JPS63268245A - Inspecting method for foreign matter and equipment therefor - Google Patents

Inspecting method for foreign matter and equipment therefor

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JPS63268245A
JPS63268245A JP62101745A JP10174587A JPS63268245A JP S63268245 A JPS63268245 A JP S63268245A JP 62101745 A JP62101745 A JP 62101745A JP 10174587 A JP10174587 A JP 10174587A JP S63268245 A JPS63268245 A JP S63268245A
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foreign matter
projection lens
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Abstract

PURPOSE:To enable detecting only harmful foreign matter discriminating from a pattern, by detecting selectively the luminous flux only which passes through the aperture of an objective outside the aperture of incident side of the contraction projection lens of an exposure equipment, after scattering and diffraction due to foreign matter and defects. CONSTITUTION:The number of apertures (abbreviated as N.A. hereinafter) of the incident side (object side) of a demagnification projection lens is designed as a value to obtain a sufficient resolution for the image formation of a pattern on a reticle. Inspection region on the reticle 6 is limited, and the reticle 6 is scanned by a sample stand part 1, so that the examination for all inspection region is enabled. Therefor, an objective 41 is applied whose N.A. is larger than that of the contraction projection lens usually used. In order to detect foreign matter as well as damaging ones, a light shielding plate 44 is not always necessary to be matched with the N.A. of the incident side of the contraction projection lens employed in an exposure equipment, and it is sufficient enough to be matched with the degree of spatial coherence of a transmitting illumination part 2 and a direct illumination part 3. That is, only the 0th-order diffraction light of illumination from the transmitting illumination part 2 and the direct illumination part 3 may be shielded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSIあるいはプリント基板などを製造する
のに使用されるレチクルおよびマスク露光工程において
、前記レチクルおよびマスク上のパターンをウェハ上に
転写する前に行なわれる前記レチクルおよびマスク上の
異物および欠陥を検出する異物検査方法およびその装置
に係り、とくに前記レチクルおよびマスク上の異物およ
び欠陥を容易な操作にて短時間に検査するのに好適な異
物検査方法およびその装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for transferring patterns on a reticle and a mask onto a wafer in a reticle and mask exposure process used to manufacture LSIs, printed circuit boards, etc. The present invention relates to a method and apparatus for detecting foreign objects and defects on the reticle and mask, which are performed before the reticle and mask are inspected, and is particularly suitable for inspecting foreign objects and defects on the reticle and mask in a short time with easy operation. This invention relates to a method and device for inspecting foreign substances.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSI製造のさいに使用される露光工程は、レチクルと
呼ばれる厚板上のクロムパターンを半導体ウェハに焼付
転写している。この工程では、前記レチクル上に異物お
よび欠陥が存在した場合、パターンが正確に前記半導体
ウェハに転写しないので、LSIチップ全数が不良にな
る。そのため、レチクル管理上露光前の異物および欠陥
の検査は・不可欠である。
The exposure process used in LSI manufacturing involves printing and transferring a chrome pattern on a thick plate called a reticle onto a semiconductor wafer. In this process, if foreign matter or defects are present on the reticle, the pattern will not be accurately transferred to the semiconductor wafer, resulting in all LSI chips being defective. Therefore, inspection for foreign matter and defects before exposure is essential for reticle management.

これに加えて最近ではLSIが高集積され配線パターン
が微細になるのに伴なってより小さな異物が問題になっ
てきている。また、レチクル製作時のレジスト残シ、パ
ターン形成用のクロムあるいは酸化クロムのエツチング
が残シ、さらにはレチクル洗浄液に溶けていた不純物が
洗浄乾燥時に凝集したものなど平担状薄膜の異物が8題
になシ、その数は増加の傾・向にある。
In addition, in recent years, as LSIs have become highly integrated and wiring patterns have become finer, smaller foreign particles have become a problem. In addition, there were eight problems with foreign matter in the flat thin film, including resist residue during reticle manufacturing, chromium or chromium oxide etching residue for pattern formation, and impurities dissolved in the reticle cleaning solution that aggregated during cleaning and drying. However, the number is on the rise.

従来、前記の異物および欠陥の検査装置は、たとえば特
開昭59−65428に記載されているように、レーザ
光を斜方から基板に照射し走査する手段と、このレーザ
光の照射点と焦点面がほぼ一致するように基板の上方に
設けられ、このレーザ光の散乱光を集光する第1のレン
ズと、第1の、レンズのフーリエ変換面に設けられ、基
板パターンからの規則的散乱光を遮光する遮光板と、遮
光板を通して得られる異物からの散乱光を逆フーリエ変
換する第2のレンズと1.第2のレンズの結像点に設け
られ、基板上のレーザ光照射点以外からの散乱光を遮光
するスリットと、スリットを通過した異物からの散乱光
を受光する受光器から構成されたものが提案されている
Conventionally, the above-mentioned foreign matter and defect inspection apparatuses include means for obliquely irradiating and scanning a substrate with a laser beam, and a means for scanning the substrate with an irradiation point and a focal point of the laser beam, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-65428. A first lens is provided above the substrate so that the surfaces thereof almost coincide with each other and collects the scattered light of the laser beam, and a first lens is provided on the Fourier transform surface of the lens to collect the scattered light from the substrate pattern. A light shielding plate that blocks light; a second lens that performs inverse Fourier transform on scattered light from a foreign object obtained through the light shielding plate; 1. The lens consists of a slit that is provided at the imaging point of the second lens and blocks scattered light from other than the laser beam irradiation point on the substrate, and a light receiver that receives the scattered light from the foreign object that has passed through the slit. Proposed.

