JP3048168B2 - 表面状態検査装置及びこれを備える露光装置 - Google Patents
表面状態検査装置及びこれを備える露光装置Info
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- 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
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- 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
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は表面状態検査装置、特に半導体露光装置のパ
ターン転写用の原版としてのフオトマスク、レチクル
（以下レチクルで総称する）等のパターン上ないし表面
上の異物又はパターン欠陥を検出するのに好適な表面状
態検査装置に関する 〔従来の技術〕 一般にIC製造工程においてはレチクルの基板上に形成
されている露光用の回路パターンを半導体焼付け装置
（ステツパー又はマスクアライナー）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。
ターン転写用の原版としてのフオトマスク、レチクル
（以下レチクルで総称する）等のパターン上ないし表面
上の異物又はパターン欠陥を検出するのに好適な表面状
態検査装置に関する 〔従来の技術〕 一般にIC製造工程においてはレチクルの基板上に形成
されている露光用の回路パターンを半導体焼付け装置
（ステツパー又はマスクアライナー）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。
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製造の歩留まり
を低下させる原因となってくる。
る際、異物も同時に転写されてしまいIC製造の歩留まり
を低下させる原因となってくる。
特にレチクルを使用し、ステツ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
なる。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、従来種々の検査
方法が提案されている。例えば第８図はその一例であ
る。第８図によると、レーザー光源１から発したレーザ
ービームはビームエキスパンダー２で光束を広げられた
後、ポリゴンミラー３（或は振動ミラーに代表される光
走査素子）でｆ−θレンズ４を介してレチクル５上に集
光され、かつ、走査される。本図ではビーム走査方向は
紙面と直交方向である。これと同期してレチクル５は紙
面内（ビーム走査と直交方向）でS1S2方向にステージ
走査を行う事によってその全面に検査ビームが照射（ラ
スタースキヤン）される。
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
なる。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、従来種々の検査
方法が提案されている。例えば第８図はその一例であ
る。第８図によると、レーザー光源１から発したレーザ
ービームはビームエキスパンダー２で光束を広げられた
後、ポリゴンミラー３（或は振動ミラーに代表される光
走査素子）でｆ−θレンズ４を介してレチクル５上に集
光され、かつ、走査される。本図ではビーム走査方向は
紙面と直交方向である。これと同期してレチクル５は紙
面内（ビーム走査と直交方向）でS1S2方向にステージ
走査を行う事によってその全面に検査ビームが照射（ラ
スタースキヤン）される。
今、ビームのスキヤン中にレチクル５上の１点O0に異
物があるとその散乱光の一部はビームの入射側（図面右
側）にも戻ってくる（後方散乱光）。そこでミラー20を
設けてO0からの散乱光を反射させ、集光レンズ21の働き
で視野絞り22上にO0点を再結像させる。この視野絞り22
はO0点以外からのフレアー光をカツトする為のものであ
り、第９図の様に矩形状（長径方向がビームのスキヤン
方向と一致している。）の開口部を有している。ここを
通り抜けた散乱光束は再び拡散するが、集光レンズ23に
よって収束され、フオトマル24に受光される。
物があるとその散乱光の一部はビームの入射側（図面右
側）にも戻ってくる（後方散乱光）。そこでミラー20を
設けてO0からの散乱光を反射させ、集光レンズ21の働き
で視野絞り22上にO0点を再結像させる。この視野絞り22
はO0点以外からのフレアー光をカツトする為のものであ
り、第９図の様に矩形状（長径方向がビームのスキヤン
方向と一致している。）の開口部を有している。ここを
通り抜けた散乱光束は再び拡散するが、集光レンズ23に
よって収束され、フオトマル24に受光される。
ここで発光点O0と集光レンズ21、視野絞り22との光学
的関係を示す。O0の散乱光束はミラー20で反射される
が、これはミラー20によるO0の虚像O0′を考えると、こ
の１点から発した光束が集光レンズ21の作用で像面上の
１点I0に結像していると見做せる。視野絞り22はその開
口部をI0に一致する様に配している。
的関係を示す。O0の散乱光束はミラー20で反射される
が、これはミラー20によるO0の虚像O0′を考えると、こ
の１点から発した光束が集光レンズ21の作用で像面上の
１点I0に結像していると見做せる。視野絞り22はその開
口部をI0に一致する様に配している。
従来例の構成をとると点O0からの散乱光を広い取り込
み角（図中の角度θ゜）でとろうとする時、集光レンズ
21の開口が著しく大きくなってしまうという欠点があっ
