JPH0743313A - 異物検査装置及びそれを用いた半導体デバイスの 製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レチクルやペリクル面上に付着したゴミ等の
異物を高精度に検出することのできる異物検査装置及び
それを用いた半導体デバイスの製造方法を得ること。 【構成】 光源からの光束で走査系を利用して検査面上
を走査し、該検査面上からの散乱光を検出手段で受光す
ることにより該検査面上の異物の有無を検査する際、該
検査面上の第１ライン上を該光束が走査したときに該検
出手段で得られる第１散乱光信号と該第１ライン方向と
直交する方向に所定量変位した第２ライン上を該光束が
走査したときに該検出手段で得られる第２散乱光信号と
の相関を利用していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は異物検査装置及びそれを
用いた半導体デバイスの製造方法に関し、特に半導体デ
バイスの製造装置で使用される回路パターンが形成され
ているレチクルやフォトマスク等の原板上又は／及び原
板にペリクル保護膜を装着したときのペリクル保護膜面
上に、例えば不透過性のゴミ等の異物が付着していたと
きに、この異物の有無及びその位置を精度良く検出する
際に好適なものである。

【０００２】

【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原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け装置（ステッパー又はマス
クアライナー）によりレジストが塗布されたウエハ面上
に転写して製造している。

【０００３】この際、原板面上にパターン欠陥やゴミ等
の異物が存在すると回路パターンを転写する際、異物も
同時に転写されてしまい、ＩＣ製造の歩留を低下させる
原因となってくる。

【０００４】特にレチクルを使用し、ステップ＆リピー
ト方法により繰り返してウエハ面上に回路パターンを焼
き付ける場合、レチクル面上に有害な１個の異物が存在
していると、該異物がウエハ全面に焼き付けられてしま
い、ＩＣ工程の歩留を大きく低下させる原因となってく
る。

【０００５】その為、ＩＣ製造工程においては基板上の
異物の存在を検出するのが不可欠となっており、従来よ
り種々の検査方法が提案されている。

【０００６】一般には異物が等方的に光を散乱する性質
を利用する方法が多く用いられている。図１６は従来の
異物による散乱光を検出することで異物の有無を検査す
る異物検査装置の要部構成図である。

【０００７】同図においてはレーザ光源１５１からのレ
ーザビームは、偏光子１５２、フィルタ１５３、コリメ
ータ系１５４等によって異物検査に最適なレーザビーム
とされ、ミラー１５５を介してポリゴン等のスキャニン
グミラー１５７とｆθレンズ１５８とから成る走査光学
系に導かれる。ｆθレンズ１５８からの走査用のレーザ
ービームは回路パターンが形成されるレチクル等の被検
査面１６０の表面に走査スポット１５９として集光され
る。走査ステージ系１６６によって走査スポット１５９
による走査方向と直交方向に被検査面１６０を相対的に
移動させることにより被検査面１６０の全面を走査して
検査を行っている。

【０００８】このレーザビームの入射方向に対して後方
あるいは側方方向には、レンズ系１６１とアパーチャ１
６３、そして光電検出器１６４により構成される検出系
を配置している。この検出系の配置方向については被検
査面１６０にレーザビームを入射したときに回路パター
ン等から発生する散乱光が特定の回折方向を有するの
で、これを避けて検出しないような方向に設定してい
る。

【０００９】図１７，図１８はこのときの原板１６０上
の異物と回路パターン及び照射光束の位置関係の例とそ
のときの信号を示す摸式図である。図１７は光束の照射
側若しくは受光側から原板１６０上の照射位置を見たも
のであり、光束２０の走査ラインＳ４上に異物１７０と
回路パターン１７１が存在している様子を表している。

【００１０】このような構成の装置によって走査スポッ
ト１５９内に異物１７０が存在しない場合には光電検出
器１６４では散乱光は検出されない。もし異物が存在す
る場合は、微小な異物からの散乱光が等方的に発生する
為光電検出器１６４で散乱光が検出されることになる。
このとき得られる検出信号を信号処理系１６５で処理す
ることにより異物の有無の検査を行っている。

【００１１】具体的に説明すると、図１８は光電検出器
１６４からの信号出力Ｉと光束２０の照射位置の関係を
表している。光電変換器１６１からの出力Ｉは走査上の
起点Ｘ０より走査を始め、位置Ｘ１で異物からの散乱光
を受け、信号出力が所定レベル（スライスレベル）ＳＬ
以上のパルス信号になる。

【００１２】一方、更に光束が位置Ｘ２から位置Ｘ３に
かけて走査したとき、信号強度は前記所定レベルを越え
ない。

【００１３】そこで所定のスライスレベルＳＬを越えた
パルス信号をカウントすることにより異物の数を検出し
ている。又は信号強度を検出することにより異物の大き
さを判定している。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図１６に示す異物検査
装置では、回路パターンによってパターンから検出器側
に散乱光が生じる場合がある。このときの散乱光の強度
情報のみを単純に利用した従来方式では異物粒子からの
散乱光強度の方が回路パターンからのそれより大きいこ
とを前提にしている。

