JP4519832B2 - 欠陥検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、レティクル／マスクやペリクル膜に発生するヘイズの検査を好適に行える光散乱を利用した欠陥検査装置に関するものである。

従来、例えば半導体素子の製造に使用される露光用のレティクル／マスクのパターンを形成しているパターン領域やペリクル膜に異物の付着やヘイズ（蒸着または結晶化した異物）等の欠陥があると、製造された半導体素子の歩留まりが低下してしまうため、欠陥検査装置を用いてレティクル／マスクのパターン領域やペリクル膜の欠陥検査が行われている。

近年、ステッパーの露光器が発する光の短波長化によって光化学反応が強くなり、ごくわずかな気中のガス成分もヘイズとなって現れるようになっており、かかるヘイズ検出の成否は、半導体素子の歩留まりに大きく影響を与えることから、例えば、レティクル／マスクやペリクル膜の全面を顕微鏡により目視検査するヘイズ検査や、Ｓ／Ｎを向上させ高感度にしたパターン欠陥装置により行うヘイズ検査が、随時行われる場合がある（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−２２９８４４

しかしながら、従来の構成、特に前者のヘイズ検査では、発生期のヘイズは、粒径が非常に小さいため、高感度で検査しなければヘイズを検出できない。また、近年のパターンの微細化によって、パターンからの散乱光の影響が増し、ヘイズが発生しているのに無いと判断したり、ヘイズが発生していないのに有ると判断するといった誤検出の問題が多くなっている。

後者のヘイズ検査では、高感度化によるスループットの低下があり又装置も比較的高価であるため、単にヘイズの検査のためだけに用いるのは効率が良くないという問題を有している。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、主たる目的は、特に高感度化を必要とせず、粒径の小さい例えば発生期のヘイズであっても短時間で好適に検出することができ、しかもパターンからの散乱光の影響による誤検出の問題もないといった、優れた欠陥検査装置を提供することにある。

すなわち本発明に係る欠陥検査装置は、パターンを形成したパターン領域及びパターンの形成していない非パターン領域を有し、前記パターン領域への異物の付着等を防止するための保護膜を支持する枠体が前記非パターン領域に設けられた検査対象面に対して、検査光を照射する光源と、前記検査光を前記検査対象面上で走査する光走査部と、前記光走査部が前記検査光を前記検査対象面上で走査した場合に、前記検査対象面から回折及び／または散乱する光を検出光として検出する光検出器と、前記検査光が照射される位置である検査位置が、前記枠体と前記パターン領域で挟まれる検査対象領域内であるか否かを判定し、前記検査位置がその検査対象領域にあると判定した場合にのみ、前記検出光の強度と前記検査位置とを関連付けて記憶する記憶部と、を具備していることを特徴とする。

ここで、「検査対象領域を、前記非パターン領域に設定している」構成としたのは、ヘイズの発生や分布態様について次のような事柄を見出した発明者の鋭意研究の結果に基づく。なお、ここで、検査対象領域に設定される非パターン領域は、パターン領域の全てを除く領域だけでなく、その一部分だけを除いた領域をも含む概念である。つまり、パターン領域から誤検出する領域又はその恐れのある領域を除いた領域であればよい。

すなわち、例えば、図１に示すように、検査対象であるレティクル／マスクＳが、例えば透明なガラス基板の略中心に平面視略矩形状のパターン領域Ｓｘを形成したものであり、前記パターン領域Ｓｘの各周縁から外側にオフセットした位置を囲うように立設させた略矩形枠体形状のペリクル枠Ｐ１と、このペリクル枠Ｐ１の上端縁間に張設したペリクル膜Ｐ２とからなるペリクルを具備するようにしたもので有る場合、（１）ヘイズは、まず、ペリクル枠Ｐ１の近傍である前記基板の非パターン領域Ｓｙに発生し、そこからパターン領域Ｓｘに向かって成長すること、すなわち外側から内側へと成長する傾向があること、（２）ペリクル枠Ｐ１の近傍では、比較的大きなヘイズから小さなヘイズが分布し、パターン領域Ｓｘの各周縁の近傍では、より小さなヘイズが分布する場合があること、を発明者は見出した。

