JPH0580497A

JPH0580497A - 面状態検査装置

Info

Publication number: JPH0580497A
Application number: JP24139591A
Authority: JP
Inventors: Michio Kono; 道生河野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-04-02
Also published as: US5528360A

Abstract

(57)【要約】【目的】ビーム走査型の面状態検査装置の高速性、小
型性を損なう事なく、かつレチクル上のチップの配列に
左右される事なく常に高精度な検査が行なえる装置を提
供する。【構成】走査用のポリゴンミラー１０６に入射角を異
ならせた２光束を入射させて、反射した２光束によって
レチクル１０９上の同形状パターンＡ，Ｂの同じ形状位
置を同時に照明しながら、ポリゴンミラーの回転に伴な
うビーム走査を行なう。各照射点からの光を別々に検
出、比較して異物等の存在を検査する。照射点Ｐ_A，Ｐ_B
の間隔Ｊをアクチュエーター４００の働きで変化させ
て、レチクル毎のパターン間隔の変化、誤差に対応す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は面状態検査装置に関す
る。本発明は特に半導体製造に使用されるレチクルやフ
ォトマスクｅｔｃ．の基板上に存在するパターン欠陥
やゴミ等の異物を検出する際に好適な面状態検査装置に
良好に適用できるものである。

【０００２】

【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け装置（ステッパー又はマス
クアライナー）によりレジストが塗布されたウエハ面上
に転写して製造している。

【０００３】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。

【０００４】特にレチクルを使用し、ステップアンドリ
ピート方法により繰り返してウエハ面上に回路パターン
を焼付ける場合、レチクル面上の１個の異物がウエハ全
面に焼付けられてしまいＩＣ製造の歩留まりを大きく低
下させる原因となってくる。その為、ＩＣ製造過程にお
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、その為に種々の検査装置が提案されている。

【０００５】図１５に示した装置はその一である。

【０００６】従来例の中でもこの例の特徴とすべき点
は、レチクル上の２つの検査面（パターン面とブランク
面）に各々１つのビームを同時に入射させて検査時間の
短縮を計っている点にある。即ち、投光用レンズである
ｆ−θレンズ２を通過した入射ビーム３はハーフミラー
４で２分割され、上下に各々設けられた折り曲げミラー
５、１０でレチクル１上の点Ｐ、Ｑに集光される。レチ
クルは回路パターンをパターニングされた面（パターン
面）が通常下側で、そうでないガラスブランクスのまま
の面（ブランク面）が上側である。回路欠陥の検査の場
合はパターン面だけで良いが、異物の検査になるとパタ
ーン面とブランク面の両面を検査する必要がある。投光
レンズの前には不図示の回転素子（ポリゴンミラー）が
あって、紙面と直交方向にビームを走査する。これに伴
って、上下のビームはレチクル面上を紙面と直交方向に
走査される。そして、これと同期して紙面内Ｓ₁←Ｓ₂の
方向にレチクルが移動され、レチクル全面を検査する。
これによってレチクルのパターン面とブランク面とが二
次元走査（ラスタースキャン）される事になる。レチク
ル上の入射点Ｐから発した散乱光は受光レンズ６ａの働
きで視野絞り７ａ上に結像される。７ａは必要な信号光
だけを後続するファイバー８ａ、フォトマル９ａに導く
為のものでそれ以外の余分な光を遮断する働きをもって
いる。以上の構成によって上受光系３０が形成され、フ
ォトマル９ａの出力により異物等の存在を検査する。入
射点Ｑから発した錯乱光の受光系３１も以上の構成と同
じ（受光レンズ６ｂ，視野絞り７ｂ、ファイバー８ｂ，
フォトマル９ｂ）である。

【０００７】ここで検査されるレチクルパターンの配置
としては図１６の（ａ）や（ｃ）の様な１つのレチクル
に２つのチップ用パターンが設けられた（２チップ取
り）ものや図１６の（ｂ）の様な１つのレチクルに１つ
のチップ用パターンが設けられた（１チップ取り）もの
がある。図１６中Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｇはそれぞれ１つの
チップ用の転写パターン形成部である。そして、２チッ
プ取りの場合には歩留まりを高める為に同一パターンの
チップが繰り返されるものが多い。そして、チップ同志
はスクライブ線といわれる幅１ｍｍ以下の非パターン領
域ＬＳで隔離されている。

【０００８】図１５のようなレーザービーム走査による
検査方式は従来、レチクル上のチップ配列（１チップ取
りか複数チップ取りか）に拘らず、基本的には１検査面
について１本のビームを走査し、異物が有った場合には
その散乱光だけをできるだけ回路パターンの回折光と空
間的に分離して検出しようという原理に基づいていた。

