(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象基板の表面に対してレーザ光を走査しながら照射し、そのときの検査対象基板の表面からの異物による散乱光を入射させることにより、検査対象基板の表面における異物を検知する光検出器と、この光検出器から出力される信号を取り込んで処理する信号処理系とを備えている異物検査装置における異物径決定方法において、
前記光検出器から出力される信号強度に基づいて異物径を求めるための検量線と、前記光検出器から出力され、発生地点が所定の範囲内である信号を一つの異物からの信号であるとして、前記所定範囲内における信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線とを備えており、前記信号処理系の信号強度に関するダイナミックレンジの範囲内においては、前記両検量線によってそれぞれ得られる異物径のうち大きい方を異物径に決定し、また、前記ダイナミックレンジを超えた範囲においては、前記ダイナミックレンジより大径側に広がったダイナミックレンジを備えた信号処理系による信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線によって得られる径を異物径に決定することを特徴とする異物検査装置における異物径決定方法。
【請求項２】
検査対象基板の表面に対してレーザ光を走査しながら照射し、そのときの検査対象基板の表面からの異物による散乱光を入射させることにより、検査対象基板の表面における異物を検知する光検出器と、この光検出器から出力される信号を取り込んで処理する信号処理系とを備えている異物検査装置において、
信号強度に基づいて異物径を求めるための検量線と、前記レーザ光の走査方向における信号取り込み間隔とレーザ光の検査対象基板移動方向における走査間隔によって決まる単位の範囲から得られる散乱光信号を１とするとき、一つの異物から得られる散乱光信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線とが備えられており、信号強度に関する信号処理系のダイナミックレンジの範囲内においては、前記両検量線によってそれぞれ得られる異物径のうち大きい方を異物径に決定し、また、前記ダイナミックレンジを超えた範囲においては、前記ダイナミックレンジより大径側に広がったダイナミックレンジを備えた信号処理系による信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線によって得られる径を異物径に決定する手段を備えていることを特徴とする異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、ＬＳＩ製造プロセスにおいて、ウェーハにパターンを焼き付けるために用いられるレティクル／マスク、あるいは、パターンが形成された製品ウェーハ、さらには、液晶用基板などの検査対象基板の表面に、異物が付着しているか否かおよびその大きさや付着場所を特定することなどができる異物検査装置及びそれにおける異物径決定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、図２は、例えば光散乱式の異物検査装置の光学系の一例を概略的に示すもので、この図において、１は検査対象基板（サンプル）としてのレティクルで、ベース板２上を矢印Ｘ方向に直線的に往復移動することができる検査ステージ３の上面に載置されている。４はペリクル枠である。
【０００３】
５は前記検査ステージ３の移動方向Ｘに直交した矢印Ｙ方向にレーザ光Ｌを走査させながら、これをサンプル１の表面に照射する入射光学系で、一定の偏向角を有するレーザ光Ｌを発する例えばＨｅ−Ｎｅレーザ発振器６と、ビームエキスパンダ７と、レーザ光Ｌを走査するガルバノミラー８と、スキャニングレンズ９などからなり、サンプル１の表面に対して所定角度斜め上方から、レーザ光Ｌを矢印Ｙ方向に走査照射するように構成されている。
【０００４】
１０Ａ，１０Ｂはサンプル１の表面の左半分と右半分におけるレーザ光Ｌの照射に基づく散乱光Ｒを各別に検知する左右の検出光学系で、前記入射光学系５の走査方向中間のレーザ光照射基準中心Ｃに対して左右両側に配置されており、それぞれ集光レンズ１１と、散乱光Ｒに対する入射光制限用のスリット（図示していない）が形成されたスリット部材１２と、例えば光電子倍増管などの光検出器１３などからなる。
【０００５】
上記異物検査装置においては、検査ステージ３を矢印Ｘ方向に移動させつつレーザ光Ｌを矢印Ｙ方向に往復走査させながら、レーザ光Ｌをサンプル１の表面に照射させるのであり、そして、サンプル１表面に対するレーザ光Ｌの照射部に異物が存在すると、その異物によってレーザ光Ｌが全方向にアットランダムに散乱されて、その異物がサンプル１表面の左半分に存するときは、レーザ光Ｌの照射方向後方に向けて反射された一部の散乱光Ｒが左側の検出光学系１０Ａによって検出され、異物がサンプル１表面の右半分に存するときは散乱光Ｒが右側の検出光学系１０Ｂによって検出されることで、サンプル１表面における異物の存在が検知される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記図２に示すような光散乱式の異物検査装置において、サンプル１上での異物信号の二次元方向における分解能（一つの信号が代表する範囲）は、一般に、図４に示すように、走査されるレーザ光ＬのＹ方向における信号取り込み間隔Ｔｙまたは位置分解能とレーザ光ＬのＸ方向における走査間隔Ｓｘにより決まる。
