JP2933736B2 - 表面状態検査装置 - Google Patents
表面状態検査装置Info
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
-
- G—PHYSICS
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N2021/95676—Masks, reticles, shadow masks
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造工程で用いら
れるフォトマスクまたはレチクルの表面に付着した塵埃
等の異物を走査ビームの照射により検出する表面状態検
査装置に関する。
れるフォトマスクまたはレチクルの表面に付着した塵埃
等の異物を走査ビームの照射により検出する表面状態検
査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にＩＣ製造工程においては、レチク
ルの露光用パターンを半導体焼付け装置（ステッパまた
はマスクアライナ）の投影光学系等によりレジストが塗
布された半導体ウエハ上に転写するという方法が採用さ
れている。
ルの露光用パターンを半導体焼付け装置（ステッパまた
はマスクアライナ）の投影光学系等によりレジストが塗
布された半導体ウエハ上に転写するという方法が採用さ
れている。
【０００３】ここで半導体焼付け装置によりレチクルか
らレジストを塗ってあるウエハ上にパターンを転写する
時、ゴミ等の欠陥がレチクル表面に付着していると本来
のレチクルのパターン以外に欠陥の形も焼き付けること
となりＩＣ製造の歩留り低下の原因となる。
らレジストを塗ってあるウエハ上にパターンを転写する
時、ゴミ等の欠陥がレチクル表面に付着していると本来
のレチクルのパターン以外に欠陥の形も焼き付けること
となりＩＣ製造の歩留り低下の原因となる。
【０００４】特にウエハに所望のレチクルパターンをス
テップアンドリピートで複数焼きつける「ステッパ」を
用いる場合、レチクル上の１ケのゴミがウエハ全面に焼
付けられることとなる。
テップアンドリピートで複数焼きつける「ステッパ」を
用いる場合、レチクル上の１ケのゴミがウエハ全面に焼
付けられることとなる。
【０００５】そこで近年、レチクル上のゴミを的確に検
出することが不可欠なこととなった。さらに歩留り向上
のため検査時間の短縮化が要求されている。
出することが不可欠なこととなった。さらに歩留り向上
のため検査時間の短縮化が要求されている。
【０００６】このようなレチクル上のゴミ等の異物を検
出するための従来例を図７に示す。これはレーザ光源
（図示しない）から発したビームをポリゴン等（図示し
ない）の回転素子でｆ−θレンズ２を介して走査ビーム
とし、レチクル１上に集光する。途中、検査時間を短縮
するためにハーフミラー４でビームを上下に２分割し、
各々反転ミラー５，１０を介してレチクル１の上面１ａ
（ブランク面）と下面（クロム面）１ｂとに導光し、集
光している。走査ビームは紙面と直交方向にレチクル上
を走査し、これと同期してレチクルがＳ1←→Ｓ2方向に
走査され、レチクル全面が検査される。レチクル上にゴ
ミがあった場合、ビームの散乱光が発生する。この例で
はこれを、集光レンズ（ビーム走査方向に母線をもつシ
リンドリカルレンズやマイクロレンズアレー等）で一旦
視野絞り（７ａ，７ｂ）上に結像し、その開口を通過さ
せた後、ファイバ（８ａ，８ｂ）を通してフォトマル
（９ａ，９ｂ）に導く。ここでレチクルのブランク面と
クロム面とに付着したゴミの回路パターンへの影響を述
べる。クロム面上にはウエハに転写されるべき回路パタ
ーンがクロム単層膜、あるいは、酸化クロムとクロムの
２層膜のいずれかでパターニングされ、焼付レンズに関
してウエハとこのクロム面とが光学的に共役関係になっ
ている。このため、クロム面上に付着した小さなゴミ
（１〜２μｍ）はそのままウエハ上に繰り返し転写され
てしまう。これに対し、ブランク面上に付着した同じ大
きさのゴミはウエハ上にはボケて写ることはない。とこ
ろが大きなゴミ（５μｍ以上）になるとこのゴミのほぼ
真下にあるクロム面上のパターンに対してはその照明光
束（レチクルの上方から落射照明される）の一部を遮っ
てしまうために、照度ムラを引き起こす。その結果、同
じ時間露光されてもゴミの有無で全積分照射光量が異な
ってきて回路パターン線幅が変動するという悪影響を受
ける。
出するための従来例を図７に示す。これはレーザ光源
（図示しない）から発したビームをポリゴン等（図示し
ない）の回転素子でｆ−θレンズ２を介して走査ビーム
とし、レチクル１上に集光する。途中、検査時間を短縮
するためにハーフミラー４でビームを上下に２分割し、
各々反転ミラー５，１０を介してレチクル１の上面１ａ
（ブランク面）と下面（クロム面）１ｂとに導光し、集
光している。走査ビームは紙面と直交方向にレチクル上
を走査し、これと同期してレチクルがＳ1←→Ｓ2方向に
走査され、レチクル全面が検査される。レチクル上にゴ
ミがあった場合、ビームの散乱光が発生する。この例で
はこれを、集光レンズ（ビーム走査方向に母線をもつシ
リンドリカルレンズやマイクロレンズアレー等）で一旦
視野絞り（７ａ，７ｂ）上に結像し、その開口を通過さ
