JP2000162137A

JP2000162137A - 面検査装置

Info

Publication number: JP2000162137A
Application number: JP10335855A
Authority: JP
Inventors: Yumi Nakagawa; 由美中川; Koichiro Komatsu; 宏一郎小松
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-11-26
Filing date: 1998-11-26
Publication date: 2000-06-16
Also published as: US6313913B1; KR20000035122A; TW432757B

Abstract

(57)【要約】【課題】装置全体の省スペース化を図ると同時に、低
コストな面検査装置を提供する。【解決手段】第１の光ビームを被検査面２１に照射し
て、被検査面２１上の所定の第１の方向（Ｘ軸方向）に
沿って第１の帯状照射領域５１Ａを一括的に形成する第
１の光照射系１１Ａ〜１５Ａと、第１の帯状照射領域５
１Ａからの散乱光を受光する第１の受光系１８Ａと、第
２の光ビームを被検査面２１に照射して、第１の方向
（Ｘ軸方向）に沿って第２の帯状照射領域５１Ｂを被検
査面２１上に一括的に形成する第２の光照射系と、第２
の帯状照射領域５１Ｂからの散乱光を受光する第２の受
光系１８Ｂと、第１の方向（Ｘ軸方向）とほぼ直交する
第２の方向（Ｙ軸方向）に沿って第１及び第２の光照射
系と被検査面２１とを相対的に移動させる走査手段７１
とを備え；第１の帯状照射領域５１Ａと第２の帯状照射
領域５１Ｂとは第２の方向（Ｙ軸方向）に沿って所定の
距離だけずれて被検査面２１上に形成されるように構成
されている面検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被検査面を検査す
る面検査装置に関し、特に被検査面上の微細なゴミ等の
異物や傷等を自動的に検出するための面検査装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】集積回路の製造工程の１つであるフォト
リソグラフィ工程においては、ペリクルが張架されたレ
チクルやフォトマスク（以下、単に「マスク」という）
による回路パターンの半導体ウエハへの転写が行われ
る。その際、ペリクル上に大きなゴミ等の異物が付着し
ていると、その異物像が半導体ウエハに影響を及ぼし、
回路パターンの欠陥となる。この結果、製造歩留まりが
低下する。したがって、転写を行う前に、ペリクルに異
物が付着しているか否かを検査する必要がある。

【０００３】図７は、特開平７−１６７７９２号公報に
開示されている従来の異物検査装置の構成を概略的に示
す斜視図である。図７の装置では、半導体レーザ１１か
ら射出された放射状のレーザ光（波長約７８０ｎｍ）を
コリメータレンズ１２で平行ビームにし、アナモルフィ
ックプリズム１３で図中Ｘ方向にビーム形を拡大する。
Ｘ方向に拡大された断面が長円のレーザ光は平行四辺形
開口部を有する絞り１４によってビーム形の長手方向に
部分遮光され、ミラー１５で反射されて被検査面である
ペリクル２１上に９０度に近い入射角で入射する。

【０００４】こうして、ペリクル２１上には、前記ビー
ム形の拡大方向に延びた帯状の照射領域３０（一方向に
関して被検査面を帯状に一括照射する照射領域）が形成
される。この帯状の照射領域内に異物があると、散乱光
が発生する。異物からの散乱光は、受光レンズ３１を介
して、イメージセンサ２０に結像する。イメージセンサ
２０で検出された散乱光の強度に応じて、異物の大きさ
を検出することができる。なお、ペリクル２１が張架さ
れたマスク２２を帯状の照射領域３０の長手方向とほぼ
垂直な方向（図中Ｙ方向）に移動させながらビーム走査
することにより、被検査面全体に亘る異物検査を行うこ
とができる。このように、従来は１つの被検査面に入射
系と受光系とを合わせた１組の光学系が用いられてい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような面上の異
物を検査する検査装置では、近年マスクのサイズが非常
に大きくなって、検査領域が増大している。しかしなが
ら、同時にパターンも微細化しており、同じ開口数また
はそれ以上で、広い検査領域を見込む必要があるため、
受光レンズの径及びその他の部品が大きくなり、受光系
全体も多大なスペースを必要とする。大きな部品は製造
するのも困難であり、歩留りも良くないため、コストが
かかる。

【０００６】また、１組の受光系で受光する場合、検査
領域が大きくなると、被検査面と受光系の瞳とのなす角
度が大きく変化してしまうため、異物の検出感度が周辺
と中心部とで大きく異なってしまうという問題点もあ
る。さらに入射系に関しても同様に、検査領域の増大に
伴い、各部品が大きくなる。

