JPH08220009A - 異物検査装置及びそれを用いた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】 光源手段からの光束を検査面上に導光し、該
検査面上の異物から生ずる散乱光を検出手段で検出し、
該検出手段からの信号を信号処理手段で処理して、該検
査面上の２次元的な位置座標毎に異物の有無状態を検出
する際、該信号処理手段は該検査面上の異物からの散乱
光に基づいて該検出手段で得られる各位置座標の信号の
うち、最大値を与える最大位置座標を求め記憶手段に記
憶し、該最大位置座標と隣接する周辺位置座標に相当す
る信号を調整して出力していること。

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
用いたデバイスの製造方法に関し、特にＩＣ，ＬＳＩ等
の半導体デバイス，ＣＣＤ，液晶パネル，磁気ヘッド等
のデバイス（以下「デバイス」と総称する）を製造する
際に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基板上又は／及び当該基板に装着し
た基盤への異物の付着を防止するためのペリクル膜面上
の異物の有無状態（有無及びその大きさ等）やその位置
座標を検出し、高集積度のデバイスを製造する際に好適
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
やフォトマスク等の基板上に形成されている回路パター
ンを露光装置（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上に転写している。この
際、基板面上にパターン欠陥や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
やＬＳＩ製造の歩留を低下させる。

【０００３】特にレチクルを使用し、ステップアンドリ
ピート法によりウエハ上の多数のショット領域に回路パ
ターンを繰り返し焼き付ける場合、レチクル上に有害な
１個の異物が存在していると、この異物がウエハ全面に
焼き付けられてしまい、ＩＣやＬＳＩの歩留を大きく低
下させる。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こと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。一般には異物が等
方的に光を散乱する性質を利用する検査方法が用いられ
ている。

【０００４】例えば本出願人は特願平５−１８８４３６
号において検査面上の異物の有無状態を検出する異物検
査装置を提案している。該異物検査装置では光源手段か
らの平行光束を検査面上に斜入射させ、該検査面上の異
物からの散乱光を屈折率分布型のマイクロレンズアレイ
によって１次元イメージセンサー（センサーアレイ）上
に集光させて（検査面をセンサーアレイ上に結像させ
て）、該センサーアレイからの信号を用いて検査面上の
異物の有無状態を２次元的に検出して、該検出結果を図
１０（Ａ）に示すような方法で表示手段に表示してい
る。

【０００５】図１０（Ａ）では検査結果としてレチクル
面を横方向（Ａ〜Ｔ）、縦方向に１〜２２のいくつかの
メッシュに分割して各メッシュ内の最大異物の大きさを
表示している。

【０００６】図１０（Ａ）においてはレチクル面が２０
×２２のメッシュに分割されており、異物はその大きさ
に従い「・」と「Ａ」と「Ｂ」の３つのランク（ランク
Ｂ，ランクＡ，ランク「・」）で表示している。図１０
（Ａ）では異物の寸法が大きい順にＢ，Ａ，「・」とし
て示している（Ｂ＞Ａ＞「・」）。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】検査面を複数の領域
（エリア）に分割して検査面上の異物の有無状態を２次
元的な位置座標で表示する方法は異物が各エリアの境界
線近傍にあると、あたかも隣接するエリアにも異物が存
在するように検査結果が表示されてしまう場合がある。
この問題は特に表示するエリアの１ブロックの大きさと
検出される異物信号の大きさが近い場合に問題となって
くる。

【０００８】例えば図１０（Ｂ）に示すように（Ａ，
１）〜（Ｃ，３）に相当するレチクル（検査面）上にラ
ンクＢの異物Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３があった場合、異物Ｐ１
はエリア（Ａ，１）上のランクＢの異物として判断され
る。

【０００９】これに対して異物Ｐ２はエリア（Ｂ，１）
とエリア（Ｃ，１）の境界上に位置しているために、図
１０（Ｃ）のようにエリア（Ｂ，１）とエリア（Ｃ，
１）上では別の異物として判断されてしまう。更に異物
Ｐ３は各エリア（Ｂ，２），（Ｃ，２），（Ｂ，３），
（Ｃ，３）の境界上にあるために図１０（Ｃ）のように
各エリア（Ｂ，１），（Ｃ，１），（Ｂ，２），（Ｃ，
２）上の４つの異物として判断されてしまい、結果とし
て３つのランクＢの異物から４つのランクＡの異物と３
つのランクＢの異物が存在するものとして表示されてし
まう。

【００１０】このように異物の有無状態を２次元的な位
置座標で表示する際、各エリアの境界上に異物が存在し
ていると検出精度が低下してくる傾向があった。

【００１１】本発明は、検査面上の有害となる異物の有
無状態（異物の有無及びその大きさ等）を２次元的な位
置座標で表示する際、検査面上の異物からの散乱光を検
出する検出手段で得られる信号を信号処理手段で適切に
処理することにより検査面上の異物の有無状態を高精度
に検出することができ、デバイスを効率的に製造するこ
とができる異物検査装置及びそれを用いたデバイスの製
造方法の提供を目的としている。