せた後、ファイバ（８ａ，８ｂ）を通してフォトマル
（９ａ，９ｂ）に導く。ここでレチクルのブランク面と
クロム面とに付着したゴミの回路パターンへの影響を述
べる。クロム面上にはウエハに転写されるべき回路パタ
ーンがクロム単層膜、あるいは、酸化クロムとクロムの
２層膜のいずれかでパターニングされ、焼付レンズに関
してウエハとこのクロム面とが光学的に共役関係になっ
ている。このため、クロム面上に付着した小さなゴミ
（１〜２μｍ）はそのままウエハ上に繰り返し転写され
てしまう。これに対し、ブランク面上に付着した同じ大
きさのゴミはウエハ上にはボケて写ることはない。とこ
ろが大きなゴミ（５μｍ以上）になるとこのゴミのほぼ
真下にあるクロム面上のパターンに対してはその照明光
束（レチクルの上方から落射照明される）の一部を遮っ
てしまうために、照度ムラを引き起こす。その結果、同
じ時間露光されてもゴミの有無で全積分照射光量が異な
ってきて回路パターン線幅が変動するという悪影響を受
ける。
【０００７】いずれにしろ、この程の検査装置に必要と
されるゴミの最小分解能としては、クロム面が１〜２μ
ｍであるのに対し、ブランク面では５μｍ以上である。
されるゴミの最小分解能としては、クロム面が１〜２μ
ｍであるのに対し、ブランク面では５μｍ以上である。
【０００８】また、近年レチクルの大型化が進み、４Ｍ
ｂｉｔまでは５″平方、厚さ０．０９″のレチクルが主
流であったのに対し、１６Ｍｂｉｔになると焼付画面サ
イズの拡大に伴い、レチクルサイズも６″平方、厚さ
０．２５″のものが用いられる。この厚いレチクルは基
板の再利用が可能であり再利用の度に約５０μｍ程度パ
ターン面を削りおとす。これを１０回繰り返すとレチク
ル厚が５００μｍ程度減少する。
ｂｉｔまでは５″平方、厚さ０．０９″のレチクルが主
流であったのに対し、１６Ｍｂｉｔになると焼付画面サ
イズの拡大に伴い、レチクルサイズも６″平方、厚さ
０．２５″のものが用いられる。この厚いレチクルは基
板の再利用が可能であり再利用の度に約５０μｍ程度パ
ターン面を削りおとす。これを１０回繰り返すとレチク
ル厚が５００μｍ程度減少する。
【０００９】このような厚みの異なるレチクルがランダ
ムに検査装置に送り込まれた場合、図３から分るように
レチクルのブランク面の高さが変化し、レチクルのブラ
ンク面上での入射ビーム径が変動する。（なお、レチク
ルはレチクルハンド上に支持される際、通常クロム面
（下面）付き当て状態のためのクロム面の高さはレチク
ル厚が変化しても変らない。）この程の検査装置におい
て、粒子の光散乱強度はビーム径の２乗に反比例するの
でこの事実はブランク面の検査感度が不安定になること
を意味している。例えばレチクルブランク面上でのビー
ム径（Ｄｏ）を光軸断面でφ３０μｍとし、レチクルへ
のビームの入射角（α）を３０°とする。厚み差（Δ″
ｄ）５００μｍだけ薄いレチクルが搬入されてくると、
そのブランク面上でのビーム径（Ｄ′）は下記数式(1)
から４０μｍとなり、Ｈｅ−Ｎｅのレーザ光源の場合散
乱光量は５６％に減少してしまう。逆に、通常φ３０μ
ｍのビーム径で５μｍのゴミを検知していたとすると
６．７μｍ以上のゴミしか検知できなくなる。
ムに検査装置に送り込まれた場合、図３から分るように
レチクルのブランク面の高さが変化し、レチクルのブラ
ンク面上での入射ビーム径が変動する。（なお、レチク
ルはレチクルハンド上に支持される際、通常クロム面
（下面）付き当て状態のためのクロム面の高さはレチク
ル厚が変化しても変らない。）この程の検査装置におい
て、粒子の光散乱強度はビーム径の２乗に反比例するの
でこの事実はブランク面の検査感度が不安定になること
を意味している。例えばレチクルブランク面上でのビー
ム径（Ｄｏ）を光軸断面でφ３０μｍとし、レチクルへ
のビームの入射角（α）を３０°とする。厚み差（Δ″
ｄ）５００μｍだけ薄いレチクルが搬入されてくると、
そのブランク面上でのビーム径（Ｄ′）は下記数式(1)
から４０μｍとなり、Ｈｅ−Ｎｅのレーザ光源の場合散
乱光量は５６％に減少してしまう。逆に、通常φ３０μ
ｍのビーム径で５μｍのゴミを検知していたとすると
６．７μｍ以上のゴミしか検知できなくなる。
【００１０】
【数１】 以上を要約すると、クロム面上のゴミは直接転写される
ために分解能力も厳しく約１μｍであり、レチクル厚の
影響を受けない。これに対し、ブランク面上のゴミは照
度ムラとして影響し、その必要分解能は約５μｍと大き
くしてもよい。反面レチクル厚の影響を受ける。
ために分解能力も厳しく約１μｍであり、レチクル厚の
影響を受けない。これに対し、ブランク面上のゴミは照
度ムラとして影響し、その必要分解能は約５μｍと大き
くしてもよい。反面レチクル厚の影響を受ける。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレチクル上下面での相違にもかかわらず、図７の従
来技術では単にクロム面とブランク面の両方に同じ光束
を分岐して導いているために、次のような欠点があっ
た。
うなレチクル上下面での相違にもかかわらず、図７の従
来技術では単にクロム面とブランク面の両方に同じ光束
を分岐して導いているために、次のような欠点があっ
た。
【００１２】つまり、クロム面とブランク面上のビーム
