JPH01239437A - 異物有無検査装置 - Google Patents

異物有無検査装置

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JPH01239437A
JPH01239437A JP63069136A JP6913688A JPH01239437A JP H01239437 A JPH01239437 A JP H01239437A JP 63069136 A JP63069136 A JP 63069136A JP 6913688 A JP6913688 A JP 6913688A JP H01239437 A JPH01239437 A JP H01239437A
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JP
Japan
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optical system
reflected
foreign matter
detection optical
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP63069136A
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English (en)
Inventor
Juichiro Ukon
寿一郎 右近
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
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Publication of JPH01239437A publication Critical patent/JPH01239437A/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主としてLSI製造プロセスにおいて、半導
体ウェハーに回路パターンを焼付けるために用いられる
レティクルとかマスク、あるいは、回路パターンが形成
された製品ウェハー、更には、液晶用基板などの検査対
象基板の表面に、異物が付着しているか否かを検査する
ための装置に係り、より詳しくは、表面に回路パターン
が描かれている検査対象基板の該表面に対してレーザー
ビームを走査照射するように構成すると共に、その検査
対象基板の表面からの反射散乱光の検出結果に基いて前
記検査対象基板の表面における異物の有無を判別するよ
うに構成されている異物有無検査装置に関する。
〔従来の技術〕
かかる異物有無検査装置としては、従来から、下記のよ
うな構成を存するものが知られている。
即ち、その最も原理的な構成を有する従来一般の異物有
無検査装置は、第5図に示すように、表面に回路パター
ン(図示せず)が描かれた検査対象基板O(この例では
べりクル枠1を有するものを示している)を載置したス
テージ(図示せず)を水平面上で一方向くX方向)に直
線移動走査させると共に、例えばHe−Neレーザーを
発振するレーザー発振器2.ビームエキスパンダー3゜
スキャニング用のガルバノミラ−4,集光レンズ(f・
θレンズ)5等から成る入射光学系へにより、前記検査
対象基板0の一側方における所定角度斜め上方から、そ
の検査対象基板0の検査表面に対して一定の振動面を有
する(つまり、検査表面に対して平行に振動するS偏光
の)直線偏光レーザービームLを、前記X方向に直交す
るX方向における所定範囲内で往復直線走査させながら
照射し、その照射レーザービームLの検査表面からの反
射散乱光Rを、前記入射光学系Aに関して検査対象基板
0の両横側方(つまり、その基板OのX方向における両
側方)における斜め上方に配置した検出光学系B、Bで
検出するように構成されており、各検出光学系Bは、集
光レンズ6、スリット7、特定の直線偏光成分(この例
では、検査表面に垂直に振動するP偏光成分)のみをカ
ット(除去)するように検光軸が設定された偏光板から
成る検光子81例えば光電子倍増管から成る光検出器9
 (9A、9B)等をその順に並設して構成されている
なお、前記検出光学系Bにおける検光子8は、検査対象
基板0の検査表面からの反射散乱光Rが回路パターン(
特に45°回路パターン)によるものか異物によるもの
か、を弁別して誤検出を防止することを目的として設け
られているものである。
つまり、第6図(イ)に示すように、検査対象基板Oの
検査表面上に45″パターン(照射レーザービームLに
対して45″をなすエツジを有する回路パターン)が存
在すると、この部分において照射レーザービームL(S