【００１２】この他本発明は、検査面上を複数の領域に
分割したときに各領域の境界上もしくはその近傍に異物
があった場合でも複数の隣接した領域に異物が存在する
ように表示手段に表示されることを効果的に防止し、異
物の有無状態を２次元的な位置座標として高精度に表示
することができる異物検査装置及びそれを用いた異物検
査方法の提供を目的としている。

【００１３】

【課題を解決する為の手段】

（１−１）本発明の異物検査装置は、光源手段からの光
束を検査面上に導光し、該検査面上の異物から生ずる散
乱光を検出手段で検出し、該検出手段からの信号を信号
処理手段で処理して、該検査面上の２次元的な位置座標
毎に異物の有無状態を検出する際、該信号処理手段は該
検査面上の異物からの散乱光に基づいて該検出手段で得
られる各位置座標の信号のうち、最大値を与える最大位
置座標を求め記憶手段に記憶し、該最大位置座標と隣接
する周辺位置座標に相当する信号を調整して出力してい
ることを特徴としている。

【００１４】特に、 （１−１−１）前記信号処理手段は周辺位置座標に相当
する信号を除去して出力していること。

【００１５】（１−１−２）前記検査面上に導光した光
束と該検査面とを１次元又は２次元的に駆動手段により
相対移動させて、該光束により該検査面上を２次元的に
走査していること。

【００１６】（１−１−３）前記検出手段は複数の受光
素子を配列したイメージセンサーを有し、前記信号処理
手段は該イメージセンサー上の異物信号の大きさと略同
じ大きさの単位で最大値を与える最大位置座標を求め記
憶手段に記憶しており、該最大位置座標と隣接する周辺
位置座標に相当する信号を該イメージセンサー上の異物
信号の大きさと略同じ大きさの単位で除去した処理を行
っていること。

【００１７】（１−１−４）前記信号処理手段は検査面
上に導光した光束と検査面との相対的位置の移動開始
後、前記検出手段からの信号をＡ／Ｄ変換してイメージ
センサー上での異物信号の大きさと略同じ大きさの単位
でイメージセンサーの長手方向に対して最大値の検出を
行って、その結果を第１記憶手段に記憶し、該第１記憶
手段からの信号に基づいてイメージセンサーの長手方向
と直交方向のイメージセンサー上の異物信号の大きさと
略同じ大きさで最大値の検出を行い、その結果を第２記
憶手段に記憶し、該第２記憶手段から検査面上の位置に
応じた信号を出力して検査面より広い領域の信号が記憶
できる第３記憶手段に順次記憶し、該第３記憶手段で記
憶した信号を用いて検査面に相当する領域の信号をラン
ク分けして前記表示手段に出力していること。

【００１８】（１−１−５）前記信号処理手段はＤＳＰ
を利用していること。等を特徴としている。

【００１９】（１−２）本発明の異物検査方法は、光源
手段からの光束を検査面上に導光し、該検査面上の異物
からの散乱光を検出手段で検出し、該検出手段からの信
号を信号処理手段により該検出手段で得られる該検査面
上の各位置座標の信号のうち最大値を与える最大位置座
標を求め記憶し、該最大位置座標と隣接する周辺位置座
標に相当する信号を調整して表示手段に出力しているこ
とを特徴としている。

【００２０】（１−３）本発明のデバイスの製造方法
は、収納装置から原板を異物検査装置に搬入し、該異物
検査装置により検査面上の異物の有無状態を検査し、該
異物検査装置で該検査面上に有害な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、有害
な異物が存在すると判断したときは洗浄装置で洗浄した
後に再度該異物検査装置で検査し、有害な異物がなくな
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デバイスを
製造する際、該異物検査装置は光源手段からの光束を検
査面上に導光し、該検査面上の異物から生ずる散乱光を
検出手段で検出し、該検出手段からの信号を信号処理手
段で処理して、該検査面上の２次元的な位置座標毎に異
物の有無状態を検出する際、該信号処理手段は該検査面
上の異物からの散乱光に基づいて該検出手段で得られる
各位置座標の信号のうち、最大値を与える最大位置座標
を求め記憶手段に記憶し、該最大位置座標と隣接する周
辺位置座標に相当する信号を調整して出力していること
を特徴としている。

【００２１】

【実施例】図１，図２は本発明の異物検査装置の実施例
１の要部斜視図である。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）やペリ
クル面やウエハ等の被検面（検査面）上の表面状態を検
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。

