(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検物の表面に光を投光する投光器と、前記投光器によって前記表面に投光された光の前記表面における散乱光を受光する受光器と、前記受光器の出力に基づいて前記表面における異物の大きさを判定する制御器とを備える異物検査装置であって、
前記投光器は、当該投光器の光軸が前記表面に対して傾くように配置され、
前記受光器は、当該受光器の光軸が前記投光器の光軸と前記表面の法線軸とを含む平面に対して第１角度だけ傾くように配置され、
前記投光器から投光された投光光の偏光軸が前記平面に対してなす角度を第２角度とするとき、
前記制御器は、前記第１角度と前記第２角度との差が互いに異なる第１状態及び第２状態となるように前記投光光の偏光軸と前記受光器の配置の少なくとも一方を制御し、異物の大きさと該異物からの光を受光した受光器の出力との関係を表すデータを用いて、当該第１状態における前記受光器の出力と当該第２状態における前記受光器の出力から異物の大きさを決定し、
前記データは、前記第１角度と前記第２角度との差が前記第１状態の場合に異物が大きくなれば前記受光器の出力が大きくなる相関関係を有さない異物の大きさの範囲において、前記第１角度と前記第２角度との差が前記第２状態の場合に異物が大きくなれば前記受光器の出力が大きくなる相関関係を有するデータを含むことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】
前記第１角度と前記第２角度との差は、前記第１状態及び前記第２状態においてともに−６０°以上かつ＋６０°以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項３】
前記第１角度と前記第２角度との差は、前記第１状態及び前記第２状態のいずれかにおいて９０°であることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項４】
前記第２角度は、−４０°以上かつ＋４０°以下の範囲内であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の異物検査装置。
【請求項５】
前記制御器は、前記投光器と１つの前記受光器との位置関係を維持しながら前記投光器と前記受光器とを前記被検物の表面に沿って相対的に複数回走査移動させ、複数回の走査移動において前記第２角度が互いに異なるように前記投光光の偏光軸を制御して前記第１状態と前記第２状態とを設定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置。
【請求項６】
前記受光器は複数配置され、
前記制御器は、前記投光器と前記複数の受光器との位置関係を維持しながら前記投光器と前記複数の受光器とを前記被検物の表面に沿って相対的に走査移動させ、前記複数の受光器による出力を得ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の異物検査装置。
【請求項７】
前記制御器は、前記複数の受光器による出力に基づいて、当該複数の受光器による出力が前記被検物の表面に存在する異物に起因する出力か異物以外に起因する出力かを判定することを特徴とする請求項６に記載の異物検査装置。
【請求項８】
前記制御器は、前記複数の受光器による出力の差、前記複数の受光器による出力の比、及び前記複数の受光器による出力のいずれかと出力の基準値との差のいずれかに基づいて、当該複数の受光器による出力が前記異物に起因する出力か異物以外に起因する出力かを判定することを特徴とする請求項７に記載の異物検査装置。
【請求項９】
前記第１角度と前記第２角度との差が前記第１状態の場合に検査対象とする異物の大きさは、前記第２状態の場合に検査対象とする異物の大きさより小さいことを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項１０】
レチクルのパターンを基板に転写して基板を露光する露光装置であって、
前記レチクルの表面における異物を検査する請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の異物検査装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記工程で露光された基板を現像する工程と、
