JP2962752B2 - Pattern inspection equipment - Google Patents

Pattern inspection equipment

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JP2962752B2
JP2962752B2 JP1510990A JP1510990A JP2962752B2 JP 2962752 B2 JP2962752 B2 JP 2962752B2 JP 1510990 A JP1510990 A JP 1510990A JP 1510990 A JP1510990 A JP 1510990A JP 2962752 B2 JP2962752 B2 JP 2962752B2
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は表明状態検査装置に関し、特に光露光方式を
用いた半導体製造工程において、レチクルやフォトマス
ク等の基板上に付着した回路パターン以外の異物、例え
ば不透過性のゴミ等を検出する際に好適な表面状態検査
装置に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an assertion state inspection apparatus, and more particularly to a semiconductor manufacturing process using a light exposure method, other than a circuit pattern attached to a substrate such as a reticle or a photomask. The present invention relates to a surface condition inspection apparatus suitable for detecting foreign matter, for example, impermeable dust.

[従来の技術] 一般にIC製造工程においてはレチクル又はフォトマス
ク等の基板上に形成されている露光用の回路パターンを
半導体焼付け装置(ステッパー又はマスクアナイラー)
によりレジストが塗布されたウエハ面上に転写して製造
している。
[Prior Art] In general, in an IC manufacturing process, a circuit pattern for exposure formed on a substrate such as a reticle or a photomask is printed by a semiconductor printing apparatus (stepper or mask aniler).
Is transferred onto a wafer surface coated with a resist.

この際、基板面上にゴミ等の異物が存在すると転写す
る際、異物も同時に転写されてしまいIC製造の歩留りを
低下させる原因となってくる。
At this time, when foreign matter such as dust is present on the substrate surface, the foreign matter is also transferred at the time of transfer, which causes a decrease in the yield of IC manufacturing.

特にレチクルを使用し、ステップアンドリピート方法
により繰り返してウエハ面上に回路パターンを焼付ける
場合、レチクル面上の1個の異物がウエハ全面に焼付け
られてしまいIC製造の歩留りを大きく低下させる原因と
なってくる。
In particular, when a reticle is used and a circuit pattern is repeatedly printed on the wafer surface by the step-and-repeat method, one foreign matter on the reticle surface is burned over the entire wafer surface, which significantly reduces the yield of IC manufacturing. It is becoming.

その為、IC製造過程においては基板上の異物の存在を
検出するのが不可欠となっており、従来より種々の検査
方法が提案されている。例えば第2図は異物が等方的に
光を散乱する性質を利用する方法の一例である。同図に
おいては、走査用ミラー11とレンズ12を介してレーザー
10からの光束をミラー13の出入れによって上方又は、下
方に向け、2つのミラー14,45により各々基板15の表面
と裏面に入射させ、走査用ミラー11を回転若しくは振動
させて基板15上を走査している。そして基板15からの直
接の反射光及び透過光の光路から離れた位置に複数の受
光部16,17,18を設け、これら複数の受光部16,17,18から
の出力信号を用いて基板15上の異物の存在を検出してい
る。
Therefore, in the IC manufacturing process, it is essential to detect the presence of a foreign substance on a substrate, and various inspection methods have been conventionally proposed. For example, FIG. 2 shows an example of a method utilizing the property that foreign matter isotropically scatters light. In the same figure, a laser is transmitted through a scanning mirror 11 and a lens 12.
The luminous flux from 10 is directed upward or downward by moving the mirror 13 in and out, and is incident on the front and back surfaces of the substrate 15 by the two mirrors 14 and 45, respectively. Scanning. A plurality of light receiving units 16, 17, 18 are provided at positions distant from the optical paths of the direct reflected light and the transmitted light from the substrate 15, and the substrate 15 is output using the output signals from the plurality of light receiving units 16, 17, 18. The presence of the foreign matter above is detected.

即ち回路パターンからの回折光は方向性が強い為、各
受光部からの出力値は異なるが異物に光束が入射すると
入射光束は等方的に散乱される為、複数の受光部からの
出力値が各々等しくなってくる。従ってこのときの出力
値を比較することにより異物の存在を検出している。
That is, since the diffracted light from the circuit pattern has a strong directivity, the output value from each light receiving section is different, but when the light flux enters a foreign substance, the incident light flux is scattered isotropically, so that the output values from a plurality of light receiving sections are obtained. Become equal to each other. Therefore, the presence of the foreign matter is detected by comparing the output values at this time.