したがって、非パターン領域のヘイズの検査をしたときに、非パターン領域にヘイズが発生していなければ、パターン領域にはヘイズは発生していないと判断でき、また、非パターン領域にヘイズが有る又は成長しパターン領域の所定領域まで接近していると判断した段階で、ペリクルの洗浄又は交換、使用停止といった措置をとれば、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになるため、かかる構成を採用したものである。

このように前記検査対象領域を非パターン領域に設定して、この非パターン領域のヘイズの検査を行えば、パターンからの散乱光の影響による誤検出の問題は発生しない。そして、粒径の小さい例えば発生期のヘイズを検査するために、高感度化した場合でも、非パターン領域だけを検査すれば良いため、従来のように全面を検査する場合に比べて検査時間は短くなる。しかも、非パターン領域にヘイズが無いとの検査結果を得るだけで、パターン領域にもヘイズの発生がないと判断することができ、検査時間の短縮化を図れる。さらに、非パターン領域にヘイズが有る又は成長していると判断した場合には、その段階で、ペリクルの洗浄又は交換、使用停止といった措置をとれば、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになる。

すなわち、簡便でありながらも高精度で高速にヘイズを検出して、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことが可能な優れた欠陥検査装置を提供することができる。

本発明の望ましい態様としては、前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、ヘイズの粒径を演算するヘイズ径演算部と、前記ヘイズ径演算部で求めたヘイズの粒径が大きくなっているか否かを、前回の検査結果との比較において判定する粒径変化判定部とを具備しているものが挙げられる。

このような構成によれば、例えば、ヘイズ径演算部で求めたヘイズの粒径が、前回の検査結果のヘイズの粒径よりも大きくなっている場合には、ヘイズが成長していると考えられる。したがって、粒径変化判定部が、前記ヘイズ径演算部で求めたヘイズの粒径が、前回の検査結果のヘイズの粒径よりも大きくなっている旨の判定結果を出力した場合は、検査対象であるレティクル／マスクやペリクルの洗浄又は交換、使用停止といった措置をとることができ、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになる。

また、前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、ヘイズから前記パターン領域までの離間距離を演算する離間距離演算部を具備しているのであれば、例えばその離間距離を検査毎に記録するなどして、その履歴と比較することにより、離間距離が短くなっている場合には、ヘイズは成長していると考えられる。したがって、さらに、前記離間距離演算部で求めたヘイズから前記パターン領域までの離間距離が、所定距離以下であるか否かを判定する離間距離判定部を具備すれば、前記離間距離演算部で求めたヘイズから前記パターン領域までの離間距離が、所定距離以下である旨の判定結果をその離間距離判定部が出力した場合は、上述の措置と同様の措置をとることができ、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになる。

ところで、パターン領域に遠い位置にのみ比較的小さなヘイズが分布しパターン領域に近い位置ではヘイズが分布していない状態から、ヘイズが成長すると、成長後のヘイズ分布は、パターン領域に遠い位置では比較的大きなヘイズが分布し、パターン領域に近い位置ではより小さなヘイズが分布する状態になる。

したがって、前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、前記非パターン領域におけるヘイズの分布を演算するヘイズ分布演算部と、前記ヘイズ分布演算部で求めたヘイズ分布を出力するヘイズ分布出力部とを具備するように構成し、ヘイズ分布出力部の出力するヘイズ分布が、成長後のヘイズ分布を示すものである場合には、ヘイズが成長していると考えられる。かかる場合にも、上述した措置と同様の措置をとることができ、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになる。

本発明の望ましい態様としては、前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、前記非パターン領域におけるヘイズの分布を演算するヘイズ分布演算部と、前記ヘイズ分布演算部で求めたヘイズ分布が、所定の分布状態を示すものであるか否かを判定する分布状態判定部とを具備しているものが挙げられる。

ここで、所定の分布状態として、例えば、上述の「パターン領域に遠い位置では比較的大きなヘイズが分布し、パターン領域に近い位置ではより小さなヘイズが分布する状態」を記憶しておけば、この所定の分布状態との比較結果に基づいて、上述の措置をとることができるようになる。