を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物検査装置、露光装置及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にＩＣやＬＳＩの製造工程においては、レチクルやフォトマスク等に形成されている回路パターンを、露光装置（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上に転写している。
【０００３】
この転写の際、レチクル等の上にパターン欠陥やゴミ等の異物が存在すると、異物も同時にウエハ上に転写されてしまい、ＩＣやＬＳＩ製造の歩留を低下させる。特にレチクルを使用し、ステップアンドリピート法によりウエハ上の多数のショット領域に回路パターンを繰り返し焼き付ける場合、レチクル上に有害な一個の異物が存在していると、この異物がウエハ全面に焼き付けられる。その結果、ＩＣやＬＳＩの歩留が大きく低下する。
【０００４】
そのため、ＩＣやＬＳＩの製造工程において基板上の異物の存在を検出することが不可欠となっており、一般には異物が等方的に光を散乱する性質を利用する異物検査装置が用いられている。
【０００５】
例えば、平行光束を斜上方より被検物の表面上に投光し、屈折率分布型のマイクロレンズアレーにて異物からの散乱光を一次元イメージセンサー（センサーアレイ）上に受光させて異物を結像することで被検物表面の検査を行う。（特許文献１、特許文献２参照）
図１０は、特許文献１、２に開示されている異物検査装置の光学系の基本構成を示す図である。説明の簡略化のために、レチクルのブランク面の異物検査光学系のみを記載するが、実際はレチクルの回路パターン面を異物から保護するペリクル膜のための異物検査光学系も備えている。図中の２は、ペリクル膜を取り付けているペリクル枠である。
【０００６】
半導体レーザ４１から発した広がり角を持ったレーザビームは、コリメータレンズ４２により平行光束となる。そしてλ／２板４３により、投光光の偏光軸が投光光の光軸と受光器７による受光光の光軸とを含む面に平行な方向となるようにしている。そしてレーザビームは、被検物の表面に対して平行に近い角度θで入射している。これにより、被検査面であるブランク面１ａ上にレーザビームによる直線状の投光領域５が形成される。
【０００７】
投光領域５上に異物３が存在する場合、異物３から散乱光が発生する。この散乱光は投光領域５の長手方向に沿ってレンズを並べた散乱光を受光するための結像レンズ７１（レンズアレイ）によりラインセンサー７２上に集光される。結像レンズ７１は投光領域５をラインセンサー７２上に結像するよう構成してある。図１０の（Ｂ）に示すように、光学系全体１０を投光領域５の長手方向に対して垂直でブランク面１ａに沿う方向、即ちＸ方向に直線的に走査することによってブランク面１ａ全体の異物検査を行っている。
【特許文献１】特開平７−４３３１２号公報
【特許文献２】特開平７−５１１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の異物検査装置において、粒子サイズが大きければ散乱光強度も大きくなるようにするため前記投光光の光軸と前記受光光の光軸とを含む平面にほぼ平行な方向にレーザビームの偏光軸の方位を設定していた。
【０００９】
しかし、近年の露光装置において許容されるレチクル（ペリクル）上の最小粒子サイズは、１０μm程度と小さい。そのため前記異物検査装置にて検査したとき、被検面上の１０μm粒子からの散乱信号とレチクルの回路パターンからの回折信号の弁別が困難になってきている。ここでは粒子サイズが大きければ散乱光強度も大きくなるように、そして被検面上の粒子からの散乱信号とパターンからの回折信号の弁別性が向上するように設ける。そのために、前記投光器４（検査光形成ユニット）内に構成されるλ／２板４３によりレーザビームの偏光軸の方位と受光器７の光軸の方位とを最適に設定する。
【００１０】
次に、レチクル上のパターンからの回折光を誤検出する現象について述べる。図１２は、誤検出してしまう光路をレチクル上方とレチクル端面１ｃの側方（Ｘ方向）から見た図である。投光器４からは、ブランク面の直線状の投光領域５にレーザビームが照射される。ブランク面への入射角は大きいので、光量の多く（９０％以上）は反射するが、一部の光は屈折によりレチクル内部に入り込む。今ブランク面上の位置Ｐで光が屈折し、Ｙ方向に伸びるライン状回路パターン１０２を照射すると、そこからパターン回折光１０３Ｌ、１０３Ｒが発せられる。