又第3図は異物が入射光束の偏光特性を乱す性質を利
用する方法の一例である。同図において偏光子19、走査
用ミラー11そしてレンズ12を介してレーザー10からの光
束を所定の偏光状態の光束としミラー13の出入れによっ
て上方又は、下方に向け、2つミラー14,45により各々
基板15の表面と裏面に入射させて走査用ミラー11により
基板15上を走査している。そして基板15からの直接の反
射光及び透過光の光路から離れた位置に各々偏光子20,2
2を前方に配置した2つの受光部21,23を設けている。そ
して回路パターンからの回折光と異物からの錯乱光との
偏光比率の違いから生ずる受光量の差を2つの受光部2
1,23より検出し、これにより基板15上の回路パターンと
異物とを弁別している。
FIG. 3 shows an example of a method utilizing the property that foreign matter disturbs the polarization characteristics of an incident light beam. In the same figure, a light beam from the laser 10 is turned into a light beam of a predetermined polarization state via the polarizer 19, the scanning mirror 11, and the lens 12, and is directed upward or downward by entering and exiting the mirror 13 by two mirrors 14, 45. The light is incident on the front surface and the back surface of the substrate 15, respectively, and is scanned on the substrate 15 by the scanning mirror 11. The polarizers 20 and 2 are located at positions away from the optical paths of the direct reflected light and the transmitted light from the substrate 15, respectively.
Two light receiving sections 21 and 23 having 2 disposed in front are provided. The difference in the amount of received light resulting from the difference in the polarization ratio between the diffracted light from the circuit pattern and the scattered light from the foreign object is calculated by the two light receiving units 2.
The circuit pattern on the substrate 15 is discriminated from the foreign matter by the detection from the reference numerals 1 and 23.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、これらの従来例は共通して次の様な欠
点をもっている。即ち、検査光として、露光光でない
光、すなわち波長633nmのHe−Neレーザーを主に用いて
いる為にゴミによっては、この波長について光透過性で
あっても、焼き波長は検査光波長と異る紫外光である為
に、光の吸収等が起き、その結果、異物検査時にはゴミ
の付着していないレチクルと判定されても実際の露光時
にはウエハ上に共通欠陥を発生してしまうという点であ
る。
[Problems to be solved by the invention] However, these conventional examples have the following disadvantages in common. That is, since light other than exposure light, that is, He-Ne laser having a wavelength of 633 nm, is mainly used as inspection light, depending on dust, even if light is transparent at this wavelength, the burning wavelength is different from the inspection light wavelength. Since the light is ultraviolet light, it absorbs light and the like. As a result, even if it is determined that the reticle is free of dust during foreign matter inspection, a common defect occurs on the wafer during actual exposure. is there.

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、光透過性の異物等を確実に検出し、実際の露光時
に影響する異物存在有無判定の信頼性を高めた露光装置
の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described drawbacks of the related art, and provides an exposure apparatus that reliably detects a light-transmitting foreign substance or the like and increases the reliability of determining the presence or absence of a foreign substance that affects the actual exposure. Aim.

[課題を解決する為の手段及び作用] 前記目的を達成するため、本発明によれば、レチクル
を照明する照明手段と、該照明手段により該レチクル上
に形成されたパターンを基板に転写してパターン潜像を
形成する露光光学系と、該基板に形成された潜像を検査
して回路パターン以外を検査可能な潜像検査手段とを具
備している。
[Means and Actions for Solving the Problems] In order to achieve the above object, according to the present invention, an illuminating means for illuminating a reticle, and a pattern formed on the reticle is transferred to a substrate by the illuminating means. An exposure optical system for forming a pattern latent image and a latent image inspection means capable of inspecting a latent image formed on the substrate and inspecting other than a circuit pattern are provided.

[実施例] 第1図は本発明の第1の実施例の構成図である。Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment of the present invention.

1は焼付(露光)用の光源であり、超高圧水銀ランプ
又は、エキシマレーザー等である。
Reference numeral 1 denotes a printing (exposure) light source, such as an ultrahigh-pressure mercury lamp or an excimer laser.

2は照明系であり、光源1の発する光束を、所定の開
き角で、レチクル3のほぼ全面を均一に照明する。レチ
クル3は、レチクルチェンジャー7から焼付レンズ4の
物体面上(露光ステージ)に送り込まれる。
Reference numeral 2 denotes an illumination system which uniformly illuminates the luminous flux emitted from the light source 1 over a substantially entire surface of the reticle 3 at a predetermined opening angle. The reticle 3 is sent from the reticle changer 7 onto the object plane of the printing lens 4 (exposure stage).

レチクル3上の回路パターンは、焼付レンズ4によっ
てウエハ5の上に縮小転写される。ウエハ5には、潜像
を形成させるためのレジストが塗布されている。そし
て、本実施例ではレチクル3のパターンをウエハ5上に
最低1回転写露光する。しかる後、ステージ6を移動さ
せてウエハ5を潜像検査用ユニットAに送り込む。
The circuit pattern on the reticle 3 is reduced and transferred onto the wafer 5 by the printing lens 4. The wafer 5 is coated with a resist for forming a latent image. In the present embodiment, the pattern of the reticle 3 is transferred and exposed onto the wafer 5 at least once. Thereafter, the stage 6 is moved to send the wafer 5 to the latent image inspection unit A.