【００１５】このため異物粒子が小さいと、回路パター
ンからの散乱光強度が異物によるそれより逆に高くな
り、異物からの散乱光と回路パターンからの散乱光の光
電信号をスライスレベルとの比較で区別することが困難
になってくる。

【００１６】本発明は、検査面への光束の走査条件や検
査面上の異物からの散乱光を検出する検出光学系で得ら
れた散乱光信号を適切に処理することにより、従来の方
法では検出が難しかった検査面上の微小な異物の有無及
び異物の存在している位置等を高精度に検出することが
できる異物検査装置及びそれを用いた半導体デバイスの
製造方法の提供を目的としている。

【００１７】

【課題を解決する為の手段】本発明の異物検査装置は、
（１−１）光源からの光束で走査系を利用して検査面上
を走査し、該検査面上からの散乱光を検出手段で受光す
ることにより該検査面上の異物の有無を検査する際、該
検査面上の第１ライン上を該光束が走査したときに該検
出手段で得られる第１散乱光信号と該第１ライン方向と
直交する方向に所定量変位した第２ライン上を該光束が
走査したときに該検出手段で得られる第２散乱光信号と
の相関を利用していることを特徴としている。

【００１８】特に、前記検査面上における前記光束が走
査する第１ラインと第２ラインとの間隔は前記検査面に
設けた回路パターンの該第１ラインと直交する方向の幅
よりも小さく、且つ該検査面上への光束のスポット径よ
りも小さいことや、前記相関が第１，第２散乱光信号の
２信号の差であること等を特徴としている。

【００１９】本発明の異物検査方法は、（１−２）光源
からの光束で走査系を介して検査面上を主走査方向に走
査し、該検査面から発生する散乱光を検出手段で検出す
る際、該検出手段は該検出面上の主走査方向の第１ライ
ン上を該光束で走査して第１散乱光信号を得、その後該
第１ラインと直交する方向に所定量変位した第２ライン
上を該光束で走査して第２散乱光信号を得て、次いで相
関部により該検出手段で得られた第１，第２散乱光信号
の相関をとることにより該検査面上の異物の有無を検出
していることを特徴としている。

【００２０】特に、前記検査面上における前記光束が走
査する第１ラインと第２ラインとの間隔は前記検査面に
設けた回路パターンの該第１ラインと直交する方向の幅
よりも小さく、且つ該検査面上への光束のスポット径よ
りも小さいことや、前記相関が第１，第２散乱光信号の
２信号の差であること等を特徴としている。

【００２１】本発明の半導体デバイスの製造方法は、
（１−３）収納装置から原板を検査装置に搬入し、該検
査装置により光源からの光束で走査系を介して該原板の
検査面上を走査し、このとき該検査面上の第１ライン上
を該光束が走査したときに検出手段で得られる第１散乱
光信号と該第１ライン方向と直交する方向に所定量変位
した第２ライン上を該光束が走査したときに該検出手段
で得られる第２散乱光信号との相関を利用して該検査面
上の異物の有無を検査し、該検査装置で該検査面上に異
物がないと判断したときは該原板を露光装置の露光位置
にセットし、異物が存在すると判断したときは洗浄装置
で洗浄した後に再度該検査装置で検査し、異物がなくな
ったと判断したとき該原板を該露光装置の露光位置にセ
ットして、該原板上のパターンをウエハに露光転写し、
該露光転写した原板を現像処理工程を介して半導体デバ
イスを製造していることを特徴としている。

【００２２】特に、前記検査面上における前記光束が走
査する第１ラインと第２ラインとの間隔は前記検査面に
設けた回路パターンの該第１ラインと直交する方向の幅
よりも小さく、且つ該検査面上への光束のスポット径よ
りも小さいことや、前記相関が第１，第２散乱光信号の
２信号の差であること等を特徴としている。

【００２３】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図であ
る。

【００２４】本実施例は半導体分野等で使用される露光
用原板（レチクルやフォトマスク）やウエハ等の被検面
上の状態を検査する検査装置、具体的には被検面上に付
着するゴミ等の異物或は被検面上についた傷等の欠陥
（以下、これらを総称して「異物」という。）を検査す
る異物検査装置を示している。

【００２５】尚、本実施例では半導体分野に限らず、面
の表面状態の検査装置に広く適用することができる。

【００２６】図１において１は光源であり、例えばレー
ザから成っている。２は走査系であり、光源１からの光
束をミラーＭ１を介して繰り返し反射偏向している。

【００２７】本実施例では走査系２としてポリゴンミラ
ーの場合を示しているが、ガルバノミラー等でも良い
（以下、走査系２をポリゴン２ともいう）。１０は走査
系２に関する走査信号を制御するコントローラ、１１は
走査系２を駆動させるアクチュエータである。３はｆθ
レンズであり、走査系２で偏向した光束を被検査用の原
板５上の検査面にスポット光束４として集光している。

