JPS61162703A - 異物検査方法 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、特に、半導体ウェハーに回路パターンを焼付
けるために用いられるレティクルやマスクなどの検査対
象物の表面に微小異物が付着しているか否かの検査を行
う場合等に使用される異物検査装置、特に検査対象物の
表面高さ測定を行う異物検査装置に関する。

〔発明の背景〕

先ず、従来のこの種の異物有無検査装置について、レテ
ィクル表面異物有無検査装置を例に挙げて説明する。

即ち、第３図に示すように、検査対象物としてのレティ
クルａは、一般に、上下（表裏）両面を高度な平面状に
研磨された透明ガラス製薄板から成る基盤すと、その基
盤すの片面（上面）における回路パターンを描く範囲を
囲むように、ペリクル膜Ｃを有するペリクルフレームｄ
を接着して構成されている。

従って、図示のように、レティクルａを載置したステー
ジｅを一方向（Ｘ方向）へ直線移動させると共に、その
Ｘ方向に対して直交するｙ方向における所定範囲内で往
復直線走査させながら、前記Ｘ方向における適当な角度
θ（例えば１５度）斜め上方から前記ペリクルフレーム
ｄの内側の範囲内にレーザービームｆ、ｆを照射し、そ
の照射レーザービームｆ、ｆの反射散乱状態を、ステー
ジｅの側方上方に設置した光ディテクタｇａｇによって
検知することによって、前記でリクルフレームｄの内側
における基盤すの表面あるいは前記ペリクル膜Ｃの表面
に微小異物が付着しているか否かの検査を行うのである
が、かかる検査を行う際には、レティクルａにおける検
査面である基盤すの表面あるいは前記ペリクル膜Ｃの表
面を、前記走査レーザービームｆ、ｆの焦点面に合致さ
せるように前記ステージｅの高さ位置を適宜調節する必
要がある。なお、図示のように互いに対称的に対向する
方向からふたつの照射系の走査レーザービームｆ、ｆを
択一的に切り換え利用している理由は、若し一照射系の
みとした場合には前記ペリクルフレームｄの影となる部
分で検査不可能となるからである。

さて、前記ステージｅの高さ位置調節を行うためには、
レティクルａにおける検査面である基盤すの表面あるい
は前記ペリクル膜Ｃの表面高さを知る必要がある。

しかしながら、レティクルａにおける基盤すの表面高さ
については、その製作が精度良く行われるので既知であ
る場合が多く、仮に未知であっても、その基盤すが比較
的固くて注意して扱う限りそれを損傷することを避は得
るので１例えばゲージ等を用いてその厚さを実測するこ
とにより求められるが、一方、前記ペリクル膜Ｃの表面
高さについては、そのペリクル膜Ｃを支持するペリクル
フレームｄの基盤すに対する接着状態の違い等に起因し
て、各レティクルａにより差があるのが普通であり、し
かも、そのづリクル膜Ｃは非常に薄くて損傷し易いため
、その表面高さを前記基盤すの場合のように機械的に実
測することはできない。

そこで、従来は、レティクルａにおける基盤すの表面高
さについてはその既知の値または実測した値を、そして
、ペリクル膜Ｃの表面高さについては大体の推定値を、
夫々、異物有無検査装置の制御装置に入力することによ
り、該レティクルａにおける検査面である基盤すの表面
あるいは前記ペリクル膜Ｃの表面を、走査レーザービー
ムｆ。

ｆの焦点面に合致させるように、前記ステージｅの高さ
位置を調節させる。とし７う、手段を採用していた。

上記したように、従来方竺では、検査対象物の表面高さ
が未知の場合には、　＊竺の推定値を設定することによ
って、異物有無検査装置におけるステージの高さ位置を
調節するようにしていたため、に、その推定値と実際の
表面高さとがある程度具なってしまうεとは避けられず
、従って、焦点が検査対象物の表面からず九た状態で異
物有無検査を行うこととなり検査精度が悪くなってしま
う。

という欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来の実情に鑑みてなされたものであ
って、その目的は、検査対象物の表面高さ生、その検査
対象物を損傷しないように非接触で測定でき、しかや、
異物有無検査装置が本来備えている走査レーザービーム
照射機能を有効利用して精度良く測定できる方法を開発
することにより、検査対象物の表面を異物有無検査装置
における走査レーザービー今の焦点面に正確に合致させ
得て、精度良い異物有無検査を行えるようにせんとする
ことにある。

