(57)【要約】【課題】シリコン基板などの半導体基板上にフォトレジスト塗膜を形成した反射型の被検体を用いて、このフォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物を高い信頼性でもって検出することができる異物検出方法を実現する。【解決手段】フォトレジスト塗膜に含まれる異物を検出する異物検出方法において、半導体基板１０１上に形成したフォトレジスト塗膜１０２を、このフォトレジスト塗膜１０２に対する露光処理および現像処理により薄膜化する工程と、このフォトレジスト塗膜１０２の薄膜化により得られた薄膜化レジスト膜１１２に対する異物検出処理を行う工程とを含み、この異物検出処理では、薄膜化レジスト膜１１２の表面に検査光Ｌｃを照射することにより生じた反射光Ｌｒに基づいてフォトレジスト塗膜１０２の内部に含まれている異物１０２ｃを検出する。【選択図】図１
2014020961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジスト塗膜に含まれる異物を検出する異物検出方法であって、
基板上に感光性レジストを塗布して該フォトレジスト塗膜を形成する工程と、
該フォトレジスト塗膜に対する露光処理および現像処理により、あるいは該フォトレジスト塗膜に対する現像処理により該フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程と、
該フォトレジスト塗膜の薄膜化により得られた薄膜化レジスト膜に対する異物検出処理を行う工程と
を含み、
該異物検出処理では、
該薄膜化レジスト膜の表面に検査光を照射することにより該薄膜化レジスト膜の表面で生じた反射光に基づいて該フォトレジスト塗膜の内部に含まれる異物を検出する、異物検出方法。
【請求項２】
前記薄膜化レジスト膜に対する異物検出処理では、
該薄膜化レジスト膜の表面に検査光を照射することにより該薄膜化レジスト膜の表面で生じた反射光を光電変換素子により光電変換し、該反射光の光電変換により得られた光電変換信号に基づいて前記フォトレジスト塗膜の内部に含まれる異物を検出する、請求項１に記載の異物検出方法。
【請求項３】
前記薄膜化レジストに対する異物検出処理では、
前記光電変換素子として前記反射光の光電変換により画像データを出力するイメージセンサを用い、
前記検査光で該薄膜化レジスト膜の表面を走査しつつ、該薄膜化レジスト膜の表面で生じた反射光を該イメージセンサで受光し、該イメージセンサからの画像データが示す散乱光の発生位置を、前記フォトレジスト塗膜の内部に含まれる異物の存在位置とする、請求項２に記載の異物検出方法。
【請求項４】
前記フォトレジスト塗膜の薄膜化を行う前に、該フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理を行う工程を含み、
該フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理では、
該フォトレジスト塗膜の表面に検査光を照射することにより該フォトレジスト塗膜の表面で生じた反射光に基づいて該フォトレジスト塗膜の表面に付着した異物を検出する、請求項１に記載の異物検出方法。
【請求項５】
前記フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理では、
該フォトレジスト塗膜の表面に検査光を照射することにより該フォトレジスト塗膜の表面で生じた反射光を光電変換素子により光電変換し、該反射光の光電変換により得られた光電変換信号に基づいて該フォトレジスト塗膜の表面に付着した異物を検出する、請求項４に記載の異物検出方法。
【請求項６】
前記フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理では、
前記光電変換素子として前記反射光の光電変換により画像データを出力するイメージセンサを用い、
前記検査光で該フォトレジスト塗膜の表面を走査しつつ、該フォトレジスト塗膜の表面で生じた反射光を該イメージセンサで受光し、該イメージセンサからの画像データが示す散乱光の発生位置を、該フォトレジスト塗膜の表面に付着している異物の存在位置とする、請求項５に記載の異物検出方法。
【請求項７】
前記フォトレジスト塗膜を、露光光が照射された露光部分が現像液により除去されやすくなるポジ型の感光性レジストで構成し、
該フォトレジスト塗膜の薄膜化を、該フォトレジスト塗膜に対する露光処理および現像処理により行う、請求項１または請求項４に記載の異物検出方法。
【請求項８】
前記フォトレジスト塗膜に対する露光処理を、該フォトレジスト塗膜の表面部分が均一に露光されるように行う、請求項７に記載の異物検出方法。
【請求項９】
前記フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程では、
該フォトレジスト塗膜の薄膜化により得られる薄膜化レジスト膜の膜厚が該フォトレジスト塗膜の最小解像寸法より小さくなるように、該フォトレジスト塗膜に対する露光時間および現像時間の少なくとも一方を調整する、請求項７または請求項８に記載の異物検出方法。
【請求項１０】
前記フォトレジスト塗膜を、露光光が照射された露光部分が現像液により除去されにくくなるネガ型の感光性レジストで構成し、
該フォトレジスト塗膜の薄膜化を、該フォトレジスト塗膜に対する現像処理により行う、請求項１または請求項４に記載の異物検出方法。
【請求項１１】
前記フォトレジスト塗膜を、露光光が照射された露光部分が現像液により除去されにくくなるネガ型の感光性レジストで構成し、
該フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程では、
該フォトレジスト塗膜の現像時間が長くなるように該フォトレジスト塗膜に対する露光処理を施した後に、該フォトレジスト塗膜の薄膜化を現像処理により行う、請求項１または請求項４に記載の異物検出方法。
【請求項１２】
前記フォトレジスト塗膜に対する露光処理は、該フォトレジスト塗膜の全体が均一に露光されるように行う、請求項１１に記載の異物検出方法。
【請求項１３】
前記フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程では、
前記薄膜化レジスト膜の膜厚が該フォトレジスト塗膜の最小解像寸法より小さくなるように、前記フォトレジスト塗膜に対する現像時間を調整する、請求項１０から請求項１２のいずれか１項に記載の異物検出方法。
【請求項１４】
請求項１または請求項４に記載の異物検出方法に用いる異物検査装置であって、
前記フォトレジスト塗膜の異物検出の対象とする被検体として、前記基板上に前記フォトレジスト塗膜を形成した状態の被検体、あるいは該フォトレジスト塗膜を薄膜化した状態の被検体を載置する被検体載置ステージと、
該被検体載置ステージ上に載置された被検体に検査光を照射する光源と、
該被検体に該検査光を照射することにより該被検体の表面で生じた反射光を光電変換する光電変換素子と、
該反射光を該光電変換素子に導く光学系と、