た。特に、このように被検査体の走査を伴った光学系の
場合、その作動距離（図中のO0C＋CP）を長く取らなけ
ればならない。すると、それに伴って集光レンズ21の開
口は大きくなってしまう。例えば作動距離＝300mmで光
束の取り込み角θ゜＝30゜とすると、第８図の紙面内で
集光レンズ21の径は 300mm×tan（30゜/2）×２≒160mm にもなってしまう。
み角（図中の角度θ゜）でとろうとする時、集光レンズ
21の開口が著しく大きくなってしまうという欠点があっ
た。特に、このように被検査体の走査を伴った光学系の
場合、その作動距離（図中のO0C＋CP）を長く取らなけ
ればならない。すると、それに伴って集光レンズ21の開
口は大きくなってしまう。例えば作動距離＝300mmで光
束の取り込み角θ゜＝30゜とすると、第８図の紙面内で
集光レンズ21の径は 300mm×tan（30゜/2）×２≒160mm にもなってしまう。
この種の検査装置の最も利用されている一例として、
半導体焼付装置（ステツパー）に搭載されたレチクル上
の異物検査装置が上げられる。この装置に関しても、異
物の散乱光量をできるだけ多く取り込む事が異物の検出
率を上げる為の必要条件である。一方、この様な装置を
ステツパーに搭載する為には検査ユニツトをできるだけ
小型化する事が重要な要素となる。従来例ではこのよう
な相反する要求を満足する事は困難だった。つまり、検
査ユニツトを小型にすれば集光レンズ21も必然的に小さ
くなり、被検査体からの散乱光束の取り込み光量が減少
し、充分な検出能力が得られないという欠点があった。
半導体焼付装置（ステツパー）に搭載されたレチクル上
の異物検査装置が上げられる。この装置に関しても、異
物の散乱光量をできるだけ多く取り込む事が異物の検出
率を上げる為の必要条件である。一方、この様な装置を
ステツパーに搭載する為には検査ユニツトをできるだけ
小型化する事が重要な要素となる。従来例ではこのよう
な相反する要求を満足する事は困難だった。つまり、検
査ユニツトを小型にすれば集光レンズ21も必然的に小さ
くなり、被検査体からの散乱光束の取り込み光量が減少
し、充分な検出能力が得られないという欠点があった。
本発明は前述従来例の欠点に鑑み異物の散乱光束の取
り込み光量を増大させ、かつ装置の小型化が可能な表面
状態検査装置を提供する事を目的とする。
り込み光量を増大させ、かつ装置の小型化が可能な表面
状態検査装置を提供する事を目的とする。
上記従来例の課題を解決する本発明のある形態は、披
検面の被検査点に特定方向から光ビームを照射する手段
と、該被検査点からの光を集光光学系を介して受光する
手段とを備え、被検面の表面状態を検査する装置におい
て、前記集光光学系の開口絞りないしはその像から被検
査点を複数の方向より見込むための複数の開口を持った
前記開口絞りと該複数の開口にそれぞれ対応して設けた
複数の光学部材を含む光学系と、それぞれが前記光学部
材及び開口を経た前記複数の方向を介した被検査点から
の光を受光するために共用された検出器と、該検出器の
検出結果に基づいて表面状態を検査する信号処理部とを
有し、前記複数の方向を介した光それぞれに対応して前
記同一の被検査点の像が複数形成され、該複数の像それ
ぞれの略形成位置に視野絞りを設け、該視野絞りの透過
光を前記共用された検出器で受光することを特徴とする
表面状態検査装置である。
検面の被検査点に特定方向から光ビームを照射する手段
と、該被検査点からの光を集光光学系を介して受光する
手段とを備え、被検面の表面状態を検査する装置におい
て、前記集光光学系の開口絞りないしはその像から被検
査点を複数の方向より見込むための複数の開口を持った
前記開口絞りと該複数の開口にそれぞれ対応して設けた
複数の光学部材を含む光学系と、それぞれが前記光学部
材及び開口を経た前記複数の方向を介した被検査点から
の光を受光するために共用された検出器と、該検出器の
検出結果に基づいて表面状態を検査する信号処理部とを
有し、前記複数の方向を介した光それぞれに対応して前
記同一の被検査点の像が複数形成され、該複数の像それ
ぞれの略形成位置に視野絞りを設け、該視野絞りの透過
光を前記共用された検出器で受光することを特徴とする
表面状態検査装置である。
また本発明の別の形態は、パターンを感光体上に露光
転写する装置において、該露光転写に関与する基板表面
の被検査点に特定方向から光ビームを照射する手段と、
該被検査点からの光を集光する集光光学系と、前記集光
光学系の開口絞りないしはその像から基板の被検査点を
複数の方向から見込むための複数の開口を持った前記開
口絞りと該複数の開口にそれぞれ対応して設けた複数の
光学部材を含む光学系と、それぞれが前記光学部材及び
開口を経た前記複数の方向を介した被検査点からの光を
受光するために共用された検出器と、該検出器の検出結
果に基づいて基板表面の表面状態を検査する信号処理手
段とを有し、前記複数の方向を介した光それぞれに対応
して前記同一の被検査点の像が複数形成され、該複数の
像それぞれの略形成位置に視野絞りを設け、該視野絞り
の透過光を前記共用された検出器で受光することを特徴
とする露光装置である。
転写する装置において、該露光転写に関与する基板表面
の被検査点に特定方向から光ビームを照射する手段と、
該被検査点からの光を集光する集光光学系と、前記集光
光学系の開口絞りないしはその像から基板の被検査点を
複数の方向から見込むための複数の開口を持った前記開
口絞りと該複数の開口にそれぞれ対応して設けた複数の
光学部材を含む光学系と、それぞれが前記光学部材及び
開口を経た前記複数の方向を介した被検査点からの光を
受光するために共用された検出器と、該検出器の検出結
果に基づいて基板表面の表面状態を検査する信号処理手
段とを有し、前記複数の方向を介した光それぞれに対応
