JP2003004654A - Optical scanner and defect detector - Google Patents

Optical scanner and defect detector

Info

Publication number
JP2003004654A
JP2003004654A JP2001187665A JP2001187665A JP2003004654A JP 2003004654 A JP2003004654 A JP 2003004654A JP 2001187665 A JP2001187665 A JP 2001187665A JP 2001187665 A JP2001187665 A JP 2001187665A JP 2003004654 A JP2003004654 A JP 2003004654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
sample
photodetector
spot
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001187665A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3453128B2 (en
Inventor
Kazuhiko Kimura
一彦 木村
Haruhiko Kususe
治彦 楠瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lasertec Corp
Original Assignee
Lasertec Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lasertec Corp filed Critical Lasertec Corp
Priority to JP2001187665A priority Critical patent/JP3453128B2/en
Publication of JP2003004654A publication Critical patent/JP2003004654A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3453128B2 publication Critical patent/JP3453128B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a high-resolution optical scanner by which not only the existence of a defect but also the irregular shape on the surface of a sample can be detected. SOLUTION: The optical scanner is provided with a beam splitter 2 by which a light beam advancing to the sample 4 from a light source 1 is separated from a reflected beam advancing to a photodetector 6 from the sample, and a means by which the sample and a light spot are moved relatively. The surface of the sample is scanned by the light spot, and information on the surface region of the sample is detected on the basis of reflected light from the surface of the sample. A light blocking plate is arranged in an optical path between the beam splitter and the photodetector, and half the optical path on one side in a direction corresponding to the scanning direction of the light spot on the surface of the sample is blocked. When the light blocking plate is arranged in the optical path, the reflected light from the light spot is displaced from its optical axis due to the law of reflection when a very small slope causing the defect exists on the surface of the sample, and a quantity of light blocked by the light blocking plate is changed. As a result, a convex defect and a concave defect can be discriminated on the basis of an output signal from the photodetector.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学式走査装置及びこ
のような光学式走査装置を用いた欠陥検出装置に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical scanning device and a defect detecting device using such an optical scanning device.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSIの微細化に伴い、半導体ウェハ、
パターン付きウェハ、マスクブランクス、フォトマスク
等の表面に存在する微細な欠陥を正確に検出できる欠陥
検出装置の開発が強く要請されている。特に、半導体素
子の制御プロセスが行われる前の半導体ウェハに欠陥が
存在すると製造の歩留りが大幅に低下するため、50n
m程度の微細な欠陥を正確に検出できる欠陥検出装置の
開発が要請されている。
2. Description of the Related Art With the miniaturization of LSIs, semiconductor wafers,
There is a strong demand for the development of a defect detection apparatus capable of accurately detecting fine defects existing on the surface of patterned wafers, mask blanks, photomasks, and the like. In particular, if there is a defect in the semiconductor wafer before the semiconductor element control process is performed, the manufacturing yield is significantly reduced.
There is a demand for the development of a defect detection device capable of accurately detecting a microscopic defect of about m.

【0003】微細な欠陥を光学的に検出するためには高
い分解能を有する光学系を用いる必要がある。高分解能
を達成できる光学系として、共焦点光学系が知られてい
る。図1は従来の共焦点光学系の原理を説明するための
線図である。点光源又はレーザ光源1から発生した光ビ
ームは、ビームスプリッタとして機能するハーフミラー
2を経て対物レンズ3に入射する。対物レンズ3は入射
した光ビームを微小スポット状に集束し、対物レンズの
焦点位置に配置した試料4上に投射する。試料表面から
の反射ビームは、ハーフミラー2で反射し、ピンホール
5aを有する空間フィルタ5を介して光検出器6に入射
する。この共焦点光学系において、対物レンズ3の焦点
位置に配置された試料表面で反射した光はピンホール5
aを通過することができるが、焦点位置からずれた試料
表面からの反射光はピンホールを通過することができ
ず、光検出器の出力信号強度は低下する。従って、光検
出器からの出力信号強度から試料表面の凹凸情報が検出
される。
In order to optically detect minute defects, it is necessary to use an optical system having high resolution. A confocal optical system is known as an optical system capable of achieving high resolution. FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a conventional confocal optical system. The light beam generated from the point light source or the laser light source 1 enters the objective lens 3 via the half mirror 2 that functions as a beam splitter. The objective lens 3 focuses the incident light beam in the form of a minute spot and projects it on the sample 4 arranged at the focal position of the objective lens. The reflected beam from the sample surface is reflected by the half mirror 2 and enters the photodetector 6 through the spatial filter 5 having the pinhole 5a. In this confocal optical system, the light reflected by the sample surface placed at the focal position of the objective lens 3 is pinhole 5
However, the reflected light from the sample surface deviated from the focus position cannot pass through the pinhole, and the output signal intensity of the photodetector is lowered. Therefore, the unevenness information of the sample surface is detected from the output signal intensity from the photodetector.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の共焦点光学系は
試料表面の高さ情報を検出できるものの、試料表面が対
物レンズの焦点位置よりも高いれレベルに位置する及び
低いレベルに位置する場合共に光検出器に入射する光ビ
ームの光量低下として検出されるに止まり、凸状である
か又は凹状であるかを判定することができなかった。従
って、欠陥検出装置に搭載した場合、欠陥の存在を検出
するにとどまり、欠陥の形状や性質を検出することがで
きなかった。この場合、欠陥を検出した位置において対
物レンズ又は試料を光軸方向に掃引することにより試料
の凹凸を検出することができるが、リアルタイムで凹凸
判定することは不可能である。また、検出できる分解能
も高々数100nm程度であり、50nm程度の微細欠
陥を検出する要請に適合しないものである。
Although the conventional confocal optical system can detect the height information of the sample surface, when the sample surface is located at a higher level or a lower level than the focal position of the objective lens. Both of them were detected as a decrease in the light amount of the light beam incident on the photodetector, and it was not possible to determine whether the light beam had a convex shape or a concave shape. Therefore, when it is mounted on a defect detection device, it is only possible to detect the presence of the defect, and it is not possible to detect the shape or property of the defect. In this case, the unevenness of the sample can be detected by sweeping the objective lens or the sample in the optical axis direction at the position where the defect is detected, but it is impossible to determine the unevenness in real time. Moreover, the resolution that can be detected is at most about several 100 nm, which does not meet the requirement for detecting a fine defect of about 50 nm.

