JPH0466943A - 半透明板の欠陥検査装置 - Google Patents

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〕 本発明はレチクルの原板等の半透明板中に存在する欠陥
（ピンホール等）を検査する装置に関する。

〔従来技術〕

半導体装置あ製造工程におけるパターン形成技術として
ホトリソグラフィ技術が知られている。

このホトリソグラフィ技術ではレチクルが用いられ、こ
れは石英板の表面にＣｒが蒸着された半透明のレチクル
原板において、上記Ｃｒをパターン化して形成される。

このレチクルをマスクとして半導体基板上に塗布された
レジスト膜を露光し、所望のレジストパターンを形成す
る。この場合、レチクル原板にピンホール等の欠陥（Ｃ
ｒが付着していない部分など）が存在すると、このビン
ホ−ルからの透過光により露光不要なレジスト膜が露光
されてしまうので、このような欠陥のある半透明板を検
出することが望まれていた。

このため、従来では拡大光学系を有する顕微鏡を用いて
普通のカメラで撮像することによりレチクル原板を検査
していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、レチクル原板等の半透明板の場合、直接透過光
量が圧倒的に強い為、直径０．１μｍという光の波長以
下のピンホールからの漏れ光はノイズに埋もれ、顕微鏡
で拡大する方式では検出することができなかった。

そこで本発明は上記課題を解決することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成する為、本発明は点光源（例えばアーク
光源）と、この点光源からの光を所定位置に集める集光
光学系（例えば集光レンズ）と、この所定位置に配置さ
れ上記光の進行を妨げるマスク（例えば遮光板）と、上
記点光源と前記マスクの間に形成された光路の途中に配
置された検出すべき半透明板からの散乱光を上記マスク
の後部に配置された撮像装置に結像する結像光学系（例
えば結像レンズ）とを備えて構成されている。

〔作用〕

本発明は、以上のように構成されているので、半透明板
を透過した点光源からの透過光はマスクでカットされる
が、半透明板の欠陥からの散乱光はマスクでカットされ
ずに結像光学系に入射する。

その為、結像光学系の後部に位置する撮像装置には点光
源からの透過光は入射せず、欠陥からの散乱光が入射す
ることになり、半透明板の欠陥の位置が検出される。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例に係る半透明板の欠陥検査装
置を添附図面に基づき説明する。なお、説明において同
一要素には同一符号を使用し、重複する説明は省略する
。

第１図は、本発明に係る欠陥検査装置の第１の原理を示
す。この欠陥検査装置では、集光光学系ばかりでなく結
像光学系としても使用できる集光結像光学系が使用され
ている。この集光結像光学系１は点光源２とマスク３の
間に配置されており、この集光結像光学系１に対し点光
源２とマスク３は互いに共役になっている。点光源２と
集光結像光学系１の間にはレチクル原板などの半透明板
４が配置されており、マスク３の後方には撮像装置５が
配置されている。半透明板４と撮像装置５の受光面は集
光結像光学系１に対し、互いに共役になっているので、
半透明板４の欠陥Ｐからの散乱光はマスク３を経由して
、その大部分が撮像装置５の受光面に結像される。

上記欠陥検査装置によると、点光源２からの光は半透明
板４を透過し、集光結像光学系１によりマスク３に集光
される。集光された光はマスク３により吸収もしくは遮
断されるので、撮像装置５には到達しない。ところが、
半透明板４にピンホール等の欠陥Ｐが存在すると、欠陥
Ｐは点光源２より集光結像光学系１の近くに位置するか
ら、欠陥Ｐから出射される散乱光は点光源２からの透過
光より後方で焦点を結ぶ。その為、散乱光の大部分はマ
スク３てカットされずに撮像装置５に到達する。したが
って、撮像装置５の受光面には半透明板４の直接透過光
は入射せず、欠陥からの散乱光が入射するので、撮像装
置５により半透明板４における欠陥の位置が検出される
。

第２図は、本発明に係る欠陥検査装置の第２の原理を示
す。第１の原理との差異は、マスク３・と半透明板４と
の間に光学系が存在しない点であり、集光結像光学系の
代わりに、集光光学系６と結像光学系７が使用されてい
る点である。集光光学系６は、点光源２とマスク３が互
いに共役になるように、点光源２と半透明板４の間に配
置されている。また、結像光学系７は、半透明板４と撮
像装置５の受光面が互いに共役になるように、マスク３
と撮像装置５の間に配置されている。