【０００９】図１７は第２の従来例であり、ウエハ上に
配列された複数チップの比較検査装置である。２０は照
明系である。２２は対物レンズで各チップパターンを位
置センサー２３上に結像する。ウエハ上には同一形状パ
ターンで構成された複数チップがくり返し形成されてい
るが、上記の対物レンズ光軸はこれらのうち、２つのチ
ップ内の同一パターン上に設定されている。そこで両方
の位置センサー２３の各画素同志を比較器２４を用いて
比較して、どちらかのチップに異状（欠陥か異物）があ
る場合だけ出力するという原理である。

【００１０】

【発明が解決しようとする問題点】従来例１（図１５）
ではレーザービーム走査で検査時間が短いという長所を
持っていいるが、回路パターンの微細化に伴う必要検出
粒子の微細化、そして、これに反するパターンノイズの
増大の為に更に高精度な異物等の検出能力が求められて
いる。

【００１１】一方、従来例２（図１７）は検出能力が高
く、更に対物レンズの倍率を上げる事により粒子検出能
力は高められるが、その分視野が狭く、更に倍率を上げ
れば更に視野が狭まり、検査範囲全域を検査する為には
画素数を増やして検出部を大型化するかマスク移動を頻
繁に行なわなくてはならない。その結果、検出部が大型
化すれば装置が大型化し、マスク移動を行なう場合は全
検査時間はレーザービーム走査方式の１桁長い、（例え
ば１００を検査するのにレーザー走査方式だと１０分以
内のものが、画像比較方式だと□１００分以上かか
る。）という欠点があった。

【００１２】本発明は上述従来例に鑑み、検査の高速性
検査機の小型化を維持しつつ、より高精度な検査を実現
する面状態検査装置を提供する事を目的とする。本発明
は特にレチクル上の複数のキップパターンの配列状態に
左右されずに常に上述の小型高速高精度検査機を実現す
る装置の提供を目的とする。

【００１３】

【問題点を解決する為の手段】前述の目的を達成する
為、本発明はパターンを有する被検査物体の面状態を検
査する装置で、被検査物体上の異なる複数箇所をそれぞ
れ走査するための複数の走査ビームを形成するビーム走
査手段と、前記複数の走査ビームおのおのを前記被検査
物体上の複数の同形状パターンそれぞれに対して位置合
せすべく前記走査ビームの配置を調整するための調整手
段と、前記調整手段によって調整された走査ビームによ
って走査された前記各同形状パターンからの光をそれぞ
れ検出するための光検出手段と、を有し、前記光検出手
段から得られる各走査ビームに対応した検出信号を比較
することによって前記被検査物体の面状態を検査する様
にしている。

【００１４】又、原版のパターンを被転写体に露光転写
するための露光装置で、原版上の異なる複数箇所をそれ
ぞれ走査するための複数の走査ビームを形成するビーム
走査手段と、前記複数の走査ビームおのおのを前記原版
上の複数の同形状パターンそれぞれに対して位置合せす
べく前記走査ビームの配置を調整するための調整手段
と、前記調整手段によって調整された走査ビームによっ
て走査された前記各同形状パターンからの光をそれぞれ
検出するための光検出手段と、を有し、前記光検出手段
から得られる各走査ビームに対応した検出信号を比較す
ることによって前記原版の面状態を検査する様にしてい
る。

【００１５】

【実施例】図１は本発明第１の実施例の構成概略を示す
上面図である。レーザー１００から発したビームはビン
ホール１０１とビームエキスパンダー１０２を通過して
所定の光束に拡げられた後、プリズム１０３に入射す
る。ここで、ビームは直進する光束Ｂ₁と、プリズム１
０３の内部のビームスプリッターで反射し、かつ、ミラ
ー１０４で反射する光束Ｂ₂とに分岐され、各々の光束
はシリンドリカルレンズ１０５に入射する。この２光束
は互いにα（ｄｅｇ）の角度をなしてポリゴンミラー１
０６に向かい、各々このポリゴンミラー１０６で反射
後、トーリックレンズ１０７を通過する。（１０５と１
０７の作用については後述する。）これらの反射光束Ｂ
₁、Ｂ₂は更に走査レンズ１０８を通った後、その集光作
用でレチクル上、チップ間ピッチＪだけ離れた２点Ｐ_A
とＰ_Bに各々収束ビームを形成する。そして、ポリゴン
ミラー１０６の回転に伴い、レチクル１０９上を図１中
上から下へ直線走査する。これと同期してレチクルはビ
ーム走査と該直交方向（図中Ｓ₁→Ｓ₂）に移動され、結
果として光束Ｂ₁によってレチクル１０９上の領域Ａが
光束Ｂ₂によって領域Ｂが二次元的に検査される。