【0005】さらに、高さ方向の分解能を改善するた
め、2光束干渉光学系を組み込む方法が考えられるが、
空気の揺らぎや振動の影響を受けやすいため、光学系の
調整も容易ではない。また、ノマルスキープリズムを用
いたシアリング干渉光学系を導入する方法もあるが、シ
アリング量が小さいことから横方向のサイズが大きくな
り、試料表面が緩やかに傾斜している場合その観察が困
難になってしまう。さらに、ノマルスキープリズムは価
格が高価であるため、光学系のコストが高価になる欠点
もある。
Furthermore, in order to improve the resolution in the height direction, a method of incorporating a two-beam interference optical system can be considered.
Adjustment of the optical system is not easy because it is easily affected by air fluctuations and vibrations. There is also a method of introducing a shearing interference optical system using a Nomarski prism, but since the amount of shearing is small, the size in the lateral direction becomes large, making it difficult to observe when the sample surface is gently inclined. I will end up. Further, since the Nomarski prism is expensive, the cost of the optical system is also high.

【0006】従って、本発明の目的は、上述した欠点を
除去し、欠陥の存在だけでなく試料表面の凹凸形状を正
確に検出できる光学式走査装置を実現することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to eliminate the above-mentioned defects and to realize an optical scanning device capable of accurately detecting not only the presence of defects but also the uneven shape of the sample surface.

【0007】さらに、本発明の別の目的は、50nm程
度又はそれ以下の微細な欠陥を正確に検出できる欠陥検
出装置を提供することにある。
Further, another object of the present invention is to provide a defect detecting apparatus capable of accurately detecting a minute defect of about 50 nm or less.

【0008】さらに、本発明の別の目的は、検出した欠
陥情報に基づき、試料についてその後行うべ適切なき処
理プロセスを決定できる欠陥検出装置を提供することに
ある。
Further, another object of the present invention is to provide a defect detecting apparatus which can determine an appropriate processing process to be performed on a sample based on the detected defect information.

【0009】[0009]

【課題を解決する手段】本発明による光学式走査装置
は、試料を支持する試料ステージと、光ビームを発生す
る光源と、前記光ビームを集束して試料表面に光スポッ
トを形成する対物レンズと、試料表面からの反射光を受
光する光検出器と、前記光源と対物レンズとの間の光路
中に配置され、光源から試料に向かう光ビームと試料か
ら光検出器に向かう反射ビームとを分離するビームスプ
リッタと、前記試料と光スポットとを相対的に移動させ
る手段とを具え、試料表面を光スポットにより走査し、
試料表面からの反射光により試料の表面領域の情報を検
出する光学式走査装置において、前記ビームスプリッタ
と光検出器との間の光路中に遮光板を配置し、この遮光
板により、試料表面における光スポットの走査方向と対
応する方向の片側半分の光路を遮光することを特徴とす
る。
An optical scanning device according to the present invention comprises a sample stage for supporting a sample, a light source for generating a light beam, and an objective lens for focusing the light beam to form a light spot on the sample surface. , A photodetector that receives the reflected light from the sample surface, and is arranged in the optical path between the light source and the objective lens, and separates the light beam from the light source toward the sample and the reflected beam from the sample toward the photodetector. Beam splitter, and means for relatively moving the sample and the light spot, the sample surface is scanned by the light spot,
In an optical scanning device for detecting information on the surface area of a sample by reflected light from the sample surface, a light shielding plate is arranged in the optical path between the beam splitter and the photodetector, and this light shielding plate allows It is characterized in that one half of the optical path in the direction corresponding to the scanning direction of the light spot is shielded.

【0010】半導体ウェハやマスクブランクス等の試料
においては、多くの欠陥は凸状又は凹状の傾斜面を有し
ている。そして、試料表面が傾斜している場合、光スポ
ットからの反射光は、反射の法則により光軸から離れる
方向に変位する。よって、結像光学系の光路中に、試料
表面における光スポットの走査方向と対応する方向の片
側半分の光路を遮光する遮光板を配置することにより、
傾斜面が凹状か又は凸状かに応じて光検出器の受光素子
に入射する光量が大幅に変化する。この光量変化により
欠陥の検出感度の分解能を大幅に高めることができる。
さらに、凸状の欠陥の場合受光素子からの出力信号には
正のピークと負のピークとが交互に発生し、凹状欠陥の
場合負のピークと正のピークとが交互に現れる。従っ
て、受光素子からの出力信号に基づき欠陥の形状を判別
することができる。
In samples such as semiconductor wafers and mask blanks, many defects have a convex or concave inclined surface. When the sample surface is inclined, the reflected light from the light spot is displaced in the direction away from the optical axis according to the law of reflection. Therefore, by disposing a light shielding plate that shields the optical path of one half of the direction corresponding to the scanning direction of the light spot on the sample surface in the optical path of the imaging optical system,
The amount of light incident on the light receiving element of the photodetector changes significantly depending on whether the inclined surface is concave or convex. This change in the amount of light can significantly improve the resolution of defect detection sensitivity.
Further, in the case of a convex defect, a positive peak and a negative peak are alternately generated in the output signal from the light receiving element, and in the case of a concave defect, a negative peak and a positive peak appear alternately. Therefore, the shape of the defect can be determined based on the output signal from the light receiving element.

