JP2002501194A - 光学検査方法及び装置 - Google Patents

光学検査方法及び装置

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JP2002501194A
JP2002501194A JP2000528860A JP2000528860A JP2002501194A JP 2002501194 A JP2002501194 A JP 2002501194A JP 2000528860 A JP2000528860 A JP 2000528860A JP 2000528860 A JP2000528860 A JP 2000528860A JP 2002501194 A JP2002501194 A JP 2002501194A
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incident light
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エマニュエル エリヤサフ，
エハッド ティロシュ，
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features

Abstract

(57)【要約】 対象物上に存在する欠陥を検出するように、上面（１２Ａ）及び下面（１２Ｂ）を有する対象物を光学的に検査するための方法及び装置。入射光の第一及び第二のビーム（１１８Ａ、１３０Ａ）を生成して、対象物に向ける。対象物の一面から反射した第一の入射ビームの光の構成要素（１４０）と、対象物の上面及び下面を透過した第二の入射ビームの光の構成要素（１４２）とを同時に検知する。欠陥を表示するデータを提供するように、反射した光の構成要素及び透過した光の構成要素により各々形成された第一及び第二の画像を得て、分析する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
本発明は、光学検査技術分野において、パターンが付けられた物、例えば、フ
ォトマスク、プリント回路基板（ＰＣＢ）等を検査する方法及びシステムに関す
る。
【０００２】
【発明の背景】
被検査物のパターン表面上に存在する欠陥を探知するための共通の目標を有す
る光学検査システムは、非常に多種多様である。「パターン表面」という言葉は
、入射光について異なる光学的特性を有する領域で形成された表面を表す。
【０００３】 特定の型の検査システムは、被検査物に光を照射する手段と、光が照射された
物からの反射光により形成された画像を得る手段と、画像処理手段とを備える。
しかしながら、被検査物が、フォトマスク、フレキシブルプリント回路基板（Ｐ
ＣＢ）等の、それらのパターン表面が一般的に、透明な領域と不透明な領域とを
有する物である場合には、光を照射した表面から反射する光で形成された、得ら
れた画像は、透明な領域にたまに発見されることのある埃や塵等の異物粒子のよ
うな欠陥を表示しない。実際、係る粒子の表面は、鏡状ではないので、粒子から
戻ってくる光は、不規則に反射する、分散した光である。フォトマスクをＰＣＢ
におけるフォトツールとして用いる場合に、この問題は非常に重要である。
【０００４】 最近開発されてきた方法及びシステムとは、対象物に光を照射する手段と、反
射した光ビームと透過した光ビームとから形成される画像を得る手段と、これを
処理する手段とにより、検査が行われる。係るシステムについては、例えば、米
国特許第５，５７２，５９８号及び第５，５６３，７０２号に開示されている。
両特許におけるシステムは、いわゆる「スキャン技術」を用いている。これは、
照射レーザービームを生成して、被検査物表面上のスポットを限定するピクセル
に焦点を合わせるものである。被検査表面全面のスポットを掃引するように、照
射ビームを発振偏向する。このシステムには、三つの異なる操作モードが適合さ
れている。いわゆる「透過光検査モード」と「反射光検査モード」といった、第
一及び第二のモードによれば、各々透過光又は反射光のいずれかを検出する手段
により、対象物を逐一検査する。これらの操作モードは、適時独立している。欠
陥の分類を目的とする第三の操作モードは、反射光ビーム及び透過光ビームの両
方を検出することに基づいている。入射光の単一レーザービームを、光偏向手段
を介して対象物のパターン表面に向け、対象物により反射するか又は透過するか
、もしくは、対象物により一部反射して一部透過する。対象物と相互作用する前
に、入射光の強度を測定する。二つの独立した検出器をを対象物の対向する側に
収容して、この相互作用から起きる透過光及び反射光を検出する。この目的のた
め、このシステムは、各々透過光及び反射光を受光するための独立した光学部品
と、これらの光を検出器に向ける光学部品とを備える。
【０００５】 このアプローチは、入射ビームと被検査体との相互作用がビームの強度に変化
を引き起こすことに基づいている。ビームの強度は、対象物のそれぞれの領域に
