JP2004271421A

JP2004271421A - 異物検査装置及び方法並びに露光装置

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Publication number: JP2004271421A
Application number: JP2003064594A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Horikoshi; 崇広堀越
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】異物と光電変換素子との相対的な位置関係に拘わらず、高い確度をもって異物の大きさを判定する。
【解決手段】マスクに張設されたペリクル上において、検査領域を照明した状態で検査領域に対してマスクを移動走査して検査領域からの散乱光を検出し、ペリクル上の位置と散乱光の検出結果とを対応付けた二次元の散乱光強度マップを作成する。この二次元の散乱光強度マップ全体を例えば０．５ｍｍ各の第１分割領域ＤＲ１に分割し、例えば４つの第１分割領域ＤＲ１を含む微小領域内で第１分割領域ＤＲ１各々の検出結果を積算する。
【選択図】図９

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子又は半導体集積素子等のデバイスの製造工程において用いられるマスク等に付着した異物を検査する異物検査装置及び方法、並びに異物検査装置を備えた露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子、半導体集積素子、その他のデバイスの製造工程では、フォトマスクやレチクル（以下、これらを総称する場合はマスクという）に形成されたパターンを複数枚のガラスプレートやウエハ（以下、これらを総称する場合は基板という）に転写する工程が繰り返し行われる。マスクに埃や塵等の異物が付着しているとマスクに形成されたパターンとともに異物の像が転写されてしまい、露光処理を行った複数の基板で同様の欠陥が生ずる虞がある。
【０００３】
このため、露光装置は露光処理を行う前にマスクに付着した異物を検査する異物検査装置を備えていることがある。この異物検査装置は、マスクのガラス基板上に離間して張架されたペリクル等の被検査物に対して光を照射し、異物が付着している場合に異物によって生ずる散乱光をフォトディテクタ等の光電変換素子によって検出することで異物の有無を検査している。
【０００４】
また、異物検査装置は異物の大きさに略比例して散乱光の強度が増大することを利用して、付着した異物の大きさ（サイズ）を判定している。つまり、光電変換素子から出力される検出信号のうち、予め設定した所定の閾値より大きい検出信号が検査対象の異物によって散乱された光を受光して得られた検出信号であるとし、この検出信号の大きさ（ピーク値）に応じて異物を数段階にランク分けし、異物のランク情報を検出された位置に対応させてディスプレイ上にマップ表示している。この、異物の大きさを判定する機能を有する従来の異物検査装置の詳細については、例えば、特開２００２−２２８４２８号公報に記載のものが知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２８４２８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来の異物検査装置は、検出信号の大きさ（ピーク値）を用いて異物の大きさの判定を行っているため、照明条件及び異物の大きさが同一であっても、光電変換素子の画素と異物との位置関係に応じて、異物が異なる大きさに判定されるという問題があった。図１２は、光電変換素子の画素と異物との位置関係により異物が異なった大きさに判定される理由を説明するための図である。
【０００７】
図１２において、１００は被検査面上における光電変換素子の各画素を示しており、１０１，１０２は被検査面に付着した異物を示している。なお、異物１０１と異物１０２とは大きさ及び形状が同一であり、異物１０１，１０２を同一の照明条件で照明すれば、異物１０１，１０２からは同一の強度分布を有する散乱光が得られるとする。
【０００８】
図１２に示す通り、異物１０１はほぼ同一の割合で２つの画素１００にまたがった位置にあるため、各画素にはほぼ同一の割合で散乱光が入射し、これらの画素で検出される検出信号の信号強度はほぼ同一となる（符号１０３を付した検出結果を参照のこと）。異物１０２は２つの画素１００にまたがった位置ではあるが、２つの画素のうちの一方の画素に偏った位置にあるため、各画素には異なる割合で散乱光が入射し、一方の画素で検出される検出信号の信号強度は大きくなり、他方の画素で検出される検出信号の信号強度は小さくなる（符号１０４を付した検出結果を参照のこと）。
【０００９】
異物の大きさを判定する場合に、隣接した画素から予め設定した閾値以上の信号強度が得られたときには、それらの信号強度のうちの最も大きなものを用いて異物の大きさを判定している。このため、図１２に示す検出結果１０３と検出結果１０４とを用いて異物の大きさを判定すると、異物１０１は異物１０２よりも小さいと判定されてしまう。
【００１０】
また、異物が複数の画素にまたがって配置されていなくとも、隣接する画素の各々に大きさが異なる異物が配置されている場合には、図１２中において符号１０４を付した検出結果と同様の結果が得られる。このため、信号強度の大きさが最も大きい画素に位置する異物が検出され、隣接する画素に位置する異物が検出されないという問題がある。近年においては、露光時においてマスクを照明する照明光の照明開口が大きくなっており、ペリクル上又はマスクのガラス面上の広い領域が特定のパターンの照明むらに影響を与えるため、異物が隣接して配置されているような状況ももれなく検査する必要がある。
【００１１】
更に、マスクの厚さの相違により被検査面と光電変換素子との間の距離が変化すると、異物からの散乱光がデフォーカスした状態で光電変換素子の各画素に結像することになるため、各画素で検出される信号強度が変化して、異物が実際の大きさとは異なる大きさに判定されるという問題もあった。
【００１２】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、異物と光電変換素子との相対的な位置関係に拘わらず、高い確度をもって異物の大きさを判定することができる異物検査装置及び方法、並びに当該異物検査装置を備える露光装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。
【００１４】
本発明の第１の観点によると、被検体（４）の被検面上に付着した異物を検査する異物検査装置（１）において、前記被検体の検査領域（４ａ、４ｂ）を照明する照明装置（５ａ、５ｂ）と、該照明装置で照明された前記検査領域に対向してほぼ連続して配置された複数の光検出素子を備えるとともに、前記検査領域からの散乱光を前記複数の光検出素子で検出する散乱光検出装置（７ａ、７ｂ）と、前記被検面上の位置と前記散乱光検出装置の検出結果とを対応付けた分布図を求め、当該分布図を分割した微小領域に含まれる前記光検出素子毎の検出結果を積算した積算値に基づいて、前記異物の大きさを判定する信号処理装置（３５）とを備えた異物検査装置が提供される。
【００１５】