以上説明したように本発明の欠陥検査装置によれば、検査対象領域を、非パターン領域に設定しているため、非パターン領域を検査した場合には、パターンからの散乱光の影響による誤検出の問題は発生しない。そして、粒径の小さい例えば発生期のヘイズを検査するために、高感度化した場合でも、非パターン領域だけを検査すれば良いため、従来のように全面を検査する場合に比べて検査時間は短くて済む。しかも、非パターン領域にヘイズが無いとの検査結果を得るだけで、パターン領域にもヘイズの発生がないと判断することができ、検査時間の短縮化を図ることができる。さらに、非パターン領域にヘイズが有る又は成長していると判断した場合には、その段階で、ペリクルの洗浄又は交換、使用停止といった措置をとれば、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになる。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

本実施形態にかかる欠陥検査装置Ａは、図１に示すように、図示しないパターンを形成したパターン領域Ｓｘ及びパターンの形成していない非パターン領域Ｓｙを表面Ｓａに有し、その表面Ｓａが異物の付着等を防止するための保護膜であるペリクル膜Ｐ２により覆われた検査対象であるレティクル／マスク（以下、サンプルＳと呼ぶ）の欠陥を検査するものであって、図２、図３に示すように、サンプルＳを載置するステージ１と、このステージ１に載置したサンプルＳに対して検査光Ｌ１を走査しながら照射する光照射系２と、光走査系が検査光Ｌ１を検査対象面（サンプルＳの表面Ｓａ又はペリクル膜Ｐ２表面）上で走査した場合に、そのサンプルＳの表面Ｓａ及び／又はペリクル膜Ｐ２から回折及び／または散乱する光を検出光Ｌ２として検出する光検出系３と、ヘイズの発生等を判定する情報処理装置４と、を具備して成るものである。以下、各部を具体的に説明する。

ステージ１は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動可能なものであって、検査光Ｌ１の走査方向と垂直な方向に一定速度で移動することで、後述する検査光Ｌ１であるレーザビームの走査と合わせて、該ステージ１に載置したサンプルＳの表面Ｓａ全面を検査することができるようにしている。本実施形態では、ステージアドレス（Ｘ座標、Ｙ座標、Ｚ座標）を示すステージアドレス信号を、情報処理装置４に出力するようにしている。

光照射系２は、図２に示すように、検査光Ｌ１であるレーザビームを出射するレーザ光源２１（例えば、ＨｅＮｅレーザ光源）と、このレーザ光源２１から出射された検査光Ｌ１を適宜拡大するビームエキスパンダ２２と、このビームエキスパンダ２２で拡大された検査光Ｌ１を走査して検査対象面（表面Ｓａ又はペリクル膜Ｐ２）上に焦点を結ばせる走査ミラー２３ａ（例えば、ガルバノミラー）および走査レンズ２３ｂ（例えば、ｆθレンズ）から成る光走査部２３とを具備するものである。

そして、本実施形態では、検査光Ｌ１を、表面Ｓａに対して例えば１０〜４０度の角度で入射し（入射角で５０〜８０度）、光走査部２３を用いて表面Ｓａの略全面を走査するように構成しているとともに、走査ミラー２３ａのミラー角度を示すミラー角度信号を、情報処理装置４に出力するようにしている。このミラー角度信号（本例ではＸ座標）と上述のステージアドレス信号（本例ではＹ座標）とから、表面Ｓａ上の検査位置（欠陥位置）が特定できる。

光検出系３は、図３のＹＺ平面内に光軸を有し、表面Ｓａに略垂直な位置から、入射角と等しい反射角の角度未満となる位置、好ましくは、検査光Ｌ１に対して、散乱角が９０度となる位置までの間に配置したものであって、集光レンズ系３１と、光検出器３２と、これら集光レンズ系３１と光検出器３２との間に配されるスリット３３とを具備するものである。ここで、「散乱角」とは、散乱体を中心に、プローブ光（検査光Ｌ１）進行方向から光検出器３２光軸への角度をいう。図３における「〜９０度」はその補角である。なお、この光検出系３は、ＸＹ平面とＹＺ平面との間で、サンプル表面Ｓａに対して、斜めの平面内にＸ方向左右両側に配置しても良い。

集光レンズ系３１は、１または複数のレンズを組み合わせて成り、検出光Ｌ２が光検出器３２に焦点を結ぶよう構成されている。レンズの種類や組み合わせ方は実施態様に応じて適宜でよい。

