JPH06201601A - 検査装置とこれを用いたシステム - Google Patents
検査装置とこれを用いたシステムInfo
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- JPH06201601A JPH06201601A JP5018849A JP1884993A JPH06201601A JP H06201601 A JPH06201601 A JP H06201601A JP 5018849 A JP5018849 A JP 5018849A JP 1884993 A JP1884993 A JP 1884993A JP H06201601 A JPH06201601 A JP H06201601A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来は検出が難しかった微小な異物や欠陥
を、高いS/N比で検出することができる検査装置の提
供。 【構成】 周波数がΔωだけ異なり且つ偏光方向が一致
した2つの光成分が含まれるレーザビーム34を生成す
る。これをハーフミラー13で分岐し、一方は光電検出
器24で検出して参照光として同期検出器25に入力す
る。又、他方はポリゴンミラー15及びfθレンズ16
からなる走査光学系によってレーザビーム35として検
査面18上を走査する。検査面18上の走査スポット位
置においては、レーザビーム35は光ヘテロダイン干渉
によってビート周波数Δωで強度変調される。検査面1
8に存在する異物や欠陥によって散乱される散乱光36
は、光電検出器22で検出され、同期検出器25に入力
される。同期検出器25では先の参照光の周波数Δωに
同期して散乱光信号を検出する。
を、高いS/N比で検出することができる検査装置の提
供。 【構成】 周波数がΔωだけ異なり且つ偏光方向が一致
した2つの光成分が含まれるレーザビーム34を生成す
る。これをハーフミラー13で分岐し、一方は光電検出
器24で検出して参照光として同期検出器25に入力す
る。又、他方はポリゴンミラー15及びfθレンズ16
からなる走査光学系によってレーザビーム35として検
査面18上を走査する。検査面18上の走査スポット位
置においては、レーザビーム35は光ヘテロダイン干渉
によってビート周波数Δωで強度変調される。検査面1
8に存在する異物や欠陥によって散乱される散乱光36
は、光電検出器22で検出され、同期検出器25に入力
される。同期検出器25では先の参照光の周波数Δωに
同期して散乱光信号を検出する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば半導体製造などに
おいて、検査面上に存在する微小物や欠陥などを光学的
に検査する技術分野に関する。
おいて、検査面上に存在する微小物や欠陥などを光学的
に検査する技術分野に関する。
【0002】
【従来の技術】ICや液晶ディスプレイ等の半導体デバ
イスの製造工程においては、原版(レチクルやフォトマ
スク)の上に形成されている露光用の回路パターンを、
半導体焼付装置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。
イスの製造工程においては、原版(レチクルやフォトマ
スク)の上に形成されている露光用の回路パターンを、
半導体焼付装置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】この転写の際に、原版面上に微小なゴミ等
の異物が存在すると、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る。特にステッ
プアンドリピート法により繰り返してウエハ面上に同一
回路パターンを複数並べて焼付ける場合、原版上の1個
の異物がウエハ全面に焼き付けられてしまい1ウエハ分
が全て不良品となるため、IC製造の歩留りを大きく低
下させる原因となる。そのため、IC製造過程において
は原版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
図11は異物による散乱光を検出することで異物の有無
を検査する従来の検査装置の構成図である。
の異物が存在すると、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る。特にステッ
プアンドリピート法により繰り返してウエハ面上に同一
回路パターンを複数並べて焼付ける場合、原版上の1個
の異物がウエハ全面に焼き付けられてしまい1ウエハ分
が全て不良品となるため、IC製造の歩留りを大きく低
下させる原因となる。そのため、IC製造過程において
は原版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
図11は異物による散乱光を検出することで異物の有無
を検査する従来の検査装置の構成図である。
【0004】同図において、レーザ光源151からのレ
ーザビームは、偏光子152、フィルタ153、コリメ
ート系154などによって異物検査に最適なレーザビー
ムとされ、ミラー155を介してポリゴン等のスキャニ
ングミラー157とfθレンズ158による走査光学系
に導かれる。fθレンズ158からの走査レーザビーム
は回路パターンが形成されるレチクル等の被検査面16
0の表面に走査スポット159として集光される。走査
ステージ系166によって走査スポット159による走
査方向と垂直に走査スポット159と被検査面160を
相対的に移動させることにより被検査面160の2次元
的に全面走査することができる。
ーザビームは、偏光子152、フィルタ153、コリメ
ート系154などによって異物検査に最適なレーザビー
ムとされ、ミラー155を介してポリゴン等のスキャニ
ングミラー157とfθレンズ158による走査光学系
に導かれる。fθレンズ158からの走査レーザビーム
は回路パターンが形成されるレチクル等の被検査面16
0の表面に走査スポット159として集光される。走査
ステージ系166によって走査スポット159による走
査方向と垂直に走査スポット159と被検査面160を
相対的に移動させることにより被検査面160の2次元
的に全面走査することができる。
【0005】この走査レーザビームの入射方向に対して
後方あるいは側方散乱方向には、レンズ系161、偏光
