JPS63238454A - 異物検査方法 - Google Patents

異物検査方法

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JPS63238454A
JPS63238454A JP7153687A JP7153687A JPS63238454A JP S63238454 A JPS63238454 A JP S63238454A JP 7153687 A JP7153687 A JP 7153687A JP 7153687 A JP7153687 A JP 7153687A JP S63238454 A JPS63238454 A JP S63238454A
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pellicle
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Shoichi Horiuchi
堀内 昭一
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

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〕 本発明は異物検査装置に係り、特にペリクル膜を装着し
た状態のレティクルまたはマスクなどの基板表面に付着
した異物の有無を検査するのに好適な異物検査装置に関
するものである。
〔従来の技術〕
従来の装置は、特開昭59−82727号公報に記載の
ように、ペリクル装着状態で基板上の異物を検出するの
に有効なものであった。しかし、ペリクルの種類あるい
は膜厚のばらつきによる透過率の相異を補償する点につ
いては配慮されていなかった。なお、この種の装置に関
連するものには特開昭59−82726号公報もある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来技術は、ペリクルの種類あるいは膜厚のばらつ
きによる透過率の相異が補償されておらず、精度につい
て問題があった。
本発明の目的は、ペリクルの種類あるいは膜厚のばらつ
きによる透過率の違いを補償し、高精度に異物の有無を
検査することができる異物検査装置を提供することにあ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、ペリクル膜を装着したレティクルあるいは
マスク等の基板を検査す乞前に、金属材料で構成された
ペリクル膜の枠あるいは基板上に形成された凹部あるい
は凸部にペリクル膜を通してレーザ光を照射して散乱光
を検出し、ペリクル膜の透過率の違いによる検出値の違
いを自動校正できるようにするとともに、露光波長領域
の短波長レーザを用いることにより透過率の低下を改善
するようにして達成するようにした。
〔作用〕
基板上の異物の付着の有無を検査する場合、ペリクル膜
を通してレーザ光を照射して異物からの散乱光を受光し
て異物を検査するようにしているが、ペリクル膜の種類
あるいは膜厚の違いによりレーザ光の透過率が違うので
、あらかじめペリクル膜の透過率を測定して、それによ
り基板上の異物の検出値を校正するようにしたので、高
精度で異物の有無を検査できる。
〔実施例〕
以下本発明を第1図〜第6図に示した実施例を用いて詳
細に説明する。
第1図は本発明の異物検査装置の検出系の一実施例を示
す構成図で、第1図はペリクル装着状態の基板にレーザ
光を照射し、基板上に付着した異物を検出する装置の検
出系の構成を示している。
第1図において、レティクルあるいはマスク等の基板4
の上面及び下面にペリクル膜(厚さ0.8基板4から数
mm〜10mm前後離して装着される。
ここで、ペリクル膜1を用いる目的は、基板4の表面に
ごみなどの異物が付着するのを防止することと、露光の
転写ぼけによりペリクル膜1上に付着した微小異物が露
光上無害となる効果があることるよるが(ただし、同サ
イズの異物でも基板4に付着している場合は有害である
)、基板4の洗浄の不適あるいはペリクル膜1の内面に
付着している異物の落下などがあり、基板4への異物付
着の問題は以前として残っている。このことがペリクル
膜1の装着後においても基板4の異物検査を必要とする
ゆえんである。そこで図に示す如く、レーザ光源5から
発するレーザ光をガルバノミラ−6に導き、レーザ光を
7aを中心として7b〜7cの範囲に走査し、基板4の
上面でYlおよびYzの線上を走査するようにする。さ
