JPS61260211A - 自動異物検出方法及びその装置 - Google Patents
自動異物検出方法及びその装置Info
- Publication number
- JPS61260211A JPS61260211A JP60101290A JP10129085A JPS61260211A JP S61260211 A JPS61260211 A JP S61260211A JP 60101290 A JP60101290 A JP 60101290A JP 10129085 A JP10129085 A JP 10129085A JP S61260211 A JPS61260211 A JP S61260211A
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- Japan
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- light
- optical system
- differential interference
- sample surface
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- Pending
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- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Microscoopes, Condenser (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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。
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、半導体製造用のレチクルやマスク等の試料基
板の面上に付着した微小異物の検出に好適な自動異物検
出方法及びその装置に関する。
板の面上に付着した微小異物の検出に好適な自動異物検
出方法及びその装置に関する。
半導体の高集積化に伴ない、露光工程で用（・られるマ
スクやレチクル等の試料基板の面上に付着した微小異物
の影がウェハ上ＶＣ，転写されることにより発生する不
良が、製造コスト低減を図る上で大きな課題となってい
る。特開昭５８−７９２４０や特開昭５９−１５２６２
５といりたレチクルあるいはマスク岬の試料基板上の異
物検査装置も開発されているが、検出能力は２〜５μｍ
程度であり、１，５μｍ以下のパターンから成る１Ｍビ
ット以上の高集積メモリの製造で必要とされるサブミク
ロン異物の検出への適用は難しいという問題点を有ｔ７
ていた。
スクやレチクル等の試料基板の面上に付着した微小異物
の影がウェハ上ＶＣ，転写されることにより発生する不
良が、製造コスト低減を図る上で大きな課題となってい
る。特開昭５８−７９２４０や特開昭５９−１５２６２
５といりたレチクルあるいはマスク岬の試料基板上の異
物検査装置も開発されているが、検出能力は２〜５μｍ
程度であり、１，５μｍ以下のパターンから成る１Ｍビ
ット以上の高集積メモリの製造で必要とされるサブミク
ロン異物の検出への適用は難しいという問題点を有ｔ７
ていた。
本発明の目的は、従来の問題点に鑑みて試料基板の上の
サブミクロン程度の微小異物を高速かつ確実に検出でき
る方法を提供することにある。
サブミクロン程度の微小異物を高速かつ確実に検出でき
る方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、試料基板上に形成されるパターン段差が０１
μｍ以下であるのに対して、検出したいｐ物の大きさが
サブミクロン（ｏ、５ｔｔｍ ）程度と大きい事に着目
し、微分干渉光学系を用いて段差情報を抽出することに
より、異物を検出するようにしたことを特徴とするもの
である。
μｍ以下であるのに対して、検出したいｐ物の大きさが
サブミクロン（ｏ、５ｔｔｍ ）程度と大きい事に着目
し、微分干渉光学系を用いて段差情報を抽出することに
