JPH07128245A - 異物検査装置 - Google Patents

異物検査装置

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JPH07128245A
JPH07128245A JP27109393A JP27109393A JPH07128245A JP H07128245 A JPH07128245 A JP H07128245A JP 27109393 A JP27109393 A JP 27109393A JP 27109393 A JP27109393 A JP 27109393A JP H07128245 A JPH07128245 A JP H07128245A
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Masahiko Kishi
雅彦 岸
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】フォトマスクの異物検査装置において、フォト
マスク24に形成されたハターンの向きおよび形状にか
かわらず異物とパターンとを確実に見分けて異物の有無
を判定できるように図る。 【構成】フォトマスク24のレーサ光走査領域の中心O
に対し任意の中心角度θで配置されるとともにレーザ光
走査領域を含む視野をもつ一対の光検出器1a,1b
と、この中心角度θを変えるリングギヤ6を含む中心角
度可変機とを設け、パターンの形状に応じて設定された
中心角度θを可変しレーザ光を走査しながらフォトマス
ク24を移動させ、このときに該パターンおよび異物か
らの反射光の指向性を一対の光検出器1a,1bで認識
し、この光検出器1a,1bの出力信号を信号処理・判
定部4で入力し波形処理して異物の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板にパターン
を転写するフォトリソグラフィ工程に用いられる露光装
置のレチクル等のフォトマスクに付着する異物を検査す
る異物検査装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通常、フオトリソグラフィ工程で用いら
れるフォトマスクの半導体基板に転写すべきパターンは
酸化クロムあるいはクロムなどで形成されている。そし
て、半導体基板に正確にパターンを転写するために事前
にフォトマスクの表面にごみなどの異物が付着していな
いか否かを検査する必要があった。このフォトマスクに
付着する異物を検出する装置として種々の提案がなされ
ている。その一例として、例えば、特開昭62一170
963号公報に開示されている。
【0003】図4は従来の異物検査装置の一例を示す斜
視図、図5(a)および(b)は図4における光検知器
の入瞳面の検出セグメントおよびフィルターセグメント
を示す図である。この異物検査装置は、図4に示すよう
に、透明基板にパターンが形成されたフォトマスク24
にスキャンミラー20で走査しレーザ光を照射するレー
ザ発振器と、フォトマスク24より反射する散乱光を検
出光学系22を介して入光する光検出器23を備えてい
た。
【0004】この異物検査装置でフォトマスク24に異
物が付着しているか否かを検査する場合には、まず、フ
ォトマスク24を載置するステージ9を矢印に示す方向
に移動しながらレーザ光を移動方向に直交する方向に走
査する。そして、レーザ光がパターンあるいは異物に照
射され反射するレーザ光の散乱光を光検知器23で捕捉
し、光検知器23の瞳面上で得られる反射物体に依存し
発生する散乱光パターンの形態を認識することで異物な
のかパターンであるかを検査している。
【0005】例えば、パターンからの散乱光であれば瞳
面上で0次光に対して常に対象な回析光として検知さ
れ、異物からの散乱光であれば、その立体的な構造のた
め0次の散乱光は光軸に対して非対称となる。このこと
から、図5(a)に示すように入瞳面をセグメントに分
割した複数の光検知器を用いると、中心に対して対称あ
るセグメントの出力を比較することによりパターンか異
物かの区別ができる。すなわち、パターンからの散乱光
4であれば各セグメントの出力差はなく、異物からの散
乱光4であれば出力差を生じる。
【0006】また、パターンからの散乱光は異物からの
散乱光に較べ方向性が高い上に出力も大きいため、例え
ば、図5(b)に示すような入瞳面にセグメントに光を
遮蔽するフィルターを設け、あらかじ予想されるパター
ンからの散乱光を遮蔽セグメントで遮断することによ
り、フィルターのない入瞳面から入光される微弱な散乱
光を検出し異物の存在を認識して検出時のS/Nを向上
させる方法も採用されていた。
【0007】さらに、フォトマスクであるレチクルの上
面および下面に上述した光検知器を設置し、レーザ光を
レチクルに投射し反射光と透過光の両方からの出力信号
の有無で異物を検出する方法て2重のチェックを行って
いた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
マスクに形成されたパターンの形状は種々あり反射する
散乱光の向きがパターン形状に応じて変る。また、点在
する異物もその位置や形状および大きさが多様であっ
て、それぞれから反射する散乱光の向きも種々変化す
る。このように異物およびパターンからの反射光の向き
が多様に変化する状況では、上述した従来の異物検査装
置は一定の向きのパターンと異物の区別は判定できるも