この提案は、パターンが一般的に視界内で同一方向かあ
るいは2〜3の方向の組合せで構成されていることに着
目し、この方向のパターンによる回折光をフーリエ変換
面に設置した空間フィルタで除去することによシ、異物
からの反射光だけを強調して検出するものである。
This proposal focuses on the fact that patterns generally consist of the same direction or a combination of two or three directions within the field of view, and uses a spatial filter installed on the Fourier transform surface to capture the diffracted light from the patterns in these directions. By removing the foreign matter, only the light reflected from the foreign object is emphasized and detected.

また、従来、たとえば特開昭58−139278に記載
されているように露光装置と同様の照射、検出光学系を
用いて検出したデータと、標準レチクルのデータあるい
は設計上のデータとを比較して欠陥を検出するものが提
案されている。
In addition, conventionally, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-open No. 58-139278, data detected using an irradiation and detection optical system similar to that of an exposure device is compared with standard reticle data or designed data. Defect detection methods have been proposed.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

前記の従来技術のうち、特開昭59−65428におい
ては、異物からの反射光を遮光板によってパターンから
の反射光と分離し、かつ、スリットによシ異物からの反
射光のみを検出することおよび異物を2値化法によシ検
出するので検出機構が簡単であることなどの特徴を有す
るが、その反面、斜上方向からのレーザ光の照明のよう
に本来の露光装置と異なったいわば間接的な照明によっ
て異物を検出しているため、特定の角度のクロムパター
ンからの反射光だけを遮光するので、全てのりU h 
パターンから異物を区別することができない。
Among the above-mentioned conventional techniques, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-65428 discloses that the light reflected from the foreign object is separated from the light reflected from the pattern by a light-shielding plate, and only the light reflected from the foreign object is detected by a slit. It has the feature that the detection mechanism is simple because foreign matter is detected by a binary method. Since foreign objects are detected using indirect lighting, only the reflected light from the chrome pattern at a specific angle is blocked, so all glue U h
Foreign objects cannot be distinguished from the pattern.

また、前記のように間接的な手段によって検出する場合
には、実害にならない異物(以下虚報という)も検出し
てしまうことになる。とくにパターンが微細にな)問題
になる異物の数が増加する・ことは同程度の害は出すも
のの実害までに至らない異物の数も増加することになる
ので1虚報の数が増加し、異物のチェック、分析および
除去といった作業も増加し、作業効率が著しく低下する
問題がある。
Furthermore, when detecting by indirect means as described above, foreign objects that do not cause actual damage (hereinafter referred to as false alarms) may also be detected. The number of foreign objects that pose a problem (especially when the pattern is fine) increases. This also means that the number of foreign objects that cause the same degree of harm but do not cause actual harm increases.1 The number of false alarms increases, and There is a problem that the work of checking, analyzing, and removing the data increases, which significantly reduces work efficiency.

つぎに前記従来技術のうち、特開昭58−139728
号においては、露光装置と同様の光学系を有するので、
前記の従来技術に比較して光学系の構成が簡単になる特
徴を有するが、その反面データを比較する画像信号処理
系が前記の従来技術に比較して複雑で検査に多くの時間
を要する問題がある。
Next, among the above-mentioned conventional techniques, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-139728
In this issue, since it has the same optical system as the exposure device,
Although it has the feature that the configuration of the optical system is simpler than the above-mentioned conventional technology, on the other hand, the image signal processing system that compares data is more complicated than the above-mentioned conventional technology, and inspection requires a lot of time. There is.

本発明の目的は、前記従来技術のそれぞれの問題点を解
決し、実害になる異物のみを任意の角度テ存在するクロ
ムパターンから分離して検出可能とする異物検出方法お
よびその装置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting foreign matter that solves each of the problems of the prior art and makes it possible to separate and detect foreign matter that causes actual damage from a chrome pattern existing at any angle. It is in.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前記の目的は、試料を露光するに当ってその試料の表面
に付着する異物を検査する異物検査方法において、前記
試料に透過照明する手段の空間コヒーレンス度とほぼ同
一に絞り、かつ前記試料を検出器上に結像し検出信号を
処理する結像光学系のフーリエ変換面に配置された遮光
板にて前記試料からの異物による散乱光以外の回折光を
遮光することによって達成され、また試料を露光装置に
よシ露光するに当ってその試料の表面に付着する異物を
検査する異物検査装置において、前記試料を載置する手
段と、前記試料を透過照明する空間コヒーレンス度を調
整可能に形成された透過照明手段と、前記試料を検出器
上に結像し、検出信号を処理する結像光学系と、この結
像光学系の7一リエ変換面に配置され前記試料からの異
物による散乱光以外の回折光を遮断する遮光板とを設け
ることによって達成される。
The above purpose is to provide a foreign matter inspection method for inspecting foreign matter adhering to the surface of a sample when the sample is exposed to light. This is achieved by blocking diffracted light other than light scattered by foreign matter from the sample with a light shielding plate placed on the Fourier transform surface of the imaging optical system that forms an image on the instrument and processes the detection signal. A foreign matter inspection device for inspecting foreign matter adhering to the surface of a sample when exposed to light by an exposure device, the means for placing the sample and the degree of spatial coherence for transmitting illumination of the sample being adjustable. an imaging optical system that images the sample on a detector and processes a detection signal; and an imaging optical system that images the sample on a detector and processes a detection signal; This is achieved by providing a light shielding plate that blocks other diffracted light.