【００１６】ここで、領域ＡとＢには同時に同じチップ
を形成する為に互いに同じ形状の転写用チップパターン
が形成されている。走査レンズ１０８は理想的なｆ−θ
レンズで走査中において照射点Ｐ_A，Ｐ_Bの間隔Ｊは各光
学系が固定状態にある限り常に一定である。

【００１７】図２は図１を図１の紙面内右方向からみた
図、即ち側面図である。又、図３は図１を図１の紙面内
下方向から見た図、即ち正面図である。図２，３では光
束Ｂ₂は、省略している。又、図３ではビームがポリゴ
ンミラー１０６に入射する前の光学系は省略している。
先に述べたシリンドリカルレンズ１０５は図２の断面内
では光束をポリゴンミラー１０６の反射面上に集光する
働きをもつ。そして、この反射光は図３に示す様に拡散
光束となってトーリックレンズ１０７に入射し、このレ
ンズの作用で概平行光に戻されて走査レンズ１０８に入
射し、更に進んでレチクル１０９の点Ｐ_A，Ｐ_Bに収束ビ
ームを形成する。

【００１８】このようにポリゴンミラーの反射面とレチ
クル面とを結像関係に置けば、ポリゴンの軸倒れや反射
面倒れがあってもレチクル上で走査線のブレの無い安定
した走査ビームが得られる。入射ビームはレチクルに対
し角度β（ｄｅｇ）で入射する。

【００１９】ここで、図３の角度γ（ｄｅｇ）なる方向
は次に述べる受光光軸のレチクルに対する角度である。
図４は本装置における受光光学系を示す概略図である。
レチクル上のＰ_A，Ｐ_B点各々から発した反射（又は散
乱）光は集光レンズ１１０を通過後、光束を制限する開
口絞り１１１を経て、結像レンズ１１２の作用で視野絞
り１１３上に再結像する。視野絞り１１３は図５に示す
様にビーム走査方向に長軸をもつ矩形状のスリット開口
１１３Ａをもち、このスリット開口１１３Ａは中心部を
分離ミラー１１６の端部で遮断されている。これにより
開口部が図５の左右に分割されている。分離ミラー１１
６はディテクターまでの光路を図４の上下方向に分断す
る。この形状をとる事によってレチクル上の隣の領域か
らの余計な散乱光を互いに遮断している。

【００２０】視野絞り１１３を通過し受光光軸上に置か
れた分離ミラーを境に視野絞り１１３以降の光路を分離
された各光束は各々分割レンズ１１４の作用で平行ない
し収れん光束となってフォトマルのような光電変換素子
１１５ａ，１１５ｂに導かれる。

【００２１】この様にして、分離ミラー１１６は、レチ
クル上のチップ領域Ａの任意の点から発した光束を視野
絞り１１３の図面下半分を通過させ、分離ミラ１１６で
反射させ光量損失なくディテクター１１５ａに導く。同
様にチップ領域Ｂの任意の点から発した光束はディテク
ターに導かれる。

【００２２】さて、これ迄述べてきた受光光束として
は、レチクルパターンからのＯ次反射光でも、任意の方
向への散乱光でも良い。この事は図３に戻って受光光軸
の角度γをβに等しくとればＯ次反射光となり、これ以
外にとれば散乱光となる。開口絞り１１１に設ける絞り
形状は図６に示される。

【００２３】β＝γとしてＯ次光を受光したい場合は１
１１ａに示す様な円形開口を選ぶ。これに対し、Ｏ次光
を遮光してその近傍の散乱光ないしはパターン回折光同
志を比較したい時は１１１ｂの中央が遮光された開口を
選ぶ。或いは、β≠γとして１１１ａの絞りを用いても
いい。更に、回路パターンの回折光をできるだけ低減し
た状態で異物散乱光を受光、比較したい時は１１１Ｃの
空間フィルターを設けて、タテヨコ方向のパターン回折
光を遮断するといい。