【００１１】
回路パターン１０２に光が斜めに照射された場合、その回路パターンで正反射する光を基準として回折光は回路パターンと直交方向に飛ぶ。位置Ｐでレチクル内部に侵入する際に、レチクルとほぼ平行に近い角度で入射し屈折した光がパターン照射光となっているので、さらにパターン回折が起きると、その回折光はブランク面に到達しても全反射する。同様に、ブランク面で全反射した光はパターン面に到達するが、その領域に回路パターンがなければその部分でも全反射する。また回路パターン１０２の稠密度によっては、レチクル奥側の側面１ｂ、レチクル側面１ｃでも全反射を引き起こす場合がある。このように、パターン回折光１０３Ｌは、回路パターンを再び照明し回折現象を発生しない限り、パターン面（遮光膜部、ガラス部、半透明膜部を問わない）、ブランク面、及びレチクルの側面全てで全反射する場合がある。そうすると回折光の光量低下は発生しない。
【００１２】
再び図１２において、パターン回折光１０３Ｌは全反射を繰り返すと、投光領域５の下方（Ｚ方向）に戻る場合がある。この位置にＸ方向に伸びるライン状パターン１０４があると、再度回折光１０５が発生し、受光器７がそれを検知してしまう場合がある。図１３でその現象を説明する。
【００１３】
図１３は、図１０Ａを投光器４側から見た図である。全反射を繰り返しているパターン回折光１０３Ｌの中で、レチクル側面１ｃからパターン１０４へ至る光路を点線で示してある。パターン回折光１０５は、パターン１０４がＸ方向のライン状パターンのため、正反射光を基準としてパターンと直交するＸ軸回りの傾きを変化させたものとなっている。そのため図１３では、パターン回折光１０５は、正反射光と重なって見えているが、図１２を見ると、ブランク面に対する入射角が臨界角より小さくなる場合があり、空中に光が出てくることが理解される。さらに回路パターン１０４の稠密度によっては、受光器の結像レンズ７１の光軸に近い角度になり、ラインセンサー７２が光を検出し、異物からの散乱光として誤検出してしまうことがある。
【００１４】
一方、パターン回折光１０３Ｒは、同じように全反射を繰り返すが、レチクル側面１ｂで回路パターン領域１０１に入ると、回折光が発生するため徐々に消失する。その回折光は受光器７に入光することはないので、誤検出は発生しない。
【００１５】
本発明の目的は、パターンからの回折光による誤検出をなくし、異物を高精度に検査できる異物検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、被検物の表面に光を投光する投光器と、前記投光器によって前記表面に投光された光の前記表面における散乱光を受光する受光器と、前記受光器の出力に基づいて前記表面における異物の大きさを判定する制御器とを備える異物検査装置であって、前記投光器は、当該投光器の光軸が前記表面に対して傾くように配置され、前記受光器は、当該受光器の光軸が前記投光器の光軸と前記表面の法線軸とを含む平面に対して第１角度だけ傾くように配置され、前記投光器から投光された投光光の偏光軸が前記平面に対してなす角度を第２角度とするとき、前記制御器は、前記第１角度と前記第２角度との差が互いに異なる第１状態及び第２状態となるように前記投光光の偏光軸と前記受光器の配置の少なくとも一方を制御し、異物の大きさと該異物からの光を受光した受光器の出力との関係を表すデータを用いて、当該第１状態における前記受光器の出力と当該第２状態における前記受光器の出力とから異物の大きさを決定し、前記データは、前記第１角度と前記第２角度との差が前記第１状態の場合に異物が大きくなれば前記受光器の出力が大きくなる相関関係を有さない異物の大きさの範囲において、前記第１角度と前記第２角度との差が前記第２状態の場合に異物が大きくなれば前記受光器の出力が大きくなる相関関係を有するデータを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、パターンからの回折光による誤検出をなくし、異物を高精度に検査できる異物検査装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものである。