〔作用〕[Effect]

本発明は、結像に寄与する光束が異物および欠陥によっ
て回折、散乱してしまうために異物および欠陥による転
写不良を発生することに着目した。
The present invention focuses on the fact that the light beam contributing to image formation is diffracted and scattered by foreign objects and defects, which causes transfer failures.

一般に縮小投影レンズの入射側(物体側)の開口数(以
下N、A、という)は、レチクル上のパターンを結像す
るのに必要十分な分解能を得る値に設計されている。そ
のため、前記パターンの結像に寄与する光束は、前記縮
小投影レンズの入射側の開口を通過するが、この開口の
外側を通過する光束は、パターンの結像に寄与しない。
Generally, the numerical aperture (hereinafter referred to as N and A) on the entrance side (object side) of a reduction projection lens is designed to a value that provides sufficient resolution to image a pattern on a reticle. Therefore, the light beam that contributes to the image formation of the pattern passes through the aperture on the entrance side of the reduction projection lens, but the light beam that passes outside this aperture does not contribute to the image formation of the pattern.

微細な異物が存在する場合には、この異物によシ散乱回
折された光束が縮小投影レンズの入射側N、 A、よシ
外側を通過し、パターンの結像の障害になる。
If minute foreign matter is present, the light beam scattered and diffracted by the foreign matter passes through the entrance side N, A, and outside of the reduction projection lens, and becomes an obstacle to pattern imaging.

この点については、たとえば久保田広著「波動光学」第
387頁乃至第389頁「空間フィルタを持つ光学系の
レスポンス関数」の記載からさらに理解することができ
る。すなわち、前記の文献には、結像光学系のフーリエ
変換面に円板状の空間フィルタを載置することにより、
この円板状の空間フィルタの直径によシ決められる空間
周波数たとえばレンズの内側を半径d′の円で覆った場
合・この半径d′の大きさによって決定される特定の空
間周波数を有するパターンのみ解像しないと記載されて
いる。したがってこの記載は、パターンと異物との空間
周数数の違い、いいかえれば、パターンと異物との大き
さの違いを利用して異物のみ検出する技術にも適用する
ことができる。
This point can be further understood from, for example, the description in "Response Function of Optical System with Spatial Filter" in "Wave Optics" by Hiroshi Kubota, pages 387 to 389. That is, in the above-mentioned literature, by placing a disk-shaped spatial filter on the Fourier transform surface of the imaging optical system,
Spatial frequency determined by the diameter of this disk-shaped spatial filter For example, if the inside of a lens is covered with a circle with radius d', only a pattern with a specific spatial frequency determined by the size of radius d' It is stated that it cannot be resolved. Therefore, this description can also be applied to a technique that detects only a foreign object by utilizing the difference in the number of spatial cycles between the pattern and the foreign object, or in other words, the difference in size between the pattern and the foreign object.

本発明は前記の原理を利用して露光装置に使用ンズに入
射する光束のうち、縮小投影レンズの入射側N、A、と
同じ領域すなわち回折光を遮光板で遮光し、これによっ
て異物からの散乱光のみ取シ込むものである。
The present invention utilizes the above-mentioned principle to block the same area as the incident side N and A of the reduction projection lens, that is, the diffracted light, out of the light beam incident on the lens used in the exposure apparatus, using a light shielding plate, thereby preventing foreign matter from entering the lens. It captures only scattered light.

したがって、本発明においては、異物および欠陥によシ
散乱、回折して露光装置の縮小投影レンズの入射側の開
口の外側で対物レンズの開口内を通過する光束のみを選
択して検出することができるので、実害になる異物のみ
をパターンから区別して検出することができる。
Therefore, in the present invention, it is possible to select and detect only the light beam that is scattered and diffracted by foreign objects and defects and passes through the aperture of the objective lens outside the aperture on the entrance side of the reduction projection lens of the exposure device. Therefore, it is possible to detect only foreign substances that cause actual damage by distinguishing them from patterns.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例である第1図乃至第4図につい
て説明する。
Hereinafter, FIGS. 1 to 4, which are one embodiment of the present invention, will be described.

第1図に示すように本発明による異物検査装置は、°試
料台部1と、透過照明部2と、落射照明部いる。
As shown in FIG. 1, the foreign matter inspection apparatus according to the present invention includes a sample stage section 1, a transmitted illumination section 2, and an epi-illumination section.

前記試料台部」は、ペリクル7を有するレチクル6を固
定手段8により固定し2方向に走査する2ステージ9と
、この2ステージ9を介して前記レチクル6をX方向に
走査するXステージ10と、このXステージ10および
2ステージ9を介してしチクル6をY方向に走査するY
ステージ11と、前記各ステージ9.10,11を駆動
させるステージ駆動系12と、前記レチクル6の2方向
位置を検出する焦点位置検出系13と、この焦点位置検
出系13からの指令によシ前記ステージ駆動系12を駆
動させる処理系14とを有し、前記レチクル6を検査中
宮に必要最小限の精度で焦点合せ可能に構成されている
The "sample stage part" includes two stages 9 that fix the reticle 6 having the pellicle 7 by a fixing means 8 and scan it in two directions, and an X stage 10 that scans the reticle 6 in the X direction via these two stages 9. , which scans the particle 6 in the Y direction via the X stage 10 and the second stage 9.
A stage 11, a stage drive system 12 that drives each of the stages 9, 10, and 11, a focus position detection system 13 that detects the position of the reticle 6 in two directions, and a command from the focus position detection system 13. It has a processing system 14 that drives the stage drive system 12, and is configured to be able to focus the reticle 6 on the inspection center with the minimum necessary accuracy.