本発明では、被検面上の位置と散乱光検出装置の検出結果とを対応付けた分布図を求め、当該分布図を分割した微小領域に含まれる光検出素子毎の検出結果を積算した積算値に基づいて、異物の大きさを判定するようにしたので、検査領域上の異物の位置と光検出素子各々の相対的な位置関係に拘わらず、即ち、異物が光検出素子の複数に跨って位置している場合であっても、あるいは当該異物が光検出素子の一つに位置している場合であっても、同等の検出結果を得ることができるようになり、異物の大きさをより精度よく検出することができるようになる。また、複数の異物が隣接して存在する場合には、従来はそのうちの最も大きなもののみが検出され、その余の小さな異物は検出されなかったが、本発明では、前記微小領域内に存在する複数の異物の合計の大きさ、即ち大きな異物も小さな異物も当該微小領域内にある全ての異物の合計の大きさを求まることができ、例えば、前記被検体が露光装置に使用されるマスク（又はレチクル）である場合に、パターンの照明むらの発生の程度をより正確に予測することができる。
【００１６】
本発明の第１の観点に係る異物検査装置において、前記被検体を載置する載置部を有し、前記検査領域に対して前記載置部に載置された前記被検体を相対的に移動させる移動装置を設け、前記載置部に前記複数の光検出素子各々の検出感度を補正するための補正部材を取り付けることができる。光検出素子の検出感度のばらつきによる検出誤差を小さくすることができる。
【００１７】
また、前記散乱光検出装置に対する前記被検体の表面位置を検出する表面位置検出装置を設け、前記信号処理装置は、前記表面位置検出装置の検出結果に応じて前記散乱光検出装置の検出結果を補正するようにできる。被検体の厚さの相違などにより検査領域と光検出素子間の距離が変化した場合であっても、より正確に異物の検査を行うことができるようになる。
【００１８】
本発明の第２の観点によると、被検体（４）の被検面上に付着した異物を検査する異物検査方法において、前記被検体上の検査領域（４ａ、４ｂ）からの散乱光を複数の光検出素子で検出する散乱光検出工程と、前記被検面上の位置と前記散乱光検出工程の検出結果とを対応付けた分布図を作成する分布図作成工程と、前記分布図を分割した微小領域に含まれる前記光検出素子毎の検出結果を積算する積算工程と、前記積算工程で積算された積算値に基づいて前記異物の大きさを判定する判定工程とを含む異物検査方法が提供される。
【００１９】
本発明では、被検面上の位置と散乱光検出工程の検出結果とを対応付けた分布図を作成し、当該分布図を分割した微小領域に含まれる光検出素子毎の検出結果を積算した積算値に基づいて、異物の大きさを判定するようにしたので、検査領域上の異物の位置と光検出素子各々の相対的な位置関係に拘わらず、即ち、異物が光検出素子の複数に跨って位置している場合であっても、あるいは当該異物が光検出素子の一つに位置している場合であっても、同等の検出結果を得ることができるようになり、異物の大きさをより精度よく検出することができるようになる。
【００２０】
また、複数の異物が隣接して存在する場合には、従来はそのうちの最も大きなもののみが検出され、その余の小さな異物は検出されなかったが、本発明では、前記微小領域内に存在する複数の異物の合計の大きさ、即ち大きな異物も小さな異物も当該微小領域内にある全ての異物の合計の大きさを求まることができ、例えば、前記被検体が露光装置に使用されるマスク（又はレチクル）である場合に、パターンの照明むらの発生の程度をより正確に予測することができる。
【００２１】
本発明の第２の観点に係る異物検査方法において、前記積算工程は、前記分布図を前記微小領域よりも小さな単位の領域に分割する第１分割工程と、前記分布図を前記微小領域の大きさに分割する第２分割工程と、前記微小領域に含まれる前記第１分割工程で分割された領域の検出結果を積算する工程とを含むことができる。
【００２２】
また、前記散乱光検出工程を行う前に、前記複数の光検出素子各々の感度特性を補正する感度補正工程を含むことができる。この場合において、前記感度補正工程は、前記光検出素子に光が入射していない状態における前記複数の光検出素子の検出結果を得る第１検出工程と、前記光検出素子の各々に所定の強度の光が入射している状態における前記複数の光検出素子の検出結果を得る第２検出工程と、前記第１検出工程及び前記第２検出工程の検出結果を用いて前記複数の光検出素子各々の感度特性を補正する補正工程とを含むことができる。光検出素子の検出感度のばらつきによる検出誤差を小さくすることができる。
【００２３】
この場合において、前記第２検出工程で求められた検出結果から欠陥のある光検出素子を欠陥素子として予め抽出する抽出工程と、前記散乱光検出工程が行われた後で、前記欠陥素子に隣接する光検出素子の検出結果を用いて前記欠陥素子の検出結果を補完する第１補完工程とを含むことができる。光検出素子のうち、その性能を十分に発揮できないもの（欠陥素子）については、その検出結果を採用せずに、隣接する光検出素子の検出結果で補完することにより、欠陥素子が存在する場合であっても、検出精度をそれほど低下させることなく、光検出素子の全体をそのまま用いることができる。
【００２４】
また、前記光検出素子が所定の間隔をもって配列されていない箇所に仮想的な光検出素子である仮想素子を設定し、当該仮想素子に隣接する光検出素子の検出結果を用いて前記仮想素子の検出結果を補完する第２補完工程を含むことができる。通常、光検出素子は複数個が配列されて１個のデバイスとして構成されており、このデバイスをさらに複数個配列して全体として光検出装置とされる。この場合、デバイスとデバイスの間の部分には、通常ある程度の間隔が必要であるから、当該隙間部分には光検出素子が存在しないことになり、当該隙間部分については異物についての情報を得ることができない。本発明では、この部分に仮想素子を設定して、隣接する光検出素子の検出結果で補完するようにしたので、当該隙間部分についてもある程度正確な情報を得ることができるようになる。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る異物検査方法において、前記複数の光検出素子に対する前記被検体の表面位置の変化と前記複数の光検出素子の検出結果の変化との相関を予め求める相関計測工程と、前記被検体の表面位置を検出する表面位置検出工程と、前記表面位置検出工程の検出結果と前記相関計測工程で求められた前記相関とから、前記被検体の表面位置ずれに起因する前記複数の光検出素子の検出結果の変化を補正する補正量を求める補正量算出工程とを含むことができる。被検体の厚さの相違などにより検査領域と光検出素子間の距離が変化した場合であっても、より正確に異物の検査を行うことができるようになる。
【００２６】
本発明の第３の観点によると、マスクに形成されたパターンを感光基板に転写する露光装置において、前記マスクに付着した異物を前記被検体に付着した異物として検査する前記本発明の第１の観点に係る異物検査装置を備える露光装置が提供される。本発明の第１の観点に係る異物検査装置を備えているので、マスクに付着した異物の有無、大きさ等を精度良く検出することができ、結果として露光精度を向上することができる。
【００２７】
本発明の第４の観点によると、スクに形成されたパターンを感光基板に転写する露光装置において、前記マスクに付着した異物を前記被検体に付着した異物として前記本発明の第２の観点に係る記載の異物検査方法を用いて検査する異物検査装置を備える露光装置が提供される。本発明の第２の観点に係る異物検査方法を用いて検査する異物検査装置を備えているので、マスクに付着した異物の有無、大きさ等を精度良く検出することができ、結果として露光精度を向上することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００２９】
［異物検査装置］
図１は、本発明の実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、図１中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が被検査対象としてのマスク２の表面に平行な面に設定され、Ｚ軸がマスク２の表面に直交する方向に設定される。また、本実施形態においては、液晶表示素子を製造するために用いられる大型のマスク（例えば、１ｍ角）に付着した異物を検査する異物検査装置を例に挙げて説明する。