【００１９】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る異物検査装置の光学系基本構成を示す図である。説明の簡略化のために、レチクル１のブランク面１ａの異物検査光学系のみを記載するが、レチクル１の回路パターン面を異物から保護するペリクル膜のための異物検査光学系も備えうる。図中の２は、ペリクル膜を取り付けているペリクル枠である。したがって、被検物は、レチクル１及びペリクル膜の少なくともいずれかでありうる。
【００２０】
レチクル１の表面に光を投光する投光器４は、図１０と同様に、半導体レーザ４１、コリメータレンズ４２、λ／２板４３から構成される。但しλ／２板４３を光軸周りに回転駆動できるような機構が設けられている。λ／２板４３の代わりに偏光フィルタ、λ／４板、光学偏光素子等が使用されてもよい。投光器４によって投光された光のブランク面１ａにおける散乱光を受光する受光器８の構成は、図１０の受光器７と同様である。しかし、図１の異物検査装置は、受光器８と同じ構成の受光器９をさらに備えており、また、受光器８，９の出力に基づいてブランク面１ａにおける異物の有無と大きさの少なくとも一方を判定する不図示の制御器を備えている。図１の（Ｂ）に示すように、異物検査装置は、光学系全体１０を投光領域５の長手方向に対して垂直でブランク面１ａに沿う方向、即ちＸ方向に直線的に走査することによってブランク面１ａ全体の異物検査を行っている。
【００２１】
投光器４は、当該投光器４が投光する投光光の光軸がブランク面１ａに対してθだけ傾くように配置されている。
【００２２】
図２は、受光器全体の基本構成とレーザビームの偏光軸の設定方向を示し、レチクルへのビーム投光方向即ちＹ方向から見た図である。受光用の結像レンズ８１及び８１'が受光する受光光の光軸すなわち受光器８の光軸は、投光器４の光軸と被検物表面（ブランク面又はペリクル面）の法線軸とを含む平面に対して第１角度φ１だけ傾いている。一方、受光用の結像レンズ９１及び９１'の光軸（受光器９の光軸）は、投光器４の光軸と被検物表面（ブランク面又はペリクル面）の法線軸とを含む平面に対して別の第１角度φ２だけ傾いている。受光器８の第１角度φ１と受光器９の第１角度φ２とは互いに異なっている。
【００２３】
続いて投光するレーザビームの偏光軸の方位を最適に設定する手法について述べる。図３に、各粒子サイズ（１０μm,１５μm,３０μm）における偏光軸の方位と散乱光強度の出力との関係を示す。図３は、φ１＝−３０°のとき受光器８の出力と偏光軸の方位との関係を示したものである。投光光の偏光軸の方位は、投光器４内に構成されるλ／２板４３を回転させることにより変えることができる。ここで、投光光の偏光軸が投光器４の光軸と被検物表面の法線軸とを含む平面に対してなす角度である第２角度をαとする。図２、図３において反時計回りがφ、αのプラス方向とする。例えば、図２において、φ１＜０,φ２＞０である。
【００２４】
異物検査装置では受光器８，９の出力から一意に粒子サイズが決定される必要がある。上記の条件で検査したとき、偏光軸の方位αが−９０°~＋３０°のときに粒子からの散乱信号出力が１０μm＜１５μm＜３０μmの関係を満足する。なお、φ２＝＋３０°のとき受光器９で検出した場合、偏光軸の方位αが＋９０°~−３０°のときに粒子からの散乱信号出力が１０μm＜１５μm＜３０μmの関係を満足する。
【００２５】
図４に偏光軸の方位に対する、１０μm粒子の散乱光強度の出力と、パターン回折光強度の出力との関係を示す。φ１＝−３０°の受光器９において、１０μm粒子の散乱光出力に対してパターン回折光の出力を小さくするためには偏光軸の方位αを−４０°以上にする必要があることが分かる。なお、φ２＝＋３０°の受光器９での検出は、偏光軸の方位αを+４０°以下にする必要がある。上記の偏光軸の方位の条件においては、パターンの種類が異なっても定性的に１０μm粒子の散乱光の出力とパターン回折光の出力との関係は変わらない。
【００２６】
上記実施形態において被検物表面上の粒子からの散乱信号とパターンからの回折信号の弁別性を向上させ、かつ粒子サイズが大きければ散乱光強度も大きくなるようにする。そのために、偏光軸の方位αは、λ／２板４３により投光器４の光軸と被検面の法線軸とを含む平面に対して±３０°以内の方向となるように設定される。なお、ペリクル面側の偏光軸の方位αも同様に最適化できる。