偏光)は検出光学系Bに向かって反射されることになる
が、その反射光Rは大部分がP偏光となるため、検光子
8の検光軸をこれと垂直になるように設定配置しておけ
ば、その反射光R(P偏光)はカットされて光検出器9
へは到達せず、従って、この場合には光検出器9は光を
検出しない。一方、第6図(ロ)に示すように、検査対
象基板Oの検査表面上に実際に異物Zが存在する場合に
は、この異物Zにより照射レーザービームL (S偏光
)はランダムな方向に反射散乱されて、その一部が検出
光学系Bへ入射することになるが、その異物Zからの反
射散乱光RにはS偏光成分とP偏光成分とが混在してい
るため、前記検光子8においてその一部(P偏光成分)
はカットされるものの、その一部(S偏光成分)は検光
子8を通過して光検出器9へ到達し、従って、この場合
には光検出器9が光を検出して、異物Zの存在が検出さ
れる。このように、回路パターンよる反射光と異物Zに
よる散乱光に含まれる偏光の相違を利用した手段を講す
ることによって、たとえ検査対象基板0の検査表面上に
45°回路パターンが存在したとしても、異物Zのみを
弁別して検出できるように構成されているのである(但
し、下記するところから明らかなように、その弁別が確
実に行われるとは言えない現状にある)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
前述した従来手段、即ち、検出光学系Bに特定の直線偏
光成分(P偏光成分)のみをカットする検光子8を設け
ることによって、回路パターンによる反射光か異物Zに
よる散乱光かが確実に弁別されるためには、45″回路
パターン部分における反射光の殆ど全てが特定のかつ完
全な直線偏光成分(P偏光成分)となっていることが前
提となる! しかしながら、本発明者の調査研究結果によれば、45
°回路パターン部分における反射光は、大体のところ特
定偏光成分(P偏光成分)にはなっているとは言え、詳
細に見ると完全な直線偏光では無く、実際には楕円偏光
となっており、その偏光面が100%単一であるとは言
えないために、前記のような特定のかつ完全な直線偏光
成分(P偏光成分)のみをカット可能な検光子8を設け
ただけでは、45″回路パターンによる反射光を十分に
は除去できず、従って、異物Zのみを確実に弁別して誤
検出を防止できる性能には限界がある、という欠点が存
在することが判明した。
殊に最近では、検出を要する異物Zの微少化が進むに伴
って、検出すべき異物2からの散乱光が非常に微弱化す
る一方、それに加えて、回路パターンの微細化(つまり
線数の増加)に伴って、回路パターンからの反射光は比
較的大きくなる、という傾向が強くなってきているため
に、上記のような欠点はますます大きな問題になりつつ
ある。
本発明の目的は、かかる従来欠点を解消し得る異物有無
検査装置を開発・提供せんとすることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するために、本発明は、表面に回路パタ
ーンが描かれている検査対象基板の該表面に対してレー
ザービームをその基板の一側方における斜め上方から走
査照射する入射光学系を設けると共に、前記検査対象基
板の表面からの反射散乱光を検出する検出光学系を前記
入射光学系に関してその基板の横側方における斜め上方
に設け、前記検出光学系による反射散乱光の検出結果に
基いて前記検査対象基板の表面における異物の有無を判
別するように構成されている異物有無検査装置において
、 前記入射光学系に対してハーフミラ−を介して共役検出
光学系を設けることにより、その入射光学系の光軸上を
戻ってくる反射散乱光を検出可能に構成し、かつ、前記
検出光学系および共役検出光学系の両検出光学系が共に
反射散乱光を検出したときにのみ異物有りと判定する信
号処理回路を設けである、 という手段を講じた点に特徴がある。
〔作用〕
上記特徴構成により発揮される作用は次の通りである。
即ち、本発明に係る異物有無検査装置においては、本来
の検出光学系に加えて、入射光学系の一部を有効利用し
た共役検出光学系を設けると共に、それら検出光学系お
よび共役検出光学系の両検出光学系が共に反射散乱光を
検出したときにのみ異物有りと判定する信号処理回路を
設けであるから、後述する〔実施例〕の記載からも一層
明らかになるように、回路パターンからの反射光には夫
々定まった方向性があるが、異物による反射光には一定
の方向性は無い、という現象を利用することによって、
回路パターンのエツジ角度の如何に拘らず、その回路パ
ターンが異物として誤検出されることを確実に防止でき
、異物のみを確実に弁別して検出できるようになった。
〔実施例〕 以下、本発明の具体的実施例を図面(第1図ないし第4
