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JPH07140083A - 異物検出光学系のフォーカス制御方法 - Google Patents

異物検出光学系のフォーカス制御方法

Info

Publication number
JPH07140083A
JPH07140083A JP30991693A JP30991693A JPH07140083A JP H07140083 A JPH07140083 A JP H07140083A JP 30991693 A JP30991693 A JP 30991693A JP 30991693 A JP30991693 A JP 30991693A JP H07140083 A JPH07140083 A JP H07140083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
focus control
track
control
wafer
focus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30991693A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Yanai
俊明 谷内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi High Tech Corp
Original Assignee
Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Electronics Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Priority to JP30991693A priority Critical patent/JPH07140083A/ja
Publication of JPH07140083A publication Critical patent/JPH07140083A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 異物検出光学系のフォーカス制御機能を改善
する。 【構成】 スパイラル状の各トラックTR の1周を角度
Δθに区分して、各区分点をフォーカス制御点pとし、
前位のトラックTR の各制御点pの制御データにより、
この各制御点pに対応した次位のトラックの各制御点p
をフォーカス制御してレーザスポットSp に合焦させ
る。 【効果】 高さが変動するウエハの表面が、レーザスポ
ットに対してつねに的確に合焦して異物検出性能に対す
る悪影響が排除される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、異物検査装置におけ
る検出光学系のフォーカス制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体のICチップは、シリコンウエハ
に配線パターンを形成し、これをカットして製作され
る。ウエハに異物が付着していると、ICチップの品質
が劣化するので、配線パターンが形成された段階でウエ
ハは異物検査装置により異物の有無が検査される。
【0003】図4は異物検査装置の基本構成を示す。被
検査のウエハ1は、回転移動機構部2のスピンドル21に
吸着され、モータ(M)23により一定の線速度で回転す
る。これに対して、投光系3のレーザ光源31よりのレー
ザLT は、投光レンズ32とハーフミラー33を経て、集束
レンズ34によりスポットSp に集束されてウエハ1の表
面に投射される。ウエハ1はZ移動機構23により昇降し
て表面をスポットSpに一致(合焦)させ、R移動機構2
4により半径Rの方向に移動して表面がスパイラル状に
走査される。表面に存在する異物によりスポットSp
散乱光LR を散乱し、これが受光系4の集光レンズ41に
より集光されて受光器42に入射する。この受光信号はデ
ータ処理部5の信号処理回路51により処理されて異物が
検出され、検出された異物データはマイクロプロセッサ
(MPU)52に取り込まれる。一方、スピンドル21に設
けたロータリエンコーダ53よりのウエハの回転角度信号
が、逐次にマイクロプロセッサ52に入力し、この信号に
より異物の座標値が算出され、これが異物データに付記
されてメモリ(MEM)52a に記憶され、適当に編集し
て出力される。なお上記は基本構成であって、実際には
異物と同様に配線パターンもスポットSp を散乱するの
で、これにかかわらず異物を良好に検出できるように、
種々の手段や対策がなされて実用されている。
【0004】上記において、スポットSp はウエハ1の
表面に合焦(フォーカス)している筈である。しかしウ
エハ1は僅かではあるが湾曲した場合があり、これがス
ピンドル21に装着されて回転すると、表面が上下に変動
してスポットSp はデフォーカスする。そこで上記の異
物検出光学系にフォーカス制御部6を設け、スポットS
p がつねに合焦するように表面の高さが自動制御されて