【００２４】図７は２つの光電出力を比較、判断する電
気処理系の概略図である。領域Ａ，Ｂのパターンは互い
に同形状なので、光束Ｂ₁，Ｂ₂でそれぞれを等しく走査
すれば、異物等がなければディテクタ１１５ａ，１１５
ｂの出力は等しい。そこで、ディテクタ１１５ａ，１１
５ｂに各々到達した受光光束Ｂ′₁，Ｂ′₂の検出信号を
各々増幅器３０１ａ，３０１ｂにより増巾した後、各々
Ａ／Ｄコンバーター３０２ａ，３０２ｂでアナログ信号
からデジタル信号へ変換し、比較器３０３へ入れる。そ
の結果、両方の出力に所定値以上の出力差が生じた時点
で異物等有りの判断を下し、そのレベルとレチクル上の
位置情報（ビーム走査とレチクル移動のタイミングから
同定可能。）をメモリー３０４で記憶し、後で出力す
る。

【００２５】ここで図１にもどる。実際に上記の様な検
出出力比較によって異物等の判断をしようとすると、光
束Ｂ₁，Ｂ₂はそれぞれ領域Ａ，Ｂの各チップパターンの
同じ形状位置を同時に照明しながら走査する必要があ
る。しかし、検査すべきレクチル上のパターン配列はそ
れぞれのレチクルによって異なる事が想定される。そこ
で本装置では、ポリゴンミラー１０６へ入射する２つの
ビームのうちの一方（ここでは光束Ｂ₂側）のポリゴン
ミラー１０６への入射角を変化させるべく、アクチュエ
ーター４００により、ミラー１０４とシリンドリカルレ
ンズ１０５を一体的に、ポリゴンミラー１０６上でビー
ム反転点を略中心にして回転駆動可能にしている。ここ
でレチクル１０９上の各ビーム照射点Ｐ_A，Ｐ_Bはレチク
ル移動方向（Ｓ₁→Ｓ₂）に関しては等しく調整されてい
るものとする。例えばレチクル上の領域Ａ，Ｂのビーム
走査方向間隔がレチクルごとに誤差があったり、あるい
は設計間隔がもともと異なっている場合を考える。この
場合アクチュエーター４００によって光束Ｂ₂のポリゴ
ンミラー１０６への入射角度を変化させて、レチクル上
のビーム照射点Ｐ_A，Ｐ_Bのビーム走査方向間隔Ｊを調整
する事により、光束Ｂ₁，Ｂ₂それぞれに領域Ａ，Ｂ上の
各パターンの同形状位置を常に同時に照射させながら走
査させる事が可能になる。即ち、次の被検査レチクルが
前の被検査レチクルと領域Ａ，Ｂ間の間隔が異なってい
る場合には、オペレーターは次に検査するレチクルの領
域ＡＢ間隔に応じてアクチュエーター４００によってビ
ーム照射点Ｐ_A，Ｐ_Bの間隔Ｊを調整する。これによって
次のレチクルでも常に領域Ａ，Ｂの各チップパターンの
同形状位置を同時に照明しながらの走査が行なわれる事
になる。

【００２６】ここで光束Ｂ₁，Ｂ₂間のポリゴンミラー出
射時の角度をα（ｄｅｇ．）レンズ１０７，１０８の合
成焦点距離をｆとすると以下の式が成立する。

【００２７】

【外１】

【００２８】図８は電気処理系の他の例を示すブロック
図である。この例は図７で示したものに対し、Ａ／Ｄコ
ンバーター３０２ａの出力部に遅延回路３１０を設けた
点が異なる。本例ではアクチュエーター４００によるＰ
_A，Ｐ_B間隔Ｊの調整後に、調整しきれない分を遅延回路
の信号遅延時間を調節する事で調整する。即ち、アクチ
ュエーター４００でＪの値を調整したにもかかわらず、
光束Ｂ₁による領域Ａの所定パターン部所の走査が、光
束Ｂ₂による領域Ｂの前所所定部所と同パターン形状部
所の走査よりも時間的に早くなっている場合には、この
時間ずれ分だけオペレーターが遅延回路３１０で比較器
３０３への信号の到達時間を遅らせる。これにより、最
終的に比較器３０３に到達する２信号を領域Ａ，Ｂそれ
ぞれにおける同パターン形状位置からの信号とする事が
できる。この場合アクチュエーター４００による調整
は、同パターン形状位置の走査に関し、光束Ｂ₁が光束
Ｂ₂より遅くならない様に行なう。この例においては、
前の被検査レチクルと次の被検査レチクルとで領域Ａ，
Ｂ間隔にそれ程差がなく、遅延回路３１０による調節の
みで調整可能な場合に、アクチュエーター４００による
調整を行なわずに、いきなり遅延回路３１０で調整する
ことができる様に、選択可能な構成をとっても良い。