子162、アパーチャ163、光電検出器164により
構成される検出系を配置する。この検出系の配置方向に
ついては、被検査面160上の回路パターン等の散乱光
が特定の回折方向を有するので、これを避けて回折光を
検出しないような方向に設定される。
後方あるいは側方散乱方向には、レンズ系161、偏光
子162、アパーチャ163、光電検出器164により
構成される検出系を配置する。この検出系の配置方向に
ついては、被検査面160上の回路パターン等の散乱光
が特定の回折方向を有するので、これを避けて回折光を
検出しないような方向に設定される。
【0006】このような構成の装置において、走査スポ
ット159内に異物が存在しない場合には光電検出器1
64では散乱光は検出されないが、もし異物が存在する
場合は、微小な異物から散乱光が等方的に発生するため
光電検出器164で散乱光が検出されることになる。よ
ってこの検出信号を信号処理系165で処理することに
より異物の有無の検査を行なうことができる。
ット159内に異物が存在しない場合には光電検出器1
64では散乱光は検出されないが、もし異物が存在する
場合は、微小な異物から散乱光が等方的に発生するため
光電検出器164で散乱光が検出されることになる。よ
ってこの検出信号を信号処理系165で処理することに
より異物の有無の検査を行なうことができる。
【0007】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら上記
従来の検査装置においては、検出しようとする異物のサ
イズが非常に微小(例えば0.3μm以下)になると、
異物から発生する散乱光強度が非常に微弱になり、異物
による散乱光とそれ以外の迷光との区別が困難となり異
物検出が難しくなってしまうという課題があった。
従来の検査装置においては、検出しようとする異物のサ
イズが非常に微小(例えば0.3μm以下)になると、
異物から発生する散乱光強度が非常に微弱になり、異物
による散乱光とそれ以外の迷光との区別が困難となり異
物検出が難しくなってしまうという課題があった。
【0008】本発明は上記課題を解決すべくなされたも
ので、その目的は、従来は検出が難しかった微小な異物
や欠陥などを、高いS/N比で検出することができる検
出装置の提供である。又、本発明の別の目的は、上記検
査装置を用いることによって高集積度デバイスを製造す
るシステムの提供である。
ので、その目的は、従来は検出が難しかった微小な異物
や欠陥などを、高いS/N比で検出することができる検
出装置の提供である。又、本発明の別の目的は、上記検
査装置を用いることによって高集積度デバイスを製造す
るシステムの提供である。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明のある形態は、検査位置に照射される光ビームを変調
する変調手段と、該検査位置で散乱される光を前記変調
に同期して検出する検出手段を有することを特徴とする
検査装置やこれを用いた露光装置などのシステムであ
る。
明のある形態は、検査位置に照射される光ビームを変調
する変調手段と、該検査位置で散乱される光を前記変調
に同期して検出する検出手段を有することを特徴とする
検査装置やこれを用いた露光装置などのシステムであ
る。
【0010】
【実施例】以下、半導体などのデバイス製造分野などで
使用される露光用原版(レチクルやフォトマスク)やウ
エハなどの被検査面上を検査する装置、具体的には被検
査面上に付着するゴミ等の異物あるいは被検査面上に付
いたキズなどの欠陥を検査する検査装置に本発明を適用
した実施例を説明する。なお本発明の適用範囲は半導体
分野に限らず、面検査装置に広く適用できることは言う
までもない。
使用される露光用原版(レチクルやフォトマスク)やウ
エハなどの被検査面上を検査する装置、具体的には被検
査面上に付着するゴミ等の異物あるいは被検査面上に付
いたキズなどの欠陥を検査する検査装置に本発明を適用
した実施例を説明する。なお本発明の適用範囲は半導体
分野に限らず、面検査装置に広く適用できることは言う
までもない。
【0011】<実施例1>図1は本発明の第1の実施例
を表す図である。また、図2は走査光学系及び検出光学
系を中心とした構成の斜視図である。図1において1は
直線偏光レーザビームを生成するレーザ光源、2はレー
ザビームを適当なビーム径に変換するためのコリメータ
光学系、3はフィルタ系、4,8,9,14はミラー、
5は分波器(偏光ビームスプリッタ)、6a,6bはレ
ーザ光を適当なシフト周波数で変調するための音響光学
素子、7a,7bは各音響光学素子を駆動するドライ
バ、10は合波器(偏光ビームスプリッタ)、11は直
線編光を円偏光に変換するためのλ/4板、12は偏光
子であり、以上の部材により光源部を構成している。1
3はハーフミラーである。15はポリゴンミラー、16
はfθレンズ系で、部材15及び16によって走査光学
系を構成している。18は検査面でありレチクルやマス
ク等の原版である。17は検査面18上の走査スポッ
ト、19は原版を載置して所定方向(図中、矢印方向)
に移動させるためのステージ系である。20,23は集
光レンズ系、21は特定の偏光成分を通過させる偏光子
などのフィルタ系、22,24は光電検出器である。集
光レンズ系20は走査領域全体を光電検出器22の検出
面に結像するように、シャインプルーフの関係を満たし
て配置されている。又、25は変調された信号を同期検
出するための同期検出器、26は信号処理系である。
を表す図である。また、図2は走査光学系及び検出光学
系を中心とした構成の斜視図である。図1において1は
直線偏光レーザビームを生成するレーザ光源、2はレー
ザビームを適当なビーム径に変換するためのコリメータ
光学系、3はフィルタ系、4,8,9,14はミラー、
5は分波器(偏光ビームスプリッタ)、6a,6bはレ
ーザ光を適当なシフト周波数で変調するための音響光学
素子、7a,7bは各音響光学素子を駆動するドライ
バ、10は合波器(偏光ビームスプリッタ)、11は直
線編光を円偏光に変換するためのλ/4板、12は偏光
子であり、以上の部材により光源部を構成している。1
3はハーフミラーである。15はポリゴンミラー、16
はfθレンズ系で、部材15及び16によって走査光学
系を構成している。18は検査面でありレチクルやマス