【０００７】そこで、本発明はこのような従来の問題点
に鑑みてなされたもので、装置全体の省スペース化（小
型化）を図ると同時に、精度良く被検面を検出すること
ができる面検査装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明による面検査装置は、例えば図
１に示すように、第１の光ビームを被検査面２１に照射
して、被検査面２１上の所定の第１の方向（Ｘ軸方向）
に沿って第１の帯状照射領域５１Ａを一括的に形成する
第１の光照射系Ａ１と；第１の帯状照射領域５１Ａから
の散乱光を受光する第１の受光系Ａ２と；第２の光ビー
ムを被検査面２１に照射して、第１の方向（Ｘ軸方向）
に沿って第２の帯状照射領域５１Ｂを被検査面２１上に
一括的に形成する第２の光照射系Ｂ１と；第２の帯状照
射領域５１Ｂからの散乱光を受光する第２の受光系Ｂ２
と；第１の方向（Ｘ軸方向）とほぼ直交する第２の方向
（Ｙ軸方向）に沿って第１及び第２の光照射系と被検査
面２１とを相対的に移動させる走査手段７１とを備え；
第１の帯状照射領域５１Ａと第２の帯状照射領域５１Ｂ
とは第２の方向（Ｙ軸方向）に沿って所定の距離ｄだけ
ずれて被検査面２１上に形成されるように構成されてい
る。

【０００９】このように構成すると、第１の帯状照射領
域と第２の帯状照射領域とは第２の方向（Ｙ軸方向）に
沿って所定の距離だけずれて被検査面上に形成されるの
で、両照射領域からの光が第１の受光系と第２の受光系
に取り込まれないようにすることができる。

【００１０】また請求項２に記載のように、請求項１に
記載の面検査装置では、例えば図１に示すように、第１
及び第２の帯状照射領域５１Ａ、５１Ｂは第１の方向
（Ｘ軸方向）に沿ってずれて形成されるように構成され
ていてもよい。このときは、第１及び第２の帯状照射領
域は第１の方向に沿ってずれて形成されるので、被検査
面を広くカバーすることができる。

【００１１】また、請求項３に記載のように、請求項１
または請求項２に記載の面検査装置では、第１の受光系
１８Ａは、第１の帯状照射領域５１Ａの像を第１の結像
面に形成する第１の光学系１８Ａと、該第１の結像面も
しくはその近傍上に第１の受光面を有する第１の受光部
材２０Ａとを有し；第２の受光系１８Ｂは、第２の帯状
照射領域５１Ｂの像を第２の結像面に形成する第２の光
学系１８Ｂと、該第２の結像面もしくはその近傍上に第
２の受光面を有する第２の受光部材２０Ｂとを有し；第
１の受光系１８Ａに関して第１の受光面に対応する被検
査面２１上の第１の帯状受光取り込み領域２３Ａと、第
２の照射領域５１Ｂが重ならず、且つ前記第２の受光系
１８Ｂに関して前記第２の受光面に対応する被検査面２
１上の第２の帯状受光取り込み領域２３Ｂと、第１の照
射領域５１Ａが重ならないように、所定の距離が設定さ
れることを特徴としてもよい。

【００１２】このよう構成すると、一方の照射領域と他
方の帯状受光取り込み領域とが重ならないので、一方の
光照射系からの照射光が他方の受光系に取り込まれるこ
とがない。

【００１３】さらに請求項４に記載のように、請求項３
に記載の面検査装置では、第１の帯状照射領域５１Ａの
幅をｂ１、第１の帯状受光取り込み領域２３Ａの幅をｃ
１、第２の帯状照射領域５１Ｂの幅をｂ２、第２の帯状
受光取り込み領域２３Ｂの幅をｃ２としたとき、第１帯
状照射領域５１Ａの中心（第１帯状照射領域５１Ａの長
手方向に沿った中心線）と第２帯状受光取り込み額域２
３Ｂの中心（第２帯状受光取り込み領域２３Ｂの長手方
向に沿った中心線）との間の距離ｄ１が（ｂｌ＋ｃ２）
の半分の値よりも大きく、且つ第２帯状照射領域５１Ｂ
の中心（第２帯状照射領域５１Ｂの長手方向に沿った中
心線）と第１帯状受光取り込み額域２３Ａの中心（第１
帯状受光取り込み領域２３Ａの長手方向に沿った中心
線）との間の距離ｄ２が（ｂ２＋ｃ１）の半分の値より
も大きく設定されても良い。即ち、前記所定の距離をｄ
としたとき、距離ｄ１と距離ｄ２が前記の条件を充足す
るようにｄを設定することになる。

【００１４】このように構成すると、幅方向に平行な一
方の帯状照射領域と、幅方向に平行な他方の帯状受光取
り込み領域とが重なることがないので、一方の光照射系
からの照射光が他方の受光系に取り込まれることがな
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。なお、各図において互い
に同一あるいは相当する部材には同一符号または類似符
号を付し、重複した説明は省略する。

【００１６】図１は、本発明による第１の実施の形態で
ある、面検査装置としてのペリクル表面の異物検査装置
の構成を模式的に説明する斜視図である。ここでＸＹＺ
直角座標系を、Ｘ軸がペリクルの被検査面上の帯状照射
領域の長手方向、Ｘ軸に直角なＹ軸が被検査面の走査方
向、Ｘ軸とＹ軸とに直角なＺ軸が被検査面の法線方向に
向くようにとる。