【００２９】尚、図７，８でＡ／Ｄコンバーター３０２
ａ，３０２ｂを省略し、アナログ信号同志を比較しても
良い。

【００３０】このように複数チップレチクルの比較検査
を行なう為に同一のビーム走査光学系を用いて複数ビー
ムの同時走査を行ない、かつ、レチクル上でのビーム間
の距離調整機構を備える事により、次の長所がある。１．比較方式という差動処理を行なうので、個々のディ
テクターにはパターン回折光が多少紛れ込んでいてもか
まわない。これは即ち、異物散乱光量のつよい直接反射
光付近で受光できることを意味し、その結果、光学フレ
アーや電気ノイズｅｔｃの外乱に強い検出を行なえる。
その分微細粒子も検出可能となる。２．従来の画像処理比較方式が狭い視野をステージ送り
でくり返しつないでいくのに対し、少なくとも一方向を
ビームが移動して走査を行なって全面走査していくので
格段に検査時間を短縮できる。３．複数ビームは同一光学系（ポリゴン、走査レンズ）
を用いて走査され、それ以降の光路は概同様の光路をと
るので、同一形状のビームを同一速度で走査できる。
又、経時変化がおきても同じく変動を受けるので、比較
出力としては影響を受けない、といった点で信頼性の高
い比較検査装置がえられる。４．チップ配列の異なるレチクルについてもレチクル上
ビーム間隔を変える事により容易に調整して検査でき
る。

【００３１】図９は本発明第２の実施例の構成概略を示
す正面図である。図中、図１と同じ部材には同じ符番を
冠する。

【００３２】第１の実施例では２ビームにレチクル上で
照射点間に距離を与える為にポリゴンミラー１０６に対
して、予め角度α（ｄｅｇ．）を成す２光束を入射させ
る構成をとった。これに対し本実施例では２つのポリゴ
ンミラー（１２２Ａと１２２Ｂ）を回転方向にずらして
一体化する事によってレチクル上で所定の照射位置間隔
を有する２ビームを実現している。

【００３３】まず、図１０でこのポリゴン部１２２の作
用を説明する。図１０の上側は回転面内の図（上面図）
である。ポリゴン部１２２はこの図より理解される様に
同一形状の４面体ポリゴンミラーを角度α／２（ｄｅ
ｇ．）だけ互いに回転方向にずらして一体化してある。
これにビームＢ₁とＢ₂が同一方向から入射してくると上
側のポリゴンミラー１２２Ａにあたった光束Ｂ₂は入射
方向に反射して戻るのに対し、下側のポリゴンミラー１
２２Ｂにあたった光束Ｂ₁は角度α（ｄｅｇ．）の方向
に反射していく。図１０の下側は、これと直交断面内の
図（正面図）である。

【００３４】図９に戻る。ビームエキスパンダー１０２
を通過した光束は光路分岐用のプリズム２００に入射
し、プリズム２００で分岐されたレーザー光束は図１と
同じ作用をもつシリンドリカルレンズ１０５に各々入射
する。但し、この場合、両シリンドリカルレンズの光軸
は互いに平行で、かつ、ビームエキスパンダー１０２の
光軸とも平行である。

【００３５】２つのシリンドリカルレンズ１０５それぞ
れを通過した２光束は、本発明のポリゴン部１２２の各
ポリゴンミラー上に集光した後、再び発散光束となる。
更に各光束は２つのトーリックレンズ２０１各々と走査
レンズ１０８の作用で収れんしレチクル上の点Ｐ_A，Ｐ_B
に各々収束ビームを形成する。この構成において、ポリ
ゴンミラー１２２Ａと１２２Ｂの挨り角を前述の様に

【００３６】

【外２】（ｄｅｇ．）、ビーム走査系、即ち、トーリックレンズ
２０１＋走査レンズ１０８の合成焦点距離をｆ，レチク
ル上での２ビームの照射位置Ｐ_A，Ｐ_Bの間隔をＪとする
と

【００３７】

【外３】が成立している。但し、ビーム走査系がｆ−θ特性をも
つと仮定した場合である。この場合にレチクル上の２点
を厳密に一定間隔（Ｊ）を保ってビーム走査が行なわれ
る。これに対してビーム走査系のディストーション特性
がｆ−θ特性からずれた場合にはビームの走査につれて
２ビームの照射点が２つの同じチップパターン領域上の
同一パターン位置から互いにずれてくる事が予想され
る。この様な場合には予めレンズの特性を測っておいて
電気的な補正を加えれば良い。補正は、例えば図８で示
した遅延回路の信号遅延時間をレンズ特性に応じて変化
させて行なう。