該反射光の光電変換により得られた光電変換信号が示す該被検体表面での異物による反射光の散乱を、異物存在を判定する指標とする判定部と
を備えた、異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検出方法および異物検査装置に関し、特に、半導体ウエハなどの光反射型の基板に塗布されたレジスト膜に含まれる異物を検出する異物検出方法およびこの異物検出方法に用いる異物検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から半導体集積回路の製造工程では、半導体基板上での半導体層や絶縁層などのパターニングは、レジストマスクをエッチングマスクやイオン注入マスクとして用いて行われている。
【０００３】
このようなレジストマスクは、基板上に感光性レジスト（以下、フォトレジストともいう。）を塗布して形成したフォトレジスト膜（以下、フォトレジスト塗膜という。）を、露光マスク（レチクルマスク）を用いて選択的に露光して現像することにより得られる。
【０００４】
ところが、フォトレジストを基板上に塗布するフォトレジスト塗布工程では、フォトレジストの塗布により得られたフォトレジスト塗膜に異物が混入していることがあり、その場合、フォトレジスト塗膜の異物混入部分の感光特性が変化し、レジストマスクのパターンに過不足を生じることになる。
【０００５】
このようなフォトレジスト塗膜への塵埃等の異物の混入を回避するには、無塵雰囲気中でフォトレジストの塗布を行うことも重要であるが、フォトレジスト塗膜中の異物にはフォトレジストの塗布工程で紛れ込む異物の他に、フォトレジスト自体に含まれている異物もあり、このような異物が少なくなるように管理することも同じように重要であり、従来からフォトレジスト塗膜に対する異物検査が行われている。
【０００６】
例えば、フォトレジスト塗膜の一般的な異物検査法は、フォトレジスト塗膜の表面に照射する照明光の照射角度を調節しながら、フォトレジスト塗膜の表面を目視で調べるものがあるが、この方法は、肉眼に依るための検知サイズに限界があることから、微細異物の検出には、光学系によりフォトレジスト塗膜の表面を拡大してイメージセンサ等により撮像した画像を利用する異物検査法が用いられている。
【０００７】
図８は、このような光学系とイメージセンサを利用する従来の異物検出方法を説明する図であり、この異物検出方法に用いる異物検査装置の構成を概念的に示している。
【０００８】
従来の異物検出方法に用いる異物検査装置１ａは、被検体２０を載置する被検体載置ステージ１０と、この被検体載置ステージ１０上に載置した被検体２０に検査光Ｌｃを照射する光源１１と、被検体２０に照射した検査光Ｌｃの反射光Ｌｒを受光するイメージセンサ１２と、被検体２０からの反射光Ｌｒをイメージセンサ１２に導く光学系１３とを有している。ここで、被検体２０は、シリコンなどの光反射型の半導体基板２１上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト塗膜２２を形成してなるものであり、その表面に照射された検査光の反射光Ｌｒに基づいてフォトレジスト塗膜の表面状態が検出されるようにした反射型の被検体である。
【０００９】
ここでは、説明の都合上、被検体２０の表面に異物２２ａが付着しており、またその内部にも異物２２ｂが含まれているとする。
【００１０】
この異物検査装置１ａを用いてフォトレジスト塗膜の異物を検査する方法について簡単に説明する。
【００１１】
被検体２０を異物検査装置１ａの被検体載置ステージ１０上に載置し、この状態で光源１１から検査光Ｌｃを被検体２０に照射すると、この検査光Ｌｃが被検体２０のフォトレジスト塗膜２２の表面で反射する。このフォトレジスト塗膜２２の表面で生じた反射光Ｌｒは、光学系１３によってイメージセンサ１２の受光面に拡大結像するように集光される。イメージセンサ１２は、被検体２０からの反射光Ｌｒを受光すると、この反射光Ｌｒを光電変換して画像データを出力する。この画像データの処理により被検体表面（フォトレジスト塗膜２２の表面）の画像が得られ、この画像からフォトレジスト塗膜２２の表面に付着している異物２２ａを検出することができる。つまり、イメージセンサ１２によりフォトレジスト塗膜２２の表面が撮像される。
【００１２】
また、フォトレジスト塗膜２２の内部に埋まっている異物２２ｂについても、被検体の撮像時のフォーカス面をフォトレジスト塗膜２２の表面よりも深い位置に設定することで検知することは不可能ではないが、フォトレジスト塗膜中の異物検出では検出感度が不充分であり、実質的にはフォトレジスト塗膜表面の極めて近くに位置する異物の検出に限られ、フォトレジスト塗膜内部の深くに沈み込んでいる異物を検出することはできない。
【００１３】
このように、フォトレジスト塗膜表面の目視により異物の検査を行う方法、またイメージセンサなどの撮像手段により得られたフォトレジスト塗膜表面の画像を用いて異物の検査を行う方法のいずれの方法も、フォトレジスト塗膜の表面に付着した異物のみ検知可能であって、フォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物についてはその検知は実質的に不可能であった。
【００１４】
ところで、特許文献１には、このような問題を解決したものとして、フォトレジスト塗膜の異物の検査に光透過型の被検体を用いる異物検出方法が開示されている。
【００１５】
つまり、この特許文献１に開示の異物検出方法では、フォトレジスト塗膜の異物検査に用いる被検体として、石英基板などの光透過型基板上にフォトレジスト塗膜を形成して得られる光透過型の被検体を用いる。また、異物検査は、このような光透過型の被検体に検査光を照射したときに被検体を透過した検査光（透過光）をＣＣＤイメージセンサで受光し、ＣＣＤイメージセンサから得られた撮像信号を解析することにより行う。
【００１６】
この方法では、図８に示すように、フォトレジスト塗膜の内部に異物２２ｂが含まれている場合、検査光がフォトレジスト塗膜中を透過する際にフォトレジスト塗膜内部に存在する異物２２ｂによって発生した散乱光がＣＣＤイメージセンサで受光されることとなり、ＣＣＤイメージセンサによる撮像画像はこの散乱光による画像を含むものとなる。従って、この特許文献１に開示の異物検出方法では、この撮像画像からフォトレジスト塗膜の内部に分布する異物の検出が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特許第３１６６３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
以上説明したように、従来の反射型の被検体を用いてフォトレジスト塗膜の異物を検出する方法では、シリコンなどの半導体基板上にフォトレジスト塗膜を形成して被検体を構成し、この被検体のフォトレジスト塗膜の表面に検査光を照射したときに生ずる反射光に基づいて異物の検出を行うので、フォトレジスト塗膜内部にある異物については検出感度が不充分であるという問題があった。
【００１９】