次にこの潜像検査用ユニットAについて説明する。 Next, the latent image inspection unit A will be described.

検査用光源20はウエハ上の潜像を観察しうる波長で、
尚かつ、潜像を消去しない波長帯域の光束を発する。光
源20としてレーザー、ハロゲンランプ(色フィルター
付)等を用いることができる。この光学系はコンデンサ
ーレンズ21、ビームスプリッター22、および検査用対物
レンズ23を介して、ウエハ上の潜像領域(レチクルパタ
ーンの転写領域)を照明する。その反射光は対物レンズ
23、ビームスプリッター22を通して戻り、リレーレンズ
24の作用によって受光器25上に集光する。ウエハ面と受
光面とは光学的に共役関係に設定される。受光器25は二
次元CCDアレー若しくは映像管の様な位置センサーであ
り、以上のシステム構成によって、レチクル上の回路パ
ターンは異物も含めて、一担ウエハ上に転写された後、
検査ユニットの受光面上に写し出される。
The inspection light source 20 has a wavelength at which a latent image on the wafer can be observed,
Further, it emits a light beam in a wavelength band that does not erase the latent image. As the light source 20, a laser, a halogen lamp (with a color filter), or the like can be used. This optical system illuminates a latent image area (a reticle pattern transfer area) on the wafer via a condenser lens 21, a beam splitter 22, and an inspection objective lens 23. The reflected light is the objective lens
23, return through beam splitter 22, relay lens
The light is condensed on the light receiver 25 by the action of 24. The wafer surface and the light receiving surface are set in an optically conjugate relationship. The light receiver 25 is a position sensor such as a two-dimensional CCD array or a picture tube, and by the above system configuration, after the circuit pattern on the reticle is transferred onto a single wafer, including foreign matter,
The image is displayed on the light receiving surface of the inspection unit.

受光器25の出力は電気処理系26によって処理され、異
物の検出が行なわれる。第4図はこの電気処理系26の回
路の一例を示す。
The output of the light receiver 25 is processed by the electric processing system 26 to detect foreign matter. FIG. 4 shows an example of a circuit of the electric processing system 26.

位置センサー(受光器)25の出力は、検査条件の設
定、例えば、ウエハの位置決め検査のスタートおよび終
了を指令するコントローラ46の支配下で、制御回路/ド
ライバー40のタイミング管理を受けて取り込まれる。そ
して、アンプ41で増巾された後、A/D変換器42でA/D変換
され、さらに二値化回路43で二値化処理される。一方、
コントローラ46は予め装置にメモリーされたレチクルパ
ターンの設計データを読み出させ、この両者を比較回路
44で比較する。そして、両者の出力が一致しなかった場
合、レチクル上に異物有りと判定し、その位置と大きさ
等をメモリー45内に記憶させる。
The output of the position sensor (photodetector) 25 is taken in under the control of the controller 46 which controls the setting of inspection conditions, for example, the controller 46 which instructs start and end of the wafer positioning inspection, and receives timing management. Then, after being amplified by the amplifier 41, it is A / D converted by the A / D converter 42, and further binarized by the binarization circuit 43. on the other hand,
The controller 46 reads out the reticle pattern design data stored in the device in advance, and compares the two with the comparison circuit.
Compare with 44. If the outputs do not match, it is determined that there is a foreign substance on the reticle, and the position, size, and the like are stored in the memory 45.

尚、第1図において、Bはウエハを位置決めして所定
量露光位置に送り込む為のアライメントユニットであ
る。ウエハをレチクルに対して最終的に位置決めする方
法には大別して2通りある。
In FIG. 1, B is an alignment unit for positioning the wafer and sending it to a predetermined exposure position. There are roughly two methods for finally positioning the wafer with respect to the reticle.

その1つは焼付レンズを通してアライメントするTTL
方式であり、この方式に対してはユニットBはウエハの
プリアライメントの役目をなす。
One is TTL, which is aligned through a printing lens
In this method, the unit B plays a role of wafer pre-alignment.

もう1つはステージの送り込み精度を高める事によっ
て、露光位置外でウエハの位置出しを完了し、そのまま
送り込んで露光するというオフアクレス方式である。こ
の方式に対しては、ユニットBはウエハの最終アライメ
ント用の役目をなす。
The other is an off-actress system in which positioning of the wafer is completed outside the exposure position by increasing the precision with which the stage is fed, and the wafer is fed as it is for exposure. For this scheme, unit B serves for final alignment of the wafer.