いる。フォーカスの自動制御、すなわちオートフォーカ
スの方法には各種のものがあるが、上記の光学系に適用
されている一例を図3に示す。図4において、フォーカ
ス制御部6は、投光レンズ31の焦点Pf の前後に同一の
間隔に設けた2枚のスリット板61,62 と、ハーフミラー
33の上方に設けたCCDセンサ(以下単にCCD)63、
およびZ制御回路64とにより構成される。図5によりフ
ォーカス制御部6の作用を説明する。(a) において、各
スリット板61,62 は適当な幅の複数のスリットSL が、
幅と同一の間隔に上下方向に配列されたもので、一方の
各スリットSL が相手の各間隔に対応するように設定さ
れている。レーザLT はスリット板61の各スリットSL
を透過して投光レンズ32の焦点Pf に集束され、再び拡
散してスリット板62の各スリットSL を透過し、前記と
同様の光路を経由してハーフミラー33を透過し、CCD
63の前と後に、両スリット板61,62 の各スリットSL
映像[SL1 と[SL2 がそれぞれ結像される。図
5(b) は、ウエハ1の表面がスポットSp に合焦した場
合を示し、スリット板61の映像[SL1 はCCD63の
手前に、スリット板61の映像[SL2 はその後に同一
の距離に結像される。これによりCCD63には振幅が同
一の両映像が受像されて一定の電流が出力される。これ
に対して、図(c) はウエハ1がδz上昇した場合で、C
CD63に対して映像[SL1 は接近し、映像[SL
2 は後退するため、CCD33に受像される両映像の振幅
に差異が生じて出力電流iZ が変動する。この電流iZ
はZ制御回路64に入力してフォーカス制御信号SZ が作
成され、これによりZ移動機構23を制御してウエハ1を
δz下降して表面がスポットSp に合焦される。ウエハ
1が上昇した場合も同様である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】さて、上記のフォーカ
ス制御部6においては、CCD33はウエハ1の表面の上
下変動に応じた出力電流iZ を極めて迅速に出力し、Z
制御回路64も同様に直ちにフォーカス制御信号SZ を作
成して出力する。しかし、回転移動機構部2はメカ機構
で慣性があり、その応動速度は慣性と移動距離に依存し
て変わるが、いずれにしてもこれに装着されたウエハ1
の移動速度はやや緩慢である。一方、ウエハ1の線速度
は、例えば2M/Secとされており、高さ変化δzに
対するウエハ1の移動時間が、例えば10mSである
と、δzを検出した点はこの間に20mmだけ先に移動
し、20mm遅れた点がスポットSp に対応するので、
この遅れた点が制御される。従って制御が的確になされ
ず異物検出性能に悪影響を及ぼす。この発明は以上に鑑
みてなされたもので、応動速度が緩慢な回転移動機構部
に装着されたウエハを、レーザスポットに対して的確に
制御ができる方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成した、異物検出光学系のフォーカス制御方法であっ
て、スパイラル走査された各トラックの1周を、適当な
角度Δθに区分して各区分点をフォーカス制御点(以下
単に制御点)とする。各トラックのうちの、前位のトラ
ックの1周における各制御点ごとに、フォーカス制御部
が出力する各フォーカス制御信号(以下単に制御信号)
をデジタル化し、制御データとして逐次にメモリに記憶
する。前位のトラックの各制御点に対応した次位のトラ
ックの各制御点の高さを、記憶された各制御データによ
り制御してウエハの表面をレーザスポットに合焦させ
る。かつ、この合焦した各制御点に対する制御データを
メモリに記憶し、以下同様の手順を繰り返して、次位以
降の各トラックの各制御点をレーザスポットに合焦させ
るものである。
【0007】
【作用】上記のフォーカス制御方法においては、スパイ
ラル状の各トラックは、角度Δθに区分され、各区分点
が制御点とされる。各トラックのうちの、前位のトラッ
クの1周の各制御点ごとに、フォーカス制御部が出力す
る各制御信号はデジタル化され、制御データとしてメモ
リに逐次に記憶される。前位の各制御点に対応した次位
のトラックの各制御点の高さが、記憶された各制御デー
タにより制御されてウエハの表面がレーザスポットに合
焦する。これとともに、この合焦した各制御点に対する
制御データがメモリに逐次に記憶される。以下同様の手
順の繰り返しにより、次位以降の各トラックの各制御点
がレーザスポットに合焦する。上記において、前位とそ
の次位のトラックのピッチは、例えば250μmの微小
なもので、前位のトラックの各制御点と、これに対応す
る次位のトラックの各制御点とは互いに接近しているの
で、前位の制御データにより次位を制御しても制御誤差
が小さくて問題はない。なお、最初のトラックの各制御
点からは制御データがえられるが、これらに対する制御
はなされず、従って最初のトラックは無制御の状態とな
るが、これは無視される。
【0008】
【実施例】図1〜図3はこの発明の一実施例を示し、図
1はこの発明によるフォーカス制御方法を実行するフォ