【0011】本発明による光学式走査装置の工程実施例
は、試料を支持する試料ステージと、放射ビームを発生
する光源と、m及びnを2以上の自然数とした場合に、
前記放射ビームをm行n列のマトリックス状に配列され
た光ビームのビームアレイに変換する2次元回折格子
と、前記ビームアレイを第1の走査方向に偏向するビー
ム偏向装置と、前記ビームアレイの光ビームをスポット
状に集束して試料上にm×n個の光スポットのアレイを
形成する対物レンズと、前記光源と対物レンズとの間の
光路中に配置され、光源から試料に向かう光ビームと試
料から光検出器に向かう反射ビームとを分離するビーム
スプリッタと、m’及びn’を2以上の自然数とした場
合にm’行n’列のマトリックス状に配列した受光素子
を有し、各受光素子が前記試料上に形成された光スポッ
トからの反射光をそれぞれ受光する光検出器と、前記ビ
ームスプリッタと光検出器との間の光路中の瞳位置に配
置され、試料表面における光スポットの走査方向と対応
する方向の片側半分の光路を遮光する遮光板とを具え、
前記試料表面からの反射ビームを前記ビーム偏向装置を
介して光検出器の受光素子に入射させ、前記試料上に形
成される光スポットアレイを、これら光スポットを前記
第1の方向と直交する方向に投影した場合互いに隣接す
る光スポット間の間隔が等間隔となるように形成するこ
とを特徴とする。この実施例では、m×n個の光スポッ
トアレイにより試料表面を走査するので、極めて高速で
試料表面を走査できると共に一層分解能の高い光学式走
査装置を実現することができる。
A process embodiment of the optical scanning device according to the present invention is such that, when a sample stage supporting a sample, a light source for generating a radiation beam, and m and n are natural numbers of 2 or more,
A two-dimensional diffraction grating that converts the radiation beam into a beam array of light beams arranged in a matrix of m rows and n columns, a beam deflecting device that deflects the beam array in a first scanning direction, and a beam array of the beam array. An objective lens that focuses a light beam in a spot shape to form an array of m × n light spots on a sample, and a light beam that is arranged in an optical path between the light source and the objective lens, and travels from the light source toward the sample. And a beam splitter for separating a reflected beam from the sample toward the photodetector, and a light receiving element arranged in a matrix of m ′ rows and n ′ columns when m ′ and n ′ are natural numbers of 2 or more, Each light receiving element is arranged at a pupil position in the optical path between the photodetector for receiving the reflected light from the light spot formed on the sample and the beam splitter and the photodetector, and on the sample surface. Comprising a light shielding plate for shielding the optical path in the direction of one half corresponding to the scanning direction of the spot,
The reflected beam from the surface of the sample is made incident on the light receiving element of the photodetector through the beam deflector, and the light spot array formed on the sample is moved in the direction orthogonal to the first direction. It is characterized in that the light spots adjacent to each other are formed so as to have an equal interval when projected onto. In this embodiment, since the sample surface is scanned by the m × n light spot array, the sample surface can be scanned at an extremely high speed and an optical scanning device having higher resolution can be realized.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】図2は本発明による光学式走査装
置の原理を説明するための線図である。図1で用いた部
材と同一の部材には同一符号を付して説明する。試料4
の表面には凸状の欠陥が存在し、図2(a)は上方に向
けて高くなる傾斜面を光スポットが走査する状態を示
し、図2(b)は徐々に低くなる傾斜面を走査する状態
を示す。図2(a)及び(b)において、光スポットは
矢印方向に沿って試料表面を走査するものとし、実線は
対物レンズの焦点面に位置する平坦な試料表面からの仮
想した反射光を示し、破線は欠陥の傾斜面からの反射光
を示す。本発明では、ビームスプリッタ2と光検出器6
との間の光路中に遮光板7を配置し、この遮光板7によ
り試料4から光検出器6に向かう光路の光スポットが試
料表面を走査する走査方向の前側又は後側の片側の光路
を遮光する(図2においては、光路の前側を遮光してい
る)。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the optical scanning device according to the present invention. The same members as those used in FIG. 1 will be described with the same reference numerals. Sample 4
2A shows a state in which the light spot scans an inclined surface that rises upward, and FIG. 2B shows an inclined surface that gradually decreases. Indicates the state to do. In FIGS. 2A and 2B, the light spot scans the sample surface along the arrow direction, and the solid line represents virtual reflected light from the flat sample surface located at the focal plane of the objective lens. The broken line shows the reflected light from the inclined surface of the defect. In the present invention, the beam splitter 2 and the photodetector 6 are
A light-shielding plate 7 is arranged in the optical path between and, and the light-shielding plate 7 allows a light spot on the optical path from the sample 4 to the photodetector 6 to scan one surface of the front side or the rear side in the scanning direction for scanning the sample surface. The light is shielded (in FIG. 2, the front side of the optical path is shielded).

【0013】光スポットが徐々に高くなる凸状の傾斜面
を走査する場合、図2(a)に示すように、試料表面で
反射した反射ビームは、反射の法則により、試料表面が
対物レンズの焦点面に位置する平坦な基準面を走査する
場合に比べて走査方向の後側に変位する。一方、光スポ
ットが徐々に低くなる凹状の傾斜面を走査する場合、図
2(b)に示すように、試料表面で反射した反射ビーム
は、反射の法則により基準面を走査する場合に比べて走
査方向の前側に変位する。従って、本発明に基づき、遮
光板7が光路の走査方向の前側半分を遮光する場合、凸
状の傾斜面を走査する場合、基準面を走査する場合に比
べて遮光板7により遮光される反射ビームの光量が減少
し、一層多くの反射光が光検出器6に入射することな
る。一方、光スポットが徐々に低くなる凹状の傾斜面を
走査する場合、基準面を走査する場合に比べて遮光板7
により遮光される反射ビームの光量が増加し、一層少量
の反射光が光検出器6に入射することなる。
When scanning a convex inclined surface in which the light spot gradually rises, as shown in FIG. 2 (a), the reflected beam reflected by the sample surface is caused by the law of reflection so that the sample surface is the objective lens. It is displaced rearward in the scanning direction as compared with the case of scanning a flat reference surface located on the focal plane. On the other hand, when scanning a concave inclined surface where the light spot gradually lowers, as shown in FIG. 2B, the reflected beam reflected on the surface of the sample is compared with the case where the reference surface is scanned according to the law of reflection. It is displaced to the front side in the scanning direction. Therefore, according to the present invention, when the light shield plate 7 shields the front half of the optical path in the scanning direction, when the convex inclined surface is scanned, and when the reference plane is scanned, the light shield plate 7 shields the light. The light amount of the beam is reduced, and more reflected light is incident on the photodetector 6. On the other hand, when scanning a concave inclined surface in which the light spot gradually lowers, compared with the case of scanning the reference surface, the light blocking plate 7
As a result, the light amount of the reflected beam that is shielded increases, and a smaller amount of reflected light enters the photodetector 6.

