な軸を中心として回転可能となるように構成するのが好ましい。さらに、本発明の表面欠陥装置において、照明ユニットおよび受光ユニットの少なくともいずれかに波長選択手段を備えるのが好ましい。 In the surface defect inspection apparatus according to the present invention, it is preferable that the object to be inspected can be rotated about an axis perpendicular to the surface to be inspected. Furthermore, in the surface defect apparatus of the present invention, it is preferable that wavelength selection means is provided in at least one of the illumination unit and the light receiving unit.
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明の第1の実施形態に係る表面欠陥検査装置の概略構成を図1に示している。この装置は、図示しないチャンバー内に、半導体ウエハ5(被検物体)を載置するウエハ支持テーブル1と、ウエハ支持テーブル1上に載置された半導体ウエハ5の被検面5aに検査用照明光を照射する照明ユニット10と、この照明ユニット10から検査用照明光が被検面5aに照射されたときにウエハ被検面5aから出射される散乱光を受光するための受光ユニット20とを配設して構成される。なお、受光ユニット20に配線30を介して繋がれた表示ユニット31および画像処理ユニット32がチャンバー外に配設されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a surface defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. This apparatus includes a wafer support table 1 on which a semiconductor wafer 5 (object to be tested) is placed in a chamber (not shown), and a test illumination on a
ウエハ支持テーブル1は垂直に下方に延びる駆動軸2を有し、図示しない駆動機構により駆動軸2を回転駆動してウエハ支持テーブル1を駆動軸2の中心軸AX1を中心として水平面内で回転させることができるように構成されている。ウエハ支持テーブル1の上にはウエハ5がその上面の被検面5a(回路等が形成される面)を水平に位置させて真空吸着等により固定保持される。 The wafer support table 1 has a
照明ユニット10は、検査用照明光を出射する光源11と、光源11の前に置かれた波長選択ユニット12と、光源11から出射されて波長選択ユニット12を通った検査用照明光を平行光束に変換してウエハ支持テーブル1の上に保持されたウエハ5のウエハ被検面5aに照射させる照明レンズ13とから構成される。この光源11としては、メタルハライドランプ、水銀ランプ、ハロゲンランプ等が用いられる。また、波長選択ユニット12は光源11から出射された照明光から所定の波長域以外の光を選択して通過させたりしてウエハ被検面5aに照射する光の波長を選択するもので、種々のダイクロイックミラー、干渉フィルタ等を交換使用して波長選択を行うように構成されている。 The
このように光源11から出射されてウエハ被検面5aを照射する検査用照明光の入射光軸C1が被検面5aの法線C2に対してなす角度、すなわち入射角θiが60度以下の角度となるように、照明ユニット10が配設されている。このため、入射角θiで照射された検査用照明光がウエハ被検面5aで反射されて出射される正反射光の出射角θo(法線C2に対して出射光軸C3のなす角度)も60度以下の角度で、入射角θiと等しい角度(θi=θo)である。 Thus, the angle formed by the incident optical axis C1 of the inspection illumination light emitted from the
一方、受光ユニット20は第1および第2受光レンズ21,22と、CCD撮像素子23を有して構成される。この受光ユニット20の受光光軸C4は、図2に詳しく示すように、上述した入射光軸C1および出射光軸C3を含むウエハ被検面5aに垂直な面(これを照明光軸面P1と称する)内に位置し、この照明光軸面P1内において出射光軸C3に対して所定の見込み角(ずれ角)θrだけ傾いて受光光軸C4が延びるように受光ユニット20が配設されている。すなわち、光軸C1,C3,C4が全て照明光軸面P1上に位置する。 On the other hand, the
ここで、上記正反射光の開口角δθoと受光ユニット20の開口角δθrとに対して上記見込み角θrは、次式(4)の関係となるように設定される。このように設定すれば、図2から分かるように、出射光軸C3を中心として開口角δθoの円錐状の広がりを有する正反射光の光束が受光光軸C4を中心として開口角δθrの円錐状の広がりを有する受光範囲内に入ることがなく、受光ユニット20は正反射光に対して暗視野の光学系となる。 Here, with respect to the opening angle δθo of the regular reflection light and the opening angle δθr of the
【数2】
δθo < (θr−δθr) ・・・(4)[Expression 2]
δθo <(θr−δθr) (4)