【００２８】同図では走査系２とｆθレンズ３を介した
スポット光束４で原板５面上を紙面と垂直方向に走査し
ている。８はステージであり、原板５を載置している。
７はアクチュエータであり、ステージ８を駆動してい
る。６はステージコントローラであり、アクチュエータ
７を駆動制御している。

【００２９】各要素８，７，６により、スポット光束４
が原板５面上を走査するようにしている。９は同期発生
回路であり、走査系２の回転とステージ５の動きを同期
させている。

【００３０】１７は受光レンズであり、スポット光束４
の照射による被検査用の原板５の検査面（以下「原板」
ともいう。）からの反射散乱光を光検出器１６に集光し
ている。光検出器１６は散乱光を光電変換している。受
光レンズ１７と光検出器１６は検出手段の一要素を構成
している。１３はラインメモリ部であり、光検出器１６
により光電変換した散乱光信号を１スキャンライン毎に
記憶している。１２はディテクター部であり、ラインメ
モリ部１３へのスタートトリガーを発生させている。１
４は相関部であり、ラインメモリ部１３の相関を取って
いる。１５は判断回路であり、相関部１４からの相関結
果から原板５上に存在しているものが異物かそれとも異
物以外のものかを判断している。

【００３１】次に図１と図２〜図６を用いて本実施例の
作用について説明する。

【００３２】図２は被検査用の原板（検査面）５上のス
ポット光束４の中心及び異物２０及び回路パターン２１
が主走査方向の１走査線上に存在している状態を示した
説明図である。勿論１走査線上に何も存在しない若しく
は何れか一方のみが存在しているときでも以下の説明に
何の本質的違いはない。

【００３３】図２では異物２０のサイズの方が回路パタ
ーン２１のサイズより一般的に小さい場合を示してい
る。

【００３４】図２は第ｉライン上をスポット光束４が走
査する場面と、その第ｉラインを走査し終えて次の第ｉ
＋１ラインをスポット光束４′で走査するときの場合を
重ねて示している。

【００３５】一方、スポット光束４の断面強度分布は一
般にガウシアン分布している。

【００３６】図３は図２の線（副走査方向）２２上のス
ポット光束４の強度分布を表した説明図である。図２に
対応して、縦軸は副走査方向（主走査方向に垂直方向）
を表し、横軸は光強度と主走査方向を兼用している。第
ｉラインの強度分布と第ｉ＋１ラインの強度分布を、副
走査方向にそのすそを互いに重ねることにより、透き間
なく被検査面の全面走査を行っている。

【００３７】図４は図１の光検出器１６で得られる光信
号の説明図である。図４（Ａ），（Ｂ）は第ｉラインと
第ｉ＋１ラインを走査し、被検査用の原板５からの第
１，第２散乱光を光検出器１６で受光したときの信号を
示し、図４（Ｃ）はその二つのラインの相関として、差
を取った例を示している。

【００３８】図中Ｇは異物２０からの散乱光信号、Ｐは
回路パターンからの散乱光信号を示している。図４
（Ａ）では異物２０のサイズがサブμｍ以下の場合を示
しており、この程度小さくなると第１散乱光信号Ｇ１の
ピークが回路パターン２１からの散乱光信号Ｐ１より低
くなる。そうすると従来の単純にスライスレベルで異物
かどうか判断する方法では異物の有無の検出ができなく
なってくる。図４（Ｂ）の第ｉ＋１ラインの散乱光信号
を比べると異物２０からの第２散乱光信号Ｇ２は第ｉラ
インの第１散乱光信号Ｇ１に比べ、変化している。

【００３９】一方、回路パターン２１からの散乱光信号
Ｐ２は副走査方向の走査間隔より十分大きい為、散乱光
信号Ｐ１に比べてほとんど変化しない。

【００４０】そこで図４（Ａ）と図４（Ｂ）の相関（こ
こでは差）をとると図４（Ｃ）に示す如く回路パターン
に関する信号は消え、異物からの信号を浮き上がらせる
ことができる。

【００４１】この為、本実施例では以後の処理を従来法
で示した方法を用いて、即ち所定のスライスレベルとの
比較により異物のみを選択的に検出している。

【００４２】図５は第ｊラインから第ｊ＋５ラインまで
のその直前のラインとの相関（差）を取った異物からの
散乱光信号を表した説明図である。回路パターンは異物
に比べ副走査方向の広がりが大きい為ライン間の差を取
れば、キャンセルするので信号としては現れていない。

【００４３】一方異物は図６に示すように、副走査方向
の広がりが小さい為に既に説明した通り、信号として現
れている。尚図６は横軸に副走査方向（ｊ）をとり、縦
軸に相関値をとっている。

【００４４】本実施例ではこの相関値（差）のピーク値
を所定のスライスレベルと比較することにより、従来で
は区別できなかったサブμｍの小さい異物の検出を可能
としている。