ク等の原版である。17は検査面18上の走査スポッ
ト、19は原版を載置して所定方向(図中、矢印方向)
に移動させるためのステージ系である。20,23は集
光レンズ系、21は特定の偏光成分を通過させる偏光子
などのフィルタ系、22,24は光電検出器である。集
光レンズ系20は走査領域全体を光電検出器22の検出
面に結像するように、シャインプルーフの関係を満たし
て配置されている。又、25は変調された信号を同期検
出するための同期検出器、26は信号処理系である。
【0012】レーザ光源1からのレーザビームはコリメ
ータ光学系2で適当なビーム径に変換し、NDフィルタ
や偏光子を含むフィルタ系3で強度減衰して、検査に最
適な強度のレーザビーム31とする。このレーザビーム
31は偏光ビームスプリッタ等の分波器5によって、S
偏光レーザ32aとP偏光レーザ32bとに分けられ
る。このうちS偏光レーザ32aはドライバ7aにより
駆動される音響光学素子6aにより、シフト周波数ω1
で変調される。同様にP偏光レーザ32bは、ドライバ
7bにより駆動される音響光学素子6bによりシフト周
波数ω2で変調される。これら変調された2つの直線偏
光レーザは偏光ビームスプリッタ等の合波器10にて合
波されレーザビーム33となる。レーザビーム33は互
いに偏光方向が直交し且つ互いに相対的に周波数Δω
(=|ω1−ω2|)だけ異なる2つの直線偏光からな
る。
ータ光学系2で適当なビーム径に変換し、NDフィルタ
や偏光子を含むフィルタ系3で強度減衰して、検査に最
適な強度のレーザビーム31とする。このレーザビーム
31は偏光ビームスプリッタ等の分波器5によって、S
偏光レーザ32aとP偏光レーザ32bとに分けられ
る。このうちS偏光レーザ32aはドライバ7aにより
駆動される音響光学素子6aにより、シフト周波数ω1
で変調される。同様にP偏光レーザ32bは、ドライバ
7bにより駆動される音響光学素子6bによりシフト周
波数ω2で変調される。これら変調された2つの直線偏
光レーザは偏光ビームスプリッタ等の合波器10にて合
波されレーザビーム33となる。レーザビーム33は互
いに偏光方向が直交し且つ互いに相対的に周波数Δω
(=|ω1−ω2|)だけ異なる2つの直線偏光からな
る。
【0013】なお、本実施例では音響光学素子を2個用
いたが、音響光学素子を1個だけ用いてレーザ32aと
32bのどちらか一方を周波数Δωで変調する構成とし
ても良い。又、2周波ゼーマンレーザを用いたり、半導
体レーザの注入電流を変調することでも上記レーザビー
ム33と同じ性質の光を得ることができる。
いたが、音響光学素子を1個だけ用いてレーザ32aと
32bのどちらか一方を周波数Δωで変調する構成とし
ても良い。又、2周波ゼーマンレーザを用いたり、半導
体レーザの注入電流を変調することでも上記レーザビー
ム33と同じ性質の光を得ることができる。
【0014】レーザビーム33は、λ/4板11を通過
することによって、直線偏光から円偏光に変換され、周
波数ω1とω2の互いに逆方向に回転する2つの円偏光
レーザが合成されたものとなる。そして、方位軸が所定
方向(ここではS偏光方向)に設定された偏光子12を
更に通過することで偏光方向が揃えられ、これによって
偏光方向が一致した周波数ω1とω2の光が合成された
直線偏光レーザ34が得られる。
することによって、直線偏光から円偏光に変換され、周
波数ω1とω2の互いに逆方向に回転する2つの円偏光
レーザが合成されたものとなる。そして、方位軸が所定
方向(ここではS偏光方向)に設定された偏光子12を
更に通過することで偏光方向が揃えられ、これによって
偏光方向が一致した周波数ω1とω2の光が合成された
直線偏光レーザ34が得られる。
【0015】次に、このレーザビーム34はハーフミラ
ー13によって2つに分岐される。ハーフミラー13で
反射した一方のレーザビームは、集光レンズ23により
光電検出器24の光電変換面に集光される。集光された
レーザは集光位置において光ヘテロダイン干渉によって
光ビートを発生するので、光電検出器によって周波数Δ
ωのビート信号が検出される。この信号は同期検出器2
5での同期検出における参照信号として用いられる。
ー13によって2つに分岐される。ハーフミラー13で
反射した一方のレーザビームは、集光レンズ23により
光電検出器24の光電変換面に集光される。集光された
レーザは集光位置において光ヘテロダイン干渉によって
光ビートを発生するので、光電検出器によって周波数Δ
ωのビート信号が検出される。この信号は同期検出器2
5での同期検出における参照信号として用いられる。
【0016】一方、ハーフミラー13を透過した他方の
レーザビームは、ポリゴンミラー15とfθレンズ系1
6から構成される走査光学系に導入される。そしてこの
走査光学系で偏向されたレーザビーム35は、検査面1
8上に収束されて走査スポット17を形成する。走査ス
ポット17はポリゴンミラー15の回転に伴い、図1の
紙面に対して垂直な方向に移動することで検査面18の
表面を光走査する。同時に、ステージ19は該光走査方
向と直交する方向に検査面18を移動させることによ
り、二次元的に検査面の走査がなされる。図2はこの二
次元走査の様子を分かりやすく表わした斜視図である。
レーザビームは、ポリゴンミラー15とfθレンズ系1
6から構成される走査光学系に導入される。そしてこの
走査光学系で偏向されたレーザビーム35は、検査面1
8上に収束されて走査スポット17を形成する。走査ス
ポット17はポリゴンミラー15の回転に伴い、図1の
紙面に対して垂直な方向に移動することで検査面18の
表面を光走査する。同時に、ステージ19は該光走査方
向と直交する方向に検査面18を移動させることによ
り、二次元的に検査面の走査がなされる。図2はこの二
次元走査の様子を分かりやすく表わした斜視図である。
【0017】ここで走査スポット17近傍の様子を図3
を用いて詳細に説明する。同図において、52はfθレ
ンズ系16によって決まる焦点深度、53は走査方向、
54は強度変調される干渉領域である。fθレンズ系1
6から射出されるレーザ35は、互いに異なる周波数ω
1,ω2を持ち且つ偏光方向が揃った2つの直線偏光レ
ーザが合成されたものである。このレーザ35は検査面
上で収束して走査スポット17となるように設計されて
おり、走査スポット位置において直線偏光レーザ同士が