このような構成において、光源11から出射された検査用照明光が波長選択フィルタ12において波長選択がなされた後、照明レンズ13により平行光束に変換され、ウエハ支持テーブル1の上に保持されたウエハ5の上面すなわちウエハ被検面5aに入射角θiで照射される。ウエハ被検面5aは滑らかな平面であり、且つウエハ支持テーブル1により水平に保持されているため、通常は、上記のようにウエハ被検面5aに照射された検査用照明光はウエハ被検面5aにおいて正反射され、光軸C3で示す方向に出射角θo(=θi)を有して出射される。ここで受光ユニット20は上記式(4)の関係を有して配設されているため、この正反射光は受光ユニット20に受光されることがない。具体的には、正反射光は第1集光レンズ21によりCCD撮像素子23の受光面の外に集光される。 In such a configuration, the inspection illumination light emitted from the
ところが、ウエハ被検面5a上に塵、ゴミが付着していたり、傷が合ったりすると、上記のようにウエハ被検面5aに照射された検査用照明光はこのように付着した塵、ゴミ等や、傷等に当たって乱反射(散乱)される。この乱反射光(散乱光)のうち、受光ユニット20の受光光軸C4に向かう光(より具体的には、受光光軸C4を中心とした開口角δθrの範囲内に向かう光)は第1および第2集光レンズ21,22により集光されてCCD撮像素子23の受光面に入射する。この結果、ウエハ被検面5a上の塵、ゴミ、傷等によって生じる散乱光によりこれら塵、ゴミ、傷等の像がCCD撮像素子23により撮影される。 However, if dust or debris adheres to the
ここで上述のように、検査用照明光の入射角θiおよび出射角θoが60度以下の角度となるように設定されており、検査用照明光は比較的上方からウエハ被検面5aに照射される。このため、ウエハ被検面5aに凹状にえぐられた傷が存在する場合にも確実に散乱光を発生させることができ、凹状の傷の像もCCD撮像素子23により良好に撮影することができる。 Here, as described above, the incident angle θi and the outgoing angle θo of the inspection illumination light are set to be 60 degrees or less, and the inspection illumination light is irradiated to the
CCD撮像素子23により撮影された画像情報は配線30を介して表示ユニット31および画像処理ユニット32に送られる。表示ユニット31はCRTモニタ、液晶ディスプレイ等から構成され、CCD撮像素子23により撮影された塵、ゴミ、傷等の画像が表示ユニット31の画面に表示されるので、検査員はこの画面表示を見て、ウエハの表面欠陥の有無を判断可能である。さらに、画像処理ユニット32は、上記のようにCCD撮像素子23から送られる画像情報について画像処理を行い、撮影画面における輝度が所定閾値を越える部分に、塵、ゴミ、傷等による表面欠陥が存在すると判断する。これにより、ウエハ5の表面欠陥の有無を自動的に検査可能である。 Image information captured by the
一般的に、ウエハ5の上面には多数の回路パターンが形成されており、これら回路パターンは所定ピッチで配列された配線からなる繰り返しパターンを有している。このため、上記のようにウエハ被検面5aに検査用照明光が照射されると、この繰り返しパターンのピッチに応じて回折光も発生する。この回折光の出射方向は正反射光に対して所定角度ずれており、このずれ角が上述した受光ユニット20の光軸C4の見込み角θrに近いと、回折光が受光ユニット20に受光され、表面欠陥の検出精度が低下するという問題がある。 In general, a large number of circuit patterns are formed on the upper surface of the
このため、受光ユニット20内に回折光が入り込まないようにする必要があり、受光ユニット20の光軸C4が上記式(4)を満足した上で、回折光の出射方向からずらせ、回折光に対して暗視野の光学系を構成するように受光ユニット20の配設位置が設定される。このようにして回折光の受光を回避するには、ウエハ被検面5aの全面(検査用照明光が照射される範囲全域)において、入射光θiが一定となり、回折光の方向が一定となるように設定するのが好ましい。このため、照明ユニット10および受光ユニット20をともに、ウエハ被検面5a側がテレセントリックとなる光学系として構成するのが好ましい。
For this reason, it is necessary to prevent the diffracted light from entering the
回折光の光軸は正反射光の出射光軸とは所定の角度を有しており、受光ユニット20の光軸C4をできる限り正反射光の出射光軸C3に近づけるほうが、受光ユニット20への回折光の入射を防止できる。このため、上記見込み角θrは10度以下の角度に設定される。特に、被検物体が半導体ウエハの場合、一般に回折光の回折角度、すなわち、正反射光に対する回折光の見込み角が大きいため、上記見込み角θrを10度以下に設定することにより受光ユニット20が回折光を受光することを防止できる。 The optical axis of the diffracted light has a predetermined angle with respect to the outgoing optical axis of the specularly reflected light, and the optical axis C4 of the
このような配設位置の設定は、ウエハ5の被検面5aを通り照明光軸面P1に垂直な軸AX2を中心として受光ユニット20を回転させることにより行われる。このため、受光ユニット20を軸AX2を中心として回転させることができる機構を設けても良い。さらに、ウエハ支持テーブル1を軸AX2を中心として回転させる機構や、照明ユニット10を軸AX2を中心として回転させる機構を設けても良い。これにより、照明光の入射角θiおよび出射角θoと、正反射光の出射光軸C3に対する受光ユニット20の光軸C4の見込み角(ずれ角)θrとを任意に調整可能となる。 Such an arrangement position is set by rotating the
