JPH01452A - 両面異物検出装置 - Google Patents

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】 〔発明の対象分野〕 本発明は、枠にペリクルを形成した異物付着防止手段を
基板に装着した状態で基板上に存在する微小異物を検出
する異物検出方法に関するものである。

〔従来技術〕

従来の異物検査装置は第１図に示すように構成されてい
た。即ち、ウェハ１上に存在する異物２に対して２方向
斜め上方よりＳ偏光レーザ発振器３．４より出射された
Ｓ偏光レーザ光５．６が照射され、異物２からはＳ＋Ｐ
偏光レーザ光７が反射される。このＳ＋Ｐ偏光レーザ光
７を対物レンズ８で集光した後、Ｓ偏光カットフィルタ
９でＳ偏光レーザのみを遮断し、Ｐ偏光レーザ光１０の
みを視野限定用の絞り】ｌを介して光電変換素子１２に
より検出する。回路パターン段差からはＳ偏光レーザ光
のみが反射される。従って、上記光電変換素子１２の出
力により異物の存在を知ることが出来る。

しかしながら、この従来の異物検査装置は、あくまでも
ウェハ上に存在する異物を検出しようとするものである
。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記従来技術に鑑みて、枠にペリクルを
形成した異物付着防止手段を基板に装着した状態で、回
路パターンを有する基板面存在する微小異物を簡単な構
成でもって、しかも正確に検出し、基板に付着した異物
に基づく不良露光をなくし、半４体生産の大きな歩留ま
り向上に寄与できるようにした異物検出方法を提供する
にある。

〔発明の概要〕 即ち本発明は、上記目的を達成するために、枠にペリク
ルを形成した異物付着防止手段を基板に装着した状態で
、光照射手段から得られる光を集光光学系により上記ペ
リクルを通して基板表面上に集光照射して上記基板と相
対的に走査し、上記基板表面上に集光照射された光によ
って基板上に付着した異物から得られる反射光を」１記
ペリクルを通して集光光学系で集光し、この集光された
反射光を光電変換手段で受光して（３号に変換し、この
信号に基いて基板上の異物を検出することを特徴とする
異物検出方法である。また本発明は、枠にペリクルを形
成した異物付着防止手段を基板に装着した状態で、光照
射手段から得られる光を集光光学系により上記ペリクル
を通して基板表面上に集光照射して上記基板と相対的に
走査し、上記基板表面上に集光照射された光によって基
板上に付着した異物から得られる反射光を上記ペリクル
を通して集光光学系で集光すると共に上記枠、レチクル
上の゛異物及び回路パターンからの反射光を遮光手段に
より遮光し、遮光されて集光された異物からの反射光を
光電変換手段で受光して信号に変換し、この信号に基い
て基板上の異物を検出することを特徴とする異物検出方
法である。

縮小投影式自動マスクアライナ等の露光装置において、
レチクルやフォトマスク等に形成された回路パターンを
、半導体ウェハ上にステップアンド２ピートして転写す
る際、レチクルパターンやフォトマスク等に異物が存在
するとその像（影）が回路パターンと一緒にウェハ上に
転写され、出来上がったウェハ上の単一露光部（チップ
）全てが不良となることがある。そこで異物付着防止対
策として金属等で形成された枠にニトロセルローズ等の
ペリクルを貼り付けた異物付着防止手段と称するものを
、レチクルやホトマスク等の基板を洗浄した後装着した
。

ところで本発明の特徴はこのペリクルを基板に装着した
後、この枠、ペリクル等に影響を受けることなく、基板
表面上の微小異物を高信頼度で検出できるようにしたこ
とにある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する。第２図は本発明に係るペリクル体をフォトマスク
やレチクル等の基板に装着した場合の基板上の異物を検
出する装置の一実施例を示す図である。即ちレーザ発振
器２７から出たレーザ光３０は偏光素子２９によっであ
る特定方向の直線偏光波（水平波）となり。