関する反射率及び透過率により変化する。従って、相互作用前後の入射ビームの
強度と反射ビームの強度と透過ビームの強度とを各々適切に検出することにより
、表面上の検査可能なポイント又はピクセルを、いわゆる「Ｔ-Ｒ空間」に表す ことができる。即ち、その時点で生じる透過信号値と反射信号値に対応する座標
を有するポイントにより、表すことができる。
【０００６】 しかしながら、このシステムは、照射用光学部品及び集光用光学部品のために
に非常に複雑な装置を必要とする。実際、照射装置には、対象物との相互作用に
先立ってビームの強度を測定するように、光偏向手段と入射ビームの光路内に適
切に収容された検出器とを備えねばならない。これにより、入射ビームの光路が
複雑になり延長する。その上、単一ビームの入射光を使用することにより、対象
物の対向する側に配置される反射ビーム及び透過ビームを検知するための検出器
と共に、集光用光学部品を配置するために、不可避な要件をもたらすことになる
。
【０００７】
【発明の概要】
本発明の目的は、入射光の反射した光の構成要素と透過した光の構成要素とを
検出することにより、対象物を自動的に光学的に検査するための新規の方法及び
装置を提供することである。
【０００８】 本発明の一態様によれば、対象物上に存在する欠陥を検出するように、上面
と下面とを有する対象物を光学的に検査するための方法は、 （ａ）第一及び第二の入射光ビームを設けるステップと、 （ｂ）第一の入射光ビームを対象物に向けて、対象物の一面から反射した光の
構成要素を検知するステップと、 （ｃ）第二の入射光ビームを対象物に向けて、対象物の上面及び下面を透過し
た光の構成要素を検知するステップと、 （ｄ）反射した光の構成要素により第一の画像が形成され、且つ、透過した光
の構成要素により第二の画像が形成される、対象物の第一及び第二の画像を同時
に得るステップと、 （ｅ）前記欠陥を表示するデータを提供するように、前記第一及び第二の画像
を分析するステップとを含む。
【０００９】 ここで使用される「欠陥」とは、対象物上に探知される異物粒子の存在等の、
対象物に関する特定の望ましくない状態を表す。
【００１０】 従って、本発明の考えは、次の主な特徴に基づいている。第一及び第二の入射
光ビームを生成して、対象物に向けて、上面にビームの焦点を合わせる。一般的
に、各入射ビームを対象物の異なる領域から反射させることと透過させることと
は、共に可能であることが理解される。つまり、対象物と相互作用する領域によ
り、各入射ビームは、部分的に透過し、且つ、部分的に反射して、その結果、各
々透過した光の構成要素と反射した光の構成要素とになる。この目的のため、二
つのイメージセンサ各々から実際に検出されるものというのは、対象物から反射
した第一の入射ビームの光の構成要素と、対象物を透過した第二の入射ビームの
光の構成要素である。
【００１１】 一般的に、第一及び第二の入射ビームを対象物と同じ側から向けることができ
、これは、上面又は下面のいずれかからである。この場合、センサ及び対応する
照準光学部品を、対象物と対向する側に配置する。対向する面から対象物を照射
することは、有利であることに留意されたい。これにより、センサを対象物の一
方の側に配置することが可能になり、従って、共通の照準光学部品を用いて、反
射した光の構成要素と透過した光の構成要素との両方を受光して、各々のセンサ
にこれらを向けることができる。
【００１２】 従って、好ましくは、両方の光の構成要素の光路内に適切に収容された共通の
光学系を介して、反射した光の構成要素と透過した光の構成要素とを、別々のセ
ンサに向ける。従って、別々のイメージセンサにより検知されるよう異なる光の
構成要素を首尾よく分離するために、手段が設けられていることが理解される。
この目的のため、本発明の代替の実施形態を二つ、例示する。
【００１３】 一実施形態によれば、第一と第二の入射光ビームを、対象物の異なる部分に同
時に向ける。さらに詳しくは、入射光ビームは各々、間隔を空けて並行に配置さ
れた同一のストリップである、上面の第一及び第二のストリップを照射する。二
つの照射されたストリップと共通の光学系との関係は、共通の光学系の光軸に対
して対称的に延長するようになっている。この光学系が実際に、ストリップを第
一及び第二のイメージセンサに投射し、これらは好ましくは、ラインセンサであ
る。従って、間隔を空けて並行に配置された一組の対象物のラインが画像化され
る。ラインの寸法は、照射されたストリップの幅より実質的に狭いライン幅ａで
あって、イメージセンサの視野により限定されることが理解される。二つの画像
の間の重なった領域を最小にするように、照射された二つのストリップの間隔を
調整する。画像化された二つのラインの間の間隔ｄは、次の条件を満たす。 ｄ＝ｎａ ｎは、ｎ≧１の整数である。
【００１４】 本発明の代替の実施形態によれば、第一及び第二の入射光ビームは、上面の同
じ部分を照射し、この部分はストリップの形状をしている。このため、第一及び
第二の入射光ビームを、異なる波長、又は異なる偏光のいずれかを有する光から