前記Xステージ10は、約0.1秒の等加速時間と、0
、1秒の等速運動と、0.1秒の等減速時間を%周期で
最高速度約1mm/秒、振幅200mmの周期運動をす
るように形成されている。
The X stage 10 has a constant acceleration time of about 0.1 seconds and a constant acceleration time of about 0.1 seconds.
, is formed to perform periodic motion with a maximum speed of about 1 mm/sec and an amplitude of 200 mm in a % period of uniform motion of 1 second and constant deceleration time of 0.1 seconds.

前記Yステージ11は、前記Xステージ10の等加速時
間と等減速時間に同期して0.15+++mづつステッ
プ状に前記レチクル6をY方向に移送するように形成さ
れ、1回の検査時間中に670回移送すると約130秒
で100mm移送することが可能であるから、100m
m四方の領域を約130秒で走査することができる。
The Y stage 11 is formed to move the reticle 6 in the Y direction in steps of 0.15 +++ m in synchronization with the uniform acceleration time and uniform deceleration time of the X stage 10, and is If it is transferred 670 times, it is possible to transfer 100mm in about 130 seconds, so 100m
An area of m square can be scanned in about 130 seconds.

なお、本実施例ではX、Yステージ10.11を実施し
ているが、これに限定されるものでなく、たとえば回転
方向とX方向とを走査するXθステージを用いることも
可能であシ、かつ走査速度も前記は一例を示したもので
あって必要に応じて任意に設定すればよいことは云うま
でもないところである。
Although this embodiment uses X and Y stages 10 and 11, the present invention is not limited to this; for example, it is also possible to use an Xθ stage that scans in the rotational direction and the X direction. Furthermore, the scanning speed described above is merely an example, and it goes without saying that it may be set arbitrarily as necessary.

また、前記焦点位置検出系13はエアーマイクロメータ
を用いるものでも、レーザ干渉法で位置を検出するもの
でも、あるいは縞パターンを投影し、そのコントラスト
を検出するものでもよい。
Further, the focal position detection system 13 may be one that uses an air micrometer, one that detects the position by laser interferometry, or one that projects a striped pattern and detects its contrast.

前記透過照明部名は水銀ランプ21よシ射出した光束か
ら色分解フィルタ乙によシ露光装置(図示せず)で使用
されるg線(波長436 tnrrt )あるいはi線
(波長365211m)を選択し、集光レンズ乙によシ
拡散板冴上に集光したとき、この拡散板Uによシ拡散さ
れた光を円形の絞シ5によシ限定された部分よシ射出し
、コリメータレンズあに入って前記レチクル6に照射す
るように形成されている。
The name of the transmitted illumination unit is to select the G-line (wavelength 436 tnrrt) or i-line (wavelength 365211 m) used in the exposure device (not shown) from the light beam emitted from the mercury lamp 21 to the color separation filter B. When the condensing lens B focuses the light onto the diffuser plate U, the light diffused by the diffuser plate U is emitted from a limited area by the circular diaphragm 5, and the collimator lens The reticle 6 is irradiated with the light by entering the reticle.

なお前記絞シ5は前記コリメータレンズ部の略焦点位置
に設置され、前記コリメータレンズ%および前記検出部
迭の対物レンズ41上方の鎖線にて示す焦点位置46に
結像されるように形成されている。
The diaphragm 5 is installed at approximately the focal point position of the collimator lens section, and is formed so that the image is formed at a focal point position 46 shown by a chain line above the collimator lens % and the objective lens 41 of the detection section. There is.

また、本発明の前記目的を達成するためには、照明光の
波長を露光装置に使用される照明光の波長と同一にする
のみでなく、前記レチクルb上の1点15に入射する光
束の角度θを同一にする必要がある。ここではsinθ
を「空間コヒーレンス度」と足輪する。
In order to achieve the above object of the present invention, it is necessary not only to make the wavelength of the illumination light the same as that of the illumination light used in the exposure apparatus, but also to It is necessary to make the angle θ the same. Here sinθ
is referred to as the "degree of spatial coherence."

さらに前記露光装置の照明では、前記レチクル1上の全
範囲を均一に照明する必要があるため、前記拡散板列の
代シにロッド状のレンズを集合した積分器(以下インデ
クレータという)と呼ばれる光学素子を用いている。こ
のインデクレータの機能は基本的には前記拡散板列と同
一であシ、本発明が適用する検査範囲は前記レチクル6
の数百ミクロンから1.2 mWまでであるので、前記
拡散板列で十分である。
Furthermore, in the illumination of the exposure device, since it is necessary to uniformly illuminate the entire range on the reticle 1, an integrator (hereinafter referred to as an indicator), which is a collection of rod-shaped lenses in place of the diffuser plate array, is used. It uses optical elements. The function of this indexer is basically the same as that of the diffuser plate array, and the inspection range to which the present invention is applied is the reticle 6.
Since the power is from several hundred microns to 1.2 mW, the above-mentioned array of diffusers is sufficient.

また前記レチクル6上に入射する光束の入射角θは前記
インデクレータの大きさすなわち拡散板列の後方に設置
した前記絞シ5の径によって決定されるので、前記レチ
クル1を使用する露光装置に使用される照明と同一の空
間コヒーレンス度になるように前記絞シ5の開口を設定
している。
Furthermore, since the incident angle θ of the light beam incident on the reticle 6 is determined by the size of the indexer, that is, the diameter of the aperture 5 installed behind the diffuser plate array, the exposure apparatus using the reticle 1 The aperture of the aperture 5 is set to have the same degree of spatial coherence as the illumination used.