従って、従来のフォトレジスト塗膜のダスト管理では、フォトレジスト塗膜表面に付着した異物に関しては、充分な管理ができていたが、フォトレジスト塗膜中に埋もれている異物については、検出感度が著しく劣り、欠陥発生の要因の一つとなっていた。
【００２０】
また、特許文献１に開示の透過型被検体を用いてフォトレジスト塗膜の異物を検出する方法では、異物の検出は、フォトレジスト塗膜を透過した検査光に基づいて行われるので、フォトレジスト塗膜中に埋もれている異物の検出は可能であるが、この方法では、フォトレジスト塗膜の異物を検出する異物検出装置として、通常の半導体製造プロセスで用いられるシリコン基板などの反射型の半導体ウエハ上での位置検出を行う汎用の検査装置をそのまま用いることができず、このような汎用の検査装置を、被検体からの透過光の検出に適した構成に改造する必要があるという問題がある。
【００２１】
また、フォトレジスト塗膜の異物検出を行うための被検体として透過型被検体を用いる場合は、ＣＣＤイメージセンサにより検出される検出光は、被検体の透過により減衰されたものとなり、検出感度が低下するおそれもあり、さらには石英基板内の異物を検出してしまうおそれもあり、このような透過型被検体を用いた異物検査では信頼性が高い検査結果が得られないという問題もある。
【００２２】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、シリコン基板などの半導体基板上にフォトレジスト塗膜を形成した反射型の被検体を用いて、このフォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物を高い信頼性でもって検出することができる異物検出方法およびこのような異物検出方法で用いる異物検査装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明に係る異物検出方法は、フォトレジスト塗膜に含まれる異物を検出する異物検出方法であって、基板上に感光性レジストを塗布して該フォトレジスト塗膜を形成する工程と、該フォトレジスト塗膜に対する露光処理および現像処理により、あるいは該フォトレジスト塗膜に対する現像処理により該フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程と、該フォトレジスト塗膜の薄膜化により得られた薄膜化レジスト膜に対する異物検出処理を行う工程とを含み、該異物検出処理では、該薄膜化レジスト膜の表面に検査光を照射することにより該薄膜化レジスト膜の表面で生じた反射光に基づいて該フォトレジスト塗膜の内部に含まれる異物を検出するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２４】
本発明は、上記異物検出方法において、前記薄膜化レジスト膜に対する異物検出処理では、該薄膜化レジスト膜の表面に検査光を照射することにより該薄膜化レジスト膜の表面で生じた反射光を光電変換素子により光電変換し、該反射光の光電変換により得られた光電変換信号に基づいて前記フォトレジスト塗膜の内部に含まれる異物を検出することが好ましい。
【００２５】
本発明は、上記異物検出方法において、前記薄膜化レジストに対する異物検出処理では、前記光電変換素子として前記反射光の光電変換により画像データを出力するイメージセンサを用い、前記検査光で該薄膜化レジスト膜の表面を走査しつつ、該薄膜化レジスト膜の表面で生じた反射光を該イメージセンサで受光し、該イメージセンサからの画像データが示す散乱光の発生位置を、前記フォトレジスト塗膜の内部に含まれる異物の存在位置とすることが好ましい。
【００２６】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜の薄膜化を行う前に、該フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理を行う工程を含み、該フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理では、該フォトレジスト塗膜の表面に検査光を照射することにより該フォトレジスト塗膜の表面で生じた反射光に基づいて該フォトレジスト塗膜の表面に付着した異物を検出することが好ましい。
【００２７】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理では、該フォトレジスト塗膜の表面に検査光を照射することにより該フォトレジスト塗膜の表面で生じた反射光を光電変換素子により光電変換し、該反射光の光電変換により得られた光電変換信号に基づいて該フォトレジスト塗膜の表面に付着した異物を検出することが好ましい。
【００２８】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理では、前記光電変換素子として前記反射光の光電変換により画像データを出力するイメージセンサを用い、前記検査光で該フォトレジスト塗膜の表面を走査しつつ、該フォトレジスト塗膜の表面で生じた反射光を該イメージセンサで受光し、該イメージセンサからの画像データが示す散乱光の発生位置を、該フォトレジスト塗膜の表面に付着している異物の存在位置とすることが好ましい。
【００２９】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜を、露光光が照射された露光部分が現像液により除去されやすくなるポジ型の感光性レジストで構成し、該フォトレジスト塗膜の薄膜化を、該フォトレジスト塗膜に対する露光処理および現像処理により行うことが好ましい。
【００３０】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜に対する露光処理を、該フォトレジスト塗膜の表面部分が均一に露光されるように行うことが好ましい。
【００３１】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程では、該フォトレジスト塗膜の薄膜化により得られる薄膜化レジスト膜の膜厚が該フォトレジスト塗膜の最小解像寸法より小さくなるように、該フォトレジスト塗膜に対する露光時間および現像時間の少なくとも一方を調整することが好ましい。
【００３２】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜を、露光光が照射された露光部分が現像液により除去されにくくなるネガ型の感光性レジストで構成し、該フォトレジスト塗膜の薄膜化を、該フォトレジスト塗膜に対する現像処理により行うことが好ましい。
【００３３】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜を、露光光が照射された露光部分が現像液により除去されにくくなるネガ型の感光性レジストで構成し、該フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程では、該フォトレジスト塗膜の現像時間が長くなるように該フォトレジスト塗膜に対する露光処理を施した後に、該フォトレジスト塗膜の薄膜化を現像処理により行うことが好ましい。