回折光が受光ユニット20内に受光しないようにするためには、上記のように照明光の入射角θiおよび出射角θoや、受光ユニット20の見込み角θrを調整すれば良いのであるが、回折光はウエハ5の被検面5aに形成された繰り返しパターンのピッチと、照明光の波長に応じて定まるため、照明光の波長を代えて回折光が受光ユニット20内に受光しないように調整することも可能である。このため、波長選択ユニット12が設けられており、この波長選択ユニット12により照明光の波長を選択設定し、回折光が受光ユニット20内に入射しないように回折角を調整したり、回折光が生じないような波長の照明光のみを照射するようにしている。 In order to prevent the diffracted light from being received in the
さらに、ウエハ5の被検面5aに形成された繰り返しパターンの方向と照明光の方向とが相違すると回折光の出射される方向すなわち回折角が変化するため、ウエハ支持テーブル1の駆動軸2を駆動機構により回転駆動してウエハ支持テーブル1を水平面内で回転させても良い。これによりウエハ5は垂直に延びる中心軸AX1を中心として回転され、回折角を変化させることができる。 Furthermore, if the direction of the repetitive pattern formed on the
以上説明した表面欠陥検査装置においては、入射光軸C1、出射光軸C3を含む照明光軸面P1内に受光光軸C4が位置するように受光ユニット20を配設しているが、受光ユニット20の配設位置はこれに限られるものではない。例えば、図1および図2の矢視III を示す図3に示すように、正反射光の出射光軸C3を通り照明光軸面P1に対して所定角度θS1を有する受光光軸面P2内に受光光軸C4が位置するようにしても良い。この場合には、受光光軸面P2内において、上述の式(4)を満足するように見込み角θrが設定される。 In the surface defect inspection apparatus described above, the
なお、照明光軸面P1に対して90度となる所定角度θS2を有する受光光軸面P3内に受光光軸C4が位置するように受光ユニット20の配設位置を設定しても良い。このようにすれば、見込み角θrを一定に保持したまま、入射角θiおよび出射角θoを変化させることが容易である。 Note that the arrangement position of the
本発明に係る表面欠陥検査装置の第2の実施形態について、図4を参照して説明する。なお、この実施形態において図1に示した装置と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。この装置は、図示しないチャンバー内に、ウエハ支持テーブル1と、照明ユニット110と、受光ユニット120とを配設して構成され、チャンバー外に配設された表示ユニット31および画像処理ユニット32が配線30を介して受光ユニット120と繋がれている。 A second embodiment of the surface defect inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the same components as those in the apparatus shown in FIG. This apparatus is configured by disposing a wafer support table 1, an
この装置と図1に示す装置とは照明ユニットおよび受光ユニットの構成のみが異なり、この装置の照明ユニット110は図1に示す装置の照明ユニット10における照明レンズ13を照明球面反射鏡16に置き換えて構成され、この装置の受光ユニット120は図1に示す装置の受光ユニット20の第1受光レンズ21を受光球面反射鏡26に置き換えて構成されている。すなわち、図1の装置では照明および受光ユニットをレンズ光学系から構成しているが、図4の装置でこれらを反射光学系に置換して構成している。 This apparatus differs from the apparatus shown in FIG. 1 only in the configuration of the illumination unit and the light receiving unit. The
このように図4に示す装置はレンズを反射鏡に置換しただけであり、ウエハ支持テーブル1に載置保持されたウエハ5から見た各光軸C1,C2,C4の位置関係は図1の装置と同一である。すなわち、入射角θiおよび出射角θoは60度以下に設定され、正反射光の開口角δθo、受光ユニット120の開口角δθrおよび見込み角θrが上記式(4)の関係となるように設定され、見込み角θrは10度以下の角度に設定される。 In this way, the apparatus shown in FIG. 4 only replaces the lens with a reflecting mirror, and the positional relationship between the optical axes C1, C2, and C4 viewed from the
このため、照明ユニット110により光源11からの検査用照明光をウエハ被検面5aに照射し、ここからの散乱光を受光ユニット120により受光してウエハ被検面5a上のゴミ、塵、傷等の有無を良好に検査することができる。なお、この検査を行う方法は上述した図1の装置の場合と同一であるのでその説明は省略する。 For this reason, the
本発明に係る表面欠陥検査装置の第3の実施形態を図5に示している。この実施形態においても図1に示した装置と同一構成部分については同一番号を付してその説明を省略する。この装置は、図示しないチャンバー内に、ウエハ支持テーブル1と、照明ユニット210と、受光ユニット220とを配設して構成され、チャンバー外に配設された表示ユニット31および画像処理ユニット32が配線30を介して受光ユニット220と繋がれている。 A third embodiment of the surface defect inspection apparatus according to the present invention is shown in FIG. Also in this embodiment, the same components as those in the apparatus shown in FIG. This apparatus is configured by disposing a wafer support table 1, an