さらに露光装置では、前記インデクレータの位置を必ず
しも前記コリメータレンズがの焦点位置に設置していな
いので、前記絞シ14の位置を必ずしもコリメータレン
ズあの焦点位置に設置する必要はない。
Furthermore, in the exposure apparatus, since the position of the indexer is not necessarily installed at the focal position of the collimator lens, the position of the aperture 14 is not necessarily installed at the focal position of the collimator lens.

しかしながら、前記レチクル6上の光の照射範囲内任意
の位置で光束の入射角度θを一定にするためには、前記
絞シ5が前記コリメータレンズ部の焦点位置に設置する
方が望ましい。これは測定範囲内の光束の照明条件を同
一にして異物の検出条件を同一にすることができる効果
がある。
However, in order to make the incident angle θ of the light beam constant at any position within the irradiation range of the light on the reticle 6, it is preferable that the diaphragm 5 be installed at the focal position of the collimator lens section. This has the effect that the illumination conditions for the light beam within the measurement range can be made the same and the conditions for detecting foreign objects can be made the same.

前記落射照明部jは、水銀ランプ31から射出し色分解
フィルタ32と、集光レンズ33と拡散板あと絞#)3
5とを通過した光をリレーレンズ36を通過し、前記検
出部4のハーフミラ−42と対物レンズ41とを介して
前記レチクル6に照射するように形成されている。
The epi-illumination section j includes a color separation filter 32 emitted from a mercury lamp 31, a condensing lens 33, and a diffuser plate rear aperture #) 3.
5 passes through a relay lens 36 and is irradiated onto the reticle 6 via the half mirror 42 of the detection section 4 and the objective lens 41.

なお、前記対物レンズ41は前記透過照明部lのコリメ
ータレンズがと同一機能を有している。
Note that the objective lens 41 has the same function as the collimator lens of the transmitted illumination section l.

また前記リレーレンズ圀は、前記対物レンズ41の上方
の焦点位置46にみかけ上の絞シを作成するために設置
されている。具体的には、前記絞シアの実像を前記焦点
位置46に結像している。
Further, the relay lens field is installed to create an apparent aperture at a focal point 46 above the objective lens 41. Specifically, a real image of the aperture shear is formed at the focal point position 46.

さらに前記落射照明部3においても、前記透過照明部2
と同様に照射光の波長と前記レチクル6上の任意の1点
15に入射する光束の角度θ、を露光装置に使用される
照明光のそれと同一になるように前記絞シアの開口を決
定している。
Furthermore, in the epi-illumination unit 3, the transmitted-illumination unit 2
Similarly, the aperture of the aperture shear is determined so that the wavelength of the irradiation light and the angle θ of the light beam incident on any one point 15 on the reticle 6 are the same as those of the illumination light used in the exposure device. ing.

また前記落射照明部yは前記レチクル6上のクロムパタ
ーン上の異物を検出するために設置されているので、前
記クロムパターン上の異物を検出する必要がない場合に
は不要である。
Further, since the epi-illumination unit y is installed to detect foreign matter on the chrome pattern on the reticle 6, it is unnecessary if there is no need to detect foreign matter on the chrome pattern.

さらに前記落射照明部lを前記透過照明部名と同時に使
用する場合には、パターンのエツジからの信号が大きく
なるという問題を有するので、これが問題になるときに
は別々に使用する必要がある。
Furthermore, if the epi-illumination section l is used at the same time as the transmitted-illumination section, there is a problem that the signal from the edge of the pattern becomes large, so if this becomes a problem, it is necessary to use them separately.

前記照射光の波長は必ずしもglmおよびi線にする必
要はなく、gIsおよびiIsを含んだ他の広帯域の光
であってもよい。その理由は、異物とパターンとでは、
全ての波長の光で回折状況が異なるため、広帯域の光で
あっても異物をパターンと区別して検出できるからであ
る。
The wavelength of the irradiation light does not necessarily have to be GLM and i-line, but may be other broadband light including gIs and iIs. The reason is that foreign objects and patterns
This is because the diffraction situation is different for light of all wavelengths, so foreign matter can be detected while distinguishing it from patterns even with broadband light.

前記検出部4は対物レンズ41と、ハーフミラ−42と
フィールドレンズ43と遮光板材と結像45とを有し、
前記レチクル6上の検査点15を前記対物レンズ41お
よび結像レンズ45によ)検査器51に結像するように
形成されている。また前記検出部4には、前記対物レン
ズ41の結像位置付近に視域レンズ(以下フィールドレ
ンズという)43を有する。
The detection unit 4 includes an objective lens 41, a half mirror 42, a field lens 43, a light-shielding plate material, and an image formation 45,
The inspection point 15 on the reticle 6 is formed so as to be imaged onto the inspection device 51 (by the objective lens 41 and the imaging lens 45). Further, the detection unit 4 includes a viewing zone lens (hereinafter referred to as a field lens) 43 near the image forming position of the objective lens 41.

このフィールドレンズ43は前記対物レンズ41の上側
の焦点位置46を前記円形状の遮光板材上に結像する。
This field lens 43 forms an image of the upper focal point 46 of the objective lens 41 on the circular light-shielding plate material.

すなわち、前記透過照明部2の絞シδは前記コリメータ
レンズあおよび対物レンズ41を通過し、前記レチクル
6上で反射して再び前記対物レンズ41を通シ前記フィ
ールドレンズ46を通って前記遮光板封上に結像する。
That is, the aperture δ of the transmitted illumination unit 2 passes through the collimator lens and the objective lens 41, is reflected on the reticle 6, passes through the objective lens 41 again, passes through the field lens 46, and is directed to the light shielding plate. An image is formed on the seal.