径が等しいために、クロム面上の粒子分解能を高めよう
としてビーム径（Ｄｏ）を絞ると、ブランク面上のビー
ム径も細くなる。すると式(1) からレチクル厚変化Δｄ
が生じた時のビーム径の変動率も大きくなる。この事は
レチクル厚変化に対して検出感度が過敏に変動しすぎる
という欠点として現われてくる。
径が等しいために、クロム面上の粒子分解能を高めよう
としてビーム径（Ｄｏ）を絞ると、ブランク面上のビー
ム径も細くなる。すると式(1) からレチクル厚変化Δｄ
が生じた時のビーム径の変動率も大きくなる。この事は
レチクル厚変化に対して検出感度が過敏に変動しすぎる
という欠点として現われてくる。
【００１３】これを解決する手段として、あらかじめレ
チクルの厚みを計測し、この分だけブランク面検査時に
ピントをとり直すという方式が考えられる。しかしなが
ら、この方式によると、厚み計測手段とピント調整手段
とが必要であり、システムの大型化およびコストアップ
につながるという欠点があった。
チクルの厚みを計測し、この分だけブランク面検査時に
ピントをとり直すという方式が考えられる。しかしなが
ら、この方式によると、厚み計測手段とピント調整手段
とが必要であり、システムの大型化およびコストアップ
につながるという欠点があった。
【００１４】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、レチクル厚の変化にかかわらずクロム
面上の異物検出分解能を高めかつブランク面上の異物検
出の安定性を高め信頼性の高い検出を可能とする表面状
態検査装置の提供を目的とする。
たものであって、レチクル厚の変化にかかわらずクロム
面上の異物検出分解能を高めかつブランク面上の異物検
出の安定性を高め信頼性の高い検出を可能とする表面状
態検査装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
検査面をもつ基板にビームを集光、走査させると共にこ
れと概直交方向に該基板を移動させることにより該基板
の表面状態を検査する表面状態検査装置において、高い
検出分解能を必要とする第１の検査面の高さを維持する
と共に、この第１の検査面を検査する第１ビームに比べ
て、より低い検出分解能を必要とする第２の検査面用検
査ビームの光束開き角（ＮＡ）を小さくする。これによ
り、該基板の厚みバラツキが生じても、第２の検査面の
検出分解能が安定に得られる。
検査面をもつ基板にビームを集光、走査させると共にこ
れと概直交方向に該基板を移動させることにより該基板
の表面状態を検査する表面状態検査装置において、高い
検出分解能を必要とする第１の検査面の高さを維持する
と共に、この第１の検査面を検査する第１ビームに比べ
て、より低い検出分解能を必要とする第２の検査面用検
査ビームの光束開き角（ＮＡ）を小さくする。これによ
り、該基板の厚みバラツキが生じても、第２の検査面の
検出分解能が安定に得られる。
【００１６】
【実施例】図１は本発明第一の実施例を示す。
【００１７】レーザ光源１から発したレーザビームはピ
ンホール２で必要なビーム形状に切り出された後ビーム
エキスパンダ３で広げられてポリゴンミラー４等の光学
スキャナに入射する。ここで反射されたビームはｆ−θ
レンズ５を通過して収束光束となりハーフミラー６、ミ
ラー７を経てレチクル８の下面（クロム面）の上の点Ｑ
に集光する。レチクルはレチクルハンド４０によって下
面つき当てで支持されているので、移動中高さは常に一
定に保たれる。一方ハーフミラー６で分割された収束光
束の一部はミラー９、光路長補正板１０、ミラー１１そ
してフィールドレンズ１２を経て一旦、中間結像する。
その後再び発散光束となってミラー１４，１５を経て結
像レンズ１６に達する。結像レンズ１６はその中に開口
絞り１７を持ちビームの一部だけを通過させ、レチクル
８のブランク面上の点Ｐにビームを集光させる。ポリゴ
ンミラー４が回転すると収束ビームはレチクル８の上下
面を各々紙面と直交する方向に走査する。これと同期に
レチクルをＳ1←→Ｓ2の方向に移動させると、レチクル
上の必要な検査領域を検査できる。尚、受光系は従来例
（図７）と同じ構成あるいはこれ以外でも良く、本発明
によって制限されることはない。
ンホール２で必要なビーム形状に切り出された後ビーム
エキスパンダ３で広げられてポリゴンミラー４等の光学
スキャナに入射する。ここで反射されたビームはｆ−θ
レンズ５を通過して収束光束となりハーフミラー６、ミ
ラー７を経てレチクル８の下面（クロム面）の上の点Ｑ
に集光する。レチクルはレチクルハンド４０によって下
面つき当てで支持されているので、移動中高さは常に一
定に保たれる。一方ハーフミラー６で分割された収束光
束の一部はミラー９、光路長補正板１０、ミラー１１そ
してフィールドレンズ１２を経て一旦、中間結像する。
その後再び発散光束となってミラー１４，１５を経て結
像レンズ１６に達する。結像レンズ１６はその中に開口
絞り１７を持ちビームの一部だけを通過させ、レチクル
８のブランク面上の点Ｐにビームを集光させる。ポリゴ
ンミラー４が回転すると収束ビームはレチクル８の上下
面を各々紙面と直交する方向に走査する。これと同期に
レチクルをＳ1←→Ｓ2の方向に移動させると、レチクル
上の必要な検査領域を検査できる。尚、受光系は従来例