【００１７】図１において、第１の照射系Ａ１は、被検
査物体としてのペリクル２１上に第１の帯状照射領域５
１Ａを形成するために、ペリクル２１に対して斜め方向
から第１の照射光を導く。この第１の照射系Ａ１におい
て、半導体レーザ１１Ａを出射したレーザ光は、コリメ
ートレンズ１２Ａを介して平行ビームになり、アナモル
フィックプリズム１３Ａに入射する。アナモルフィック
プリズム１３Ａに入射したレーザ光は、図中Ｘ方向に拡
大されて断面が長円形の光ビームになり、平行四辺形開
口部を有する絞り１４Ａによってビーム形の長手方向に
部分遮光され、ミラー１５Ａで反射され、９０度近い入
射角θをもって被検査面であるペリクル２１上に入射す
る。ペリクル２１は、フレームを介してマスク２２に取
り付けられ、図中ＸＹ平面とほぼ平行に広がっている。
マスク２２ひいてはペリクル２１は、適当な駆動手段７
１により図中Ｙ方向に移動可能即ち走査可能に構成され
ている。

【００１８】ペリクル２１の表面にほぼ平行に入射した
光ビームは、ペリクル２１の表面においてＸ方向に沿っ
た第１の帯状照射領域５１Ａを形成する。ペリクル２１
からの正反射光は直接光吸収体１６Ａによって吸収され
る。一方、ペリクル２１上の異物からの散乱光は、９０
度近い受光角ψをもってＹ方向に沿って配置された第１
の受光系Ａ２によって受光される。受光角ψは８０度以
上とし、好ましくは８８度以上、さらに好ましくは８９
度以上とする。受光系Ａ２では、異物からの散乱光をシ
ャープカットフィルタ１７Ａおよび第１の光学系として
の受光レンズ１８Ａを介して第１の受光部材としてのイ
メージセンサ２０Ａによって受光する。散乱光の光強度
に応じたいわゆる散乱信号に対してノイズを形成する可
視光以下の波長を有する外乱光を遮光するために、シャ
ープカットフィルタ１７Ａを設けている。イメージセン
サ２０Ａとしては、一次元ＣＣＤ等の光電検出器が使わ
れる。

【００１９】一方、ペリクル２１を挟んで第１の照射系
Ａ１に対向した位置には、第２の照射系Ｂ１が設けられ
ており、この第２の照射系Ｂ１は、被検査物体としての
ペリクル２１上において第１の帯状照射領域５１Ａに対
してＹ方向にずれた位置に第２の帯状照射額域５１Ｂを
形成するために、ペリクル２１に対して斜め方向から第
２の照射光を導く。なお、第２の照射系Ｂ１は、第１の
照射系Ａ１と同一な構成であり、図１において不図示で
はあるが、この第２の照射系Ｂ１は、半導体レーザ１１
Ｂ、コリメートレンズ１２Ｂ、アナモルフィツクプリズ
ム１３Ｂ、絞り１４Ｂ及びミラー１５Ｂを有している。

【００２０】また、ペリクル２１を挟んで第２の照射系
Ｂ１に対向した位置には、第２の照射系Ｂ１からの光が
ペリクル２１へ照射することにより発生するペリクル２
１での正反射光を除去するための吸収体（遮光体）１６
Ｂが配置されている。

【００２１】ここで、第２の照射系Ｂ１によりペリクル
２１に第２の帯状照射額域５１Ｂが形成された時に、こ
の第２の帯状照射領域５１Ｂ内に塵等の異物が存在する
と、この異物によって散乱光が発生する。この第２の帯
状照射領域５１Ｂからの散乱光は、第２の受光系Ｂ２に
て受光される。この第２の受光系Ｂ２は、第１の帯状照
射領域５１Ａに対する第２の帯状照射領域５１ＢのＹ方
向へのずれｄに対応した分だけ第１の受光系Ａ２に対し
てＹ方向に沿って所定量だけずれる（離れる）ように配
置されている。第２の受光系Ｂ２は、第１の受光系Ａ２
と同一な構成であり、第２の受光系Ｂ２は、シャープカ
ットフィルタ１８Ｂと第２の光学系としての受光レンズ
１８Ｂを有している。

【００２２】なお、図２（Ａ）は、図１に示した第１の
実施の形態の装置を真上から見たときの、装置に含まれ
る要素の配置構成を示しているが、本発明は、図２
（Ａ）に示す第２の照射系Ｂ１を、図２（Ｂ）に示すよ
うに、第１の帯状照射領域５１Ａに対して第２の帯状照
射領域５１ＢがＹ方向にて所定の距離ｄだけずれる（離
れる）ように、第１の照射系Ａ１と同じ側に配置するこ
とも可能である。

【００２３】図１の実施の形態では、前記所定の距離ｄ
は、第１の受光系Ａ２の受光部の被検査面における受光
取り込み領域２３Ａと第２の受光系Ｂ２の受光部の被検
査面における受光取り込み領域２３Ｂとが重ならないよ
うな距離に設定されている。受光取り込み領域２３Ａ
は、第１の受光系Ａ２に関して第１の受光部材２０Ａの
受光面（光電検出面）に対応する被検査面上の面であ
る。

【００２４】また、第２の帯状受光取り込み領域２３Ｂ
は、第２の受光系Ｂ２に関して第２の受光部材２０Ｂの
受光面（光電検出面）に対応する被検査面上の面であ
る。従って、第１の帯状受光取り込み領域２３Ａは、第
１の受光系Ａ２に関して第２の受光部材２０Ａの受光面
（光電検出面）と光学的に共役であり、また、第２の帯
状受光取り込み領域２３Ｂは、第２の受光系Ｂ２に関し
て第１の受光部材２０Ｂの受光面（光電検出面）と光学
的に共役である。