形成する。異なる波長の場合には、共通の光学系は、例えば、二色性ビームスプ
リッタ等の、適したビームスプリッタを備える。異なる偏光の場合には、共通の
光学系は、例えば、複屈折効果に基づく適切なビーム偏光子デバイスを備える。
【００１５】 第一及び第二の入射光ビームを、光ビームを生成するために適合した、二つの
光源又は単一の光源のいずれかにより生成することもできる。単一の光源を用い
る場合には、第一及び第二の入射光ビームに分離するビームスプリッタを介して
、生成されたビームを対象物に向ける。
【００１６】 好ましくは、イメージセンサは、光信号を受光し、且つ、光信号を表す電気出
力を提供するように適合した種類のものである。例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ
）カメラ、又は双方向時間遅延集積化（ＴＤＩ）センサを用いてもよい。
【００１７】 対象物全体を連続して検査するために、二つの直交方向の軸線に沿って検査平
面内を摺動運動するよう対象物を支持する。いわゆる「両面」照射を行うために
、対象物を、透明スラブ上に支持するか、又は、代替として、対象物の周囲領域
のみを支持するフレーム上に支持してもよいことが理解される。検査の結果、対
象物の上面の各ポイントを、いわゆる「反射」画像と「透過」画像とにより表す
。これらの画像を互いに比較することにより、対象物上に欠陥がある場合には、
欠陥を探知することができる。この目的のため、イメージセンサにより与えられ
た出力信号を、適したソフトウェアにより操作されるプロセッサに伝送して、第
一及び第二の画像を互いに比較する。
【００１８】 本発明のもう一つの態様によれば、対象物上に存在する欠陥を検出するために
、上面と下面とを有する対象物を光学的に検査するための装置を提供する。本装
置は、 （ｉ）第一及び第二の入射光ビームを生成して、且つ、対象物に同時に向ける
ための照射システムと、 （ｉｉ）上面から反射する第一の入射ビームの光の構成要素と対象物の上面及
び下面から透過する第二の入射ビームの光の構成要素とを検知し、且つ、これら
光の構成要素を表す出力信号を提供するために取り付けられた検知システムと、 （ｉｖ）反射した光の構成要素及び透過した光の構成要素の光路内に収容され
、これら光の構成要素を検知システムに向けるための光照準システムと、 （ｖ）反射した光の構成要素と透過した光の構成要素とを表す前記出力信号を
受信して、且つ、分析し、前記欠陥を表示するデータを提供するための、検知シ
ステムに接続されたプロセッサとを備える。
【００１９】 従って、本発明は、二つの入射光ビームにより対象物を同時に照射し、これら
の入射ビームの反射した光の構成要素と透過した光の構成要素とを各々検出する
ことにより、対象物を検査することを可能にする。つまり、上述の米国特許と比
較すれば、被検査物の各ポイントを、「Ｔマップ」及び「Ｒマップ」、即ち、「
透過画像」及び「反射画像」の両方により表示する。これは、分析手順を簡素化
する。その上、反射ビームと透過ビームとを別々のセンサに向けるための共通の
光学系と、反射ビームと透過ビームとをうまく分離するための上述の解決法とが
設けられているので、本装置の構成及び操作を、非常に簡素化できる。
【００２０】 特に詳しくは、本発明を、フォトマスクを検査するために用いる。フォトマス
クは、典型的には、研磨された透明な基板の形状をしていて、その上面には、例
えばクロム等の、薄い不透明な層により被膜された、間隔を置いて配置された複
数の領域を有している。フォトマスクの上面には、透明な領域と不透明な領域と
の形状でパターンが描かれている。本発明の方法により検出される欠陥もまた、
不透明な領域内でのスルーホール及び／又はこれら領域の幅変動の形態をとる。
フォトマスクの不透明な領域と透明な領域とが、「反射画像」中では明るい領域
と暗い領域とで表示され、且つ、「透過画像」中では暗い領域と明るい領域とで
各々表示されることが理解できる。異物粒子が透明な領域内に探知される場合に
は、反射画像中では暗い背景上の明るい点として現れ、透過画像中ではこの反対
に現れる。異物粒子が不透明な領域内に探知される場合には、反射した光の構成
要素に反応するイメージセンサのみが、これを検出する。係る粒子は、反射画像
中では明るい背景上の薄暗い点として現れる。例えば不透明領域内のスルーホー
ルや、これら領域内の幅変動等の、この他の欠陥を、反射ビームと透過ビームと
の両方により検出する。
【００２１】
【好適実施形態の詳細な説明】
図１を参照すると、全体が１０と表される、フォトマスク１２を検査するため
の装置が示されている。単に、装置１０の構成の主な原理を理解することを容易
にするために、光ビームの伝搬についてここに概略で示す。フォトマスク１２は
典型的には、上部表面１２ａと下部表面１２ｂとを各々有する、研磨された透明
な基板の形状をしている。上部表面１２ａは、例えばクロム等の薄い不透明な層
により被膜された、間隔をあけて配置されている複数の領域を有するパターン（