【０００７】
そして、前記信号取り込み間隔Ｔｙおよびレーザ光の走査間隔Ｓｘによって決まる単位の範囲（図４において符号２１で示す）から得られる信号（散乱光に起因する）を１つと計数するとき、一つの異物２２から得られる信号の数は、一般に複数となる。このような一つの異物２２から得られる複数の信号から、異物２２の大きさを求めるには、次のようにする。
【０００８】
すなわち、まず、個々の信号の発生地点の距離をもとに、互いに一定の範囲内にある信号どうしは同じ異物２２からの信号であると考え、これらをグループ化する。次に、それらのグループのなかで最も信号強度の高いものをそのグループの散乱光の代表値とする。そして、この代表値を、光検出器１３から出力される信号の強度に基づいて異物径を求める検量線（以下、単に信号強度による検量線という）に代入し、そのグループの異物２２の大きさ（異物径）を得ることができる。一方、前記グループにおける信号数を、光検出器１３から出力される信号数に基づいて異物径を求める検量線（以下、信号数による検量線という）に代入することにより、そのグループの異物２２の大きさ（異物径）を得ることもできる。
【０００９】
そして、前記信号強度による検量線が図５に示すようなものであるとする。この図において、Ａは信号強度による検量線であり、横軸は信号処理回路における信号強度のダイナミックレンジを表し、０〜１００の範囲とする。そして、縦軸は異物径を表し、Ｄp1 、Ｄp2 はそれぞれ最小径、最大径である。
【００１０】
ところで、半導体回路の高ＬＳＩ化が進むにつれて、パターンの微細化・高密度化が要求され、異物検査装置において検出すべき異物もより小さくなってきており、これに対応するため、異物の検出感度が上昇していき、この感度上昇に伴って散乱光に基づく信号を処理する系のダイナミックレンジが全体に弱い信号側、つまり、異物の小径側に移動し、図５に示した検量線Ａは、信号強度が１００を超えると、信号処理系が飽和してしまい、Ｄp2 よりも大きい径は、不定となっている。このため、より大きな異物の大きさを決定することができない。
【００１１】
しかしながら、実際には、前記検出限界（上記の図５においてはＤp2 ）を超える大きい異物が存在する可能性は高く、また、一般には、より大きな異物の存在の方が問題となる。
【００１２】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、信号処理系のダイナミックレンジによらず、広い異物径範囲において異物径を正確に決定することができる異物検査装置における異物径決定方法（以下、単に異物径決定方法という）及び異物検査装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明に係る異物径決定方法は、検査対象基板の表面に対してレーザ光を走査しながら照射し、そのときの検査対象基板の表面からの異物による散乱光を入射させることにより、検査対象基板の表面における異物を検知する光検出器と、この光検出器から出力される信号を取り込んで処理する信号処理系とを備えている異物検査装置における異物径決定方法において、前記光検出器から出力される信号強度に基づいて異物径を求めるための検量線と、前記光検出器から出力され、発生地点が所定の範囲内である信号を一つの異物からの信号であるとして、前記所定範囲内における信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線とを備えており、前記信号処理系の信号強度に関するダイナミックレンジの範囲内においては、前記両検量線によってそれぞれ得られる異物径のうち大きい方を異物径に決定し、また、前記ダイナミックレンジを超えた範囲においては、前記ダイナミックレンジより大径側に広がったダイナミックレンジを備えた信号処理系による信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線によって得られる径を異物径に決定することを特徴としている。
また、この発明に係る異物検査装置は、検査対象基板の表面に対してレーザ光を走査しながら照射し、そのときの検査対象基板の表面からの異物による散乱光を入射させることにより、検査対象基板の表面における異物を検知する光検出器と、この光検出器から出力される信号を取り込んで処理する信号処理系とを備えている異物検査装置において、信号強度に基づいて異物径を求めるための検量線と、前記レーザ光の走査方向における信号取り込み間隔とレーザ光の検査対象基板移動方向における走査間隔によって決まる単位の範囲から得られる散乱光信号を１とするとき、一つの異物から得られる散乱光信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線とが備えられており、信号強度に関する信号処理系のダイナミックレンジの範囲内においては、前記両検量線によってそれぞれ得られる異物径のうち大きい方を異物径に決定し、また、前記ダイナミックレンジを超えた範囲においては、前記ダイナミックレンジより大径側に広がったダイナミックレンジを備えた信号処理系による信号の数に基づいて異物径を求めるための検量線によって得られる径を異物径に決定する手段を備えていることを特徴としている。