ーカス制御部6’の概略の構成図、図2はウエハの各ト
ラックを区分した制御点の説明図、図3は図1と図2に
対するフローチャートである。
【0009】図1において、フォーカス制御部6’は、
前記した図4のフォーカス制御部6に対してA/D変換
器64を付加し、データ出力部5のマイクロプロセッサ
(MPU)52とメモリMEM)52a をフォーカス制御用
に共用して構成される。図2において、ウエハ1の表面
のスパイラル状のトラックTR の総数をmとし、各トラ
ックTR のピッチdは約250μmである。最外周のト
ラックをTRs、これに続くトラックをTR1,TR2,…
…,TRmとし、例えばトラックTR1を前位とすれば、ト
ラックTR2 は次位である。各トラックTR の1周を適
当な角度Δθによりn個に区分し、各区分点を制御点p
とする。トラックTRsの制御点をps1〜psnとし、続く
各トラックの各制御点pにもこれに準じたサフィクスを
付記する。
【0010】以下、図1〜図3によりこの発明のフォー
カス制御方法を説明する。まず区分角度ΔθをMPU52
に設定する(フローチャートのステップ)。ウエハ1
をθ回転し、最外周のトラックTRsから内周方向にスポ
ットSp をスパイラル状に走査する(ステップ)。ト
ラックTRsの各制御点ps1〜psnの高さ変化に対応し
て、CCD63より出力電流iZ が逐次に出力され、Z制
御回路64に入力して制御信号SZ が作成され、これがA
/D変換器65によりデジタル化された制御データ[S
Zs1〜[SZsnが、MPU52によりメモリ52a に逐
次に記憶される(ステップ)。一方、ロータリエンコ
ーダ(RE)53よりウエハ1の回転角度信号S(θ)が
MPU52に逐次に与えられており、これによりトラック
Rsが1周して、スポットSp が次位のトラックTR1
移行(ステップ)したことが検出される。この移行の
事前の適当な時点で、メモリ52a の各制御データ[S
Zs1〜[SZsnを逐次に読み出してZ移動機構23に
転送すると、トラックTR1の各制御点p11〜p1nの高さ
が制御されてスポットSp に合焦する。これとともに、
合焦した各制御点p11〜p1nに対して新たな制御データ
[SZ11〜[SZ1nを逐次に作成してメモリ52a に
記憶する(ステップ,,)。これが終了すると、
上記と同様の手順により、トラックTR2,……,TRm
各制御点に対する制御がなされ(ステップ)、全トラ
ックTR に対するフォーカス制御が完了する。以上にお
いて重要な点は、前記したように制御データ[SZ ]に
対する回転移動機構2の応動速度が緩慢なため、この応
動速度とウエハ1の線速度とを勘案して、各トラックT
R の各制御点の事前の適当な時点で、各制御データ[S
Z ]を読み出してZ移動機構23に転送することが必要で
あり、最適な時点は試行実験などにより求めてMPU52
に設定される。
【0011】以上説明してきたが、実施例では、回転機
構のスパイラル走査を採用しているが、この回転機構の
スパイラル走査に換えてXYのいずれか一方を主走査と
し、他方を副走査としたXY走査とし、主走査の前位の
トラックの1走査における各フォーカス点ごとに、フォ
ーカス制御部が出力する各フォーカス制御信号をデジタ
ル化し、制御データとして逐次にメモリに記憶し、前位
のトラックの各フォーカス制御点に対応した、次位のト
ラックの各フォーカス制御点の高さを、記憶された各制
御データにより制御してウエハの表面をレーザスポット
に合焦させ、かつ合焦した各フォーカス制御点に対する
各制御データをメモリに逐次に記憶し、以下同様の手順
を繰り返して、主走査の次位以降の各トラックの各フォ
ーカス制にレーザスポットを合焦させるようにしてもよ
い。
【0012】
【発明の効果】以上の説明のとおり、この発明によるフ
ォーカス制御方法においては、スパイラル状の各トラッ
クの1周を角度Δθに区分して、各区分点をフォーカス
制御点とし、前位のトラックの各制御点の制御データに
より、この各制御点に対応した次位のトラックの各制御
点の高さを制御してレーザスポットに合焦させるもの
で、高さが変動するウエハの表面は、回転移動機構の緩
慢な応動速度にかかわらず、レーザスポットに対してつ
ねに的確に合焦して、異物検出性能に対する悪影響が排
除される効果には大きいものがある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のフォーカス制御方法を実行するフォ
ーカス制御部6’の一実施例における概略構成図であ
る。
【図2】ウエハ1の各トラックTR を区分したフォーカ
ス制御点の説明図である。
【図3】この発明のフォーカス制御方法に対するフロー
チャートである。
【図4】異物検査装置の基本構成図である。
【図5】フォーカス制御部6の作用説明図で、(a) は各
スリット板の詳細図、(b) はウエハ1の表面がスポット
p に合焦した場合、(c) はウエハ1がδz上昇した場
合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