図示せず）で形成されている。つまり、表面１２ａは、透明な領域と不透明な領
域とで形成されている。フォトマスク１２は、互いに直交するｘ軸とｙ軸とに沿
って摺動移動するために取り付けられたフレーム１４上で、フォトマスク１２の
周囲領域が支持されている。代替として、照射が下部表面１２ｂに届くように検
査平面内でフォトマスク１２を摺動移動させる同じ目的で、透明材料で形成され
た摺動台を用いてもよい。
【００２２】 装置１０は、フォトマスク１２の上部表面１２ａを照射するためにフォトマス
ク１２の上側に取り付けされている、全体が１６と表される照射組立体を備えて
いる。組立体１６は、光ビーム１８ａを生成する光源１８と、ビーム１８ａの光
路内に収容されている光学系２０とを含む。光学系２０は、典型的には円筒形レ
ンズ又は特に図示しないが、ビームスプリッタ２４及び体物レンズ２６といった
複数のレンズを備える、アナモルフィック系光学部品２２を含む。光学系２０の
これらの構成要素はすべて、それ自体周知であるので、得られるビーム１８ａを
所望の形状にして、フォトマスク１２に焦点を合わせることを可能にするという
留意点を除いて、これらの構成要素について、より詳細に説明する必要はない。
図示のように、ビーム１８ａは、上部表面１２ａのストリップＳｒを照射する。
【００２３】 フォトマスク１２の上部表面１２ａを照射するためにフォトマスク１２の下側
に取り付けられた、全体が２８と表される照射組立体が、更に備えられている。
同様に、組立体２０は、光ビーム３０ａを生成する光源３０と、ビーム３０ａの
光路内に収容された光学系３２を含む。光学系３２は、アナモルフィック系光学
部品３４と、鏡３６と、コンデンサレンズ３８とを備えている。透明な下部表面
１２ｂを介して透過するビーム３０ａは、上部表面１２ａのストリップＳｔを照
射する。鏡３６を設けることは任意のことであって、単に、表面１２ｂに対する
光源３０の位置によることが理解される。
【００２４】 更に図１に概略で示されていて、図２で特に詳細に示されているように、ビー
ム１８ａが表面１２ａに衝突して、ストリップＳｒ内に反射領域がある場合には
、反射領域から反射されて、その結果、反射ビーム４０となる。フォトマスク１
２の透明な下部表面１２ｂを透過した入射ビーム３０ａは、上部表面１２ａに衝
突して、ストリップＳｔ内に透明な領域がある場合には、透明な領域を透過して
、透過ビーム４２を生成する。
【００２５】 典型的には集光レンズ又は複数の係るレンズ（図示せず）を有する光学系４４
は、反射ビーム４０と透過ビーム４２の両方の光路内にあるように、フォトマス
ク１２の上側に配置されている。光学系４４は、点線ＯＡで示されている光軸を
有している。光学系４４は、ビーム４０及び４２を、各々ラインセンサ４６及び
４８に向けて、これにより、幾何学的に独立したストリップＳｒ及びＳｔを二つ
のイメージラインＬｒ及びＬｔに投射する。画像Ｌｒを、ビーム１８ａにより照
射されたストリップＳｒから反射した光から形成し、一方、画像Ｌｔを、照射さ
れたストリップＳｔを透過した光により形成する。図３により詳細に図示されて
いるように、画質を両方のセンサで均等にするために、照射されたストリップＳ
ｒ及びＳｔが、光軸ＯＡに対して対称的に延長するように構成する。
【００２６】 特に図示されていないが、イメージラインＬｒ及びＬｔの寸法は、各センサ４
６及び４８の視野により限定されて、実質的にはストリップＳｒ及びＳｔの寸法
よりも小さいことが判る。各センサ４６及び４８は、例えば従来のラインタイプ
のＣＣＤカメラ等の、光信号を受信し、光信号に対応する電気出力を生成するた
めに適合された種類のものである。
【００２７】 図４は、各々二つのローブ５０及び５２の形態をとる、ビーム４０及び４２の
強度分布を示している。二つの照射ストリップＳｒ及びＳｔの間の間隔を、重な
り領域５４を最小にするように配置することにより、二つの画像間の混話を減ら
すことが理解できる。
【００２８】 図１に戻ると、センサ４６及び４８の電気出力を受けるプロセッサ５６は、セ
ンサ４６及び４８に接続されている。プロセッサ５６を、電気出力を互いに比較
することによりイメージラインＬｒ及びＬｔを分析可能で、且つ、欠陥がフォト
マスク１２上にある場合には、欠陥を表示する情報を提供可能な、画像処理技術
を実行する適したソフトウェアにより操作する。電気出力はまた、プロセッサ５
６のデータベース内に格納された対応する基準データ、もしくは別のフォトマス
ク又は検査された同じフォトマスクの別の部分から抽出された対応する基準デー
タとも比較される。プロセッサ５６の構成及び操作は、本発明の一部を形成しな
いので、従って、更に詳細に説明する必要はない。画像プロセッサ５６により生
成された情報を、コンピュータ装置５８に出力して、画面５８ａ上に表示する。
【００２９】 代替として、特に図示していないが、プロセッサ５６とコンピュータ装置５８
とを一つの統合ユニットとして組み合わせることもできる。光源１８及び３０を
、放射ビームを生成する単一の光源と置換することもできる。この場合、生成さ