【００３０】
図１において、異物検査装置１は被検体としてのペリクル付マスク２の表面に付着した異物を検査するものである。ペリクル４はマスク２のパターン形成面に埃、塵等の異物が付着するのを防止するための透明の薄板であり、マスク２のパターン形成面にフレーム３を介して間隙を有して平行状態に張設されている。ペリクル４の上方には、ペリクル表面のライン状の検査領域４ａ，４ｂの各々を均一に照明する照明装置５ａ，５ｂが配置されている。本実施形態ではマスク２が大型であるため、２つの照明装置５ａ，５ｂをＹ方向に一直線になるように配置している。
【００３１】
ここで、照明装置５ａ，５ｂの構成例について説明する。図２は、照明装置５ａ，５ｂの構成例を示す図である。照明装置５ａ，５ｂは図２（ａ）に示すように、発光ダイオード素子２０をＹ軸方向に一次元的に所定の間隔をもって均等に配列したＬＥＤアレイが用いられる。ＬＥＤアレイはペリクル４上の検査領域４ａ，４ｂを所定の幅で均一に照明する。照明装置５ａ，５ｂは、ペリクル４上の検査領域を例えば数ｍｍ程度の幅で帯状に照明するように、シリンドリカルレンズ等により集光するとペリクル４上における照度を上げることができる。
【００３２】
なお、照明装置５ａ，５ｂはＬＥＤアレイに限られるものでなく、冷陰極蛍光管等の円柱状の光源を使用したものや、図２（ｂ）に示すようなハロゲンランプ等の光源２１からの光線を光ファイバ２２により導光し、光ファイバの照射部を検査領域の幅に合わせて広げたものを使用してもよく、また、図２（ｃ）に示すようにハロゲンランプ等の光源２３からの光線をミラー２４で反射して光ファイバ２２に導光する構成であってもよい。
【００３３】
図１に戻り、ペリクル４表面の検査領域４ａ，４ｂに存在する異物からの散乱光は、それぞれ対物レンズ６ａ，６ｂを介して光検出素子（以下、セルという）を一次元的に配置した散乱光検出装置としてのＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）７ａ，７ｂでそれぞれ検出される。図１においては図示を簡略化しているが、対物レンズ６ａ，６ｂは、例えばライン状のマイクロレンズアレイを備え、ライン状の検査領域４ａ，４ｂの像をそれぞれ縮小してＣＣＤ７ａ，７ｂに結像させる。対物レンズ６ａ，６ｂの縮小倍率は１／１０程度である。
【００３４】
ここで、ＣＣＤ７ａ，７ｂの構成について説明する。図３は、ＣＣＤ７ａ，７ｂの構成を示す図である。図３に示すようにＣＣＤ７ａ，７ｂは、１２ｍｍ程度の長さを有する数個のチップ２５をＹ方向に一列に並べて構成される。各々のチップ２５には２５μｍ程度のピッチで数千のセルが一次元的に配列されおり、各チップ２５はセル１つ分の大きさである２５μｍ程度の間隔をもって離間して配列されている。ここで、対物レンズ６ａ，６ｂの縮小倍率が１／１０である場合、被検体であるペリクル４表面上における分解能は２５０μｍとなる。
【００３５】
再び図１に戻り、本実施形態においては、ＣＣＤ７のセルが一次元的に配置された電気的な走査方向をＹ軸方向とし、後述する機械的な駆動装置によるマスクテーブル８（載置部）の走査方向をＹ軸と直交するＸ軸方向として説明する。ペリクル４付のマスク２はマスクテーブル８上に載置固定され、マスクテーブル８は駆動装置１０（移動装置）によってＸ軸方向に移動される。駆動装置１０はベース板９に固定した２本のリニアガイド１１ａ，１１ｂ、ボールねじ１２、及び駆動モータ１３から構成され、マスクテーブル８はリニアガイド１１ａ，１１ｂでＸ軸方向に直動可能に支持されている。
【００３６】
ボールねじ１２はベース板９のＸ軸方向の両端近傍に固定された支持板９ａ，９ｂに支持されており、支持板９ａ，９ｂ間の中心にリニアガイド１１ａ，１１ｂと平行に回動可能に支持されている。そして、ボールねじ１２に噛み合うナット１２ａがマスクテーブル８に固定されており、ボールねじ１２は駆動モータ１３により回動される。
【００３７】
駆動モータ１３は、例えばステッピングモータ又はエンコーダを備えるサーボモータ等が使用される。駆動装置１０は、ＣＣＤ７ａ，７ｂ及び対物レンズ６ａ，６ｂに対してマスク２をＸ軸方向に一次元的に移動走査させるものであり、本実施形態ではマスクテーブル８は２００μｍ程度のピッチで駆動される。なお、図１においてはＣＣＤ７ａ，７ｂ及び対物レンズ６ａ，６ｂに対してマスク２を移動走査させる構成を図示したが、マスク２に対してＣＣＤ７ａ，７ｂ及び対物レンズ６ａ，６ｂを一次元的に移動走査させるように構成してもよい。また、駆動モータ１３は間欠的に回転されるものに限らず、連続的に回転するものでもよい。なお、駆動モータ１３には駆動モータ１３の回転量を検出するエンコーダ１４が設けられている。
【００３８】
また、マスクテーブル８の一端には補正部材としてのゲイン補正板１５が取り付けられている。このゲイン補正板１５はＣＣＤ７ａ，７ｂが備えるチップ２５に形成されているセル各々に設けられた増幅器のゲイン（増幅率）を補正する際に用いるものである。各増幅器の増幅率を補正することで、各セルの感度特性が補正される。なお、増幅器は後述する信号処理部５０（図４参照）内に設けられている。ゲイン補正板１５は照明装置５ａ，５ｂから射出される光を散乱させる材質、例えば白色の樹脂で形成されている。ゲイン補正板１５の上面はマスクテーブル８上に載置されたマスク２の表面高さとほぼ等しい高さに設定されている。
【００３９】
また、マスクテーブル８の上方にはマスク２の表面位置を検出する表面位置検出装置１６ａ，１６ｂが設けられている。ペリクル４を含めたマスク２の厚み（以下、この厚みを単にマスク２の厚みという）が基準厚である場合には、ペリクル４上の検査領域４ａ，４ｂとＣＣＤ７ａ，７ｂの受光面とが対物レンズ６ａ，６ｂによって光学的に共役となるが、マスク２の厚みが基準厚からずれてデフォーカスしている場合には、検査領域４ａ，４ｂからの光が最良の状態でＣＣＤ７ａ，７ｂの受光面に受光せず、各セルに入射する光の光量が低下することがある。
【００４０】
このため、本実施形態では、表面位置検出装置１６ａ，１６ｂでマスク２の表面の位置、すなわちマスク２の厚みを計測し、この計測結果に基づいて各セルの検出結果を補正している。なお、表面位置検出装置１６ａ，１６ｂはマスク２の表面位置を直接検出するのではなく、予め設定した基準面（マスク２の厚みが基準厚であるときのマスク２の表面）からのマスク２の表面のずれ量を検出するものであっても良い。
【００４１】
ここで、ＣＣＤ７ａ，７ｂの検出信号及び表面位置検出装置１６ａ，１６ｂの検出信号を処理する信号処理回路について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る異物検査装置が備える信号処理回路の構成を示すブロック図である。図４において、照明系ドライバ３１は照明装置５ａ，５ｂに電源を供給して、照明装置５ａ，５ｂの発光を制御する。
【００４２】
照明系ドライバ３１は、照明装置５ａ，５ｂがＬＥＤアレイから構成されている場合には５〜１０ボルト程度の低電圧を供給し、必要に応じてＰＷＭ（ＰｕｌｓｅＷｉｄｔｈＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御により単位時間に照射する光の光量を可変する。また、照明装置５ａ，５ｂがハロゲンランプの場合は、例えば１００ボルトの商用電源を供給する。更に、照明装置５ａ，５ｂが蛍光管の場合は、インバータ等を介して高周波の電源を供給する。
【００４３】
ＣＣＤ７ａ，７ｂに接続されたＣＣＤドライバ３２は、ＣＣＤ７ａ，７ｂに対してクロック信号を含む駆動信号Ｄ１を供給してＣＣＤ７ａ，７ｂを駆動するとともに、駆動信号Ｄ１の供給によってＣＣＤ７ａ，７ｂから順次出力される検出信号Ｄ２を受ける。ＣＣＤドライバ３２の出力端子はアナログデジタル変換器（以下、ＡＤＣという）３３に接続されている。