回転または揺動するモータ３４に連結されたガルバノミ
ラ−２８で全反射し、レンズ３１を経てミラー３２に達
する。その後ミラー３５ａ。

３６ａあるいは３５ｂ、３６ｂを経てｊｉＳ板２１の表
面上に斜方向より傾斜角αで入射する。ガルバノミラ−
２８は回転速度を一定に振動し、レンズ３１はガルバノ
ミラ−２８の回転角に比例して基板２１の表面上のレー
ザスポット８０を直線的に走査することができるｆ・θ
レンズである。

ユ 第４図に示す基ｔの表面上に存在する異物２４からの反
射光２５を検出するため、レーザ光３０ａ、３０ｂと直
角にしかも基板２１の水平面に対し傾斜角βの斜上方に
Ｓ偏光シャットフィルタ等の検出子４１ａ、４１ｂ、集
光レンズ４０ａ、４０ｂ、スリット状遮光装置３９ａ。

３９ｂ、光電変換索子３８ａ、３８ｂから成る検出装置
３７ａ、３７ｂをレチクルの基板２１ｙ方向中心の対称
位置にそれぞれ設置しである。

検光子４１ａ、４１ｂは異物２４からの反射光２５の特
定方向の直線偏光波を抽出するものである。抽出された
検光子通過光は集光レンズ４０ａ、４０ｂによりスリッ
ト状遮光装置３９ａ。

３９ｂを経て光電変換素子３８ａ、３８ｂ上に達する。

高感度を有する光電子倍増管等の光電変換素子３８ａ、
３８ｂは受光強度に比例した電気信号を発生する。

第２図で１対の照明装置３５ａ、３６ａ、及び３５ｂ、
３６ｂと検出装置３７ａ、３７ｂを設けたのは以下の理
由による。

第Ｓ図、第６図は、レーザ光３０の照射方向と異物２４
の反射光２５の検出方向を示す図である。ペリクルの枠
２２でレーザ光３０ａ、３０　ｂや７（物２４の反射光
２５が遮断されるのを防止する手段として第５図の如く
基板２１を半分に分けて、常に検査領域の反対側からレ
ーザ光３０ａ；３０ｂを照射し、同時に異物２４の反射
光２５も異物２４の存在領域の反対側より検出するよう
にしである。すなわち、第６図の如く基板２１の検査領
域を４個に分割して示すならば、レーザ光３０ａは領域
ＡとＣを検査する場合に照射し、レーザ光３０ｂは領域
Ｂ、Ｄを検査する場合に照射する。この場合レーザ光３
０ａ、３０ｂの切換えはミラー３２（第２図）をモータ
３３で９０度回転させることにより行う。検出装置３７
ａはレーザスポット８０が基板２１の面上のＡないしＢ
の領域にある時作動させ、検出袋［３７ｂはレーザスポ
ット８０が基板２１の面上のＣないしＤの領域に存在す
る時に作動させる。即ち、ガルバノミラ−２８の回転角
に同期して光電子倍増管等の光′社変換素子３８ａまた
は３８ｂの検出信８）を電気回路によって導通、非導通
（オン・オフ）させることになる。また、基板２１の中
心寄りに異物２４が存在する場合と端に異物２４が存在
する場合とでは、異物からの反射光２５の検出感度が変
化するため本装置では異物検出のための電気的な閾値（
スライスレベル）を基板２１面上のレーザスポット８０
の位置に同期して変化するようにしである。