【００２７】
受光器８，９の光軸の方位を最適に設定する手法について述べる。受光器８，９の光軸のなす第１角度φ１,φ２はパターン回折光の誤検出を避けるために２５°以上９０°未満の角度に設定することが望ましい。また、受光器８，９の光軸のなす第１角度φと偏光軸の方位がなす第２角度との差（φ−α）は、−６０°以上かつ+６０°以下の範囲内に設定する必要がある。なぜなら偏光軸の方位を固定した状態で受光器８，９の光軸を傾けていくと、粒子サイズが大きければ散乱光強度も大きくなる条件から外れるためである。
【００２８】
例えば図５に示されるように、φ１＝−３０°のとき、粒子サイズが大きければ散乱光強度も大きくなるαの条件は、前述したように−９０°≦α≦+３０°である（図５A）。しかし、α＝＋３０°でφ１をφ１'へΔφ１=−１０°だけ傾けたとき（φ'=−４０°）、前記αの条件は、シフトして−１００°≦α'≦+２０°にとなる（図５B）。このときα=＋３０°＞α'＝＋２０°となり、散乱信号出力が１０μm＜１５μm＜３０μmの関係を満足しなくなってしまう。（図５C）
よって、受光器の光軸が、投光器の光軸と被検物表面の法線軸とを含む平面に対して２５°以上９０°未満の角度で傾いていて、かつ前記直線偏光光の偏光方向と±６０°以内で傾いている必要がある。
【００２９】
［第２の実施形態］
異物検査装置において、制御器が被検物表面上の粒子からの散乱信号とパターンからの回折信号を弁別する手法について述べる。
【００３０】
図６に示すように偏光軸の方位αに対する、被検物表面における１０μm粒子の散乱光出力曲線とパターンからの回折光出力曲線とは異なっている。この点に注目し、検査時に信号を検出したときに偏光軸の方位αを変えて再検出する。そのときの複数の出力の差に基づいて、制御器は、被検物の表面に存在する異物に起因する出力か、それともパターン回折光のような異物以外に起因する出力かを判定する。また、偏光軸の方位αを変更する前後の複数の出力の比によって判定する。例えば、偏光軸の方位をα１からα２へ切り替えたとき出力がA１(A１')からA２(A２')に変化したとする。図６に示されるように、粒子の散乱光の出力ならばA２−A１＞０となり、パターン回折光の出力ならばA２'−A１'＜０となることから粒子の散乱光とパターン回折光とを弁別できる。また、粒子の散乱光の出力ならばA２／A１＞１、パターン回折光の出力ならばA２'／A１'＜１となることからも弁別できる。
【００３１】
さらに事前に偏光軸の方位毎の基準粒子（例えば１０μm粒子）信号による出力の基準値を取得（記録）し、その出力に対する検出信号出力の関係から粒子の散乱光か、パターン回折光かを判定する。例えば、偏光軸の方位をα１からα２へ切り替えたときの被検面上の１０μm粒子出力がA１からA２に変化したときのA１,A２を記録しておく。そして実際の検査時において偏光軸の方位をα１からα２へ切り替えたときの出力がA１'からA２'に変化したとする。そのとき、A１−A１'＜A２−A２'ならば出力はパターンからの回折光によるものと判断できる。
【００３２】
［第３の実施形態］
図７に、φ＝−３０°、α＝０°の第１状態で検査した結果を、横軸を粒子サイズ、縦軸を粒子からの散乱出力とした場合の両者の関係で示す。これによれば粒径サイズがAμmを超えると、粒子が大きければ散乱光強度も大きくなる関係が成立しなくなる。また、図８のようにφ＝−３０°、α＝９０°の第２状態で検査すると、粒径サイズがAμmを超えても粒子サイズが大きければ散乱光強度も大きくなる関係が成立することが分かる。ただし、粒子サイズが小さい領域では成立しなくなる。このことから弁別すべき粒子サイズに応じて、投光光の偏光状態を適切な位置に切り替えてもよい。具体的には、受光器が１つの場合、投光器４と１つの受光器８との位置関係を維持しながら、投光光の偏光軸の方位を変えて被検物の表面に沿って相対的に複数回走査移動させることで被検物の表面全体に亙って検査する。それぞれの走査移動の間に投光光の偏光軸の方位を、弁別対象とする粒径サイズがAμm以下のときはα＝０°に、Aμm以上のときは受光器８と直交する方向に切り替えて設定する。
【００３３】
図７の第１状態と図８の第２状態とにおいて、φはともに−３０°で同一であるが、αの値が０°と+６０°と互いに異なっている。すなわち、第１状態と第２状態とでは、第１角度と第２角度との差(φ−α)が互いに異なっている。