【００２２】同図においてレーザー光源３からのレーザ
ー光をコリメーターレンズ４によって平行光５として基
板（レチクル）１の検査面（ブランク面）１ａに斜入射
している。レーザー光源３とコリメーターレンズ４は光
学手段の一要素を構成している。２はペリクルであり、
基板１に装着している。９は検査面１ａ上に形成された
レーザー光５による直線状の照射領域である。１０は異
物であり、検査面１ａ上の照射領域９に位置している場
合を示している。１０ａはレーザー光５の照射により異
物１０から生じる散乱光である。６は結像手段であり、
複数の微小レンズを１次元方向に配列した構成より成っ
ている。７は検出手段であり、複数のセンサーを１次元
方向に配列した１次元イメージセンサーから成ってい
る。

【００２３】照射領域９と結像手段６の微小レンズの配
列方向、そして検出手段７のセンサーの配列方向は互い
に略一致している。そして結像手段６は検査面１ａ上の
照射領域９を検出手段９の受光面上に結像するようにし
ている。

【００２４】８は信号処理手段であり、検出手段７から
の信号を処理して異物１０の存在している位置座標を後
述する方法で求めている。９は表示手段であり、信号処
理手段８からの信号に基づいて検査面１ａ上の異物の有
無状態及びその位置座標を、例えば図１０（Ａ）に示す
ようにして表示している。簡略化の為、図１においては
ブランク面上の光学系、信号処理系のみを示してある
が、ペリクル面側にも同様な光学系、信号処理系を有し
ている。１２は筐体であり、図１に示す各要素３，４，
６，７等、及び図示されていないペリクル面側の検出光
学系を収納している。

【００２５】本実施例では駆動手段（不図示）により基
板１と筐体１２の相対的な位置を変化させている。具体
的には検査面１ａの照射領域９と直交方向（Ｘ方向）に
相対的に変化させている。これによりレーザー光５によ
り検査面１ａ上を２次元的に走査している。

【００２６】本実施例では検査面１ａ上の１個の異物か
らの散乱光は１次元イメージセンサー７上で複数画素面
上に結像する。例えば、１次元イメージセンサーとして
５０μｍ画素ピッチのセンサーを用い、結像レンズ６の
分解能を５００μｍとした場合は、１個の異物からの散
乱光（信号）は略１０画素以上の幅を持って結像する。
この結果、１０画素以上からの信号として得られる。

【００２７】イメージセンサー７からの信号は信号処理
手段８により処理され、Ａ／Ｄ変換して、例えば８bit
の信号としてデジタル処理している。また、光学系全体
を収納する筐体１２を１次元イメージセンサー８の長手
方向に対して垂直方向（図中のＸ方向）に直線走査させ
ることによってレクチル全面１ａの検査を行っている。
筐体１２を直線走査させる代わりにレチクル１を１次元
イメージセンサー７の長手方向に対して垂直方向（図中
のＸ方向）に直線走査させても良い。走査速度はＸ方向
とＹ方向の検出分解能を同一にするならばイメージセン
サー７の蓄積時間と検出光学系がイメージセンサー７の
画素ピッチの距離移動する時間とを等しくなるように設
定している。Ｘ方向とＹ方向の検出分解能が異なれば、
それに応じて走査速度を設定している。

【００２８】図１０（Ａ）は本実施例において表示手段
９の表示面に表示した検査面１ａ上の有無状態の検査結
果表示である。本実施例では検査結果としてレチクル１
ａを幾つかのメッシュに分割して、各メッシュ内の最大
の異物の大きさを表示している（以下、この表示を「異
物マップ」と呼ぶ）。

【００２９】図１０（Ａ）において横方向をＸ、縦方向
をＹとし、Ｘは光学系全体を収納している筐体１２の走
査方向、Ｙは１次元イメージセンサー７の画素の配列方
向である。図１０（Ａ）においてはレチクル面１ａが２
０×２２のメッシュに分割されており、検査範囲をＸ方
向に１００ｍｍ，Ｙ方向に１１０ｍｍとしており、１メ
ッシュの大きさがＸＹ各方向ともレチクル面１ａ上で５
ｍｍとなっている。

【００３０】図３は本実施例の信号処理手段８による信
号処理のフローチャートである。検査開始後、メモリ等
の処理系を初期化し、レーザー光源３を点灯して光学系
の走査を開始する（ステップ１０１）。ラインセンサー
７からのデータを読み取り（ステップ１０２）、イメー
ジセンサー７上のビーム径と略同じ大きさで区切ったメ
ッシュ上で異物から得られた信号のピークのみを取り出
し、ピーク以外の信号を除去して異物が存在するメッシ
ュ以外に異物信号が生じないようにする（ステップ１０
３）。