【００４４】
Ｙ座標カウンタ３４は、ＣＣＤクロック信号及びＡＤＣクロック信号を生成してＣＣＤドライバ３２及びＡＤＣ３３に対してそれぞれ供給する。また、Ｙ座標カウンタ３４は、ＣＣＤドライバ３２に供給するＣＣＤクロック信号と同一のＣＣＤクロック信号をＹ座標データとして信号処理部３５に供給する。ＡＤＣ３３はＣＣＤ７ａ，７ｂから出力された散乱光強度を示す検出信号Ｄ２を例えば２５６階調にデジタル化し、散乱光強度データとして信号処理部３５へ出力する。
【００４５】
モータドライバ３６は、マスクテーブル８をＸ軸方向に移動させる駆動装置１０を構成する駆動モータ１３に対して例えばパルス信号等の駆動信号を供給してマスクテーブル８の移動を制御する。駆動モータ１３の出力軸に連結したエンコーダ１４は、駆動モータ１３の回転量を示す信号をＸ座標カウンタ３７に出力する。Ｘ座標カウンタ３７は、エンコーダ１４から出力される回転量を示す信号に基づいてマスクテーブル８のＸ方向の座標を示すＸ座標データを算出して信号処理部３５に出力する。また、Ｘ座標カウンタ３７は、Ｘ座標に同期（例えば、２００μｍピッチに）してＹ座標カウンタ３４に同期信号を出力する。
【００４６】
Ｙ座標カウンタ３４は、Ｘ座標カウンタ３７から出力された同期信号に基づいて、ＣＣＤドライバ３２へのスキャニング信号を発生する。また、ＡＤＣ３３にも同期信号を出力し、ＣＣＤ７ａ，７ｂからの信号をデジタル化する。表面位置検出装置１６ａ，１６ｂは検出して得られたマスク２の位置を示す表面位置情報を信号処理部３５へ出力する。
【００４７】
信号処理部３５は、ＡＤＣ３３から出力される散乱光強度データ、Ｙ座標カウンタ３４から出力されるＹ座標データ、及びＸ座標カウンタ３７から出力されるＸ座標データから、二次元の散乱光強度マップＭ（分布図）を作成する。このとき、散乱光強度データからマスク２の端部及びペリクル４の枠を検出して散乱光強度マップＭの外枠を自動的に設定し、後述する方法を用いて散乱光強度マップＭを微小区間に分割して、微小区間内に含まれるセルの散乱光強度データを積算する。そして、積算した信号を数階調（例えば、３階調又は２６階調）に区分けして表示装置３８に表示する。
【００４８】
また、信号処理部３５は、散乱光強度マップＭの作成に先立って、ゲイン補正板１５を用いてＣＣＤ７ａ，７ｂの各セルの感度のばらつきの補正量を求めるとともに、表面位置検出装置１６ａ，１６ｂから出力される表面位置情報に基づいて、マスク２の厚みに応じたデフォーカスによる補正量を算出する。更に、散乱光強度マップＭの作成時には、先に求めた補正量で散乱光強度データを補正するとともに、欠陥のあるセルから出力される検出結果を他のセルの検出結果を用いて補正する。表示装置３８は、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄＲａｙＴｕｂｅ）又は液晶表示装置等のディスプレイ装置であり、信号処理部３５で求められた散乱光強度マップＭを表示する。このとき、散乱光強度マップＭの階調に応じた濃淡表示を行うことが好ましい。
【００４９】
ＣＣＤ７ａ，７ｂの各セルは、検査領域４ａ，４ｂに対して微小であるので、各セルの感度を連続して計測するには、ゲイン補正板１５という連続的に信号が得られるものがよい。なお、感度補正は、ＣＣＤ７ａ，７ｂの複数のＣＣＤ毎に感度の計測を行うようにしてもよい。
【００５０】
［異物検査方法］
次に、本異物検査装置の動作について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る異物検査装置の散乱光強度マップＭの作成前に行われる予備処理を示すフローチャートである。
【００５１】
まず、被検査対象としてのマスク２をマスクテーブル８上に載置固定する。マスク２のマスクテーブル８上への載置が完了すると、照明装置５ａ，５ｂから検査領域４ａ，４ｂに照明光が照射されていない状態でＣＣＤ７ａ，７ｂに対して駆動信号Ｄ１を供給して得られる散乱光強度データから各セルの信号オフセットを算出する（工程Ｓ１０：第１検出工程）。ここで、信号オフセットとは、各セルから出力される散乱光強度データが異物の散乱光によるものであるか否かを判断する基準となる閾値である。つまり、散乱光強度データが信号オフセットよりも小さければ、その散乱光強度データは異物検査に用いられず、信号オフセット以上の値を有する散乱光強度データのみが異物検査に用いられることになる。セル毎に信号オフセットを求めるのは、ノイズ、暗電流、及び感度はセル毎に異なるためである。
【００５２】
次に、駆動モータ１３を駆動してゲイン補正板１５上に検査領域４ａ，４ｂが位置するようにマスクテーブル８をＸ方向に移動させる。マスクテーブル８の移動完了後、照明装置５ａ，５ｂから検査領域４ａ，４ｂに照明光を照射し、得られる散乱光をＣＣＤ７ａ，７ｂで検出して、各セル毎のゲインを算出する（工程Ｓ１１：第２検出工程）。大きさ及び形状が同一の異物を検査する場合であっても、各セル毎に感度が異なり、また照明装置５ａ，５ｂの劣化により照明光の照度の変動がある。このため、ほぼ一定の散乱光が得られるゲイン補正板１５からの散乱光を検出して、全てのセルから出力される散乱光強度データが同一となるように各セル毎にゲインを設定している。
【００５３】
尚、ゲイン補正板１５からほぼ一定の散乱光が得られず、ゲイン補正板１５の位置に応じて散乱光の強度にむらがある場合には、このむらを補正するための補正情報を予め信号処理部３５に記憶させておき、各セルから出力される検出信号を補正情報で補正することが好ましい。ゲイン補正板１５から発せられる散乱光の強度のむらは、例えば大きさが既知の真球ビーズをガラス板上に均一に付着させた基準散乱板で発せられる散乱光をＣＣＤ７ａ，７ｂで受光したときの検出信号とゲイン補正板１５から発せられる散乱光をＣＣＤ７ａ，７ｂで受光したときの検出信号との差から測定することができる。
【００５４】
なお、基準散乱板は、真球ビーズをガラス板上に付着させるもので、必然的にＣＣＤ７ａ，７ｂのセルに対して離散的に信号が得られることになり、離散的基準板である。これに対し、ゲイン補正板１５は連続的である。
【００５５】
ゲイン補正板１５からの散乱光を各セルで受光した結果、検出された散乱光強度が予め設定された規定値よりも低いものがあれば、信号処理部３５はそのセルを抽出して欠陥セルとする（工程Ｓ１２：抽出工程）。このとき、検出結果が規定値よりも低いものが複数あれば、それら全てを欠陥セルとする。このように連続して信号が得られるゲイン補正板１５を用いることにより、ＣＣＤ７ａ，７ｂのセルの欠陥（異常）を抽出することが可能となる。次に、信号処理部３５は欠陥セルが一定数を超えているか否かを判断する（工程Ｓ１３）。一定数を超えている場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、信号処理部３５は表示装置３８に対してＣＣＤ７ａ，７ｂの交換要求表示を行い（工程Ｓ１４）、検査動作を終了する。
【００５６】
一方、欠陥セルが一定数を超えていない場合（工程Ｓ１３の判断結果が「ＮＯ」の場合）には、信号処理部３５はチップ２５の継ぎ部に欠陥セルが有るか否かを判断する（工程Ｓ１５）。チップ２５の継ぎ部に欠陥セルがある場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、信号処理部３５は表示装置３８に対してＣＣＤ７ａ，７ｂの交換要求表示を行い（工程Ｓ１４）、検査動作を終了する。
【００５７】