このとき、前記遮光板材の位置は、光源の位置すなわち
絞シ部の位置について前記レチクル6の位置の7−リエ
変換の位置になっている。
At this time, the position of the light-shielding plate material is a 7-Lie transformation position of the position of the reticle 6 with respect to the position of the light source, that is, the position of the aperture section.

ここで、一般に露光装置の縮小投影レンズの前記レチク
ル6側のN、A、は露光装置の照明系の空間コヒーレン
ス度よりも(前記透過照明部2のもつ空間コヒーレンス
度と同等)よりも1割乃至4割程度で大きく設定され、
その多くは約1割程度である。
Here, in general, N and A of the reduction projection lens of the exposure device on the reticle 6 side are 10% higher than the degree of spatial coherence of the illumination system of the exposure device (equivalent to the degree of spatial coherence of the transmitted illumination section 2). It is set large at around 40%,
Most of them are around 10%.

また前記対物レンズ41は前記縮小投影レンズの入射側
開口の外側を通る光束を開口内に通過させる必要がある
ため、そのN、A、を前記縮小投影レンズのN、 A、
よりも大きくシ、前記縮小投影レンズのN、A、内に入
射する光束を断光するため、前記遮光板材を設けている
Further, since the objective lens 41 needs to allow the light beam passing outside the entrance side aperture of the reduction projection lens to pass through the aperture, its N, A is replaced by the N, A, of the reduction projection lens.
The light-shielding plate material is provided to cut off the light beams incident on the reduction projection lens N and A.

したがって、本発明の目的を達成するためには、前記遮
光板材の直径diはつぎの式(1)によシ算式するのが
望ましい。すなわち、 N、A。
Therefore, in order to achieve the object of the present invention, it is desirable that the diameter di of the light shielding plate material be calculated using the following equation (1). That is, N, A.

dm=d8−α 5111θB ” (1+6) ・−
・−(1)が望ましい。ここでdsは絞りδの直径、α
は絞シ5と遮光板材の結像系の倍率、N、 A、は縮小
投影レンズのレチクル6側の値sinθ8は露光装置の
空間コヒーレンス度である。
dm=d8−α 5111θB ” (1+6) ・−
-(1) is desirable. Here, ds is the diameter of the aperture δ, α
is the magnification of the imaging system of the diaphragm 5 and the light-shielding plate material, N, A is the value of the reduction projection lens on the reticle 6 side, sin θ8 is the degree of spatial coherence of the exposure device.

この場合θ=θSとすると異物の検出条件を同一にする
ことができることは既に述べたとおシである。またδは
余裕分で数%でよいことは実験によシ確認している。
As already mentioned, in this case, if θ=θS, the foreign object detection conditions can be made the same. Furthermore, it has been confirmed through experiments that δ can be a margin of several percent.

なお、前記レチクル6上のすべての検査領域を同時に検
査した場合には、前記対物レンズ41の形状が大形化し
、実際上製作困難になる。そこで本発明は、前記レチク
ル6上の検査領域を限定し、レチクル6を前記試料台部
1によ多走査して全ての検査領域を検査可能にしている
ので、通常使用されている縮小投影レンズよりもN、A
、の大きい対物レンズ41を使用することができる。
Note that if all the inspection areas on the reticle 6 are inspected at the same time, the shape of the objective lens 41 becomes large, making it practically difficult to manufacture. Therefore, in the present invention, the inspection area on the reticle 6 is limited and the reticle 6 is scanned multiple times on the sample stage 1 so that all the inspection areas can be inspected. than N, A
, a large objective lens 41 can be used.

また、前記遮光板材は、実害になる異物に限らず異物を
検出するためには、必ずしも露光装置に使用される縮小
投影レンズの入射側のN、A、に合せる必要はなく、前
記透過照明部gおよび落射照明部Aの空間コヒーレンス
度に合せれば良い。すなの照FiA半の2次回折光を遮
光すれば良く、またこの大きなよりも大きくても良い。
In addition, in order to detect not only foreign substances that cause actual damage but also foreign substances, the light shielding plate material does not necessarily have to be aligned with N and A on the incident side of the reduction projection lens used in the exposure apparatus, g and the degree of spatial coherence of the epi-illumination section A. It is only necessary to block the second-order diffracted light of the half-light FiA, and it may be larger than this.

具体的には前記式(1)における」°=1とおき、δを
数%よシ大き5Lllθ な任意の値にすれば良い。
Specifically, ``°=1'' in the above formula (1) may be set, and δ may be set to an arbitrary value of 5Lllθ which is larger than several percent.

さらに、前ml照明光の空間コヒーレンス度は必ずしも
露光装置のコヒーレンス度社合せる必要がなく、前記遮
光板材によ、6o次回折光を遮光できるようにすなわち
、前記−A (1)を満足する範囲内で前゛記絞シ5、
友と前記遮光板44の大きざを決4定すればよい。  
        −゛ また前記落射照明部1を′設置しない場合にば、前記ハ
ーフミラ42、フィー ル′ドレンズ43および結像レ
ンズ45も省略し、“遮光板材を焦点位置46にかつ検
出器51をフイニルドレンズ43が設置されていた位置
にそれぞに設置しても本発明め効果を得ることが可能で
ある。′この場合、きわめ“て商単な構成゛の光学系を
得るどとがt′き′る。
Furthermore, the degree of spatial coherence of the previous ml illumination light does not necessarily have to match the degree of coherence of the exposure apparatus, but must be within the range that satisfies -A (1) above so that the 6o-th order diffracted light can be blocked by the light shielding plate material. In the previous paragraph 5,
The size of the light shielding plate 44 may be determined together with a friend.
- If the epi-illumination unit 1 is not installed, the half mirror 42, field lens 43 and imaging lens 45 are also omitted, and the light shielding plate is placed at the focal position 46 and the detector 51 is placed at the finild lens 43. It is possible to obtain the effects of the present invention even if the optical system is installed in the same position as previously installed.In this case, it is possible to obtain an optical system with an extremely simple configuration. .