第７図に検出回路の概略を示す。光電変換素子３８ａま
たは３８ｂのアナログ信号は電圧増幅器４２ａ、４２ｂ
を経てマルチプレクサ４３に入力する。マルチプレクサ
４３は、ガルバノミラ−駆動装置４４から出る回転角に
比例した第８図（ａ）に示す駆動信号５０に同期して、
第８図（ｂ）に示すゲート信号５１を形成し、充電変換
素子３８ａ、または３８ｂのいずれかの信号のみを通す
。第８図（ｄ）に示すアナログ信号５２は、閾値回路（
コンパレータ）４７により、ガルバノミラ−駆動装置４
４から出る電気信号と同期して電圧を可変する閾値発生
回路４６で発生する第８図（ｃ）に示す可変閾値信号５
３と比較され、第８図（ｅ）に示す信号５４が得られる
。この場合、検出信号５２が閾値５３を越えた場合にＡ
／Ｄ変換器４９により検出信号５２のピーク値を、ガル
バノミラ−駆動装置４４から得られるｙＰＭ、標電気信
号５０とテーブル駆動装置４５のＸ座標検出センサから
得られるＸ座標電気信号とに基いて定まる基板２１上の
（ｘ、ｙ）座標位置に対応させて記憶装置４８に記憶す
るので、異物の（ｘ、ｙ）存在位置が把握でき、顕微鏡
等によって異物検出後に異物の寸法・形状の＄１察が可
能である。

以上述べた説明は基板２１の上表面異物検出装置８５に
よるものであるが、基板２１の下表面の異物を検出する
際には、第９図の如く基板２１の下表面異物検出装置９
０を基板２１の下面に更に１組設置することにより可能
である。

この場合、装置の構成および電気回路の構成は全く同様
なもので良い。

１／１０縮小投影式マスクアライナ用のレチクルでは、
レチクル上面の異物１０〜２０μｍ以上、下面パターン
面上の異物２〜５μｍ以上を検出する必要があるため、
上・下面検出装置８５．９０の閾値を上記異物検出レベ
ルに設定又１以上の説明はレチクル異物検査単体として
いるが、本装置をマスクアライナに装着することにより
、マスクアライナへのレチクル装着後の付着異物をも、
検査することが可能となる。

以上説明したように本発明では、基板面上に装着された
１０７＋ｍ　　のペリクルの枠２２（厚さ２　ａｍ　、
高さ４ｍ、又は６．３ｍｍ）の影響をさけるために、第
１０図に示す如くペリクルの枠の影響を受けずに、基板
面上を照明できる位置（α＝２２．５°±１５°）に照
明装置（２７゜２９）を設け、これと直角（９０度±１
０度）に基板の斜上方（β＝２２．５’±１５°）に検
出装置３７を設けて、基板２１上の異物を検出すること
にある。しかし本発明では照明光を基板２１に対し斜方
向より照射するため、第４図に示す如くペリクル膜体の
枠２２の上面からの反射光２６ａ、レチクルパターン面
２Ｌａからの反射光２６ｂ、ペリクル膜２３上の異物５
８からの反射光２６ｃを基板２１面上の異物として誤検
出してしまう。ここで異物５８が基板２１より離れてい
るので、投影露光する際焦点ボケとなり、検査は不要で
ある。

そこで本発明は、第１０図に示すピンホール状　遮光装
置５７および第１１図に示すスリット状遮　光装置３９
を検出装置に付加したことによって誤検出への対処を行
った。第１０図に示すピンホール状遮光装置５７を付加
した検出装置を用いて基板面上の異物を検出する場合は
基板２１をＸおよびＸ方向に移動または回転しながら一
方向に移動するテーブル（図示せず）上に載置して２次
元的に走査する必要がある。

また、第１１図に示すスリット状遮光装置３９を付加し
た検出装置を用いて基板２１の面上の異物２４を検出す
る場合は、照明光を走査手段（ガルバノミラ−２８とｆ
・θレンズ３１等から構成される。）で一方向（Ｘ方向
）に走査して基板２１をＸ方向テーブル（図示せず）に
載置して照明光の走査と直交する方向（Ｘ方向）に移動
することにより基板全面上の異物検出が可能である０以
上述べた第１０及び第１１図に示すピンホール、スリッ
ト状遮光装置を本発明に採用したことにより、第１２図
に示すようなペリクルの枠２２などの反射光の影響を受
けずに、基板面上の異物検出が高感度に行える。又、照
明光に偏光を用い、検出装置に検光子４１を付加するこ
とにより、従来技術に述べている如く異物と回路パター
ンの段差部との間の散乱反射光の偏光角度特性の違いを
利用して更に微小異物の感度向上をはかることができる
。