光検出器３２には、検出した散乱光の強度、周波数、位相などの情報を電気信号に変換し、これを散乱光検出信号として情報処理装置４に対して出力するものであって、例えば、ＰＭＴ（Ｐｈｏｔｏ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ；光電子増倍管）、あるいは、ラインセンサーなどを用いることができる。そして、光検出器３２を、ＰＭＴとする場合は、図３のようにスリット３３と表面Ｓａ上走査線とが、光学的に共役な位置となるように配置し、ラインセンサーとする場合には、ラインセンサーと表面Ｓａ上走査線が光学的に共役な位置となるように配置する。

また、本実施形態では、光検出器３２を、検査光Ｌ１の走査線に垂直な方向、且つ、走査線の中央付近（表面Ｓａの中央付近）に配置し、且つ、光検出器３２の光軸が、概ね散乱角９０度方向となる位置から表面Ｓａに垂直な位置までの間に配置し、走査線全体を１つの光検出器３２で見込む光学配置としている。

スリット３３は、板状部材の厚み方向に貫通させた横長略矩形状を成すものである。そして、本実施形態では、その長手方向と、表面Ｓａ走査方向とが略一致するように、光検出器３２の光の入射側直前に設け、前記集光レンズ系３１による集光光の一部を光検出器３２に導くように構成されている。

情報処理装置４は、図示しないＣＰＵや内部メモリ、Ａ／Ｄ変換器、Ｄ／Ａ変換器等を有したデジタル乃至アナログ電気回路、ステージ１や走査ミラー２３ａ等と通信するための通信インタフェース、入力インタフェース、液晶ディスプレイ等の表示装置などで構成されたもので、専用のものであってもよいし、一部又は全部にパソコン等の汎用コンピュータを利用するようにしたものであってもよい。また、ＣＰＵを用いず、アナログ回路のみで次の各部としての機能を果たすように構成してもよいし、その一部の機能を外部のパソコン等と兼用するなど、物理的に一体である必要はなく、有線乃至無線によって互いに接続された複数の機器からなるものであってもよい。

そして前記内部メモリに所定のプログラムを格納し、そのプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器を協働動作させることによって、この情報処理装置４が、図４に示すように、信号受信部４ａ、記憶部４ｂ、ヘイズ径演算部４ｃ、粒径変化判定部４ｄ、離間距離演算部４ｅ、離間距離判定部４ｆ、ヘイズ分布演算部４ｇ、ヘイズ分布出力部４ｈ、分布状態判定部４ｉ、演算結果記憶部４ｊ等としての機能を少なくとも発揮するように構成している。以下、各部を詳述する。

信号受信部４ａは、ステージ１が出力するステージアドレス信号と、走査ミラー２３ａが出力するミラー角度信号と、光検出器３２が出力する散乱光検出信号とを、それぞれ受信するものである。

記憶部４ｂは、前記信号受信部４ａで受信したステージアドレス信号の示すステージアドレス及びミラー角度信号の示すミラー角度から得られる検査位置と、散乱光検出信号の示す光の強度等とを、それぞれ関連付けて記憶するものである。

ここで、本実施形態では、その記憶部４ｂへの記録に際し、散乱光検出信号の示す光の強度が所定の閾値を超えたときの検査位置（ヘイズ検出位置）が、図５等に示すペリクル枠（枠体）Ｐ１から内側へ所定距離設けた各点を結んだ破線枠Ｗとパターン領域Ｓｘで挟まれる検査対象領域Ｒ（破線で斜線を施した部分）内にあるか否かを判定し、検査位置がその領域内にあると判定した場合に、光の強度と検査位置とを関連付けた記憶を行うようにしている。しかして、記憶部４ｂに記憶する検査位置は、パターン領域Ｓｘ内にあるものが除かれることとなる。

ヘイズ径演算部４ｃは、前記光検出器３２が検出する検出光Ｌ２に基づいて、ヘイズの粒径を演算するものである。

具体的には、記憶部４ｂに記憶している散乱光の強度等に基づいて、検査対象領域である非パターン領域Ｓｙを走査したときの、各ヘイズの粒径を演算するようにしている。そして、演算結果は、演算結果記憶部４ｊに記憶するようにしている。その他に、大きな粒径のヘイズからは操作により連続的に散乱光を検出することができるため、散乱光検出信号の間隔などに基づいて、その粒径を演算することもできる。