【００３４】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜に対する露光処理は、該フォトレジスト塗膜の全体が均一に露光されるように行うことが好ましい。
【００３５】
本発明は、上記異物検出方法において、前記フォトレジスト塗膜を薄膜化する工程では、前記薄膜化レジスト膜の膜厚が該フォトレジスト塗膜の最小解像寸法より小さくなるように、前記フォトレジスト塗膜に対する現像時間を調整することが好ましい。
【００３６】
本発明に係る異物検査装置は、上述した本発明に係る異物検出方法に用いる異物検査装置であって、前記フォトレジスト塗膜の異物検出の対象とする被検体として、前記基板上に前記フォトレジスト塗膜を形成した状態の被検体、あるいは該フォトレジスト塗膜を薄膜化した状態の被検体を載置する被検体載置ステージと、該被検体載置ステージ上に載置された被検体に検査光を照射する光源と、該被検体に該検査光を照射することにより該被検体の表面で生じた反射光を光電変換する光電変換素子と、該反射光を該光電変換素子に導く光学系と、該反射光の光電変換により得られた光電変換信号が示す該被検体表面での異物による反射光の散乱を、異物存在を判定する指標とする判定部とを備えたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
次に作用について説明する。
【００３８】
本発明においては、フォトレジスト塗膜に含まれる異物を検出する異物検出方法において、基板上に形成したフォトレジスト塗膜を露光現像処理あるいは現像処理により薄膜化した後、このフォトレジスト塗膜の薄膜化により得られた薄膜化レジスト膜に対する異物検出処理を行い、この異物検出処理では、薄膜化レジスト膜の表面に検査光を照射することにより生じた反射光に基づいてフォトレジスト塗膜の内部に含まれている異物を検出するので、シリコン基板などの半導体基板上にフォトレジスト塗膜を形成した反射型の被検体を用いて、このフォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物を高い信頼性でもって検出することができる。
【００３９】
これにより、フォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物の管理を精度よく行うことができ、フォトレジスト塗膜の異物により、エッチング処理やイオン注入処理で用いるレジストマスクのパターン形成不良が生ずるのを抑制することが可能となる。
【００４０】
また、シリコン基板などの半導体基板にフォトレジスト塗膜を形成してなる反射型の被検体を用いて、フォトレジスト塗膜内に埋まっている異物を検出することができることから、この異物検出には、通常の半導体製造プロセスで用いられるシリコン基板などの反射型ウエハ上での位置を検出する異物検査装置をそのまま用いることができる。
【００４１】
また、本発明においては、基板上に感光性レジストの塗布により形成したフォトレジスト塗膜に対して異物検出処理を施し、その後、フォトレジスト塗膜を薄膜化して得られた薄膜化レジスト膜に対して異物検出処理を施すので、フォトレジスト塗膜の表面に存在する異物とともに、フォトレジスト塗膜の内部に含まれている異物を検出することができ、塗布したフォトレジスト塗膜に含まれる異物の含有量を高い精度で判定することができる。
【００４２】
さらに、本発明においては、感光性レジストの塗布乾燥により形成したフォトレジスト塗膜を、このフォトレジスト塗膜の最小解像寸法まで薄膜化するので、最小解像寸法以上のサイズの異物については、フォトレジスト塗膜の底面部分に沈み込んでいる異物であっても検出することができる。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように、本発明によれば、シリコン基板などの半導体基板上にフォトレジスト塗膜を形成した反射型の被検体を用いて、このフォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物を高い信頼性でもって検出することができる異物検出方法およびこのような異物検出方法で用いる異物検査装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、本発明の実施形態１による異物検出方法を説明する図であり、図１（ａ）は、この異物検出方法で用いる異物検査装置の構成を示し、図１（ｂ）は、この異物検査装置の被検体載置ステージにフォトレジスト塗膜の薄膜化を行う前の被検体を載置した状態、図１（ｃ）は、被検体載置ステージにフォトレジスト塗膜の薄膜化を行った後の被検体を載置した状態を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態１による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図２（ａ））、被検体の形成（図２（ｂ））、表面異物の検査（図２（ｃ））、フォトレジスト塗膜の露光（図２（ｄ））および現像（図２（ｅ））、内部異物の検査（図２（ｆ））を示している。
【図３】図３は、本発明の実施形態１による異物検出方法で異物混入の判定を行う方法を説明する図であり、図３（ａ）は、被検体からの反射光により形成された被検体表面の画像を示し、図３（ｂ）は、この被検体表面での検査光の反射状態を２値化して示している。
【図４】図４は、本発明の実施形態１の変形例による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図４（ａ））、被検体の形成（図４（ｂ））、フォトレジスト塗膜の露光（図４（ｃ））および現像（図４（ｄ））、内部異物の検査（図４（ｅ））を示している。
【図５】図５は、本発明の実施形態２による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図５（ａ））、被検体の形成（図５（ｂ））、表面異物の検査（図５（ｃ））、フォトレジスト塗膜の現像（図５（ｄ））、内部異物の検査（図５（ｅ））を示している。
【図６】図６は、本発明の実施形態２の変形例１による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図６（ａ））、被検体の形成（図６（ｂ））、フォトレジスト塗膜の現像（図６（ｃ））、内部異物の検査（図６（ｄ））を示している。
【図７】図７は、本発明の実施形態２の変形例２による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図７（ａ））、被検体の形成（図７（ｂ））、表面異物の検査（図７（ｃ））、フォトレジスト塗膜の露光（図７（ｄ））および現像（図７（ｅ））、内部異物の検査（図７（ｆ））を示している。
【図８】図８は、従来の異物検出方法に用いる異物検査装置を説明する図であり、この異物検査装置の構成を概念的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
まず、本発明の基本原理について説明する。
【００４６】