【0014】図3は、光スポットが試料表面に凸状欠陥
が存在する部分を走査した際の光検出器の出力信号と凹
状欠陥が存在する部分を走査した際の光検出器の出力信
号を示す。曲線aは凸状欠陥を走査した際の出力信号強
度を示し、曲線bは凹状欠陥を走査した際の出力信号強
度を示し、曲線cは遮光板7が存在しない場合に光スポ
ットが凸状欠陥又は凹状欠陥を走査した際の出力信号強
度を示す。光スポットが試料表面の凸状欠陥が存在する
部分を走査すると、初めに凸状のピークが発生し時間的
に連続して凹状のピークが発生する。一方、光スポット
が凹状の欠陥が存在する部分を走査すると、初めに凹状
のピークが発生し時間的に連続して凸状のピークが発生
する。尚、遮光板を用いない場合、曲線cに示すよう
に、単に緩やかに変化する凹状のピークが発生するだけ
である。従って、光検出器の出力信号から欠陥の形状を
判定することができ、凸状のピークと凹状のピークとが
交互に発生する場合凸状欠陥が存在するものと判定する
ことができ、凹状のピークと凸状のピークとが交互に発
生する場合凹状欠陥が存在するものと判定することがで
きる。尚、遮光板の配置位置を逆にした場合、すなわち
光路の走査方向の後側に配置した場合、凸状のピークと
凹状のピークとの発生順序が反対になるだけであり、凸
状欠陥が存在する場合初めに凹状のピークが発生し、そ
の後凸状のピークが発生する。
FIG. 3 shows the output signal of the photodetector when the light spot scans the portion where the convex defect exists on the sample surface and the output signal of the photodetector when the portion where the light spot scans the concave defect. Show. A curve a shows an output signal intensity when scanning a convex defect, a curve b shows an output signal intensity when scanning a concave defect, and a curve c shows a light spot having a convex defect when the light shielding plate 7 is not present. Or, it shows the output signal intensity when the concave defect is scanned. When the light spot scans a portion of the sample surface where a convex defect exists, a convex peak is generated first, and then a concave peak is generated continuously in time. On the other hand, when the light spot scans a portion where a concave defect is present, a concave peak is generated first, and a convex peak is generated continuously in time. When the light-shielding plate is not used, as shown by the curve c, only a gradually changing concave peak is generated. Therefore, the shape of the defect can be determined from the output signal of the photodetector, and when the convex peak and the concave peak are alternately generated, it can be determined that the convex defect is present, and When peaks and convex peaks alternate, it can be determined that a concave defect is present. In addition, when the arrangement position of the light shielding plate is reversed, that is, when the light shielding plate is arranged on the rear side in the scanning direction of the optical path, only the generation order of the convex peak and the concave peak is opposite, and the convex defect is When present, a concave peak is generated first, and then a convex peak is generated.

【0015】図4は本発明による光学式走査装置の一例
の構成を示す線図である。レーザ光源10から発生した
レーザビームは1次元回折格子11に入射する。回折格
子11は、入射したレーザビームをn本のサブビームに
変換する。これらサブビームは紙面内で整列しているも
のとする。回折格子11から出射したn本のサブビーム
は第1及び第2のリレーレンズ12及び13を通過し、
ビームスプリッタ14を経て対物レンズ15に入射す
る。対物レンズは入射したn本の光ビームを微小スポッ
ト状に集束して検査すべき試料上にn個の光スポットを
形成する。試料16を支持する試料ステージ17はxy
駆動機構を有するxyステージとする。試料ステージ1
7が紙面と直交する方向に移動することにより、試料表
面はn個の光スポットにより走査されることになる。
FIG. 4 is a diagram showing the construction of an example of the optical scanning device according to the present invention. The laser beam generated from the laser light source 10 enters the one-dimensional diffraction grating 11. The diffraction grating 11 converts the incident laser beam into n sub beams. It is assumed that these sub-beams are aligned in the plane of the paper. The n sub beams emitted from the diffraction grating 11 pass through the first and second relay lenses 12 and 13,
The light enters the objective lens 15 via the beam splitter 14. The objective lens focuses the incident n light beams into minute spots to form n light spots on the sample to be inspected. The sample stage 17 supporting the sample 16 is xy
The xy stage has a drive mechanism. Sample stage 1
By moving 7 in a direction orthogonal to the paper surface, the sample surface is scanned by n light spots.

【0016】試料16上に形成された光スポットからの
反射ビームは、再び対物レンズ15を経てビームスプリ
ッタ14で反射し、リレーレンズ18を経て光検出器1
9に入射する。光検出器19は、ライン状に配列された
複数の受光素子を有するリニァイメージセンサとする。
そして、試料上の各光スポットからの反射ビームは対応
する受光素子にそれぞれ入射する。リニァイメージセン
サの各受光素子は、遮光部材により互いに分離され、遮
光部材又はその枠が受光素子に入射する光を規制するピ
ンホールとしての機能を果たす。従って、リニァイメー
ジセンサ自体がピンホールを有する空間フィルタを有し
ている。本例では、リレーレンズ18と光検出器19と
の間の光路中に遮光板20を配置する。尚、図面の都合
上、遮光板20は、光路の走査方向と直交する方向の片
側半分を遮光するように表示したが、実際は走査方向
(紙面と直交する方向)の前側又は後側の片側半分を遮
光するものとする。
The reflected beam from the light spot formed on the sample 16 again passes through the objective lens 15 and is reflected by the beam splitter 14, and passes through the relay lens 18 and the photodetector 1
It is incident on 9. The photodetector 19 is a linear image sensor having a plurality of light receiving elements arranged in a line.
Then, the reflected beams from the respective light spots on the sample respectively enter the corresponding light receiving elements. The light receiving elements of the linear image sensor are separated from each other by a light blocking member, and the light blocking member or the frame thereof functions as a pinhole for restricting light incident on the light receiving element. Therefore, the linear image sensor itself has a spatial filter having pinholes. In this example, the light shielding plate 20 is arranged in the optical path between the relay lens 18 and the photodetector 19. For the sake of convenience of the drawings, the light shield plate 20 is shown so as to shield one half of the optical path in the direction orthogonal to the scanning direction, but in reality, the one half on the front side or the rear side in the scanning direction (the direction orthogonal to the paper surface). Shall be shaded.

