JPS62188949A - 表面状態測定装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は表面状態測定装置に関し、特に半導体製造装置
で使用される回路パターンが形成されてにペリクル保護
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、この異物を
精度良く検出する表面状態測定装置に関するものである
。

、（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
ク等の基板上に形成されている露光用の回路パターンを
半導体焼付は装置（ステッパー又はマスクアライナ−）
によりレジストが塗布されたウニ八面上に転写して製造
している。

この際、基板面上に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製造の歩留りを
低下させる原因となってくる。

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。例えば第２図は異物が等友釣に光
を散乱する性質を利用する方法の一例である。

同図においては走査用ミラー１１とレンズ１２を介して
レーザー１０からの光束をハーフミラ−１３によ９２つ
に分け、２つのミラー１４．１５により各々基板１８の
表面と裏面に入射させ、走査用ミラー１１を回転若しく
は振動させて基板１８上を走査している。そして基板１
８からの直接の反射光及び透過光の光路から離れた位置
に基板１８の表面と裏面に焦点を合わせた２つの受光部
１６．１７を設け、これら２つの受光部１６．１７から
の出力信号を用いて基板１Ｂ上の異物の存在を検出して
いる。

即ち放物に光束か入射すると入射光束は等方向に散乱さ
れる。この為、一方の面に放物が存在していると、その
面に焦点を合わせた受光部からの出力は犬きくなる。従
って、このときの２つの受光部からの出力値を比較する
ことにより異物の存在を検出している。

しかしながら、この方法は基板の表面と裏面の各々の方
向から走査する必要があり、又基板にペリクル保護膜を
装着したときはペリクル面にも異物が付着する場合があ
り、この場合どの面に異物が付着しているのが検出しな
ければならず、走査用の光束を各々の被検出面に焦点合
わせなして緑り返して測定する必要があった。

又第３図に示すように走査用の光束３ｏがペリクル保護
ＩＱ３１の粋３２に当ったときは粋３２から散乱光束か
多く発生し、異物の検出粒度を低下させる欠点かあった
。

更に受光部で用いる光学系には基板全面からの微少な散
乱光束を受光しなければならない為、広画角でしかも大
口径であることが要求され、受光手段全体か大型化する
傾向があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は基板にペリクル保護膜を装着し、被検出面の数
が増加しても１回の走査でどの面に異物が存在している
のか容易にしかも高鯖度に測定することのできる簡易な
構成の表面状態測定装置の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 光源からの光束を積層している複数の測定面に入射させ
、前記測定面から生じる散乱光束を前記測定面毎に焦点
を合わした複数の検出手段により検出することにより、
前記複数の測定面の表面状態を測定したことである。

この他、本発明の特徴は実施例において記載されている
。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図である。同
図において１は不図示の光源であるレーザーからの光束
であり、同じく不図示のポリゴンミラー等の走査手段に
より紙面に垂直方向を走査している。２はレチクル等の
測定物である基板で２ａ、　２ｂは各々基板２の表面と
裏面である。３，４は各々基板２を保護する為のペリク
ル保護膜であり、これらの各面２ａ、　２ｂ、　３．４
は測定面となっている。５８〜５ｄは各々複数のセルフ
ォックレンズを一次元方向に配置した光学部材であり、
各々の光学部材５８〜５ｄは各々測定面３　、２ｂ、　
２ａ、　４に焦点を合わしている。６ａ〜６ｄは各々光
学部材５８〜５ｄを介した各測定面と共役な位置近傍に
配置した視野絞り、７８〜７ｄは各々の視野絞り６８〜
６ｄを通過した光束を受光器８８〜８ｄに導光する為の
ライトガイドである。

本実施例における光学部材５ａ、視野絞り６ａ、ライト
ガイド７ａ、受光器８ａは１つの検出手段Ａの一部を構
成している。他の光学部材５ｂ〜５ｄ、視野絞り６ｂ〜
６ｄ、ライトガイド７ｂ〜７ｄ、受光器８ｂ〜８ｄにつ
いても同時に各々検出手段Ｂ、Ｃ，Ｄの一部を構成して
いる。

本実施例では光束を各測定面に対し斜め上方から入射さ
せ各測定面を通過させている。そしてこのときペリクル
保護膜の枠に当たらないようにしている。

今仮りに測定面２ｂ上にゴミ等の異物Ｐが存在している
とする。そうすると光束１が異物Ｐに当たると異物から
は等方向に散乱光が生じる。このとき検出手段Ｂは測定
面Ｂに焦点が合わされている為に光学部材５ｂは散乱光
束を効率的に集光する。

この結果、受光器８ｂからの出力は増大する。

一方、他の検出手段Ａ、Ｃ，Ｄは測定面２ｂとはディフ
ォーカス状態にあり、しかも各々の光学部材５ａ、　５
ｃ、　５ｄの測定面と共役の位置近傍には視野絞り６ａ
、　６ｃ、　６ｄが配置されているので測定面２ｂ上の
異物Ｐからの散乱光束は視野絞り６ａ、　６ｃ、　６ｄ
によって遮光される。この結果、受光器８ａ、　８ｃ、
　８ｄからの出力は変化しない。

本実施例ではこのときの４つの受光器８８〜８ｄからの
出力信号を利用して測定面上の異物の存在を検出してい
る。

又仮りに光束がへりクル保護膜の粋に当っても視野絞り
により特定の領域以外からの光束を遮光し、測定面から
の散乱光束のみを受光するようにしているので常に高精
度の測定が可能となっている。

更に光学部材５８〜５ｄを光束の走査方向と一致させ、
−次元方向に配置したセルフォックレンズより構成し、
集光部の小型化を図りつつ、効率的に測定面上の異物か
らの散乱光束を集光している。

尚、本実施例において光学部材をセルフォックレンズの
代わりにシリンドルカルレンズやバーレンズ等より構成
しても良い。

本実施例において走査用の光束を１つの測定面例えば基
板２の表面２ａに集光するように入射させた場合、他の
測定面ではディフォーカス状態となる。しかしながら一
般にペリクル面上若しくは基板２の裏面２ｂで問題とな
る異物は基板２の表面２ａ上の異物に比べて大きい。従
って各測定面毎に集光して縁り返して測定しなくても良
好なる検出粒度が容易に得られる。

尚第１図では光束を測定面に対し、斜め上方から入射さ
せているが、第４図に示すように測定面に対し、光束４
１を垂直に入射させ、複数の検出手段４２、４３．４４
．４５を斜め上方に配置しても同様に本発明の目的を達
成することができる。

（発明の効果） 本発明によれば複数の測定面に対して複数の検出手段を
前述の如く配置することにより、１回の走査でどの面に
異物が存在しているのか容易にしかも高精度に測定する
ことのできる簡易な構成の表面状態測定装置を達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学系の概略図、第４図は
本発明の他の実施例の一部分の説明図、第２図、第３図
は各々従来の表面状態測定装置の説明図である。図中１
は光束、２は基板、３．４は各々ペリクル保護膜、５８
〜５ｄは光学部材、６ａ〜６ｄは視野絞り、７ａ〜７ｄ
はライトガイド、８ａ〜８ｄは受光器である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源からの光束を積層している複数の測定面に入
   射させ、前記測定面から生じる散乱光束を前記測定面毎
   に焦点を合わした複数の検出手段により検出することに
   より、前記複数の測定面の表面状態を測定したことを特
   徴とする表面状態測定装置。
2. （２）前記検出手段は一次元方向に集光力を有する光学
   部材を有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の表面状態測定装置。
3. （３）前記検出手段は前記測定面と共役な面近傍に視野
   絞りを有していることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の表面状態測定装置。