JPH01453A - 異物検出装置 - 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】 〔発明の対象分野〕 本発明は、枠にペリクルを形成した異物付着防止手段を
基板に装着した状態で基板上に存在する微小異物を検出
する異物検出装置に関するものである。

〔従来技術〕

従来の異物検査装置は第１図に示すように構成されてい
た。即ち、ウェハ１上に存在する異物２に対して２方向
斜め」―方よりＳ偏光レーザ発振器３．４より出射され
たＳ偏光レーザ光５゜６が照射され、異物２からはｓ　
＋　Ｐ偏光レーザ光７が反射される。このＳ＋Ｐ偏光レ
ーザ光７を対物レンズ８で集光した後、Ｓ偏光カットフ
ィルタ９でＳ偏光レーザのみを遮断し、Ｐ偏光レーザ光
１０のみを視野限定用の絞り１１を介して光電変換素子
１２により検出する。回路パターン段差からはＳ偏光レ
ーザ光のみが反射される。従って、上記光電変換索子１
２の出力により異物の存在を知ることが出来る。

しかしながら、この従来の異物検査装置は。

あくまでもウェハ上に存在する異物を検出しようとする
ものである。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記従来技術に鑑みて、枠にペリクルを
形成した異物付着防止手段をＪ８板に装着した状態で、
回路パターンを有する基板全表面に亘って枠の影響を受
けることなく、基板表面に存在する微小異物を正確に検
出し、基板に付着した異物に基づく不良露光をなくし、
半導体生産の大きな歩留まり向上に寄午できるようにし
た異物検出装置を堤供するにある。

〔発明の概要〕

即ち本発明は、上記目的を達成するために、光源と、該
光源からの光を、枠にペリクルを形成した異物付着防止
手段を装着した基板表面上に上記ペリクルを通して相対
向して傾斜させて集光照明する対なる照明光学系と、該
照明光学系で照射される方向に対して基板面においてほ
ぼ９０度なる方向から相対向して上記基板上に存在する
異物からの反射光を上記ペリクルを通して検出する対な
る検出光学系と、該各光学系から得られる光を受光して
信号に変換する光電変換手段とを備え、上記基板表面を
少なくとも４分割することによって上記光電変換手段か
ら得られる信号に基いて基板表面全面に亘って基板表面
に付着した異物を検出するように形成したことを特徴と
する異物検出装置である。

縮小投影式自動マスクアライナ等の露光装置において、
レチクルやフォトマスク等に形成された回路パターンを
、半導体ウェハ上にステツリ プアンドヤピートして転写する際、レチクルパターンや
フォトマスク等に異物が存在するとその像（影）が回路
パターンと一緒にウェハ上に転写され、出来上がったウ
ェハ上の単一露光部（チップ）全てが不良となることが
ある。そこで異物付着防止手段策として金属等で形成さ
れた枠にニトロセルローズ等のペリクルを貼り付けた異
物付着防止手段と称するものを、レチクルやホトマスク
等の基板を洗浄した後装着した。

ところで本発明の特徴はこのペリクルを基板に装着した
後、この枠、ペリクル等に影響を受けることなく、基板
表面全面に亘って基板表面上の微小異物を高信頼度で検
出できるようにしたことにある。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図に示す実施例にもとづいて具体的に説明
する。第２図は本発明に係るペリクル体をフォトマスク
やレチクル等の基板に装着した場合の基板上の異物を検
出する装置の一実施例を示す図である。即ちレーザ発振
器２７から出たレーザ光３０は偏光素子２９によっであ
る特定方向の直線偏光波（水平波）となり、回転または
揺動するモータ３４に連結されたガルバノミラ−２８で
全反射し、レンズ３１を経てミラー３２に達する。その
後ミラー３５ａ。

３６ａあるいは３５ｂ、３６ｂを経て基板２１の表面上
に斜方向より傾斜角αで入射する。ガルバノミラ−２８
は回転速度を一定に振動し、レンズ３１はガルバノミラ
−２８の回転角に比例して基板２１の表面上のレーザス
ポラ１−８０を直線的に走査することができるｆ・０レ
ンズである。

２４からの反射光２５を検出するため、レーザ光３０ａ
、３０ｂと直角にしかも基板２１の水平面に対し傾斜角
βの斜上方にＳ偏光シャットフィルタ等の検出子４１ａ
、４１ｂ、集光レンズ４０ａ、４０ｂ、スリット状遮光
装置３９ａ。

３９ｂ、光電変換素子３８ａ、３８ｂから成る検出装置
３７ａ、３７ｂをレチクルの基板２１ｙ方向中心の対称
位置にそれぞれ設置しである。

検光子４１ａ、４１ｂは異物２４からの反射光２５の特
定方向の直線偏光波を抽出するものである。抽出された
検光子通過光は集光レンズ４０ａ、４０ｂによりスリッ
ト状遮光装置３９ａ。