【００３８】さて、本実施例のもう１つの特徴は、トー
リックレンズ２０１を走査レンズ１０８の光軸に対し平
行偏心させて設けた点にある。この配置をとる事によっ
てレチクル上のビーム収束点Ｐ_AとＰ_Bはレチクルの移動
方向（図中Ｓ₁→Ｓ₂）にズレる事なく厳密に一致する
（但し、紙面と直交方向にはＪだけ離れている）。図１
１でこの説明をする。

【００３９】図１１は図９におけるポリゴン部１２２出
射後レチクルに入射するまでの光路を取り出したもので
ある。

【００４０】図１１でＰ₁，Ｐ₂はポリゴンミラー１２２
Ｂ，１２２Ａ上でのビームの反射点である。ここで反
射、発散した各光束は各トーリックレンズ２０１と走査
レンズ１０８を通過後収れん光束となる。ところが今、
トーリックレンズ２０１はその光軸を各光束の中心光線
（以下主光線と呼びそれぞれＲ₁，Ｒ₂で示す）が通過す
る様に走査レンズ１０８の光軸に対し平行に偏心して置
かれているので、図１１で示した面内では主光線Ｒ₁，
Ｒ₂は２０１の屈折作用を受けずに共に平行に走査レン
ズ１０８に入射する。ちなみに、偏心量は必ずしも同じ
である必要はない。一般に、レンズに平行入射した光束
は（収差の許容される範囲で）一点に集光する。よっ
て、この場合も図１１で示した面内では２つの主光線Ｒ
₁，Ｒ₂はそれぞれ厳密に一点、（図ではＰで示される）
に集光する。しかも、主光線の周りの光束は設計的に両
光束とも同機能部材である各トーリックレンズ２０１と
同一部材である走査レンズ１０８を用いて同じ収れん作
用を受ける様に配置されているので、当然のことなが
ら、走査レンズ１０８を通過後、同じ位置に主光線に沿
って収束する。

【００４１】以上の特質からして図９の光学配置をとれ
ば、原理的にはレチクル移動方向への両ビームの位置合
わせは不要である。

【００４２】ここで本実施例においてもレチクル移動方
向の位置合わせがされているのであれば第１実施例の様
に走査レンズ１０８の光軸上に１つのトーリックレンズ
又は（シリンドリカルレンズ）を用いる形にしても良
い。本実施例においては、図１で示した２光束の２つの
照射点Ｐ_A，Ｐ_B間の間隔Ｊの調整を以下の様な形で行な
う。即ち、図９においてポリゴン部１２２に入射する２
光束のうちの一方向に光学楔（又はプリズムの様な光束
偏向手段）４０１を挿脱する事によりポリゴンミラー１
２２Ａへの光束の入射角及び入射位置を変化させる。こ
れによりＪの値が大きく変化する。又、この光学楔の挿
入量を変化させて、ポリゴンミラー１２２Ａへの入射位
置を変化させる。これによりＪの値の微調が可能にな
る。

【００４３】又、これとは別にポリゴン部１２２の２つ
のポリゴンミラー１２２Ａと１２２Ｂの捩れ角α／２を
変化させる為のアクチュエーター４０３を設け、このア
クチュエーターで捩れ角を変化させる事で式に基づい
たＪの値の調整が可能である。

【００４４】受光光学系、電気処理系については第１実
施例と同様であり、説明は省略する。

【００４５】又、これ迄の実施例には２チップ取りレチ
クルの場合の装置構成を述べた。一般にはこれが何チッ
プであっても良い。例えば３チップ取りレチクルを検査
する場合には、図１に示した実施例だとポリゴンミラー
１０６に３方向からビームを入射すればいいし、図９に
示した実施例だと３段ポリゴンを用いれば良い。そし
て、どちらの場合でも受光系は図４に示したものを変形
して、視野絞り以降の光路を３分割し、３つの光電素子
で受け比較処理すると良い。