上記欠陥検査装置によると、点光源２からの光は集光光
学系６によって収斂光に変えられ、半透明板４に照射さ
れる。半透明板４からの透過光は集光レンズ等を経由す
ることなくマスク３に集光され、その進行が遮断される
。一方、半透明板４にピンホール等の欠陥Ｐが存在する
と、欠陥Ｐからの散乱光はマスク３を通過して結像光学
系７に入射し、撮像装置５の受光面に結像する。このよ
うに、撮像装置５の受光面にはレンズの散乱光はほとん
ど入射することかないので、撮像装置５では欠陥の位置
が明瞭に検出される。

第３図は、第１の原理に基づく第１実施例に係る欠陥検
査装置を示すものである。この欠陥検査装置では、集光
光学系として第ルンズ８及び第２レンズ９、結像光学系
として第２レンズ９及び第３レンズ１０が使用されてい
る。第ルンズ８及び第２レンズ９の間には半透過基板４
か第２レンズ９の前側焦点面に配置されており、第２レ
ンズ９の後側焦点位置にはマスク３が配置されている。

マスク３は欠陥Ｐからの散乱光を透過する透明保持板１
１により固定されており、点光源２からの光を遮断ある
いは吸収する機能を有する。また、第３レンズ１０の後
側焦点面には撮像装置としての超高感度テレビカメラ１
２が配置されている。

この実施例によると、点光源２からの光は第ルンズ８に
より平行光に変えられ、半透明板４に照射される。半透
明板４に欠陥かない場合、光は減衰あるいは波長が選択
されるが、その直接透過光は第２レンズ９に入射し、マ
スク３に集光されてカットされる。一方、半透明板４に
欠陥Ｐが存在する場合、欠陥Ｐから散乱光が発生し、こ
の散乱光は第２レンズ９及び第３レンズ１０を介して超
高感度テレビカメラ１２の受光面に入射する。

その為、半透明板４からの直接透過光は超高感度テレビ
カメラ１２に入射せず、欠陥Ｐから散乱光か超高感度テ
レビカメラ１２によって検出される。

このように、第２レンズ９からの平行光は、その一部か
マスク３によりカットされるか、その大部分は透明保持
板１１、第３レンズ１０を介して超高感度テレビカメラ
１２の受光面に結像されるので、効率良く、リアルタイ
ムで半透明板４の欠陥を画像として検出することができ
る。この場合、欠陥Ｐの位置は光軸より少し下方に位置
するので、超高感度テレビカメラ１２には当該光軸より
少し上方に欠陥を表わす画像が結像される。

なお、この実施例ではコリメータ光学系として第ルンズ
８による屈折系を使用しているが、放物面鏡などを用い
た反射系を使用することができる。

第４図は、第２の原理に基づく第２実施例に係る欠陥検
査装置を示す。第２の原理との差異は、高安定キセノン
ランプ２ａ、一対の凸レンズ２ｂ。

２　Ｃ％　ピンホール板２ｄを備えることにより、ピン
ホール板２ｄの光透過孔において仮想点光源を等価的に
形成し、これを集光光学系６に入射している点である。

集光光学系６は凸レンズと凹レンズを組み合わせた投光
レンズで構成され、その前方には半透明板４が配置され
ている。この半透明板４の後方にはＶ　Ｉ　Ｍ　（Ｖｉ
ｄｅｏ　ＩｎｔｅｎｓｉｆｉｅｄＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙ
）カメラ１３が配置されている。ＶＩＭカメラ１３の前
部には結像光学系を構成する光学レンズ１４が内蔵され
ており、その先軸近傍にはキセノンランプ２ａからの光
を吸収する、０次光吸収体などで形成されたマスク３が
結像光学系７の前端面と一致して接着されている。マス
ク３は集光光学系６に対しピンホール板２ｄの光透過孔
と共役の位置に配置されている。また、ＶＩＭカメラ１
３の後部には、結像光学系としての光学レンズ１４に対
し半透明板４と共役になる位置に、撮像装置としての撮
像素子（図示せず）が内蔵されている。