半導体基板に対して選択的な処理を施すために用いる、エッチングマスクやイオン注入マスクなどのレジストマスクは、シリコン基板などの半導体基板上に感光性レジストの塗布および乾燥により形成したフォトレジスト塗膜を、選択的な露光と現像によりパターニングして作成されるものであるが、このようなフォトレジスト塗膜に異物が混入していると、レジストマスクのパターン形成不良が生ずるため、フォトレジスト塗膜についてはこれに対する異物検査を行って異物が少なくなるように管理している。
【００４７】
ところが、フォトレジスト塗膜は、感光性レジストの粘度や塗布の条件、つまりスピンコートする際の基板の回転数などの制約から、一定以下の膜厚に形成することができないものである。
【００４８】
そこで、本発明は、フォトレジスト塗膜中の異物検出に関しては、感光性レジスト（フォトレジスト）が光と反応して現像液に溶解する性質が変化することを利用し、フォトレジスト塗膜を薄膜化（エッチバック）させることにより、フォトレジスト塗膜中に埋もれている異物を表面化させて異物の検出感度を向上させるようにしたものであり、特に、パターン形成不良を招く、最小解像以上のサイズの異物の検出感度を高めるものである。
【００４９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００５０】
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１による異物検出方法を説明する図であり、図１（ａ）は、この異物検出方法で用いる異物検査装置の構成を示し、図１（ｂ）は、この異物検査装置の被検体載置ステージにフォトレジスト塗膜の薄膜化を行う前の被検体を載置した状態、図１（ｃ）は、この被検体載置ステージにフォトレジスト塗膜の薄膜化を行った後の被検体を載置した状態を示している。
【００５１】
この実施形態１の異物検出方法に用いる異物検査装置１は、被検体１００あるいは１００ａを載置する被検体載置ステージ１０と、この被検体載置ステージ１０上に載置した被検体１００あるいは１００ａに検査光Ｌｃを照射する光源１１と、これらの被検体１００あるいは１００ａに照射した検査光Ｌｃの反射光Ｌｒを検出する受光部１２と、これらの被検体からの反射光Ｌｒを受光部１２に導く光学系１３とを有している。
【００５２】
ここで、受光部１２には、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子が用いられており、以下イメージセンサという。また、被検体１００は、シリコン基板などの反射型の半導体基板（具体的には半導体ウエハ）１０上にポジ型の感光性レジストを塗布乾燥してポジ型フォトレジスト塗膜１０２を形成してなるものである。このポジ型フォトレジスト塗膜１０２は、露光光を照射した部分が現像により除去されやすくなるものである。また、被検体１００ａは、被検体１００のポジ型フォトレジスト塗膜１０２をこれに対する均一な露光処理および現像処理により薄膜化してなるものであり、半導体基板１０と、この上に形成された、ポジ型フォトレジスト塗膜を薄膜化して得られるレジスト膜１１２とから構成されている。
【００５３】
また、異物検査装置１は、イメージセンサ１２から出力されたアナログ画像データＡｓに基づいて、異物の含有量を示す判定結果を出力する判定装置（判定部）３０を有している。この判定装置３０は、イメージセンサ１２から出力されたアナログ画像データＡｓをＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器３１と、このＡ／Ｄ変換器３１により得られたデジタル画像データＤｓに基づいて異物の存在を示す判定信号Ｅｖを出力する信号処理部３２と、この信号処理部３２から出力された判定信号Ｅｖに対して画像処理を施す画像処理部３３と、画像処理部３３から出力される画像表示データＤｖに基づいて、例えば被検体１００あるいは１００ａの表面の画像Ｐｖを表示する表示部３４とを有している。この表示部３４で表示される被検体表面の画像Ｐｖには、画像処理部３３での判定信号Ｅｖの処理により、異物による反射光の散乱部分（散乱光の画像）が異物の存在箇所として示されるようになっている。
【００５４】
なお、図３（ａ）および図３（ｂ）は、画像処理部３３から出力される画像情報Ｄｖに基づいて表示される被検体表面の画像（つまり、半導体基板に形成したフォトレジスト塗膜あるいは薄膜化レジスト膜の表面の画像）の例を示している。
【００５５】
例えば、図３（ａ）に示す被検体表面の画像Ｐｖ１は、検査光Ｌｃの光スポットＬｓが被検体表面を移動した経路Ｒ１〜Ｒ８の反射光の輝度レベルを濃淡により示すものであり、異物の存在する箇所は、これらの光スポット経路Ｒ１〜Ｒ８上で、反射光の散乱により輝度が弱くなった箇所（低輝度部分）Ｒｄとして示される。
【００５６】
また、図３（ｂ）に示す被検体表面の画像Ｐｖ２は、半導体基板（半導体ウエハ）上のフォトレジスト塗膜あるいは薄膜化レジスト膜の表面での反射光の輝度レベルを、半導体基板の表面を所定サイズの領域に区分して、領域毎に「０」および「１」の２値で示すものであり、ここでは、「１」で示される領域では反射光の輝度レベルが低く、異物の存在を示すものである。
【００５７】
次に、本実施形態１の異物検出方法について工程順に説明する。
【００５８】
図２は、この実施形態１の異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図２（ａ））、被検体の形成（図２（ｂ））、表面異物の検査（図２（ｃ））、フォトレジスト塗膜の露光（図２（ｄ））および現像（図２（ｅ））、内部異物の検査（図２（ｆ））を示している。
【００５９】
まず、シリコンウエハなどの光反射型半導体ウエハ（以下、半導体基板という。）１０１を準備し（図２（ａ））、この半導体基板１０１上にポジ型の感光性レジストをスピンコートにより塗布し乾燥してフォトレジスト塗膜１０２を形成する（図２（ｂ））。
【００６０】
これにより、半導体基板１０１とその上に形成されたポジ型フォトレジスト塗膜１０２とからなる被検体１００が形成される。このフォトレジスト塗膜１０２は、ポジ型感光性レジストの粘度、スピンコート時の半導体基板の回転数などから通常０．５μｍ〜１μｍ程度の厚さに形成され、一定値以下の膜厚にすることができない。また、ここでは、説明の都合上、このフォトレジスト塗膜１０２の表面には表面異物１０２ａが付着しており、また、フォトレジスト塗膜１０２には、その膜厚方向の中間部分に位置する中間異物（内部異物）１０２ｂが含まれており、さらに、フォトレジスト塗膜１０２の、半導体基板１０１に接する最下端に位置する底面異物（内部異物）１０２ｃが含まれているとする。
【００６１】
続いて、このように形成した被検体１００を異物検査装置１の被検体載置ステージ１０上に載置し（図１（ｂ））、光源１１から検査光Ｌｃを被検体１００の表面（つまり、フォトレジスト塗膜１０２の表面）に照射する。このように検査光Ｌｃを被検体１００の表面に照射することにより被検体１００の表面で検査光Ｌｃが反射し（図２（ｃ））、これが反射光Ｌｒとなって光学系１３によりイメージセンサ１２の受光面に集光する（図１（ｂ））。
【００６２】