より、異物を検出するようにしたことを特徴とするもの
である。
また本発明は、微小異物を検出する場合、光量を上げる
ために、レーザを用いる必要があるが、レーザ特有のス
ペックル雑音が、微分干渉方式ではどうしても無視でき
ず、レーザの照射角度を高速で変化させてスペックル雑
音の時間１動を起こさせ、一方、ＣＣＤ−ｅＭＯ８式の
蓄積形の光電変換素子を利用して検出することにより、
スペックル雑音の平滑化を図り、微分干渉方式でのＳ／
Ｎ向上をはかるようにしたことに特徴を有するものであ
る。
ために、レーザを用いる必要があるが、レーザ特有のス
ペックル雑音が、微分干渉方式ではどうしても無視でき
ず、レーザの照射角度を高速で変化させてスペックル雑
音の時間１動を起こさせ、一方、ＣＣＤ−ｅＭＯ８式の
蓄積形の光電変換素子を利用して検出することにより、
スペックル雑音の平滑化を図り、微分干渉方式でのＳ／
Ｎ向上をはかるようにしたことに特徴を有するものであ
る。
以下本発明の実施例を図を用いて具体的に説明する。
まず本発明に係る微分干渉光学系の原理を第１図を用い
て説明する。即ち、照明光１１を偏光子１２、ハーフミ
ラ−１５を介して、複屈折を起こ−を結晶を用いたノマ
ルスキプリズム１４に照射すると、Ｓ偏光１５とＰ偏光
１６の成分により、光路がＡとＢＫ分離される。この光
路ＡとＢが交わる点Ｃを対物レンズ１７の焦点位置に一
致させると、試料基板１８に対して、同一の方向から２
つの光がＤ及びＥに照射される。この時、ＤとＥに段差
１９や異物２１が存在すると、戻り光に位相差が発生す
る。戻り光は、ノマルマキ・プリズムを通過後、再び一
つの光路に重なるため、ハーフミラ−１５を介した後、
検光子２０で、偏光波を合成してやると、光路Ａ及びＢ
を通った光の間で干渉が起こる。段差１９により光の位
相差が発生し、干渉光の強度が変わるため、干渉光強度
を測定すれば、逆に段差を求めることができる。
て説明する。即ち、照明光１１を偏光子１２、ハーフミ
ラ−１５を介して、複屈折を起こ−を結晶を用いたノマ
ルスキプリズム１４に照射すると、Ｓ偏光１５とＰ偏光
１６の成分により、光路がＡとＢＫ分離される。この光
路ＡとＢが交わる点Ｃを対物レンズ１７の焦点位置に一
致させると、試料基板１８に対して、同一の方向から２
つの光がＤ及びＥに照射される。この時、ＤとＥに段差
１９や異物２１が存在すると、戻り光に位相差が発生す
る。戻り光は、ノマルマキ・プリズムを通過後、再び一
つの光路に重なるため、ハーフミラ−１５を介した後、
検光子２０で、偏光波を合成してやると、光路Ａ及びＢ
を通った光の間で干渉が起こる。段差１９により光の位
相差が発生し、干渉光の強度が変わるため、干渉光強度
を測定すれば、逆に段差を求めることができる。
第２図はこの微分干渉光学系に光電変換素子を組込んだ
一実施例を示したものである。複数ノ波長でエネルギー
のピークを持つ水銀灯やキセノン灯、あるいは広い波長
帯でエネルギーを持つハロゲン灯等のランプ５１の光を
レンズ５２゜５５、偏光子１２、ハーフミラ−１５を介
してノマルスキ・プリズム１４に入射し、さらにノマル
スキ・プリズム１４によりＳ偏光とＰ偏光とで光路を分
離して、対物レンズ１５を介してレチクルやマスク等の
試料基板１に照射する。試料基板１からの戻り光は、対
物レンズ１５、ノマルスキ・プリズム１４を経た後、ハ
ーフミラ−１５を透過してＳ偏光、Ｐ偏光を合成する検
光子２０に至る。検光子２０を経た干渉光の強度は、ハ
ーフミラ−３４視野絞り５５ 、５５、干渉フィルタ５
６ 、５６．光電変換素子５７ 、５７から成る検出ユ
ニット５８．５８’により検出される。視野絞り５５．
５５’の位置は、対物レンズ１５に対してレチルクやマ
スク等の試料基板上のり、Ｅ点の共役点である。
一実施例を示したものである。複数ノ波長でエネルギー
のピークを持つ水銀灯やキセノン灯、あるいは広い波長
帯でエネルギーを持つハロゲン灯等のランプ５１の光を
レンズ５２゜５５、偏光子１２、ハーフミラ−１５を介
してノマルスキ・プリズム１４に入射し、さらにノマル
スキ・プリズム１４によりＳ偏光とＰ偏光とで光路を分