（図７）と同じ構成あるいはこれ以外でも良く、本発明
によって制限されることはない。
【００１８】図２は図１の結像関係を光学的に展開した
図である。
図である。
【００１９】フィールドレンズ１２は、ポリゴンミラー
４の反射点と結像レンズの絞り１７の中心とを共役関係
に導くためのものである。この配置をとることによって
中間結像面１３の任意のビーム集光点から発散した光束
（開き角２θCRで図中点線）は走査位置に関わらず一様
に絞り１７で遮断される。この結果ブランク面上の点Ｐ
に再結像したビーム光束の開き角２θBLは同じく走査位
置にかかわらず一様に２θCRより小さくなる。そして以
下の式(2) から太いビーム径（Ｄｏ）がえられる。
４の反射点と結像レンズの絞り１７の中心とを共役関係
に導くためのものである。この配置をとることによって
中間結像面１３の任意のビーム集光点から発散した光束
（開き角２θCRで図中点線）は走査位置に関わらず一様
に絞り１７で遮断される。この結果ブランク面上の点Ｐ
に再結像したビーム光束の開き角２θBLは同じく走査位
置にかかわらず一様に２θCRより小さくなる。そして以
下の式(2) から太いビーム径（Ｄｏ）がえられる。
【００２０】
【数２】 ビーム径Ｄｏが太くなると式(1) を変形した式(3)
【００２１】
【数３】 からレチクル厚が変化した時のビーム径の変化率（Ｄ′
／Ｄｏ）は小さくなることが判る。又、クロム面用ビー
ムについては式(2) から開き角θを大きくすればビーム
径Ｄｏを絞れ、高分解能が得られる。図２が示すように
クロム面、ブランク面に入射するビームの主光線（光束
の中心光線）は一般に走査面に対して垂直ではない。検
出原理によってはこれを垂直に立てる必要性のあるもの
がある。これをテレセンの条件という。この場合にはク
ロム面上Ｑの近傍にフィールドレンズを付加すると共に
中間結像面１３近くのフィールドレンズ１２の屈折力を
加減することによって主光線を立てる。そして中間結像
面１３の直後にもフィールドレンズを付加すればよい。
更にブランク面上の点Ｐの近くにも同様なフィールドレ
ンズを付加すると、ブランクビームもテレセンにするこ
とができる。
／Ｄｏ）は小さくなることが判る。又、クロム面用ビー
ムについては式(2) から開き角θを大きくすればビーム
径Ｄｏを絞れ、高分解能が得られる。図２が示すように
クロム面、ブランク面に入射するビームの主光線（光束
の中心光線）は一般に走査面に対して垂直ではない。検
出原理によってはこれを垂直に立てる必要性のあるもの
がある。これをテレセンの条件という。この場合にはク
ロム面上Ｑの近傍にフィールドレンズを付加すると共に
中間結像面１３近くのフィールドレンズ１２の屈折力を
加減することによって主光線を立てる。そして中間結像
面１３の直後にもフィールドレンズを付加すればよい。
更にブランク面上の点Ｐの近くにも同様なフィールドレ
ンズを付加すると、ブランクビームもテレセンにするこ
とができる。
【００２２】本実施例において、中間結像面からブラン
ク面への結像倍率は等倍であることが望ましい。なぜな
らば、等倍の場合、クロム面上とブランク面上とでビー
ムスピードが等しくなり、この分検査位置を同定する電
気回路が共通化できるからである。但し、等倍以外であ
ってもビームスピードが異なる分電気的に別回路として
補正すればよい。
ク面への結像倍率は等倍であることが望ましい。なぜな
らば、等倍の場合、クロム面上とブランク面上とでビー
ムスピードが等しくなり、この分検査位置を同定する電
気回路が共通化できるからである。但し、等倍以外であ
ってもビームスピードが異なる分電気的に別回路として
補正すればよい。
【００２３】本実施例においてはレチクルの上下面に同
時に検査ビームを入射させ、クロム面、ブランク面の両
方の表面状態を同時に検査でき、検査時間を大幅に短縮
できる。また、レーザからｆ−θレンズ迄の光学系を上
下ビームの共通光路として使えるために光学系全体を大
幅にコンパクト化できる。
時に検査ビームを入射させ、クロム面、ブランク面の両
方の表面状態を同時に検査でき、検査時間を大幅に短縮
できる。また、レーザからｆ−θレンズ迄の光学系を上
下ビームの共通光路として使えるために光学系全体を大
幅にコンパクト化できる。
【００２４】図４は第２の実施例を示す。光学的結像関
係は図１の実施例と同じであるが、異なる点はハーフミ
ラー６を切り換えミラー３０に置き換えた点である。図
１ではレチクルの上下面に同時にビームを入射させたの
に対して、本実施例では上下ビームを時系列的に切り換
える配置をとる。すなわち、レチクルが検査中Ｓ1→Ｓ2
の方向へ移動している時（往路）、切り換えミラー３０
を光路からはずしてビームをクロム面上に集光してお
く。クロム面の検査がおわると今度は切り換えミラー３
０を光路中に挿入してビームをブランク面上に集光し、
レチクルをＳ2→Ｓ1の方向へ移動する（復路）。
係は図１の実施例と同じであるが、異なる点はハーフミ
ラー６を切り換えミラー３０に置き換えた点である。図
１ではレチクルの上下面に同時にビームを入射させたの
に対して、本実施例では上下ビームを時系列的に切り換
える配置をとる。すなわち、レチクルが検査中Ｓ1→Ｓ2
の方向へ移動している時（往路）、切り換えミラー３０
を光路からはずしてビームをクロム面上に集光してお