いずれの方式においてもその基本構成は、光源10、対
物レンズ14、受光器15および電気処理系16とからなる。
従って、ステッパー全体の装置構成から考えて、このア
ライメントユニットBに本発明の潜像検査用ユニットA
の機能を持たせても良い。
The basic configuration of any of the systems includes a light source 10, an objective lens 14, a light receiver 15, and an electric processing system 16.
Therefore, considering the apparatus configuration of the entire stepper, the alignment unit B includes the latent image inspection unit A of the present invention.
Function may be provided.

本発明の別の実施例を第5図に示す。第1図の実施例
と異なる点は、検査ユニット内に空間フィルターを用い
た点である。以下に空間フィルター(31)を挿入した場
合の利点について述べる。
Another embodiment of the present invention is shown in FIG. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that a spatial filter is used in the inspection unit. The advantages of inserting the spatial filter (31) will be described below.

一般にウエハ上の回路パターンは、縦、横方向の線が
多い。これにレーザービームを当てると、第6図(a)
および(b)に示すようにパターンと直交方向に回折光
がとぶ。したがって、これらの回折光を遮断する空間フ
ィルター(第7図(a))を検査対物レンズ23(第5
図)の射出瞳の位置に設けると、受光器25の再結像面
(受光面)上には縦、横方向の線は結像しない。これに
対し、異物の形状は円形状に近いので、空間フィルター
をその散乱光が通り抜け再結像する。
Generally, a circuit pattern on a wafer has many vertical and horizontal lines. When a laser beam is applied to this, Fig. 6 (a)
As shown in (b), the diffracted light skips in the direction perpendicular to the pattern. Therefore, a spatial filter (FIG. 7 (a)) that blocks these diffracted lights is connected to the inspection objective lens 23 (5
If it is provided at the position of the exit pupil in the figure, vertical and horizontal lines will not be imaged on the re-imaging plane (light receiving plane) of the light receiver 25. On the other hand, since the shape of the foreign matter is almost circular, the scattered light passes through the spatial filter and re-images.

以上の作用により、ウエハ上の主たる回路パターンを
消し去った状態で、異物のみを電気的に検出できる。従
って、第4図の回路おいて、設計データとの比較のため
の回路が不要となるので、電気系の構成が格段に簡略化
される。
By the above operation, only the foreign matter can be electrically detected in a state where the main circuit pattern on the wafer has been erased. Therefore, in the circuit of FIG. 4, a circuit for comparison with the design data is not required, so that the configuration of the electric system is greatly simplified.

第7図(b)は回路パターン上の縦、横の線とともに
斜め45゜方向の線も光学的に消去する空間フィルターで
ある。
FIG. 7 (b) shows a spatial filter for optically eliminating vertical and horizontal lines on a circuit pattern and lines obliquely at 45 °.

実際には、露光後にウエハ上に付着した異物もレチク
ル上から転写された異物の潜像と同様に検出してしまう
欠点が生じる。これを区別する為には、レチクルパター
ンをウエハ上に2回(ステップ)くり返して露光転写
し、上記の検査を各チップについて行なう。そして、2
つのチップの同じ位置に異物が検出されるか否かを調べ
ればよい。レチクル上に付着した異物なら、露光するす
べてのチップの同一位置に異物が検出される。これに対
して、ウエハ上に付着する異物の場合、隣り合うチップ
の同一位置に、同じ大きさの異物が付着する確率は殆ど
ないからである。
Actually, there is a disadvantage that foreign matter adhering to the wafer after exposure is detected in the same manner as the foreign image of the foreign matter transferred from the reticle. In order to distinguish this, the reticle pattern is repeatedly exposed and transferred onto the wafer twice (steps), and the above inspection is performed for each chip. And 2
It is sufficient to check whether or not foreign matter is detected at the same position on one chip. If the foreign matter adheres to the reticle, the foreign matter is detected at the same position on all the chips to be exposed. On the other hand, in the case of foreign matter adhering to the wafer, there is almost no probability that foreign matter of the same size adheres to the same position of adjacent chips.

第7図(c)は、同じく受光対物レンズの射出瞳位置
におく空間フィルター31の第3の例であり、位相差顕微
鏡系に用いられる位相板である。
FIG. 7 (c) shows a third example of the spatial filter 31 similarly located at the exit pupil position of the light receiving objective lens, which is a phase plate used in a phase contrast microscope system.

その周辺部P1は単なる平行平面板であるのに対し、中
央部P0は周辺部との位相差をπ/2つける為に光学薄膜が
蒸着されている。このような位相板を用いる事によっ
て、潜像の露光部と未露光部の間での位相差を受光面上
では強度差として高いコントラストで検知できる。
Its periphery P 1 whereas a mere parallel flat plate, the central part P 0 is an optical thin film is deposited to give a phase difference between the peripheral portion [pi / 2. By using such a phase plate, a phase difference between an exposed portion and an unexposed portion of a latent image can be detected as a difference in intensity on the light receiving surface with high contrast.