【００２５】このように、検出光学系としての各受光系
（Ａ２、Ｂ２）における受光部材（２０Ａ、２０Ｂ）の
大きさに基づいて、それに対応する被検査面上での受光
取り込み領域の大きさが定まる。

【００２６】図５を参照して、本発明の所定の距離ｄを
さらに詳しく説明する。図５（Ａ）は、図１の実施の形
態の場合で、各帯状照射領域（５１Ａ、５１Ｂ）及び各
帯状受光取り込み領域（２３Ａ、２３Ｂ）を、ペリクル
２１の上方から見た平面図である。図５において、第１
の照射系Ａ１の帯状照射領域５１Ａの被検面（ペリクル
２１）での幅はｂ１、第１の受光系Ａ２の帯状受光取り
込み領域２３Ａの被検面（ペリクル２１）での幅はｃ１
であり、この実施の形態ではｂ１＜ｃ１であり、第１の
照射系Ａ１による帯状照射領域５１Ａと第１の受光系Ａ
２による帯状受光取り込み領域２３Ａとは、長手方向の
中心線がほぼ重なっている。言い換えれば、帯状照射領
域５１Ａは帯状受光取り込み領域２３Ａの帯のほぼ中央
に、左右振り分けで重なっている。第２の照射系Ｂ１の
帯状照射領域５１Ｂの被検面（ペリクル２１）での幅は
ｂ２、第２の受光系Ｂ２の帯状受光取り込み領域２３Ｂ
の被検面（ペリクル２１）での幅はｃ２であり、この実
施の形態ではｂ２＜ｃ２である。第２の照射系Ｂ１によ
る帯状照射領域５１Ｂと第２の受光系Ｂ２による帯状受
光取り込み領域２３Ｂとの位置関係は、第１の照射系Ａ
１と第１の受光系Ａ２との関係と同様である。また、図
５（Ａ）の例では、ｂ１＋ｃ２＜ｂ２＋ｃ１である。こ
こで帯状領域同士の距離ｄは、その長手方向中心線同士
の距離で言うものとする。

【００２７】なお、図５（Ａ）に示す例では、第１の照
射系Ａｌにより被検面（ぺリクル２１）上に形成される
第１の帯状照射領域５１Ａの長手方向での中心線と、被
検面（ぺリクル２１）上における第１の受光系Ａ２の第
１の帯状受光取り込み領域２３Ａの長手方向での中心線
が一致し、また、第２の照射系Ｂ１により被検面（ぺリ
クル２１）上に形成される第２の帯状照射額域５１Ｂの
長手方向での中心線と、被検面（ぺリクル２１）上にお
ける第１の受光系Ｂ２の第２の帯状受光取り込み領域２
３Ｂの長手方向での中心線が一致している。

【００２８】また第１の帯状照射領域５１Ａと第１の帯
状受光取り込み領域２３Ａ、第２の帯状照射領域５１Ｂ
と第２の帯状受光取り込み領域２３Ｂは、それぞれ帯の
長手方向の長さは一致しており、また長手方向の一部が
（長さａだけ）重複して検査できるように、長手方向位
置が設定されている。被検査面上の検査漏れを防ぐため
である。

【００２９】図５（Ａ）の場合は、第１と第２の受光系
の帯状受光取り込み領域２３Ａ、２３Ｂ同士が重ならな
いように、第１、第２の光照射系と第１、第２の受光系
が配置されている。即ち第１と第２の受光系の帯状受光
取り込み領域２３Ａ、２３Ｂ同士の長手方向中心線の距
離ｄが、（ｃ１＋ｃ２）／２と等しいかあるいは大なる
ように、前記２つの光照射系が配置されている。このよ
うに配置すると、互いの受光取り込み領域が重ならず、
またｂ１＜ｃ１、ｂ２＜ｃ２であるので、互いの照射領
域同士も重ならないので、一方の照射光が他方即ち相手
側の受光系に取り込まれることがない。

【００３０】図５（Ａ）では、第１の帯状照射領域５１
Ａの中心線と第１の帯状受光取り込み領域２３Ａの長手
方向での中心線が一致し、かつ第２の帯状照射領域５１
Ｂの中心線と第２の帯状受光取り込み額域２３Ｂの長手
方向での中心線が一致した例を示したが、次に、第１の
帯状照射領域５１Ａの中心線と第１の帯状受光取り込み
領域２３Ａの長手方向での中心線が一致せず、かつ第２
の帯状照射額域５１Ｂの中心線と第２の帯状受光取り込
み領域２３Ｂの長手方向での中心線が一致しない例を図
５（Ｂ）および図５（Ｃ）において順に説明する。