【００４５】次に図１の実施例１の各構成要素と作用と
の関係を説明する。

【００４６】図１においてレーザ１からのガウシアン分
布をした光束はミラーＭ１で反射した後、走査系２の反
射面２ａにより反射偏向する。反射したビームはｆθレ
ンズ３により原板５上をスポット光束４として照射す
る。光束照射位置の原板５上に異物や回路パターン等が
何も存在しないと、ビームは原板上で正反射し、受光レ
ンズ１７には散乱光が入ってこない。

【００４７】一方光束照射位置の原板上に異物や回路パ
ターン等が存在すると、そこから反射散乱光が発生し、
そのうちの一部が受光レンズ１７に入り、光検出器１６
で検出され、光電変換される。

【００４８】ここで第ｉラインの光電信号をラインメモ
リ部１３に記憶する過程について説明する。

【００４９】１ライン同期信号発生部９からの信号によ
り、ポリゴンコントローラ１０と、同期モータ１１を動
かす。このとき走査系２が回転すると反射面２ａより反
射した光束は偏向し、ｆθレンズ３を介してスポット光
束４が原板５の表面（検査面）上を常に集束状態を保ち
ながら紙面に垂直方向に１ライン照射走査する。

【００５０】このときの１ラインの間、受光レンズ１７
を通して光検出器１６は入ってくる散乱光を光電変換し
続ける。同時に同期検出ディテクター部１２からの同期
信号をトリガーにして、この光検出器１６からの光電信
号（第１散乱光信号）をラインメモリ部１３で１ライン
分記憶する。

【００５１】次に１ライン同期信号部９からの信号を元
にして、ステージコントローラ６とアクチュエータ７を
駆動し、ステージ８を紙面内の矢印５ａ方向に移動させ
る。このときの移動量は全面を隈なく検査する為にスポ
ット光束４の広がりの範囲内に設定するのが望ましい。

【００５２】次に第ｉ＋１ラインを走査したときも第ｉ
ラインと同様にして第２散乱光信号をラインメモリ部１
３に記憶する。

【００５３】相関部１４では、ラインメモリ部１３によ
る第ｉラインの第１散乱光信号と第ｉ＋１ラインの第２
散乱光信号を読み出し、両者の相関をとる。相関値を例
えば所定のスライスレベルと比較することにより、異物
か異物でないかを判断部１５で判断する。

【００５４】以上の工程を繰り返して原板５を全面検査
することにより、異物と回路パターンとを区別して検出
している。相関の方法は本実施例の如く単純にライン間
の差をとる方法でも良い。又異物かどうか判断する方法
はスライスレベルとの比較だけでなく、全ラインの相関
ラインの波形形状から判断するようにしても良い。

【００５５】次にこの方法を利用して異物の検出率を、
より確実にする方法について説明する。

【００５６】本実施例において走査方向に平行な回路パ
ターンのエッジと異物との判断は次のようにして行って
いる。

【００５７】図７は原板５上をスポット光束４で走査し
ているときの説明図である。図７（Ａ）に示すように、
原板５を全面検査し、このとき異物と判定した原板５上
の位置を全て記憶しておく。

【００５８】次に図７（Ｂ）に示すように原板５を紙面
内で９０度回転し、もう一度同様の検査を全面に渡って
行い、ここでも異物と判定した原板５上の位置を記憶し
ておく。そして最初と２回目の検査結果の両方で異物と
判断された所を異物と判断する。

【００５９】本実施例では回路パターンに方向性があ
り、異物のような孤立した形状はほとんどあり得ないこ
とを利用して異物の検出を行っている。

【００６０】このように、本実施例では走査方向に平行
なエッジを持つパターンを、原板を９０度回転して再度
検査することにより異物の誤検出を防止している。

【００６１】以上は被検査用の原板上の異物を回路パタ
ーンとは区別して検出する方法について説明したが、本
実施例の検査方法は原板に支持部材で間隔を保って防塵
膜（ペリクル膜）を施したものも同様に適用可能であ
る。

【００６２】図８は本発明の実施例２の要部概略図であ
る。

【００６３】本実施例では図１の実施例１に比べて、よ
り微小な異物の有無を検出できる能力のある、ヘテロダ
イン干渉光学系を利用している点が異なっており、その
他の構成は同じである。

【００６４】図８において図１で示した要素と同一要素
には同符番を付している。図８において１は光源であ
り、２周波レーザより成っている。３０，３１は各々走
査光路を変更するミラー、３２は偏向ビームスプリッタ
ーであり、２周波レーザ１からの光束を偏光面で分離
し、参照光Ｒａと原板５への照明光Ｓａを得ている。３
３は回折格子であり、参照光Ｒａを側方へ回折させてい
る。３４はハーフミラーであり、参照光Ｒａと散乱光Ｓ
ｂを合波している。