このような位相差検出法の効果をより良く出す為に、
投光部においては光源20としてレーザーを用いる。そし
て空間フィルター31と同じく、ビームスプリッター22へ
の入射光路上の対物レンズ23の射出瞳位置に第7図
(d)に示すような絞り32を設ける。この絞り32は中心
部(P2)が開し、この開口の大きさと前述の空間フィル
ター31の中心部(P0)との大きさは、第6図の配置にお
いては等しくする。これは次の理由による。
In order to improve the effect of such a phase difference detection method,
In the light emitting section, a laser is used as the light source 20. Then, similarly to the spatial filter 31, a stop 32 as shown in FIG. 7D is provided at the exit pupil position of the objective lens 23 on the light path incident on the beam splitter 22. The aperture 32 is opened at the center (P 2 ), and the size of the opening is equal to the size of the center (P 0 ) of the spatial filter 31 in the arrangement shown in FIG. This is for the following reason.

一般的には、絞り32と空間フィルター31とは光学的に
結像関係にあるので、絞り32上の点から発した光束はビ
ームスプリッター22、対物レンズ23を介して潜像面で反
射し、同じく対物レンズ23、ビームスプリッター22を戻
って空間フィルター31の中心部の対応する1点に結像す
る。位相差法ではこれを0次元と呼ぶが、この0次元に
厳密に位相差を与える事が、高コントラストを得る為に
は必要だからである。
Generally, since the stop 32 and the spatial filter 31 are in an optically-imaged relationship, a light beam emitted from a point on the stop 32 is reflected on the latent image surface via the beam splitter 22 and the objective lens 23, Similarly, the light returns through the objective lens 23 and the beam splitter 22 to form an image at a corresponding point at the center of the spatial filter 31. In the phase difference method, this is referred to as a zero dimension, but it is necessary to give a strict phase difference to the zero dimension in order to obtain high contrast.

第8図は、本発明の第3の実施例の構成を示す。第1
図の実施例と異なる点は、潜像検査ユニット内で検査用
光学系を2セット並列に設けた点である。そして、この
2つの対物レンズ23と23′の光軸間隔は、ウエハ上にレ
チクルパターンを複数回転写する際のチップ間のピッチ
量(p)に等しくしてある。そして、電気処理系30の構
成は第4図と異なり、設計データを読み出す必要がな
く、単に2つの検出器の出力を比較すればよい(第9
図)。
FIG. 8 shows the configuration of the third embodiment of the present invention. First
The difference from the embodiment of the figure is that two sets of inspection optical systems are provided in parallel in the latent image inspection unit. The distance between the optical axes of the two objective lenses 23 and 23 'is made equal to the pitch (p) between the chips when the reticle pattern is transferred onto the wafer a plurality of times. The configuration of the electric processing system 30 is different from that of FIG. 4, and there is no need to read out the design data, and the outputs of the two detectors may be simply compared (the ninth embodiment)
Figure).

このような方式は、1レチクル上に複数チップ(以下
の説明では3チップとする)配置してある場合に、非常
に有効である。その利点を以下に示す。
Such a method is very effective when a plurality of chips (three chips in the following description) are arranged on one reticle. The advantages are as follows.

第10図はレチクルパターンをウエハ上に12回(12チッ
プC1〜C12)くり返し転写させたものである。各チップ
の中では、同一パターン領域が3箇所(A,B,C)くり返
されている。
FIG. 10 shows the reticle pattern repeatedly transferred onto the wafer 12 times (12 chips C1 to C12). In each chip, the same pattern area is repeated three times (A, B, C).

まず2本の検査対物レンズのうち、1つをC1チップの
A領域に設定し、残りの1つをC2チップのB領域に設定
する。そして、この2つの領域の対応する位置同士を順
次比較する。もし、2つの出力が異なる場合、その位置
(PR)をメモリーしておく。
First, one of the two inspection objective lenses is set in the area A of the C1 chip, and the other is set in the area B of the C2 chip. Then, the corresponding positions of the two regions are sequentially compared. If the two outputs are different, store the position (P R ).

次に、ウエハを移動していずれかの対物レンズで、C2
チップのC領域内PR点を検査する。又は、C1チップのC
領域内PR点でもよい。これら3領域内のPR点の出力を3
つ比べると、1点だけ出力が異なる点がわかる。例えば
その点が、A領域内のPR点だとする。最後にC2チップの
A領域内PR点を検査して、C1チップのそれ(異常点)と
同一出力だったなら、全チップにおいてA領域内のPR
はレチクル上の異物がくり返し転写されている事にな
る。
Next, move the wafer and use one of the objective lenses to
Examining the C region P R points of the chip. Or C of C1 chip
The PR point in the area may be used. The output of the PR point in these three regions is 3
In comparison, it can be seen that only one point is different in output. For example that point, and it P R points A region. Finally, checking the C2 chip A region P R points, if it was the same output as C1 chips that of (outlier), P R points A region in all chips particle on a reticle is repeatedly transferred It will be.