【００３１】図５（Ｂ）の場合は、第１の照射系Ａ１の
帯状照射領域５１Ａの長手方向中心線と第２の受光系Ｂ
２の帯状受光取り込み領域２３Ｂの長手方向中心線との
距離ｄ１が、（ｂ１＋ｃ２）／２より大なるように、か
つ第２の受光系Ｂ２の帯状照射領域５１Ｂの長手方向中
心線と第１の受光系Ａ２の帯状受光取り込み領域２３Ａ
の長手方向中心線との距離ｄ２が（ｂ２＋ｃ１）／２よ
り大となるように第１、第２の光照射系（Ａ１、Ｂ１）
と第１、第２の受光系（Ａ２、Ｂ２）が設定されてい
る。このように配置すると、２つの受光系（Ａ２、Ｂ
２）の受光取り込み領域（２３Ａ、２３Ｂ）の一部は重
なるが、一方の受光取り込み領域が、他方の照射領域に
重なることがない。したがって、一方の受光系に他方の
照射系からの光が取り込まれることがない。

【００３２】以上のように、第１、第２の光照射系と第
１、第２の受光系を、少なくとも一方の光照射系の帯状
照射領域と他方の受光系の帯状受光取り込み領域とが重
ならないように配置すればよいが（図５（Ｂ））、さら
には、一方の帯状照射領域と他方の帯状照射領域とが重
ならないように、且つ一方の帯状受光取り込み領域と他
方の帯状受光取り込み領域とが重ならないように配置す
るのが好ましい（図５（Ａ））。

【００３３】なお図５（Ａ）及び図５（Ｂ）では、帯状
受光取り込み領域の幅ｃ１、ｃ２の方が、それぞれ帯状
照射領域の幅ｂ１、ｂ２よりも大な場合を説明したが、
図５（Ｃ）に示すように、逆に帯状照射領域の幅ｂ１、
ｂ２の方が、それぞれ帯状受光取り込み領域の幅ｃ１、
ｃ２よりも大であってもよい。図５（Ｃ）に示す例で
は、第１の照射系Ａｌの帯状照射領域５１Ａの長手方向
に沿った中心線と第２の受光系Ｂ２の第２の帯状受光取
り込み領域２３Ｂの長手方向に沿った中心線との間の距
離をｄｌとし、第１の受光系Ａ２の帯状受光取り込み領
域２３Ａの長手方向に沿った中心線と第２の照射系Ｂ１
の第２の帯状照射領域５１Ｂの長手方向に沿った中心線
との間の距離をｄ２とし、さらに、第１の照射系Ａｌの
帯状照射領域５１Ａの長手方向に沿った中心線と第２の
照射系Ｂｌの第２の帯状照射領域５１Ｂの長手方向に沿
った中心線との間の距離をＤとして示している。

【００３４】図５（Ｃ）に示す例においては、帯状照射
領域（５１Ａ、５１Ｂ）の中心線間隔ＤがＤ＞（ｂ１＋
ｂ２）／２となるように配置すれば、照射領域同士が重
ならず、強い照射による迷光の影響を避けることができ
るし、少なくとも図５（Ｂ）のようにｄ１＞（ｂ１＋ｃ
２）／２、かつｄ２＞（ｂ２＋ｃ１）／２となるように
配置すれば、照射領域同士が一部重なったとしても、重
なった部分からの光を互いの帯状受光取り込み領域が取
り込むことがない。

【００３５】図３は、本発明の第２の実施の形態にかか
る、面検査装置としてのペリクル表面の異物検査装置の
構成を模式的に説明する斜視図である。ＸＹＺ直角座標
系は図１の場合と同様にとられる。第２の実施の形態の
装置は第１の実施の形態の装置と同様の構成を有する
が、入射系（照射系）の構成が、被検査面のさらなる増
大にも対応し得るよう、ビームエキスパンダを付加し、
アナモルフィックプリズムも２個用いたものとなってい
る。以下、図３の装置の構成を図１の装置との相違点に
着目して説明する。

【００３６】図３において、半導体レーザ１１Ａを出射
したレーザ光はコリメータレンズ１２Ａを介して平行ビ
ームになり、ビームエキスパンダ６１Ａに入射する。ビ
ームエキスパンダ６１Ａに入射したレーザ光はビーム径
を図中Ｘ、Ｙ方向に拡大されて、アナモルフィックプリ
ズム１３Ａに入射する。アナモルフィックプリズム１３
Ａに入射したレーザ光は図中Ｘ方向に拡大されて断面が
長円形の光ビームになり、平行四辺形開口部を有する絞
り１４Ａに入射する。絞り１４Ａを通過した光ビームは
ミラーで反射され、９０度近い入射角θを持って被検査
面であるペリクル２１上に入射する。第１の受光系Ａ２
の配置、及び受光の方法は図１の第１の実施の形態と同
様のため、説明は省略する。

【００３７】第２の受光系Ｂ２に対する第２の照射系Ｂ
１の配置は、第１の受光系Ａ２に対する照射系をＹ方向
に関して対称に配置したものであることも、図１の第１
の実施の形態と同様である。ペリクル２１からの正反射
光を吸収する直接光吸収体１６Ｂも同様である。

【００３８】そして、第１の受光系Ａ２の受光部の被検
査面における受光取り込み領域２３Ａと第２の受光系Ｂ
２の受光部の被検査面における受光取り込み領域２３Ｂ
とが重ならないよう、照射系同士を所定の距離ｄだけ離
して設置する。なお、本発明の実施の形態では、被検査
面を２組の光学系で検査する例を挙げたが、被検査面の
大きさに合わせて、光学系をさらに増やしてもよい。