らに同一光源5から発するレーザ光を通常の光学手段で
反対側に導き、レーザ光を8aの方向(7aとは180
度異なる方向)から基板4の上面に照射し、上記と同様
の手段で走査する。また、基板4の下面側についてもレ
ーザ光を9a及び10a方向からそれぞれ照射し、上記
と同様の手段で下面で走査する。ここでレーザ光7a、
9aは走査領域全体の半分のYL 、Yzから内側の領
域の走査を分担し、8a、10aはYt 、Yzから手
前側半分の領域の走査を分担する。
一方、受光系は上面側のYl側を走査する過程で異物か
ら発生する散乱光11aを受光するための光電素子11
を配置し、Y2側を走査する過程で異物から発生する散
乱光12aを受光するための光電素子12を配置する。
下面側の受光系についても上記と同様にYl側の散乱光
13aを光電素子13で受光し、Yl側の散乱光14a
を光電素子14で受光するように構成する。ここでレー
ザ光を基板4の上面及び下面にそれぞれ2方向から走査
し、さらに2個づつの光電素子で受光する如く構成する
理由は、ペリクル膜1の枠2及び3の影響を受けずに基
板4上の走査領域を広くとるためである。
以上の如く構成した検出系において、レーザ光源5は露
光波長とほぼ同波長の短波長レーザを発するものを用い
ている。ここで短波長レーザを用いる理由は次の通りで
ある。
従来の異物検査装置はべりタルのない状態のレティクル
等の異物検査を目的としており、レーザ光源はもつとも
一般的なHe −N eレーザ(波長662.8  n
m)が用いられていた。しかし本発明が目的としている
ペリクル装着状態の基板上の異物検査においては、レー
ザ光はペリクル膜1を透過して基板4上に照射し、さら
にペリクル膜1を透過した散乱光を受光しなければなら
ないため、レーザ光のペリクル膜1に対する透過率の良
否及びばらつきが異物検出能力を左右量ることになる。
すなわち、ペリクル膜1は露光波長域(現在露光波長は
主に436nmが用いられており、露光波長域は一般に
350〜450nmである)で、光透過率が最も良くな
るように製造され、品質も均一化されているが、従来の
異物検査で使用しているレーザ波長(662,8nm 
)は露光波長域から外れているため、ペリクル膜1の透
過率が悪く、さらに品質の不均一さから透過率にばらつ
きもあり、異物検査に問題が生じていた。さらにこの波
長の相違していることが次に述べる問題点にもつながっ
ている。すなわち、基板4に付着している異物のうち、
露光波長で透明なものはウェハ上に転写されないため露
光上は無害であるから、レティクル及びマスクの異物検
査においては、このような異物は異物なしと判定するか
、有りとしても露光上無害と判定することがプロセスニ
ーズにマツチしていることになる。しかるに従来装置で
は露光波長と大きく異なる波長を用いているため、異物
の性質が様々であることも基因し、必ずしも両者の結果
が同一とはならず、露光上有害な異物を逆に異物検査で
は見逃す結果となり、異物検査本来の目的を果さなくな
る場合が生じていた。以上の問題が生ずる原因は上記説
明でも明らかな如く、異物検査装置のレーザ波長が露光
波長と太きく異なっていることにある。そこで本発明の
第1のポイントは、上記した如く異物検査装置のレーザ
波長を露光波長とほぼ同波長の短波長レーザ(例えば波
長442nmのHe−Cdレーザを用いる。)とするこ
とで上記問題点を解決するようにしたことにある。
第2図及び第3図は本発明の第2のポイントを説明する
ための一実施例を示すもので、第2図は検出方式の説明
図で、第1図の検出系の一部を代表例として示しである
。また、第3図は第2図の枠2及び3を断面した状態の
第2図の捕捉説明図である。実施例の具体的な説明の前
に本発明の第2のポイントの必要性と解決方法について
説明する。
ペリクル膜1の透過率のばらつきが異物検出能力を左右
することは上記本発明の第1のポイントの説明で明らか
にしたが、この透過率のばらつきのもう一つの原因にペ
リクル膜1の種類と膜厚の違いがある。現在市販されて
いるペリクルは多種類に及び使用頻度の高いものを大別
すると3種類程度となる。すなわち、レティクル用の膜
厚0.9μmのもの、レティクル用の膜厚2.9μmの
ものに特殊コーティングしたもの、さらにマスク用の膜
厚2.9μmのものである。これらの3種類について透
過率を測定すると、それぞれ10〜20%の違いがあり
、このままでは同一の異物に対して感度が異なり、異物
サイズの判定に問題が生ずる。さらにペリクル膜↓の種