離して、対物レンズ１５を介してレチクルやマスク等の
試料基板１に照射する。試料基板１からの戻り光は、対
物レンズ１５、ノマルスキ・プリズム１４を経た後、ハ
ーフミラ−１５を透過してＳ偏光、Ｐ偏光を合成する検
光子２０に至る。検光子２０を経た干渉光の強度は、ハ
ーフミラ−３４視野絞り５５ 、５５、干渉フィルタ５
６ 、５６．光電変換素子５７ 、５７から成る検出ユ
ニット５８．５８’により検出される。視野絞り５５．
５５’の位置は、対物レンズ１５に対してレチルクやマ
スク等の試料基板上のり、Ｅ点の共役点である。
ここで検出ユニットが複数個あるのは、段差により発生
する位相差が、波長の整数倍から半波長分ずれた場合′
に％干渉強度が低下する。これを補うために、複数の波
長が検出し、いづれか１つの検出ユニットでその検出出
力が予め設定された閾値を越えたときに異物と判定する
。
する位相差が、波長の整数倍から半波長分ずれた場合′
に％干渉強度が低下する。これを補うために、複数の波
長が検出し、いづれか１つの検出ユニットでその検出出
力が予め設定された閾値を越えたときに異物と判定する
。
対物レンズ１５の作動距離を大きくすることにより、ペ
リクル２を貼付したペリクル枠５をレチクルまたはマス
ク等試料基板１に装着した状態での異物の検出が可能と
なる。即ち、レチクル、マスク等に異物が直接付着させ
ず、異物の付着を露光装置の焦点深度外にするために異
物付着防止膜（いわゆるペリクル）を設けることが試み
られている。１はレチクル等の試料基板、２はペリクル
、５はペリクル枠、４は粘着剤、５は回路パターンであ
り、ペリクル２上に付着した異物６は焦点深度外にある
ため、縮小投影、露光装置等で露光されるウェハ（図示
せず）上でデフォーカスして転写されない。ところが、
実際には、ペリクルの裏面やペリクル枠５に付着した異
物７．８がレチクル等の試料基板１上に異物９が浸入し
たりするという事故が発生することがあり、ペリクル貼
付後のレチクルあるいはマスク上の異物の検査は不可欠
と考える。
リクル２を貼付したペリクル枠５をレチクルまたはマス
ク等試料基板１に装着した状態での異物の検出が可能と
なる。即ち、レチクル、マスク等に異物が直接付着させ
ず、異物の付着を露光装置の焦点深度外にするために異
物付着防止膜（いわゆるペリクル）を設けることが試み
られている。１はレチクル等の試料基板、２はペリクル
、５はペリクル枠、４は粘着剤、５は回路パターンであ
り、ペリクル２上に付着した異物６は焦点深度外にある
ため、縮小投影、露光装置等で露光されるウェハ（図示
せず）上でデフォーカスして転写されない。ところが、
実際には、ペリクルの裏面やペリクル枠５に付着した異
物７．８がレチクル等の試料基板１上に異物９が浸入し
たりするという事故が発生することがあり、ペリクル貼
付後のレチクルあるいはマスク上の異物の検査は不可欠
と考える。
しかしながら前記実施例によれば試料基板１Ｖｃ対して
垂直方向から異物を検出することができルノで、横方向
から検出する場合に比較してペリクル枠Ｓが障害となら
ず、サブミクロン程度 ゛の異物を高感度でもって
検出することができる。
垂直方向から異物を検出することができルノで、横方向
から検出する場合に比較してペリクル枠Ｓが障害となら
ず、サブミクロン程度 ゛の異物を高感度でもって
検出することができる。
第５図は、検出信号５９を示す。横軸を時間又は試料基
板上の検査位置とする。異物ＩはパターンＰに比べて大
きな段差を持つため、閾値４゜を設ければ、異物工とパ
ターンＰの弁別は容易である。
板上の検査位置とする。異物ＩはパターンＰに比べて大
きな段差を持つため、閾値４゜を設ければ、異物工とパ
ターンＰの弁別は容易である。
第４図に示す一実施例は、第２図の一実施例を更に拡張
したものである。第２図の対物レンズ１５の後に、偏向
素子４１（ガルバノミラ−やポリゴンミラー）を置き、
コリメータレンズ４２の焦点をこの中心Ｇに重ねる。４
５はミラーである。
したものである。第２図の対物レンズ１５の後に、偏向
素子４１（ガルバノミラ−やポリゴンミラー）を置き、
コリメータレンズ４２の焦点をこの中心Ｇに重ねる。４
