JPH0462457A - 表面状態検査装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は表面状態検査装置に関し、特に半導体製造装置
で使用されるレチクルやフォトマスク等の基板上に存在
するパターン欠陥やゴミ等の異物を検出する際に好適な
表面状態検査装置に関するものである。

（従来の技術） 一般にＩＣ製造工程においてはレチクル又はフォトマス
ク等の基板上に形成されている露光用の回路パターンを
半導体焼付は装置（ステッパー又はマスクアライナ−）
によりレジストが塗布されたウニ八面上に転写して製造
している。

この際、基板面上にゴミ等の異物が存在すると転写する
際、異物も同時に転写されてしまいＩＣ製造の歩留りを
低下させる原因となる。

特にレチクルを使用し、ステップアンドリピート方法に
より繰り返してウニ八面上に回路パターンを焼付ける場
合、レチクル面上の１個の異物がウェハ全面に焼付けら
れてしまいＩＣ製造の歩留りを大きく低下させる原因と
なる。

その為、ＩＣ製造過程においては基板上の異物の存在を
検出する事が不可欠であり、その為に種々の検査装置が
提案されている。第８図はその一例であり、本出願人に
よる特開昭６２−２１６９３１号公報に示される。この
例では、ｆ−θレンズ２を通過した入射ビーム３はハー
フミラ−４で２分割され、上下に各々設けられた折り曲
げミラー５．１０で基板（レチクル）１上の点Ｐ、Ｑに
集光される。レチクル１は、回路パターンをパタニング
された面が通常下側（１ｂ）で、ガラスブランクスのま
まの面が上側（１ａ）である。回路欠陥の検査の場合は
パターン面のみビーム照射して検査できるが、ゴミ等異
物の検査の場合はパターン面とブランク面の両面にビー
ムを入射させる必要がある。ｆ−θレンズの前に（≠不
図示の回転素子（ポリゴンミラー）があって、紙面と直
交方向にビームを移動させる。これにより上下のビーム
はレチクル面を紙面と直交方向に走査する。

又、レチクル全面を検査する為に図中、Ｓ２からＳ、の
方向にレチクルを移動させる。

レチクル上の入射点Ｐから発した散乱光は受光レンズ６
ａの作用で視野絞り７ａ上に結像される。視野絞り７ａ
は必要な信号光だけを後続するファイバー８８を介して
フォトマル９ａに導く為のもので、それ以外の余分なフ
レアー光を遮断する。下側の入射点Ｑから発した散乱光
を検出するための受光系３１も上記上側の受光系３０の
構成と同じである。ちなみに、パターン面上の回路パタ
ーンとゴミ等異物の分離を行なう為に、従来例としては
、レチクル上のビーム走査点に対し空間的に異なる２方
向に設けた受光系の出力比較によって求める方法や、偏
光解消を利用した方法がある。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら従来例では次の様な欠点かあつた。以下第
９図で説明する。第９図は、第８図の検査装置において
、レチクルがステージ移動中に、例えば図中布から左へ
移動していく途中、上ビームがレチクルの左エッヂに差
しかかった時を示す。この時下ビームはまだレチクルの
中央付近にあって下側の検出系３１はレチクル下面から
の信号光を取り込んでいる最中である。

レチクルやマスク等の基板はその端面が粗面であるため
レーザービームを照射すると、強い散乱光をほぼ全方位
に飛び散らせる。この時レチクル上面の受光系３０にも
このエッヂ散乱光は飛び込むが、この時点では上面のビ
ームはもはや検査域になく、電気的に信号として取り込
まれない。ところが、このエッチ散乱光はレチクル下面
の受光系３１にも飛び込む。

受光光学系３１　（３０も同様）は、視野絞り７ｂの作
用により基本的にはレチクル上の発光点Ｑからの散乱光
（（８号光）のみをフォトマルに導く。しかしながら、
エッチ散乱光の様に強い散乱光の場合、これか受光光学
系３１の鏡筒（図中、斜線部）やレンズのコバ等にあた
るとここ（Ｒ）が二次光源となって新たな散乱光を受光
光学系内部で発生する。この散乱光（図中、点線）が視
野絞り７ｂを通過し、ファイバー８ｂを経てフォトマル
９ｂに到達し光電検知される。

ゴミ等の異物の場合、レチクル面上で検知されるべき大
きさは１μｍないし、５μｍであるが、このような微細
粒子が発する散乱光に比べると、上述したレチクルエッ
ヂからの散乱光の強さは同等あるいはそれ以上である。