【００１４】
上記異物径決定方法及び異物検査装置によれば、信号強度に関する信号処理系のダイナミックレンジの範囲内はもとより、これを超える範囲における異物径についても正確に決定することができ、異物径を、そのきわめて小さいものからかなり大きいものまで広い異物径範囲において正確に決定することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の異物径決定方法及び装置において用いられる検量線の一例を示すもので、信号強度による検量線Ａと信号数による検量線Ｂとを異物径をもとに同じ軸上に表している。これら二つの検量線Ａ，Ｂには、次のような関係がある。すなわち、信号強度による検量線Ａが信号処理回路において信号が飽和するレベルに相当する異物径Ｄp2 において、同一異物からの散乱光の信号数による検量線Ｂの評価径がほぼ一致するように設定される。つまり、検量線Ａ，Ｂは、図１において符号ＩM で示す飽和レベルにおける検量線Ａと検量線Ｂとがほぼ一致するような関係を有している。
【００１６】
そして、信号数による検量線Ｂにおけるダイナミックレンジは、信号強度による検量線Ａのダイナミックレンジに比べて、大径側に大きく広がっている。すなわち、この信号数による検量線Ｂにおけるダイナミックレンジは、信号数０から異物径を演算する演算処理部（図示していない）で割り当てられる記憶容量で制限される信号数までであって、信号処理回路のダイナミックレンジ（信号アンプやＡＤ変換回路によって決まることが多い）より自由度が高く、実用上制限がないといえる。
【００１７】
そして、この発明においては、異物の大きさを決定するに際して、次のようにする。すなわち、信号強度による検量線Ａが有効な範囲、つまり、信号強度による検量線Ａが飽和してないダイナミックレンジの範囲内においては、前記二つの検量線Ａ，Ｂによってそれぞれ得られる異物径Ｄａ，Ｄｂを比較し、常に大きい方をその異物の代表径とするのである。こうすれば、異物径は常に実際よりも大きめに決定されることになり、常に安全側に評価されることとなる。図１に示す例では、信号数による検量線Ｂによって得られる異物径Ｄｂが常に代表径として採用されることになる。
【００１８】
また、前記信号強度による検量線Ａが意味をなさなくなる範囲、つまり、信号強度に関する信号処理系のダイナミックレンジを超えた大径側の範囲においては、信号強度による検量線を、図１において符号Ａ’で示すように、一定となるようにして、信号数による検量線Ｂが信号強度による検量線Ａ’が常に大きくなるようにするのである。すなわち、信号強度による検量線Ａが飽和する範囲では、信号数による検量線Ｂによって得られる異物径Ｄｂが常に代表径として採用されるのである。
【００１９】
なお、上記図１における二つの検量線Ａ，Ｂにおいては、信号強度による検量線Ａが有効な範囲において、信号数による検量線Ｂによって得られる異物径Ｄｂが信号強度による検量線Ａによって得られる異物径Ｄａよりも大きくなるようにしてあるが、これら二つの検量線Ａ，Ｂの関係は、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように種々のものがあることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
この発明の異物径決定方法及び異物検査装置によれば、信号強度による検量線が有効な範囲、すなわち、信号処理系のダイナミックレンジの範囲内はもとより、これを超える範囲、すなわち、大径側においても、異物径を正確に決定することができる。したがって、従来に比べて、広い異物径範囲にわたって異物の径を正確に決定することができるので、ＬＳＩ製造プロセスなど異物管理を必要とする各種のプロセスにおいて、異物管理をより効率よく的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の異物検査装置における異物径決定方法において用いる検量線の一例を概略的に示す図である。
【図２】  この発明が適用される異物検査装置の光学系の構成を概略的に示す図である。
【図３】  この発明の異物検査装置における異物径決定方法において用いる検量線の他の例を概略的に示す図である。
【図４】  異物信号の二次元方向における分解能を説明するための図である。
【図５】  従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
１…検査対象基板、１３…光検出器、Ｌ…レーザ光、Ｒ…散乱光、Ａ…信号強度による検量線、Ｂ…信号数による検量線。
【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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