粒径変化判定部４ｄは、前記ヘイズ径演算部４ｃで求めたヘイズの粒径が大きくなっているか否かを、複数回のヘイズの粒径検査の結果との比較において判定するものである。

具体的には、所定の検査位置に存在するｎ＋１回目の検査時ヘイズの粒径が、ｎ回目のそのヘイズの粒径よりも大きくなっている場合には、ヘイズが成長していると判定する。ここでｎは自然数である。例えば、今回の検査のヘイズＨａの粒径Ｃａ２（図７参照）と、前回の検査時と略同じ位置に存在したヘイズＨａの粒径Ｃａ１（図６参照）とを比較し、今回の検査のヘイズＨａの粒径Ｃａ２が、前回の検査のヘイズＨａの粒径Ｃａ１よりも大きい場合には、そのヘイズＨａ及び他のヘイズが成長していると判定する。そして、本実施形態では、この粒径変化判定部４ｄが、ヘイズの粒径が大きくなっていると判定した場合に、ヘイズが成長していることを認識可能に出力するようにしている。

離間距離演算部４ｅは、前記光検出器３２が検出する検出光Ｌ２に基づいて、検査対象領域である非パターン領域Ｓｙを走査したときの、ヘイズから前記パターン領域Ｓｘまでの離間距離（以下、検査離間距離と呼ぶ）を演算するものである。

具体的には、離間距離演算部４ｅは、記憶部４ｂに記憶しているステージアドレス信号及びミラー角度信号から得られる表面Ｓａ上の検査位置値に基づいて、各ヘイズについて検査離間距離を演算するようにしている。例えば、図６に示すように、ヘイズＨａについては、ヘイズＨａからパターン領域Ｓｘまでの最短距離である検査離間距離Ｄａを演算により求め、ヘイズＨｂについては、ヘイズＨｂからパターン領域Ｓｘまでの最短距離である検査離間距離Ｄｂを演算により求める。そして、演算結果は、演算結果記憶部４ｊに記憶するようにしている。なお、本実施形態では、離間距離の演算対象とするヘイズは、ヘイズ径演算部４ｃで求めた粒径が、所定サイズ以上のものとしているが、全てのヘイズとしても良いし、任意な粒子径のヘイズについて検査離間距離を求めることもできる。

離間距離判定部４ｆは、前記離間距離演算部４ｅで求めた検査離間距離が、所定距離以下であるか否かを判定するものである。

具体的には、演算結果記憶部４ｊに記憶している検査離間距離が、所定距離以下であるか否かを判定するものである。本実施形態では、この離間距離判定部４ｆが、演算結果記憶部４ｊに記憶している検査離間距離が、所定距離以下であると判定した場合に、ヘイズが成長している旨を出力するようにしている。

ヘイズ分布演算部４ｇは、前記光検出器３２が検出する検出光Ｌ２及び検査位置に基づいて、検査対象領域である非パターン領域Ｓｙにおけるヘイズの分布を演算するものである。

具体的には、本実施形態では、検査対象領域である非パターン領域Ｓｙに発生しているヘイズについて、まず、ヘイズ径演算部４ｃと同様にして各ヘイズの大きさを演算するとともに、各ヘイズの検査位置とステージアドレス位置等から粒径情報を付加したヘイズ分布を演算する。そして、演算結果は、演算結果記憶部４ｊに記憶するようにしている。なお、ヘイズ分布を求める対象とするヘイズは、粒径が所定サイズ以上のものとしても良いし、全てを対象にしたり、任意な粒子径のヘイズについてヘイズ分布を求めることができる。また、ヘイズ分布の演算に、ヘイズ径演算部４ｃや離間距離演算部４ｅによる演算結果を用いることを妨げない。

ヘイズ分布出力部４ｈは、前記ヘイズ分布演算部４ｇで求めたヘイズ分布を出力するものである。

具体的には、ヘイズの分布状態が一見して把握することができるように、マップなどの形でヘイズ分布を画面出力または印刷出力するようにしている。

分布状態判定部４ｉは、前記ヘイズ分布演算部４ｇで求めたヘイズ分布が、所定の分布状態を示すものであるか否かを判定するものである。本実施形態では、所定の分布状態を示すものであるか否かを、複数回のヘイズ分布の検査結果たる検査履歴から判定するようにしている。