５はミラーである。
コンデンサレンズに対する対物レンズ１５の結像位置Ｆ
の共役点Ｈを試料基板１上に置き、第５図に示すように
偏向素子４１を高速で往復運動させながら、試料基板１
を一方向（例えばＹ方向）に定速で動かせば、試料基板
１を広い面積にわたって検査できる。
の共役点Ｈを試料基板１上に置き、第５図に示すように
偏向素子４１を高速で往復運動させながら、試料基板１
を一方向（例えばＹ方向）に定速で動かせば、試料基板
１を広い面積にわたって検査できる。
更に本発明の他の一実施例を説明する。
第６図に本発明の他の一実施例を示す。４５゜４５′は
波長の異なるレーザである。半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｇ
レーザ、Ａｙレーザ等の組み合わせが考えられる。多波
長発振のレーザを用いてもよい。
波長の異なるレーザである。半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｇ
レーザ、Ａｙレーザ等の組み合わせが考えられる。多波
長発振のレーザを用いてもよい。
４６は多層ミラーで２つのレーザを合成させる。
４７はＥ１０変調器であり、電圧を変化させることによ
り、偏光方向を自由に変えられる。４８はビームエキス
パンダ、４９はレンズ、 ５０は折返しミラーである。
り、偏光方向を自由に変えられる。４８はビームエキス
パンダ、４９はレンズ、 ５０は折返しミラーである。
５１はガルバノミラ−又はポリゴンミラーの偏向素子で
あり、対物レンズ１５ＶＣ対する検査位置Ｄ（Ｅ）の共
役点に置かれている。１５はハーフミラ−１１４はノマ
ルスキプリズムである。
あり、対物レンズ１５ＶＣ対する検査位置Ｄ（Ｅ）の共
役点に置かれている。１５はハーフミラ−１１４はノマ
ルスキプリズムである。
試料基板１からの戻り光は対物レンズ１５、ノマルスキ
プリズム１４、ハーフミラ−１５を戻り、検光子２０を
介して干渉光を発生する。これを多層ミラー５２により
波長別に分解し、蓄積形光電変換素子のリニアセンサ５
５，５５’で検出している。
プリズム１４、ハーフミラ−１５を戻り、検光子２０を
介して干渉光を発生する。これを多層ミラー５２により
波長別に分解し、蓄積形光電変換素子のリニアセンサ５
５，５５’で検出している。
偏向素子５１を駆動し、レーザ光の進行角度を変化させ
ると、第７図に８部の拡大を示すように、試料基板１上
に入射する光の角度が変化する。入射角度が変化するに
従いスペックル雑音も変化するため、偏向素子５１の走
査周期にあわせて、蓄積形光電変換素子５５．５５’を
駆動してやると、スペックル雑音が平滑化される。第３
図は、光電変換素子５５ 、５５’の検出出力５９を示
したものである。異物工はパターンＰに比べて段差が太
きいため、閾値４０を設定すると、異物のみが検出でき
る。
ると、第７図に８部の拡大を示すように、試料基板１上
に入射する光の角度が変化する。入射角度が変化するに
従いスペックル雑音も変化するため、偏向素子５１の走
査周期にあわせて、蓄積形光電変換素子５５．５５’を
駆動してやると、スペックル雑音が平滑化される。第３
図は、光電変換素子５５ 、５５’の検出出力５９を示
したものである。異物工はパターンＰに比べて段差が太
きいため、閾値４０を設定すると、異物のみが検出でき
る。
ところで、微分干渉式の検出方法で、位相差が波長の整
数倍と半波長だけずれると、干渉光強度は、低下する。
数倍と半波長だけずれると、干渉光強度は、低下する。
そこで、このような不感領域を除くために、複数の波長
で検出を行い、いずれか一つの波長で閾値を越えた場合
に、異物と見なすようにした。
で検出を行い、いずれか一つの波長で閾値を越えた場合
に、異物と見なすようにした。
また、試料基板１の種類によっては、基板の反射率が大
きく異なるため、Ｅ１０変調器を用い ゛て偏光成
分を変化させて、コントラストの向上を図るようにした
。
きく異なるため、Ｅ１０変調器を用い ゛て偏光成
分を変化させて、コントラストの向上を図るようにした
。
第６図の構成では、検出領域が限られるため、広い面積