【００６５】次に本実施例においてヘテロダイン法を利
用した異物の検出方法について説明する。

【００６６】２周波レーザ光源１からのレーザビーム
は、スキャニングミラー２とｆθレンズ３による走査光
学系に導かれて偏光走査され、ミラー３０，３１を経て
偏光ビームスプリッター３２によって照明用のＳ偏光レ
ーザビーム（シフト周波数ω）Ｓａと参照光としてのＰ
偏光レーザビームＲａ（シフト周波数ω＋Δω）に分離
される。分離されたＳ偏光レーザビームＳａは検査面５
の表面にスポット光束４として収束する。スポット光束
４内の異物や欠陥或は回路パターンによる散乱光はＳ偏
光レーザビームＳａの入射方向に対して略９０度側方方
向に配置した集光レンズ１７によって側方散乱光ＳＳａ
としてハーフミラー３４を通して集光される。

【００６７】一方、Ｐ偏光レーザビームＲａが回折格子
３３上に収束されると回折光を生成し、この内１次回折
光Ｒａ１がハーフミラー３４側に回折されるようになっ
ている。ハーフミラー３４においては１次回折光Ｒａ１
と側方散乱光ＳＳａとを合波する。この回折格子３３は
入射光束に対して略９０度側方方向に１次回折光を生成
し、走査光学系によって移動するスポット光の位置に応
じて常に側方散乱光ＳＳａとハーフミラー３４にて合波
されるように設計されている。

【００６８】ハーフミラー３４で合波された側方散乱光
ＳＳａに含まれるＰ偏光成分（異物や欠陥で偏光解消さ
れたもの）と回折格子３３からの１次回折光（Ｐ偏光成
分）は集光光学系１７を介して光電検出器１６のセンサ
面上に結像して、光ヘテロダイン干渉し、このときの干
渉に基づく信号はビート信号処理系（不図示）で処理さ
れる。

【００６９】尚本実施例では光電検出器１６のセンサ面
は検査面５上のスポットの共役面としているが、これを
瞳面に配置するようにしても良い。又Ｐ偏光とＳ偏光の
関係を逆にしても良い。

【００７０】本実施例ではヘテロダイン法を利用し、副
走査方向に離れた２走査ライン間の第１，第２散乱光信
号の相関をとって実施例１と同様にして異物の有無を検
出している。

【００７１】このようにヘテロダイン法による異物検査
方法においても副走査方向に離れた２ライン間の信号の
相関をとることにより高いＳ／Ｎ比を得て、異物を高精
度に検出している。又図７に示したように、被検査用の
原板を９０度回転して再検査すれば更に誤検出を良好に
防止して異物の有無を検出することができる。

【００７２】図９は本発明の実施例３の要部概略図であ
る。

【００７３】本実施例では所謂、副走査方向変調法を利
用して異物の検出を行っている。先の実施例１，２では
副走査方向に離れた２走査ライン間の信号の相関をとっ
ている。

【００７４】これに対して本実施例は２ライン間の信号
の相関をとらずに副走査方向に高速で微小な空間変調を
与えることにより、実施例１，２と同じ効果を得ている
ことを特徴としている。尚、図９において図１で示した
要素と同一要素には同符番を付している。

【００７５】図９において１９は変調信号発生部であ
り、音響光学素子（ＡＯ）４２及びその駆動ドライバー
４１をコントロールし、又処理部１８に変調同期信号を
与えている。処理部１８は光検出器１６により光電変換
した散乱光信号を変調信号発生部１９からのトリガー信
号をもらって、副走査方向の信号変化を検出している。
そして判断部１５は処理部１８からの処理結果から異物
かそれとも異物以外かを判断している。

【００７６】次に本実施例の作用を説明する。図９にお
いてレーザ１からのガウシアン分布をした光束は、ミラ
ーＭ１で反射した後、走査系２の反射面２ａにより反射
偏向する。反射したビームはｆθレンズ３により原板５
上をスポット光束４として照射する。光束照射位置の原
板上に異物や回路パターン等が何も存在しないと、ビー
ムは原板上で正反射し、受光レンズ１７には散乱光が入
ってこない。

【００７７】一方光束照射位置の原板上に異物や回路パ
ターン等が存在すると、そこから反射散乱光が発生し、
その内の一部が受光レンズ１７に入り、光検出器１６で
光検出され、光電検出される。

【００７８】次に１走査ラインの動作作用を説明する。
変調信号発生部１９によりＡＯドライバー４１を通して
ＡＯ４２を駆動すると光束はＡＯ４２の回折を受け、紙
面内で周期的に偏向し、それに伴い原板５上の照射位置
が位置９１を中心に位置９２と位置９３との間で振動す
る。

【００７９】一方、ポリゴンコントローラ１０、同期モ
ータ１１により走査系２が回転すると反射面２ａで反射
した光束は偏向し、ｆθレンズ３によりスポット光束４
が原板５の表面上を常に集束状態を保ちながら紙面に垂
直方向に１ライン照射走査する。

【００８０】図１０は原板５の表面上の１走査ラインの
一部分の照射光束４の軌跡を示した説明図である。スポ
ット光束４は走査方向に走査しながら副走査方向に照射
スポットのサイズ内の振幅で振動し、その周波数は照射
スポットが走査方向に１スポットサイズ移動する間に少
なくても１往復以上の振動する周波数を持っている。そ
の１走査ラインの間、受光レンズ１７を通して光検出器
１６は入ってくる散乱光を光電変換し続ける。

