JPH02167452A - 異物検出方法及びその装置 - Google Patents

異物検出方法及びその装置

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JPH02167452A
JPH02167452A JP30460189A JP30460189A JPH02167452A JP H02167452 A JPH02167452 A JP H02167452A JP 30460189 A JP30460189 A JP 30460189A JP 30460189 A JP30460189 A JP 30460189A JP H02167452 A JPH02167452 A JP H02167452A
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幸雄 宇都
Masataka Shiba
正孝 芝
Mitsuyoshi Koizumi
小泉 光義
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

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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、基板面上に存在する微小異物を検出する異物
検出方法及びその装置に関するものである。
〔従来の技術〕
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、ウエノ・1上に存在する異物2に対し2方向
斜め上方よりS偏光レーザ発振器6.4よジ出射された
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のみが視野限定用の絞り11を介
して光電変換素子12が検出される。
回路パターン段差よりはS偏光レーザ光として反射され
る。従って、上記光電変換系11の出力でもって異物の
存在を知ることが出来る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこの従来の異物検査装置では、ウェハ1を
回転させなから一軸方向に移行していかなければならず
、非常に異物検出速度がおそいという欠点があった。
本発明の目的は上記従来技術の欠点をなくし、基板面存
在する異物を簡単な構成でもって高速に、しかも回路パ
ターンからの反射光を遮光して正確に検出できるように
した異物検出方法及びその装置を提供するにある。
〔課題を解決するための手段〕
即ち本発明は、上記目的を達成するために、基板に対し
て7.5°〜37.5°程度傾斜した方向からレーザ光
照射手段で照射・偏光させたレーザ光を、回転または振
動するガルバノミラ−1多面鏡、プリズム等の走査手段
で照射方向に対して交叉角がほぼ90度(90°±10
°)になる方向に直線状に走査して基板上に照射し、基
板上の異物から反射したレザ光をほぼ上記走査方向でも
って基板表面に対してZ5°〜37.5°程度傾斜した
方向から、基板上の回路パターンからの反射光を検光子
及びピンホール又はスリット状の絞すの遮光手段により
遮光して光電変換素子で検出するようにしたことを特徴
とする異物検査方法及びその装置である。
〔作用〕
特に本発明は斜方偏光照明及び斜方検出において、検出
系に検光子及びピンホールやスリット状の絞すの遮光手
段を設けることにより基板の回路パターンの端(段差)
からの反射光を完全に遮光し、微小異物をも検出できる
ようにしたことにある。
〔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膜体をフォトマス
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、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
ーズ等のペリクル薄膜を貼り付けたペリクル膜体と称す
るものを、レチクルやホトマスク等の基板を洗浄した後
、装着することが考えられた。そしてレーザ発振器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)(例えばS偏光)となシ、
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61を経て□シー32に達
する。その後ミラー35a、 36aあるいは35b、
 36bを経て基板21の表面上に斜方向よう傾斜角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34を直線的に
走査することができるf・θレンズである。
第4図に示す基板1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50a、 50b
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、光電変換素子58a、 38
bがら成る検出装置57a、 57bをレチクルの基板
21  y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、 4ob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38は受
光強度に比例した電気信号を発生する。
第2 図Y: 1 対tD照明装fJjt 35a、 
36a 及び35b、 36bと検出装置57a、 3
7bを設げたのは以下の理由による。
第5図、第6図は、レーザ光1o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。ペリクル膜体
の枠22でレーザ光50a、 30bや異物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、 50bを照射し、同時に異物24の
反射光25も異物24の在存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30a、 60bの切換えはミラー32(第2図)を
モータ33で90回転させることによう行う。検出装置
37aはレーザスポット34が基板21の面上の人ない
しBの領域にある時作動させ、検出装置37bはレーザ
スポット34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電変換素子38aま
たは38bの検出信号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面上のレザスポット64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ヲ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falに示す駆動信号50に同期
して、第8図(blに示すゲート信号51を形威し、光
電変換素子38a1または58b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によう、ガルバノミラ−駆動
装置44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(C1に示す可変閾値
信号56と比較され、第8図te)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
合にんΦ変換器49によシ検出信号52のピーク値がx
y座標記憶装置48に記憶されると同時に、ガルバノミ
ラ−駆動装置44の電気信号50とテーブル駆動装置4
5からのX座標検出センサの電気信号を基板21の(x