の検査を行うためＫは、第８図に示すように、試料基板
１と検出系の検出領域５０をＸＹ方向に相対的に変化さ
せる必要がある。
の検査を行うためＫは、第８図に示すように、試料基板
１と検出系の検出領域５０をＸＹ方向に相対的に変化さ
せる必要がある。
第９図は、第６図をさらに拡張したものである。対物レ
ンズ１５までの構成は、第６図と同様である。対物レン
ズの下にガルバノミラ−４１を設け、その中心Ｇにコリ
メータレンズ４２の焦点位置を重ね、ミラー４５を介し
て試料基板１に光を照射する。ここで、コリメータレン
ズ４２に対する検査位置Ｈの共役点が、対物レンズ１５
の検査領域Ｆに重なるようになっている。これにより、
試料基板１と検出系の相対位置をＸまたはＹの一方向だ
けに動かせば広い面積の検査が可能となった。
ンズ１５までの構成は、第６図と同様である。対物レン
ズの下にガルバノミラ−４１を設け、その中心Ｇにコリ
メータレンズ４２の焦点位置を重ね、ミラー４５を介し
て試料基板１に光を照射する。ここで、コリメータレン
ズ４２に対する検査位置Ｈの共役点が、対物レンズ１５
の検査領域Ｆに重なるようになっている。これにより、
試料基板１と検出系の相対位置をＸまたはＹの一方向だ
けに動かせば広い面積の検査が可能となった。
以上説明したように、本発明によれば、試料基板に対し
て垂直方向からサブミクロン程度の微小異物を、高速か
つ高感度でもって検出できる効果を奏する。
て垂直方向からサブミクロン程度の微小異物を、高速か
つ高感度でもって検出できる効果を奏する。
特に試料基板が露光に用いられるレチクルやマスクの場
合には、高集積半導体製造の歩留り向上に大きな効果を
はつきすることができる。
合には、高集積半導体製造の歩留り向上に大きな効果を
はつきすることができる。
第１図は本発明の異物検出に用いられる微分干渉光学系
の原理を示す図、第２図は本発明に係る異物検出装置の
一実施例を示す構成図、第５図はその検出信号波形を示
す図、第４図は本発明に係る異物検出装置の他の一実施
例を示す構成図、第５図は第４図を用いた検出領域を示
す上面図、第６図は本発明に係る異物検出装置の更に他
の一実施例を示す図、第７図は第６図Ｓ部の拡大図、第
８図は第６図を用いた検出領域を示す上面図、第９図は
本発明に係る異物検出装置の更に他の一実施例を示す図
である。 １・・・試料基板（レチクルあるいはマスク）、２・・
・ペリクル、１２・・・偏光子、１５・・・ハーフミラ
−１１４・・・ノマルスキプリズム、１５・・・対物レ
ンズ、２０・・・検光子、４５．４５’・・・レーザ、
４６ 、５２・・・多層ミラー、４７・・・Ｅ１０変調
器、５１・・・偏向素子、５５ 、５５・・・第１図 Ｅ ｖＪ ２ 図 第５図 ａ置 第４図 × 第６図 第 ７ 図 Ｄ（Ｅ）
の原理を示す図、第２図は本発明に係る異物検出装置の
一実施例を示す構成図、第５図はその検出信号波形を示
す図、第４図は本発明に係る異物検出装置の他の一実施
例を示す構成図、第５図は第４図を用いた検出領域を示
す上面図、第６図は本発明に係る異物検出装置の更に他
の一実施例を示す図、第７図は第６図Ｓ部の拡大図、第
８図は第６図を用いた検出領域を示す上面図、第９図は
本発明に係る異物検出装置の更に他の一実施例を示す図
である。 １・・・試料基板（レチクルあるいはマスク）、２・・
・ペリクル、１２・・・偏光子、１５・・・ハーフミラ
−１１４・・・ノマルスキプリズム、１５・・・対物レ
ンズ、２０・・・検光子、４５．４５’・・・レーザ、
４６ 、５２・・・多層ミラー、４７・・・Ｅ１０変調
器、５１・・・偏向素子、５５ 、５５・・・第１図 Ｅ ｖＪ ２ 図 第５図 ａ置 第４図 × 第６図 第 ７ 図 Ｄ（Ｅ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、照明光を微分干渉光学系を介して試料面上に照射し
、試料面上に凹凸の変化が存在する時に発生する微分干
渉光の強度と、受光素子により検出することにより、試
料面上に付着した微小異物を検出することを特徴とする
自動異物検出方法。 ２、複屈折を起こす結晶を用いたノマルスキプリズムと