図３に示したように、ＣＣＤ７ａ，７ｂが備える各チップ２５はセル１つ分の大きさである２５μｍ程度の間隔をもって離間して配列されている。詳細は後述するが、本実施形態においてはチップ２５間に仮想的なセル（以下、仮想セルという）を設定している。この仮想セルの検出信号は、仮想セルに隣接するセル（チップ２５の継ぎ部にあるセル）の検出信号を用いて補完して得ており、チップ２５の継ぎ部にあるセルが欠陥セルであると補完により仮想セルの検出信号を得ることができない。このため、チップ２５の継ぎ部に欠陥セルがある場合には工程Ｓ１４においてＣＣＤ７ａ，７ｂの交換要求表示を行っている。
【００５８】
工程Ｓ１５において、チップ２５の継ぎ部に欠陥セルがないと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、ゲイン補正板１５からの散乱光を各セルで受光して得られた検出信号のばらつきが一定値を越えたか否かが判断される（工程Ｓ１６）。この判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、検出信号のばらつきの原因はＣＣＤ７ａ，７ｂの不良にあるのではなく、ゲイン補正板１５上の異物の存在又はゲイン補正板１５の傷にあるとして検査不可とし、信号処理部３５は表示装置３８に対してゲイン補正板１５の清掃要求表示を行い（工程Ｓ１７）、検査動作を終了する。
【００５９】
工程Ｓ１６において、検出信号のばらつきが一定値を越えていないと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、信号処理部３５は各セルの信号オフセットの算出及びゲイン算出が予め設定された回数分行われたか否かを判断する（工程Ｓ１８）。所定の回数分行われていない場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には工程Ｓ１０に戻り、工程Ｓ１０〜工程Ｓ１７の処理が以上説明した通りに順に行われる。一方、工程Ｓ１８において、予め設定された回数分行われたと判断された場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、工程Ｓ１０で算出された信号オフセット及び工程Ｓ１１で算出されたゲインの平均値をそれぞれ算出する（工程Ｓ１９）。
【００６０】
以上の工程が終了すると、ゲイン補正板１５上に検査領域４ａ，４ｂが位置している状態で照明装置５ａ，５ｂの何れか一方に対して順に電源を供給して、検査領域４ａ，４ｂを順に照明し、得られる散乱光をＣＣＤ７ａ，７ｂで別個に順に検出する。そして、信号処理部３５はＣＣＤ７ａ，７ｂから出力される散乱光強度データから各々の平均値を算出する（工程Ｓ２０）。次に、算出した各々の平均値が予め設定された一定値以下であるか否かを判断し（工程Ｓ２１）、何れか一方の平均値又は両方の平均値が一定値以下であると判断した場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、平均値の低下が照明装置５ａ，５ｂの照度劣化によるものとして、信号処理部３５は表示装置３８に対して照明装置５ａ，５ｂの取り替え要求表示を行い（工程Ｓ２２）、検査動作を終了する。
【００６１】
一方、工程Ｓ２１の判断結果が「ＮＯ」の場合には、工程Ｓ１９で算出した信号オフセットの平均値とゲインの平均値とを用いて、各セルの感度特性を補正するとともに、補正後の感度特性に対して異物の大きさを判定するための閾値を設定する（工程Ｓ２３：補正工程）。図６は、補正された各セルの感度特性と異物の大きさを判定する閾値との関係の一例を示す図である。図６において、横軸はＹ方向の位置、すなわち各セルの位置を示しており、縦軸は補正されたセルの感度特性を示している。
【００６２】
図６において、符号Ｌ０を付した曲線はノイズレベルであり、符号Ｌ１を付した曲線は信号オフセットレベルであり、符号Ｌ２を付した曲線はゲイン補正板１５で散乱された散乱光を受光したときの受光レベルである。信号オフセットレベルＬ１はノイズレベルＬ０よりも高いレベルに設定される。図６に示すように、各セルの信号オフセット及びゲインを補正することで、信号オフセットレベルが各セルで同一のレベルに補正され、受光レベルＬ２も各セルで同一のレベルに補正される。このようにして、各々のセルの感度特性がほぼ同一になるよう補正される。
【００６３】
また、信号処理部３５はノイズレベルＬ０を０％、受光レベルＬ２を１００％に設定し、ノイズレベルＬ０よりも僅かに高いレベル（例えば、３％のレベル）に異物の大きさを判定する閾値の最小レベルＬ１１を設定する。また、ゲイン補正板１５からの散乱光を受光した際の受光レベルＬ２とマスク２に付着した散乱光を受光した際の受光レベルとの差を考慮して、例えば１５％のレベルに異物の大きさを判定する閾値の最大レベルＬ１２を設定する。そして、最小レベルＬ１１と最大レベルＬ１２との間を等間隔をもって数段階（例えば、１６段階）に区分して、異物の大きさを判定するための閾値を設定する。
【００６４】
以上で散乱光強度マップＭ作成前に行われる予備処理が完了する。以上の工程が完了すると、マスクテーブル８上に載置されたマスク２に付着した異物の検査が行われる。図７は、散乱光強度マップＭを作成して検査結果を表示するまでの工程を示すフローチャートである。検査工程が開始すると、まずマスクテーブル８をＸ方向に移動させて表面位置検出装置１６ａ，１６ｂを用いてマスク２の表面位置を検出し、この検出結果に基づいて異物の大きさを判定する際に用いるパラメータを補正する補正量を求め、パラメータを補正する工程が行われる（工程Ｓ３０：補正量算出工程）。
【００６５】
図５に示した工程Ｓ２３において異物の大きさを判定するための閾値が設定された訳であるが、マスク２の厚みが基準厚からずれており、マスク２の表面がデフォーカスした状態にあると、ＣＣＤ７ａ，７ｂに入射する光量が低下し、異物が異なった大きさに判定されることがある。このため、工程Ｓ３０ではマスク２の表面位置を検出し、表面位置がデフォーカスした状態である場合には、そのデフォーカス量に応じて異物の大きさを判定する際に用いるパラメータ（閾値）を補正している。パラメータの補正量は、デフォーカス量とＣＣＤ７ａ，７ｂの検出信号Ｄ２（散乱光強度データ）の変化量との相関を予め実測して求めておき（相関計測工程）、この相関を用いて補正する。
【００６６】
次に、マスクテーブル８を初期位置に移動させた後、照明装置５ａ，５ｂに電源を供給して照明光を照射させ、ペリクル４上の検査領域４ａ，４ｂを所定の幅で均一に照射する（工程Ｓ３１）。そして、検査領域４ａ，４ｂが照明されている状態で、駆動装置１０によりマスクテーブル８をＸ方向に移動させて散乱光を検出する（工程Ｓ３２：散乱光検出工程）。散乱光の検出動作の詳細は以下の通りである。
【００６７】
つまり、ペリクル４上に異物がない場合は照明光はペリクル４を透過するが、異物がある場合は異物による散乱光が発生する。この散乱光は対物レンズ６ａ，６ｂによりＣＣＤ７ａ，７ｂ上に結像され、ＣＣＤ７ａ，７ｂは散乱光を光電変換してその強度に応じた検出信号Ｄ２を出力する。この検出信号Ｄ２はＡＤＣ３３を介して信号処理部３５に散乱光強度データとして供給される。つまり、ＣＣＤドライバ３２からＣＣＤ７ａ，７ｂに駆動信号Ｄ１が入力されると、駆動信号Ｄ１に同期してＣＣＤ７ａ，７ｂから散乱光の強度に応じた検出信号Ｄ２が出力される。
【００６８】
モータドライバ３６から駆動モータ１３に例えばパルス信号が供給されると、駆動モータ１３は回転し、その回転はボールねじ１２を介してマスクテーブル８に伝達され、マスクテーブル８はリニアガイド１１ａ，１１ｂに沿って所定距離だけ移動走査される。本例ではマスクテーブル８は２００μｍピッチで移動されるように設定されている。マスクテーブル８が所定距離だけ移動されると、エンコーダ１４から座標信号が出力され、この座標信号はＸ座標カウンタ３７に入力され、Ｙ座標カウンタ３４に同期信号として供給される。
【００６９】