れたビームを、二つの別々のビームに分離して対向する側からフォトマスクを照
射するように、ビームスプリッタを介して被検査フォトマスクに向ける。
【００３０】 装置１０の操作について、検査中のフォトマスク１２の上部表面１２ａの画像
が部分的に示されている、図５ａ〜図５ｆを参照してこれから説明する。まず始
めに、上述のように、二つのストリップに同時に照射して（図示せず）、二つの
ラインＬｒ1及びＬｔ1を画像化する。Ｌｒ1及びＬｔ1は同一で、同じ幅ａと長さ
ｂとを有し、ｙ軸に沿って間隔を空けて並行関係で配置されている。ラインＬｒ 1 及びＬｔ1間の間隔ｄは、次のように規定される。 ｄ＝ｎａ (１) ｎは、ｎ≧１の整数であって、本実施例では１に等しい。
【００３１】 次の操作段階で、支持フレーム１４は、フォトマスクを、ｙ軸に沿ってＤ1方 向の特定のこのステップＨ1に移動する。このステップは、次の条件を満たす。
【００３２】 Ｈ1＝ｎ1ａ （２） ｎ1は、ｎ1≧１の整数であって、本実施例では１に等しい。もう一組のラインＬ
ｒ2及びＬｔ2を、各々センサ４６及び４８により画像化して、対応する電気出力
をプロセッサ５６に伝送する。この間、フレーム１４がＤ1方向に摺動移動する ので、ステップＨ1と同じだけフォトマスクを更に移動して、一組のラインＬｒ3 及びＬｔ3を画像化する。図５ｃから明らかに判るように、ラインＬｔ1及びＬｒ 3 は一致する。表面１２ａの対応するストリップはすでに、ビーム３０ａ及び１ ８ａにより連続して照射されている。図５ｄ〜図５ｅは、改めて説明するまでも
なく、両方の入射光ビームにより照射されたこれらのストリップに対応する画像
化されたラインの数が連続して増加することを表している。
【００３３】 従って、通常、フォトマスク１２をｙ軸に添ってＤ1方向に段階的に移動させ ることにより、表面１２ａのＢiをストリップ毎に検査する。各々ビーム１８ａ 又は３０ａのいずれかにより各々照射されたこれらのストリップに対応するライ
ンＬr′−Ｌr″及びＬt′−Ｌt″は、いわゆる「マージン」である、表面１２ａ
のパターン付されていない領域に対応するように、検査の開始を規定することが
理解される。
【００３４】 表面１２ａの隣接するスライスＢi+1を検査するために、摺動フレーム１４を 、前もってセットされた本ステップH2に、ｘ軸に添ってD2方向に移動する。ステ
ップH2は、次のように規定される。
【００３５】 Ｈ2＝ｂ （３） この後、フォトマスク１２を、ｙ軸に添ってＤ3方向に同じ距離Ｈ1に段階的に移
動させる。図示のように、スライスＢi+1の同時に画像化された一組のラインＬr 及びＬtにおいて、スライスＢiの同時に画像化された一組のラインＬｒ1及びＬ ｔ1 の移動方向との関係と比較して、「反射」画像及び「透過」画像を、フォトマ スクの移動方向に対して逆の関係に配置する。このため、画像プロセッサ５６は
、フォトマスク１２の移動方向におけるそれぞれの変化について考慮するよう、
その操作を制御するための適したソフトウェアを備える。また、特に図示してい
ないが、光学センサをフレーム１４のいずれかの側に適切に収容することもでき
る。
【００３６】 一組の時間遅延集積化（ＴＤＩ）センサをイメージセンサ４６及び４８として
用いる場合には、いわゆる「双方向」のものにすることが重要である。係る「双
方向」ＴＤＩの構成及び操作は、それ自体周知なので、本発明の一部を形成する
ものではない。
【００３７】 図６ａ及び図６ｂに移ると、イメージラインＬｔ1及びＬｒ3について詳細に示
されている。これらは表面１２ａ上に照射された、ビーム３０ａ及び１８ａによ
り連続して照射されたストリップと同じストリップに対応する。照射ストリップ
内の上部表面の部分は、全体に６０及び６２で表される透明な領域及び不透明な
領域の両方を含むことと、異物粒子６４及び６６は、各々透明な領域６０及び不
透明な領域６２に探知されることとが想定される。明らかに判るように、透明な
領域６２及び不透明な領域６４は、「透過」画像Ｌｔ1（図６ａ）中では各々明 るい領域及び暗い領域の形状で、一方、「反射」画像（図６ｂ）中では各々暗い
領域及び明るい領域の形状をしている。異物粒子については、係る粒子の表面は
鏡状ではなく、従って、粒子から戻った光は、不規則反射する、散乱した光であ
る。従って、透過ビーム４０及び反射ビーム４２は共に、透明な領域内に探知さ
れる粒子６４の存在を表示する。粒子６４は、光の減退のように現れる。即ち、
「透過」画像Ｌｔ1中では、明るい背景上にある暗いスポットとして現れ、「反 射」画像Ｌｒ3中では、暗い背景６０上にあるより明るいスポットとして現われ る。不透明な領域６２上で探知される粒子６６の存在は、「反射」画像Ｌｒ3の 明るい背景上の薄暗いスポットとして現れて、反射ビーム４０のみにより検出さ
れる。
【００３８】 即ち、フォトマスク１２の上面あるいは下面といった、粒子６４が位置する平
面が確認される場合には、焦点面からはずれるように、上部表面１２ａを軸線Ｏ
Ａに沿ってわずかにずらして、電気出力の変化を検出することにより得てもよい