【００８１】同時に変調信号発生部１９からの同期信号
をトリガーにして、この光検出器１６からの光電信号を
処理部１８で処理する。図１１はこのときの光検出器１
６からの出力信号からその処理した信号までを表した説
明図である。

【００８２】図１１（Ａ）は変調信号発生部１９からの
変調信号を表しており、図１１（Ｂ）は光検出器１６か
らの出力を示している。図２と同様、１走査ライン上に
前半に異物、後半に回路パターンがあると想定してい
る。この信号の特徴は、異物は回路パターンと違い変調
周波数の周期の２倍で散乱光が変調されているにも関わ
らず、一方回路パターンからの散乱光は何も変調され
ず、散乱光そのままの波形である点である。

【００８３】図１１（Ｃ），図１１（Ｄ）は上記の信号
の特長差から異物と回路パターンを区別する処理の例を
図示している。図１１（Ｃ）は変調信号発生部１９から
の信号周期とは４倍の周期でサンプリングした様子を表
している。図１１（Ｄ）では図１１（Ｃ）による４倍の
サンプリングによる信号を１つおきに間引きしながらそ
の間の信号との差をとった結果を示している。判断部１
５により、この結果から異物と異物以外の信号を、例え
ばスライスレベルとの比較で区別している。尚本実施例
においては別でも区別することができる。

【００８４】次にステージコントローラ６とアクチュエ
ータ７を駆動し、ステージ８を紙面内の矢印５ａ方向に
移動させる。この移動量は全面を隈なく検査する為に
は、スポット光束４の広がりの範囲内に設定するのが望
ましい。

【００８５】以上の繰り返しにより原板の全面を検査す
ることにより異物と回路パターンとを区別して検出して
いる。

【００８６】図１２は本発明の実施例４の要部概略図で
ある。

【００８７】本実施例は所謂副走査方向２ビーム変調法
を利用して異物を検出している。

【００８８】実施例３では副走査方向に高速で微小な空
間変調を与えることにより、実施例１，２と同じ効果を
得ていたが、本実施例は原板５の表面上で副走査方向に
所定量離れた２ビームを交互に照射することにより実施
例１，２，３と同じ効果を得ている。

【００８９】本実施例の構成は図９の実施例と略同じで
あるので各要素の説明は省略する。

【００９０】本実施例の作用としてレーザ１からのガウ
シアン分布をした光束が原板５上を照射しながら走査す
る点は実施例３と同じである。

【００９１】次に１走査ラインの動作作用を説明する。
変調信号発生部１９によりＡＯドライバー４１を通して
ＡＯ４２を駆動すると光束はＡＯ４２の回折を受け、紙
面内で偏向する。それに伴い、原板５上の照射位置が位
置９１と位置９２との間で交互に切り替わる。

【００９２】一方、ポリゴンコントローラ１０と同期モ
ータ１１により走査系２が回転すると反射面２ａにより
反射した光束は偏向し、ｆθレンズ３によりスポット光
束４が原板５の表面上を常に集束状態を保ちながら紙面
に垂直方向に１ライン照射走査する。

【００９３】図１３は原板５の表面上の１走査ラインの
一部分の照射光束４の軌跡を示した説明図である。スポ
ット光束４は走査方向に走査しながら副走査方向に照射
スポットのサイズ内の振幅で交互に切り替わり、その周
波数は照射スポットが走査方向に１スポットサイズ移動
する間に少なくても１往復以上の振動する周波数を持っ
ている。光検出器１６で得られた散乱光信号の処理は実
施例３と同様である。

【００９４】次にステージコントローラ６とアクチュエ
ータ７を駆動し、ステージ８を紙面内の矢印５ａ方向に
移動させる。この移動量は全面を隈なく検査する為には
スポット４の広がりの範囲内に設定するのが望ましい。

【００９５】以上の繰り返しにより原板５の全面を検査
することにより異物と回路パターンとを区別して検出し
ている。

【００９６】本実施例によれば以下のような効果が得ら
れる。 （イ）．従来は検出困難であったレチクル上の０．３μ
ｍ程度以下の異物を回路パターンと区別して良好な感度
で検出できる。 （ロ）．照射光に対して側方方向に発する散乱光を検出
するようにして回路パターンからの回折光を避けた検出
感度が高い方向で散乱光を集光する為、高いＳ／Ｎ比で
高感度に異物や欠陥等の検査が可能となる。

【００９７】図１４は本発明の実施例５の要部概略図で
ある。

【００９８】本実施例はレチクルやフォトマスク等の原
板に設けた回路パターンをウエハ上に焼き付けて半導体
デバイスを製造する製造システムに適用した場合を示し
ている。システムは大まかに露光装置、原板の収納装
置、原板の検査装置、コントローラとを有し、これらは
クリーンルームに配置されている。