この実施例によると、キセノンランプ２ａからの光は一
対の凸レンズ２ｂ、２ｃによりピンホール板２ｄに集光
され、レンズの散乱光か除去される。ピンホール板２ｄ
の光透過孔からの光は集光光学系６に入射し、収斂光に
変換された後、半透明板４に照射される。ピンホール板
２ｄの光透過孔からの光は半透明板４を透過し、マスク
３て吸収される。一方、半透明板４のピンホール等の欠
陥Ｐからの散乱光は光学レンズ１４に入射し、後部に位
置する撮像装置の受光面に結像される。

この実施例によると、半透明板４とマスク３の間にはレ
ンズがないので、レンズによる散乱の影響がない。

また、マスク３を結像光学系である光学レンズ１４に固
定しているので、マスク３を保持する透明保持板（第３
図参照）は不要になる。

さらに、以下のような効果がある。第１に、半透明板４
とマスク３との間に光学部品がない、すなわち、半透明
板４以外に強力なＯ次光が当る物体が存在しないので、
半透明板４以外からの散乱光が生じない。そのため、極
めてコントラストの良い半透明板４の欠陥像が得られ、
検出能力が高くなる。第２に、副次的効果として、集光
光学系６は欠陥像の結像系には入っていないので、厳密
な収差補正を行う必要がない。したがって、レンズの枚
数を減らすことが可能になり、レンズの枚数を減らすこ
とにより、レンズから発生する散乱光を減少させること
ができる。

以上説明したように、上記実施例によると、半透明板４
の表面にホコリ等のパーティクルが付着している時には
パーティクルからの散乱光は半透明板４を必ず透過して
撮像装置に到達し、半透明板４の裏面にホコリ等のパー
ティクルが付着している時には半透明板４を透過した照
明光がパーティクルに照射され、その散乱光が撮像装置
に到達するので、パーティクルからの光はいずれも微弱
になり、ピンホール等の欠陥からの光よりも検出されに
くくなる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではない。

例えば、点光源としてアーク光源、レーザ光源を用いて
もよい。レーザ光源を用いたときにはレーザービームを
二次元に走査することが必要になるが、マスクには高レ
ベルの光が入射されることがないので、マスクの発熱に
対し特別の考慮を払う必要がなくなる。

また、撮像装置としてイメージインテンシファイア付き
ビデオカメラやＣＣＤを使用することができる。

さらに、光学系として反射鏡など、レンズ以外の光学部
品からなる光学系を使用できる。

例えば、第４図に示す欠陥検査装置の集光学系６として
、投光レンズの代わりに、ピンホールがらの光を反射し
て収斂光を形成する軸外し回転楕円面鏡を用いることが
できる。

また、上記実施例では半透明板を用いたが、本発明は透
明板の傷などの検出にも使用できる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、半
透明板に存在する欠陥を散乱光によってコントラスト良
く表示することができる。その為、透過光の波長以下の
ピンホールであっても効率良（検出することができる。

１・・・集光結像光学系、２・・・点光源、３・・・マ
スク、４・・・半透明板、５・・・撮像装置、６・・・
集光光学系、７・・・結像光学系、８・・・第ルンズ、
９・・・第２レンズ、１０・・・第３レンズ、１１・・
・透明保持板、１２・・・超高感度テレビカメラ、１３
・・・ＶＩＭカメラ、１４・・・光学レンズ。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の原理に係る半透明板の欠陥検査
装置を示す概略図、第２図は本発明の第２の原理に係る
半透明板の欠陥検査装置を示す概略図、第３図は本発明
の第１実施例に係る半透明板の欠陥検査装置を示す概略
図、第４図は本発明の第２実施例に係る半透明板の欠陥
検査装置を示す概略図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、点光源と、前記点光源からの光を所定位置に集める
   集光光学系と、前記所定位置に配置され前記光の進行を
   妨げるマスクと、前記点光源と前記マスクの間に形成さ
   れた光路の途中に配置された検査すべき半透明板の欠陥
   からの散乱光を前記マスクの後部に配置された撮像装置
   に結像する結像光学系とを備えて構成されている半透明
   板の欠陥検査装置。 ２、前記集光光学系および前記結像光学系が単一光学系
   で構成されていることを特徴とする請求項１記載の半透
   明板の欠陥検査装置。 ３、前記集光光学系が前記点光源と前記半透明板の間に
   配置され、前記結像光学系が前記マスクと前記撮像装置
   の間に配置され、前記半透明板とを特徴とする請求項１
   記載の半透明板の欠陥検査装置。