ことが理解される。また、特に図示していないが、「反射」画像及び「透過」画
像は共に、不透明な領域内のスルーホールのような欠陥は表示するが、いわゆる
「幅変動欠陥」を表すクロム被膜は見逃すことになる。
【００３９】 上述のように、ｙ軸及びｘ軸に沿ってフォトマスク１２が移動中、センサ４６
及び４８により生成される信号が絶えず供給されるプロセッサ５６は、これら電
気信号を分析して、フォトマスク１２の状態を表示するデータを生成する。処理
データは、各「欠陥」に関して、そのタイプと座標とを示すリストの形状をして
おり、リストは、画面５８ａに表示される。
【００４０】 これから図７を参照すると、全体で１００と表される装置の主な構成要素を示
しており、この装置は、本発明のもう一つの実施形態に基づいて構成され、操作
される。理解しやすくするため、装置１０及び装置１００において同一であるこ
れらの構成要素を、同じ参照番号により表示する。装置１００は、摺動フレーム
１４上で支持されるフォトマスク１２を検査する。二つの照射組立体１１６及び
１２８は、フォトマスク１２の対向する面からフォトマスク１２の上面１２ａを
照射するために設けられている。組立体１１６及び１２８は通常、装置１０の組
立体と同じで、各々、入射光ビームを発するための光源と発したビームの光路内
に収容された適した光学系とを備えている。装置１０と違って、光源１１８及び
１３０は各々、異なる波長λ1及びλ2の光ビーム１１８ａ及び１３０ａを生成す
る。ストリップＳrtを照射して、不透明領域がある場合には不透明領域から反射
して反射ビーム１４０を生成するように、ビーム１１８ａを光学系２０を介して
表面１２ａに向ける。次に、表面１２ａに衝突して同じストリップＳrtを照射し
て透過ビーム１４２を生成するように、光ビームビーム１３０ａは、光学系３２
を通過する。反射ビーム１４０及び透過ビーム１４２を、各々光学系１４４を介
してイメージセンサ４６及び４８に投射する。このため、光学系１４４は、集光
レンズ４４に加えて、二色性ビームスプリッタ１４５を備える。二色性ビームス
プリッタは、色選択素子として周知であり、スペクトルエネルギーの特定のバン
ドを透過してその他を反射するために幅広く使用されている。
【００４１】 特に図示されていないが、装置１００の操作は通常、装置１０の操作と同じで
あることが容易に理解されるであろう。各照射されたストリップＳrtを、光学系
１１４により二つのイメージライン（図示せず）に投射する。フォトマスク１２
を、ｙ軸に沿って特定のステップで連続して移動する。一方では、画像間の重な
りを避け、他方では、操作の速度を上げるように、好適にはこのステップは、イ
メージラインの幅と同じであることが理解される。一片のフォトマスクを検査す
ると同時に、次のフォトマスクをｘ軸に添って、好適には、イメージラインと同
じ長さの、特定のステップで移動する。
【００４２】 図８を参照すると、本発明の更にもう一つの実施形態に基づいて構成され、操
作される、装置２００が示されている。同様に、上述の実施形態及び装置２００
において同一であるこれら構成要素は、同じ参照番号で表示されている。装置２
００は、異なる偏光を有する二つの入射光ビーム２１８ａ及び２３０ａにより、
フォトマスク１２の上面１２ａのストリップＳを照射できる。このため、光学系
２２０及び２３２は、各々ビーム２１８ａ及び２３０ａの光路内に収容された、
ビーム偏光子デバイス２３４及び２３６を備える。代替として、各光源２１８及
び２３０を、偏光ビームを生成するために適合されたような種類のものにもでき
る。従って、反射ビーム２４０及び透過光２４２は、異なる偏光である。図７の
二色性ビームスプリッタ１４５を、異なる偏光を分離できるような種類のビーム
偏光子デバイス２４５で置換する。例えば、複屈折セル又は多層誘電構造の形状
の偏光感受性媒体を典型的に備える係るビーム偏光子は、周知である。フォトマ
スクの上部表面の不透明な領域に探知される異物粒子から戻る光の構成要素は、
反射効果及び回析効果のため、復極して散乱した前方光となることが理解される
。これにより、「反射」イメージ中の明るい背景上にある粒子の出現定数を増加
する。
【００４３】 前記特許請求の範囲により限定される範囲から逸脱することなく、各種の変形
及び変更を、前述で例示した本発明の実施形態に応用できることが、当業者には
容易に理解されよう。方法の請求項において、請求項のステップを表すために使
用した文字は、利便のためのみに提供されており、ステップを実行する特定の順
序を規定するものではない。
【図面の簡単な説明】
本発明を理解し、且つ、本発明を実際にどのように実行できるか理解するため
に、幾つかの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ非限定的例示を介
して、以下説明する。
【図１】 本発明の一実施形態に基づく、パターン対象物を光学的に検査するための装置
の主な構成要素を示すブロック図。
【図２】 図１の装置を操作する主な原理を特に詳細に示す図。