Ｘ座標カウンタから同期信号を受けたＹ座標カウンタ３４はＣＣＤドライバ３２にスキャニング信号を発生し、ＣＣＤ７ａ，７ｂの各セルからの検出信号Ｄ２がＡＤＣ３３によってデジタル化されて信号処理部３５に入力される。このように、ペリクル４上の１ラインの散乱光強度が出力されると、駆動装置１０によりマスクテーブル８が１ライン分だけ移動され、この動作を繰り返すことにより駆動装置１０に同期してペリクル４の検査領域４ａの散乱光強度データが二次元的に取り込まれ、ペリクル４の全面が二次元的に検査される。信号処理部３５に取り込まれたＣＣＤ７ａ，７ｂの散乱光強度データは、Ｘ座標カウンタ３７からのＸ座標と、Ｙ座標カウンタ３４からのＹ座標の位置情報とに対応付けられて、内蔵のＲＡＭ（図示省略）に記憶される（分布図作成工程）。このＲＡＭに記憶された散乱高強度データは、本発明にいう分布図に相当する。
【００７０】
以上の処理が終了すると、ＲＡＭに記憶された検出結果を用いて欠陥セル及びＣＣＤ７ａ，７ｂが備える各チップ２５の間に設定した仮想セルにおける検出値を算出する処理が信号処理部３５で行われる（工程Ｓ３３：第１補完工程、第２補完工程）。信号処理部３５内に設けられたＲＡＭには散乱光強度データがＸ座標及びＹ座標の位置情報に対応付けられて記憶されているため、ＲＡＭに記憶された散乱光強度データの一部をＸＹ座標系に表示すると、図８のように表すことができる。図８は、散乱光強度データの一部を二次元的に表した図である。
【００７１】
図８に示すとおり、散乱光強度データを二次元的に表すと、Ｘ方向及びＹ方向に所定の間隔をもって各データを配列することができる。図８中において数値「０」が付された箇所は異物による散乱光が検出されなかった箇所を示し、数値「０」以外の数値が付された箇所は異物による散乱光が検出された箇所を示している。この数値は散乱光の強度に応じて大きくなり、最大の数値は「２５５」となる。
【００７２】
また、図８中において、記号「−」が付された箇所は検出結果が得られなかったか、検出結果が所定値以下であった箇所を示している。この記号「−」が付された箇所のＹ座標位置に欠陥セル又は仮想セルが配置されている。異物検査においてはマスクテーブル８をＸ方向に走査して異物からの散乱光を得ているため、欠陥セル又は仮想セルが配置されたＹ座標位置の検出結果の全てが得られない。
【００７３】
このため、本実施形態においては、欠陥セル又は仮想セルに隣接するセルから得られた検出結果を用いて欠陥セル又は仮想セルの検出値を算出している（工程Ｓ３３）。具体的な検出値の算出方法は、例えば図８中の符号ｋ０を付した箇所の検出値を得るときには、Ｙ方向に隣接する符号ｋ１を付した箇所のデータ“１０”と符号ｋ２を付した箇所のデータ“２０”との平均値“１５”を求め、この平均値を符号ｋ０を付した箇所のデータとして補完することで、検出値を算出している。検出結果が得られなかった他の箇所も同様の補完を行って検出値を算出する。尚、欠陥セル又は仮想セルの検出値の算出方法は、上記の平均値による補完以外に、高次関数を用いた補完等の補完方法を用いても良い。
【００７４】
以上の工程が終了すると、信号処理部３５は計測した全領域を０．５ｍｍ角の第１分割領域に分割し（工程Ｓ３４：第１分割工程）、第１分割領域に含まれる全セルの検出値を積算する（工程Ｓ３５）。次に、信号処理部３５は工程Ｓ３５で積算した検出値からペリクル枠（フレーム３）及びマスク２の端部を自動的に検出し、マスク２上における異物検査領域を求め、この異物検査領域を散乱光強度マップＭの外枠として設定する（工程Ｓ３６）。
【００７５】
次に、信号処理部３５は隣接する４つの第１分割領域の積算値を合計し、この合計値を１ｍｍ角の第２分割領域（微小領域）における積算値とする（工程Ｓ３７：第２分割工程、積算工程）。ここで、第２分割領域よりも小さな第１分割領域の積算値を合計したものを第２分割領域における積算値とするのは、異物が複数の第１分割領域にまたがっていても、その異物によって得られる検出信号の大きさをより正確に求めるためである。上記第１分割領域及び第２分割領域の大きさは、照明装置５ａ，５ｂの照明開口、マスク２の厚み、及びマスク２が用いられる露光装置が備える投影光学系の倍率に応じて設定される。つまり、マスク２を用いた露光処理時における異物による光量低下を効果的に検出することができる大きさに第１分割領域及び第２分割領域の大きさが設定される。
【００７６】
図９は、工程Ｓ３７における積算値を算出する方法を説明するための図である。図９において、符号ＤＲ１を付した領域の各々は第１分割領域を示しており、図示した４つの第１分割領域にまたがって異物ＤＦが配置されている場合を考える。この配置は工程Ｓ３４において計測した全領域を分割する以上、起こり得る状況である。かかる配置の場合には、異物ＤＦの検出信号は４つの第１分割領域に分配されてしまい、それぞれの領域における検出信号を用いて異物の大きさを判定すると誤った判定結果が得られる。
【００７７】
そこで、本実施形態においては、異物ＤＦがまたがっている４つの第１分割領域の積算値を合計して第１分割領域よりも大きな第２分割領域の積算値とすることで、いわば常に異物が第２分割領域の中央に配置されている状態での積算値を求めている。これによって、異物ＤＦの大きさの判断に用いられる検出信号の大きさを正確に求めることができる。
【００７８】
図１０は、工程Ｓ３７の処理における第２分割領域の設定方法を説明するための図である。上述した第２分割領域は１ｍｍ角の領域であるが、この第２分割領域は他の第２分割領域と一部が互いに重なるように設定される。これは、異物が第２分割領域の中央に配置されている状態での積算値を求めるためである。第２分割領域の設定は、図１０に示すように領域Ｒ２１に含まれる４つの第１分割領域を最初の第２分割領域とする。
【００７９】
次に、領域Ｒ２１の中心から第１分割領域の幅（０．５ｍｍ）の分だけ離間した位置に中心が設定された領域Ｒ２２に含まれる４つの第１分割領域を次の第２分割領域とする。同様に、領域Ｒ２２の中心から第１分割領域の幅の分だけ離間した位置に中心が設定された領域Ｒ２３に含まれる４つの第１分割領域を次の第２分割領域とする。図１０においては、紙面横方向に第１分割領域を設定する場合を例に挙げて説明したが、紙面縦方向についても同様に第２分割領域が設定される。このように、第２分割領域における積算値は、第１分割領域の幅（０．５ｍｍ）のピッチで計算される。
【００８０】
次に、工程Ｓ３６で散乱光強度マップＭの外枠として設定した異物検査領域を５ｍｍ角の第３分割領域に分割する（工程Ｓ３８）。この第３分割領域は表示装置３８に得られた散乱光強度マップＭを表示する際の最小表示単位となるものである。異物検査領域を第３分割領域に分割した後で、各々の第３分割領域に含まれる第２分割領域の積算値（工程Ｓ３７で求めた積算値）の最大のものを第３分割領域の代表値に設定する（工程Ｓ３９）。この処理を全ての第３分割領域で行い、得られた第３分割領域各々の代表値を複数段階にランク分けして散乱光強度マップＭを作成する（工程Ｓ４０）。第３分割領域各々の代表値を複数段階にランク分けすることにより異物の大きさが判定される（判定工程）。そして、作成した散乱光強度マップＭを検査結果として表示装置３８に表示する。このとき、ランクに応じた濃淡表示を行うことが好ましい。
【００８１】
［露光装置］
次に、上述した本発明の実施形態に係る異物検査装置を備える露光装置について説明する。なお、以下の説明ではマスクと感光基板とを同期移動しつつマスクに形成されたパターンを逐次感光基板上に転写する走査型露光装置を例に挙げて説明する。
【００８２】
図１１は露光装置４０の概略的な構成を示す斜視図である。図１１において、超高圧水銀ランプ等の光源４１から射出した光束は、楕円鏡４２で反射された後にダイクロイックミラー４３に入射する。このダイクロイックミラー４３は露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過するものである。ダイクロイックミラー４３で反射された光束は、光軸ＡＸ１に対して進退可能に配置されたシャッター４４によって投影光学系側への照射が選択的に制限される。