【００３４】
さらに、受光器が複数配置される場合、投光器４と複数の受光器８，９との位置関係を維持しながら非検物の表面に沿って相対的に１回走査移動させることで被検物の表面全域に亙って検査する。その場合、例えばφ１＝−６０°、α＝＋３０°,φ２＝＋４０°に設定する(図９)。そうすれば、両受光器８，９において前述したようなパターン回折光を検出することなく、弁別したい粒径サイズにおいて粒径が大きければ散乱強度出力が大きくなる条件を満たし、加えて速やかに検査することができる。
【００３５】
図１１Aに、光学系全体１０を往復駆動して１つの受光器８で検査する場合のフローチャートを示す。まず受光器８をαが第１状態（Ａ基準の位置）で＋Ｘ方向に走査移動させて検査し、異物の検出がなければ検査は終了する。異物を検出した場合、受光器８をαが第２状態（Ｂ基準の位置）に設定して−Ｘ方向に走査移動させて再検査を実施する。したがって、このフローチャートでは異物を検出したときには、光学系全体１０を複数回走査移動させる。光学系全体１０の走査移動方向を替えるときにλ／２板４３を回転駆動させる必要がある。+Ｘ方向の走査移動時と−Ｘ方向の走査移動時との受光器８の出力は、例えば１ｍｍ四方の各座標における検出粒径サイズとしてあらかじめ求め検査装置内に記憶しておく。そして最終的な検査結果としては、例えば座標毎に受光器８の２つの検査結果の小さい方の検出粒径サイズとする。異物の場合は受光器８の２つの出力は共に同じレベルの検出粒径サイズなので正しく異物を検出できる。
【００３６】
図１１Bに、２つの受光器８，９で検査する場合のフローチャートを示す。λ／２板４３により偏光軸の方位αを−４０°以上かつ+４０°以下の範囲内に設定する。さらに受光器８，９の光軸がともに、投光器の光軸と被検物表面の法線軸とを含む平面に対して２５°以上９０°未満の角度で傾き、かつ直線偏光光の偏光方向に対して±６０°以内で傾いている。その状態で受光器８，９を＋X方向に走査移動することにより同時検査する。この方法で検査すれば、受光器８，９においてパターン回折光に起因した誤検出が発生することはない。さらに２つの受光器８，９において上記の検査条件を同時に満足させることによりλ/２板４３を回転させて往復駆動させる必要がなくなり（λ/２板４３回転位置を固定）、速やかに正しく異物を検出することができる。
【００３７】
また、図１１Ｃに、２つの受光器８，９で検査する場合の別のフローチャートを示す。図１１Ｃのフローチャートでは、受光器８、９を＋Ｘ方向に走査移動させて検査し、異物の検出がなければ検査は終了するが、異物を検出した場合は受光器８，９を−Ｘ方向に走査移動させて再検査を実施する。走査移動方向を切り替えるときに、λ／２板４３を回転駆動させる。そして最終的な結果としては、各受光器８，９において各走査移動方向の出力の変化（出力の差、出力の比、基準粒子出力に対する比の変化）により異物のサイズ、異物からの散乱光とパターンからの回折光とを判定する。
【００３８】
受光器８が１つの場合、光学系全体１０を＋X方向に走査移動して検査する際にλ/２板を回転して受光器の光軸と直交する方位に投光光の偏光軸の方位を設定する（大粒径異物検査）。光学系全体１０を−X方向に走査移動する場合、λ/２板を回転して投光光の偏光軸のなす角度αを±４０°以内、かつ受光器の光軸に対して±６０°以内となる方位に偏光軸の方位を設定する（小粒径異物検査）。すなわち、走査移動毎に弁別対象の異物サイズに合わせてλ/２板の回転位置を設定する。
【００３９】
受光器が２つの場合、光学系全体１０を＋X方向に走査移動して検査する際にλ/２板を回転する。そして、少なくとも１つの受光器の光軸と直交しかつ投光器の光軸と被検面の法線軸を含む平面に対して±４０°以内で、もう１つの受光器の光軸に対して±６０°以内となる方位に偏光軸を固定設定する。すなわち、１回の走査移動で２つの受光器によって、異なる弁別対象の異物サイズの同時検査が可能となるようにλ/２板の回転位置を固定設定する。
【００４０】
本発明は、半導体素子や液晶表示素子等の製造に使用される半導体露光装置の他、各種精密加工装置や各種精密測定装置等にも適用可能であり、被加工物や被測定物の被検査面上の異物を検出するのに有効である。
【００４１】
［露光装置の説明］