まお、上記実施例において傾斜角α、βは小さい程、偏
光角度変化が有効に検出出来るので、検出感度が向上す
るが、ペリクルの枠等の影響からα、β共に角度２２．
５±１５度が最適である。更に検出装置３７ａ、３７ｂ
の光軸（スリットの中心）を第６図の４９口の点（レチ
クル移動時には線ｘ１ｘ２）に向けると、検出感度の均
一性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、枠にペリクルを
形成した異物付着防止手段を基板に装着した状態で、ペ
リクル、枠等の影響を受けずに回路パターンを有する基
板面上に存在する１〜２μｍの大きさの微小異物からの
反射光強度を有効に検出してこの微小異物を正確に検出
でき、基板に付着した異物に基づく不良露光をなくし、
半導体生産の大きな歩留まり向上に寄与できるようにし
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を説明するための図、第２図は本発明
の一実施例を示す構成図、第３図は本発明の基本構成を
示す図、第４図はペリクル枠の影響を示す図、第５図は
照明光と検査領域の関係および異物検出方向と検査領域
の関係を示す図、第６図は基板上の検査領域の関係を示
す図、第７図は本発明の電気回路を示す図、第８図は第
７図に示す回路で得られる信号波形を示す図、第９図は
基板の上、下面を検査する装置の構成を示す図、第１０
図（Ａ）は第３図に示す検出装置にピンホールの遮光装
置を備え付けた場合を示した図、第１０図（Ｂ）は第１
０図（Ａ）の八〇。矢視拡大図、第１１図（Ａ）は検出
装置にスリット遮光装置を備え付けた場合を示した図、
第１１図（Ｂ）は第１１図（Ａ）のＡ１１矢視拡大図、
第１２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の特徴を示す図である
。 ２１・・・基板 ２２・・・ペリクル標体の枠 ２３・・・ペリクル具 ２４・・・異物 ２７・・・レーザ発振器 ２９・・・偏光素子 ３１・・・ｆ・θレンズ ３８　、３８　ａ　、　３８　ｂ　＝・光電変換素子３
９．３９ａ、３９ｂ・・・スリット状遮光装置４０　、
４０　ａ　、　４０　ｂ　・・・集光レンズ４１　、４
１　ａ　、　４　ｌ　ｂ　＝−検光装置４２ａ、４２ｂ
−電圧増幅８：； ４３・・マルチプレクサ ４４・・・ガルバノミラ−駆動装置 ４５・・・テーブル駆動装置 ４８・・・記憶装置 ：？ダ　９０ ｉ、−・・・異物検出装置 ５７・・・ピンホール状遮光装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、枠にペリクルを形成した異物付着防止手段を基板に
   装着した状態で、光照射手段から得られる光を集光光学
   系により上記ペリクルを通して基板表面上に集光照射し
   て上記基板と相対的に走査し、上記基板表面上に集光照
   射された光によって基板上に付着した異物から得られる
   反射光を上記ペリクルを通して集光光学系で集光し、こ
   の集光された反射光を光電変換手段で受光して信号に変
   換し、この信号に基いて基板上の異物を検出することを
   特徴とする異物検出方法。 ２、枠にペリクルを形成した異物付着防止手段を基板に
   装着した状態で、光照射手段から得られる光を集光光学
   系により上記ペリクルを通して基板表面上に集光照射し
   て上記基板と相対的に走査し、上記基板表面上に集光照
   射された光によって基板上に付着した異物から得られる
   反射光を上記ペリクルを通して集光光学系で集光すると
   共に上記枠、レチクル上の異物及び回路パターンからの
   反射光を遮光手段により遮光し、遮光されて集光された
   異物からの反射光を光電変換手段で受光して信号に変換
   し、この信号に基いて基板上の異物を検出することを特
   徴とする異物検出方法。