【００３１】ここでメッシュの大きさをイメージセンサ
ー７上のビーム径と略同じ大きさにするのはビームが３
メッシュ以上にまたがって生じる可能性を小さくし、例
え３メッシュにまたがったとしても両端のメッシュから
の値は極端に小さくなるので隣接したメッシュとの大小
関係を見るだけで異物の最大値とそれに派生したデータ
との弁別をし、処理を単純化して高速化を図るためであ
る。このメッシュの区切りの幅がビーム径より大きくな
れば近接した異物の弁別が困難となり、逆に小さくなる
と１つの異物が２つ以上のメッシュに渡って表示される
可能性が大きくなる。

【００３２】次に異物マップより細かいメッシュの中間
マップにステップ１０３で作製したデータを展開する
（ステップ１０４）。異物の検出位置精度は１ｍｍ程で
良く、検査範囲で不要な部分、例えばペリクルフレーム
部分や露光領域以外の部分を処理上から除く、所謂マス
キングを掛けるのに都合が良い大きさにするので、通常
１ｍｍ程度のメッシュで中間マップを作製している。検
査範囲以上の範囲の検出が終了したら（ステップ１０
５）、光学系の走査を終了し（ステップ１０６）、中間
マップからマスキングを掛けながら異物の大きさに応じ
て予め設定されたランキング分けを行っている。

【００３３】本実施例では「・」，「Ａ」，「Ｂ」の３
レベルに検査結果を分けて異物マップを作製して出力し
ている（ステップ１０７）。中間マップのメッシュがレ
チクル上でＸＹ方向の各１ｍｍに相当し、異物マップが
レチクル上でＸＹ方向の各５ｍｍに相当するならば中間
マップの５×５の中の最大値を異物マップの１データと
している。

【００３４】図３ではステップ１０３のメッシュとステ
ップ１０４のメッシュを別にしたが、ビーム径がステッ
プ１０４のメッシュに相当する大きさであればステップ
１０３をステップ１０４の中で行っても良い。この処理
により異物が境界線近傍にあった場合でも隣接するエリ
アに異物が表示されず、これにより正確な異物の個数判
別を可能としている。図４は本実施例のより詳細な信号
処理のフローチャートである。

【００３５】次に本実施例において用いている記憶手段
としてのラインメモリと３つのメモリ１〜３について説
明する。ラインメモリはイメージセンサー７上のビーム
径と略同じ大きさに相当する画素数（以下、「ビーム径
相当画素数」と呼ぶ）の中の最大値をストアするもの
で、イメージセンサー７の画素ピッチは５０μｍ、イメ
ージセンサー７上の結像レンズ６の分解能を５００μｍ
とすると１０画素中の最大値がラインメモリの１データ
となる。ラインメモリの深さはイメージセンサー７の有
効画素数をビーム径相当画素数で割った深さであれば良
い。

【００３６】メモリ１のＹ方向のメッシュの大きさは検
査範囲を含む検査範囲より広い領域をビーム径より大き
なピッチで割ったものであり、Ｘ方向は３列以上の配列
をとる。Ｘ方向とＹ方向の検出分解能を同一にするため
にイメージセンサー７の蓄積時間と光学系が画素ピッチ
の距離５０μｍ移動する時間とを等しく設定したなら、
イメージセンサー７の１０回分のデータ、つまり光学系
全体が５００μｍ移動する間のデータがメモリ１のＸ方
向の１メッシュとなる。検査範囲がＹ方向１００ｍｍ，
ピッチを１ｍｍとすると、Ｙ方向のメッシュは１００以
上となる。

【００３７】メモリ１のメッシュ構成例を図５に示す。
メモリ２のメッシュの大きさはＹ方向においてメモリ１
のＹ方向と同じ深さを持ち、Ｘ方向も検査範囲を含む検
査範囲より広い領域をビーム径より大きなピッチで割っ
たもので、検査範囲がＸ方向１００ｍｍ，Ｙ方向１００
ｍｍ，ピッチを１ｍｍとすると、データの数は10000以
上となる。メモリ３のメッシュの大きさは異物マップと
同じ大きさで区分したものである。１メッシュの大きさ
が５ｍｍで検査範囲がＸ方向１００ｍｍ，Ｙ方向１００
ｍｍならば、ＸＹ方向のメッシュは各々２０となり、メ
ッシュの数は４００となる。

【００３８】図４に従って、信号処理方法を述べる。検
査開始後にラインメモリとメモリ１〜３の内容を０クリ
アし、レーザー光源３を点灯して光学系の走査を開始す
る（ステップ４０１）。イメージセンサー７の１ライン
分のデータをピーク処理しながらラインメモリに読み込
み（ステップ４０２）、読み込んだデータをＹ方向に処
理する（ステップ４０３）。