【0017】図5は本発明による欠陥検出装置の一例の
構成を示す線図である。レーザ光源30から発生したレ
ーザビームを回折格子31に入射させ、第1の方向に整
列した複数本の光ビームに変換する。尚、図面を明瞭に
するため、回折光は紙面内に回折されているものとす
る。これら光ビームは第1及び第2のリレーレンズ32
及び33を経て偏光ビームスプリッタ34に入射し、こ
の偏光ビームスプリッタ34を透過してカルバノミラー
35に入射する。ガルバノミラー35は、入射した光ビ
ームを第1の方向と直交する第2の方向(紙面と直交す
る走査方向)に所定の周波数で周期的に偏向する。ガル
バノミラーで反射した複数の光ビームは第3及び第4の
リレーレンズ36及び37並びに1/4波長板38を経
て対物レンズ39に入射する。この対物レンズは入射し
た複数の光ビームを微小スポット状に集束して欠陥検査
すべき試料40に投射する。従って、試料40上には複
数の微小な光スポットが第1の方向と対応する方向に沿
ってライン状に形成される。これら光スポットは、光ス
ポット列の方向と直交する第2の方向に偏向されるの
で、試料40は複数の光ビームにより走査され、従って
試料40は複数の光ビームにより2次元的に走査され
る。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of an example of the defect detecting apparatus according to the present invention. A laser beam generated from the laser light source 30 is incident on the diffraction grating 31 and converted into a plurality of light beams aligned in the first direction. For the sake of clarity of the drawing, it is assumed that the diffracted light is diffracted within the plane of the paper. These light beams are transmitted to the first and second relay lenses 32.
And 33 to enter the polarization beam splitter 34, and the light passes through the polarization beam splitter 34 and enters the carbano mirror 35. The galvanometer mirror 35 periodically deflects the incident light beam at a predetermined frequency in a second direction orthogonal to the first direction (scanning direction orthogonal to the paper surface). The plurality of light beams reflected by the galvanometer mirror enter the objective lens 39 via the third and fourth relay lenses 36 and 37 and the quarter-wave plate 38. This objective lens focuses a plurality of incident light beams in the form of minute spots and projects them onto the sample 40 to be inspected for defects. Therefore, a plurality of minute light spots are formed in a line on the sample 40 along the direction corresponding to the first direction. Since these light spots are deflected in the second direction orthogonal to the direction of the light spot row, the sample 40 is scanned by the plurality of light beams, and thus the sample 40 is two-dimensionally scanned by the plurality of light beams. .

【0018】試料40はxy駆動機構を有するステージ
41上に配置する。ステージ41は所定の速度でガルバ
ノミラーの偏向方向と直交する方向(第1の方向)に移
動する。従って、試料は複数の光スポットにより2次元
的に走査されることになる。試料上の各光スポットから
の反射光は対物レンズ39により集光され、1/4波長
板38、リレーレンズ37及び36を経てガルバノミラ
ー35に入射する。そして、ガルバノミラーによりデス
キャンされ、偏光ビームスプリッタ34に入射する。入
射した反射ビームは1/4波長板38を2回透過してい
るので、その偏光面は90°回転している。この結果、
試料からの反射ビームは偏光ビームスプリッタの偏光面
で反射し、光源からの照明ビームから分離される。偏光
ビームスプリッタを出射した反射ビームはリレーレンズ
42を経てリニァイメージセンサ43に入射する。リニ
ァイメージセンサ43は、試料上の光スポットと対応す
る方向に沿ってライン状に配置した複数の受光素子を有
する。
The sample 40 is placed on a stage 41 having an xy drive mechanism. The stage 41 moves at a predetermined speed in a direction (first direction) orthogonal to the deflection direction of the galvanometer mirror. Therefore, the sample is two-dimensionally scanned by the plurality of light spots. The reflected light from each light spot on the sample is condensed by the objective lens 39 and is incident on the galvanometer mirror 35 via the quarter-wave plate 38, the relay lenses 37 and 36. Then, it is descanned by the galvanometer mirror and enters the polarization beam splitter 34. Since the incident reflected beam is transmitted through the quarter-wave plate 38 twice, its polarization plane is rotated by 90 °. As a result,
The reflected beam from the sample reflects off the plane of polarization of the polarizing beam splitter and is separated from the illumination beam from the light source. The reflected beam emitted from the polarization beam splitter passes through the relay lens 42 and enters the linear image sensor 43. The linear image sensor 43 has a plurality of light receiving elements arranged in a line along a direction corresponding to the light spot on the sample.

【0019】試料とリニァイメージセンサとの間の光学
系は結像光学系を構成し、偏光ビームスプリッタ34と
光検出器43との間の光路中に遮光板44を配置する。
図面上、遮光板44はガルバノミラーの走査方向と直交
する方向の光路を遮光するように図示したが、実際には
第2の方向であるガルバノミラーの走査方向の光路の片
側半分の光路を遮光するように配置する。尚、リニァイ
メージセンサの各受光素子を分離する遮光部材又は枠は
受光素子に入射する光ビームを規制するピンホールを有
する空間フィルタとして機能する。
An optical system between the sample and the linear image sensor constitutes an image forming optical system, and a light shielding plate 44 is arranged in the optical path between the polarization beam splitter 34 and the photodetector 43.
In the drawing, the light shielding plate 44 is shown so as to shield the optical path in the direction orthogonal to the scanning direction of the galvano mirror, but in reality, it shields one half of the optical path in the scanning direction of the galvano mirror which is the second direction. Arrange to do. The light blocking member or frame that separates each light receiving element of the linear image sensor functions as a spatial filter having a pinhole that restricts the light beam incident on the light receiving element.

【0020】試料40上の各光スポットからの反射ビー
ムはガルバノミラー35によりデスキャンされているの
で、試料上の各光スポットからの反射ビームはリニァイ
メージセンサ43の対応する各受光素子にそれぞれ入射
し、静止した状態に維持される。光検出器の各受光素子
からの出力信号は増幅器45により増幅して欠陥検出回
路46に供給する。
Since the reflected beam from each light spot on the sample 40 is descanned by the galvanometer mirror 35, the reflected beam from each light spot on the sample is incident on each corresponding light receiving element of the linear image sensor 43. And stay stationary. The output signal from each light receiving element of the photodetector is amplified by the amplifier 45 and supplied to the defect detection circuit 46.