して前記同一の被検査点の像が複数形成され、該複数の
像それぞれの略形成位置に視野絞りを設け、該視野絞り
の透過光を前記共用された検出器で受光することを特徴
とする露光装置である。
第１図は本発明第１の実施例の表面状態検査装置の概
略図である。第８図と同様の構成要素には同じ符号を冠
してある。又レーザー光源１から発したビームがレチク
ル上に照射され、かつポリゴンミラー３とｆ−θレンズ
４とによって紙面に垂直方向に走査される構成、及びレ
チクルがビーム走査と直交方向（紙面内S1S2）に不図
示のステージによって移動される構成、さらにこれによ
って被検査面全面がビームによって走査されることにつ
いては第８図と同じである。図中、M1、M2、M3は後述す
る開口絞りから被検査点O0をそれぞれ異なる方向より見
込む様に配されたミラーであり、各ミラーM1、M2、M3は
ビームの走査方向（紙面に垂直な方向）に沿ってレチク
ルの被検査域の端から端までを見込むことができる様
に、ビームの走査方向に長く延びている。９は集光レン
ズで、前側に瞳を形成するための開口絞り9aを有し、ミ
ラーM1、M2、M3それぞれからの反射光を集光する。10は
視野絞りであり、各ミラーM1、M2、M3と、共通の集光レ
ンズ９を介して被検査点O0と略共役な位置、即ちそれぞ
れ位置I1、I2、I3の近傍に開口を有する。11はフイール
ドレンズ、12は集光レンズ、13はフオトマルであり、各
位置I1、I2、I3近傍の開口を通過した光束はフイールド
レンズ11、集光レンズ12を介してフオトマル13に受光さ
れる。
略図である。第８図と同様の構成要素には同じ符号を冠
してある。又レーザー光源１から発したビームがレチク
ル上に照射され、かつポリゴンミラー３とｆ−θレンズ
４とによって紙面に垂直方向に走査される構成、及びレ
チクルがビーム走査と直交方向（紙面内S1S2）に不図
示のステージによって移動される構成、さらにこれによ
って被検査面全面がビームによって走査されることにつ
いては第８図と同じである。図中、M1、M2、M3は後述す
る開口絞りから被検査点O0をそれぞれ異なる方向より見
込む様に配されたミラーであり、各ミラーM1、M2、M3は
ビームの走査方向（紙面に垂直な方向）に沿ってレチク
ルの被検査域の端から端までを見込むことができる様
に、ビームの走査方向に長く延びている。９は集光レン
ズで、前側に瞳を形成するための開口絞り9aを有し、ミ
ラーM1、M2、M3それぞれからの反射光を集光する。10は
視野絞りであり、各ミラーM1、M2、M3と、共通の集光レ
ンズ９を介して被検査点O0と略共役な位置、即ちそれぞ
れ位置I1、I2、I3の近傍に開口を有する。11はフイール
ドレンズ、12は集光レンズ、13はフオトマルであり、各
位置I1、I2、I3近傍の開口を通過した光束はフイールド
レンズ11、集光レンズ12を介してフオトマル13に受光さ
れる。
各ミラーM1、M2、M3は被検査面からの正反射光が入射
する位置を避けて異物等からのビーム入射側（図面右
側）への散乱光（後方散乱光）を受ける位置に配置され
る。そして、各ミラーからの光は視野絞り10を通して検
出される。従って、被検査面がレチクル５のブランク面
（パターン非形成面）の場合、フオトマル13では実質的
に被検査面の異物等からの散乱光のみ検出される。被検
査面がパターン（形成）面の場合には、上記構成に加え
て、パターンからの回折光が比較的出射しにくい方向に
集光レンズ９以降の光学系の光軸方向を一致させるか、
パターンからの回折光をフイルタリングする為の検光子
をこの光学系中のいずこかに挿入すれば同様にして実質
的に被検査面の異物等からの散乱光のみ検出可能であ
る。
する位置を避けて異物等からのビーム入射側（図面右
側）への散乱光（後方散乱光）を受ける位置に配置され
る。そして、各ミラーからの光は視野絞り10を通して検
出される。従って、被検査面がレチクル５のブランク面
（パターン非形成面）の場合、フオトマル13では実質的
に被検査面の異物等からの散乱光のみ検出される。被検
査面がパターン（形成）面の場合には、上記構成に加え
て、パターンからの回折光が比較的出射しにくい方向に
集光レンズ９以降の光学系の光軸方向を一致させるか、
パターンからの回折光をフイルタリングする為の検光子
をこの光学系中のいずこかに挿入すれば同様にして実質
的に被検査面の異物等からの散乱光のみ検出可能であ
る。
本実施例の最も特徴とする点は、レチクル上の異物散
乱光束を受光する為に、受光用の集光レンズ９の光軸に
対して偏心された複数個のミラーM1、M3をレンズ９と検
査位置としての発光点O0との間に設けた点にある。
乱光束を受光する為に、受光用の集光レンズ９の光軸に
対して偏心された複数個のミラーM1、M3をレンズ９と検
査位置としての発光点O0との間に設けた点にある。
例えば発光点O0から発してミラーM2で反射した光束は
集光レンズ９の働きでその像点をI2に結ぶ。同様にして
O0から発してM1、M3で各々反射した光束も点I2において
レンズ９の光軸に垂直に立てた平面上、或はその近傍に
結像する。
集光レンズ９の働きでその像点をI2に結ぶ。同様にして
O0から発してM1、M3で各々反射した光束も点I2において
レンズ９の光軸に垂直に立てた平面上、或はその近傍に
結像する。
以上の結像関係において、３つのミラーの位置関係を
述べると、M2は集光レンズ９の光軸上にあるのに対し、
M1とM3はこの光軸から偏心されて置かれている。そし
て、M2によるO0の虚像O2は集光レンズ９の光軸上にで
き、これが集光レンズ９の働きで、同光軸上の像点
（I2）に結像する。これに対して、M1とM3によるO2の虚
像O1、O3はM1、M3の作用で同光軸外にでき、集光レンズ
９の働きで同光軸外の像点（I1、I3）に結像する。ここ
で、O1、O3の光軸方向の位置について述べると、O2にお