【００３９】第２の実施の形態では、ビームエキスパン
ダ６１Ａを付加し、アナモルフィックプリズム１３Ａも
２個用いているので、照射領域を広げることができ、第
１の実施の形態の装置よりも大きな被検査面の検査に応
用することができる。

【００４０】図４を参照して、第３の実施の形態である
液晶基板面検査装置を説明する。図中、被検物体である
液晶基板１００を載置するステージ１０１がＹ軸方向に
走査可能に設けられている。ステージ１０１の鉛直方向
上方に設けられた第１の光源１０２から射出されたビー
ムは照明光学系１０３を介して、走査方向と直交するＸ
軸方向に液晶基板１００を横切る形の帯状照明領域１０
４を、該液晶基板１００上に形成する。

【００４１】帯状照明領域１０４において液晶基板１０
０の表面に形成されたパターンからの回折光または液晶
基板１００の表面に付着した異物または傷からの散乱光
を、液晶基板１００の走査方向（Ｙ軸方向）に平行でか
つ液晶基板１００の法線を含む面内で、液晶基板１００
の法線に対して所定の角度をなす方向に光軸を有する受
光光学系１０５で集光し、一次元のＣＣＤなどの受光素
子１０６上に照明領域の像を形成する。受光素子１０６
は液晶基板１００の像の走査方向にほぼ直交する方向
（Ｘ軸方向）に画素が並ぶように配置されている。受光
素子１０６からの光強度信号は順次読み出され、画像記
憶装置１０７にステージ１０１の制御系１１４の信号に
合わせて記憶されていく。

【００４２】また、第２の光源１０８が、照明光学系１
０３と受光光学系１０５の光軸を含む平面内で、ステー
ジ１０１の上方の、第１の光源１０２と異なる位置に配
置されている。第２の光源１０８からの照明光は、第２
の照明光学系１０９を介して第２の照明領域１１０を第
１の照明領域１０４と重なることなく、液晶基板１００
上に形成する。液晶基板１００の表面に形成されたパタ
ーンからの回折光または液晶基板１００の表面に付着し
た異物または傷からの散乱光を、液晶基板１００の走査
方向に平行でかつ液晶基板１００の法線を含む面内で、
液晶基板１００の法線に対して所定の角度をなす方向に
光軸を有する受光光学系１１１で集光し、一次元のＣＣ
Ｄなどの受光素子１１２上に照明領域の像を形成する。
第ｌの受光系と同様に光強度信号は画像記憶装置１１３
にステージ１０１の制御系１１４の信号に合わせて記憶
されていく。

【００４３】このとき、液晶基板１００の面上では、第
１の受光素子１０６が第１の受光系１０５を介して検出
する領域と第２の受光素子１１２が第２の受光系１１１
を介して検出する領域とはお互いに重ならないように配
置されている。図３の例では、２つの領域はＸ軸方向に
はずれておらず、Ｙ軸方向にずらすことによりお互いに
重ならないようになっている。

【００４４】第１の光学系１０３と第２の光学系１０９
とでは、それぞれの照射する光の波長が異なっていても
よいし、それぞれの受光光学系１０５、１１１の光軸と
液晶基板１００の法線とのなす角が異なっていてもよ
い。また、この両方でもよい。

【００４５】液晶基板１００上に付着した異物や傷など
からの散乱光を検出する検査装置においては、異物が等
方的でない形状をしていたり、傷の断面形状によっては
一方向に進む散乱光では検出できないことがある。そこ
で光軸と液晶基板の法線とのなす角がそれぞれ異なる複
数の受光系を用いればそのような場合の検出が可能とな
る。

【００４６】また、パターンからの回折光をみる検査に
おいては、基板上に形成されたレジスト膜などの薄膜で
は干渉が起きて単一の波長では打ち消し合うような条件
になってしまうと、光がまったく受光系に入らないこと
がある。そのようなとき照射する光の波長が異なった光
学系を用いれば検出が可能となる。

【００４７】このように複数の検出光学系を配置したと
き、それら複数の検出光学系のお互いの照明光学系の照
明領域が重なっていると、それぞれ外乱光として作用す
るため検出感度を低下させる原因となるが、本発明の実
施の形態によれば、それぞれの照明領域および検出領域
が重ならないので、高い検出感度を維持することができ
る。

【００４８】また、液晶基板は年々パターンが改良され
て検査の条件が異なってくるので、受光系の光軸と液晶
基板の法線とのなす角が可変にできているのが望まし
い。さらに、加工工程途中の基板やカラーフィルタ基板
では照明に使える光の波長が限定されてしまうので、検
査のための光の波長を自由に選べるのが望ましい。

【００４９】以上の実施の形態では、第１と第２の照射
光学系、受光系で説明したが、さらに３以上いくつの光
学系を備えてもよい。数を増やせばカバーできる被検査
面の広さが広がり、あるいは可能な検査の種類が多くな
る。また、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示す各照射領域
（５１Ａ、５１Ｂ）と各取り込み領域（２３Ａ、２３
Ｂ）との関係は、図１に示した例に限ることなく、図３
および図４に示した例に適用できることは言うまでもな
い。