光ヘテロダイン干渉を起こす。光ヘテロダイン干渉を起
こす領域54は、fθレンズ系の焦点深度52に依存し
ており、本実施例では数10μmオーダーの長さであ
る。この干渉領域54においては、光ヘテロダイン干渉
がワンカラー条件で起こる結果、走査スポット17の強
度はビート周波数Δωで変調され、図4に示すように正
弦波状(周期Δt=1/Δω)に明暗を繰り返したもの
となる。すなわち走査スポット17は実質的に周波数Δ
ωで強度変調されていると考えることができる。このよ
うに、光ヘテロダイン干渉によってレーザ35が強度変
調される領域は微小な領域54のみであり、レーザ光源
1から領域54手前までの区間では実質的には強度変調
されていない。よって、仮にこの強度変調されていない
区間において、光学部品等から迷光が発生したとして
も、その迷光は強度変調はされないためΔωの周波数成
分は持たず、後述するΔωの同期検出によって迷光のノ
イズを排除することができる。
を用いて詳細に説明する。同図において、52はfθレ
ンズ系16によって決まる焦点深度、53は走査方向、
54は強度変調される干渉領域である。fθレンズ系1
6から射出されるレーザ35は、互いに異なる周波数ω
1,ω2を持ち且つ偏光方向が揃った2つの直線偏光レ
ーザが合成されたものである。このレーザ35は検査面
上で収束して走査スポット17となるように設計されて
おり、走査スポット位置において直線偏光レーザ同士が
光ヘテロダイン干渉を起こす。光ヘテロダイン干渉を起
こす領域54は、fθレンズ系の焦点深度52に依存し
ており、本実施例では数10μmオーダーの長さであ
る。この干渉領域54においては、光ヘテロダイン干渉
がワンカラー条件で起こる結果、走査スポット17の強
度はビート周波数Δωで変調され、図4に示すように正
弦波状(周期Δt=1/Δω)に明暗を繰り返したもの
となる。すなわち走査スポット17は実質的に周波数Δ
ωで強度変調されていると考えることができる。このよ
うに、光ヘテロダイン干渉によってレーザ35が強度変
調される領域は微小な領域54のみであり、レーザ光源
1から領域54手前までの区間では実質的には強度変調
されていない。よって、仮にこの強度変調されていない
区間において、光学部品等から迷光が発生したとして
も、その迷光は強度変調はされないためΔωの周波数成
分は持たず、後述するΔωの同期検出によって迷光のノ
イズを排除することができる。
【0018】図5は走査スポットが形成される検査面に
異物や欠陥が存在する場合の拡大図である。62は異
物、63は異物からの散乱光、64は回路パターン等の
エッジ部分からの散乱光、65は検出系である。走査光
学系からのレーザ光35は検査面18に対して角度φで
入射され、検査面上で収束し走査スポットを形成する。
一方、検出系65は、レーザ光35の入射方向に対して
図示するように角度β,θの方向で検出するように配置
される。この検出方向は、異物62以外からの散乱光
(例えば回路パターンからの回折散乱光)がなるべく小
さくなる角度を選定する。本実施例では図2に示すよう
に、検査面上への入射光方向に対して側方方向に検出系
を配置した。ここで検出系は、集光レンズ系20によっ
て検査面18上の走査領域が光電検出器22の検出面に
像として結像されるように、シャインプルーフの関係を
満たしている。
異物や欠陥が存在する場合の拡大図である。62は異
物、63は異物からの散乱光、64は回路パターン等の
エッジ部分からの散乱光、65は検出系である。走査光
学系からのレーザ光35は検査面18に対して角度φで
入射され、検査面上で収束し走査スポットを形成する。
一方、検出系65は、レーザ光35の入射方向に対して
図示するように角度β,θの方向で検出するように配置
される。この検出方向は、異物62以外からの散乱光
(例えば回路パターンからの回折散乱光)がなるべく小
さくなる角度を選定する。本実施例では図2に示すよう
に、検査面上への入射光方向に対して側方方向に検出系
を配置した。ここで検出系は、集光レンズ系20によっ
て検査面18上の走査領域が光電検出器22の検出面に
像として結像されるように、シャインプルーフの関係を
満たしている。
【0019】図1に戻って、走査スポット17内の異物
や欠陥によって散乱光が生じると、この散乱光の強度は
走査スポットの強度変調周波数Δωと同期して変調され
たものとなる。この強度変調された散乱光36は、上記
説明したような最適な検出方向に配置された集光レンズ
20によって取り込まれ、偏光子等のフィルタ系21を
によって特定方向の偏光方向成分を通して光電検出器2
2で検出される。このフィルタ系21は、回路パターン
からの散乱光(入射レーザ光の偏光方向に応じた特定方
向の偏光面を持つ)を排除して、異物や欠陥からの散乱
光(偏光解消により様々な偏光面を持つ)の一部を選択
的に通過させる役割を持ち、回路パターンの影響を低減
させS/N比の向上に寄与する。光電検出器22により
検出された散乱光の検出信号は同期検出器25に入力さ
れる。同期検出器25には先に説明したように光電検出
器24からの周波数Δωの参照信号も入力されており、
この参照信号に同期させながら散乱光の検出信号の周波
数Δωの成分のみを検出する。そして同期検出器25で
得られた信号を基に、信号処理系26にて異物や欠陥の
有無の判定や、データの記憶・表示等の処理が行なわれ
る。
や欠陥によって散乱光が生じると、この散乱光の強度は
走査スポットの強度変調周波数Δωと同期して変調され
たものとなる。この強度変調された散乱光36は、上記
説明したような最適な検出方向に配置された集光レンズ
20によって取り込まれ、偏光子等のフィルタ系21を
によって特定方向の偏光方向成分を通して光電検出器2
2で検出される。このフィルタ系21は、回路パターン
からの散乱光(入射レーザ光の偏光方向に応じた特定方
向の偏光面を持つ)を排除して、異物や欠陥からの散乱
光(偏光解消により様々な偏光面を持つ)の一部を選択
的に通過させる役割を持ち、回路パターンの影響を低減
させS/N比の向上に寄与する。光電検出器22により
検出された散乱光の検出信号は同期検出器25に入力さ
れる。同期検出器25には先に説明したように光電検出
器24からの周波数Δωの参照信号も入力されており、
この参照信号に同期させながら散乱光の検出信号の周波