したがってＱ点に異物や欠陥がなくても、あたかもそれ
らが存在するかの様に誤検知してしまい、レチクル下面
の検査はその信頼性を全く失ってしまう。

本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであっ
て、検査すべき基板の端部からの散乱光による誤検知を
防止した表面状態検査装置の提供を目的とする。

〔課題を解決するための手段及び作用］前記目的を達成
するため、本発明では、ビームの走査方向と平行な基板
の周縁部にビームが当たらない様に基板の支持台に基板
と一体で可動な様に遮光手段を装着する。これによって
、基板の周縁部に１つのビームが当たって不要なフレア
ー光が発した場合これが他の検出系の誤検知を引き起こ
す事を防止したものである。

（実施例〕 第１図は本発明の第１の実施例を示す。レーザー１００
から発したビームはビームエキスパンダー１０１の作用
で光束を広げられ、ポリゴンミラー１０２に入射する。

ポリゴンミラーは紙面と直交する面内で回転する。ポリ
ゴンミラー１０２で反射したビームはｆ−θレンズ１０
３に入射する。このレンズの作用で収れん光束となった
ビームはハーフミラ−１０４で上下に２分割され光束Ｂ
、、、ＢＩＬ各々折り曲げ各々−１０５，１０６を経て
、レチクル１０８の上面と下面に集光する。

ポリゴンミラーの回転に伴って上下のビーム（Ｂｕ、Ｂ
ｆｌ）はレチクル面を紙面と直交する方向に走査する。

レチクル面上の検査域を二次元的に検査する為に、この
レーザー走査と同期してレチクルステージ１１４を紙面
内でＳ２からＳ、の方向に移動させる。以上の検査機構
において、゛レチクル上に異物等があった時の検出光学
系を以下に説明する。レチクル上面と下面の各検出系は
基本的には同じ構成である。受光レンズ１０９はレチク
ル面上のビーム集光点を物点とし、これを視野絞り１１
０上に結像させる。これによってレチクル上の異物等が
発する散乱光束（信号光）たけを選択的にファイバー１
１１を経てフォトマル１１２に導く。フォトマルはこれ
を光電変換し、この信号を後続する図示しないアンプ、
電気処理系が処理する。１１３は検出光学系の鏡筒であ
って、信号光以外の余分な光束を遮断する為のものであ
る。

本発明の特徴は、レチクルステージ１１４に遮光板１０
７，１０７“を取り付けた点にある。第２図はレチクル
１０８と遮光板１０７．１０７とを下ビーム集光点から
見たレチクルステージの平面図である。

遮光板１０７，１０７′はいずれもビーム（Ｂｉｔ、Ｂ
ｕ）の走査方向に沿って平行に設けられ、各々、下ビー
ムと上ビームとがレチクルのエッチ（ビーム走査方向に
沿う２辺）に当たらない様にステージ１１４に固定され
ている。

第１図は下ビームＢＪ２がレチクルの左エッチに当たる
位置にレチクルステージが移動した状態の図である。こ
のとき遮光板１０７の作用によりビームはエツジ部分を
照射しない。

下ビームＢＪＺがもし遮光板１０７なしでレチクルの左
エッヂにあたると、前述の従来例の欠点として述べたよ
うにレチクル上面検出系に光がとじ込んで光電出力を発
生する。この時、上ビームＢＵはまだレチクルの検査域
１１５の中央部にあるので、あたかもこのビームライン
上に異物があるかの様な誤検知をしてしまう。本発明で
は遮光板１０７の働きによりてこの問題を解決している
。

第３図は第１図の装置において、上ビームＢｕがレチク
ル右エッヂに当る位置にレチクルステージが８勅した状
態の図である。このとき遮光板１０７°の作用によりビ
ームはエッチ部を照射しない。この時、下ビームＢ、Ｑ
はレチクル面検査域の中央部にあるのでもし、上ビーム
Ｂｕが右エッヂで散乱光を発していれば前述の従来技術
の欠点のようにレチクル下面の検出系で受光され、誤信
号となる。本発明の遮光板１０７°はこの問題を解決し
ている。尚、上記実施例では、入射ビーム（Ｂｕ、ＢＡ
）はレチクルに対して斜めに入射しているが、垂直入射
の場合にも、本発明は効果がある。

