JP2583250B2 - 欠陥検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、欠陥検査技術、特に、被検査物の表面に欠
陥として付着した異物の自動欠陥検査方法に関し、例え
ば、半導体装置の製造工程において、レチクルおよびウ
エハ等の表面に付着した異物の検査に利用して有効なも
のに関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、パターンを転写する
のに使用されるレチクル（拡大マスク）に異物付着等の
ような欠陥があると、全ペレット不良が発生するため、
レチクル上における欠陥についての検査並びにそれに基
づく評価ないしは診断は、オンラインまたはオフライン
を問わず重要である。

そこで、レクチルの欠陥検査を非破壊にて実行する欠
陥検査装置として、非検査物としてのレチクルに光を照
射してレチクルからの反射光をホトセンサにより測定
し、その測定結果に基づいて正常部と欠陥部とを判定し
て欠陥の分布を求めるように構成されている光学検査装
置が、各種提案されている。

なお、光学検査技術を述べてある例としては、株式会
社工業調査会発行「電子材料1984年11月号別冊」昭和59
年11月20日発行 P213〜P219、がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような欠陥検査装置を用いてレチクルの欠陥検査
を実施する際、レチクルが診断（ないしは評価）すべき
プロセスを経る前から、レチクルに存在していた欠陥
は、診断対象外の欠陥であるため、除去する必要がある
が、これを人為的に除去する作業は困難であるという問
題点があることが、本発明者によって明らかにされた。

本発明の目的は、診断対象外の欠陥を自動的に除去す
ることができる欠陥検査方法を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概
要を説明すれば、次の通りである。

すなわち、本発明の欠陥検査方法は、所定の処理が行
なわれる前の被処理物を検査ステージに配置した状態の
もとで被処理物の表面における欠陥の位置および大きさ
についての処理前の欠陥データを記憶部に記憶する工程
と、検査ステージから移送された被処理物を処理工程に
搬送して被処理物に所定の処理を行う処理工程と、処理
工程における処理が行われた後の被処理物を検査ステー
ジに再度配置した状態のもとで被処理物の表面における
欠陥の位置および大きさについての処理後の欠陥データ
を記憶部に記憶する工程と、それぞれ記憶部に記憶され
た処理前の欠陥データと処理後の欠陥データとを照合す
る演算工程とを有し、処理時に被処理物に発生した欠陥
を検出するようにしたことを特徴とする。

〔作用〕

前記した手段によれば、記憶部には診断すべきプロセ
スを被検査物が経る前に欠陥の位置およびそれらの大き
さに関するデータを検査して記憶させておき、診断すべ
きプロセスを被検査物が経た後に欠陥の位置および各欠
陥の大きさを検査して、当該データ記憶させることがで
きる。そして、演算部はプロセス後の被検査物における
欠陥の位置および各欠陥の大きさに関するデータから、
プロセス前の被検査物におけるそれを減算することによ
り、そのプロセスにおいて被検査物に発生した欠陥だけ
を選択することができる。

したがって、その欠陥の位置および大きさを解析する
ことにより、当該プロセスにおける欠陥の発生の原因等
を正確に診断することができる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例である欠陥検査方法を具体
化した異物検査装置を示す模式図、第図および第３図は
その作用を説明するための各説明図である。

本実施例において、この異物検査装置は被検査物とし
てのレチクル１上の診断すべきプロセスで付着した欠陥
としての異物の位置分布、およびその異物の大きさを分
析するように構成されており、清浄雰囲気を形成し得る
ように構成されている検査室２を備えている。検査室２
の片側側壁（以下、右側とする。）にはゲート３がレチ
クル１を検査室２に対して出し入れし得るように設備さ
れており、検査室２にはレチクル１をローディング・ア
ンローディングするためのステージ４、および異物の位
置および異物の大きさを検査するための異物検査ステー
ジ５が、右および左にそれぞれ配されて設定されてい
る。