【００３９】図６（Ａ），（Ｂ）を用いてステップ４０
２，ステップ４０３の処理例を示す。図６（Ａ）のよう
にラインメモリの２ブロックがメモリ１の１ブロックで
あり、メモリ１のブロック幅はラインセンサーの１０画
素に相当する。今、メモリ１のＹ方向ｊ番目のブロック
の処理を考える。ラインメモリのｉブロックとｉ＋１ブ
ロックの最大値がメモリ１のＹ方向ｊ番目のブロックの
値とする。ラインメモリには各ブロックの最大値がスト
アされている。

【００４０】図６（Ａ）では、ｉブロックではＰ４，ｉ
＋１ブロックではＰ５，ｉ＋２ブロックではＰ６とな
る。ここで図６（Ｂ）に示すＹ方向処理を施す。これに
よりＰ４＞Ｐ５＞Ｐ６であるのでピークＰ４の値がメモ
リ１のＹ方向ｊ番目の値となり、ピークＰ５の右スロー
プによってメモリ１のＹ方向ｊ＋１番目に生じているピ
ークＰ６は消去される。

【００４１】このステップ４０２〜４０３の処理をＸ方
向とＹ方向の分解能がほぼ等しくなるように複数回繰り
返す（ステップ４０４）。イメージセンサー７の蓄積時
間と光学系がイメージセンサー７の画素ピッチ５０μｍ
移動する時間とを等しくなるようにすればＹ方向の分解
能は５００μｍなので繰り返し回数は１０回となる。

【００４２】次にメモリ１とメモリ２の１ブロック幅の
比（本実施例では２）の回数のステップ４０２〜４０３
の処理が終了していれば（ステップ４０５）、Ｘ方向処
理（ステップ４０６）を行う。Ｘ方向処理例を図７に示
す。

【００４３】ここでメモリ１の座標は図５で図示したも
ので、比較するメモリ２のアドレスはレチクルの被検出
位置に応じたアドレスである。これでＹ方向と同様にＸ
方向も１つのピークで派生する隣接したメッシュのデー
タは消去され、結果はメモリ２にストアされる。Ｘ方向
処理ステップ４０６の後、ステップ４０８でＮｏであれ
ばＸ方向処理（ステップ４０６）を行わずにメモリ１の
Ｘ方向シフト（ステップ４０７）を行う。

【００４４】これは図５においてメモリ１のＸ方向１行
目の内容を２行目へ、２行目の内容を３行目へ、１行目
の内容を０クリアするものである。ステップ４０２〜４
０７の処理が検査領域をカバーする予め設定した範囲を
超えたら（ステップ４０８）、光学系の走査を停止し、
光学系の初期位置への駆動を開始する（ステップ４０
９）。以下のステップ４１０，４１１の処理は光学系の
駆動と平行して行うことができるので、処理時間を短縮
することができる。

【００４５】次にメモリ２からメモリ３へ変換する（ス
テップ４１０）。ここではグルーピング処理で最大値メ
ッシュ１のＸ方向５メッシュ，Ｙ方向５メッシュ中のデ
ータの最大値をメモリ３のデータとする。この変換時に
不要な検査領域、例えばペリクルフレーム部分や露光領
域以外の部分を処理上から除いて最大値の比較データか
ら除いて処理する。これにより完成したメモリ３を異物
検査装置の検査結果として表示する（ステップ４１
１）。

【００４６】以上の処理によってラインセンサーからの
データを取り込みながら、最大値処理を行い、検査領域
全域のデータ取り込み終了後はメモリ２からメモリ３へ
の単純なグルーピング処理を行うだけで良い為に、処理
の高速化を図ることができる。

【００４７】更にビーム径の大きさに区切ったメモリ１
を用意し、メモリ１で最大値検索処理を行い、メモリ２
にデータをストアすることによってビーム径の大きさに
区切ったメモリ２を用意し、これにデータを入れていく
よりも使用メモリ領域を減らすことができる。

【００４８】図８（Ａ）は本発明の実施例１の要部ブロ
ック図である。１次元イメージセンサー７からの信号は
クランプ／明暗シェーディング補正回路２２でレベル固
定と感度補正された後、Ａ／Ｄコンバーター２３に入
る。明シェーディング補正データは表面が微小な凸凹で
均一な散乱特性を持つ標準資料面からの散乱光を複数回
読み込み平均したものを用い、これを不揮発性メモリ等
に記憶させておく。暗シェーディング補正データは検査
開始時にレーザー光源３を消灯した状態でイメージセン
サー７のデータを複数回読み取り、これを平均して補正
データとしてイメージセンサー７の各画素の補正を行
う。