具体的には、検査光Ｌｃは、その所定のスポット径（例えばφ１０μｍ）の光スポットＬｓが被検体１００の表面を走査するように照射され、この検査光Ｌｃの反射光Ｌｒがイメージセンサ１２で撮像されることとなる。
【００６３】
このとき、イメージセンサ１２からは、フォトレジスト塗膜１０２の表面の画像を示すアナログ画像データＡｓが判定装置３０に出力される。判定装置３０ではこのアナログ画像データＡｓはＡ／Ｄ変換器３１によりデジタル画像データＤｖに変換され、さらにこのデジタル画像データＤｖが信号処理部３２で処理されて、異物の存在を判定するための判定信号Ｅｖが生成される。この判定信号Ｅｖが信号処理部３２から画像処理部３３に出力されると、画像処理部３３では、この判定信号Ｅｖに対する画像処理により、反射光の散乱を示す散乱光画像を含む画像を表示する画像表示データＤｖが生成されて表示部３４に出力される。
【００６４】
この表示部３４の表示画面には、被検体表面の画像Ｐｖとして、図３（ａ）に示す濃淡を表す画像Ｐｖ１あるいは図３（ｂ）に示す２値を表す画像Ｐｖ２が表示される。これらの画像Ｐｖ１あるいはＰｖ２における散乱光画像の位置が、その異物の存在位置として識別される。これによりフォトレジスト塗膜１０２の表面に存在する表面異物１０２ａを検出することができる。
【００６５】
その後、被検体１００には露光装置（図示せず）から紫外線などの露光光Ｌｅを照射する露光処理が施される（図２（ｄ））。このとき、露光処理は、露光したフォトレジスト塗膜１０２の現像により、フォトレジスト塗膜１０２における最小解像寸法に相当する厚さの部分（非露光部分）１２２が残るような露光条件で行われる。つまり、この露光処理は、フォトレジスト塗膜１０２が現像により完全に除去されるフル露光処理ではなく、一部が残るハーフ露光処理であり、フォトレジスト塗膜１０２を完全に溶解するに至る直前量の光エネルギーにて感光（露光）を実施し、その後の異物検出処理が、ある程度、フォトレジスト塗膜１０２を残存させた状態にて行われるようにする。また、このときの露光処理は、フォトレジスト塗膜１０２の表面部分が均一に露光されるように行う。
【００６６】
なお、最小解像寸法は、フォトレジスト塗膜のパターニングの際の最小加工寸法であり、近年のフォトリソグラフィー処理では０．１８μｍ〜０．３μｍ程度である。
【００６７】
その後、露光処理を施した被検体１００は現像装置（図示せず）により現像処理が施され、これにより、フォトレジスト塗膜１１２の露光部分１２２がエッチバックにより除去され、非露光部分１１２が薄膜化レジスト膜として残る（図２（ｅ））。つまり、フォトレジスト塗膜１０２の露光現像により、被検体１００は、半導体基板１０１と、その上に形成された薄膜化レジスト膜１１２とからなる薄膜化した被検体１００ａとなる。
【００６８】
その後、このように形成した薄膜化した被検体１００ａを異物検査装置１の被検体載置ステージ１０上に載置し（図１（ｃ））、光源１１から検査光Ｌｃを被検体１００ａの表面（つまり、薄膜化レジスト塗膜１１２の表面）に照射する。このように検査光Ｌｃを被検体１００ａの表面に照射することにより被検体１００ａの表面で検査光Ｌｃが反射し（図２（ｆ））、これが反射光Ｌｒとなって光学系１３によりイメージセンサ１２の受光面に集光する（図１（ｃ））。
【００６９】
具体的には、検査光Ｌｃは、その所定のスポット径（例えばφ１０μｍ）の光スポットＬｓが被検体１００ａの表面を走査するように照射され、この検査光Ｌｃの反射光Ｌｒがイメージセンサ１２で撮像されることとなる。
【００７０】
このとき、フォトレジスト塗膜１０２に対する異物検出処理と同様に、判定装置３０では、イメージセンサ１２からはアナログ画像データＡｓに基づいて、異物の存在を判定するための判定信号Ｅｖが生成され、画像処理部３３では、この判定信号Ｅｖに対する画像処理により、反射光の散乱を示す部分を含む画像を表示する画像表示データＤｖが生成されて表示部３４に出力され、表示部３４の表示画面には、反射光の散乱を示す部分を含む画像が表示される。これにより薄膜化レジスト膜１０２の底面部分に存在していた底面異物１０２ｃとして、サイズが最小解像寸法より大きいものを高い信頼性でもって検出することができる。
【００７１】
このように本実施形態１では、半導体基板１０１上にポジ型の感光性レジストの塗布乾燥により形成したフォトレジスト塗膜１０２に対して異物検出処理を施し、その後、フォトレジスト塗膜１０２をその最小解像寸法まで薄膜化して得られた薄膜化レジスト膜１１２に対して異物検出処理を施すので、フォトレジスト塗膜１０２の表面に存在する表面異物１０２ａとともに、フォトレジスト塗膜１０２の底面部分に存在していた、最小解像寸法以上のサイズの底面異物１０２ｃをも検出することができる。つまり、塗布したフォトレジスト塗膜１０２に含まれる異物の含有量を高い精度で判定することができる。
【００７２】
しかも、シリコン基板などの半導体基板に薄膜化レジスト膜を形成してなる反射型の被検体を用いて、フォトレジスト塗膜１０２内に埋まっている異物１０２ｃを検出することができ、この異物検出には、通常の半導体製造プロセスで用いられるシリコン基板などの反射型ウエハ上での位置を検出する異物検査装置をそのまま用いることができる。
【００７３】
なお、上記実施形態１では、半導体基板１０１上にポジ型の感光性レジストを塗布して得られたフォトレジスト塗膜１０２に対する異物検出処理を、このレジスト塗膜１０２の薄膜化の前後でそれぞれ行うようにしているが、フォトレジスト塗膜１０２に対する異物検出処理は、フォトレジスト塗膜１０２の薄膜化後にのみ行うようにしてもよい。
【００７４】
（実施形態１の変形例）
図４は、本発明の実施形態１の変形例による異物検出方法として、フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理を、このフォトレジスト塗膜の薄膜化後にのみ行う方法を説明する図であり、この異物検出方法における各工程、つまり準備した半導体基板（図４（ａ））、被検体の形成（図４（ｂ））、フォトレジスト塗膜の露光（図４（ｃ））および現像（図４（ｄ））、内部異物の検査（図４（ｅ））を示している。
【００７５】
この実施形態１の変形例による異物検出方法では、図４に示すように、シリコン基板などの反射型の半導体基板１０１を準備し（図４（ａ））、この半導体基板１０１上にポジ型の感光性レジストをスピンコートにより塗布して被検体１００を形成した後（図４（ｂ））、この被検体１００に対する異物検査処理は行わずに、被検体１００のフォトレジスト塗膜１０２の薄膜化を行う。
【００７６】
つまり、実施形態１で説明したように、フォトレジスト塗膜１０２を露光処理および現像処理により薄膜化して薄膜化レジスト膜１１２を形成し（図４（ｃ）および図４（ｄ））、このように被検体１００のフォトレジスト塗膜１０２の薄膜化により得られた被検体１００ａに対して異物検査処理を施す（図４（ｅ））。
【００７７】
これにより実施形態１の異物検出方法と同様に、シリコン基板などの半導体基板に薄膜化レジスト膜を形成した反射型の被検体１００ａを用いて、フォトレジスト塗膜１０２内に埋まっている、フォトレジスト塗膜１０２の最小解像寸法より大きな内部異物１０２ｃを検出することができる。