【００９９】図１４において９０１はエキシマレーザの
ような遠紫外光源、９０２はユニット化された照明系で
あり、これらによって露光位置Ｅ．Ｐ．にセットされた
原板９０３を上部から同時に所定のＮＡ（開口数）で照
明している。９０９は投影レンズであり、原板９０３上
に形成された回路パターンをシリコン基板等のウエハ９
１０上に投影焼付けしている。投影焼付け時にはウエハ
９１０は移動ステージ９１１のステップ送りに従って１
ショット毎ずらしながら露光を繰り返す。９００はアラ
イメント系であり、露光動作に先立って原板９０３とウ
エハ９１０とを位置合わせしている。アライメント系９
００は少なくても１つの原板観察用顕微鏡系を有してい
る。

【０１００】以上の各部材によって露光装置を構成して
いる。

【０１０１】９１４は原板の収納装置であり、内部に複
数の原板を収納している。９１３は原板上の異物の有無
を検出する検査装置（異物検査装置）であり、先の各実
施例で示した構成を含んでいる。この検査装置９１３は
選択された原板が収納装置９１４から引き出されて露光
位置Ｅ．Ｐ．にセットされる前に原板上の異物検査を行
っている。

【０１０２】このときの異物検査の原理及び動作は前述
の各実施例で示したものを利用している。コントローラ
９１８はシステム全体のシーケンスを制御しており、収
納装置９１４、検査装置９１３の動作指令、並びに露光
装置の基本動作であるアライメント・露光・ウエハのス
テップ送り等のシーケンスを制御している。

【０１０３】以下、本実施例のシステムを用いた半導体
デバイスの製造工程について説明する。

【０１０４】まず収納装置９１４から使用する原板９０
３を取り出し、検査装置９１３にセットする。

【０１０５】次に検査装置９１３で原板９０３上の異物
検査を行う。検査の結果、異物がないことが確認された
ら、この原板を露光装置の露光位置Ｅ．Ｐ．にセットす
る。

【０１０６】次に移動ステージ９１１上に被露光体であ
る半導体ウエハ９１０をセットする。そしてステップ＆
リピート方式によって移動ステージ９１１のステップ送
りに従って、１ショット毎ずらしながら半導体ウエハ９
１０の各領域に原板パターンを縮小投影し、露光する。
この動作を繰り返す。

【０１０７】１枚の半導体ウエハ９１０の全面に露光が
済んだら、これを収容して新たな半導体ウエハを供給
し、同様にステップ＆リピート方式で原板パターンの露
光を繰り返す。

【０１０８】露光の済んだ露光済みウエハは本システム
とは別に設けられた装置で現像やエッチング等の公知の
所定の処理をしている。この後にダイシング、ワイヤボ
ンディング、パッケージング等のアッセンブリ工程を経
て、半導体デバイスを製造している。

【０１０９】本実施例によれば、従来は製造が難しかっ
た非常に微細な回路パターンを有する高集積度半導体デ
バイスを製造することができる。

【０１１０】図１５は半導体デバイスを製造する為の原
板の洗浄検査システムの実施例を示すブロック図であ
る。システムは大まかに原板の収納装置、洗浄装置、乾
燥装置、検査装置、コントローラを有し、これらはクリ
ーンチャンバ内に配置される。

【０１１１】図１５において、９２０は原板の収納装置
であり、内部に複数の原板を収納し、洗浄すべき原板を
供給する。９２１は洗浄装置であり、純粋によって原板
の洗浄を行う。９２２は乾燥装置であり、洗浄された原
板を乾燥させる。９２３は原板の検査装置であり、先の
実施例の構成を含み、洗浄された原板上の異物検査を行
う。９２４はコントローラでシステム全体のシーケンス
制御を行う。

【０１１２】以下、動作について説明する。まず、原板
の収納装置９２０から洗浄すべき原板を取り出し、これ
を洗浄装置９２１に供給する。洗浄装置９２１で洗浄さ
れた原板は乾燥装置９２２に送られて乾燥させる。乾燥
が済んだら検査装置９２３に送られ、検査装置９２３に
おいては先の実施例の方法を用いて原板上の異物を検査
する。

【０１１３】検査の結果、異物が確認されなければ原板
を収納装置９２０に戻す。又異物が確認された場合は、
この原板を洗浄装置９２１に戻して洗浄し、乾燥装置９
２２で乾燥動作を行った後に検査装置９２３で再検査を
行い、異物が完全に除去されるまでこれを繰り返す。そ
して完全に洗浄がなされた原板を収納装置９２０に戻
す。

【０１１４】この後にこの洗浄された原板を露光装置に
セットして、半導体ウエハ上に原板の回路パターンを焼
き付けて半導体デバイスを製造している。これによって
従来は製造が難しかった非常に微細な回路パターンを有
する高集積度半導体デバイスを製造することができるよ
うにしている。