のの、捕捉される散乱光が検出器の口径で制限され種々
の方向に反射する散乱光を入光することができず、フォ
トマスク面に付着する総べての異物を検出することが困
難である。また、S/N比を上げるためにフィルターを
備えた検出器の場合は、この問題を含むばかりか異物に
よっては光吸収率が高く反射される光が微弱なため検知
できないという問題も起る。さらに、形成されるパター
ンによっては散乱光の向きが変るため、パターンの形状
が変る毎にフィルターを交換しなければならないという
使用上の不都合な点がある。
【0009】従って、本発明の目的は、フォトマスクに
形成されたハターンの向きおよび形状が変っても異物と
パターンとを確実に見分けて異物の有無を検知すること
のできる異物検査装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、一方向
に移動されるフォトマスク基板上に該一方向に直交する
方向に所定の長さの振幅でレーザ光を走査するレーザ光
照射手段と、このフォトマスク基板からの反射光を集光
し光検知するとともに前記レーザ光の走査幅の中点を向
いて任意の中心角度で配置しかつ前記フォトマスクに対
し同一傾斜角度に傾むけられる一対の光検出器と、この
一対の光検出器の前記中心角度を変える角度可変機構
と、この角度可変機構により前記中心角度が変えられる
間に前記一対の光検出器の出力光検出信号を入力処理し
前記フォトマスクに付着する異物の有無を判定する光検
出信号処理判定手段とを備える異物検査装置である。
【0011】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は本発明の一実施例を示す異物検査装
置の斜視図である。この異物検査装置は、図1に示すよ
うに、矢印で示す方向に移動されるフォトマスク24上
に矢印の方向に所定の長さの振幅でレーザ光を走査する
レーザ光走査部2と、このフォトマスク24からの反射
光を集光し光検知するとともにレーザ光の走査幅の中点
Oを向いて任意の中心角度θで配置しかつフォトマスク
24に対し同一傾斜角度に傾むけられる一対の光検出器
1a,1bと、この一対の光検出器の内一つを固定し他
をリングギヤ6に支持させモータ7のピニオン8の回転
により光検出器1aと1bとがなす中心角度θを変える
角度可変機構と、この角度可変機構により中心角度θが
変えられる間に一対の光検出器1a,1bの出力光検出
信号を入力処理しフォトマスク1に付着する異物の有無
を判定する信号処理・判定部4とを備えている。また、
この信号処理・判定部4は、出力光検出信号を処理する
信号処理部12と、判定機能をもつとともにステージ9
の移動、レーザ光の走査および光検出器1bの移動の制
御を行なう制御部10を指令するコンピュータであるC
PU11とで構成されている。
【0013】ここで、レーザ光の走査幅は理想的にはフ
ォトマスク24の横方向の長さと一致すれば、一度のス
テージ9の移動で検査が済むことになるが、これには光
検出器1a,1bの数を増やすか視野を大きくしなけれ
ばならない。しかし、このことにより種々の方向に反射
する散乱光がより多く捕捉され、捕捉された散乱光がパ
ターンからのものか異物からのものか判別することが困
難になる。そこで、本発明は、走査幅をフォトマスク2
4の幅より例えば1/5以下というように小さくしてス
テージ9を幅方向にずらして数回のステージ9の移動で
検査するようにしてある。そして光検出器1a,1bの
視野は走査幅の長さを含む大きさをもたせ、あらゆる方
向に反射することが予想される散乱光をこの視野内に入
光される散乱光のみに限定している。その代り光検出器
1a,1bのなす中心角度θを変えることによってあら
ゆる向きで反射する散乱光を捕捉できるようにしてあ
る。なお、この中心角度θは望ましくはパターンから反
射される散乱光の向きで決めるものである。例えば、パ
ターンが単純な正方形であれば、直接反射光のみを信号
として抽出するとして90度に設定すれば良い。また、
光検知器1a,1bの光検出面の前側にコンデンサレン
ズが設けられており、反射率の悪い異物からの微弱な光
でも検知できるようにしてある。
【0014】図2は図1の異物検査装置の動作を説明す
るためのフローチャート、図3は異物とパターンからの
散乱光による信号を示す波形図である。次に、この異物
検査装置の動作を図1、図2および図3を参照して説明
する。
【0015】まず、あらかじめ検査する準備として、同
じ傾斜度に固定された光検出器1a,1bの中心角度θ
をパターンに応じて任意に設定するために、モータ7で
ピニオン8を介してリングギヤ6を回転させ光検出器1
bの位置を設定し、フォトマスク24のパターンからの
散乱光が受光されない位置にセットする。この位置調整
にはフォトマスク24にレーザ光を照射しながら光検出
器1a,1bに接続された電流計で確認する必要があ
る。
【0016】次に、図2のステップAで、レーザ光をフ
ォトマスク24に走査し、これと同時にステージ9はレ
ーザ光の動きに同期して図に示す方向に移動する。次
に、ステージ9の移動中に光検知器1a,1bが同時に
散乱光を検知したら、ステップCで、ステージ9を一時
停止させ光検知器1bをモータ7によりいずれかの方向
に移動させる。そして、ステップDで、図3(a)に示
すように、移動した位置に関わらず、常に散乱光を検知
する場合は、ステップFで異物有りと判断する。そし