図)に基いて説明する。
第1図は、本発明の実施例に係る異物有無検査装置の全
体構成を示しているが、この図において、ペリクル枠1
を有する検査対象基板O2および、集光レンズ6、スリ
ット7、検光子8.光検出器9等から成る各検出光学系
Bについては、前記第5図を用いて説明した従来構成の
ものと同様であるので、ここではそれらについての詳細
説明は省略し、本発明の要部にかかる入射光学系Aおよ
び共役検出光学系Cを主に説明する。
即ち、第2図にも示しているように、前記入射光学系A
は、従来構成のものと同様に、レーザー発ib2.ビー
ムエキスパンダー3.スキャニング用のガルバノミラ−
4,集光レンズ(f・θレンズ)5等から構成されてい
るが、この入射光学系Aの光路途中(ビームエキスパン
ダー3とガルバノミラ−4との間)にはハーフミラ−1
oが介装されており、そして、このハーフミラ−1oを
介して、前記入射光学系Aと光路を共有する共役検出光
学系Cが設けられている。この共役検出光学系Cは、集
光レンズ11.空間(円孔)フィルター12.光検出器
13から成り、前記入射光学系Aを戻って来る光があれ
ば、その戻り光はハーフミラ−1Oを介して取り出され
、前記集光レンズ11および空間フィルター12を経て
光検出器13へ到達する。なお、前記空間フィルター1
2は、検査対象基板Oの裏面側で反射して戻って来る光
や、レンズあるいはミラー面の傷やほこりによるノイズ
成分を除去するために設けられているものである。
そして、前記基本的な両検出光学系B、Bおよび共役検
出光学系Cからの信号は、前記第1図に示しているよう
に、信号処理回路りへ入力されている。
前記信号処理回路りは、第3図に示すように構成されて
いる。
この第3図において、14A、14Bは、前記基本的な
両検出光学系B、Bにおける光検出器9(9A、9B)
に対するアンプであり、これら両アンプ14A、14B
からの出力信号は、検査対象基板Oの走査方向における
中心を示すスキャナーからの信号Pで作動する切換スイ
ッチ15により、A/D変換器16およびコンパレータ
17へ選択的に入力される。前記A/D変換器16にお
いてデジタル変換されたデータはRAM18へ供給され
、また、コンパレータ17においては、それへの入力信
号が所定の闇値以上の有意の値である場合にのみ信号a
が出力され、その出力信号aはアンドゲート19の一方
の端子へ入力される。
一方、20は、前記共役検出光学系Cにおける光検出器
13に対するアンプであり、このアンプ20からの出力
信号はコンパレータ21へ入力され、このコンパレータ
21においては、それへの入力信号が所定の闇値以上の
有意の値である場合にのみ信号すが出力され、その出力
信号すは前記アンドゲート19の他方の端子へ入力され
る。
そして、アンドゲート19は、前記両コンパレータ17
,21の両方から信号a、bが入力された場合にのみ、
前記RAM18に対して、前記A/D変換器16から供
給されたデータの書込みを許容する信号Cを発するよう
に構成されている。
次に、上記のように構成された異物有無検査装置の動作
について、その要点を説明する。
第4図(イ)に示すように、検査対象基板Oの表面上の
0″回路パターンに照射レーザービームLが入射される
と、その入射方向とは反対方向へ向かう反射光Rが生じ
る。従って、その反射光Rは前記基本的な両検出光学系
B、Bの光検出器9(9A、9B)および共役検出光学
系Cの光検出器13の何れにも検出されることはない。
また、第4図(ロ)に示すように、検査対象基板Oの表
面上の45″回路パターンに照射レーザービームLが入
射されると、その入射方向とほぼ直交する方向へ向かう
反射光を含むコーンカップ状の反射光Rが生じる。従っ
て、その反射光Rは前記基本的な両検出光学系B、B9
 (9A、9B)の何れか一方には検出されるが、共役
検出光学系Cの光検出器13には検出されない。
また、第4図(ハ)に示すように、検査対象基板0の表
面上の90″回路パターンに照射レーザービームLが入
射されると、その入射方向を含む鉛直面の全方向へ向か
う平面放射状の反射光Rが生じる。従って、その反射光
Rは前記共役検出光学系Cの光検出器13には検出され
るが、基本的な両検出光学系B、Bの光検出器9 (9
A、9B)には検出されない。
そして、図示はしていないが、検査対象基板0の表面上
に異物が存在し、その異物に照射レーザービームLが入
射されると、その反射光Rは全方向にアットランダムに
散乱する。従って、その反射光Rは、前記基本的な両検
出光学系B、 Bの光検出器9 (9A、9B)および
共役検出光学系Cの光検出器13の何れにも検出される
ことになる。
以上のように、回路パターンからの反射光には夫々定ま
った方向性があるが、異物による反射光には一定の方向