いて光軸に垂直にたてた平面内に必ずしもなくても良
い。M1とM3の置かれ方（位置と角度）によっては第１図
に示した様にこの平面から光軸方向にズレる事もありう
る。その場合はそのズレに応じて、像点（I1、I3）もI2
に対して光軸方向にズレる。
述べると、M2は集光レンズ９の光軸上にあるのに対し、
M1とM3はこの光軸から偏心されて置かれている。そし
て、M2によるO0の虚像O2は集光レンズ９の光軸上にで
き、これが集光レンズ９の働きで、同光軸上の像点
（I2）に結像する。これに対して、M1とM3によるO2の虚
像O1、O3はM1、M3の作用で同光軸外にでき、集光レンズ
９の働きで同光軸外の像点（I1、I3）に結像する。ここ
で、O1、O3の光軸方向の位置について述べると、O2にお
いて光軸に垂直にたてた平面内に必ずしもなくても良
い。M1とM3の置かれ方（位置と角度）によっては第１図
に示した様にこの平面から光軸方向にズレる事もありう
る。その場合はそのズレに応じて、像点（I1、I3）もI2
に対して光軸方向にズレる。
視野絞り10は余計なフレアー光を遮断し、これら像点
（I1、I2、I3）の結像に寄与する光束だけを通す様な開
口をもっている。視野絞りの光軸方向の位置はI1、I3の
位置に応じてずらしてある。実際には第１図においてレ
ーザービームは紙面と直交方向にレチクル上をスキヤン
しているので、視野絞り10上の開口もこれに応じて紙面
と直交方向に長径をもつ矩形状開口になる。
（I1、I2、I3）の結像に寄与する光束だけを通す様な開
口をもっている。視野絞りの光軸方向の位置はI1、I3の
位置に応じてずらしてある。実際には第１図においてレ
ーザービームは紙面と直交方向にレチクル上をスキヤン
しているので、視野絞り10上の開口もこれに応じて紙面
と直交方向に長径をもつ矩形状開口になる。
この視野絞りの正面図を第２図に示す。
視野絞り10を通過した光束はフイールドレンズ11と集
光レンズ12の作用でフオトマル13上に集光され光電変換
される。得られた信号は不図示の信号処理部に送られ、
異物等の存在等が判別、出力される。この信号処理はよ
く知られているのでここでは省略する。
光レンズ12の作用でフオトマル13上に集光され光電変換
される。得られた信号は不図示の信号処理部に送られ、
異物等の存在等が判別、出力される。この信号処理はよ
く知られているのでここでは省略する。
この様に本実施例では開口絞り9a（これと共役な面に
おける開口絞り像でも良い）から被検査点O0を複数の方
向より見込む様にミラーM1、M2、M3が設けられ、かつ各
ミラーで被検査点の異なる虚像が形成される様に配置さ
れており、各ミラーからの光束は共通の集光レンズ上に
集められ、単一の検出器に導かれる形態になっている。
これにより１つの開口絞り（又はこの開口絞りの像）に
複数の方向から光を導け、１つの検出器による散乱光の
検出光量を大幅に上げられ、結果S/N比を向上させる事
ができる。又、被検査点の異物ないし欠陥から発する散
乱光の出射方向に偏りがあっても見落としにくいという
効果を有する。更に、被検査点から発する広い光束の一
部を複数の物体から発した小光束として分割して検出器
に導く為に、出射角の大きく異なる光束を同時に検出で
きる割には集光光学系がコンパクト化できる。又、各ミ
ラーからの出射光が集光レンズ９でほぼ同一平面上位置
に被検査点の像をそれぞれ形成する様、ここでは各ミラ
ーを経由して共通集光レンズに入射する光束の光路長を
調整してあるので、単一基板に各像位置に対応して開口
をもうけただけの簡単な視野絞りによって容易に各光束
毎の不要散乱光排除が可能である。
おける開口絞り像でも良い）から被検査点O0を複数の方
向より見込む様にミラーM1、M2、M3が設けられ、かつ各
ミラーで被検査点の異なる虚像が形成される様に配置さ
れており、各ミラーからの光束は共通の集光レンズ上に
集められ、単一の検出器に導かれる形態になっている。
これにより１つの開口絞り（又はこの開口絞りの像）に
複数の方向から光を導け、１つの検出器による散乱光の
検出光量を大幅に上げられ、結果S/N比を向上させる事
ができる。又、被検査点の異物ないし欠陥から発する散
乱光の出射方向に偏りがあっても見落としにくいという
効果を有する。更に、被検査点から発する広い光束の一
部を複数の物体から発した小光束として分割して検出器
に導く為に、出射角の大きく異なる光束を同時に検出で
きる割には集光光学系がコンパクト化できる。又、各ミ
ラーからの出射光が集光レンズ９でほぼ同一平面上位置
に被検査点の像をそれぞれ形成する様、ここでは各ミラ
ーを経由して共通集光レンズに入射する光束の光路長を
調整してあるので、単一基板に各像位置に対応して開口
をもうけただけの簡単な視野絞りによって容易に各光束
毎の不要散乱光排除が可能である。
フオトマル13はここでは開口絞り9aの共役位置に配置
されている。これによって、光束走査により被検査点位
置が変化する時の、この被検査位置変化に起因してフオ
トマル13上で生じる照度分布の変化を最も小さくする事
ができる。即ち、被検査面上のすべての点からの光束を
略均一に受光できる。しかも、検出面上の感度ムラの影
響を受けない。
されている。これによって、光束走査により被検査点位
置が変化する時の、この被検査位置変化に起因してフオ
トマル13上で生じる照度分布の変化を最も小さくする事
ができる。即ち、被検査面上のすべての点からの光束を
略均一に受光できる。しかも、検出面上の感度ムラの影
響を受けない。
尚、上記実施例において、ミラーM1、M2、M3は平面ミ
ラーでなく、凹面鏡の一部でも本発明の効果は同様にし
てえられる。
ラーでなく、凹面鏡の一部でも本発明の効果は同様にし
てえられる。
第３図に本発明の第２実施例の表面状態検査装置の概
