JPH04333847A - レチクルマスクの異物検査装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体ＩＣの製造用
のレチクルマスクに付着した異物の検査装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ＩＣの製造においては、まず、ガ
ラス板の表面にクロムの薄膜を蒸着し、これをエッチン
グ処理して縦横あるいは斜め方向の微細な幅の配線を有
する配線パターンが形成され、レチクルマスク（以下単
にレチクルという）が作成される。レチクルを原盤とし
て、縮小投影法によりウエハに配線パターンが転写され
る。レチクルに塵埃などの異物が付着していると、異物
はすべてのウエハに同様に転写されて欠陥となるので、
レチクルの異物は綿密に検査する必要がある。なお、検
査の取り扱い中に異物が付着することがあるので、これ
を防止するためにペリクル（透明薄膜）を展張した防塵
枠をレチクルに覆って表面が防塵され、この状態で検査
が行われている。

【０００３】図４（ａ），（ｂ），（ｃ）　により、レ
チクルとこれに対する防塵枠、およびレチクルに対する
従来の異物検査方法を説明する。図（ａ）においてレチ
クル１の表面には、一点鎖線で示す境界線１ａ　の内部
に前記したクロムの配線パターン１ｂ　が形成されてい
る。これに対して図（ｂ）　に示す防塵枠２は、方形の
フレーム２ａ　の片面にペリクル２ｂが展張されたもの
で、検査や取り扱い中にはこれをレチクル１に重ねて防
塵される。

【０００４】次に検査方法を述べると、当初においては
レチクルの異物検査は顕微鏡による目視方法で行われた
が、検査効率を向上するために図４（ｃ）　に示す光学
系により自動化されている。図において、レーザ光源３
よりのレーザビームＬをレチクル１に対して斜め下向き
に投射して表面に直径の微小なスポットを形成し、レチ
クル１をＸまたはＹ方向に移動して表面が走査される。 レチクル１の表面に異物ｐが付着していると、これによ
りレーザスポットが散乱され、散乱光Ｒは集光レンズ４
により集光されてＣＣＤ素子５に受光され、その出力電
圧により異物ｐが検出される。なお、ペリクル２ｂ　の
表面に異物ｐ′が付着しているときは、フレーム２ａ　
の高さによりペリクル２ｂ　におけるスポットの直径が
大きくて強度が小さいので異物ｐ′の散乱光が弱く、ま
た集光レンズ４の焦点位置が外れることにより異物ｐ′
は検出されず、異物ｐの検出に支障しない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】さて、前記したように
レチクル１には配線パターン１ｂ　が形成されているの
で、上記の検査方法においてはレチクル１に付着した異
物ｐとともに配線パターン１ｂ　による散乱光が受光検
出されて、両者の区別がなされない。さらに言えば、異
物のみを検出し配線パターンが検出されないことが必要
である。これに対して、異物と配線パターンの散乱光の
それぞれの指向性の特徴を利用して配線パターンが検出
されないようにすることが可能と考えられる。すなわち
、異物の散乱光は投射方向に拘らずいわば全方位にほぼ
均等に散乱される。これに対して、配線パターンの各配
線には両側に側面があり、これに対して一方の側面側よ
り低角度でレーザビームを投射するとき、当該側面のエ
ッジにより投射方向に強い指向性を有する散乱光が散乱
される。しかし、反対の側面側より投射したときは上記
のエッジによっては散乱されない、すなわちレーザビー
ムの投射方向により配線パターンの散乱光が相違する特
徴が認められた。この発明は、レチクル異物検査装置に
おいて、レチクルの配線パターンの散乱光がレーザビー
ムの投射方向により異なる特徴を利用して、配線パター
ンを検出せず異物のみを検出する異物検出光学系を提供
することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、半導体ＩＣ
のレチクルマスクの表面に対してレーザビームを投射し
てスポットを形成し、レチクルマスクをＸおよびＹ方向
に移動して表面を走査し、表面に付着した異物の散乱光
を受光して異物を検出するレチクルマスクの異物検査装
置であって、レチクルマスクの表面の検査点に対して、
互いに対向する方向で、かつ低角度で異なる波長λ１，
λ２　のレーザビームをそれぞれ投射してスポットを形
成する２組の投光系を設ける。また、レチクルマスクの
表面に対して垂直方向で、検査点におけるレーザスポッ
トの散乱光を集光する集光レンズと、集光された散乱光
より上記の波長λ１　とλ２　の成分をそれぞれ通過す
る２個の帯域フィルタ、および各帯域フィルタの出力を
それぞれ受光する２個のＣＣＤ素子よりなる受光系を設
け、さらに各ＣＣＤ素子の出力をそれぞれデジタル化す
る２個のＡ／Ｄ変換器、および各Ａ／Ｄ変換器より出力
される波長λ１，λ２　の散乱光のデジタルデータを互
いに乗算するデジタル乗算器よりなる信号処理部を設け
て構成される。