【0021】図6は欠陥検出回路の一例の構成を示す回
路図である。本例では、光検出器43の各受光素子から
の出力信号を負の限界値と比較する第1の比較器50と
正の限界値と比較する第2の比較器51とを具え、これ
ら第1及び第2の比較器の出力をオア回路53に接続す
る。前述したように、受光素子から正のピークと負のピ
ークとが交互に発生した場合凸状の欠陥と判定し、負の
ピークと正のピークとが交互に発生した場合凸状の欠陥
と判定する。尚、負のピークだけが発生した場合、急峻
な傾斜面の欠陥と判定する。また、正のピークだけが発
生した場合、反射率の高い物質が局部的に付着した欠陥
と判定することができる。従って、本発明を利用するこ
とにより、欠陥の存在だけでなく、欠陥の形状や性状も
判別することができ、検査後の処理プロセスを的確に決
定することができる。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of an example of the defect detection circuit. This example comprises a first comparator 50 for comparing the output signal from each light receiving element of the photodetector 43 with a negative limit value and a second comparator 51 for comparing with a positive limit value. The outputs of the first and second comparators are connected to the OR circuit 53. As described above, when a positive peak and a negative peak are alternately generated from the light receiving element, it is determined as a convex defect, and when a negative peak and a positive peak are alternately generated, it is determined as a convex defect. To do. If only a negative peak occurs, it is determined that the defect is a steep slope. Further, when only a positive peak is generated, it can be determined that the substance having high reflectance is locally attached. Therefore, by using the present invention, not only the existence of a defect but also the shape and property of the defect can be determined, and the processing process after the inspection can be accurately determined.

【0022】尚、光検出器の各受光素子に蓄積された電
荷を所定の読出周波数で読み出すことにより、映像信号
を発生させることができるので、図5の光学系を顕微鏡
として用いることもできる。
Since the video signal can be generated by reading the charge accumulated in each light receiving element of the photodetector at a predetermined reading frequency, the optical system shown in FIG. 5 can be used as a microscope.

【0023】図7は本発明による光学式走査装置の変形
例を示す線図である。光源61から放出された放射ビー
ムは全反射ミラー62により反射し、回折格子63に入
射する。この回折格子は、入射した放射ビームをm行n
列(m及びnは2以上の自然数)のマトリックス状に配
列された2次元ビームアレイに変換する。これらm×n
本の光ビームは行及び列方向に等間隔で離間する光ビー
ムから成る2次元ビームアレイを形成する。m×n本の
光ビームはフーリェ変換レンズ64を経て偏光ビームス
プリッタ65に入射する。ビームアレイは偏光ビームス
プリッタ65を透過してガルバノミラー66に入射す
る。このガルバノミラー66は、m×n本の光ビームを
第1の方向(主走査方向)に所定の周波数で偏向する。
ガルバノミラーで反射した光ビームは、リレーレンズ6
7及び1/4波長板68を経て対物レンズ69に入射す
る。対物レンズ69は、m行n列の光ビームアレイを微
小スポット状に集束して試料70上にm行n列の光スポ
ットアレイを形成する。
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the optical scanning device according to the present invention. The radiation beam emitted from the light source 61 is reflected by the total reflection mirror 62 and enters the diffraction grating 63. This diffraction grating directs an incoming radiation beam into m rows and n
It is converted into a two-dimensional beam array arranged in a matrix of columns (m and n are natural numbers of 2 or more). These m × n
The light beams of the book form a two-dimensional beam array of light beams that are equally spaced in the row and column directions. The m × n light beams enter the polarization beam splitter 65 via the Fourier transform lens 64. The beam array passes through the polarization beam splitter 65 and enters the galvanometer mirror 66. The galvanometer mirror 66 deflects m × n light beams in a first direction (main scanning direction) at a predetermined frequency.
The light beam reflected by the galvanometer mirror is relay lens 6
The light enters the objective lens 69 through the 7 and 1/4 wavelength plates 68. The objective lens 69 focuses the light beam array of m rows and n columns into a minute spot shape to form a light spot array of m rows and n columns on the sample 70.

【0024】図8は試料70上に形成される光スポット
アレイとガルバノミラーのビーム偏向方向(第1の方
向)、すなわち主走査方向との関係を示す線図である。
図8において、白丸は光スポットを示し、黒丸は光スポ
ットの主走査方向直交する方向の軸線Lに対する投影を
示す。図面を明瞭にするため、4行4列の光スポットア
レイを示す。各行方向の光スポット間の間隔をp1と
し、列方向の光スポットの間隔をp2とする。m行n列
の光スポットアレイにより、試料表面を隙間なく且つ光
スポットが重なることなく走査するには、主走査方向と
直交する方向の軸線に対する光スポットの投影が等間隔
となるように光スポットを形成する必要がある。以下、
この条件について説明する。光スポットアレイの行方向
の軸線Lc と主走査方向軸線Lとのなす角度をθとす
る。行方向の光スポット間の間隔p1の軸線Lに対する
投影長はp1×cos θとなる。この投影長内に列方向の
n個の光スポットの投影が存在する必要がある。この条
件は、p1×cos θ=p2×sinθで表すことができ
る。従って、以下の式、 tan θ=(1/n)×(p1/p2) を満たす場合、m行n列の光スポットアレイの各光スポ
ットの主走査方向と直交する方向に対する投影が等間隔
で形成される。尚、行及び列方向の光スポット間の間隔
が等しい(p1=p2)場合、以下の式を満たすように
光スポットアレイを形成する。 tan θ=1/n
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the light spot array formed on the sample 70 and the beam deflection direction (first direction) of the galvanometer mirror, that is, the main scanning direction.
In FIG. 8, white circles indicate light spots, and black circles indicate projections of the light spots on the axis L in the direction orthogonal to the main scanning direction. For clarity of the drawing, a 4 × 4 array of light spots is shown. The interval between the light spots in each row direction is p1, and the interval between the light spots in the column direction is p2. In order to scan the sample surface without gaps and without overlapping of the light spots with the light spot array of m rows and n columns, the light spots should be projected at equal intervals on the axis line in the direction orthogonal to the main scanning direction. Need to be formed. Less than,
This condition will be described. The angle formed by the axis L c in the row direction of the light spot array and the axis L in the main scanning direction is θ. The projection length of the interval p1 between the light spots in the row direction with respect to the axis L is p1 × cos θ. There must be n light spot projections in the column direction within this projection length. This condition can be expressed by p1 × cos θ = p2 × sin θ. Therefore, if the following equation, tan θ = (1 / n) × (p1 / p2) is satisfied, the projections of the respective light spots of the light spot array of m rows and n columns in the direction orthogonal to the main scanning direction are equally spaced. It is formed. When the intervals between the light spots in the row and column directions are equal (p1 = p2), the light spot array is formed so as to satisfy the following formula. tan θ = 1 / n