【００７８】
なお、上記実施形態１では、ポジ型のフォトレジスト塗膜に対する異物検査処理について説明したが、異物検査処理の対象となるフォトレジスト塗膜はポジ型のものに限定されず、ネガ型のフォトレジスト塗膜でもよい。
【００７９】
（実施形態２）
図５は、本発明の実施形態２による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図５（ａ））、被検体の形成（図５（ｂ））、表面異物の検査（図５（ｃ））、フォトレジスト塗膜の現像（図５（ｄ））、内部異物の検査（図５（ｅ））を示している。
【００８０】
この実施形態２による異物検出方法においても、実施形態１の異物検出方法と同様の異物検査装置を用いてフォトレジスト塗膜における異物の検出を行う。
【００８１】
以下具体的に説明する。
【００８２】
まず、シリコン基板などの反射型の半導体基板１０１を準備し（図５（ａ））、この半導体基板１０１上にネガ型の感光性レジストをスピンコートにより塗布し乾燥してフォトレジスト塗膜２０２を形成する（図５（ｂ））。
【００８３】
これにより、半導体基板１０１とその上に形成されたネガ型フォトレジスト塗膜２０２とからなる被検体２００を形成する。このフォトレジスト塗膜２０２は、ネガ型の感光性レジストの粘度、スピンコート時の半導体基板の回転数などから通常０．５μｍ〜１μｍ程度の厚さに形成され、一定値以下の膜厚にすることができない。また、ここでは、説明の都合上、実施形態１と同様に、このレジスト塗膜２０２の表面には表面異物２０２ａが付着しており、また、フォトレジスト塗膜２０２には、その膜厚方向の中間部分に位置する中間異物（内部異物）２０２ｂが含まれており、さらに、レジスト塗膜２０２の、半導体基板１０１に接する最下端に位置する底面異物（内部異物）２０２ｃが含まれているとする。
【００８４】
続いて、このように形成した被検体２００を、実施形態１と同様に、異物検査装置１の被検体載置ステージ１０上に載置し（図１（ｂ）参照）、光源１１から検査光Ｌｃを被検体２００の表面（つまり、フォトレジスト塗膜２０２の表面）に照射する。このときレジスト塗膜２０２の表面で反射した検査光（反射光）Ｌｒを光学系１３によりイメージセンサ１２の受光面に集光する（図２（ｃ））。
【００８５】
このとき、イメージセンサ１２からは、フォトレジスト塗膜２０２の表面の画像を示すアナログ画像データＡｓが判定装置３０に出力され、判定装置３０では、実施形態１のポジ型フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理と同様に、このアナログ画像データＡｓに基づいて信号処理および画像処理が行われて、表示部３４に被検体表面の画像（フォトレジスト塗膜２０２の表面の画像）が、その異物の存在する箇所が識別可能となるように表示される。これによりレジスト塗膜２０２の表面に存在する表面異物２０２ａを検出することができる。
【００８６】
その後、被検体２００は現像装置（図示せず）により現像処理が施され、これにより、フォトレジスト塗膜２０２は、最小解像寸法に相当する厚さの下端部分２１２が残るように薄膜化される（図２（ｄ））。これにより、被検体２００は、半導体基板１０１と、その上に形成された薄膜化レジスト膜２１２とからなる薄膜化した被検体２００ａとなる。
【００８７】
その後、このように薄膜化した被検体２００ａを異物検査装置１の被検体載置ステージ１０上に載置し（図１（ｃ）参照）、図５（ｅ）に示すように、光源１１から検査光Ｌｃを被検体２００ａの表面（つまり、薄膜化レジスト膜２１２の表面）に照射し、このとき薄膜化レジスト膜２１２の表面で反射した検査光（反射光）Ｌｒを光学系１３によりイメージセンサ１２の受光面に集光する。
【００８８】
イメージセンサ１２からは、薄膜化レジスト膜（フォトレジスト塗膜２０２の下端部分）２１２の表面の画像を示すアナログ画像データＡｓが判定装置３０に出力され、判定装置３０ではこのアナログ画像データＡｓに基づいて画像処理が行われて表示部３４に薄膜化レジスト膜２１２の表面の画像が、その異物の存在する箇所が識別可能となるように表示される。これによりフォトレジスト塗膜２０２の底面部分に存在していた底面異物２０２ｃとして、サイズが最小解像寸法より大きいものを検出することができる。
【００８９】
このように本実施形態２では、半導体基板２０１上にスピンコートによりネガ型の感光性レジストを塗布して得られたフォトレジスト塗膜２０２に対して異物検出処理を施し、その後、このフォトレジスト塗膜２０２を薄膜化した状態でさらに異物検出処理を施すので、ネガ型のフォトレジスト塗膜２０２の表面に存在する表面異物２０２ａとともに、このネガ型のフォトレジスト塗膜２０２の底面部分に存在していた底面異物２０２ｃを検出することができる。つまり、ネガ型の感光性レジストの塗布により得られたフォトレジスト塗膜２０２に含まれる異物の含有量を高い精度で判定することができる。
【００９０】
しかも、シリコン基板などの半導体基板にフォトレジスト塗膜を形成してなる反射型の被検体２００を用いて、フォトレジスト塗膜２０２内に埋まっている異物２０２ｃを検出することができ、この異物検出には、通常の半導体製造プロセスで用いられるシリコン基板などの反射型ウエハ上での位置を検出する異物検査装置をそのまま用いることができる。
【００９１】
なお、上記実施形態２では、半導体基板１０１上にスピンコートによりネガ型の感光性レジストを塗布して得られたフォトレジスト塗膜２０２に対する異物検出処理を、このレジスト塗膜２０２の薄膜化の前後でそれぞれ行うようにしているが、このネガ型のフォトレジスト塗膜２０２に対する異物検出処理は、このネガ型のフォトレジスト塗膜２０２の薄膜化後にのみ行うようにしてもよい。
【００９２】
（実施形態２の変形例１）
図６は、本発明の実施形態２の変形例１による異物検出方法として、ネガ型のフォトレジスト塗膜に対する異物検出処理を、このネガ型のフォトレジスト塗膜の薄膜化後にのみ行う方法を説明する図であり、この異物検出方法における各工程、つまり準備した半導体基板（図６（ａ））、被検体の形成（図６（ｂ））、フォトレジスト塗膜の現像（図６（ｃ））、内部異物の検査（図６（ｄ））を示している。
【００９３】
この実施形態２の変形例による異物検出方法では、図６に示すように、シリコン基板などの反射型の半導体基板１０１を準備し（図６（ａ））、実施形態２と同様に、この半導体基板１０１上にネガ型の感光性レジストをスピンコートにより塗布して被検体２００を形成した後（図６（ｂ））、この被検体２００に対する異物検査処理は行わずに、フォトレジスト塗膜２０２の薄膜化を行う。
【００９４】
つまり、実施形態２で説明したように、フォトレジスト塗膜２０２を現像処理により薄膜化して薄膜化レジスト膜２１２を形成し（図６（ｃ））、このように被検体２００のフォトレジスト塗膜２０２の薄膜化により得られた被検体２００ａに対して異物検査処理を施す（図６（ｄ））。
【００９５】