【００８３】
シャッター４４が開放されることによって、光束は波長選択フィルタ４５に入射し、投影光学系５２ａが転写を行うのに適した波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）の光束となる。また、この光束の強度分布は光軸近傍が最も高く、周辺になると低下するガウス分布状になるため、少なくとも投影光学系５２ａの投影領域５３ａ内で強度を均一にする必要がある。このため、フライアイレンズ４６とコンデンサーレンズ４８によって光束の強度を均一化する。ミラー４７は配列上の折り曲げミラーである。
【００８４】
強度が均一化された光束は、視野絞り４９を介してマスク５０のパターン面上に照射される。この視野絞り４９は感光基板５４上の投影領域５３ａを制限する開口を有する。視野絞り４９とマスク５０との間に対物レンズ系を設けて視野絞り４９とマスク５０のパターン面と感光基板５４の投影面とが互いに共役になるように構成してもよい。
【００８５】
光源４１から視野絞り４９までの構成を投影光学系５２ａに対する照明光学系Ｌ１とし、この例では照明光学系Ｌ１と同様の構成を有する照明光学系Ｌ２〜Ｌ５を設けて、各照明光学系Ｌ２〜Ｌ５からの光束を投影光学系５２ｂ〜５２ｅのそれぞれに供給する。複数の照明光学系Ｌ１〜Ｌ５のそれぞれから射出された光束は、マスク５０上の異なる部分領域（照明領域）５１ａ〜５１ｅをそれぞれ照明する。ここで、投影光学系５２ａ〜５２ｅの光軸方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスク５０及び感光基板５４の走査方向をＸ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＸ軸方向に垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００８６】
部分領域５１ａ〜５１ｅは、マスク５０への露光光の照射領域を規定する台形状の間口を有する複数の視野絞り４９等で形成され、第１列の部分領域５１ｂ，５１ｄに対して第２列の部分領域５１ａ，５１ｃ，５１ｅが交互に千鳥状に備えられている。基準位置において、第１列の部分領域５１ｂ，５１ｄと第２列の部分領域５１ａ，５１ｃ，５１ｅとは、双方の視野絞りのＹ軸方向端部がＸ軸方向からみて所定量、重なり合うようにして位置している。部分領域５１ａ〜５１ｅにおけるＸ軸方向に所定量重なり合う端部領域を以下、継ぎ領域と呼ぶことにすると、走査露光の際、この継ぎ領域を通過するマスクのパターン像は、第１列の部分領域５１ｂ，５１ｄと第２列の部分領域５１ａ，５１ｃ，５１ｅの双方で露光されて最適な積算露光量が得られるようになっている。
【００８７】
また、本露光装置４０には、照明視野絞り部である部分領域５１ａ〜５１ｅによって規定される照射領域上のマスク５０のパターンを感光基板５４に転写するために、各部分領域５１ａ〜５１ｅに対応させて千鳥状に配列された５個の投影光学系５２ａ〜５２ｅが備えられている。これら投影光学系５２ａ〜５２ｅは、Ｙ軸方向に２列に並べられており、各投影光学系は各部分領域５１ａ〜５１ｅによって規定されるマスク５０上の照射領域に対してそれぞれ割り当てられている。
【００８８】
投影光学系は、例えば２組のダイソン型光学系を組み合わせた投影光学系が用いられているが、この光学系については公知であるため、ここでは詳細な説明を省略する。投影光学系５２ａ〜５２ｅは各照明光学系Ｌ１〜Ｌ５に対応して設けられ、マスク５０の照明領域５１ａ〜５１ｅのパターン像を投影領域５３ａ〜５３ｅに結像する。投影光学系５２ａ〜５２ｅはいずれも正立等倍実結像（正立正像）光学系である。
【００８９】
感光基板５４は基板ステージ５５に載置固定されており、基板ステージ５５は二次元の走査露光を行うべく走査方向（Ｘ軸方向）に長いストロークを持ったＸ方向駆動装置５６Ｘを有している。さらに、走査方向については高分解能及び高精度のＸ方向位置測定装置（例えばレーザ干渉計）５７Ｘを有する。また、マスク５０はマスクステージ７０により支持され、このマスクステージ７０も基板ステージ５５と同様に、走査方向（Ｘ軸方向）に長いストロークを持ったＸ方向駆動装置５８Ｘとマスクステージ７０の走査方向の位置を検出するＸ軸方向位置測定装置５９Ｘとを有する。
【００９０】
更に、基板ステージ５５及びマスクステージ７０は、走査方向であるＸ軸方向と直交するＹ軸方向に移動する機能を有する。すなわち、基板ステージ５５には、基板ステージ５５をＹ軸方向に駆動するＹ方向駆動装置５６ＹとＹ方向位置測定装置５７Ｙが設けられている。同様に、マスクステージ７０には、マスクステージ７０をＹ軸方向に駆動するＹ方向駆動装置５８Ｙとマスクステージ７０のＹ軸方向の位置を検出するＹ方向位置測定装置５９Ｙとが設けられている。また、基板ステージ５５上には、感光基板５４を上下動させるための不図示のＺステージが設置されている。Ｚステージの高さを変えて露光することにより、ベストフォーカス位置に感光基板５４を設置することができる。
【００９１】
制御装置６０は、マイクロコンピュータ等により構成され、記憶装置６０ａを有し、露光装置４０全体を制御するものであり、位置測定装置５７Ｘ，５７Ｙ，５９Ｘ，５９Ｙの測定結果と、基板ステージ５５をＸ軸方向に駆動するＸ方向駆動装置５６Ｘとマスクステージ７０をＸ軸方向に駆動するＸ方向駆動装置５８Ｘと、基板ステージ５５をＹ軸方向に駆動するＹ方向駆動装置５６Ｙと、マスクステージ７０をＹ軸方向に駆動するＹ方向駆動装置５８Ｙを制御するものである。
【００９２】
この露光装置４０は、異物検査装置８０，８１を備えている。異物検査装置８０，８１はマスクステージ７０上に固定されたマスク５０上の異物の散乱光を検出するものである。尚、図１１においては、図示を簡略化しているが異物検査装置８０，８１は図１に示す異物検査装置１と同様に、それぞれＹ方向に沿って対物レンズ及びＣＣＤを配置した構成である。上述した制御装置６０は図４に示す信号処理回路と同様の回路を備えており、異物検査装置８０，８１から出力される検出信号を合成し、前述した方法で処理してマスク５０の全面の散乱光強度マップＭを形成する。
【００９３】
異物検査装置８０，８１は、露光装置４０の照明光学系Ｌ１〜Ｌ５を照明装置として用い、照明光学系Ｌ１〜Ｌ５から射出される照明光を異物に照射して散乱光を発生させる構成である。また、マスク５０と異物検査装置８０，８１とを相対的にＸ軸方向に移動させる手段として、Ｘ方向駆動装置５８Ｘを用いている。そして、Ｘ方向位置測定装置５９Ｘの位置検出情報と、異物検査装置８０，８１が備えるＣＣＤのクロック信号を基に座標位置を検出している。この座標位置と、ＣＣＤからの検出信号から、前記した実施形態と同様に散乱光強度マップＭを作成することができる。
【００９４】
この実施形態に示す露光装置４０の動作は、基本的には前記の異物検査装置１と同様であるため省略するが、この露光装置４０はマスク５０のパターンを感光基板５４に露光している最中に、マスク５０の異物検出を行うことができる。このため、露光処理と異物検査処理とを同時に行うことができ、露光装置４０の作業効率を大幅に高めることができる。また、一度装着したマスクで露光し、途中でマスクに異物が付着した場合、このマスクで露光した全ての製品を廃棄していたが、本実施形態の走査露光装置によれば、異物が付着したとき以降の製品を廃棄するだけですみ、不良品の産出を最小限に抑えることができる。
【００９５】