検査室２内にはレチクル１を保持するためのホルダ６
が移動台７に支持されて設備されている。移動台７はホ
ルダ６をXY方向に移動させ得るように構成されており、
XY方向の移動座標はエンコーダ８によってコントローラ
11にインプットされるようになっている。移動台７はモ
ータ10によって駆動される送りねじ装置９によりローデ
ィング・アンローディングステージ４と検査ステージ５
との間を移動されるように構成されており、モータ10は
コントローラ11により制御されるように構成されてい
る。ローディング・アンローディングステージ４の移動
台７の真上には位置検出器18が設備されており、この検
出器18は検出結果をレチクル位置コントローラ19に送信
するように構成されている。

検査室２の検査ステージ５にはレーザ発振器12が設備
されており、このレーザ発振器12は走査ミラー13、分光
ミラー13Aおよび反射ミラー13Bを介して、非破壊検査を
実現する検査光としてのレーザ14をレチクル１の表裏面
に走査して照射するように構成されている。また、検査
ステージ５には一対のホトセンサ16A、16Bがレチクル１
の表裏面におけるレーザの照射点にそれぞれ対向するよ
うに設備されており、このホトセンサ16A、16Bはレチク
ル１上の異物にそれぞれ照射されたレーザ14の散乱光15
を検出し得るように構成されている。そして、走査ミラ
ー13は異物検査コントローラ17により制御されるように
構成されており、ホトセンサ16A、16Bはコントローラ17
にその検出結果をインプットするように構成されてい
る。

この異物検査装置はコンピュータ等からなる中央処理
ユニット（以下、CPUという。）20を備えており、そのC
PU20には前記ホルダコントローラ11、異物検査コントロ
ーラ17およびレチクル位置コントローラ19が接続されて
いる。また、CPU20には所望のパラメータ等を設定する
ためのコンソール21、欠陥位置および大きさ記憶部とし
てのメモリー22および演算部23がそれぞれ接続されてお
り、メモリー22および演算部23にはプリンタ、ディスプ
レー装置、外部メモリー等のような出力装置24が接続さ
れている。メモリー22はCPU20を通じて異物検査コント
ローラ17から送られて来るレチクル１上の異物の位置お
よび大きさを欠陥データとして記憶し得るように構成さ
れている。また、演算部23はCPU20によって制御される
ことにより、CPU20を通じてメモリー22から送られて来
る欠陥データ同士を照合して減算等のような所望の演算
を実行し得るように構成されている。

次に作用を説明する。

まず、診断すべきプロセスを経る前のレチクル１が、
ゲート３から検査室２内のローディング・アンローディ
ングステージ４に移動されているホルダ６上に移載され
る。

ホルダ６は移動座標をエンコーダ８によってコントロ
ーラ11にインプットされ、モータ10が制御される。検査
ステージ５に検査台７が移動される前に、レチクル位置
検出器18によりレチクル１の位置座標が読み取られ、位
置検出コントローラ19にその検出結果が送られる。

ホルダ６にレチクル１が位置決めされてセットされる
と、レチクル１を保持したホルダ６は移動台７により検
査ステージ５に移動される。

検査ステージ５に移動されると、レーザ発振器12から
のレーザ14が走査ミラー13により走査されながら、レチ
クル１を移動台７によってXY方向に移動されることによ
り、レチクル１の表裏面全体にわたって規則的に照射さ
れる。このとき、レチクル１上に異物があると、異物に
照射したレーザ14は散乱するため、散乱光15がホトセン
サ16A、16Bによって検出される。異物が検出されると、
ホトセンサ16A、16Bからコントローラ17に検出信号がイ
ンプットされるとともに、エンコーダ８の出力がメモリ
ー22にラッチされる。このとき、レーザ14はそのスポッ
ト径が充分小さく設定されているため、同一異物からの
散乱光15の検出回数により異物の大きさを検出すること
ができる。

CPU20はこの異物位置および異物の大きさに基づき、
第２図（ｂ）に示されているようなプロセス通過前の異
物データ図31を仮想的に作成し、これをメモリー22に記
憶させる。