〔発明の概要〕 本発明の特徴は、ステージ上に載置された検査対象物の
表面に異物有無検査用レーザービームを照射し、その照
射レーザービームの反射散乱状態を検知することにより
、該検査対象物の表面における異物の有無を検出するよ
うに構成してある異物有無検査装置において、前記ステ
ージ上に載置される検査対象物表面に対する前記照射レ
ーザービームの入射角と該検査対象物の真の幅とを既知
とし、前記検査対象物の表面の高さを仮に設定して、そ
の仮設定表面高さに基づいて前記ステージの高さ位置を
調節し、その状態において、前記異物有無検査用レーザ
ービームを利用して、前記検査対象物の幅方向両端位置
を検出することにより、該検査対象物の幅を実測し、そ
して、前記照射レーザービームの既知の入射角、および
前記検査対象物の既知の真の幅と前記実測した幅ならび
に前記仮設定表面高さに基づいて、該検査対象物の真の
表面高さを演算により求めることを特徴とする異物検査
装置にある。

かかる特徴ある手段を採用した本発明によれば、検査対
象物の表面高さをレーザービームによって非接触で測定
できるため、その測定時に検査対象物を損傷するおそれ
・が無＜、シかも、その検査対象物の表面高さ測定は、
異物有無検査装置が本来備えている走査レーザービーム
照射機能を有効利用して精度良く行えるため、他の格別
の測定装置を準備する必要が無くて非常に便利であり、
更に。

その異物有無検査装置自体で測定した結果を、その異物
有無検査装置内のステージ制御装置にそのまま入力して
、検査対象物の表面を走査レーザービームの焦点面に正
確に合致させるように、前記ステージの高さ位置を自動
的に制御させる、というような一層便利なシステムの構
成も容易に実現可能となる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の具体的実施例を図面（第１図および第２
図）に基づいて説明する。

第１図は、異物有無検査装置の要部の側面図を示してい
る。

１は、検査対象物２（この場合半導体ウェハーの製造に
用いられるレティクルまたはマスク）を載置するための
平面視コの字状のステージであって、制御装置３に制御
されて、異物有無検査のためにＸ方向（この場合水平な
方向）における所定範囲内で往復直線移動するように、
また、横方向位置調整のために前記Ｘ方向に対して直交
するＹ方向（図示していないがやはり水平方向）におけ
る所定範囲内で往復直線移動するように、そしてまた、
焦点合わせのために前記Ｘ方向およびＹ方向に対して直
交する２方向（この場合鉛直方向）における所定範囲内
で往復直線移動するように構成されている。− そして、４Ａ、４Ｂは、夫々、前記Ｙ方向における所定
範囲内で往復直線走査しながら発振されるレーザービー
ムであって、これらは略前記Ｘ方向において互いに対照
的に対向する方向から、切り換え用反射ミラー５によっ
て択一的に切り換えられて、検査対象物２の表面に対し
て適宜角度θ斜め上方から照射される。６は、これら走
査レーザービーム４Ａ、４Ｂの焦点面を示している。

次に、前記ステージ１上に載置される検査対象物２とし
てのレティクルの表面を、前記焦点面６に精度良く合致
させるための手順を説明する。

先ず、設定または実測により既知とした検査対象物２と
してのレティクルにおける基盤２ａの高さｈおよびペリ
クルフレーム２ｂの真の幅Ｌ！＋　と、前記走査レーザ
ービーム４Ａ、４Ｂの入射角θとを前記制御装置１１３
に入力する。なお、前記ペリクルフレーム２ｂの真の幅
Ｌ０の実測は、そのペリクルフレーム２ｂがペリクル［
２ｃに比べて格段に厚くて損傷し難いものであり、また
、たとえ若干の傷がついたとしてもその機能を損なうこ
とは無いことから、十分可能である。

次に、前記検査対象物２のペリクルｌ［２ｃの表面高さ
Ｈｌを仮に設定して前記制御装置３に入力し、その仮設
定表面高さＨｌおよび前記基盤２ａの高さｈに基づいて
前記ステージ１の高さ位置を第２図（イ）に示す状態に
暫定的に自動調節させる。

続いて、その状態において、第２図（ロ）に示すように
、前記ステージ１をＸ１方向に移動させ、一方の異物有
無検査用走査レーザービーム４Ａを利用して、前記ペリ
クルフレーム２ｂの幅方向一端位置を検出し、しかる後
、第２図（ハ）に示すように、前記ステージ１を前記Ｘ
１方向とは逆向きのＸ２方向に移動させ、他方の異物有
無検査用走査レーザービーム４Ｂを利用して、前記ペリ
クルフレーム２ｂの幅方向他端位置を検出し、もって。