【００４９】Ａ／Ｄコンバーター２３から出力されるデ
ジタルデータは順次ＦＩＦＯ２４に書き込まれる。検査
開始と同時にＣＰＵ３２は駆動制御部３３に指令を出
し、光学系全体を収納する筐体１２の走査を開始し、順
次上記のように１次元イメージセンサー７からのデータ
をＦＩＦＯ２４に取り込んでいく。クロック発生部３０
は１次元イメージセンサー７，Ａ／Ｄコンバーター２
３，ＦＩＦＯ２４，アドレス発生回路３１にクロックを
送る。アドレス発生回路３１はラインメモリ２６に対し
てアドレス信号を発生する。ラインメモリ２６、第１，
第２，第３記憶手段としてのメモリ１〜３（２７〜２
９）は検査開始時に０にクリアされる。

【００５０】イメージセンサー７の１ライン分のＦＩＦ
Ｏ２４の取り込みが終了すると、アドレス発生回路３１
はラインメモリ２６にアドレスを送り、そのアドレスの
値（最大値）が比較器２５に入る。比較器２５はＦＩＦ
Ｏ２４からのデータを最大値と比較し、大きい方のデー
タをラインメモリ２６に書き込む。ラインメモリ２６の
メモリ１マス分の処理が終了したらアドレス発生回路３
１は最大値メモリのアドレスを１つインクリメントして
再び比較器２５によるＦＩＦＯ２４とのデータ比較を行
う。ラインメモリの１ライン分の処理が終了するまでこ
れを繰り返す（図４のステップ４０２〜４０３の処
理）。

【００５１】次にラインメモリ２６のデータを用い、ス
テップ４０５〜４０７の処理をＣＰＵ３２で行いなが
ら、メモリ１（第１記憶手段），メモリ２（第２記憶手
段）にデータを入れる。レチクルの検査領域以上の走査
が終了したら、メモリ２（２８）にはＹ方向には異物信
号幅単位の最大値が入っていることになる。

【００５２】次にメモリ２（２８）のデータからステッ
プ４１０の処理を行ってメモリ３（２９）（第３記憶手
段）に異物マップが完成する。完成した異物マップは表
示器３４に表示される。

【００５３】図８（Ｂ）には本発明の別の実施例の要部
ブロックを示す。図８（Ａ）では最もデータ数が多く処
理時間の必要なステップ４０２の処理をハードウエアで
行っていたが、図８（Ｂ）ではこの処理をＤＳＰ（デジ
タルシグナルプロセッサー）３５で行う。デジタルシグ
ナルプロセッサーＤＳＰ３５は１ＣＰＵクロックでソー
スアドレスとディストネーションアドレスを同時にイン
クリメント（デクリメント）及び値の代入が可能となる
のでハードウエアによる最大値検出ではなく、ソフトに
よる最大値検出がスループットを犠牲にすることなく実
現できる。

【００５４】例えば、ラインセンサー７の蓄積時間を１
０msec，処理に必要な１ラインのデータ数を４０００、
データ読み込み時間を２msec，その他の処理に５msec必
要とすると、１０画素あたりの最大値比較処理時間を
７．５μsec 以内で終了させなければならない。これを
２００nsecのクロックで働くＣＰＵでソフト処理をした
場合、３７クロックで処理を終了させる必要があるが、
通常のＣＰＵでは１処理に２〜４クロックかかり、しか
もソースとディスネーションのアドレスを別々にインク
リメント（デクリメント）させる必要があり、このイン
クリメントコマンドが２クロックで動くとしたら、これ
だけ４０クロックでかかってしまう。

【００５５】これをＤＳＰ３５で行えば、インクリメン
トで１０クロック、比較動作で５クロック及び値の代入
で５クロックとしても、計２０クロックで実現が可能と
なる。その他の処理は図８（Ａ）の場合と同じ処理を行
い、メモリ３（２９）に異物マップが完成する。

【００５６】図８（Ａ）ではクランプ／明暗シェーディ
ング補正回路２２でラインセンサーの感度／黒レベルの
補正を行っているが、図８（Ｂ）ではＤＳＰ３５で同じ
処理をする。この場合、補正前のデータがデジタルデー
タとして取り込まれるので、ダイナミックレンジが図８
（Ａ）より小さくなり、又、飽和（８bit なら２５５）
データに問題に補正をかけた場合、飽和データが補正後
は飽和でなく分布を持ってしまう（図９）。

【００５７】これを防ぐにはデータが飽和（８bit なら
２５５）していたなら、そのデータには補正をかけない
か、若しくは最小の計測レンジで（飽和値から最大の暗
クランプデータを引いたレンジ）で全体の補正を行う。

【００５８】図９は横軸にデータの値の大きさ、縦軸に
データの個数をとったもので、図９（Ａ）は補正なし、
図９（Ｂ）は補正ありで飽和していたデータが分布を持
ってしまっているのが分かる。矢印は最小の計測レンジ
幅を示している。図９（Ｃ）は補正したデータを最小の
計測レンジと飽和値の比で更に補正したもので、図９
（Ｂ）で分布を持っていた飽和データが飽和している。