【0025】光ビームアレイはガルバノミラーにより主
走査方向に走査されるため、試料表面はm行n列のマト
リックス状に配置された光スポットアレイにより走査さ
れることになる。試料70を支持するステージ71はx
yステージとし、第1の方向である主走査方向と直交す
る方向に所定の速度で移動する。このように構成するこ
とにより、試料表面はm×n個の光スポットにより2次
元的に走査される。
Since the light beam array is scanned in the main scanning direction by the galvanometer mirror, the surface of the sample is scanned by the light spot array arranged in a matrix of m rows and n columns. The stage 71 that supports the sample 70 is x
The y stage is moved at a predetermined speed in a direction orthogonal to the main scanning direction which is the first direction. With this configuration, the sample surface is two-dimensionally scanned with m × n light spots.

【0026】試料表面で反射した光スポットからの反射
光は、再び対物レンズ69、1/4波長板68及びリレ
ーレンズ67を経てガルバノミラー66に入射しデスキ
ャンされ、ビームスプリッタ65に入射する。この反射
ビームは1/4波長板を2回通過しているので偏光面が
90°回転し、ビームスプリッタの偏光面で反射する。
ビームスプリッタで反射した反射ビームは、リレーレン
ズ72、全反射ミラー72、並びにリレーレンズ73及
び74を経て光検出器75に入射する。
The reflected light from the light spot reflected on the sample surface again passes through the objective lens 69, the quarter-wave plate 68 and the relay lens 67, enters the galvanometer mirror 66, is descanned, and enters the beam splitter 65. Since this reflected beam has passed through the quarter-wave plate twice, the plane of polarization is rotated by 90 ° and is reflected by the plane of polarization of the beam splitter.
The reflected beam reflected by the beam splitter enters the photodetector 75 via the relay lens 72, the total reflection mirror 72, and the relay lenses 73 and 74.

【0027】図9は光検出器の一例の構成を示す線図で
有る。光検出器75は行及び列方向に等間隔で形成され
た2次元マトリックス状の受光素子アレイを76(i,
j)有し、各受光素子は試料上に形成された各光スポッ
トからの正反射光をそれぞれ受光する。各受光素子はフ
ォトダイオードで構成され、遮光部材77により互いに
分離する。各受光素子の光入射領域は、試料表面に形成
される光スポットの正反射光だけが入射するように遮光
部材76により規制する。従って、本例の光学系は共焦
点光学系を構成し、一層高い分解能を得ることができ
る。
FIG. 9 is a diagram showing the structure of an example of the photodetector. The photodetector 75 includes a two-dimensional matrix light receiving element array 76 (i,
j), and each light receiving element receives the specularly reflected light from each light spot formed on the sample. Each light receiving element is composed of a photodiode and is separated from each other by a light shielding member 77. The light incident area of each light receiving element is regulated by the light shielding member 76 so that only the specularly reflected light of the light spot formed on the sample surface is incident. Therefore, the optical system of this example constitutes a confocal optical system, and higher resolution can be obtained.

【0028】ビームスプリッタ65と光検出器75との
間の結像光学系の瞳位置に遮光板80を配置する。この
遮光板は、試料上における主走査方向と対応する方向の
片側の光路を遮光する。このように、瞳位置に1つの遮
光板を配置することにより、m×n個の反射ビームの片
側を遮光することができる。
A light shielding plate 80 is arranged at the pupil position of the image forming optical system between the beam splitter 65 and the photodetector 75. The light blocking plate blocks the light path on one side of the sample in the direction corresponding to the main scanning direction. In this way, by disposing one light shielding plate at the pupil position, one side of the m × n reflected beams can be shielded.

【0029】本発明は上述した実施例だけに限定されず
種々の変更や変形が可能である。例えば、上述した実施
例では、半導体ウェハやフォトマスクブランクス等の試
料表面に存在する欠陥を検出する装置を例に説明した
が、本発明による光学式走査装置は、レーザ顕微鏡のよ
うに光ビームにより試料表面を走査して試料画像を撮像
する撮像装置にも適用することができ、試料から光検出
器に向かう結像光学系の光路中に遮光板を配置すること
により解像度の一層高い撮像装置を実現することができ
る。例えば、図5に示す装置の光検出器から所定の読出
周波数で各受光素子の電荷を読み出すことにより容易に
映像信号を形成することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications can be made. For example, in the above-described embodiments, the apparatus for detecting the defects existing on the sample surface such as the semiconductor wafer and the photomask blanks has been described as an example, but the optical scanning apparatus according to the present invention uses a light beam like a laser microscope. It can also be applied to an image pickup device that scans the sample surface to pick up a sample image, and by placing a light shielding plate in the optical path of the imaging optical system from the sample to the photodetector, an image pickup device with higher resolution can be obtained. Can be realized. For example, a video signal can be easily formed by reading the charge of each light receiving element at a predetermined read frequency from the photodetector of the device shown in FIG.

【0030】また、欠陥検出回路として種々の欠陥検出
回路を用いることができ、例えば、隣接する受光素子の
出力信号を比較し、その比較結果から欠陥の発生を検出
することも可能である。
Various defect detection circuits can be used as the defect detection circuit. For example, it is possible to compare the output signals of adjacent light receiving elements and detect the occurrence of a defect from the comparison result.