、y)座標位置に変換して記憶するので異物の(X、y
)存在位置が把握でき、置微鏡等によって異物検出後に
異物の寸法・形状の観察が可能である。
以上述べた説明は基板21の上表面異物検出装置50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の上表面異物検出装置5
1を基板21の下面に更に1組設置することによシ可能
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50.51の閾値を上記異物検出レベ
ルに設定する必要がある。
又、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う、マスク
アライナへのレチクル装着後の付殖異物をも、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■口のペリクル膜体の枠22(厚さ2−1高さ4
−1又は6.5tm )の影響をさげるために第10図
に示す如く、ペリクル膜体の粋の影響を受けずに、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を設げて、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
向よシ照射するため、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
21a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21aは基板21より離れて
いるので、投影露光で焦点ボケとなう、検査は不要とな
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拠を行った
。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y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10図に示すスリット
状遮光装置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、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−方向
(y方向)に走査して基板21をX方向チーフル(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。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う、
第12図に示すようなペリクル膜体の枠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(例えばS偏光)を用い、検出
装置に検光子(例えばS偏光シャットフィルタ)4を付
加することによシ、異物への照射光と散乱反射光の偏光
角度変化を検出することにより、更なる感度向上(微小
異物検出)が可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、斜方偏光照明及
び斜方検出する際、基板上に形成された回路パターンの
影響を受けずに基板上の異物からの反射光強度を有効に
検出して1〜2μmの大きさの微小異物を高速でもって
簡単な構成により検出できる効果を奏する。また傾斜角
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膜体の枠の影響、ミ
ラー 35a、 35bの位置を外側にすると装置が大
きくなる等の理由からα、β共に角度22.5±15度
が最適である。
更に検出装置57a、 37bの光軸(スリットの中心
)を第6図の■、@の点(レチクル移動時には線x1x
2)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。
【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
図内は第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(9)は第10図
(4)のA矢視拡大図、第11図囚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CB
Iは第11図(4)のA11矢視拡犬図、第12図(4
)。 の)は本発明の特徴を示す図である。 21・・・・・・・・・・・・・・基板22・・・・・
 ・・・・・・・・ペリクル膜体の枠23・・・・・・
・・・・・・・・・・ペリクル膜24・・・・・・・ 
・・・・・−・・・・異物27・・・・・・・ ・・・
・・・・・・レーザ発振器29・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・偏光素子31・・・・・・・・・・・
・・・・・f・θレンズ38、38a、 38b=光電
変換素子39、39a、 39b・・・スリット状遮光
装置40、40a、 4ob=−集光レンズ41、 l
a、 41b、・、検光装置42a、 42b・・・・
・・・・電圧増幅器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
50.51・・・・・・・・・・・・・・異物検出装置
57・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ピ
ンホール状遮光装置代理人弁理士 小 川 勝A−’\ 弔 凪 第 第 (A) (β)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、レーザ光照射手段で偏光されたレーザ光を基板表面
    に対して傾斜した方向から基板上に照射すると共に該偏
    光レーザ光を走査手段で照射方向に対して交叉角がほぼ
    90度なる方向に直線状に走査し、ほぼ該走査方向から
    基板表面に対して傾斜させて基板上の回路パターンから
    の反射光を遮光手段で遮光して基板上の異物からの反射
    光を光電変換手段で受光して異物検出信号として検出す
    ることを特徴とする異物検出方法。 2、照明光源と該照明光源からの光を偏光光に変換する
    偏光素子と該偏光素子によって偏光された偏光光を基板
    上に照射すべく基板表面に対して傾斜した第1の光軸を
    有する照明光学系と上記偏光光を上記第1の光軸に対し
    て交叉角がほぼ90度なる方向に直線状に走査する走査
    光学系とを有する照明装置と、上記基板上の異物からの
    反射光を検出すべく上記第1の光軸と基板表面上におい
    て交叉角としてほぼ90度で上記基板表面に対して傾斜
    させた第2の光軸を有する検出光学系と該検出光学系に
    より検出される基板上の回路パターンからの反射光を遮
    光する遮光素子と該遮光素子を通過して得られる基板上
    の異物からの反射光を受光して信号に変換する光電変換
    装置とを有する検出装置とを備えたことを特徴とする異
    物検出装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010210568A (ja) * 2009-03-12 2010-09-24 Hitachi High-Technologies Corp 欠陥検査装置及び欠陥検査方法
CN113038103A (zh) * 2021-03-22 2021-06-25 青岛海信激光显示股份有限公司 应用于激光显示设备的激光投影主机和激光显示设备

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