【０００７】

【作用】以上の構成による異物検査装置においては、２
組の投光系によりレチクルマスクの表面の検査点に対し
て、互いに対向する方向で、かつ低角度で異なる波長λ
１，λ２　のレーザビームがそれぞれ投射されスポット
が形成される。また、受光系の集光レンズはレチクルマ
スクの表面に対して垂直方向に設けられて、検査点にお
ける散乱光が集光され、２個の帯域フィルタにより上記
の波長λ１　とλ２　の成分がそれぞれ通過して２個の
ＣＣＤ素子により受光される。ついで各ＣＣＤ素子の出
力は信号処理部の２個のＡ／Ｄ変換器によりそれぞれデ
ジタル化され、各デジタルデータはデジタル乗算器によ
り互いに乗算される。

【０００８】以上において、前記した配線パターンの散
乱光の特徴、すなわち配線の側面側より低角度で投射し
たレーザビームは当該側面のエッジにより散乱されるが
、反対側よりのレーザビームはこのエッジでは散乱され
ないという特徴により、波長λ１（またはλ２）のレー
ザビームが散乱するときは波長λ２（またはλ１）のレ
ーザビームは散乱しない。従ってそれぞれのデジタルデ
ータの一方は零であり、これらを乗算するとその積は零
となって消去される。これに対して、異物の散乱光は指
向性が全方位にほぼ均等であるので、波長λ１，λ２　
の両レーザビームの異物に対するデジタルデータはほぼ
等しく、乗算しても消去されず、むしろ増加することが
期待できる。以上により異物は良好に検出されるが、配
線パターンは検出されないわけである。

【０００９】

【実施例】まず、この発明の基礎であるレチクルの配線
パターンの散乱光と、異物の散乱光の指向性について説
明する。図１（ａ）　は配線パターン１ｂの一部を取り
出し、これに左側よりレーザビームＬＬ　を、右側より
レーザビームＬＲ　を低角度で投射した場合、配線の方
向により変化する散乱光Ｒｅ　の指向性と強度を示すモ
デルで、散乱光ＲｅＬはレーザビームＬＬ　によること
を示す。図示の（イ）　は配線１ｂ　に直角にレーザビ
ームＬＬ　を投射した場合で、配線の左側側面のエッジ
によりＸＹ平面内ではＸ方向に強い指向性があり、ＸＺ
平面内では各方向にほぼ均等の強度を示す。（ロ）　は
配線１ｂ　を４５°傾斜した場合で、指向性は（イ）　
と同様であるが強度が小さい。 （ハ）　においては配線１ｂ　がレーザビームＬＬ，Ｌ
Ｒ　に平行しているのでエッジにより散乱されない。こ
れらに対して、（ニ）　および（ホ）　では、右側より
のレーザビームＬＲ　が左側面のエッジに投射されない
ため全く散乱されない。上記は左側面についてであるが
、右側面については反対にＬＲ　は散乱光され、ＬＬ　
は散乱されない。以上に対して、図（ｂ）　は異物の場
合を示し、この場合はレーザビームＬＬ，ＬＲ　はとも
に全方位にほぼ均等な強度の散乱光ＲｐＬ，　ＲｐＲを
散乱する。（イ）　はＸＺ平面内、（ロ）　はＸＹ平面
内の指向性を示す。

【００１０】図２は、この発明によるレチクルマスクの
異物検査装置の実施例におけるブロック構成を示す。防
塵枠２に保護された被検査のレチクル１の表面に対して
、異なる波長λ１　とλ２　を発振する２個のレーザ光
源３ａ，３ｂ　よりＸおよび−Ｘ方向を投射方向として
、約３０°の低角度φで表面上の同一点（検査点）にレ
ーザビームＬＬ（λ１），ＬＲ（λ２）を投射してそれ
ぞれレーザスポットを形成する。各スポットはレチクル
１の表面に合焦し、ペリクル２ｂ　に付着した異物が検
出されないようにすることは従来と同様である。レチク
ル１　の表面に対して垂直方向を光軸とする集光レンズ
４を設けて散乱光を集光し、集光された散乱光Ｒはハー
フミラー６により２分割される。分割された一方は直進
してミラー７により反射され、波長λ１　を通過する帯
域フィルタ８−１により波長λ１　の成分が通過してＣ
ＣＤ素子５−１に受光され、他方は波長λ２　を通過す
る帯域フィルタ８−２により波長λ２Ｌの成分が通過し
てＣＣＤ素子５−２に受光される。各ＣＣＤ素子５−１
，　５−２の出力電圧はＡ／Ｄ変換器９−１，１９２　
によりデジタル化され、乗算器１０により乗算され、マ
イクロプロセッサ（ＭＰＵ）１１に取り込まれて所定の
処理がなされる。