逆に、もし、C2チップのA領域内PR点の出力がC1チッ
プのそれ(異常点)と異なる場合、C1チップのA領域内
PR点だけが異常と考えられる。この場合はこのウエハ上
の位置だけに、異物が付着したものと判断される。
Conversely, if, C2 when the output of the chip A region P R points different from that of C1 chip (anomalies), C1 chips A region
Only the PR point is considered abnormal. In this case, it is determined that the foreign matter has adhered only to the position on the wafer.

以上の様なチップ比較を行なう事により、電気処理上
も格段に処理が簡略化され、しかも、設計データを読み
出す時間損失がないので、処理の高速化が図られる。
By performing the chip comparison as described above, the processing is greatly simplified in terms of electrical processing, and there is no time loss for reading out the design data, so that the processing can be sped up.

第11図は、前記検査方式を1チップ/1レチクルにも適
用した場合を示す図である。この場合、同一パターンの
レチクルが3枚必要となる。そして、各レチクルを1枚
の潜像形成用ウエハ上にずらして焼きつける(図中RA,R
B,RC)。
FIG. 11 is a diagram showing a case where the inspection method is applied to one chip / one reticle. In this case, three reticles of the same pattern are required. Then, each reticle is shifted and printed on one latent image forming wafer (R A , R
B , RC ).

前記第10図の例の3領域A,B,Cがこの場合RA,RB,RC
対応し、これらのうち2領域ずつを前例を同じ要領で2
つの対物レンズで各々比較検査する。
The three regions A, B, and C in the example of FIG. 10 correspond to R A , R B , and R C in this case, and two of these regions are used in the same manner as in the previous example.
Each object lens is compared and inspected.

第12図は本発明の第4の実施例を示す。第1図の実施
例と異なる点は、潜像検査ユニット内で異なる検査方式
を用いた点である。即ち、ウエハにレーザービームを斜
入射して一方向(紙面と直交方向)にビームスキャン
し、その異物散乱光を検出する。そして、ビームスキャ
ンを同期して、これと略直交方向(S1S2)にウエハを
移動させて、全検査領域を漏れなく検査する。
FIG. 12 shows a fourth embodiment of the present invention. The difference from the embodiment of FIG. 1 is that a different inspection system is used in the latent image inspection unit. That is, a laser beam is obliquely incident on the wafer and beam-scanned in one direction (a direction orthogonal to the paper surface) to detect the scattered light of the foreign matter. Then, in synchronism with the beam scan, the wafer is moved in a direction substantially perpendicular to the beam scan (S 1 S 2 ), and the entire inspection area is inspected without omission.

レーザー80から発したビームは、ビームエキスパンダ
ー81によって光束を広げられ、ポリゴンミラー82に入射
する。ポリゴンミラー82は紙面と直交な面内で回転する
が、これによって走査レンズ83を介してウエハ上に集束
したビームが形成され紙面と直交方向に走査される。
The beam emitted from the laser 80 is spread by a beam expander 81 and is incident on a polygon mirror 82. The polygon mirror 82 rotates in a plane perpendicular to the plane of the drawing, whereby a focused beam is formed on the wafer via the scanning lens 83 and is scanned in a direction perpendicular to the plane of the drawing.

受光光学系は、ウエハ上に形成されるビーム走査線を
見込み、しかも、ウエハ面上での直接反射光を拾わない
方向に設定される(第12図では後方散乱光を拾う)。ウ
エハ上の異物が発した散乱光は、殆ど全方位に広がる
が、そのうち受光対物レンズ84に捕獲された光束は同レ
ンズを通過後、平行光束となる。受光対物レンズ84の射
出瞳位置には、開口絞り85があってこれが捕獲する光束
径を決める。この絞り85を通過した散乱光束は再結像レ
ンズ86の作用で再集束し、ウエハ上のビーム走査線と光
学的に共役な位置がここに作られる。この位置には、視
野絞り87(スリット状)が設けられていて、ウエハ上の
走査線以外から余計なフレアー光等を遮断する。散乱光
束は視野絞りを通過すると発散し、集光レンズ88によっ
て平行にされてフォトマル89に受光される。
The light receiving optical system is set so as to anticipate the beam scanning line formed on the wafer and not to pick up the directly reflected light on the wafer surface (in FIG. 12, it picks up the backscattered light). The scattered light emitted by the foreign matter on the wafer spreads in almost all directions, and the light beam captured by the light receiving objective lens 84 becomes a parallel light beam after passing through the lens. At the exit pupil position of the light receiving objective lens 84, there is an aperture stop 85, which determines the diameter of a light beam to be captured. The scattered light beam passing through the stop 85 is refocused by the action of the re-imaging lens 86, and a position optically conjugate with the beam scanning line on the wafer is created here. At this position, a field stop 87 (slit shape) is provided to block unnecessary flare light and the like from other than scanning lines on the wafer. The scattered light beam diverges when passing through the field stop, is made parallel by the condenser lens 88, and is received by the photomultiplier 89.