略図を示す。
略図を示す。
第１図の実施例においては、レチクル全面を検査する
為に一方向へのレーザースキヤンとそれと交差する方向
へのステージ移動による２次元走査を行っていた。又、
ミラー群（M1、M2、M3）を偏心させる方向はレーザース
キヤンと直交断面（紙面内）のみとしていた。これに対
し、本実施例では、２次元走査を二方向ともステージ移
動に頼っている。即ちレーザービームは固定のままステ
ージを図面S1S2方向とS3S4の２方向に移動させる事
により、レチクル上の被検査領域全域を順次２次元走査
している。
為に一方向へのレーザースキヤンとそれと交差する方向
へのステージ移動による２次元走査を行っていた。又、
ミラー群（M1、M2、M3）を偏心させる方向はレーザース
キヤンと直交断面（紙面内）のみとしていた。これに対
し、本実施例では、２次元走査を二方向ともステージ移
動に頼っている。即ちレーザービームは固定のままステ
ージを図面S1S2方向とS3S4の２方向に移動させる事
により、レチクル上の被検査領域全域を順次２次元走査
している。
ビーム入射光学系にはポリゴンミラーが無く、ｆ−θ
レンズが通常の集光レンズである対物レンズ30になった
だけでレーザー光源１、ビームエキスパンダー２は第１
図と同じ働きをもつ。ミラーM4、M5、M6は第１図のミラ
ーM1、M2、M3と異なり、二次元空間内で偏心させられて
いる。各ミラーによってできる被検査点O0の虚像はレン
ズ９の作用で概ね同一平面上に結像する。この面、或は
この近傍に視野絞り110を置く。この場合、この絞り110
上の開口形状としては、ミラーの数に対応したピンホー
ルでいい。視野絞り110を通過した光束は第１図と同じ
く集光レンズ12の作用でフオトマル13上に集光される。
尚、レンズ９の直前には第１図同様開口絞り9aが存在す
るが図では省略されている。
レンズが通常の集光レンズである対物レンズ30になった
だけでレーザー光源１、ビームエキスパンダー２は第１
図と同じ働きをもつ。ミラーM4、M5、M6は第１図のミラ
ーM1、M2、M3と異なり、二次元空間内で偏心させられて
いる。各ミラーによってできる被検査点O0の虚像はレン
ズ９の作用で概ね同一平面上に結像する。この面、或は
この近傍に視野絞り110を置く。この場合、この絞り110
上の開口形状としては、ミラーの数に対応したピンホー
ルでいい。視野絞り110を通過した光束は第１図と同じ
く集光レンズ12の作用でフオトマル13上に集光される。
尚、レンズ９の直前には第１図同様開口絞り9aが存在す
るが図では省略されている。
第４図は本発明の第３実施例の表面状態検査装置の概
略図である、第１図と同様の構成要素には同じ符番を冠
してある。
略図である、第１図と同様の構成要素には同じ符番を冠
してある。
本実施例の第１実施例との差異は、ミラーM1、M2、M3
のかわりに合成プリズム40を使用している点である。合
成プリズム40は第５図に示す様に検査ビームの走査方向
（紙面に垂直方向）に斜面の長手方向をもつ複数個、図
では３個のプリズム41、42、43で構成される。この部材
の作用で、検査点O0の分割像がO1、O2、O3の各位置にで
きる。各プリズムへの入射光はプリズムの作用により集
光レンズ９の前側に設けられた瞳としての開口絞り9aの
開口の方向へ直進あるいは屈折して出射する。
のかわりに合成プリズム40を使用している点である。合
成プリズム40は第５図に示す様に検査ビームの走査方向
（紙面に垂直方向）に斜面の長手方向をもつ複数個、図
では３個のプリズム41、42、43で構成される。この部材
の作用で、検査点O0の分割像がO1、O2、O3の各位置にで
きる。各プリズムへの入射光はプリズムの作用により集
光レンズ９の前側に設けられた瞳としての開口絞り9aの
開口の方向へ直進あるいは屈折して出射する。
集光レンズ９は、視野絞り10、集光レンズB12、そし
てフオトマル13に散乱光が到達する過程は第１図と同じ
である。但しフイールドレンズ11は視野絞り10の前方に
設けてある。
てフオトマル13に散乱光が到達する過程は第１図と同じ
である。但しフイールドレンズ11は視野絞り10の前方に
設けてある。
各プリズム41、42、43の頂角は、その光路中での置か
れ方、即ち位置と傾きによって決定される。プリズム4
1、42、43は見込む角を更に異ならせる為に、大きくは
なして配置しても良い。第４図はビームをポリゴンミラ
ーによって走査させる場合をかいたが、これに対し、第
３図の様にビームは固定にしてステージ移動を二次元的
に行う事で二次元走査を実行しても良い。
れ方、即ち位置と傾きによって決定される。プリズム4
1、42、43は見込む角を更に異ならせる為に、大きくは
なして配置しても良い。第４図はビームをポリゴンミラ
ーによって走査させる場合をかいたが、これに対し、第
３図の様にビームは固定にしてステージ移動を二次元的
に行う事で二次元走査を実行しても良い。
この場合の一例を示す。合成プリズム40の代わりに第
６図（Ａ）〜（Ｅ）に示すような円錐台形状の光学部材
を分割したプリズム群（51、52、53、54、55）を用い
る。第６図（Ａ）は分割前の光学部材の平面図であり、
第６図（Ｂ）はその側面図である。第６図（Ｃ）はこれ
らを５つに分割した後の各プリズムの平面図であり、第
６図（Ｄ）はその側面図である。第６図（Ｅ）はその作
用を示す。発光点Ｏから発した光束のうち受光系光軸
（OO′）方向にとんでくる光束はこの軸に関して回転対
称にとんでくると考えられる。第６図（Ｅ）はそのうち
の一断面を示している。この光束のうち、先に述べたプ
リズム55にとび込んだ光束は、プリズム55が平行平板で
ある為進路をかえずに進み、開口絞り9a及び、集光レン
ズ９を通過する。これに対し、プリズム51〜54にとび込
んだ光束は、これらの部材の屈折作用で光軸OO′の方向