第４図は本発明の第２の実施例を示す。この実施例では
複数ビームＢ、、Ｂ２を基板に対して同じ側の（この例
では上方）から入射させている。

第１の入射ビームＢ、は第１図の上側ビームＢｕと同じ
である。第２の入射ビームＢ２はハーフミラ−１０４を
透過した後、折り曲げミラー５０、光路長補正部材５１
および折り曲げミラー５２を介してレチクルの上面に入
射する。光路長補正部材５１はビームＢ２をレチクル面
上に集光させる為のものであって、凹凸両レンズ群から
なるものや、単なる平行平面板等がある。第１．第２入
射ビームの各受光光学系は同じ構成である。

本実施例の特徴は、本発明の遮光板１０７１０７゛を共
にレチクル上面側（ビームの入射側）に設けた点にある
。

レチクルの検査時間を短縮する一つの方式において、１
つの検査面を複数の領域に分割し、複数のビームを用い
て各々の領域を同時に走査して検査する。本実施例はこ
のような検査装置に適用される。

第５図を用いてこれを説明する。図中１１５はレチクル
上の検査域であり、予めこわをＩ　１１の２領域に分割
して２ビームＢ、、Ｂ２で検査する。

レチクルステージの位置は、図中左から右に移動してき
て第１ビームＢ、がレチクルの右エッチにあたる状態を
示している。本発明の遮光板１０７′が第１ビームＢ１
のレチクル右エッチへの入射を遮断しているので右エッ
ヂての散乱光は発生せず、その為、領域Ｉを検査中の第
２ビームの受光光学系は誤検知しない。

ステージ１１４が更に右に移動して第２ビームＢ２がレ
チクルの左エッチにあたろうとすると、今度は遮光板１
０７がこれを遮る。よって領域■を検査中の第１ビーム
の受光光学系も誤検知する事はない。その他の構成、作
用効果は第１図の実施例と同様である。

第６図は本発明の第３の実施例を示す。基板の外径が楕
円上ないｑは曲線で構成されている。レーザービームの
走査紙ＢＩ　Ｂ２はステージ走査方向（Ｓｌ　”３２　
）に対して直交から傾いている。

このような場合でも本発明の遮光部材１０７１０７°は
有効である。その他の構成、作用効果は、第１図の実施
例と同様である。

第７図は本発明の第４の実施例を示す。この実施例では
基板が円形でありその円周に沿って遮光板１０７が設け
られている。その他の構成、作用効果は第６図の実施例
と同様である。

（発明の効果〕 以上説明したように、基板に対し複数ビームを同時に入
射させ、これと対応する複数の検出光学系で基板の表面
状態を検査する装置において、１つの検出光学系に対し
て、他の検出系のビームによる余分なフレアー光の入射
が防止され、その結果検査の信頼性が格段に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の構成図、第２図は第１
図のレチクルステージの平面図、第３図は第１図の装置
の別の状態を示す説明図、 第４図は本発明の第２の実施例の構成図、第５図は第４
図のレチクルステージの平面図、第６図は本発明の第３
の実施例の説明図、第７図は本発明の第４の実施例の説
明図、第８図は従来例の構成図、 第９図は従来例の問題点の説明図である。 １００・・・レーザー　１０４・・・ハーフミラ−１０
５，１０６，５０，５２・・・ミラー、１０８・・・レ
チクル、１１４・・・レチクルステージ、１０７．１０
７′・・・遮光板、１０９・・・受光レンズ、１１０・
・・視野絞り、１１２・・・フォトマル。 特許部願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　也 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　雄 第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）検査すべき基板を所定量隔たった複数の走査ビー
   ムで同時に走査する光学的走査手段と、前記各走査ビー
   ムに対応して前記基板からの反射散乱光を検出する複数
   の光検出手段と、前記光検出手段の出力にもとづいて基
   板上の異物または欠陥を検出する検出手段と１つの光検
   出手段に対して他の光検出手段に関するビームによるフ
   レアの入射を防止するよう前記基板の周縁部を覆う遮光
   手段とを具備したことを特徴とする表面状態検査装置。
2. （２）前記光学的走査手段は複数の走査ビームにより基
   板の両面を照射し、前記遮光手段は基板の両面に各々設
   けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   表面状態検査装置。
3. （３）前記光学的走査手段は複数の走査ビームにより基
   板の片面を照射し、前記遮光手段は基板の片面にのみ設
   けられたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   表面状態検査装置。
4. （４）前記遮光手段は基板を支持する為に設けた支持手
   段に装着されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の表面状態検査装置。