この装置と図1に示す装置とは照明ユニットおよび受光ユニットの構成のみが異なり、図1に示す装置における照明ユニット10の照明レンズ13および受光ユニット20の第1受光レンズ21の役割を果たす大径のレンズ200がこの装置に設けられている。すなわち、図5に示す装置では、レンズ200が、照明ユニット210の照明レンズとしての役割と、受光ユニット220の受光レンズとしての役割を兼用している。 This apparatus differs from the apparatus shown in FIG. 1 only in the configuration of the illumination unit and the light receiving unit, and has a large diameter that serves as the
このように図5に示す装置においては、照明ユニット210および受光ユニット220がレンズ200を共用しているため、装置構成を簡単にすることができる。但し、両ユニット210,220を近づけて配設する必要があり、検査用照明光の入射および反射角θi,θoは小さな角度となる。この装置においても、入射角θiおよび出射角θoは60度以下に設定され、正反射光の開口角δθo、受光ユニット220の開口角δθrおよび見込み角θrが上記式(4)の関係となるように設定され、見込み角θrは10度以下の角度に設定される。 Thus, in the apparatus shown in FIG. 5, since the
このため、照明ユニット210により光源11からの検査用照明光をウエハ被検面5aに照射し、ここからの散乱光を受光ユニット220により受光してウエハ被検面5a上のゴミ、塵、傷等の有無を良好に検査することができる。なお、この検査を行う方法は上述した図1の装置の場合と同一であるのでその説明は省略する。 Therefore, the
本発明に係る表面欠陥検査装置の第4の実施形態を図6に示している。この実施形態に係る装置は、図5に示す装置のレンズ200を反射鏡300に置換した構成であり、その他の構成は図5の装置と同一である。すなわち、図6に示す装置は、図5に示すレンズ200からなるレンズ光学系を反射鏡300からなる反射光学系に置換して構成される。このように反射鏡300を用いることにより図5の装置に比較して、装置を小型コンパクトにすることができる。このように図5の装置と同一原理の構成であるため、これ以上の説明は省略する。 FIG. 6 shows a fourth embodiment of the surface defect inspection apparatus according to the present invention. The apparatus according to this embodiment has a configuration in which the
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、照明ユニットによる検査用照明光の照射を受けて被検面から反射される正反射光の出射角をθoとし、正反射光の開口角をδθoとし、正反射光の出射光軸から受光ユニットの光軸を見込む角度をθrとし、受光ユニットの開口角をδθrとしたときに、前述の式(1),(2),(3)の関係が成り立つように各角度が設定されており、照明ユニットからの検査用照明光は被検面に対して小さな入射角で上方から照射され、被検面に形成された凹状の傷等からも確実に散乱光が出射し、この散乱光を受光ユニットにより良好に受光検出することができ、被検面の凹状の傷等も確実に検出できる。
【Effect of the invention】
As described above, according to the present invention, the outgoing angle of specularly reflected light that is reflected from the surface to be inspected upon irradiation of the inspection illumination light by the illumination unit is θo, and the opening angle of the specularly reflected light is δθo. When the angle at which the optical axis of the light receiving unit is viewed from the outgoing optical axis of the regular reflected light is θr, and the opening angle of the light receiving unit is δθr, the relations of the above-described equations (1), (2), and (3) are obtained. Each angle is set so as to hold, and the illumination light for inspection from the illumination unit is irradiated from above with a small incident angle with respect to the surface to be inspected, and also reliably from concave scratches etc. formed on the surface to be inspected Scattered light is emitted, and the scattered light can be received and detected satisfactorily by the light receiving unit, and a concave flaw or the like on the test surface can be reliably detected.