性は無い、という現象から明らかなように、前記信号処
理回路りにおける信号a。
b、  cの状態は、次頁の表に示すようになる。つま
り、回路パターンのエツジ角度の如何に拘らず、その回
路パターンが異物として誤検出されることは無く、異物
のみが確実に弁別されて検出できるのである。
(以下、次頁に続く) また、前記構成の信号処理回路りによれば、上記のよう
に回路パターンからの障害光による影響を確実に除去で
きるのみならず、各光検出器9(9A。
9B)、13自体から生じるパルスノイズについても、
それらに同時性が無い限り確実に除去することができる
〔発明の効果〕
以上詳述したところから明らかなように、本発明に係る
異物有無検査装置によれば、本来の検出光学系に加えて
、入射光学系の一部を有効利用した共役検出光学系を設
けると共に、それら検出光学系および共役検出光学系の
両検出光学系が共に反射散乱光を検出したときにのみ異
物有りと判定する信号処理回路を設ける、という手段を
採用したことにより、回路パターンからの反射光には夫
々定まった方向性があるが、異物による反射光には一定
の方向性は無い、という現象を利用して、回路パターン
のエツジ角度の如何に拘らず、その回路パターンが異物
として誤検出されることを確実に防止できるようになり
、以って、検査対象基板の表面上における回路パターン
と実際の異物との弁別性能(S/N比)を、従来技術に
比較して格段に優れたものに向上させ得る、という顕著
な効果が奏されるに至ったのである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は本発明に係る異物有無検査装置の
具体的実施例を示し、第1図は全体概略構成図、第2図
は要部構成図、第3図は要部の回路構成図、そして、第
4図は動作を説明するために用いる反射光パターンの説
明図である。 また、第5図および第6図は、本発明の技術的背景なら
びに従来問題を説明するだめのものであって、第5図は
入来一般の異物有無検査装置の全体構成図であり 第6
図はその作用説明図である。 0・・・・・・・・・検査対象基板、 L・・・・・・・・・レーザービーム、R・・・・・・
・・・反射散乱光、 A・・・・・・・・・入射光学系、 B・・・・・・・・・検出光学系、 C・・・・・・・・・共役検出光学系、D・・・・・・
・・・信号処理回路、 IO・・・・・・ハーフミラ−0 出願人 株式会社 堀 場 製 作 所代理人 弁理士
  藤 本 英 夫 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  表面に回路パターンが描かれている検査対象基板の該
    表面に対してレーザービームをその基板の一側方におけ
    る斜め上方から走査照射する入射光学系を設けると共に
    、前記検査対象基板の表面からの反射散乱光を検出する
    検出光学系を前記入射光学系に関してその基板の横側方
    における斜め上方に設け、前記検出光学系による反射散
    乱光の検出結果に基いて前記検査対象基板の表面におけ
    る異物の有無を判別するように構成されている異物有無
    検査装置において、 前記入射光学系に対してハーフミラーを介して共役検出
    光学系を設けることにより、その入射光学系の光軸上を
    戻ってくる反射散乱光を検出可能に構成し、かつ、前記
    検出光学系および共役検出光学系の両検出光学系が共に
    反射散乱光を検出したときにのみ異物有りと判定する信
    号処理回路を設けてあることを特徴とする異物有無検査
    装置。
JP63069136A 1988-03-19 1988-03-19 異物有無検査装置 Pending JPH01239437A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0475748A2 (en) * 1990-09-12 1992-03-18 Nikon Corporation Foreign particle detecting apparatus
US5363187A (en) * 1990-09-12 1994-11-08 Nikon Corporation Light scanning apparatus for detecting foreign particles on surface having circuit pattern
JP2011197288A (ja) * 2010-03-18 2011-10-06 Toppan Printing Co Ltd フォトマスク及び露光装置

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