本発明で適用される例示的なレチクルのパターンを基板に転写して基板を露光する露光装置を説明する。露光装置は図１４に示すように、照明装置５０１、レチクルを搭載したレチクルステージ５０２、投影光学系５０３、基板を保持する基板ステージ５０４とを備える。上述したように基板ステージ５０４は、不図示の駆動機構によってＹ方向に操作移動され、Ｘ方向にステップ移動される。露光装置は、レチクルに形成された回路パターンを基板に投影して走査露光する。
【００４２】
照明装置５０１は回路パターンが形成されたレチクルを照明し、光源部と照明光学系とを有する。光源部は、例えば、光源としてレーザを使用する。レーザは、波長約193nmのArFエキシマレーザ、波長約248nmのKrFエキシマレーザ、波長約153nmのF2エキシマレーザなどを使用することができる。しかし、レーザの種類はエキシマレーザに限定されず、例えば、YAGレーザを使用してもよいし、そのレーザの個数も限定されない。光源にレーザが使用される場合、レーザ光源からの平行光束を所望のビーム形状に整形する光束整形光学系、コヒーレントなレーザ光束をインコヒーレント化するインコヒーレント化光学系を使用することが好ましい。また、光源部に使用可能な光源はレーザに限定されるものではなく、一又は複数の水銀ランプやキセノンランプなどのランプも使用可能である。照明光学系はマスクを照明する光学系であり、レンズ、ミラー、ライトインテグレーター、絞り等を含む。
【００４３】
投影光学系５０３は、複数のレンズ素子のみからなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学素子とを有する光学系、全ミラー型の光学系等を使用することができる。
【００４４】
レチクルステージ５０２及び基板ステージ５０４は、例えばリニアモータによって移動可能である。それぞれのステージは同期して移動する。また、レチクルのパターンを基板上に位置合わせするために基板ステージ５０４及びレチクルステージ５０２に不図示のアクチュエータ（駆動機構）を備える。
【００４５】
上述の露光装置を用いて基板を露光する工程の後、露光された基板を現像する工程等を経て、半導体集積回路等の半導体デバイスや、マイクロマシン、薄膜磁気ヘッド等の微細なパターンが形成されたデバイスが製造されうる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施形態に係る異物検査装置の概略図である。
【図２】第１の実施形態に係る異物検査装置の断面図である。
【図３】粒子による散乱光の出力と偏光軸方位との関係を示す図である。
【図４】粒子による散乱光の出力と偏光軸方位との関係を示す図である。
【図５】粒子による散乱光の出力と偏光軸方位との関係を示す図である。
【図６】粒子による散乱光の出力及びパターン回折光の出力と偏光軸方位との関係を示す図である。
【図７】φ=−３０°、α＝０°における散乱光の出力と粒径サイズとの関係を示す図である。
【図８】φ=−３０°、α＝＋６０°における散乱光の出力と粒径サイズとの関係を示す図である。
【図９】φ１=−６０°、φ２＝＋４０°α＝＋３０°における偏光軸方位と２つの受光器光軸方位との関係を示す図である。
【図１０】従来の異物検査装置の概略図である。
【図１１Ａ】検査フローチャートの一例である。
【図１１Ｂ】検査フローチャートの別例である。
【図１１Ｃ】検査フローチャートのさらなる別例である。
【図１２】パターンからの回折光を誤検出するメカニズムの説明図である。
【図１３】パターンからの回折光を誤検出するメカニズムの説明図である。
【図１４】露光装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１：レチクル
１ｂ，１ｃ：レチクルの側端面
２：ペリクル
３：異物
４：投光器
４１：半導体レーザ
４２：コリメータレンズ
４３：λ／２板
４５：ビーム
５：投光領域
７，８，８'，９，９'：受光器
７１，８１，８１'，９１，９１'：受光用結像レンズ
７２，８２，８２'，９２，９２'：ラインセンサー
１０：光学系全体
２０：偏光軸の方位
１０１：回路パターン領域
１０２，１０４：回路パターン
１０３Ｌ，１０３Ｒ，１０５，１０６：パターン回折光
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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