て、ステップJで光検知器1bを最初の位置に戻してス
テップAから検査を進める。また、図3(b)に示すよ
うに、光検知器1bの位置を移動させていく過程で、散
乱光を検出しない位置がある場合は、最初に検出した信
号はパターンからのものであると判断しステップEで異
物なしとする。そして、ステップJで光検出器1bの位
置を散乱光が検出されなかった最初の位置に戻し、ステ
ップAに戻り検査を続行する。
【0017】なお、図3(b)の信号波形図に示した2
点鎖線は、ノイズ成分と散乱光とを分離するためのしき
い値を表す。以降はフォトマスク24の位置をずらし同
様の動作を繰り返しステップGおよびステップHを経て
フォトマスク24全面の検査を終了する。この実施例の
方法では、フォトマスク24に多量の異物が付着してい
る場合、検査時間がかかると懸念されるが、本来、マス
ク異物検査装置は、異物があまり付着して浄処理後ある
いは露光処理前などの最終的な清浄度チェックを目的に
使用されることと、この装置のように大きな視野をもつ
光検出器でフォトマスク上を数回自動的に走査するだけ
の時間で済み実質的には問題とはならない。また、フォ
トマスクの種類に応じて、光検出器を移位置及び中心角
度等を記憶させておくことにより、再度、検査を行う際
の検査時間を短縮することができる。
【0018】以上説明した実施例では、2つの光検出器
の内一つの光検出器のみを移動可能にし、他方を固定し
ているが、2つの光検出器を移動しても、同様の効果が
得られる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、種々の形
状のパターンをもつフォトマスク上のレーサ光走査領域
の中心に対し任意の中心角度でかつ同一の傾斜角で該レ
ーザ光走査領域を含む視野をもつ一対の光検出器と、こ
の中心角度を変える中心角度可変機構とを設け、パター
ンの形状に応じて前記中心角度を設定し、レーザ光を走
査しながらフォトマスクを移動させ、このときに該パタ
ーンおよび異物からの反射光の指向性を該一対の光検出
器で認識し、この光検出器の出力信号の波形で異物の有
無を判定することによって、フォトマスクに形成された
ハターンの向きおよび形状にかかわらず異物とパターン
とを確実に見分けて異物の有無を判定できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す異物検査装置の斜視図
である。
【図2】図1の異物検査装置の動作を説明するためのフ
ローチャートである。
【図3】異物とパターンからの散乱光による信号を示す
波形図である。
【図4】従来の異物検査装置の一例を示す斜視図であ
る。
【図5】図4における光検知器の入瞳面の検出セグメン
トおよびフィルターセグメントを示す図である。
【符号の説明】
1a,1b 光検出器 2 レーザ光走査部 4 信号処理・判定部 6 リングギヤ 7 モータ 8 ピニオン 9 ステージ 10 制御部 11 CPU 12 信号処理部 20 スキャンミラー 22 検出光学系 23 光検知器 24 フォトマスク

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方向に移動されるフォトマスク基板上
    に該一方向に直交する方向に所定の長さの振幅でレーザ
    光を走査するレーザ光照射手段と、このフォトマスク基
    板からの反射光を集光し光検知するとともに前記レーザ
    光の走査幅の中点を向いて任意の中心角度で配置しかつ
    前記フォトマスクに対し同一傾斜角度に傾むけられる一
    対の光検出器と、この一対の光検出器の前記中心角度を
    変える角度可変機構と、この角度可変機構により前記中
    心角度が変えられる間に前記一対の光検出器の出力光検
    出信号を入力処理し前記フォトマスクに付着する異物の
    有無を判定する光検出信号処理判定手段とを備えること
    を特徴とする異物検査装置。
  2. 【請求項2】 前記中心角度は、前記フォトマスクに形
    成されたパターンの形状によって設定されることを特徴
    とする請求項1記載の異物検査装置。
  3. 【請求項3】 前記光検出器の視野が前記走査幅の長さ
    を含む大きさであることを特徴とする請求項1記載の異
    物検査装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576178B2 (en) 1999-12-22 2003-06-10 Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. Resin sealing apparatus and resin sealing method
JP2005214734A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Fuji Xerox Co Ltd 紙皺検査装置、制御装置
JP2010513927A (ja) * 2006-12-20 2010-04-30 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 物体の測定方法及びシステム
CN108387590A (zh) * 2018-03-15 2018-08-10 福州大学 一种小模数带轴齿轮外形缺陷检测装置

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