に曲げられ、開口絞り9aと集光レンズ９を通過してい
く。この場合、視野絞りの開口としては第３図に用いた
様なピンホール状のものが使われる。
６図（Ａ）〜（Ｅ）に示すような円錐台形状の光学部材
を分割したプリズム群（51、52、53、54、55）を用い
る。第６図（Ａ）は分割前の光学部材の平面図であり、
第６図（Ｂ）はその側面図である。第６図（Ｃ）はこれ
らを５つに分割した後の各プリズムの平面図であり、第
６図（Ｄ）はその側面図である。第６図（Ｅ）はその作
用を示す。発光点Ｏから発した光束のうち受光系光軸
（OO′）方向にとんでくる光束はこの軸に関して回転対
称にとんでくると考えられる。第６図（Ｅ）はそのうち
の一断面を示している。この光束のうち、先に述べたプ
リズム55にとび込んだ光束は、プリズム55が平行平板で
ある為進路をかえずに進み、開口絞り9a及び、集光レン
ズ９を通過する。これに対し、プリズム51〜54にとび込
んだ光束は、これらの部材の屈折作用で光軸OO′の方向
に曲げられ、開口絞り9aと集光レンズ９を通過してい
く。この場合、視野絞りの開口としては第３図に用いた
様なピンホール状のものが使われる。
第７図は本発明の他の実施例の表面状態検査装置を示
す構成図で、本実施例では検査装置全体が半導体焼付装
置内に組込まれている。
す構成図で、本実施例では検査装置全体が半導体焼付装
置内に組込まれている。
101はエキシマレーザーのような遠紫外光源であり、1
02は照明系ユニツトであって、レチクル103を上部から
均一に被検査領域全域を同時（一括）に、しかも、所定
のNA（開口数）で照明する働きをもつ。
02は照明系ユニツトであって、レチクル103を上部から
均一に被検査領域全域を同時（一括）に、しかも、所定
のNA（開口数）で照明する働きをもつ。
109はレチクルパターンをウエハ110上に転写する為の
超高解像度レンズ系（若しくはミラー系）であり、焼付
時には、ウエハは移動ステージ111のステツプ送りに従
って１シヨツト毎ずらして露光されていく。100は露光
に先立ってレチクルとウエハを位置合わせする為のアラ
イメント光学系であり、最低１つのレチクル観察用顕微
鏡系をもっている。
超高解像度レンズ系（若しくはミラー系）であり、焼付
時には、ウエハは移動ステージ111のステツプ送りに従
って１シヨツト毎ずらして露光されていく。100は露光
に先立ってレチクルとウエハを位置合わせする為のアラ
イメント光学系であり、最低１つのレチクル観察用顕微
鏡系をもっている。
114はレチクルチエンジヤーであり、複数のレチクル
を格納し、待機させるユニツトである。113が異物等検
査ユニツトであり、第１図あるいは第３図、第４図の構
成要件をすべて含めている。このユニツトは、レチクル
がチエンジヤーから引き出され露光位置（図中E.P.）に
セツトされる前にレチクルの異物検査を行うものであ
る。
を格納し、待機させるユニツトである。113が異物等検
査ユニツトであり、第１図あるいは第３図、第４図の構
成要件をすべて含めている。このユニツトは、レチクル
がチエンジヤーから引き出され露光位置（図中E.P.）に
セツトされる前にレチクルの異物検査を行うものであ
る。
コントローラ118はステツパーの基本動作である、ア
ライメント、露光、ウエハのステツプ送りのシーケンス
を制御する。
ライメント、露光、ウエハのステツプ送りのシーケンス
を制御する。
以上の構成において、ユニツト113における異物等の
検査の原理、動作については前述のいずれかの実施例と
同一なので省略する。
検査の原理、動作については前述のいずれかの実施例と
同一なので省略する。
上述した各実施例において、光学系内の１つの光学素
子に開口絞りの役割を兼ねさせて、開口絞りを別設しな
くても良い。この場合、この１つの光学素子を開口絞り
と呼ぶものとする。
子に開口絞りの役割を兼ねさせて、開口絞りを別設しな
くても良い。この場合、この１つの光学素子を開口絞り
と呼ぶものとする。
以上述べてきた本発明によれば、被検査点から発する
光束を複数の方向から光学系によって開口絞り又はその
像に導いて共通の検出器に導く様にしているので、共通
の検出器による散乱光の検出光量を集光光学系を大型化
する事なく大幅に上げられ、結果S/N比を向上させる事
ができると共に、被検査点の異物ないし欠陥から発する
散乱光の出射方向に偏りがあっても見落としにくいとい
う効果を有する。
光束を複数の方向から光学系によって開口絞り又はその
像に導いて共通の検出器に導く様にしているので、共通
の検出器による散乱光の検出光量を集光光学系を大型化
する事なく大幅に上げられ、結果S/N比を向上させる事
ができると共に、被検査点の異物ないし欠陥から発する
散乱光の出射方向に偏りがあっても見落としにくいとい
う効果を有する。
第１図は本発明の第１実施例の表面状態検査装置の概略
図、 第２図は同装置の視野絞りの正面図、 第３図は本発明の第２実施例の表面状態検査装置の概略
図、 第４図は本発明の第３実施例の表面状態検査装置の概略
図、 第５図は同装置のプリズムの説明図、 第６図（Ａ）〜（Ｅ）は同装置のプリズムの変形例の説
明図、 第７図は本発明の他の実施例の表面状態検査装置を含む
半導体焼付装置の構成図、 第８図、第９図は従来例の説明図である。 図中 1:レーザー光源 5:レチクル ９、12:集光レンズ 9a:開口絞り 10、110:視野絞り 13:フオトマル M1、M2、M3、M4、M5、M6:ミラー 40、50:合成プリズム である
図、 第２図は同装置の視野絞りの正面図、 第３図は本発明の第２実施例の表面状態検査装置の概略
図、 第４図は本発明の第３実施例の表面状態検査装置の概略
図、 第５図は同装置のプリズムの説明図、 第６図（Ａ）〜（Ｅ）は同装置のプリズムの変形例の説