1…ウエハ、2…回転移動機構部、21…スピンドル、22
…モータ(M)、23…Z移動機構、24…R移動機構、3
…投光系、31…レーザ光源、32…投光レンズ、33…ハー
フミラー、34…集束レンズ、4…受光系、41…集光レン
ズ、42…受光器、5…データ処理部、51…信号処理回
路、52…マイクロプロセッサ(MPU)、52a …メモリ
(MEM)、53…ロータリエンコーダ、6…従来のフォ
ーカス制御部、61,62 …スリット板、63…CCDリニア
センサ64…Z制御回路、6’…この発明によるフォーカ
ス制御部、65…A/D変換器、LT …レーザまたはレー
ザビーム、Sp …レーザスポット、LR …散乱光、Pf
…投光レンズの焦点、SZ …フォーカス制御信号、単に
制御信号、[SZ ]…制御データ、δz…ウエハの上下
変動、 SL …スリット、[SL ]…スリットの映像、
Δθ…区分角度、S(θ)…回転角度信号、TR …トラ
ック、d…トラックのピッチ、p…フォーカス制御点、
単に制御点。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転機構に装着されてθ回転するウエハの
    表面に対して、レーザスポットを投射してスパイラル状
    に走査する投光系、および該表面に存在する異物の散乱
    光を受光する受光系よりなる異物検出光学系と、該表面
    の反射光を受光してフォーカス制御信号を出力するフォ
    ーカス制御部とを具備し、該フォーカス制御信号により
    前記ウエハの高さを制御して、その表面を前記レーザス
    ポットに合焦させ、前記異物検出光学系により前記異物
    を検出する異物検査装置において、前記スパイラル走査
    された各トラックの1周を、適当な角度Δθに区分して
    各区分点をフォーカス制御点とし、前記各トラックのう
    ちの、前位のトラックの1周における各フォーカス制御
    点ごとに、前記フォーカス制御部が出力する各フォーカ
    ス制御信号をデジタル化し、制御データとして逐次にメ
    モリに記憶し、該前位のトラックの各フォーカス制御点
    に対応した、次位のトラックの各フォーカス制御点の高
    さを、該記憶された各制御データにより制御して前記ウ
    エハの表面を前記レーザスポットに合焦させ、かつ該合
    焦した該各フォーカス制御点に対する各制御データを前
    記メモリに逐次に記憶し、以下同様の手順を繰り返し
    て、該次位以降の各トラックの各フォーカス制御点に前
    記レーザスポットを合焦させることを特徴とする、異物
    検出光学系のフォーカス制御方法。
  2. 【請求項2】回転機構のスパイラル走査に換えてXYの
    いずれか一方を主走査とし、他方を副走査としたXY走
    査とし、主走査の前位のトラックの1走査における各フ
    ォーカス点ごとに、前記フォーカス制御部が出力する各
    フォーカス制御信号をデジタル化し、制御データとして
    逐次にメモリに記憶し、該前位のトラックの各フォーカ
    ス制御点に対応した、次位のトラックの各フォーカス制
    御点の高さを、該記憶された各制御データにより制御し
    て前記ウエハの表面を前記レーザスポットに合焦させ、
    かつ該合焦した該各フォーカス制御点に対する各制御デ
    ータを前記メモリに逐次に記憶し、以下同様の手順を繰
    り返して、前記主走査の次位以降の各トラックの各フォ
    ーカス制御点に前記レーザスポットを合焦させることを
    特徴とする請求項1記載の異物検出光学系のフォーカス
    制御方法。
JP30991693A 1993-11-16 1993-11-16 異物検出光学系のフォーカス制御方法 Pending JPH07140083A (ja)

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JP30991693A JPH07140083A (ja) 1993-11-16 1993-11-16 異物検出光学系のフォーカス制御方法

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JPH07140083A true JPH07140083A (ja) 1995-06-02

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JP (1) JPH07140083A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006054441A (ja) * 2004-07-12 2006-02-23 August Technology Corp 動的な焦点合わせ方法および装置
JP2007240512A (ja) * 2006-02-08 2007-09-20 Hitachi High-Technologies Corp ウェハ表面欠陥検査装置およびその方法

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