【００５９】尚、本実施例では光検出器として１次元ラ
インセンサーを用い、ラインセンサーの長手方向と直交
する方向に光検出器とレチクルを相対移動させて検査し
たが、光検出器として２次元イメージセンサーを用いて
光検出器とレチクルを相対移動させても良い。更に光検
出器としてアレイセンサーではなくフォトダイオード等
のセンサーを用い、レーザービームをポリゴンミラー等
で走査させるレーザースキャン系としてレーザースキャ
ン方向と略直交する方向にレチクルを移動させても良
い。

【００６０】図１１は本発明の半導体デバイスの製造方
法の実施例１の要部概略図である。本実施例は本発明の
異物検査装置を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（異物検査装置）、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。

【００６１】同図において９０１はエキシマレーザーの
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上に投影焼き付けしている。投影焼き付け時にはウ
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９０
３とウエハ９１０とを位置合わせしている。アライメン
ト系９００は少なくとも１つの原板観察用顕微鏡系を有
している。以上の各部材によって露光装置を構成してい
る。

【００６２】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、先の異物
検査装置の実施例１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。

【００６３】このときの異物検査の原理及び動作は前述
の実施例で示したものを利用している。コントローラ９
１８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。

【００６４】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。まず、収納装置
９１４から使用する原板９０３を取り出し、検査装置９
１３にセットする。

【００６５】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。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。そしてステップアンドリピ
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９１０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。

【００６６】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、同様にステップアンドリピート方式で原板パターン
の露光を繰り返す。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。

【００６７】本実施例によれば、従来は難しかった非常
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。図１２は半導体デバイスの製
造方法の実施例２の一部分のブロック図である。本実施
例は前記の異物検査装置の実施例を半導体デバイスを製
造する為のレチクルやフォトマスク等の原板の洗浄検査
システムに適用したものであり、一連の半導体デバイス
製造システムの中の一部分を構成している。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（異物検査装置）、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。

【００６８】同図において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、純水によって原板の洗
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（異物検査装置）
であり、先の実施例１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。

【００６９】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。

【００７０】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９２２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。

【００７１】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。

【００７２】次に上記説明した露光装置を利用した半導
体デバイス（半導体素子）の製造方法の実施例を説明す
る。図１３は半導体デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体
チップ、或は液晶パネルやＣＣＤ等）の製造のフローを
示す。ステップ１（回路設計）では半導体デバイスの回
路設計を行う。ステップ２（マスク製作）では設計した
回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ステ
ップ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウ
エハを製造する。ステップ４（ウエハプロセス）は前工
程と呼ばれ、上記用意したマスクとウエハを用いてリソ
グラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成す
る。

【００７３】次のステップ５（組立）は後工程と呼ば
れ、ステップ４によって作製されたウエハを用いて半導
体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封
入）等の工程を含む。ステップ６（検査）ではステップ
５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久
性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体
デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７）される。

【００７４】図１４は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ１１（酸化）ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ１３（電極形成）ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ１４（イオ
ン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ１
５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。

【００７５】ステップ１６（露光）では上記説明した露
光装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露
光する。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップ１８（エッチング）では現像したレジ
スト像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト
剥離）ではエッチングがすんで不要となったレジストを
取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによ
ってウエハ上に多重に回路パターンが形成される。本実
施例の製造方法を用いれば、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。

【００７６】

【発明の効果】 （２−１）本発明は以上のように、検査面上の有害とな
る異物の有無状態（異物の有無及びその大きさ等）を２
次元的な位置座標で表示する際、検査面上の異物からの
散乱光を検出する検出手段で得られる信号を信号処理手
段で適切に処理することにより検査面上の異物の有無状
態を高精度に検出することができ、デバイスを効率的に
製造することができる異物検査装置及びそれを用いたデ
バイスの製造方法を達成することができる。

【００７７】（２−２）又、本発明によれば以上のよう
に各要素を設定することにより、検査面上を複数の領域
に分割したときに各領域の境界上もしくはその近傍に異
物があった場合でも複数の隣接した領域に異物が存在す
るように表示手段に表示されることを効果的に防止し、
異物の有無状態を２次元的な位置座標として高精度に表
示することができる異物検査装置及びそれを用いた異物
検査方法を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の異物検査装置の実施例１の要部斜視図