前記信−舎処理部5は検出器51と、2値化処理回路5
2と、マイクロフンピユータ&とCRT54とを有して
いる。、 前記検出851はたとえば電荷移動形の一次元固体撮像
素子など叫で形成され、Xステージ10を走査しながや
該検出器51にて信号を検出する。すなわち、もし、レ
チクル6上に異物が存在している場合には、レベルおよ
び光強度が大きくなるので、該検出器51の出力は大き
くなるように形成されている。
The Shinsha processing section 5 includes a detector 51 and a binarization processing circuit 5.
2, a microcomputer &, and a CRT54. The detection 851 is formed by, for example, a charge transfer type one-dimensional solid-state image pickup device, and the detector 51 detects a signal while the X stage 10 is scanned. That is, if a foreign object is present on the reticle 6, the level and light intensity will increase, so the output of the detector 51 is designed to increase.

なお1.前記検出器51は、前記のように一次元固体撮
像素子に限定されるものでなく、2次元のものあるいは
単素子、のものでも使用可能である。
Note 1. The detector 51 is not limited to the one-dimensional solid-state imaging device as described above, but may also be a two-dimensional one or a single element.

前記2値化処理回路52は2値化のしきい値をあらかじ
め設定して異物の有無を判定するように形成されている
。、 前記マイクロコンピュータ53はあら力でじめ評価関数
すな・わち、異物によシ転写不良という実害になるか否
かは、この異物による散乱光の強庶と異物の大きさとの
関弊であるので、実害になる異物の関数をあらかじめ評
価し、この評価関数に、よシ界害となる蝉竺の4套の有
無を判定し、その結果を7前記CB’l’54に出力す
るように形成されてし)る。
The binarization processing circuit 52 is configured to determine the presence or absence of foreign matter by setting a threshold value for binarization in advance. The microcomputer 53 has a fault evaluation function.In other words, whether a foreign object causes actual damage such as transfer failure depends on the intensity of the scattered light caused by the foreign object and the size of the foreign object. Therefore, the function of foreign substances that cause actual damage is evaluated in advance, and the presence or absence of the four mantles of cicadas that are harmful to the environment is determined based on this evaluation function, and the result is output to CB'l' 54 mentioned above. It is formed like this.

1本発明による暴物検李装置嚇前記のように構成されて
いるから、つぎに仲査方法について第2図乃至第94図
によ)説明する。、6 第2図に示すように、ガラ不基板16上にバタ、−ン1
7と、2個の春物18a、18bと欠陥19とが存在す
る場合について述べると、一方の小さい異物18aは微
小であるため、パターン17のエツジ17&に比較して
光をよシ散乱あるいは回折する。す、なわち遮光板44
によシ遮光さ、れる範囲θよシ外側に散乱する光束56
がパターン17のエッジ17&光束団よりも多くなる。
1. Violence Inspection Apparatus According to the Present Invention Since the device is constructed as described above, the interrogation method will be explained next (see FIGS. 2 to 94). , 6 As shown in FIG.
7, two spring objects 18a and 18b, and a defect 19 are present.Since one of the small foreign objects 18a is minute, it scatters or diffracts light more than the edges 17& of the pattern 17. . That is, the light shielding plate 44
The light beam 56 is scattered outside the range θ that is shielded by light.
is larger than the edge 17 of the pattern 17 & the light flux group.

        。      .

また他方の大きい異物18 bあやいはパターン17の
欠陥19もその周囲の空間周波数が高いため1、遮光板
材によシ遮光される範囲θよシ外側に散乱する光束、5
7..58がメタ5−ン17. aのエツジ17’ a
の・光束55よりも多くなる。           
  、した力5って、検出器51の出力は第3図に示す
・よ・うに前記各光束55 、55 ’+ 57.、.
58による出力ピーク59.60.61 、62を発生
する。
Also, the other large foreign object 18b is due to the fact that the defect 19 of the pattern 17 has a high spatial frequency around it.
7. .. 58 is meta 5-17. Edge 17' a of a
・The luminous flux becomes larger than 55.
, the output of the detector 51 is as shown in FIG. ,.
58 generates output peaks 59, 60, 61, 62.

i方、12値化処理化回路52で第3図に示すようにし
きい値田を設定すると、このしきい値田以上の出力とし
て前記3個の出力ビークロ0 、61 、62が突出す
るので、これによシ2個の異物18a、18bおよびパ
ターイ17の欠陥19のみを検出することができる。
On the other hand, when the threshold value is set as shown in FIG. 3 in the 12-value processing circuit 52, the three output vehicles 0, 61, and 62 stand out as outputs above this threshold value. As a result, only the two foreign objects 18a and 18b and the defect 19 on the pattern 17 can be detected.

このときのX1Yステージ10,11の座標と、前記出
力ビークロ0 、61のレベルを前記マイクロコンピュ
ータ犯が管理するメモリに記憶するとともに、この記憶
内容を処理して前記CRT54に出力する。
At this time, the coordinates of the X1Y stages 10 and 11 and the levels of the output vehicles 0 and 61 are stored in a memory managed by the microcomputer criminal, and the stored contents are processed and output to the CRT 54.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、露光装置の照明と光学的に等価な照明
を使用し、異物および欠陥によシ散乱、回折し、露光装
置の縮小投影レンズに入射しなくなった光を選択的に検
出できるので、実害になる異物だけをバタ、−ンから区
別して検出することかで・きる。
According to the present invention, it is possible to selectively detect light that is scattered and diffracted by foreign objects and defects and no longer enters the reduction projection lens of the exposure device by using illumination that is optically equivalent to the illumination of the exposure device. Therefore, it is possible to detect only the foreign substances that cause actual damage, distinguishing them from the particles.