【図３】 図１の装置を操作する主な原理を特に詳細に示す図。
【図４】 図１の装置の光学系を操作する主な原理を示すグラフ。
【図５Ａ】 図１の装置を操作する連続ステップの間に、対象物上部表面に照射された部分
の画像についての概略図。
【図５Ｂ】 図１の装置を操作する連続ステップの間に、対象物上部表面に照射された部分
の画像についての概略図。
【図５Ｃ】 図１の装置を操作する連続ステップの間に、対象物上部表面に照射された部分
の画像についての概略図。
【図５Ｄ】 図１の装置を操作する連続ステップの間に、対象物上部表面に照射された部分
の画像についての概略図。
【図５Ｅ】 図１の装置を操作する連続ステップの間に、対象物上部表面に照射された部分
の画像についての概略図。
【図５Ｆ】 図１の装置を操作する連続ステップの間に、対象物上部表面に照射された部分
の画像についての概略図。
【図６Ａ】 対象物上部表面の領域の二つの画像についての概略図。
【図６Ｂ】 対象物上部表面の領域の二つの画像についての概略図。
【図７】 本発明のもう一つの実施形態に基づく、検査装置の主な構成要素を示すブロッ
ク図。
【図８】 本発明の更にもう一つの実施形態に基づく、検査装置の主な構成要素を示すブ
ロック図。
【符号の説明】
１０、１００、２００…装置、１２…フォトマスク、１４…フレーム、１６、２
０、１１６，１２８…組立体、１８、３０、１１８、１３０…光源、３２、４４
、１１４、１４４、２２０，２３２…光学系、３４…アナモルフィック系光学部
品、３６…鏡、３８…コンデンサレンズ、４０、４２、１４０、２４０…反射ビ
ーム、４６，４８…ラインセンサ、５６…画像プロセッサ、６０…透明領域、６
２…不透明領域、６４，６６…異物粒子、１４２、２４２…透過ビーム、１４５
…二色性ビームスプリッタ、２４５…偏光子デバイス。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティロシュ， エハッド イスラエル， 97232 エルサレム， モ シェ スコール ストリート １ Ｆターム(参考） 2G051 AA56 AA65 AB01 AB07 BA08 CA04 CB03 CC12 EB01

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対象物上に存在する欠陥を検出するために上面と下面とを有
    する対象物を光学的に検査するための方法であって、 ａ）第一及び第二の入射光ビームを設けるステップと、 ｂ）第一の入射光ビームを対象物に向けて、対象物の一面から反射した光の構
    成要素を検知するステップと、 ｃ）第二の入射光ビームを対象物に向けて、対象物の上面及び下面を透過した
    光の構成要素を検知するステップと、 ｄ）反射した光の構成要素により第一の画像が形成され、且つ、透過した光の
    構成要素により第二の画像が形成される、対象物の第一及び第二の画像を同時に
    得るステップと、 ｅ）前記欠陥を表示するデータを提供するように、前記第一及び第二の画像を
    分析するステップとを含む方法。
  2. 【請求項２】 第一及び第二の画像を得るステップが、反射した光の構成要
    素と透過した光の構成要素とを各々第一及び第二のイメージセンサに向けること
    を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 第一及び第二の入射光ビームを対象物の対向する面から対象
    物に向けるステップが更に、 反射した光の構成要素及び透過した光の構成要素を、反射した構成要素及び透
    過した光の構成要素の光路内に取り付けられた光学系を介して対象物の一つの側
    に収容された第一及び第二のイメージセンサに向けるステップを含む、請求項２
    に記載の方法。
  4. 【請求項４】 第一及び第二の入射光ビームを対象物に向けるステップが更
    に、 前記第一及び第二の入射光ビームを操作して、第一及び第二の並行に間隔を空け
    て配置された、対象物の対応する部分に光を照射することを含む、請求項１に記
    載の方法。
  5. 【請求項５】 対象物の各前記第一及び第二の部分が、ストリップの形態を
    とる、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 第一及び第二の入射光ビームを対象物の対向する面から対象
    物に向けて、 反射した光の構成要素及び透過した光の構成要素を、反射した構成要素及び透過
    した光の構成要素の光路内に取り付けられた光学系を介して各々対象物の一つの
    側に収容された第一及び第二のイメージセンサに向けて、 第一及び第二の部分が前記光学系の光軸に対して対称的に延長する、請求項４に
    記載の方法。
  7. 【請求項７】 第一及び第二の入射光ビームを対象物の対向する面から対象