上述の配置、つまり、ビームを斜入射し、後方散乱光
を検出する、という構成をとる事によって回路パターン
と異物とのS/N比を上げられる。なぜなら、回路パター
ンの回折光はウエハ上面での直接反射光(R)に付随し
て発生する。そして、この直接反射光から角度的に離れ
る程(図中θが大きくなる程)、低減する。その為、第
12図の配置をとればθが大きくとれるので、回路パター
ンに対する異物の弁別精度を上げられる。
The S / N ratio between the circuit pattern and the foreign matter can be increased by adopting the above arrangement, that is, by obliquely incident the beam and detecting the backscattered light. This is because the diffracted light of the circuit pattern is generated along with the directly reflected light (R) on the upper surface of the wafer. Then, as the angle becomes farther away from the directly reflected light (as θ in the figure becomes larger), the light intensity is reduced. Therefore,
If the arrangement shown in FIG. 12 is adopted, θ can be made large, so that the accuracy of discriminating foreign substances from the circuit pattern can be improved.

第13図は、更に、パターンと異物とのS/N比を上げる
為の構成例である。ビームの入射系と受光系とは第12図
の構成を用いることができる。この例は、ウエハの縦、
横パターン方向(図中V1V2,H1H2方向)に対し、検査用
光学系の光軸のウエハ上投影線を15゜程(β゜)捩った
ものである。
FIG. 13 is a configuration example for further increasing the S / N ratio between the pattern and the foreign matter. The beam incidence system and light receiving system can use the configuration shown in FIG. This example shows the vertical
The projection line on the wafer of the optical axis of the inspection optical system is twisted by about 15 ° (β °) with respect to the horizontal pattern direction (V 1 V 2 , H 1 H 2 directions in the figure).

ウエハ上の回路パターンは、第6図を参照して述べた
様にパターンと直交方向に回折してとぶ。そして、回路
パターンとして最も多い方向は縦、横であり、次いで±
45゜方向が多い。±30゜、±60゜の場合もある。したが
ってウエハを光学系に対して15゜捩ってビームを入射
し、この入射面内で受光すると、回路パターンの回折光
を回避できる。異物散乱光は全方向にとぶので、この方
向にくる散乱光を拾えば、異物の検出率も格段に上げら
れる。
The circuit pattern on the wafer is diffracted in the direction perpendicular to the pattern and skips as described with reference to FIG. The most common directions for circuit patterns are vertical and horizontal, and then ±
There are many 45 ゜ directions. ± 30 °, ± 60 ° in some cases. Therefore, when the beam is incident on the optical system by 15 ° with respect to the optical system and the light is received within the incident surface, the diffracted light of the circuit pattern can be avoided. Since foreign matter scattered light jumps in all directions, if the scattered light coming in this direction is picked up, the foreign matter detection rate can be significantly increased.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明においては、実際の焼付
時に影響する異物の存在を確実に検出する事が可能にな
った。
[Effects of the Invention] As described above, in the present invention, it is possible to reliably detect the presence of a foreign substance that affects the actual printing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の第1の実施例の構成図、 第2図および第3図は従来例の説明図、 第4図は第1図の実施例の電気処理系の回路図、 第5図は本発明の第2の実施例の構成図、 第6図(a)および(b)は回路パターンとその回折光
の説明図、 第7図(a)から(d)までは空間フィルダーの各別の
例の説明図、 第8図は本発明の第3の実施例の構成図、 第9図は第8図の実施例の電気処理系の回路図、 第10図は第8図の実施例の検査方法の一例の説明図、 第11図は第8図の実施例の検査方法の別の例の説明図、 第12図は、本発明の第4の実施例の構成図、 第13図は本発明の第4の実施例の変形例の説明図、 1:光源、2:照明系、3:レチクル、5:ウエハ、20:光源、2
3:検査用対物レンズ、25:受光器、26:電気処理系。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams of a conventional example, FIG. 4 is a circuit diagram of an electric processing system of the embodiment of FIG. 6A and 6B are explanatory diagrams of a circuit pattern and its diffracted light, and FIGS. 7A to 7D are diagrams of a spatial filter. FIG. 8 is an explanatory diagram of another example, FIG. 8 is a block diagram of a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a circuit diagram of an electric processing system of the embodiment of FIG. 8, and FIG. FIG. 11 is an explanatory view of one example of the inspection method of the embodiment, FIG. 11 is an explanatory view of another example of the inspection method of the embodiment of FIG. 8, FIG. 12 is a configuration diagram of a fourth embodiment of the present invention, FIG. 13 is an explanatory view of a modified example of the fourth embodiment of the present invention, 1: light source, 2: illumination system, 3: reticle, 5: wafer, 20: light source, 2
3: Inspection objective lens, 25: light receiver, 26: electric processing system.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−249327(JP,A) 特開 昭63−136541(JP,A) 特開 昭63−299122(JP,A) 特開 平1−239437(JP,A) 特開 昭64−32623(JP,A) 特開 昭64−77139(JP,A) 特開 平1−239922(JP,A) 特開 平3−37650(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 1/00 - 1/16 Continuation of the front page (56) References JP-A-60-249327 (JP, A) JP-A-63-136541 (JP, A) JP-A-63-299122 (JP, A) JP-A 1-239437 (JP) JP-A-64-32623 (JP, A) JP-A-64-77139 (JP, A) JP-A-1-239922 (JP, A) JP-A-3-37650 (JP, A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G03F 1/00-1/16