またレチクル上の検査領域を限定し、レチクルを走査し
て全ての検査領域を、検査可能にしたので、通常使用さ
れている縮小投影レンズよりもN、A、の大きい対物レ
ンズを使用することができる。
In addition, since the inspection area on the reticle is limited and the entire inspection area can be inspected by scanning the reticle, it is possible to use an objective lens with larger N and A than the normally used reduction projection lens. can.

さらに照明系の構成を簡単にすることができるとともに
2値化処理回路を用いているので検出系の構成を簡単に
することができ乙。
Furthermore, the configuration of the illumination system can be simplified, and since a binarization processing circuit is used, the configuration of the detection system can be simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例である異物検査装置のプルツ
ク図、第2図は試料上の異物およびパターンの欠陥の散
乱、回折状態を示す説明図、第3図は第2図に示す試料
上の異物およびパターンの欠陥による検出器からの出力
曲線図、第4図は第3図に示す出力信号を2値化した図
である。
Fig. 1 is a pull diagram of a foreign matter inspection device which is an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the scattering and diffraction states of foreign substances and pattern defects on a sample, and Fig. 3 is shown in Fig. 2. FIG. 4 is a diagram of the output curve from the detector due to foreign matter on the sample and pattern defects, and is a diagram obtained by converting the output signal shown in FIG. 3 into a binary value.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、試料を露光するに当つて前記試料の表面に付着する
異物を検査する異物検査方法において、前記試料を透過
照明する手段の空間コヒーレンス度を前記露光時に使用
される透過照明手段の空間コヒーレンス度とほぼ同一に
絞り、かつ前記試料を検出器上に結像し検出信号を処理
する検出手段のフーリエ変換面に配置された遮光板にて
前記露光時に使用される縮小投影レンズの開口内を通過
する光速を遮光することを特徴とする異物検査方法。 2、前記検出手段は、検出信号を2値化処理することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の異物検査方法。 3、前記検出手段は、前記縮小投影レンズの開口度より
も大きい開口度を有する対物レンズを有し、前記異物に
よる散乱光のうち、前記縮小投影レンズの開口に入らな
い光束を通過させることを特徴とする特許請求の範囲第
1項もしくは第2項記載の異物検査方法。 4、試料を露光するに当つて前記試料の表面に付着する
異物を検査する異物検査装置において、前記試料を走査
可能に載置する手段と、前記試料を透過照明する空間コ
ヒーレンス度を調整可能に形成された透過照明手段と、
前記試料を検出器上に結像し、検出信号を処理する検出
手段と、この検出手段のフーリエ変換面に配置され、前
記露光時に使用される縮小投影レンズの開口内を通る光
束を遮光する遮光板とを設けたことを特徴とする異物検
査装置。 5、前記検出手段は、前記検出器からの検出信号を2値
化処理するように構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第4項記載の異物検査装置。 6、前記検出手段は、前記縮小投影レンズの開口度より
も大きい開口度を有し、前記異物による散乱光のうち、
前記縮小投影レンズの開口に入らない光束を開口内に通
過させる対物レンズを設けたことを特徴とする特許請求
の範囲第5項記載の異物検査装置。
[Scope of Claims] 1. In a foreign matter inspection method for inspecting foreign matter adhering to the surface of a sample during exposure of the sample, the degree of spatial coherence of the means for transmitting illumination of the sample is determined by adjusting the degree of spatial coherence of the means used for transmitting illumination of the sample. A reduction projection used during the exposure with a light shielding plate disposed on the Fourier transform plane of the detection means which is focused to approximately the same degree of spatial coherence as the illumination means and which images the sample on the detector and processes the detection signal. A foreign object inspection method characterized by blocking the speed of light passing through the aperture of a lens. 2. The foreign substance inspection method according to claim 1, wherein the detection means binarizes the detection signal. 3. The detection means has an objective lens having an aperture larger than the aperture of the reduction projection lens, and allows a light beam that does not enter the aperture of the reduction projection lens to pass among the light scattered by the foreign object. A method for inspecting foreign substances according to claim 1 or 2, characterized in that: 4. In a foreign substance inspection device that inspects foreign substances adhering to the surface of a sample when exposing the sample, a means for placing the sample in a scannable manner and a degree of spatial coherence for transmitting illumination of the sample can be adjusted. a transmitted illumination means formed;
a detection means for forming an image of the sample on a detector and processing a detection signal; and a light shielding device disposed on the Fourier transform surface of the detection means for blocking a light flux passing through the aperture of a reduction projection lens used during the exposure. A foreign matter inspection device characterized by being provided with a plate. 5. The foreign object inspection apparatus according to claim 4, wherein the detection means is configured to binarize the detection signal from the detector. 6. The detection means has an aperture larger than the aperture of the reduction projection lens, and the detection means has an aperture larger than the aperture of the reduction projection lens, and among the light scattered by the foreign matter,
6. The foreign matter inspection apparatus according to claim 5, further comprising an objective lens that allows a light beam that does not enter the aperture of the reduction projection lens to pass through the aperture.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0498149A (en) * 1990-08-15 1992-03-30 Nec Corp Defect inspection device

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