数Δωの成分のみを検出する。そして同期検出器25で
得られた信号を基に、信号処理系26にて異物や欠陥の
有無の判定や、データの記憶・表示等の処理が行なわれ
る。
【0020】同期検出器25は、例えばロックインアン
プであり、周波数Δωの参照信号に同期して、散乱光検
出信号から周波数Δωの成分を持つ信号だけを検出する
ものである。又、同期検出器25は、高い周波数選択性
を持つ周波数フィルタと検波回路の組み合せにより構成
することも可能であり、この場合には参照信号を入力す
る必要はなくなる。
プであり、周波数Δωの参照信号に同期して、散乱光検
出信号から周波数Δωの成分を持つ信号だけを検出する
ものである。又、同期検出器25は、高い周波数選択性
を持つ周波数フィルタと検波回路の組み合せにより構成
することも可能であり、この場合には参照信号を入力す
る必要はなくなる。
【0021】図6は光電検出器22で得られる散乱光の
検出信号の例であり、異物や欠陥が存在した場合の信号
波形を示している。71は信号強度を表す曲線、72は
包絡線、73はノイズレベルである。走査スポット17
が周波数Δωで強度変調されているので、散乱光強度も
これに応じて曲線71のようにΔω(=1/Δt)で変
調されたものとなる。同期検出器25及び信号処理系2
6では包絡線72のような信号を求めてノイズレベル7
3を考慮した上で異物や欠陥の認識を行なう。ここで異
物や欠陥による散乱光が生じる時間幅ΔTは、図7に示
すように走査スポット17のサイズと、このスポット1
7が検査面18上を走査する速度によって決まる。すな
わち図7にて走査スポット17の端が異物62にかかっ
てから、走査速度vで移動し、スポット17′の位置に
来るまでの時間が、図6における信号時間幅ΔTであ
る。
検出信号の例であり、異物や欠陥が存在した場合の信号
波形を示している。71は信号強度を表す曲線、72は
包絡線、73はノイズレベルである。走査スポット17
が周波数Δωで強度変調されているので、散乱光強度も
これに応じて曲線71のようにΔω(=1/Δt)で変
調されたものとなる。同期検出器25及び信号処理系2
6では包絡線72のような信号を求めてノイズレベル7
3を考慮した上で異物や欠陥の認識を行なう。ここで異
物や欠陥による散乱光が生じる時間幅ΔTは、図7に示
すように走査スポット17のサイズと、このスポット1
7が検査面18上を走査する速度によって決まる。すな
わち図7にて走査スポット17の端が異物62にかかっ
てから、走査速度vで移動し、スポット17′の位置に
来るまでの時間が、図6における信号時間幅ΔTであ
る。
【0022】なお、強度変調周期Δtは、異物や欠陥に
よる散乱光が生じる時間ΔTよりも小さいことが必要で
ある。例えば、Δt<ΔT/5となるように走査速度v
と周波数Δωを選定するのが好ましい。つまり光走査周
波数をωscanとすると Δω > 5ωscan の関係になるように、レーザのシフト周波数とポリゴン
ミラーの回転数を選定する。
よる散乱光が生じる時間ΔTよりも小さいことが必要で
ある。例えば、Δt<ΔT/5となるように走査速度v
と周波数Δωを選定するのが好ましい。つまり光走査周
波数をωscanとすると Δω > 5ωscan の関係になるように、レーザのシフト周波数とポリゴン
ミラーの回転数を選定する。
【0023】なお、以上の実施例では異物や欠陥を判別
するために散乱光を検出する例を示したが、同様に光照
射位置から散乱される蛍光を検出することで異物や欠陥
を検査する方式にも本発明を適用することができる。す
なわち発生する蛍光強度は照射光の強度に応じたものな
ので、照射光の強度変調に同期して蛍光を検出すること
で高いS/N比で異物や欠陥の検査が行なえる。
するために散乱光を検出する例を示したが、同様に光照
射位置から散乱される蛍光を検出することで異物や欠陥
を検査する方式にも本発明を適用することができる。す
なわち発生する蛍光強度は照射光の強度に応じたものな
ので、照射光の強度変調に同期して蛍光を検出すること
で高いS/N比で異物や欠陥の検査が行なえる。
【0024】以上の本実施例によれば以下の効果が得ら
れる。 (1)走査スポット部以外からの迷光は強度変調されて
いないことから、同期検出によりノイズを大幅に低減さ
せることができる。 (2)変調信号を同期検出することで、光電検出器のシ
ョットノイズ等の1/fノイズによる測定信号への悪影
響を排除し、微弱な異物からの散乱光を高いS/N比で
検出することができる。 (3)光ヘテロダイン干渉によって走査光を強度変調し
ているため、高い変調周波数(例えば数十Mz)を容易
に得ることができ、高い走査速度に対応できる。 すなわち面検査を高速に行なうことができる。
れる。 (1)走査スポット部以外からの迷光は強度変調されて
いないことから、同期検出によりノイズを大幅に低減さ
せることができる。 (2)変調信号を同期検出することで、光電検出器のシ
ョットノイズ等の1/fノイズによる測定信号への悪影
響を排除し、微弱な異物からの散乱光を高いS/N比で
検出することができる。 (3)光ヘテロダイン干渉によって走査光を強度変調し
ているため、高い変調周波数(例えば数十Mz)を容易
に得ることができ、高い走査速度に対応できる。 すなわち面検査を高速に行なうことができる。
【0025】<実施例2>図8は本発明の第2の実施例
の構成図であり、図中、図1と同一の符号は同一の部材
を表わす。本実施例は図1及び図2の実施例と基本原理
は同じであるが、光源部の構成を変えている。40は分
波器であるハーフミラー、41は合波器であるハーフミ
ラー、42は強度設定のためのフィルタ系である。本実
施例は、レーザを分割して互いに異なるシフト周波数で
変調する際に、ハーフミラー40を用いているため分割
された光は偏光方向が揃っている。変調された光はハー
フミラー41で合波する。合波された光は先の図1のレ
ーザ34と同様、周波数ω1、ω2 で且つ偏光方向が揃
った直線偏光レーザである。ハーフミラー41によって
2分された一方は光電検出器24で参照光として検出さ
れ、他方はフィルタ系42を介して走査光学系へ導かれ
る。本実施例ではハーフミラーを用いているため、先の
実施例のようなλ/4板や偏光子を必要としない構成と
なっている。
の構成図であり、図中、図1と同一の符号は同一の部材
を表わす。本実施例は図1及び図2の実施例と基本原理