【００５０】図６を参照して、受光面と帯状受光取り込
み領域との関係を説明する。被検査面の第１の受光部上
の像の走査方向における、第１の受光面の光軸直角方向
の長さがＬ１であり、第１の受光光学系１８Ａの倍率
がβ１であり、第１の帯状受光取り込み領域の幅がｃ
１、第１の照射領域における被検査面の法線と第１の受
光光学系１８Ａの光軸との角度がψ１であるとすれば、
ｃ１＝Ｌ１／（β１・ｃｏｓψ１）である。同様に、第
２の受光部については、ｃ２＝Ｌ２／（β２・ｃｏｓψ
２）となる。

【００５１】したがって、第１と第２の帯状受光取り込
み領域同士が重ならないための条件は、第１と第２の帯
状受光取り込み領域の中心線の距離をｄとすれば、ｄ
＞（Ｌ１／（β１・ｃｏｓψ１）＋Ｌ２／（β２・ｃｏ
ｓψ２））／２となる。

【００５２】ここで、一例を示すと、第１帯状照射領域
の幅ｂｌ及び第２帯状照射領域の幅ｂ２をそれぞれ５ｍ
ｍとし、第１受光面の長さＬｌ及び第２受光面の長さＬ
２をそれぞれ０．５ｍｍ、第１受光光学系（第１検出光
学系）の受光角ψ１及び第２受光光学系（第２検出光学
系）の受光角ψ２をそれぞれ８５度、第１受光光学系
（第１検出光学系）の結像倍率β１及び第２受光光学系
（第１検出光学系）の結像倍率β２をそれぞれ０．１倍
とすると、上式の関係から受光領域が重ならないために
は、照射領域あるいは受光取り込み領域の中心線の間隔
ｄは、５７．４ｍｍ以上となる。

【００５３】さらに第１の受光部の受光面が第１の受光
系１８Ａの光軸に対して角度φ１だけ傾斜しているとき
（例えば受光系の光軸に関して被検査面が傾斜している
ので受光面をシャインプルーフの条件を満たすように傾
斜させたとき）は、受光面の幅をＬＬ１とすれば、Ｌ１
＝ＬＬ１・ｃｏｓφ１となる。したがって、第１と第２
の帯状受光取り込み領域同士が重ならないための条件
は、ｄ＞（ＬＬ１・ｃｏｓφ１／（β１・ｃｏｓψ１）
＋ＬＬ２・ｃｏｓφ２／（β２・ｃｏｓψ２））／２と
なる。

【００５４】また、一方の帯状照射領域と他方の帯状受
光取り込み領域同士が重ならないための条件を、同様な
数式で表すこともできる。例えば先に説明した、ｄ１＞
（ｂ１＋ｃ２）／２、かつｄ２＞（ｂ２＋ｃ１）／２
は、ｄ１＞（ｂ１＋Ｌ２／（β２・ｃｏｓψ２））／
２、かつｄ２＞（ｂ２＋Ｌ１／（β１・ｃｏｓψ１））
／２、またはｄ１＞（ｂ１＋ＬＬ２・ｃｏｓφ２／（β
２・ｃｏｓψ２））／２、かつｄ２＞（ｂ２＋ＬＬ１・
ｃｏｓφ１／（β１・ｃｏｓψ１））／２と表すことが
できる。

【００５５】以上の実施の形態では、広い検査範囲を複
数に分割し、分割された個々の検査範囲につき、１組の
光学系で、入射および受光を行うので、１組の光学系で
対応する検査範囲が狭くなることから、個々の入射系及
び受光系が非常にコンパクトにできる。また、光学系を
複数所有することにより、部品の点数は多くなるが、各
部品がそれほど大きくないのと、同じ部品を共通に使え
るため、歩留り向上にもつながり、コストが軽減でき
る。さらに、１組の受光系に対し、１組の入射系が対応
しているため、被検物体を照明する光量の低下を防ぐこ
とができる。

【００５６】また、光電検出手段の設置の際、各光電検
出手段を、同一の照射領域上に並ベ、異物の検出もれを
防ぐため１組の光学系の見込む検査領域をある程度オー
バーラップさせると、そのオーバーラップ部分ａにだ
け、光ビームが強く照射されることになり、照射強度の
変化（すなわち異物の付着位置）に依存して検出される
散乱光強度が異なってしまう。このようなときは、異物
の検出感度が一定にはならず、異物検査の再現性及び信
頼性が損なわれる。しかしながら、本発明の実施の形態
によれば、各光電検出手段を走査方向に離して設置する
ので、前述のような従来の装置の問題が生じない。

【００５７】以上の実施の形態の装置は、特に集積回路
の製造工程において用いられるレチクルやフォトマスク
等に平行に張架された異物付着防止用の薄膜（ペリク
ル）の表面上に付着した異物を自動的に検査する異物検
査装置として好適である。

【００５８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被検面に
おける第１の帯状照射領域と第２の帯状照射領域とは、
所定の方向（第２の方向Ｙ）に沿って所定の距離だけず
れて被検査面上に形成されるので、両照射領域からの光
が第１の受光系と第２の受光系に取り込まれないように
することが可能となり、精度良く被検査面を検出するこ
とができる。