類によっては膜厚ばらつきが±0.2μm と大きいも
のがあり、上記と同様の問題が生ずる。
以上述べた問題を解決する唯一の方法は、異物検査の前
に被検査対象であるペリクル装着状態の基板を用い、異
物検査と等価な方法で基準散乱光を発する対象にレーザ
光を照射し、その散乱光を受光し、この値をもとに装置
を自動校正することである。以下第2図及び第3図の実
施例をもとに具体的な手段を説明する。
レーザビーム7dをY1’  の位置まで走査し、ペリ
クル膜1の枠2に照射すると、第3図に示す如く枠2で
散乱光11bが発生し、光電素子11で受光される。こ
の散乱光11bの強度は、枠2の材質、形状とも一定の
ため、ペリクル膜1の透過率が一定ならば一定となる。
したがって、あらかじめ基準となるペリクルについて散
乱光11bの強度を求めておけば、ペリクル膜1の透過
率の違いによる散乱光強度の違いを校正できることにな
る。さらに第3図に示す如く基板4の下面側のペリクル
膜1′についてもレーザビーム9dを照射し、枠3から
散乱光13bを用い上記同様にペリクル膜1′の透過率
の違いによる散乱光強度の違いを校正することができる
第4図、第5図に他の実施例を示す。第4図は第2図同
様のペリクル膜付基板を示すもので、基板4に凸部43
が設けられている。第5図は枠2及び3を断面した凸部
43部分の側面図である。
レーザビーム7eを凸部43に照射すると凸部43で散
乱光が発生し、その一部の散乱光11cが光電素子11
で受光される。この散乱光11cは凸部43の形状を一
定にしておけば、上記実施例と同様に一定強度の散乱光
とすることができる。
したがってあらかじめ基準となるペリクルについて散乱
光強度を求めておけば、ペリクル膜1の透過率が異なり
、散乱光11cの散乱光強度が異なってもその違いは上
記光の基準値に合わせることができ、校正が可能となる
。下側のペリクル膜1′についてもレーザビーム9eを
透明な基板4を通して凸部43に照射し、これから発す
る散乱光13cを得ることができるから、この散乱光1
3cを用いて上記と同様にペリクル膜1′の透過率の違
いによる散乱光強度の違いを校正することができる。
第6図は本発明の異物検査装置の検出回路の一実施例を
示す主要構成のブロック図である。第6図において、光
電素子11,12,13.14のアナログ信号は電気増
幅器19,20,21゜22を経てマルチプレクサ23
に入力する。マルチプレクサ23はガルバノミラ−制御
装置34から発するゲート信号(図示せず)と、基板4
を第1図のX軸方向に移動するステージの制御系(図示
せず)から発するゲート信号で動作し、基板4の上面走
査で光電素子11あるいは12を、下面走査で光電素子
13あるいは14のいずれか一つの光電素子からの信号
を通すように動作し、その出力はコンパレータ24に入
力する。コンパレータ24ではしきい値発生回路25の
出力と比較し、しきい値以上の信号を有効とし、A/D
変換器26を経て演算処理装置27に入力する。ここで
光電素子11,12,13,14に印加する電圧は高圧
電[15,16,17,1Bからそtl、fれ供給され
、その電圧は電圧制御回路28,29゜30.31で決
められ、制御指令は演算処理装置27から発せられる。
一方、レーザビーム(図示せず)を第1図の基板4のY
軸方向に走査するガルバノミラ−6は、ガルバノミラ−
駆動装置33で駆動され、制御はガルバノミラ−制御装
置34で行われる。
以上のように構成した実施例の動作を次に説明する。基
板4に装置の校正標準となるペリクル膜1.1′を装着
し、レーザビームを7d、9dの如くペリクル膜1,1
′の枠2,3に照射して得られた散乱光11b及び13
bをペリクル膜1及び1′を通して検出し、その散乱光
強度を演算処理装置27に入力して記憶する。一方、異
物検査装置は上記ペリクル膜1及び1′を装置した状態
で基板4上に付着させた異物と等価な標準粒子79′ (主にポリスチレンラテックスを用いる)A校正されて
いる。次に、校正されるべき未知のペリクル膜を装着し
た被検体基板を検査するが、まず、上記の要領でペリク
ル膜の枠2,3にレーザビームを7d、9dの如く照射
し、ペリクル膜を通して散乱光11b及び13bを検出
し、上記校正用ペリクル膜での散乱光強度と比較し、上
記散乱光強度と同一となるように演算処理装置27より
補正値を電圧制御回路28,29,30,31へ入力し
、光電素子11,12,13.14の感度を補正する。
この後、基板4上にレーザビームを走査し、異物からの