具体的には、ｎ回目のヘイズの検査結果が、パターン領域Ｓｘに遠い位置にのみ比較的小さなヘイズが分布しパターン領域Ｓｘに近い位置ではヘイズが分布していないという所定の分布状態を示すものであり、ｎ＋１回目のヘイズの検査結果が、パターン領域Ｓｘに遠い位置では比較的大きなヘイズが分布し、パターン領域Ｓｘに近い位置ではより小さなヘイズが分布するという所定の分布状態を示すものであるときは、ヘイズが成長していると判定する。ここで、ｎは自然数である。例えば、前回のヘイズの検査結果が、図６に示すように、パターン領域Ｓｘに遠い位置にのみ比較的小さなヘイズＨａ、Ｈｂ等が分布しパターン領域Ｓｘに近い位置ではヘイズが分布していないという所定の分布状態を示すものであり、今回のヘイズの検査結果が、図７に示すように、パターン領域Ｓｘに遠い位置では比較的大きなヘイズＨａ、Ｈｂ等が分布し、パターン領域Ｓｘに近い位置ではより小さなヘイズヘイズＨｃ、Ｈｄ等が分布するという所定の分布状態を示すものであると判定した場合には、ヘイズが成長していると判定する。

そして、本実施形態では、この分布状態判定部４ｉが、所定の分布状態を示すものであると判定した場合に、ヘイズが成長している旨を出力するようにしている。

なお、所定の分布状態を示すものであるか否かは、複数回のヘイズ分布の検査結果を比較することなく、例えば、１回のヘイズ分布の検査結果のみでも判定できるのはもちろんである。

次に、このように構成した欠陥検査装置Ａを用いてヘイズ検査するときの動作について、図を参照しつつ説明する。

まず、図５等に示すように、破線枠Ｗで囲まれた領域を順次走査し欠陥検査をする。

走査した検査光Ｌ１が、サンプルＳの表面Ｓａまたはペリクル膜Ｐ２の欠陥によって回折及び／又は散乱されると、この回折及び／又は散乱された検出光Ｌ２を光検出器３２が検出し検出光Ｌ２の強度等を示す散乱光検出信号を出力する。

情報処理装置４の信号受信部４ａが、光検出器３２からの散乱光検出信号を受信すると、情報処理装置４に設けた図示しない記憶可否判定部により、この散乱光検出信号の示す検出光Ｌ２の強度が、所定の閾値を超えるものであるか否かが判定される。そして、前記記憶可否判定部が、検出光Ｌ２の強度が、所定の閾値を超えるものであると判定した場合、その光の強度と、ステージアドレス信号の示すステージアドレス及びミラー角度信号の示すミラー角度から得られる検査位置とを関連付け、記憶部４ｂに記憶する。

ここで、本実施形態では、前記記憶可否判定部は、その記憶部４ｂへの記憶に際し、記憶部４ｂに設けた、非パターン領域であって、ペリクル枠Ｐ１が設けられた内側の領域、すなわち、図５等に示す破線枠Ｗとパターン領域Ｓｘで挟まれる検査対象領域Ｒ（破線で斜線を施した部分）を表す窓関数などを読み込み、その関数で表す領域を検討対象領域に設定し、検出光Ｌ２の強度が所定の閾値を超えたときの検査位置が、その関数で示す領域内にあるか否かを判定し、検査位置がその検査対象領域Ｒ内にあると判定した場合に、光の強度と検査位置とを関連付けた記憶を行うようにしている。すなわち、破線枠Ｗで囲まれた領域を走査した場合であっても、パターン領域Ｓｘを走査したときの検査結果を記憶しないようにしているため、検査対象領域Ｒを走査したときの検査結果のみから、以下のヘイズ検査を、パターンからの検出光の影響を受けずに行うことができる。

（１）ヘイズの粒径による検査

図示しない命令受付部が、ヘイズの粒径による検査を行うとの命令を受け付けると、ヘイズ径演算部４ｃが、記憶部４ｂに記憶している光の強度等に基づいて、図５等に示す領域を走査したときのヘイズの粒径を演算し、演算結果記憶部４ｊに記憶する。そして粒径変化判定部４ｄが、「今回検査したヘイズの粒径は、演算結果記憶部４ｊに記憶している前回検査したヘイズの粒径よりも大きくなっている。」と判定した場合には、ヘイズが成長している旨を出力する。