なお、異物検査処理と露光処理とを同時に行わず、露光処理前にＸ方向駆動装置５８Ｘによりマスクステージ７０をプリスキャンし、この動作中に異物検査処理を完了し、その後で露光処理を行うようにしても良い。この場合は露光光とは異なるプリスキャン用の照明で異物検査処理を行うことが好ましい。
【００９６】
また、上記の異物検査装置８０，８１を備える露光装置４０は、異物検査のための照明装置として照明光学系Ｌ１〜Ｌ５を用いた例を挙げて説明したが、部分領域５１ａ〜５１ｅから外れた位置に検査領域を設定し、この検査領域を照明する照明装置を別途設ける構成であっても良い。かかる構成の場合には、検査領域を照明するための照明装置が別途必要になるが、２つの異物検査装置８０，８１を備える必要はなく、１つの異物検査装置を省略することができる。
【００９７】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００９８】
例えば、上記実施形態においては、図５において各セルの検出信号のばらつきが一定値以上のときは、ゲイン補正板１５上の異物清掃等の要求表示を行って、動作を終了するようにしていた。しかしながら、検出信号のばらつきが全体的なものではなく一箇所又は数ヶ所の局所的なものである場合には、ばらつきがある箇所の周囲の検出信号を用いて検出信号にばらつきがある箇所の検出信号を補完するようにしても良い。
【００９９】
【発明の効果】
この発明によると、異物と光電変換素子との相対的な位置関係に拘わらず、高い確度をもって異物の大きさを判定することができるようになるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】照明装置の構成例を示す図である。
【図３】ＣＣＤの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る異物検査装置が備える信号処理回路の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施形態に係る異物検査装置の散乱光強度マップ作成前に行われる予備処理を示すフローチャートである。
【図６】補正された各セルの感度特性と異物の大きさを判定する閾値との関係の一例を示す図である。
【図７】散乱光強度マップを作成して検査結果を表示するまでの工程を示すフローチャートである。
【図８】散乱光強度データの一部を二次元的に表した図である。
【図９】図７の工程Ｓ３７における積算値を算出する方法を説明するための図である。
【図１０】図７の工程Ｓ３７の処理における第２分割領域の設定方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る露光装置の概略的な構成を示す斜視図である。
【図１２】光電変換素子の画素と異物との位置関係により異物が異なった大きさに判定される理由を説明するための図である。
【符号の説明】
１…異物検査装置
４…ペリクル（被検体）
４ａ，４ｂ…検査領域
５ａ，５ｂ…照明装置
７ａ，７ｂ…ＣＣＤ（散乱光検出装置）
８…マスクテーブル（載置部）
１０…駆動装置（移動装置）
１５…ゲイン補正板（補正部材）
１６ａ，１６ｂ…表面位置検出装置
３５…信号処理装置（信号処理部）
４０…露光装置
５０…マスク
５２ａ〜５２ｅ…投影光学系
５４…感光基板
５５…基板ステージ
７０…マスクステージ
８０，８１…異物検査装置
Ｌ１〜Ｌ５…照明光学系

Claims

被検体の被検面上に付着した異物を検査する異物検査装置において、
前記被検体の検査領域を照明する照明装置と、
該照明装置で照明された前記検査領域に対向してほぼ連続して配置された複数の光検出素子を備えるとともに、前記検査領域からの散乱光を前記複数の光検出素子で検出する散乱光検出装置と、
前記被検面上の位置と前記散乱光検出装置の検出結果とを対応付けた分布図を求め、当該分布図を分割した微小領域に含まれる前記光検出素子毎の検出結果を積算した積算値に基づいて、前記異物の大きさを判定する信号処理装置と
を備えることを特徴とする異物検査装置。
前記被検体を載置する載置部を有し、前記検査領域に対して前記載置部に載置された前記被検体を相対的に移動させる移動装置を備え、
前記載置部には前記複数の光検出素子各々の検出感度を補正するための補正部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
前記散乱光検出装置に対する前記被検体の表面位置を検出する表面位置検出装置を備え、
前記信号処理装置は、前記表面位置検出装置の検出結果に応じて前記散乱光検出装置の検出結果を補正することを特徴とする請求項１又は２に記載の異物検査装置。
被検体の被検面上に付着した異物を検査する異物検査方法において、
前記被検体上の検査領域からの散乱光を複数の光検出素子で検出する散乱光検出工程と、
前記被検面上の位置と前記散乱光検出工程の検出結果とを対応付けた分布図を作成する分布図作成工程と、
前記分布図を分割した微小領域に含まれる前記光検出素子毎の検出結果を積算する積算工程と、
前記積算工程で積算された積算値に基づいて前記異物の大きさを判定する判定工程と
を含むことを特徴とする異物検査方法。
前記積算工程は、前記分布図を前記微小領域よりも小さな単位の領域に分割する第１分割工程と、
前記分布図を前記微小領域の大きさに分割する第２分割工程と、
前記微小領域に含まれる前記第１分割工程で分割された領域の検出結果を積算する工程と
を含むことを特徴とする請求項４に記載の異物検査方法。
前記散乱光検出工程を行う前に、前記複数の光検出素子各々の感度特性を補正する感度補正工程を含むことを特徴とする請求項４又は５に記載の異物検査方法。
前記感度補正工程は、前記光検出素子に光が入射していない状態における前記複数の光検出素子の検出結果を得る第１検出工程と、
前記光検出素子の各々に所定の強度の光が入射している状態における前記複数の光検出素子の検出結果を得る第２検出工程と、
前記第１検出工程及び前記第２検出工程の検出結果を用いて前記複数の光検出素子各々の感度特性を補正する補正工程と
を含むことを特徴とする請求項６に記載の異物検査方法。
前記第２検出工程で求められた検出結果から欠陥のある光検出素子を欠陥素子として予め抽出する抽出工程と、
前記散乱光検出工程が行われた後で、前記欠陥素子に隣接する光検出素子の検出結果を用いて前記欠陥素子の検出結果を補完する第１補完工程と
を含むことを特徴とする請求項７に記載の異物検査方法。
前記光検出素子が所定の間隔をもって配列されていない箇所に仮想的な光検出素子である仮想素子を設定し、当該仮想素子に隣接する光検出素子の検出結果を用いて前記仮想素子の検出結果を補完する第２補完工程を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の異物検査方法。
前記複数の光検出素子に対する前記被検体の表面位置の変化と前記複数の光検出素子の検出結果の変化との相関を予め求める相関計測工程と、
前記被検体の表面位置を検出する表面位置検出工程と、
前記表面位置検出工程の検出結果と前記相関計測工程で求められた前記相関とから、前記被検体の表面位置ずれに起因する前記複数の光検出素子の検出結果の変化を補正する補正量を求める補正量算出工程と
を含むことを特徴とする請求項４〜９の何れか一項に記載の異物検査方法。
マスクに形成されたパターンを感光基板に転写する露光装置において、
前記マスクに付着した異物を前記被検体に付着した異物として検査する請求項１〜３の何れか一項に記載の異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。
マスクに形成されたパターンを感光基板に転写する露光装置において、
前記マスクに付着した異物を前記被検体に付着した異物として請求項４〜１０の何れか一項に記載の異物検査方法を用いて検査する異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。