【図２】本発明の異物検査装置の実施例１の要部外観図

【図３】本発明の異物検査方法の実施例１のフローチャ
ート

【図４】本発明の異物検査方法の実施例１のフローチャ
ート

【図５】本発明の異物検査方法における信号処理手段の
説明図

【図６】本発明の異物検査方法における信号処理手段の
フローチャートの説明図

【図７】本発明の異物検査方法における信号処理手段の
フローチャートの説明図

【図８】本発明の異物検査方法の要部ブロック図

【図９】本発明の異物検査方法における信号処理手段の
説明図

【図１０】本発明の異物検査装置における表示手段の表
示方法の説明図

【図１１】本発明の半導体デバイスの製造方法の要部概
略図

【図１２】本発明における原板の洗浄検査システムのブ
ロック図

【図１３】本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート

【図１４】本発明の半導体デバイスの製造方法のフロー
チャート

【符号の説明】

１ レチクル ２ ペリクル ３ レーザー光源 ４ コリメーターレンズ ５ 照射手段 ６ 検出光学系 ７ 検出手段 ８ 信号処理手段 ９ 表示手段 １０ 異物 １２ 筐体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源手段からの光束を検査面上に導光
   し、該検査面上の異物から生ずる散乱光を検出手段で検
   出し、該検出手段からの信号を信号処理手段で処理し
   て、該検査面上の２次元的な位置座標毎に異物の有無状
   態を検出する際、該信号処理手段は該検査面上の異物か
   らの散乱光に基づいて該検出手段で得られる各位置座標
   の信号のうち、最大値を与える最大位置座標を求め記憶
   手段に記憶し、該最大位置座標と隣接する周辺位置座標
   に相当する信号を調整して出力していることを特徴とす
   る異物検査装置。
2. 【請求項２】 前記信号処理手段は周辺位置座標に相当
   する信号を除去して出力していることを特徴とする異物
   検査装置。
3. 【請求項３】 前記検査面上に導光した光束と該検査面
   とを１次元又は２次元的に駆動手段により相対移動させ
   て、該光束により該検査面上を２次元的に走査している
   ことを特徴とする請求項１の異物検査装置。
4. 【請求項４】 前記検出手段は複数の受光素子を配列し
   たイメージセンサーを有し、前記信号処理手段は該イメ
   ージセンサー上の異物信号の大きさと略同じ大きさの単
   位で最大値を与える最大位置座標を求め記憶手段に記憶
   しており、該最大位置座標と隣接する周辺位置座標に相
   当する信号を該イメージセンサー上の異物信号の大きさ
   と略同じ大きさの単位で除去した処理を行っていること
   を特徴とする請求項１の異物検査装置。
5. 【請求項５】 前記信号処理手段は検査面上に導光した
   光束と検査面との相対的位置の移動開始後、前記検出手
   段からの信号をＡ／Ｄ変換してイメージセンサー上での
   異物信号の大きさと略同じ大きさの単位でイメージセン
   サーの長手方向に対して最大値の検出を行って、その結
   果を第１記憶手段に記憶し、該第１記憶手段からの信号
   に基づいてイメージセンサーの長手方向と直交方向のイ
   メージセンサー上の異物信号の大きさと略同じ大きさで
   最大値の検出を行い、その結果を第２記憶手段に記憶
   し、該第２記憶手段から検査面上の位置に応じた信号を
   出力して検査面より広い領域の信号が記憶できる第３記
   憶手段に順次記憶し、該第３記憶手段で記憶した信号を
   用いて検査面に相当する領域の信号をランク分けして前
   記表示手段に出力していることを特徴とする請求項４の
   異物検査装置。
6. 【請求項６】 前記信号処理手段はＤＳＰを利用してい
   ることを特徴とする請求項１の異物検査装置。
7. 【請求項７】 光源手段からの光束を検査面上に導光
   し、該検査面上の異物からの散乱光を検出手段で検出
   し、該検出手段からの信号を信号処理手段により該検出
   手段で得られる該検査面上の各位置座標の信号のうち最
   大値を与える最大位置座標を求め記憶し、該最大位置座
   標と隣接する周辺位置座標に相当する信号を調整して表
   示手段に出力していることを特徴とする異物検査方法。
8. 【請求項８】 収納装置から原板を異物検査装置に搬入
   し、該異物検査装置により検査面上の異物の有無状態を
   検査し、該異物検査装置で該検査面上に有害な異物がな
   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、有害な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異物検査装置で検査し、有害な異
   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
   デバイスを製造する際、該異物検査装置は光源手段から
   の光束を検査面上に導光し、該検査面上の異物から生ず
   る散乱光を検出手段で検出し、該検出手段からの信号を
   信号処理手段で処理して、該検査面上の２次元的な位置
   座標毎に異物の有無状態を検出する際、該信号処理手段
   は該検査面上の異物からの散乱光に基づいて該検出手段
   で得られる各位置座標の信号のうち、最大値を与える最
   大位置座標を求め記憶手段に記憶し、該最大位置座標と
   隣接する周辺位置座標に相当する信号を調整して出力し
   ていることを特徴とするデバイスの製造方法。