偏光子、検光子から成る微分干渉光学系を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自動異物検出方
法。 ３、複数の波長でエネルギーのピークを持つ、あるいは
、広い波長帯でエネルギーを持つ照明光を用い、一方、
複数の受光素子を備え、その検出波長を各々異なったも
のとし、少なくとも一つの受光素子の検出出力が予め設
定した閾値を越えた時に異物と判定することを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の自動異物検出方法。 ４、複数の波長をもつレーザ光を半透鏡を用いて合成す
る光学系と、該光学系で合成されたレーザ光を試料面上
に照射し、試料面上に凹凸の変化が存在する時に発生す
る微分干渉光の強度を波長別の複数の蓄積形受光素子で
検出する微分干渉光学系と、該微分干渉光学系内のレン
ズに対する試料面の共役点に配置されて回転駆動される
偏向素子とを備え、試料面上に付着した微小異物を検出
するように構成したことを特徴とする自動異物検出装置
。 ５、微分干渉光学系は、複屈折を起こす結晶を用いたノ
マルスキプリズムと偏光子、検光子を有することを特徴
とする特許請求の範囲第４項記載の自動異物検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101290A JPS61260211A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 自動異物検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60101290A JPS61260211A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 自動異物検出方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61260211A true JPS61260211A (ja) | 1986-11-18 |
Family
ID=14296713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60101290A Pending JPS61260211A (ja) | 1985-05-15 | 1985-05-15 | 自動異物検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61260211A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0499074A2 (de) * | 1991-02-15 | 1992-08-19 | BRAN + LUEBBE GmbH | Polarisationsinterferometer mit Schmalbandfilter |
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| JP2005309415A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-11-04 | Olympus Corp | 光学顕微鏡と光学的観察方法 |
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| JP4668401B2 (ja) * | 1999-09-03 | 2011-04-13 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | フォトリソグラフィシミュレーションによるレティクル検査方法及びシステム |
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-
1985
- 1985-05-15 JP JP60101290A patent/JPS61260211A/ja active Pending
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