３９ｂを経て光電変換素子３８ａ、３８ｂ上に達する。

高感度を有する光電子倍増管等の光電変換素子３８ａ、
３８ｂは受光強度に比例した電気信号を発生する。

第２図で１対の照明装置３５ａ、３６ａ、及び３５ｂ、
３６ｂと検出装置３７ａ、３７ｂを設けたのは以下の理
由による。

第５図、第６図は、レーザ光３ｏの照射方向と異物２４
の反射光２５の検出方向を示す図である。ペリクルの枠
２２でレーザ光３０ａ、３ｏｂや異物２４の反射光２５
が遮断されるのを防止する手段として第５図の如く基板
２１を半分に分けて、常に検査領域の反対側からレーザ
光３０ａ、３０ｂを照射し、同時に異物２４の反射光２
５も異物２４の存在領域の反対側より検出するようにし
である。すなわち、第６図の如く基板２１の検査領域を
４個に分割して示すならば、レーザ光３０ａは領域Ａと
Ｃを検査する場合に照射し、レーザ光３０ｂは領域Ｂ、
Ｄを検査する場合に照射する。この場合レーザ光３０ａ
、３０ｂの切換えはミラー３２（第２図）をモータ３３
で９０度回転させることにより行う。検出装置３７ａは
レーザスポット８０が基板２１の面上のＡないしＢの領
域にある時作動させ、検出装置３７ｂはレーザスポット
８０が基板２１の面上のＣないしＤの領域に存在する時
に作動させる。即ち、ガルバノミラ−２８の回転角に同
期して光′重子倍増管等の光電変換素子３８　ａまたは
３８ｂの検出信号を゛Ｉｔ気回路によって導通、非導通
（オン・オフ）させることになる。また、基板２１の中
心寄りに異物２４が存在する場合と端に異物２４が存在
する場合とでは、５′４物からの反射光２５の検出感度
が変化するため本装置では異物検出のための電気を的す
閾値（スライスレベル）を基板２１而Ｊ−ル−ザスポッ
ト８０の位置に同期して変化するようにしである。

第７図に検出回路の概略を示す。光電変換宏−ｆ−３８
ａまたは３８ｂのアナログ信号は電圧増幅器４２ａ、４
２ｂを経てマルチプレクサ／１；３に人力する。マルチ
プレクサ４３は、ガルバノミラ−Ｆ、Ｊ４　！ｔｊ＋　
”装置４４から出る回転角に比例した第８図（ａ）に示
す駆動信号５０に同期して、第８図（）〕）に示すゲー
ト・信号５１を形成し、光電変換素子３８ａ、または３
８ｂのいずれかの信号のみを通す。第８図（ｄ）に示す
アナログ（？ｊ号５２は、閾値回路（コンパレータ）４
７により、ガルバノミラ−駆動装置４４から出る電気信
号と同期して電圧を可変する閾値発生回路４６で発生す
る第８図（ｃ）に示す可変閾値信号５３と比較され、第
８図（ｅ）に示す信号５４が得られる。この場合、検出
信号５２が閾値５３を越えた場合にＡ／Ｄ変換器４９に
より検出信号５２のピーク値を、ガルバノミラ−駆動装
置４４から得られるｙ座標電気信号５０とテーブル駆動
装置４５のＸ座標検出センサから得られるＸ座標ｆｆｌ
気イ３号とに基いて定まる基板２１上の（ｘ、ｙ）座標
位置に対応させて記憶装置４８に記憶するので、異物の
（ｘ、ｙ）存在位置が把握でき、顕微鏡等によって異物
検出後に異物の寸法・形状のａｍが可能である。

以上述べた説明は基板２１の一ヒ表面異物検出装置８５
によるものであるが、基板２１の下表面の異物を検出す
る際には、第９図の如く基板２１の下表面異物検出装置
９０を基板２１の下面に更に１組設置することにより可
能である。

この場合、装置の構成および電気回路の構成は全く同様
なもので良い。

１／】０縮小投影式マスグアライナ用のレチクルでは、
レチクル上面の異物１０〜２０μｍ以上、下面パターン
面上の異物２〜５μｍ以北を検出する必要があるため、
上・下面検出装着８５．９０の閾値を上記異物検出レベ
ルに設定又、以上の説明はレチクル異物検査ｍ体として
いるが、本装置をマスクアライナに装着することにより
、マスクアライナへのレチクル装着後の付着異物をも、
検査することが可能となる。

以上説明したように本発明では、基板面」二に装着され
た１０７ｍ　のペリクルの枠２２（厚さ２ＩＩＮ１１．
高さ４　ｗｎ　、又は６．３ｍｍ）の影響をさけるため
に、第１０図に示す如くペリクルの枠の影響を受けずに
、基板面上を照明できる位置（α＝２２．５°±１５°
）に照明装置（２７゜２９）を設け、これと直角（９０
度±１０度）に基板の斜上方（β＝２２．５°±１５°
）に検出装置３７を設けて、基板２】上の異物を検出す
ることにある。しかし本発明では照明光を基板２１に対
し斜方向より照射するため、第４図に示す如くペリクル
膜体の枠２２の上面からの反射光２６ａ、レチクルパタ
ーン面２１ａからの反射光２６ｂ、ペリクル膜２３上の
異物５８からの反射光２６ｃを基板２１面上の異物とし
て誤検出してしまう。ここで異物５８が基板２１より離
れているので、投影露光する際焦点ボケとなり、検査は
不要である。