【０１１５】

【発明の効果】本発明によれば、従来は検出が難しかっ
た微小な異物や欠陥等を高いＳ／Ｎ比で検出することが
できる。

【０１１６】又、本発明を半導体製造装置に応用すれ
ば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイス
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部概略図

【図２】 図１の原板上の照射スポットと異物パター
ンの配置の説明図

【図３】 図１における原板上の照射スポットの強度
分布の説明図

【図４】 本発明に係る信号処理の説明図

【図５】 本発明に係る信号処理の説明図

【図６】 本発明に係る信号処理の説明図

【図７】 本発明に係る原板上の光束の走査方向の説
明図

【図８】 本発明の実施例２の要部概略図

【図９】 本発明の実施例３の要部概略図

【図１０】 図９の原板上の光束の走査状態の説明図

【図１１】 図９の信号処理の説明図

【図１２】 本発明の実施例４の要部概略図

【図１３】 図１１の原板上の光束の走査状態の説明図

【図１４】 本発明の実施例５の半導体デバイスの製造
方法の要部概略図

【図１５】 原板の洗浄検査システムのブロック図

【図１６】 従来の異物検査装置の要部概略図

【図１７】 図１６の一部分の拡大斜視図

【図１８】 図１６の信号処理の説明図

【符号の説明】

１ 光源 ２ 走査系 ３ ｆθレンズ ４ スポット光束 ５ 原板 １３ ラインメモリ部 １４ 相関部 １５ 判断部 １６ 受光レンズ １７ 光検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 誠二 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 宮崎 恭一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 雅之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光束で走査系を利用して検査
   面上を走査し、該検査面上からの散乱光を検出手段で受
   光することにより該検査面上の異物の有無を検査する
   際、該検査面上の第１ライン上を該光束が走査したとき
   に該検出手段で得られる第１散乱光信号と該第１ライン
   方向と直交する方向に所定量変位した第２ライン上を該
   光束が走査したときに該検出手段で得られる第２散乱光
   信号との相関を利用していることを特徴とする異物検査
   装置。
2. 【請求項２】 前記検査面上における前記光束が走査す
   る第１ラインと第２ラインとの間隔は前記検査面に設け
   た回路パターンの該第１ラインと直交する方向の幅より
   も小さく、且つ該検査面上への光束のスポット径よりも
   小さいことを特徴とする請求項１の異物検査装置。
3. 【請求項３】 前記相関が第１，第２散乱光信号の２信
   号の差であることを特徴とする請求項３の異物検査装
   置。
4. 【請求項４】 光源からの光束で走査系を介して検査面
   上を主走査方向に走査し、該検査面から発生する散乱光
   を検出手段で検出する際、該検出手段は該検出面上の主
   走査方向の第１ライン上を該光束で走査して第１散乱光
   信号を得、その後該第１ラインと直交する方向に所定量
   変位した第２ライン上を該光束で走査して第２散乱光信
   号を得て、次いで相関部により該検出手段で得られた第
   １，第２散乱光信号の相関をとることにより該検査面上
   の異物の有無を検出していることを特徴とする異物検査
   方法。
5. 【請求項５】 前記検査面上における前記光束が走査す
   る第１ラインと第２ラインとの間隔は前記検査面に設け
   た回路パターンの該第１ラインと直交する方向の幅より
   も小さく、且つ該検査面上への光束のスポット径よりも
   小さいことを特徴とする請求項４の異物検査方法。
6. 【請求項６】 前記相関が第１，第２散乱光信号の２信
   号の差であることを特徴とする請求項４の異物検査方
   法。
7. 【請求項７】 収納装置から原板を検査装置に搬入し、
   該検査装置により光源からの光束で走査系を介して該原
   板の検査面上を走査し、このとき該検査面上の第１ライ
   ン上を該光束が走査したときに検出手段で得られる第１
   散乱光信号と該第１ライン方向と直交する方向に所定量
   変位した第２ライン上を該光束が走査したときに該検出
   手段で得られる第２散乱光信号との相関を利用して該検
   査面上の異物の有無を検査し、該検査装置で該検査面上
   に異物がないと判断したときは該原板を露光装置の露光
   位置にセットし、異物が存在すると判断したときは洗浄
   装置で洗浄した後に再度該検査装置で検査し、異物がな
   くなったと判断したとき該原板を該露光装置の露光位置
   にセットして、該原板上のパターンをウエハに露光転写
   し、該露光転写した原板を現像処理工程を介して半導体
   デバイスを製造していることを特徴とする半導体デバイ
   スの製造方法。
8. 【請求項８】 前記検査面上における前記光束が走査す
   る第１ラインと第２ラインとの間隔は前記検査面に設け
   た回路パターンの該第１ラインと直交する方向の幅より
   も小さく、且つ該検査面上への光束のスポット径よりも
   小さいことを特徴とする請求項７の半導体デバイスの製
   造方法。
9. 【請求項９】 前記相関が第１，第２散乱光信号の２信
   号の差であることを特徴とする請求項７の半導体デバイ
   スの製造方法。