く。クロム面の検査がおわると今度は切り換えミラー３
０を光路中に挿入してビームをブランク面上に集光し、
レチクルをＳ2→Ｓ1の方向へ移動する（復路）。
【００２５】この配置をとることによって、ビームのエ
ネルギを分割せずにクロム面あるいはブランク面に集中
できるので、異物の散乱光量を増加でき、検査の信頼性
を高められる。
ネルギを分割せずにクロム面あるいはブランク面に集中
できるので、異物の散乱光量を増加でき、検査の信頼性
を高められる。
【００２６】図５は第３の実施例を示す。図６はその光
学的結像関係を示す。
学的結像関係を示す。
【００２７】前述の第１、第２の実施例がブランク用ビ
ームを再結像させてレチクル上で太くしていたのに対
し、本実施例では再結像させずに太いビームに変換して
いる点が特徴である。これを達成する手段として図中Ｎ
Ａ変換素子として凹、凸２枚のレンズ２０，２１からな
る構成を示す。その他の構成は図１と同じである。
ームを再結像させてレチクル上で太くしていたのに対
し、本実施例では再結像させずに太いビームに変換して
いる点が特徴である。これを達成する手段として図中Ｎ
Ａ変換素子として凹、凸２枚のレンズ２０，２１からな
る構成を示す。その他の構成は図１と同じである。
【００２８】図６でＮＡ変換素子の作用を説明する。
【００２９】レーザ１から発したビームはｆ−θレンズ
５を通過後、凹レンズ２０、凸レンズ２１のない場合は
点線に沿って進み面１３上に集光する。軸上光線の集光
位置はＯｏで、軸外光線の集光位置はｙ0 である。また
光束の開き角は２θCRである。これに対して凹レンズ２
０と凸レンズ２１がある場合、凹レンズ２０に入射して
きたビームはこのレンズの負の屈折力の働きで一旦、発
散光束か、平行光束ないしは弱い収束光束になり、凸レ
ンズ２１に入射する。この凸レンズの働きでビームは再
び収束光となってブランク面８に集光する。このように
して結像されるブランクビームの開き角２θBLはレンズ
２０と２１の屈折力、間隔を選択することによって２θ
CRより小さくすることができる。よって前述した式(2)
、式(3)から太くて変化率の小さなブランクビームが得
られる。
５を通過後、凹レンズ２０、凸レンズ２１のない場合は
点線に沿って進み面１３上に集光する。軸上光線の集光
位置はＯｏで、軸外光線の集光位置はｙ0 である。また
光束の開き角は２θCRである。これに対して凹レンズ２
０と凸レンズ２１がある場合、凹レンズ２０に入射して
きたビームはこのレンズの負の屈折力の働きで一旦、発
散光束か、平行光束ないしは弱い収束光束になり、凸レ
ンズ２１に入射する。この凸レンズの働きでビームは再
び収束光となってブランク面８に集光する。このように
して結像されるブランクビームの開き角２θBLはレンズ
２０と２１の屈折力、間隔を選択することによって２θ
CRより小さくすることができる。よって前述した式(2)
、式(3)から太くて変化率の小さなブランクビームが得
られる。
【００３０】本実施例においてはＮＡ変換素子を光路中
に挿入することによって実質的に走査光学系の焦点距離
を変化させている。つまり、ポリゴンミラー４から走査
面８までの間で、ｆ−θレンズ５だけの場合に比べてＮ
Ａ変換素子を挿入した場合、全焦点距離が長くなってい
る。この結果、ポリゴンミラー４が同じ角度回転しても
クロム面とブランク面とでレチクル上のビームスピード
が異なるという現象が生じてくる（図６中ｙ0に対する
ｙ1）。そしてこれが原因して、クロム面に対し、ブラ
ンク面の検査位置がズレるという問題が起きてくる。以
下にこの補正法を述べる。レチクル上の検査位置を固定
する手段として、図６中５０に示したように同期信号発
生用ディテクタを設けて、ポリゴンミラーの回転時刻を
知り、一定の遅延とクロックパルス計数手段とでレチク
ル上の距離を測る方法がある。第１、第２の実施例では
上下ビームのスピードは同じなので、上記クロックパル
スの周期は同じでいいが、本実施例においては、前述の
理由でクロム面とブランク面のビームスピードが異なる
分クロムパルスの周期を変えればよい。
に挿入することによって実質的に走査光学系の焦点距離
を変化させている。つまり、ポリゴンミラー４から走査
面８までの間で、ｆ−θレンズ５だけの場合に比べてＮ
Ａ変換素子を挿入した場合、全焦点距離が長くなってい
る。この結果、ポリゴンミラー４が同じ角度回転しても
クロム面とブランク面とでレチクル上のビームスピード
が異なるという現象が生じてくる（図６中ｙ0に対する
ｙ1）。そしてこれが原因して、クロム面に対し、ブラ
ンク面の検査位置がズレるという問題が起きてくる。以
下にこの補正法を述べる。レチクル上の検査位置を固定
する手段として、図６中５０に示したように同期信号発
生用ディテクタを設けて、ポリゴンミラーの回転時刻を
知り、一定の遅延とクロックパルス計数手段とでレチク
ル上の距離を測る方法がある。第１、第２の実施例では
上下ビームのスピードは同じなので、上記クロックパル
スの周期は同じでいいが、本実施例においては、前述の
理由でクロム面とブランク面のビームスピードが異なる
分クロムパルスの周期を変えればよい。
【００３１】図８は第４の実施例を示す。
【００３２】第１〜第３の実施例と異なる点は、上下ビ
ームの光路をポリゴンミラー４だけ共有化し、他は別に