は同じであるが、光源部の構成を変えている。40は分
波器であるハーフミラー、41は合波器であるハーフミ
ラー、42は強度設定のためのフィルタ系である。本実
施例は、レーザを分割して互いに異なるシフト周波数で
変調する際に、ハーフミラー40を用いているため分割
された光は偏光方向が揃っている。変調された光はハー
フミラー41で合波する。合波された光は先の図1のレ
ーザ34と同様、周波数ω1、ω2 で且つ偏光方向が揃
った直線偏光レーザである。ハーフミラー41によって
2分された一方は光電検出器24で参照光として検出さ
れ、他方はフィルタ系42を介して走査光学系へ導かれ
る。本実施例ではハーフミラーを用いているため、先の
実施例のようなλ/4板や偏光子を必要としない構成と
なっている。
【0026】なお上記の実施例1、実施例2では共に、
光ヘテロダイン干渉によって検査面に照射されるレーザ
光を強度変調しているため、例えば数十MHzといった
高い変調周波数を容易に得ることができるが、構成をよ
り簡略化するには、音響光学素子やチョッパなどの変調
素子を光路中に配置して強度変調したり、あるいは光源
自体を制御して発光強度を変調する方法をとることもで
きる。
光ヘテロダイン干渉によって検査面に照射されるレーザ
光を強度変調しているため、例えば数十MHzといった
高い変調周波数を容易に得ることができるが、構成をよ
り簡略化するには、音響光学素子やチョッパなどの変調
素子を光路中に配置して強度変調したり、あるいは光源
自体を制御して発光強度を変調する方法をとることもで
きる。
【0027】<実施例3>図9は半導体ウエハ上にレチ
クルやフォトマスク等の原版の回路パターンを焼付けて
半導体デバイスを製造する製造システムの実施例を示す
図である。システムは大まかに、露光装置、原版収納装
置、原版検査装置、コントローラを有し、これらはクリ
ーンルーム内に配置される。
クルやフォトマスク等の原版の回路パターンを焼付けて
半導体デバイスを製造する製造システムの実施例を示す
図である。システムは大まかに、露光装置、原版収納装
置、原版検査装置、コントローラを有し、これらはクリ
ーンルーム内に配置される。
【0028】901はエキシマレーザのような遠紫外光
源であり、902は照明系ユニットであって、露光位置
E.P.にセットされた原版を上部から同時(一括)に
所定のNA(開口数)で照明する働きを持つ。909は
原版上に形成された回路パターンをシリコン基板等のウ
エハ910上に転写するための超高解像度レンズ系(も
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911のステップ送りに従って1ショット毎ずらし
ながら露光を繰り返す。900は露光動作に先立って原
版とウエハを位置合わせするためのアライメント光学系
であり、少なくとも1つの原版観察用顕微鏡系を有して
いる。以上の部材によって露光装置が構成されている。
源であり、902は照明系ユニットであって、露光位置
E.P.にセットされた原版を上部から同時(一括)に
所定のNA(開口数)で照明する働きを持つ。909は
原版上に形成された回路パターンをシリコン基板等のウ
エハ910上に転写するための超高解像度レンズ系(も
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911のステップ送りに従って1ショット毎ずらし
ながら露光を繰り返す。900は露光動作に先立って原
版とウエハを位置合わせするためのアライメント光学系
であり、少なくとも1つの原版観察用顕微鏡系を有して
いる。以上の部材によって露光装置が構成されている。
【0029】一方、914は原版収納装置であり、内部
に複数の原版を収納する。913は原版検査装置であ
り、先の実施例の構成を含んでいる。この原版検査装置
913は、選択された原版が原版収納装置914から引
き出されて露光位置E.P.にセットされる前に原版上
の異物検査を行なうもので、異物検査の原理及び動作に
ついては前述の実施例と同一である。コントローラ91
8はシステム全体のシーケンスを制御するためのもの
で、原版収納装置914、原版検査装置913の動作指
令、並びに露光装置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等のシーケンス等を制御す
る。
に複数の原版を収納する。913は原版検査装置であ
り、先の実施例の構成を含んでいる。この原版検査装置
913は、選択された原版が原版収納装置914から引
き出されて露光位置E.P.にセットされる前に原版上
の異物検査を行なうもので、異物検査の原理及び動作に
ついては前述の実施例と同一である。コントローラ91
8はシステム全体のシーケンスを制御するためのもの
で、原版収納装置914、原版検査装置913の動作指
令、並びに露光装置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等のシーケンス等を制御す
る。
【0030】以下、本実施例のシステムを用いた半導体
デバイスの製造工程を示す。まず、原版収納装置914
から使用する原版を取り出し原版検査装置913にセッ
トする。次に、原版検査装置914で原版上の異物検査
を行なう。検査の結果、異物が無いことが確認されたら
この原版を露光装置の露光位置E.P.にセットする。
次に、移動ステージ911上に被露光体である半導体ウ
エハ910をセットする。そしてステップ&リピート方
式によって移動ステージ911のステップ送りに従って
1ショット毎ずらしながら半導体ウエハの各領域に原版
パターンを縮小投影して露光を繰り返す。1枚の半導体
ウエハ上に露光が済んだら、これを収容して新たな半導
体ウエハを供給し、同様にステップ&リピート方式で原
版パターンの露光を繰り返す。
デバイスの製造工程を示す。まず、原版収納装置914
から使用する原版を取り出し原版検査装置913にセッ
トする。次に、原版検査装置914で原版上の異物検査
を行なう。検査の結果、異物が無いことが確認されたら
この原版を露光装置の露光位置E.P.にセットする。
次に、移動ステージ911上に被露光体である半導体ウ
エハ910をセットする。そしてステップ&リピート方
式によって移動ステージ911のステップ送りに従って
1ショット毎ずらしながら半導体ウエハの各領域に原版