明図、 第７図は本発明の他の実施例の表面状態検査装置を含む
半導体焼付装置の構成図、 第８図、第９図は従来例の説明図である。 図中 1:レーザー光源 5:レチクル ９、12:集光レンズ 9a:開口絞り 10、110:視野絞り 13:フオトマル M1、M2、M3、M4、M5、M6:ミラー 40、50:合成プリズム である
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/66 Ｊ 21/66 21/30 ５０２Ｖ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/84 - 21/958 G01B 11/30 G03F 1/08 G03F 7/20 521 H01L 21/027 H01L 21/66
Claims (5)
- 【請求項１】披検面の被検査点に特定方向から光ビーム
を照射する手段と、該被検査点からの光を集光光学系を
介して受光する手段とを備え、被検面の表面状態を検査
する装置において、前記集光光学系の開口絞りないしは
その像から被検査点を複数の方向より見込むための複数
の開口を持った前記開口絞りと該複数の開口にそれぞれ
対応して設けた複数の光学部材を含む光学系と、それぞ
れが前記光学部材及び開口を経た前記複数の方向を介し
た被検査点からの光を受光するために共用された検出器
と、該検出器の検出結果に基づいて表面状態を検査する
信号処理部とを有し、前記複数の方向を介した光それぞ
れに対応して前記同一の被検査点の像が複数形成され、
該複数の像それぞれの略形成位置に視野絞りを設け、該
視野絞りの透過光を前記共用された検出器で受光するこ
とを特徴とする表面状態検査装置。 - 【請求項２】更に前記被検面上の第一の方向に沿って入
射光ビームを走査する走査手段と、被検面を第一方向と
交差する第二の方向に移動させるステージ手段とを有
し、前記走査手段とステージ手段とにより前記被検面上
の被検査領域全域を前記入射光ビームで走査可能であ
り、且つ前記視野絞りは前記第一の方向に対応した方向
に長手方向を有する矩形状開口を有することを特徴とす
る請求項１記載の表面状態検査装置。 - 【請求項３】前記光学系は被検査点を複数の方向から見
込むように複数の位置に配置された複数のミラーを前記
光学部材として有することを特徴とする請求項１記載の
表面状態検査装置。 - 【請求項４】前記光学系は被検査点を複数の方向から見
込むように形状設定された複数のプリズムを前記光学部
材として有することを特徴とする請求項１記載の表面状
態検査装置。 - 【請求項５】パターンを感光体上に露光転写する装置に
おいて、該露光転写に関与する基板表面の被検査点に特
定方向から光ビームを照射する手段と、該被検査点から
の光を集光する集光光学系と、前記集光光学系の開口絞
りないしはその像から基板の被検査点を複数の方向から
見込むための複数の開口を持った前記開口絞りと該複数
の開口にそれぞれ対応して設けた複数の光学部材を含む
光学系と、それぞれが前記光学部材及び開口を経た前記
複数の方向を介した被検査点からの光を受光するために
共用された検出器と、該検出器の検出結果に基づいて基
板表面の表面状態を検査する信号処理手段とを有し、前
記複数の方向を介した光それぞれに対応して前記同一の
被検査点の像が複数形成され、該複数の像それぞれの略
形成位置に視野絞りを設け、該視野絞りの透過光を前記
共用された検出器で受光することを特徴とする露光装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19227190A JP3048168B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 表面状態検査装置及びこれを備える露光装置 |
| US08/352,444 US5448350A (en) | 1990-07-19 | 1994-12-09 | Surface state inspection apparatus and exposure apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19227190A JP3048168B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 表面状態検査装置及びこれを備える露光装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0477653A JPH0477653A (ja) | 1992-03-11 |
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Family
ID=16288502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19227190A Expired - Fee Related JP3048168B2 (ja) | 1990-07-19 | 1990-07-19 | 表面状態検査装置及びこれを備える露光装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| US5701174A (en) * | 1996-07-15 | 1997-12-23 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Template mask for assisting in optical inspection of oxidation induced stacking fault (OISF) |