これにより実施形態２の異物検出方法と同様に、シリコン基板などの半導体基板にフォトレジスト塗膜を形成してなる反射型の被検体２００を用いて、フォトレジスト塗膜２０２内に埋まっている異物２０２ｃを検出することができる。
【００９６】
また、上記実施形態２およびその変形例では、ネガ型のフォトレジスト塗膜には、薄膜化のための現像処理前に露光処理を施していないが、ネガ型のフォトレジスト塗膜であっても、薄膜化前に露光処理を行ってもよい。
【００９７】
これは、ネガ型のフォトレジスト塗膜に対する露光処理は、ネガ型のフォトレジスト塗膜が現像処理により除去されにくくするものであるので、この露光処理を行うことで、現像処理により薄膜化する際の膜厚の制御をより精度よく行うことを可能となるためである。
【００９８】
以下、実施形態２の変形例２として、このようにネガ型のフォトレジスト塗膜に対する露光処理を行う異物検査処理について簡単に説明する。
【００９９】
（実施形態２の変形例２）
図７は、本発明の実施形態２の変形例２による異物検出方法を工程順に説明する図であり、準備した半導体基板（図７（ａ））、被検体の形成（図７（ｂ））、表面異物の検査（図７（ｃ））、フォトレジスト塗膜の露光（図７（ｄ））および現像（図７（ｅ））、内部異物の検査（図７（ｆ））を示している。
【０１００】
まず、実施形態２と同様に、シリコン基板などの反射型の半導体基板１０１を準備し（図７（ａ））、この半導体基板１０１上にネガ型の感光性レジストをスピンコートにより塗布して被検体２００を形成する（図７（ｂ））。この被検体２００は、半導体基板１０１とその上に形成されたネガ型のフォトレジスト塗膜２０２とからなる。また、ここでは、説明の都合上、このフォトレジスト塗膜２０２の表面には表面異物２０２ａが付着しており、また、フォトレジスト塗膜２０２には、その膜厚方向の中間部分に位置する中間異物（内部異物）２０２ｂが含まれており、さらに、レジスト塗膜２０２の、半導体基板１０１に接する最下端に位置する底面異物（内部異物）２０２ｃが含まれている。
【０１０１】
続いて、このように形成した被検体２００に対して、実施形態２と同様に異物検査処理を施す。つまり、異物検査装置１の基板載置ステージ１０上に被検体２００を載置し（図１（ｂ）参照）、光源１１から検査光Ｌｃを被検体２００の表面（つまり、フォトレジスト塗膜２０２の表面）に照射し、このときフォトレジスト塗膜２０２の表面で反射した検査光（反射光）Ｌｒを光学系１３によりイメージセンサ１２の受光面に集光する（図７（ｃ））。
【０１０２】
イメージセンサ１２からは、フォトレジスト塗膜２０２の表面の画像を示すアナログ画像データＡｓが判定装置３０に出力され、判定装置３０では実施形態２のネガ型フォトレジスト塗膜に対する異物検出処理と同様に、このアナログ画像データに基づいて信号処理および画像処理が行われて、表示部３４に被検体表面の画像（フォトレジスト塗膜２０２の表面の画像）が、その異物の存在する箇所が識別可能となるように表示される。これによりフォトレジスト塗膜２０２の表面に存在する表面異物２０２ａを検出することができる。
【０１０３】
その後、被検体２００には露光装置（図示せず）により露光光Ｌｅを照射する露光処理が施される（図７（ｄ））。このとき、露光処理は、露光したフォトレジスト塗膜２０２がその現像により薄膜化されにくくなるように、該フォトレジスト塗膜２０２の全体に対して行われる。また、この露光処理は、フォトレジスト塗膜２０２の全体が均一に露光されるように行う。これにより、フォトレジスト塗膜２０２における最小解像寸法に相当する厚さの部分（薄膜化レジスト膜）２１２を残すための現像時間の制御が行いやすくなる。
【０１０４】
その後、被検体２００は現像装置（図示せず）により現像処理が施され、これにより、フォトレジスト塗膜２０２の大部分が除去され、最小解像寸法に相当する厚さの下端部分（薄膜化レジスト膜）２１２が残る（図７（ｅ））。これにより、被検体２００は、半導体基板１０１と、その上に形成された薄膜化レジスト膜（フォトレジスト塗膜の下端側部分）２１２とからなる薄膜化した被検体２００ｂとなる。
【０１０５】
その後、このように形成した薄膜化した被検体２００ｂを異物検査装置１の被検体載置ステージ１０上に載置し（図１（ｃ）参照）、光源１１から検査光Ｌｃを被検体２００ｂの表面（つまり薄膜化レジスト膜２１２の表面）に照射し、薄膜化レジスト膜２１２の表面で反射した検査光（反射光）Ｌｒを光学系１３によりイメージセンサ１２の受光面に集光する（図７（ｆ））。
【０１０６】
このとき、イメージセンサ１２からは、薄膜化レジスト膜（フォトレジスト塗膜２０２の下端部分）２１２の表面の画像を示すアナログ画像データＡｓが判定装置３０に出力され、判定装置３０ではこのアナログ画像データＡｓに基づいて画像処理が行われて表示部３４に薄膜化レジスト膜２１２の表面の画像が、その異物の存在する箇所が識別可能となるように表示される。これによりフォトレジスト塗膜２０２の底面部分に存在していた底面異物２０２ｃとして、サイズが最小解像寸法より大きいものを検出することができる。
【０１０７】
このように本実施形態２の変形例２では、実施形態２の異物検出方法の効果に加えて、半導体基板１０１上にネガ型の感光性レジストの塗布により形成したフォトレジスト塗膜２０２を、その露光処理を施した後に現像処理により薄膜化するので、この現像前の露光処理により、ネガ型のフォトレジスト塗膜２０２が現像処理により除去されにくくなることから、フォトレジスト塗膜を現像処理により薄膜化する際の膜厚の制御をより精度よく行うことが可能となる効果がある。
【０１０８】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明は、異物検出方法および異物検査装置の分野において、シリコン基板などの半導体基板上にフォトレジスト塗膜を形成した反射型の被検体を用いて、このフォトレジスト塗膜の内部に埋まっている異物を高い信頼性でもって検出することができる異物検出方法およびこのような異物検出方法で用いる異物検査装置を実現することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１  異物検査装置
１０  被検体載置ステージ
１１  光源
１２  イメージセンサ（光電変換素子）
１３  光学系
３０  判定装置（判定部）
３１  Ａ／Ｄ変換器
３２  信号処理部
３３  画像処理部
３４  表示部
１００、１００ａ、２００、２００ａ  被検体
１０１  半導体基板（半導体ウエハ）
１０２、２０２  フォトレジスト塗膜
１０２ａ、２０２ａ  表面異物
１０２ｂ、２０２ｂ  中間異物（内部異物）
１０２ｃ、２０２ｃ  底面異物（内部異物）
１１２  薄膜化レジスト膜（非露光部分）
１２２、２２２  露光部分
２１２  薄膜化レジスト膜（残存部分）
Ｌｃ  検査光
Ｌｅ  露光光
Ｌｒ  反射光
Ｌｓ  光スポット
Ｐｖ１、Ｐｖ２  被検体表面画像
Ｒ１〜Ｒ８  光スポット経路
Ｒｄ  低輝度部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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