1 ウエハ支持テーブル
5 ウエハ
5a ウエハ被検面
10 照明ユニット
11 光源
12 波長選択ユニット
20 受光ユニット
21,22 第1および第2受光レンズ
23 CCD撮像素子
31 表示ユニット
32 画像処理ユニットDESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wafer support table 5
Claims (9)
前記照明ユニットによる前記検査用照明光の照射を受けて前記被検面から反射される正反射光の出射光軸が、前記被検面の法線に対してなす角度を出射角θoとし、前記正反射光の開口角をδθoとし、前記正反射光の出射光軸から前記受光ユニットの光軸を見込む角度をθrとし、前記受光ユニットの開口角をδθrとしたときに、
δθo < (θr−δθr)
θr ≦ 10度
θo ≦ 60度
に設定されていることを特徴とする被検物体の表面欠陥検査装置。
An illumination unit that irradiates a surface to be inspected with inspection illumination light; and a light receiving unit that receives the scattered light emitted from the surface to be inspected by irradiation with the inspection illumination light from the illumination unit. Configured with
The outgoing optical axis of the specularly reflected light that is reflected from the test surface upon receiving the illumination light for inspection by the lighting unit is defined as an outgoing angle θo that is an angle formed with respect to the normal of the test surface, When the opening angle of the regular reflection light is δθo, the angle at which the optical axis of the light receiving unit is viewed from the emission optical axis of the regular reflection light is θr, and the opening angle of the light reception unit is δθr,
δθo <(θr−δθr)
θr ≦ 10 degrees θo ≦ 60 degrees, a surface defect inspection apparatus for an object to be inspected.
The angle θr at which the optical axis of the light receiving unit is viewed is set to be as small as possible within the angle range constituting the dark field optical system with respect to the specularly reflected light, and the diffracted light emitted from the test surface 2. The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the surface defect inspection apparatus is set at an angle that constitutes a dark field optical system.
The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein an optical axis of the light receiving unit is located in an illumination optical axis plane including an optical axis of the illumination unit and an outgoing optical axis of the regular reflection light.
At least one of the object to be inspected, the illumination unit, and the light receiving unit can rotate about an axis of rotation that passes through the intersection of the surface to be inspected and the optical axis of the illumination unit and is perpendicular to the surface of the illumination optical axis. 4. The surface defect inspection apparatus according to claim 3, wherein the surface defect inspection apparatus is configured to change the setting of the outgoing angle [theta] o of the regular reflection light and the angle [theta] r that allows an optical axis of the light receiving unit.
前記受光ユニットの光軸を見込む角度θrが、前記受光光軸面内において前記正反射光の出射光軸から前記受光ユニットの光軸を見込む角度であることを特徴とする請求項1もしくは2に記載の表面欠陥検査装置。
The light receiving light passes through the outgoing optical axis of the specularly reflected light and is received in a light receiving optical axis plane having a predetermined angle θs with respect to an illumination optical axis plane including the optical axis of the illumination unit and the outgoing optical axis of the regular reflected light. The optical axis of the unit is located
The angle θr for viewing the optical axis of the light receiving unit is an angle for viewing the optical axis of the light receiving unit from the outgoing optical axis of the specularly reflected light in the surface of the light receiving optical axis. The surface defect inspection apparatus described.
The surface defect inspection apparatus according to claim 5, wherein the predetermined angle θs is 90 degrees.
前記受光ユニットは、前記照明ユニットの光軸と前記被検面との交点を通り前記受光光軸面に垂直な回転軸を中心として回転可能に構成され、前記受光ユニットの光軸を見込む角度θrの設定が変更可能であることを特徴とする請求項5もしくは6に記載の表面欠陥検査装置。
At least one of the object to be examined and the illumination unit is configured to be rotatable around a rotation axis that passes through the intersection of the surface to be examined and the optical axis of the illumination unit and is perpendicular to the illumination optical axis plane, The emission angle θo of regular reflection light can be variably set.
The light receiving unit is configured to be rotatable about a rotation axis that passes through the intersection between the optical axis of the illumination unit and the test surface and is perpendicular to the light receiving optical axis surface, and an angle θr for viewing the optical axis of the light receiving unit. The surface defect inspection apparatus according to claim 5, wherein the setting of the surface defect can be changed.
The surface defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the test object is configured to be rotatable about an axis perpendicular to the test surface.
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