    物に向けて、 第一及び第二の入射光ビームを異なる波長を有する光から形成する、請求項１に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】 第一及び第二の入射光ビームを対象物の対向する面から対象
    物に向けて、 第一及び第二の入射光ビームを異なる偏光を有する光から形成する、請求項１に
    記載の方法。
  9. 【請求項９】 第一及び第二の部分の第一及び第二の画像が、二本のライン
    の形状をしていて、各々幅「ａ」及び長さ「ｂ」を有し、幅「ａ」がそれぞれの
    部分の幅よりも実質的に狭く、ラインの間の間隔「ｄ」が次の条件を満たし、 ｄ＝ｎａ ｎは、ｎ≧１の整数である、請求項４に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 第一及び第二の入射光ビームを設けるステップが、各々光
    ビームを生成する第一及び第二の光源を設ける、請求項１に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 第一及び第二の入射光ビームを設けるステップが、光ビー
    ムを生成する光源を設けることと、生成された光ビームを、生成された光ビーム
    を第一及び第二の入射光ビームに分離するビームスプリッタを介して対象物に向
    けることとを含む、請求項１に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 対象物の各ポイントの前記第一及び第二の画像を提供する
    ように、検査平面内で二つの直交方向の軸線に沿って摺動移動させるために対象
    物を支持するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 第一及び第二の画像を分析することが、画像を互いに比較
    する、請求項を１に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 対象物に存在する欠陥を検出するために上面と下面とを有
    する対象物を光学的に検査するための装置であって、 ｉ．対象物に同時に向けられる第一及び第二の入射光ビームを提供するための
    照射システムと、 ｉｉ．対象物の上面から反射する第一の入射ビームの光の構成要素と対象物の
    上面と下面とを透過した第二の入射ビームの光の構成要素とを同時に検知し、且
    つ、これらの光の構成要素を表示する出力信号を提供するための、対象物付近に
    取り付けられた検知システムと、 ｉｉｉ．反射した光の構成要素及び透過した光の構成要素を検知システムに向
    ける光照準システムと、 ｉｖ．反射した光の構成要素及び透過した光の構成要素を表示する出力信号を
    受信し、且つ、前記欠陥を表示するデータを提供するように信号を分析するため
    の、検知システムに接続されたプロセッサとを備える装置。
  15. 【請求項１５】 照射システムが、前記第一及び第二の入射光ビームを各々
    生成するための光源を二つ備える、請求項１４に記載の装置。
  16. 【請求項１６】 照射システムが、光ビームを生成するための光源と、生成
    されたビームを前記第一及び第二の入射光ビームに分離するためのビームスプリ
    ッタとを備える、請求項１４に記載の装置。
  17. 【請求項１７】 照射システムが、第一及び第二の入射光ビームを各々対象
    物の対向する面に向けるための照準光学部品を備える、請求項１４に記載の装置
    。
  18. 【請求項１８】 照射システムが、第一及び第二の入射光ビームを各々第一
    及び第二の並行に間隔を空けて配置された、対象物の部分に向けるための照準光
    学部品を備える、請求項１４に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記第一及び第二の入射光ビームが、異なる波長の光から
    形成される、請求項１４に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記第一及び第二の入射光ビームが、異なる偏光の光から
    形成される、請求項１４に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 検知システムが、各々反射した光の構成要素及び透過した
    光の構成要素を検出するための第一及び第二のイメージセンサを備える、請求項
    １４に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 光照準光学部品及び検知システムが、対象物の一つの側に
    収容される、請求項１７に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 検査平面内で二つの直交方向の軸線に沿って摺動移動させ
    るために対象物を支持する支持台を更に備える、請求項１４に記載の装置。
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