【００５９】また第１及び第２の帯状照射領域が、上記
所定の方向と交差する方向（第１の方向Ｘ）に沿ってず
れて形成されるように構成すれば、被検査面を広くカバ
ーして検査することが可能となる。

【００６０】このように本発明によれば、装置の大型化
を招くことなく、大きな被検面を精度良く検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態である面検査装置の
模式的斜視図である。

【図２】図１の第１の実施の形態の面検査装置を真上か
ら見たときの配置構成を示す平面図及び構成要素の配置
の変形例を示す平面図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態である面検査装置の
模式的斜視図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態である面検査装置の
模式的斜視図である。

【図５】第１と第２の帯状照射領域と、第１と第２の帯
状受光取り込み領域との関係を説明する図である。

【図６】受光面と帯状受光取り込み領域との関係を説明
する図である。

【図７】従来の面検査装置の模式的斜視図である。

【符号の説明】

１１Ａ半導体レーザ１２Ａコリメータレンズ１３Ａアナモルフィックプリズム１４Ａ絞り１５Ａミラー１６Ａ直接光吸収体１７Ａシャープカットフィルタ１７Ｂシャープカットフィルタ１８Ａ受光レンズ１８Ｂ受光レンズ２０Ａイメージセンサ２０Ｂイメージセンサ２１ペリクル２２マスク２３Ａ第１の光取り込み領域２３Ｂ第２の光取り込み領域５１Ａ第１の射領域５１Ｂ第２の射領域ａ帯状領域のＸ軸方向のずれｂ１、ｂ２帯状照射領域の幅ｃ１、ｃ２帯状受光取り込み領域の幅

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の光ビームを被検査面に照射して、
前記被検査面上の所定の第１の方向に沿って第１の帯状
照射領域を一括的に形成する第１の光照射系と；前記第
１の帯状照射領域からの散乱光を受光する第１の受光系
と；第２の光ビームを前記被検査面に照射して、前記第
１の方向に沿って第２の帯状照射領域を前記被検査面上
に一括的に形成する第２の光照射系と；前記第２の帯状
照射領域からの散乱光を受光する第２の受光系と；前記
第１の方向とほぼ直交する第２の方向に沿って前記第１
及び第２の光照射系と前記被検査面とを相対的に移動さ
せる走査手段とを備え；前記第１の帯状照射領域と前記
第２の帯状照射領域とは前記第２の方向に沿って所定の
距離だけずれて前記被検査面上に形成されるように構成
されていることを特徴とする；面検査装置。
【請求項２】前記第１及び第２の帯状照射領域は前記
第１の方向に沿ってずれて形成されるように構成されて
いることを特徴とする、請求項１に記載の面検査装置。
【請求項３】前記第１の受光系は、前記第１の帯状照
射領域の像を第１の結像面に形成する第１の光学系と、
該第１の結像面もしくはその近傍上に第１の受光面を有
する第１の受光部材とを有し；前記第２の受光系は、前
記第２の帯状照射領域の像を第２の結像面に形成する第
２の光学系と、該第２の結像面もしくはその近傍上に第
２の受光面を有する第２の受光部材とを有し；前記第１
の受光系に関して前記第１の受光面に対応する前記被検
査面上の第１の帯状受光取り込み領域と、前記第２の照
射領域とが重ならず、且つ前記第２の受光系に関して前
記第２の受光面に対応する前記被検査面上の第２の帯状
受光取り込み領域と、前記第１の照射領域とが重ならな
いように、前記所定の距離が設定されることを特徴とす
る；請求項１または請求項２に記載の面検査装置。
【請求項４】前記第１の帯状照射領域の幅をｂ１、前
記第１の帯状受光取り込み領域の幅をｃ１、前記第２
の帯状照射領域の幅をｂ２、前記第２の帯状受光取り込
み領域の幅をｃ２としたとき、前記第１の帯状照射領域
の中心と前記第２の帯状受光取り込み領域の中心との距
離が（ｂ１＋ｃ２）の半分の値より大きく、かつ前記第
２の帯状照射領域の中心と前記第１の帯状受光取り込み
領域の中心との距離が（ｂ２＋ｃ１）の半分の値より大
きいことを特徴とする、請求項３に記載の面検査装置。
【請求項５】前記第１の受光系は、前記第１の帯状照
射領域の像を第１の結像面に形成する第１の光学系と、
該第１の結像面もしくはその近傍に第１の受光面を有す
る第１の受光部材とを有し；前記第２の受光系は、前記
第２の帯状照射領域の像を第２の結像面に形成する第２
の光学系と、該第２の結像面もしくはその近傍に第２の
受光面を有する第２の受光部材とを有し；前記第１の受
光系に関して前記第１の受光面に対応する前記被検査面
上の第１の帯状受光取り込み領域の幅に対して前記第１
の帯状照射領域の幅は狭く、且つ前記第２の受光系に関
して前記第２の受光面に対応する前記被検査面上の第２
の帯状受光取り込み領域の幅に対して前記第２の帯状照
射領域の幅は狭く、さらに、前記被検査面上において前記第１の帯状受光取
り込み領域と前記第２の帯状受光取り込み領域とが重な
らないことを特緻とする面検査装置。