パターンを縮小投影して露光を繰り返す。1枚の半導体
ウエハ上に露光が済んだら、これを収容して新たな半導
体ウエハを供給し、同様にステップ&リピート方式で原
版パターンの露光を繰り返す。
【0031】露光の済んだ露光済半導体ウエハは本シス
テムとは別に設けられた装置で現像やエッチングなどの
処理がなされる。この後にダイシング、ワイヤボンディ
ング、パッケージング等のアッセンブリ工程を経て、半
導体デバイスが製造される。本実施例によれば、従来は
製造が難しかった非常に微細な回路パターンを有する高
集積度半導体デバイスを製造することができる。
テムとは別に設けられた装置で現像やエッチングなどの
処理がなされる。この後にダイシング、ワイヤボンディ
ング、パッケージング等のアッセンブリ工程を経て、半
導体デバイスが製造される。本実施例によれば、従来は
製造が難しかった非常に微細な回路パターンを有する高
集積度半導体デバイスを製造することができる。
【0032】<実施例4>図10は半導体デバイスを製
造するための原版の洗浄検査システムの実施例を示す図
である。システムは大まかに、原版収納装置、洗浄装
置、乾燥装置、検査装置、コントローラを有し、これら
はクリーンチャンバ内に配置される。
造するための原版の洗浄検査システムの実施例を示す図
である。システムは大まかに、原版収納装置、洗浄装
置、乾燥装置、検査装置、コントローラを有し、これら
はクリーンチャンバ内に配置される。
【0033】920は原版収納装置であり、内部に複数
の原版を収納し洗浄すべき原版を供給する。921は洗
浄装置であり、純水によって原版の洗浄を行なう。92
2は乾燥装置であり、洗浄された原版を乾燥させる。9
23は原版検査装置であり、先の実施例の構成を含み洗
浄された原版上の異物検査を行なう。924はコントロ
ーラでシステム全体のシーケンス制御を行なう。
の原版を収納し洗浄すべき原版を供給する。921は洗
浄装置であり、純水によって原版の洗浄を行なう。92
2は乾燥装置であり、洗浄された原版を乾燥させる。9
23は原版検査装置であり、先の実施例の構成を含み洗
浄された原版上の異物検査を行なう。924はコントロ
ーラでシステム全体のシーケンス制御を行なう。
【0034】以下、動作について説明する。まず、原版
収納装置920から洗浄すべき原版を取り出し、これを
洗浄装置921に供給する。洗浄装置921で洗浄され
た原版は乾燥装置922に送られて乾燥させる。乾燥が
済んだら検査装置923に送られ、検査装置923にお
いては先の実施例の方法を用いて原版上の異物を検査す
る。検査の結果、異物が確認されなければ、原版を原版
収納装置920に戻す。又、異物が確認された場合は、
この原版を洗浄装置921に戻して洗浄・乾燥動作を行
なった後に再度検査を行ない、異物が完全に除去される
までこれを繰り返す。そして完全に洗浄がなされた原版
を原版収納装置920に戻す。
収納装置920から洗浄すべき原版を取り出し、これを
洗浄装置921に供給する。洗浄装置921で洗浄され
た原版は乾燥装置922に送られて乾燥させる。乾燥が
済んだら検査装置923に送られ、検査装置923にお
いては先の実施例の方法を用いて原版上の異物を検査す
る。検査の結果、異物が確認されなければ、原版を原版
収納装置920に戻す。又、異物が確認された場合は、
この原版を洗浄装置921に戻して洗浄・乾燥動作を行
なった後に再度検査を行ない、異物が完全に除去される
までこれを繰り返す。そして完全に洗浄がなされた原版
を原版収納装置920に戻す。
【0035】この後に、この洗浄された原版を露光装置
にセットして、半導体ウエハ上に原版の回路パターンを
焼付けて半導体デバイスを製造する。これによって従来
は製造が難しかった非常に微細な回路パターンを有する
高集積度半導体デバイスを製造することができる。
にセットして、半導体ウエハ上に原版の回路パターンを
焼付けて半導体デバイスを製造する。これによって従来
は製造が難しかった非常に微細な回路パターンを有する
高集積度半導体デバイスを製造することができる。
【0036】
【発明の効果】本発明によれば、従来は検出が難しかっ
た微小な異物や欠陥などを、高いS/N比で検出するこ
とができる。又、本発明をデバイス製造に応用すれば、
従来は製造が難しかった高集積度デバイスを製造するこ
とができる。
た微小な異物や欠陥などを、高いS/N比で検出するこ
とができる。又、本発明をデバイス製造に応用すれば、
従来は製造が難しかった高集積度デバイスを製造するこ
とができる。
【図1】本発明の第1実施例の構成図である。
【図2】走査光学系及び検出光学系を中心とした構成の
斜視図である。
斜視図である。
【図3】走査スポット部分近傍の様子の説明図である。
【図4】走査スポットでの強度変調の波形を示す図であ
る。
る。
【図5】走査スポット周辺の拡大図である。
【図6】検出される散乱光信号を表す図である。
【図7】異物を走査する時間幅の説明図である。
【図8】本発明の第2実施例の構成図である。
【図9】半導体製造システムの実施例の構成図である。
【図10】原版洗浄検査システムの実施例の構成図であ
る。
る。
【図11】従来の検査装置の構成図である。
1 レーザ光源 2 コリメータ光学系 3 フィルタ系 5 分波器(偏光ビームスプリッタ) 6a,6b 音響光学素子 10 合波器(偏光ビームスプリッタ) 11 λ/4板 12 偏光子 15 ポリゴンミラー 16 fθレンズ系 20,23 集光レンズ系 21 偏光子 22,24 光電検出器 25 同期検出器 26 信号処理系
フロントページの続き (72)発明者 吉井 実 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 (72)発明者 野瀬 哲志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内
Claims (8)
- 【請求項1】 検査位置に照射される光ビームを変調す
る変調手段と、 該検査位置で散乱される光を、前記変調に同期して検出
する検出手段を有することを特徴とする検査装置。 - 【請求項2】 前記光ビームによって検査面を走査する
走査手段を有する請求項1の検査装置。 - 【請求項3】 前記検出手段は光ビームの入射方向に対
して側方方向に散乱される光を検出する請求項1の検査
装置。 - 【請求項4】 前記変調手段は、互いに周波数が異なる