（２）ヘイズからパターン領域Ｓｘまでの離間距離である検査離間距離による検査

図示しない命令受付部が、検査離間距離による検査を行うとの命令を受け付けると、離間距離演算部４ｅが、記憶部４ｂに記憶している表面Ｓａ上の検査位置に基づいて、図５等に示す領域を走査したときの前記検査離間距離を演算し、演算結果記憶部４ｊに記憶する。そして、離間距離判定部４ｆが、「演算結果記憶部４ｊに記憶している検査離間距離は、所定距離以下である。」と判定した場合には、ヘイズが成長している旨を出力する。

（３）ヘイズ分布による検査

図示しない命令受付部が、ヘイズ分布による検査を行うとの命令を受け付けると、ヘイズ分布演算部４ｇが、ヘイズ径演算部４ｃと同様にして各ヘイズの大きさを演算するとともに、各ヘイズの検査位置に基づいて、図５等に示す領域を走査したときのヘイズの分布を演算し、演算結果記憶部４ｊに記憶する。

そして、分布状態判定部４ｉが、「演算結果記憶部４ｊに記憶している前回と今回の検査結果を比較し、前回のヘイズの検査結果は、図６に示すように、パターン領域Ｓｘに遠い位置にのみ比較的小さなヘイズが分布しパターン領域Ｓｘに近い位置ではヘイズが分布していないという所定の分布状態を示すものであり、今回のヘイズの検査結果は、図７に示すように、パターン領域Ｓｘに遠い位置では比較的大きなヘイズが分布し、パターン領域Ｓｘに近い位置ではより小さなヘイズが分布するという所定の分布状態を示すものである。」と判定した場合には、ヘイズが成長している旨を出力する。同時に、ヘイズ分布出力部４ｈは、各回のヘイズ分布を画面出力するようにしている。

したがって、以上のように構成した本実施形態に係る欠陥検査装置Ａによれば、検査対象領域を非パターン領域Ｓｙに設定しているので、パターンからの検出光の影響による誤検出の問題は発生せず、従来のように全面を検査する場合に比べて検査時間は短くて済む。そして、粒径の小さい例えば発生期のヘイズを検査するために、高感度化した場合でも、非パターン領域Ｓｙだけを検査すれば良いため、高感度化によるスループットの低下による影響も、全面を検査する場合に比べて少なくて済む。しかも、非パターン領域Ｓｙにヘイズが無いとの検査結果を得るだけで、パターン領域Ｓｘにもヘイズの発生がないと判断することができるため、検査時間の短縮化を好適に図ることができる。なお、（１）〜（３）の検査を組み合わせて行えば、判定の正確性の向上に資する。そして、非パターン領域Ｓｙにヘイズが有る又は成長していると判断した場合には、その段階で、ペリクルＰの洗浄又は交換、使用停止といった措置をとれば、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことができるようになる。

すなわち、簡便でありながらも高精度で高速にヘイズを検出して、ヘイズによる半導体素子の歩留まりの低下を防ぐことが可能な優れた欠陥検査装置Ａを提供することができる。

ところで、ヘイズの原因物質にはいくつかあるが、いずれの場合も、ガスから粒子へ転換して、レティクル／マスクの表面Ｓａやペリクル膜Ｐ２の表面Ｓａ（レティクル／マスク側の面）で成長していく点については同様であり、原因物質の違いは、その物質の散乱特性により、より小さなうちに検出できるか、より大きくなってから検出できるかに違いがあるのみである。したがって、当該欠陥検査装置Ａは、原因物質が明らかでないヘイズであっても、原因物質に応じた特別の工夫をすることなく検査できるため、非パターン領域Ｓｙを検査する等といったソフト的な工夫を従来の欠陥検査装置に施すだけで良く、装置のハード的なコストアップが生じることが無い。

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、ペリクルＰの構成は、本実施形態に限られるものではない。

また、本実施形態では、サンプルＳの表面Ｓａの検査を中心に説明したが、サンプル裏面やペリクル膜表面の検査をも行うようにしても良い。図８に示すように、下から、ペリクルＰ、サンプルＳの順にステージ１上に載置して、検査を行うこともできる。

また、本実施形態では、走査動作を単純化するため、全面を走査するようにしたが、検査対象領域としての非パターン領域Ｓｙのみを走査するようにしてもよい。かかる構成とすれば、光の強度と検査位置との記憶部４ｂへの記憶に際し、上述の前記記憶可否判定部による判定を要しなくなるからである。