設けた点にある。つまり、クロム面用ビームはレーザ１
から発したビームをハーフミラー４０透過後ピンホール
２、エキスパンダ３を介してポリゴンミラー４に入射さ
せ、この反射光をｆ−θレンズ５に導く。これに対し
て、ブランク面用ビームはハーフミラー４０で反射され
たビームをミラー４１で反射後、ピンホール２より小開
口のピンホール４２、あるいはエキスパンダ３より低倍
率のエキスパンダ４３を通してクロム用光路より細い平
行光束とし、ポリゴンミラー４に入射させる。そして、
この反射光を別のｆ−θレンズ４４に導いて最終的にブ
ランク面上に小さな開き角をもった太いビーム径として
集光する。この場合ｆ−θレンズ４４の焦点距離はｆ−
θレンズ５と同じであることが望ましい。但し異なって
いても、第３の実施例で述べたように走査スピードの補
正を行なえばよい。
ームの光路をポリゴンミラー４だけ共有化し、他は別に
設けた点にある。つまり、クロム面用ビームはレーザ１
から発したビームをハーフミラー４０透過後ピンホール
２、エキスパンダ３を介してポリゴンミラー４に入射さ
せ、この反射光をｆ−θレンズ５に導く。これに対し
て、ブランク面用ビームはハーフミラー４０で反射され
たビームをミラー４１で反射後、ピンホール２より小開
口のピンホール４２、あるいはエキスパンダ３より低倍
率のエキスパンダ４３を通してクロム用光路より細い平
行光束とし、ポリゴンミラー４に入射させる。そして、
この反射光を別のｆ−θレンズ４４に導いて最終的にブ
ランク面上に小さな開き角をもった太いビーム径として
集光する。この場合ｆ−θレンズ４４の焦点距離はｆ−
θレンズ５と同じであることが望ましい。但し異なって
いても、第３の実施例で述べたように走査スピードの補
正を行なえばよい。
【００３３】図９は第５の実施例を示す。
【００３４】本実施例では上下ビームの光学系を全く独
立に設けた点が特徴である。光学的結像関係は前実施例
と同じである。また、ブランク面用光路中にあるピンホ
ール４２とエキスパンダ４３は、クロム面用のピンホー
ル２、エキスパンダ３に比べて各々、小開口であるか、
低倍率である点も実施例４と同じである。これらはブラ
ンク面用ビームの光束開き角を小さくする。このように
上下光路を個別に設けることによって部品点数は増える
が、光学系の引き回しが自由になり、光学系全体をコン
パクト化できる。
立に設けた点が特徴である。光学的結像関係は前実施例
と同じである。また、ブランク面用光路中にあるピンホ
ール４２とエキスパンダ４３は、クロム面用のピンホー
ル２、エキスパンダ３に比べて各々、小開口であるか、
低倍率である点も実施例４と同じである。これらはブラ
ンク面用ビームの光束開き角を小さくする。このように
上下光路を個別に設けることによって部品点数は増える
が、光学系の引き回しが自由になり、光学系全体をコン
パクト化できる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明により、レ
チクルのクロム面に小さなビーム径で集光させる一方、
ブランク面には開き角の小さなビームを集光する点が可
能となる。その結果、クロム面の異物分解能を向上でき
ると共に、レチクルの厚みがバラツいてもその影響を受
けることなく、ブランク面上の異物を安定して検知でき
るようになる。
チクルのクロム面に小さなビーム径で集光させる一方、
ブランク面には開き角の小さなビームを集光する点が可
能となる。その結果、クロム面の異物分解能を向上でき
ると共に、レチクルの厚みがバラツいてもその影響を受
けることなく、ブランク面上の異物を安定して検知でき
るようになる。
【００３６】また、レチクル厚を計測する手段や、レチ
クル厚変化に応じてピントをとり直す手段等が不要とな
るので、大幅なシステムの簡略化とコストダウンが図ら
れる。
クル厚変化に応じてピントをとり直す手段等が不要とな
るので、大幅なシステムの簡略化とコストダウンが図ら
れる。
【００３７】また、レチクルを削って再利用できるの
で、半導体製造プロセス全体の大幅なコストダウンを成
し遂げられる。
で、半導体製造プロセス全体の大幅なコストダウンを成
し遂げられる。
【図１】本発明第１の実施例の構成図。
【図２】図１の実施例の光学関係説明図。
【図３】レチクル厚変化とビーム径の変化の関係を示す
説明図。
説明図。
【図４】本発明第２の実施例の構成図。
【図５】本発明第３の実施例の構成図。
【図６】図５の実施例の光学関係説明図。
【図７】従来例の構成図。
【図８】本発明第４の実施例の構成図。
【図９】本発明第５の実施例の構成図。
１ レーザ ２ ピンホール ３ ビームエキスパンダ ４ ポリゴンミラー ５ ｆ−θレンズ ６ ハーフミラー ７，９，１１，１４，１５，１９ ミラー ８ レチクル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/91 G03F 1/00 - 1/16
Claims (5)
- 【請求項１】 必要とする検出分解能が異なる複数の検
査面を有する被検査体に対し走査ビームを照射して前記
検査面の表面状態を検出する表面状態検査装置におい
て、最も高い検出分解能が必要な検査面を一定位置に保
って前記被検査体を保持する保持手段と、検出分解能が
低い検査面を照射する走査ビームに対し光束ビームの開