2つの光束同士を光ヘテロダイン干渉させることで強度
変調する請求項1又は2の検査装置。 - 【請求項5】 露光パターンが形成された原版を検査す
るための請求項1又は請求項2の検査装置と、該検査装
置で検査された原版の露光パターンを被露光体に露光す
るための露光装置とを有することを特徴とする露光シス
テム。 - 【請求項6】 原版を洗浄するための洗浄装置と、該洗
浄装置で洗浄した原版を検査する請求項1又は請求項2
の検査装置とを有することを特徴とする原版洗浄検査シ
ステム。 - 【請求項7】 請求項1又は請求項2の検査装置で転写
パターンが形成された原版を検査するステップと、検査
された原版の回路パターンを被転写物に露光転写するス
テップを有することを特徴とするデバイス製造方法。 - 【請求項8】 請求項7の製造方法で製造されたことを
特徴とするデバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05018849A JP3101459B2 (ja) | 1992-11-16 | 1993-02-05 | 検査装置とこれを用いたシステム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30542392 | 1992-11-16 | ||
| JP4-305423 | 1992-11-16 | ||
| JP05018849A JP3101459B2 (ja) | 1992-11-16 | 1993-02-05 | 検査装置とこれを用いたシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201601A true JPH06201601A (ja) | 1994-07-22 |
| JP3101459B2 JP3101459B2 (ja) | 2000-10-23 |
Family
ID=26355580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05018849A Expired - Fee Related JP3101459B2 (ja) | 1992-11-16 | 1993-02-05 | 検査装置とこれを用いたシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3101459B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086050A (ja) * | 2005-02-18 | 2007-04-05 | Hoya Corp | 透光性材料からなる透光性物品の検査方法、ガラス基板の欠陥検査方法及び装置、マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及び露光用マスクの製造方法、並びに、マスクブランク用ガラス基板、マスクブランク、露光用マスク、及び半導体装置の製造方法 |
| US8107063B2 (en) | 2005-02-18 | 2012-01-31 | Hoya Corporation | Transparent article |
| WO2012108306A1 (ja) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 異物検出装置及び異物検出方法 |
| JP2023508115A (ja) * | 2019-12-31 | 2023-02-28 | エーエスエムエル ホールディング エヌ.ブイ. | 汚染検出計測システム、リソグラフィ装置、それらの方法 |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP05018849A patent/JP3101459B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007086050A (ja) * | 2005-02-18 | 2007-04-05 | Hoya Corp | 透光性材料からなる透光性物品の検査方法、ガラス基板の欠陥検査方法及び装置、マスクブランク用ガラス基板の製造方法、マスクブランクの製造方法、及び露光用マスクの製造方法、並びに、マスクブランク用ガラス基板、マスクブランク、露光用マスク、及び半導体装置の製造方法 |
| US8107063B2 (en) | 2005-02-18 | 2012-01-31 | Hoya Corporation | Transparent article |
| WO2012108306A1 (ja) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 異物検出装置及び異物検出方法 |
| JPWO2012108306A1 (ja) * | 2011-02-10 | 2014-07-03 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 異物検出装置及び異物検出方法 |
| US9164042B2 (en) | 2011-02-10 | 2015-10-20 | Hitachi High-Technologies Corporation | Device for detecting foreign matter and method for detecting foreign matter |
| JP2023508115A (ja) * | 2019-12-31 | 2023-02-28 | エーエスエムエル ホールディング エヌ.ブイ. | 汚染検出計測システム、リソグラフィ装置、それらの方法 |
| US11803119B2 (en) | 2019-12-31 | 2023-10-31 | Asml Holding N.V. | Contaminant detection metrology system, lithographic apparatus, and methods thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3101459B2 (ja) | 2000-10-23 |
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