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レチクルを照明する照明手段と、該照明手
段により該レチクル上に形成されたパターンを基板に転
写してパターン潜像を形成する露光光学系と、該基板に
形成された潜像を検査して回路パターン以外の異物を検
査可能な潜像検査手段とを具備したことを特徴とするパ
ターン検査装置。
1. An illuminating means for illuminating a reticle, an exposure optical system for transferring a pattern formed on the reticle to the substrate by the illuminating means to form a pattern latent image, and a latent image formed on the substrate And a latent image inspection means capable of inspecting for foreign matter other than the circuit pattern by inspecting the pattern.
【請求項2】前記潜像検査手段は、光源と、該光源から
の光により前記基板を照明する照明光学系と、基板から
の反射光を受光する光学検知器と、該光学検知器の出力
を処理する電気処理系とからなることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のパターン検査装置。
2. The latent image inspection means includes: a light source; an illumination optical system for illuminating the substrate with light from the light source; an optical detector for receiving light reflected from the substrate; and an output of the optical detector. 2. The pattern inspection apparatus according to claim 1, further comprising an electric processing system for processing the pattern.
【請求項3】前記潜像検査手段は、基板からの反射光の
うちパターンの回折光を除去するための空間フィルター
を具備したことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
のパターン検査装置。
3. A pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein said latent image inspection means includes a spatial filter for removing diffraction light of a pattern from light reflected from the substrate. .
【請求項4】前記潜像検査手段の照明光学系は前記基板
を斜め方向から照明し、前記光学検知器は前記基板の照
明方向とは逆の後方散乱光を検出することを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のパターン検査装置。
4. A patent wherein the illumination optical system of the latent image inspection means illuminates the substrate obliquely, and the optical detector detects backscattered light opposite to the illumination direction of the substrate. The pattern inspection apparatus according to claim 2.
【請求項5】前記潜像検査手段は、前記基板の位置決め
を行うプリアライメント機構を兼用させて構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のパターン検査
装置。
5. The pattern inspection apparatus according to claim 1, wherein said latent image inspection means is configured to also serve as a pre-alignment mechanism for positioning said substrate.
【請求項6】前記潜像検査手段の電気処理系は、予め記
憶されたパターンデータと前記光学検知器の出力データ
とを比較するように構成されたことを特徴とする特許請
求の範囲第2項記載のパターン検査装置。
6. The electric processing system of the latent image inspection means is configured to compare previously stored pattern data with output data of the optical detector. The pattern inspection device according to the item.
【請求項7】前記潜像検査手段の電気処理系は、1枚の
レチクルにより複数回の露光を行い各露光により形成さ
れた潜像を比較するように構成されたことを特徴とする
特許請求の範囲第2項記載のパターン検査装置。
7. The electric processing system of the latent image inspection means, wherein a plurality of exposures are performed by one reticle and a latent image formed by each exposure is compared. 3. The pattern inspection apparatus according to claim 2, wherein
【請求項8】前記潜像検査手段の電気処理系は、複数枚
のレチクルにより複数回の露光を行い各レチクル毎に形
成された潜像を比較するように構成されたことを特徴と
する特許請求の範囲第2項記載のパターン検査装置。
8. An electric processing system of the latent image inspection means, wherein a plurality of exposures are performed with a plurality of reticles and a latent image formed for each reticle is compared. The pattern inspection apparatus according to claim 2.
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