き角を小さくするための光学手段とを具備したことを特
徴とする表面状態検査装置。 - 【請求項２】 前記走査ビームの走査方向に対して略直
角な方向に前記被検査体を移動させる移動手段を具備し
たことを特徴とする請求項１に記載した表面状態検査装
置。 - 【請求項３】 前記被検査体は半導体製造用レチクルま
たはマスクであって、高い検出分解能の検査面としてパ
ターン面を有することを特徴とする請求項１に記載した
表面状態検査装置。 - 【請求項４】 前記走査ビームを発生するための光源
と、該光源からの光束を各検査面に対応させて分割する
ためのビーム分割手段とを有し、且つ前記光学手段とし
ての、分割されたビーム光路上に設けたビーム開き角変
換手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載した
表面状態検査装置。 - 【請求項５】 前記走査ビームを発生するための光源
と、該光源からの光束を各検査面に対応させて光路を切
り換えるためのビーム分割手段とを有し、且つ前記光学
手段としての、分割されたビーム光路上に設けたビーム
開き角変換手段を具備したことを特徴とする請求項１に
記載した表面状態検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5555891A JP2933736B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 表面状態検査装置 |
| US08/199,971 US5381225A (en) | 1991-02-28 | 1994-02-22 | Surface-condition inspection apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5555891A JP2933736B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 表面状態検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04273008A JPH04273008A (ja) | 1992-09-29 |
| JP2933736B2 true JP2933736B2 (ja) | 1999-08-16 |
Family
ID=13002033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5555891A Expired - Fee Related JP2933736B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | 表面状態検査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5381225A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3259331B2 (ja) * | 1992-05-29 | 2002-02-25 | キヤノン株式会社 | 表面状態検査装置 |
| US5581348A (en) * | 1993-07-29 | 1996-12-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface inspecting device using bisected multi-mode laser beam and system having the same |
| US6064517A (en) | 1996-07-22 | 2000-05-16 | Kla-Tencor Corporation | High NA system for multiple mode imaging |
| JPH11515108A (ja) * | 1996-09-05 | 1999-12-21 | ダヴリュイーエー マニュファクチュアリング，インク． | 両面光ディスク面検査装置 |
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| DE69738762D1 (de) * | 1996-12-24 | 2008-07-24 | Asml Netherlands Bv | Optische prüfvorrichtung und mit einer solchen versehene lithographische vorrichtung |
| DE19714202A1 (de) * | 1997-04-07 | 1998-10-15 | Bosch Gmbh Robert | Vorrichtung zum optischen Prüfen von Oberflächen |
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| US5933230A (en) * | 1997-04-28 | 1999-08-03 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool |
| US5917589A (en) * | 1997-04-28 | 1999-06-29 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool |
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| US6624884B1 (en) | 1997-04-28 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool |
| US5847823A (en) * | 1997-04-28 | 1998-12-08 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool |
| US6704435B1 (en) | 1997-04-28 | 2004-03-09 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool |
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| US6806951B2 (en) * | 2000-09-20 | 2004-10-19 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining at least one characteristic of defects on at least two sides of a specimen |
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| US7349090B2 (en) | 2000-09-20 | 2008-03-25 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining a property of a specimen prior to, during, or subsequent to lithography |
| US6614519B1 (en) | 2000-10-25 | 2003-09-02 | International Business Machines Corporation | Surface inspection tool using a parabolic mirror |
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| KR101209857B1 (ko) * | 2009-02-20 | 2012-12-10 | 삼성코닝정밀소재 주식회사 | 유리 표면 이물 검사 장치 및 방법 |
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| JP6353913B2 (ja) * | 2014-04-24 | 2018-07-04 | エーエスエムエル ホールディング エヌ．ブイ． | コンパクトな両側レチクル検査システム |
| EP3249348B1 (de) * | 2016-05-26 | 2019-07-03 | Baumer Electric AG | Sensorvorrichtung zur vermessung einer oberfläche |
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| JPS58120155A (ja) * | 1982-01-12 | 1983-07-16 | Hitachi Ltd | レチクル異物検出装置 |
| US4871257A (en) * | 1982-12-01 | 1989-10-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus for observing patterned article |
| JPS59186324A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-23 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 異物検査装置 |
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| JPS6333834A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-13 | Canon Inc | 表面状態検査装置 |
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-
1991
- 1991-02-28 JP JP5555891A patent/JP2933736B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-02-22 US US08/199,971 patent/US5381225A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04273008A (ja) | 1992-09-29 |
| US5381225A (en) | 1995-01-10 |
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