そこで本発明は、第１０図に示すピンホール状　遮光装
置５７および第１１図に示すスリット状遮　光装置３９
を検出装置に付加したことによって誤検出への対処を行
った。第１０図に示すピンホール状遮光装置５７を付加
した検出装置を用いて基板面上の異物を検出する場合は
基板２１をＸおよびＸ方向に移動または回転しながら一
方向に移動するテーブル（図示せず）上に載置して２次
元的に走査する必要がある。

また、第１１図に示すスリット状遮光装置３９を付加し
た検出装置を用いて基板２１の面上の異物２４を検出す
る場合は、照明光を走査手段（ガルバノミラ−２８とｆ
・０レンズ３１等から構成される。）で一方向（Ｘ方向
）に走査して基板２１をＸ方向テーブル（図示せず）に
載置して照明光の走査と直交する方向（Ｘ方向）に移動
することにより基板全面上の異物検出が可能である。以
上述べた第１０及び第１１図に示すピンホール、スリッ
ト状遮光装置を本発明に採用したことにより、第１２図
に示すようなペリクルの枠２２などの反射光の影響を受
けずに、基板面上の異物検出が高感度に行える。又、照
明光に偏光を用い、検出装置に検光子４１を付加するこ
とにより、従来技術に述べている如く異物と回路パター
ンの段差部との間の散乱反射光の偏光角度特性の違いを
利用して更に微小異物の感度向上をはかることができる
。

まお、上記実施例において傾斜角α′、βは小さい程、
偏光角度変化が有効に検出出来るので、検出感度が向上
するが、ペリクルの枠等の影響からα、β共に角度２２
．５±１５度が最適である。更に検出装置３７ａ、３７
ｂの光軸（スリットの中心）を第６図の４２口の点（レ
チクル移動時には線ｘ、ｘ２）に向けると、検出感度の
均一性を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、枠にペリクルを
形成した異物付着防止手段を基板に装着した状態で、基
板表面を少なくとも４分割して検出できるように構成し
たので、ペリクル、枠等の影響を受けずに基板表面全面
に亘って回路パターンを有する基板面トに存在する１〜
２μｍの大きさの微小異物を正確に検出でき、基板に付
着した異物に基づく不良露光をなくし、半導体生産の大
きな歩留まり向上に寄与できるようにした効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術を説明するための図、第２図は本発明
の一実施例を示す構成図、第３図は本発明の基本構成を
示す図、第４図はペリクル枠の影響を示す図、第５図は
照明光と検査領域の関係および異物検出方向と検査領域
の関係を示す図、第６図は基板上の検査領域の関係を示
す図、第７図は本発明の電気回路を示す図、第８図は第
７図に示す回路で得られる信号波形を示す図、第９図は
基板の上、下面を検査する装置の構成を示す図、第１０
図（Ａ）は第３図に示す検出装置にピンホールの遮光装
置を備え付けた場合を示した図、第１０図（Ｂ）は第１
０図（Ａ）のＡ　１ｏ矢視拡大図、第１１図（Δ）は検
出装置にスリット遮光装置を備え付けた場合を示した図
、第１１図（Ｂ）は第１１図（Ａ）のＡ　ｚ　、矢視拡
大図、第１２図（Ａ）、（Ｂ）は本発明の特徴を示す図
である。 ２１・・・基板 ２２・・・ペリクル砿体の枠 ２３・・・ペリクル膜− ２４・・・異物 ２７・・・レーザ発振器 ２９・・・偏光素子 ３１・・・ｆ・θレンズ ３８　、３８　ａ　、　３８　ｂ　・−光電変換素子３
９．３９ａ、３９ｂ・・・スリット状遮光装同４０　、
４０　ａ　、　４０　ｂ−集光レンズ４　Ｌ　、　４１
　ａ　、　４　ｌ　ｂ　−検光装置４２ａ、４２ｂ・・
・電圧増幅器 ４３・・・マルチプレクサ ４４・・・ガルバノミラ−駆動装置 ４５・・・テーブル駆動装置 ４８・・・記憶装置 汁　！Ｏ ÷（至）、５呻・・・異物検出袋に ５７・・・ピンホール状遮光装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光源と、該光源からの光を、枠にペリクルを形成し
   た異物付着防止手段を装着した基板表面上に上記ペリク
   ルを通して相対向して傾斜させて集光照明する対なる照
   明光学系と、該照明光学系で照射される方向に対して基
   板面においてほぼ９０度なる方向から相対向して上記基
   板上に存在する異物からの反射光を上記ペリクルを通し
   て検出する対なる検出光学系と、該各光学系から得られ
   る光を受光して信号に変換する光電変換手段とを備え、
   該光電変換手段から得られる信号に基いて上記基板表面
   全面について基板表面に付着した異物を検出するように
   形成したことを特徴とする異物検出装置。