また、ステージ１が、Ｘ、Ｙステージであって、光検出系３などがＺステージに搭載された構成とすることもできる。

また、ステージ１が固定で、光検出系３などがＸ、Ｙ、Ｚステージに搭載された構成とすることもできる。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態である欠陥検査装置で検査するサンプル及びペリクルをステージに載置した状態を示す図。 同実施形態における欠陥検査装置の構成を概略的に示す全体概略図。 同実施形態におけるサンプル及び光検出系等の配置関係を示す図。 同実施形態における情報処理装置の機能構成図。 同実施形態におけるサンプル及びペリクルの検査対象領域を説明するための図（ヘイズの発生がないとき）。 同実施形態におけるヘイズが発生した状態を示す図（初期段階）。 同実施形態におけるヘイズが発生した状態を示す図（成長段階）。 サンプル及びペリクルの他の載置態様を示す図。

符号の説明

Ａ・・・・・・・・・・欠陥検査装置
Ｃａ１、Ｃａ２・・・・ヘイズの粒径
Ｄ（Ｄａ、Ｄｂ）・・・ヘイズＨからパターン領域Ｓｘまでの離間距離（検査離間距離）
Ｈ（Ｈａ、Ｈｂ）・・・ヘイズ
Ｌ１・・・・・・・・・検査光
Ｌ２・・・・・・・・・検出光
Ｐ２・・・・・・・・・保護膜（ペリクル膜）
Ｒ・・・・・・・・・・検査対象領域
Ｓ・・・・・・・・・・検査対象（レティクル／マスク）
Ｓｘ・・・・・・・・・パターン領域
Ｓｙ・・・・・・・・・非パターン領域
Ｓａ・・・・・・・・・表面
４ｃ・・・・・・・・・ヘイズ径演算部
４ｄ・・・・・・・・・粒径変化判定部
４ｅ・・・・・・・・・離間距離演算部
４ｆ・・・・・・・・・離間距離判定部
４ｇ・・・・・・・・・ヘイズ分布演算部
４ｈ・・・・・・・・・ヘイズ分布出力部
４ｉ・・・・・・・・・分布状態判定部
２１・・・・・・・・・光源（レーザ光源）
２３・・・・・・・・・光走査部
３２・・・・・・・・・光検出器

Claims (6)

1. パターンを形成したパターン領域及びパターンの形成していない非パターン領域を有し、前記パターン領域への異物の付着等を防止するための保護膜を支持する枠体が前記非パターン領域に設けられた検査対象面に対して、検査光を照射する光源と、
   前記検査光を前記検査対象面上で走査する光走査部と、
   前記光走査部が前記検査光を前記検査対象面上で走査した場合に、前記検査対象面から回折及び／または散乱する光を検出光として検出する光検出器と、
   前記検査光が照射される位置である検査位置が、前記枠体と前記パターン領域で挟まれる検査対象領域内であるか否かを判定し、前記検査位置がその検査対象領域にあると判定した場合にのみ、前記検出光の強度と前記検査位置とを関連付けて記憶する記憶部と、を具備する欠陥検査装置。
2. 前記光走査部が、前記枠体の内側であって非パターン領域のみを走査するように構成されている請求項１記載の欠陥検査装置。
3. 前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、ヘイズの粒径を演算するヘイズ径演算部と、
   前記ヘイズ径演算部で求めたヘイズの粒径が大きくなっているか否かを、前回の検査結果との比較において判定する粒径変化判定部とを具備している請求項１又は２記載の欠陥検査装置。
4. 前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、ヘイズから前記パターン領域までの離間距離を演算する離間距離演算部を具備している請求項１乃至３いずれかに記載の欠陥検査装置。
5. 前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、前記非パターン領域におけるヘイズの分布を演算するヘイズ分布演算部と、
   前記ヘイズ分布演算部で求めたヘイズ分布を出力するヘイズ分布出力部とを具備している請求項１乃至４いずれか記載の欠陥検査装置。
6. 前記検査対象領域を走査したときの、前記光検出器が検出する検出光に基づいて、前記非パターン領域におけるヘイズの分布を演算するヘイズ分布演算部と、
   前記ヘイズ分布演算部で求めたヘイズ分布が、所定の分布状態を示すものであるか否かを判定する分布状態判定部とを具備している請求項１乃至５いずれか記載の欠陥検査装置。