散乱光を検出すれば、ペリクル膜による感度の違いは上
記の通り校正されているので、正確に異物の検出とサイ
ズの判定をすることができる。
他の実施例に示す方法は1校正のための散乱光を得る対
象に第4図に示す基板4上の凸部43を用いる方法であ
り、上記と同様の動作で同等の効果を達成することがで
きる。
さらにこの方法によれば1校正対象となるペリ天 クル膜を通して散乱光が得られる別手段を用い5同等の
効果が得られることは云うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明した本発明によれば、ペリクルの膜厚不均一あ
るいは品質のばらつき等に基因するレーザ光の透過率の
違いが異物検査毎にそれぞれ校正されるため、ペリクル
膜の蒸着状態において上記誤差要因が存在しても、常に
一定の感度で異物の検出ができるようになり、誤差要因
が全くない、信頼性の高い装置を提供できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の異物検査装置の検出系の一実施例を示
す構成図、第2図、第4図はそれぞれレーザ照射状態の
一実施例を示す説明図、第3図。 第5図はそれぞれ第2図、第4図の部分断面図、第6図
は本発明の異物検査装置の検出回路の一実施例を示す主
要構成のブロック図である。 1.1′・・・ペリクル膜、2,3・・・枠、4・・・
基板、5・・・レーザ光源、6・・・ガルバノミラ−1
11〜14・・・光電素子、15〜18・・・高圧電源
、19〜22・・・電圧増幅器、23・・・マルチプレ
クサ、24・・・コンパレータ、25・・・しきい値発
生回路、26・・・A/D変換器、27・・・演算処理
装置、28〜31・・・電圧制御回路、33・・・ガル
バノミラ−駆動率 1  国 δ l 、Nリクル繰 2.5・・・秤 第 2 口 第 3 口 Y改 1′・・公りフル喚 第S 口

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、枠にペリクル膜を形成した異物付着防止手段を基板
    に装着した状態で前記ペリクル膜を透過して前記基板上
    に光ビームを走査して前記基板上に付着した異物からの
    散乱光に基づいて前記異物を検出する装置において、前
    記光ビームを前記ペリクル膜を透過して前記ペリクル膜
    を形成した枠に照射し、前記枠から発する散乱光を前記
    ペリクル膜を通して検出し、前記ペリクル膜の前記光ビ
    ームの透過率の違いを求めて前記基板上に付着した異物
    の検出値を校正する構成としたことを特徴とする異物検
    査装置。 2、前記光ビームの波長が露光波長の近傍にある特許請
    求の範囲第1項記載の異物検査装置。 3、枠にペリクル膜を形成した異物付着防止手段を基板
    に装着した状態で前記ペリクル膜を透過して前記基板上
    に光ビームを走査して前記基板上に付着した異物からの
    散乱光に基づいて前記異物を検出する装置において、前
    記光ビームを前記ペリクル膜を透過して前記基板上に設
    けてある凹部あるいは凸部に照射し、前記凹部あるいは
    凸部から発する散乱光を前記ペリクル膜を通して検出し
    、前記ペリクル膜の前記光ビームの透過率の違いを求め
    て前記基板上に付着した異物の検出値を校正する構成と
    したことを特徴とする異物検査装置。 4、前記光ビームの波長が露光波長の近傍にある特許請
    求の範囲第3項記載の異物検査装置。
JP62071536A 1987-03-27 1987-03-27 異物検査方法 Expired - Lifetime JPH0623695B2 (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60237347A (ja) * 1984-05-11 1985-11-26 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 異物検査装置
JPS61162737A (ja) * 1985-01-11 1986-07-23 Hitachi Ltd 異物検査装置の性能チエツク方法
JPS62261033A (ja) * 1986-05-06 1987-11-13 Mitsubishi Electric Corp ペリクルの光透過率測定装置

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