ここで、第２図中、Ａ、Ｂ、Ｃは異物の大きさをラン
ク分けして示すものであり、Ａ＜Ｂ＜Ｃの関係にある。
また、Ａ、Ｂ、Ｃの位置はレチクル１における異物の座
標位置に対応されている。

このようにしてプロセスを経る前の異物データ図31を
作成されたレチクル１は検査室２からゲート３を経て外
部に取り出され、診断すべきプロセスに送られて所定の
露光処理に使用される。

その後、診断すべき露光処理プロセスを経たレチクル
１はゲート３から検査室２内のローディング・アンロー
ディングステージ４のホルダ６上に移載される。

続いて、レチクル１は前記と同様な作動により異物を
検出され、その異物の位置および大きさにより、第２図
（ａ）に示されているようなプロセス経過後の異物デー
タ図32が仮想的に作成されてメモリー22に記憶される。

ところで、診断すべきプロセスを経る前からレチクル
１に付着していた異物は、診断すべきプロセスによって
付着した異物ではないため、診断から除去してもよい。
また、SEMおよびＸ線アナライザ（図示せず）による組
成分析には時間および費用等を要するため、重要でない
異物についての分析作業は真に必要な異物分析作業の妨
げになる。したがって、診断すべきプロセスを経る前か
らレチクル１に付着していた異物についての分析作業は
省略することが望ましい。

そこで、本実施例において、CPU20は演算部23をし
て、第２図に示されているような減算を実行させること
により、第２図（ｃ）に示されているプロセスで付着し
た異物のデータ図33を仮想的に求める。すなわち、減算
部23は第２図（ａ）に示されているプロセス通過後の異
物データ図32から、同図（ｂ）に示されているプロセス
通過前の異物データ図31を引くことにより、同図（ｃ）
に示されているプロセスで付着した異物のデータ図33を
演算することになる。したがって、処理後の異物データ
の大きさが処理前の異物データの大きさよりも大きい場
合には差し引き結果を処理後の異物データとし、処理前
の異物データがない場合も差し引き結果が処理後の異物
データとなる。

ここで、第３図に示されているように、異物の大きさ
についてのデータがインプットされておらず、異物の位
置についてのデータだけであった場合、第３図（ａ）に
示されているプロセス通過後の異物データ図42から、第
３図（ｂ）に示されている異物データ図41を引くと、第
３図（ｃ）に示されているプロセスで付着した異物デー
タ図43においては、たとえ、プロセスで同一箇所に大き
な異物が付着したとしても見逃されてしまう。そして、
レチクルにおいては大きな異物の発見こそが重要である
ため、これを見逃すことは検査精度をきわめて低下させ
ることを意味する。

しかし、本実施例においては、異物の大きさについて
もデータが採取されてメモリー22に記憶されているた
め、第２図に示されているように、プロセスにおいて同
一箇所に付着した大きな異物は第２図（ｃ）において
「Ｃ」で示されているように、見逃さずに検出されるこ
とになる。したがって、検査精度の低下は回避すること
ができる。

前記実施例によれば次の効果が得られる。

（１） 異物検出手段の検出に基づきレチクルにおける
異物の位置および大きさに関するデータを記憶するメモ
リーと、メモリーのデータに基づいて複数の異物データ
相互を照合する演算部とを設けることにより、プロセス
通過後の異物データからプロセス通過前の異物データを
引くことによって、プロセスで付着した異物のデータを
自動的に求めることができるため、プロセスにおける異
物の付着傾向を正確かつ迅速に知ることができ、プロセ
スに対する診断ないしは評価を正確かつ迅速化させるこ
とができる。