【００４６】図１２は、本発明第３の実施例の構成概略
を示す正面図である。前述実施例と同一部材は同一符番
で示してある。図２で示した装置と異なる点を以下に述
べる。レーザー１００から発したビームをハーフミラー
５１０で２分割した後反射光は更にミラー５１１で反射
され、各々、ピンホール１０１からビームエキスパンダ
ー１０２にさせ、シリンドリカルレンズ１０５を介して
ポリゴンミラー１０６に異なる方向から入射させる点に
ある。更に２本のビームはトーリックレンズ１０７，走
査レンズ１０８の光軸外を通過した後、ミラー５００
ａ，５００ｂと５０１ａ，５０１ｂで反射してレチクル
１０９′上でレチクル移動方向（Ｓ₁→Ｓ₂）に距離Ｒだ
け隔った２点（Ｐ′_A，Ｐ′_B）に集光し、走査される。
各点からの散乱光或いは０次反射光（透過光でも良い）
は図１５の受光系（受光レンズ６ａ，６ｂ，視野絞り７
ａ，７ｂ、ファイバー８ａ，８ｂ，フォトマル９ａ，９
ｂ）で各々受光され、フォトマル９ａ，９ｂの出力はデ
ィテクター出力としてそれぞれ図７の電気処理を受け
る。

【００４７】そして、以上の構成において、ハーフミラ
ー５１０とミラー５１１の作用により、ポリゴンミラー
１０６に入射する２光束は紙面と垂直方向にも入射角差
があり、２本のビームは図１のものと同様に、ビームの
スキャン方向（紙面垂直方向）に、所定値（Ｊ）だけ照
射点が離れている。又、図１２中５０２はミラー５００
ｂを矢印Ｒ方向に回転させるアクチュエーターであっ
て、この働きによってＰ_B点が、Ｓ₁→Ｓ₂方向及びこれ
と逆方向に移動し、Ｒの値を変える事ができる。しか
し、この時光路長が変化し、Ｐ_B点でビームがピントを
結ばなくなるので、これを補正する為にアクチュエータ
ー５１２によってビームエキスパンダー１０２の屈折力
（即ち焦点距離）を変える機構をもっている。

【００４８】図１３はレチクル１０９′上に任意のチッ
プ配列Ｄ，Ｅをもつ場合、本発明の構成でビームが設定
される様子を説明するためのレチクル１０９′の上面図
である。２ビームは前述の様にビームスキャン方向に距
離Ｊ、レチクル移動方向に距離Ｒだけ離れた点Ｐ′_A，
Ｐ′_Bにそれぞれ集光し、それぞれ矢印方向に走査作さ
れる。

【００４９】図１３において、Ｊ＝０とすれば図１６の
（ｃ）に示すチップ配列を検査できる。

【００５０】図１２に示した点Ｐ′_AとＰ′_BのＳ₁→Ｓ₂
方向間隔調整手段は図９の様なポリゴン部１２２を用い
た実施例にも当然ながら適用できる。この場合図１２の
様にポリゴンに入射する２光束に紙面と垂直方向に入射
角差をつける必要はない。

【００５１】図１２ではアクチュエータ５０２はミラー
５００ｂに設けているが、他のミラー５００ａ，５０１
ａ，５０１ｂのいずれか又はそのうち複数に設けても良
い。又、アクチュエーター５０２はミラーを回転駆動す
るだけでなく、並進駆動するものでも良い。

【００５２】以上の説明は主として複数チップパターン
が形成されたレチクルのパターン面比較検査について述
べたが、本発明の及ぶ所はこれに限らない。

【００５３】つまり、パターニングされていないブラン
クス面上の異物検査にも裏側のパターン面に複数チップ
パターンがあれば、パターン面検査と同様に適用でき
る。即ち、各パターンの同形状位置の各裏側部分が同時
に光束照射される様な走査を上述と同様に行えば良い。
又、防塵用ペリクル膜を装着した基板の表面状態検査に
も適用できる。

【００５４】又、異物検査のみならず、パターン欠陥検
査にも広く適用できる。

【００５５】構成において、視野絞り１１３（又は７
ａ，７ｂ）の位置にＣＣＤアレーセンサーや多分割セン
サーを用いて対応する画素間の出力を直接比較する様に
してもい。

【００５６】ポリゴンミラーの代わりに振動ミラーを用
い、倒れ補正を施さない光学配置をとった場合も本発明
は有効である。

【００５７】又、受光光束は反射光を例示したが、レチ
クルの透過光（又は透過散乱光）同志を受光して比較し
ても良い。ビームの入射角もレチクルに対し斜入射に限
らず垂直入射も含む。

【００５８】図１４は本発明の他の実施例の表面状態検
査装置を示す構成図で、本実施例では検査装置全体が半
導体焼付装置内に組込まれている。

【００５９】１１０１はエキシマレーザーのような遠紫
外光源であり、１１０２は照明系ユニットであって、レ
チクル１０９を上部から均一に被検査領域全域を同時
（一括）に、しかも、所定のＮＡ（開口数）で照明する
働きをもつ。