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| TW558861B (en) * | 2001-06-15 | 2003-10-21 | Semiconductor Energy Lab | Laser irradiation stage, laser irradiation optical system, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device |
| JP4005881B2 (ja) * | 2002-08-30 | 2007-11-14 | 株式会社東芝 | 露光装置の検査方法 |
| EP1467253A1 (en) * | 2003-04-07 | 2004-10-13 | ASML Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| JP4359689B2 (ja) * | 2007-02-09 | 2009-11-04 | レーザーテック株式会社 | 検査装置及び検査方法、パターン基板の製造方法 |
| US9128064B2 (en) * | 2012-05-29 | 2015-09-08 | Kla-Tencor Corporation | Super resolution inspection system |
| GB201601960D0 (en) * | 2016-02-03 | 2016-03-16 | Glaxosmithkline Biolog Sa | Novel device |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE263827C (ja) * | ||||
| US4097160A (en) * | 1974-09-06 | 1978-06-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for inspecting object defection by light beam |
| US4871257A (en) * | 1982-12-01 | 1989-10-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical apparatus for observing patterned article |
| US4627734A (en) * | 1983-06-30 | 1986-12-09 | Canadian Patents And Development Limited | Three dimensional imaging method and device |
| JPS60222756A (ja) * | 1984-04-19 | 1985-11-07 | Hitachi Ltd | 異物検査装置 |
| JPH0743323B2 (ja) * | 1985-08-26 | 1995-05-15 | 富士通株式会社 | 表面異物検査装置 |
| US4886975A (en) * | 1986-02-14 | 1989-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface examining apparatus for detecting the presence of foreign particles on two or more surfaces |
| US4795911A (en) * | 1986-02-14 | 1989-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface examining apparatus for detecting the presence of foreign particles on the surface |
| JPS6333834A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-13 | Canon Inc | 表面状態検査装置 |
| US4965454A (en) * | 1988-01-21 | 1990-10-23 | Hitachi, Ltd. | Method and apparatus for detecting foreign particle |
| AU598418B2 (en) * | 1988-06-04 | 1990-06-21 | Fujitsu Limited | Optical system for detecting three-dimensional shape |
| JP3101290B2 (ja) * | 1989-03-15 | 2000-10-23 | キヤノン株式会社 | 表面状態検査装置、露光装置、及び表面状態検査方法 |
| US5072128A (en) * | 1989-07-26 | 1991-12-10 | Nikon Corporation | Defect inspecting apparatus using multiple color light to detect defects |
-
1990
- 1990-07-19 JP JP19227190A patent/JP3048168B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-12-09 US US08/352,444 patent/US5448350A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477653A (ja) | 1992-03-11 |
| US5448350A (en) | 1995-09-05 |
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