【００１１】図３は、各ＣＣＤ素子５−１，　５−２が
受光した異物と配線パターンの散乱光の強度の時間変化
と、両者の乗算積のデータを示す。（イ）　は異物に対
する散乱光ＲｐＬ，　ＲｐＲで両者はほぼ同一値であり
、その積（ＲｐＬ×ＲｐＲ）が大きいので異物は良好に
検出される。これに対して（ロ）　は配線パターンに対
する散乱光Ｒｅ　の場合で、一方のＲｅＬ（またはＲｅ
Ｒ）は大きい値であるが、ＲｅＲ（またはＲｅＬ）　は
零または零に近い小さい値で、両者の積（ＲｅＬ×Ｒｅ
Ｒ）はほとんど零となって配線パターンが検出されない
ことが了解される。

【００１２】

【発明の効果】以上の説明により明らかなように、この
発明による異物検査装置においては、２組の投光系によ
りレチクルマスクの表面の検査点に対して、互いに対向
する方向で、かつ低角度で異なる波長の２つのレーザビ
ームを投射し、得られる散乱光は、異物の場合は指向性
が全方位にほぼ均等で、両レーザビームの散乱光がほぼ
等しいので、両散乱光のデータの積により異物が良好に
検出される。配線パターンの場合は、一方の散乱光が零
となるので、両者の積をとって零とし配線パターンを検
出しないようにすることで配線パターンの影響を排除し
てレチクルマスクの異物に対する検出性能を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　図１（ａ）　および（ｂ）　は、この発明
の基礎であるレチクルの配線パターンの散乱光と、異物
の散乱光の指向性の説明図である。

【図２】　　図２は、この発明によるレチクルマスクの
異物検査装置の実施例におけるブロック構成図と、異物
と配線パターンの散乱光の強度と、両者の乗算積のデー
タの説明図である。

【図３】　　図３は、この発明によるレチクルマスクの
異物検査装置の実施例における異物と配線パターンの散
乱光の強度と、両者の乗算積のデータの説明図である。

【図４】　　図４（ａ），（ｂ）　および（ｃ）　は、
レチクルマスクと防塵枠、および従来のレチクル異物検
出光学系の構成図である。

【符号の説明】

１…レチクルマスク（レチクル）、１ａ　…境界線、１
ｂ　…配線パターン、２…防塵枠、２ａ　…フレーム、
２ｂ　…ペリクル、３，３ａ，３ｂ　…レーザ光源、４
…集光レンズ、５，５−１，　５−２…ＣＣＤ素子、６
…ハーフミラー、７…ミラー、８−１，　８−２…帯域
フィルタ、９−１，　９−２…Ａ／Ｄ変換器、１０…デ
ジタル乗算器、１１…マイクロプロセッサ（ＭＰＵ）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体ＩＣのレチクルマスクの表面に
   対してレーザビームを投射してスポットを形成し、該レ
   チクルマスクをＸおよびＹ方向に移動して該表面を走査
   し、該表面に付着した異物の散乱光を受光して該異物を
   検出する装置において、前記レチクルマスクの表面の検
   査点に対して、互いに対向する方向で、かつ低角度で異
   なる波長λ１，λ２　のレーザビームをそれぞれ投射し
   てスポットを形成する２組の投光系と、前記レチクルマ
   スクの表面に対して垂直方向に設けられ、前記検査点に
   おける前記レーザスポットの散乱光を集光する集光レン
   ズ、該集光された散乱光より前記波長λ１　とλ２　の
   成分をそれぞれ通過する２個の帯域フィルタ、および該
   各帯域フィルタの出力をそれぞれ受光する２個のＣＣＤ
   素子よりなる受光系と、該各ＣＣＤ素子の出力をそれぞ
   れデジタル化する２個のＡ／Ｄ変換器、および該各Ａ／
   Ｄ変換器より出力される前記波長λ１，λ２　の散乱光
   のデジタルデータを互いに乗算するデジタル乗算器より
   なる信号処理部とにより構成されたことを特徴とする、
   レチクルマスクの異物検査装置。