前記一端位置検出時から他端位置検出時までの間の前記
ステージ１の移動距離から前記ペリクルフレーム２ｂの
実測幅りを求める。

そして、前記制御装置！３は、前記照射レーザービーム
の既知の入射角θ、および、前記ペリクルフレーム２ｂ
の既知の真の幅り、と実測値しならびに前記仮設定表面
高さＨｏに基づいて、該ペリクルフレーム２ｂの真の表
面高さＨｏを次式により演算して求める。

即ち１図から理解されるように、前記仮設定表面高さＨ
ｌと真の表面高さＨｏどの差に起因して、前記ペリクル
フレーム２ｂの既知の真の幅り、と実測幅りとでは２Δ
αの差が生じるが、そのＡｌｔは、 ２ｍ　＝（Ｌ　−Ｌ、ｌ）／　２　　　　　　　　　　
　・・・（１）で求まり、また一方、前記仮設定表面高
さＨｌと真の表面高さＨｏとの間には。

Ｈ，＝Ｈ１−ＩＪＱ−ｔａｎθ　　　　　　　・（ｉＬ
　）なる関係があることが幾何学的に明らかである。

従って、これら二式（ｉ）、　（ｆｉ）により、ペリク
ルフレーム２ｂの真の表面高さＨ，を求めることができ
る。

そして、このようにしてペリクルフレーム２ｂの真の表
面高さＨ６が決まると、前記制御装置３は、その真の表
面高さＨ６および前記基盤２ａの高さｈに基づいて、前
記ステージ１の高さ位置を第３図（ニ）に示す状態に最
終的に自動調節するのである。

〔発明の効果〕

以上詳述したところから明らかなように、本発明に係る
異物検査装置によれば、検査対象物の表面高さをレーザ
ービームによって非接触で測定できるため、その測定時
に検査対象物を損傷するおそれが無く、シかも、その検
査対象物の表面高さ測定は、異物有無検査装置が本来備
えている走査レーザービーム照射機能を有効利用して精
度良く行えるため、検査対象物の表面を走査レーザービ
ームの焦点面に正確に合致させてより精度良い異物有無
検査を行えるようになると共に、その測定に際しては他
の格別の測定装置を準備する必要が無くて非常に便利で
あり、更に、その異物有無検査装置自体で測定した結果
を、その異物有無検査装置内のステージ制御装置にその
まま入力して。

検査対象物の表面を走査レーザービームの焦点面に正確
に合致させるように、前記ステージの高さ位置を自動的
に制御させる、というより一層便利なシステムの構成も
容易に実現できる、といった優れた効果が発揮されるに
至った。

【図面の簡単な説明】

第１図は異物検査装置の要部の一部断面概略側面図、第
２図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ）は本発明の実施手
順を説明するための流れ図、第３図は従来技術における
問題点を説明するための要部の斜視図である。 １・・・ステージ、２・・・検査対象物、３・・・制御
装置、４Ａ、４Ｂ・・・レーザービーム、θ・・・レー
ザービームの入射角、Ｌｏ・・・検査対象物の真の幅、
Ｌ・・・検査対象物の実８Ｉ！ＩＩＩｊ１、Ｈｌ・・・
検査対象物の仮設定表面高さ、Ｈ，・・・検査対象物の
真の表面高さ。 ４１　固 ／　　　　　　　　Ｘ 第３　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ステージ上に載置された検査対象物の表面に異物検
   査用レーザービームを照射し、その照射レーザービーム
   の反射散乱状態を検知することにより、該検査対象物の
   表面における異物の有無を検出するように構成してある
   異物有無検査装置において、 前記ステージ上に載置される検査対象物表面に対する前
   記照射レーザービームの入射角と該検査対象物の真の幅
   とを既知とし、 前記検査対象物の上面、下面の高さを仮に設定して、そ
   の仮設定上面、下面高さに基づいて前記ステージの高さ
   位置を調節し、 その状態において、前記異物有無検査用レーザービーム
   を利用して、前記検査対象物の幅方向両端位置を検出す
   ることにより、該検査対象物の幅を実測し、 そして、前記照射レーザービームの既知の入射角、およ
   び前記検査対象物の既知の真の幅と前記実測した幅なら
   びに前記仮設定表面高さに基づいて、該検査対象物の真
   の表面高さを演算により求めるように構成したことを特
   徴とする異物検査装置。