【００６０】１１０９はレチクルパターンをウエハ１１
１０上に転写する為の超高解像度レンズ系（若しくはミ
ラー系）であり、焼付時には、ウエハは移動ステージ１
１１１のステップ送りに従って１ショット毎ずらして露
光されていく。１１００は露光に先立ってレチクルとウ
エハを位置合わせする為のアライメント光学系であり、
最低１つのレチクル観察用顕微鏡系をもっている。

【００６１】１１１４はレチクルチェンジャーであり、
複数のレチクルを格納し、待機させるユニットである。
１１１３が異物等検査ユニットであり、第１実施例ある
いは第２実施例、第３実施例の構成要件をすべて含めて
いる。このユニットは、レチクルがチェンジャーから引
き出され露光位置（図中Ｅ．Ｐ．）にセットされる前に
レチクルの異物検査を行うものである。

【００６２】コントローラ１１１８はステッパーの基本
動作である、アライメント、露光、ウエハのステップ送
りのシーケンスを制御する。

【００６３】以上の構成において、ユニット１１１３に
おける異物等の検査の原理、動作については前述のいず
れかの実施例と同一なので省略する。

【００６４】

【発明の効果】以上述べた様に本発明によれば、レチク
ル上のチップパターン配置状態に左右されない小型で高
速高精度検査が可能な装置が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成概略を示す上面図で
ある。

【図２】第１実施例の構成概略を示す側面図である。

【図３】第１実施例の構成概略を示す正面図である。

【図４】第１実施例の受光光学系部の構成概略を示す上
面図である。

【図５】視野絞りの説明図である。

【図６】開口絞りの説明図である。

【図７】第１実施例の電気処理系部の構成概略図であ
る。

【図８】電気処理系部の他の例の構成概略図である。

【図９】本発明の第２実施例の構成概略を示す正面図で
ある。

【図１０】ポリゴン部の説明図である。

【図１１】走査光学系の説明図である。

【図１２】本発明の第３実施例の構成概略を示す正面図
である。

【図１３】チップパターンの配置の説明図である。

【図１４】本発明を露光装置に適用した例の構成概略図
である。

【図１５】従来例の説明図である。

【図１６】チップパターンの配置の説明図である。

【図１７】従来例の説明図である。

【符号の説明】

１００レーザー１０１ピンホール１０２ビームエキスパンダー１０３プリズム１０５シリンドリカルレンズ１０６，１２２Ａ，１２２Ｂポリゴンミラー１０７トーリックレンズ１０８走査レンズ１０９レチクル１１０集光レンズ１１１開口絞り１１２結像レンズ１１３視野絞り１１４分割レンズ１１５ａ，１１５ｂディテクター１１６分離ミラー３０３比較器３０４メモリー４００アクチュエーター４０１アクチュエーター４０３楔形平行平板５０２アクチュエーター１１０１遠紫外光源１１０２照明系１１０９レンズ系１１１０ウエハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０６Ｆ 15/64 Ｄ 8840−5ＬＨ０１Ｌ 21/027

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】パターンを有する被検査物体の面状態を
検査する装置で、被検査物体上の異なる複数箇所をそれ
ぞれ走査するための複数の走査ビームを形成するビーム
走査手段と、前記複数の走査ビームおのおのを前記被検
査物体上の複数の同形状パターンそれぞれに対して位置
合せすべく前記走査ビームの配置を調整するための調整
手段と、前記調整手段によって調整された走査ビームに
よって走査された前記各同形状パターンからの光をそれ
ぞれ検出するための光検出手段と、を有し、前記光検出
手段から得られる各走査ビームに対応した検出信号を比
較することによって前記被検査物体の面状態を検査する
ことを特徴とする面状態検査装置。
【請求項２】原版のパターンを被転写体に露光転写す
るための露光装置で、原版を用いて露光を行うための露
光部と、前記原版上の異なる複数箇所をそれぞれ走査す
るための複数の走査ビームを形成するビーム走査手段
と、前記複数の走査ビームおのおのを前記原版上の複数
の同形状パターンそれぞれに対して位置合せすべく前記
走査ビームの配置を調整するための調整手段と、前記調
整手段によって調整された走査ビームによって走査され
た前記各同形状パターンからの光をそれぞれ検出するた
めの光検出手段と、前記光検出手段から得られる各走査
ビームに対応した検出信号を比較することによって前記
原版の面状態を検査する手段とを有することを特徴とす
る露光装置。