暗視野輪帯光学系を用いたSiウエハ加工表面欠陥計測に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750099
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 高橋 哲 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30283724)
• Keywords: Siウエハ / 欠陥検査 / 表面欠陥 / 付着異物 / 暗視野輪帯光学系 / 光散乱パターン / レーザ応用計測 / インプロセス計測

Research Abstract

本研究は,全方向輪帯集光スポット照射系と暗視野広角度受光系を組み合わせた暗視野輪帯光学系を用いる新たな欠陥計測原理に基づき,欠陥の方向性の影響を受けることなく,0.1μm以下といった微小なSiウェハ加工表面欠陥を,その識別も含め高速に計測可能な手法の確立を目的とした基礎研究である.本年度は測定原理の確立,全方向輪帯集光スポット照射系の設計・試作を行い以下のような研究成果が得られた.
(1)計算機シミュレーションによる測定原理の確立
理論解析の第一段階として,電磁波散乱理論に基づいた計算機シミュレーションを行い,入射角,光源波長,偏光などの光学パラメータと種々の微小表面欠陥との光散乱特性について基礎解析を行った.これから,NA0.95の対物レンズで全方位輪帯入射を実現することにより,欠陥の方向性の影響を受けることなく,高感度で欠陥の検出が可能であることが分かった.
(2)全方向輪帯集光スポツト照射系の設計・試作
上述のシミュレーション結果に基づき,高NA対物レンズ,偏光子,高精度デフォーカス量調整用ピエゾアクチュエータ等を組み合わせた全方向輪帯集光スポット照射系の設計・試作を行なった.ここでは,輪帯ビームを得るために,φ1200mmの中央部円形遮光フィルタを採用した.そして,NA0.95の対物レンズを用いて,入射角度70の斜方入射ビームを輪帯状に全方位から実現できること,高精度デフォーカス量調整用ピエゾアクチュエータにより,その輪帯照射スポットを高精度に制御可能であることが分かった.

Research Products

• [Publications] 吉崎大輔, 三好隆志, 高谷裕浩, 高橋哲: "暗視野輪帯光学系を用いたSiウエハ加工表面欠陥計測に関する研究(第2報)-高感度検出法の検討-"2001年精密工学会春季大会学術講演会講演論文集. 東京. 555-555 (2001)
• [Publications] 阿部崇広, 三好隆志, 高谷裕浩, 高橋哲: "暗視野輪帯光学系を用いたSiウエハ加工表面欠陥計測に関する研究(第3報)-暗視野検出部の改善-"2001年精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集. 大阪. 631-631 (2001)
• [Publications] 高橋哲, 三好隆志, 高谷裕浩: "レーザ全方位入射によるSiウエハ加工表面欠陥検出"2001年精密工学会北海道大会学術講演会講演論文集. 北海道. 47-48 (2001)
• [Publications] Takashi Miyoshi, Satoru Takahashi, Yasuhiro Takaya, Shoichi Shimada: "High sensitivity optical detection of oriented microdefects on silicon wafer surfaces using annular illumination"2001 CIRP GENERAL ASSEMBLY, CIRP ANNALS. 50/1. 389-392 (2001)
• [Publications] Satoru Takahashi, Takashi Miyoshi, Yasuhiro Takaya: "New optical measurement technique for Si wafer surface defects using darkfield optical system with annular laser beam"Proceedings of 5th International Symposium on Measurement Technology and Intelligent Instruments. Cairo. 13-19 (2001)