（２） プロセスで付着した異物のデータを求めること
により、相対的に診断すべきプロセス通過前に付着して
いた異物をデータから排除することができるため、異物
の組成について分析検査を実施する場合、検査能率を高
めることができるとともに、プロセスに対する診断ない
しは評価の正確さを高めることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、異物検出だけを実施する装置において異物の
位置および大きさに関するデータを求めるように構成す
るに限らず、レチクルにおける異物の位置および大きさ
に関するデータの採取後、異物の位置および大きさにつ
いての分析検査を実施するように構成してもよい。

欠陥の位置および大きさに関するデータを求める対象
としての欠陥は異物に限らず、外観検査における欠損欠
陥や突起欠陥、寸法誤差欠陥等であってもよい。

欠陥検出手段としては、レチクルにレーザを照射して
その散乱光を検出するように構成されている光学的手
段、を使用するに限らず、被検査物に電子線等の荷電粒
子ビームを照射し、その２次粒子または波を検出するよ
うに構成されている手段等を使用してもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるレチクルの異物検
査技術に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、ウエハ等の欠陥検査装置に適用す
ることができる。本発明は少なくとも同一の被検査物が
繰り返し使用される場合や、複数のプロセスを通過する
場合における欠陥検査装置全般に適用することができ
る。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、次の通りであ
る。

被処理物に対して所定の処理を行う前後に欠陥データ
を記憶部に記憶し、処理前の欠陥データと処理後の欠陥
データとを照合することによって、処理時に被処理物に
発生した欠陥を検出することができ、プロセスにおいて
欠陥が発生する傾向を自動的に知ることができるため、
プロセスに対する診断ないしは評価を迅速に実行させる
ことができるとともに、その正確度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である欠陥検査方法を具体化
した異物検査装置を示す模式図、 第２図および第３図はその作用を説明するための各説明
図である。 １……レチクル（被検査物）、２……検査室、３……ゲ
ート、４……ローディング・アンローディングステー
ジ、５……異物検査ステージ、６……ホルダ、７……移
動台、８……リニアエンコーダ、９……送りねじ装置、
10……モータ、11……ホルダコントローラ、12……レー
ザ発振器、13……走査ミラー、14……レーザ、15……散
乱光、16A、16B……ホトセンサ、17……異物検出コント
ローラ、18……位置検出器、19……位置検出コントロー
ラ、20……CPU、21……コンソール、22……メモリー
（欠陥データ記憶部）、23……演算部、24……出力機
器、31……プロセス通過前の異物データ図、32……プロ
セス通過後の異物データ図、33……プロセスで付着した
異物データ図。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の処理が行われる前の被処理物を検査
   ステージに配置した状態のもとで前記被処理物の表面に
   おける欠陥の位置および大きさについての処理前の欠陥
   データを記憶部に記憶する工程と、 前記検査ステージから移送された前記被処理物を処理工
   程に搬送して前記被処理物に所定の処理を行う処理工程
   と、 前記処理工程における処理が行われた後の前記被処理物
   を前記検査ステージに再度配置した状態のもとで前記被
   処理物の表面における欠陥の位置および大きさについて
   の処理後の欠陥データを記憶部に記憶する工程と、 それぞれ前記記憶部に記憶された前記処理前の欠陥デー
   タと前記処理後の欠陥データとを照合する演算工程とを
   有し、 前記処理時に前記被処理物に発生した欠陥を検出するよ
   うにしたことを特徴とする欠陥検査方法。
2. 【請求項２】前記処理後の欠陥データから前記処理前の
   欠陥データを差し引く処理を行うことによって前記処理
   時に前記被処理物に発生した欠陥を検出するようにした
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の欠陥検査
   方法。
3. 【請求項３】前記処理後の欠陥データから前記処理前の
   欠陥データを差し引く処理は、同一の位置にあると認め
   られる欠陥データ相互の大きさを比較し、前記処理後の
   欠陥データの大きさが前記処理前の欠陥データの大きさ
   より大きい場合に差し引き結果を前記処理後の欠陥デー
   タとし、または、前記処理前の該当欠陥データが無い場
   合も差し引き結果を前記処理後の欠陥データとする処理
   であることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の欠
   陥検査方法。