【0031】さらに、上述した実施例では、試料表面を
ラスタ走査する例について説明したが、試料と光ビーム
アレイとを相対的に移動させる手段として、試料を支持
する試料ステージに連結され、ステージを回転させる回
転駆動装置及び回転軸線と直交する方向に並進移動させ
る並進駆動装置とを具えるステージ駆動装置を用いこと
ができる。この場合、試料ステージを回転及び並進移動
させることにより、試料はm×n個の光スポットアレイ
によりスパイラルスキャンされるので、試料を一層高速
で走査できると共に高い分解能で試料表面を走査するこ
とができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the example in which the sample surface is raster-scanned has been described, but as a means for relatively moving the sample and the light beam array, it is connected to the sample stage supporting the sample and the stage is connected. It is possible to use a stage drive device that includes a rotation drive device that rotates and a translation drive device that translates in a direction orthogonal to the rotation axis. In this case, since the sample is spirally scanned by the m × n light spot arrays by rotating and translating the sample stage, the sample can be scanned at higher speed and the sample surface can be scanned with high resolution. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 共焦点光学系の原理を説明するための線図で
ある。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a confocal optical system.

【図2】 本発明による光学式走査装置の原理を説明す
るための線図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the optical scanning device according to the present invention.

【図3】 光スポットが欠陥部分を走査する際の反射ビ
ームの光路を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an optical path of a reflected beam when a light spot scans a defective portion.

【図4】 本発明による光学式走査装置の一例の構成を
示す線図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an example of an optical scanning device according to the present invention.

【図5】 本発明による欠陥検出装置の一例の構成を示
す線図である。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of an example of a defect detection device according to the present invention.

【図6】 欠陥検出回路の一例の構成を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an example of a defect detection circuit.

【図7】 本発明による光学式走査装置の変形例を示す
線図である。
FIG. 7 is a diagram showing a modification of the optical scanning device according to the present invention.

【図8】 試料上に形成される光スポットアレイと主走
査方向との関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a relationship between a light spot array formed on a sample and a main scanning direction.

【図9】 光検出器の一例を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an example of a photodetector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 ビームスプリッタ 3 対物レンズ 4 試料 5 空間フィルタ 6 光検出器 1 light source 2 beam splitter 3 Objective lens 4 samples 5 Spatial filter 6 Photodetector

フロントページの続き Fターム(参考) 2F065 AA49 AA61 FF44 GG04 HH04 JJ02 JJ25 LL00 LL13 LL36 LL37 LL42 LL62 MM03 PP12 QQ25 2G051 AA51 AA56 AB02 BA10 BB15 CA03 CA07 CB01 CC07 DA07 DA08 2H052 AA08 AC04 AC15 AC18 AC28 AC34 AD18 AD31 AF06 Continued front page    F term (reference) 2F065 AA49 AA61 FF44 GG04 HH04                       JJ02 JJ25 LL00 LL13 LL36                       LL37 LL42 LL62 MM03 PP12                       QQ25                 2G051 AA51 AA56 AB02 BA10 BB15                       CA03 CA07 CB01 CC07 DA07                       DA08                 2H052 AA08 AC04 AC15 AC18 AC28                       AC34 AD18 AD31 AF06

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料を支持する試料ステージと、 光ビームを発生する光源と、 前記光ビームを集束して試料表面に光スポットを形成す
る対物レンズと、 試料表面からの反射光を受光する光検出器と、 前記光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、光源
から試料に向かう光ビームと試料から光検出器に向かう
反射ビームとを分離するビームスプリッタと、 前記試料と光スポットとを相対的に移動させる手段とを
具え、 試料表面を光スポットにより走査し、試料表面からの反
射光により試料の表面領域の情報を検出する光学式走査
装置において、 前記ビームスプリッタと光検出器との間の光路中に遮光
板を配置し、この遮光板により、試料表面における光ス
ポットの走査方向と対応する方向の片側半分の光路を遮
光することを特徴とする光学式走査装置。
1. A sample stage that supports a sample, a light source that generates a light beam, an objective lens that focuses the light beam to form a light spot on the sample surface, and light that receives reflected light from the sample surface. A detector, a beam splitter arranged in the optical path between the light source and the objective lens, for separating a light beam from the light source toward the sample and a reflected beam from the sample toward the photodetector, the sample and the light spot. In the optical scanning device for scanning the sample surface with a light spot, and detecting the information of the surface area of the sample by the reflected light from the sample surface, the beam splitter and the photodetector. A light-shielding plate is arranged in the light path between the two light-shielding plates, and the light-shielding plate shields one half of the light path in the direction corresponding to the scanning direction of the light spot on the sample surface. Manabu scanning device.
【請求項2】 前記光スポットと試料とを相対的に移動
させる手段を、光スポットに対して試料ステージを移動
させる手段としたことを特徴とする請求項1に記載の光
学式走査装置。
2. The optical scanning device according to claim 1, wherein the means for relatively moving the light spot and the sample are means for moving the sample stage with respect to the light spot.
【請求項3】 前記光スポットと試料とを相対的に移動
させる手段を、前記ビームスプリッタと試料ステージと
の間の光路中に配置したビーム偏向装置としたことを特
徴とする請求項1に記載の光学式走査装置。
3. The beam deflecting device arranged in the optical path between the beam splitter and the sample stage, as the means for relatively moving the light spot and the sample. Optical scanning device.
【請求項4】 前記光源とビームスプリッタとの間の光
路中に、光源から発生した光ビームをライン状に配列さ
れたm本(mは2以上の自然数)のサブビームの1次元
ビームアレイに変換する1次元回折格子を配置し、試料
上に形成したm個の光スポットにより試料表面を走査す
ることを特徴とする請求項1に記載の光学式走査装置。
4. A light beam generated from the light source is converted into a one-dimensional beam array of m (m is a natural number of 2 or more) sub-beams arranged in a line in an optical path between the light source and the beam splitter. 2. The optical scanning device according to claim 1, wherein a one-dimensional diffraction grating is arranged, and the surface of the sample is scanned by m light spots formed on the sample.
【請求項5】 前記光源とビームスプリッタとの間の光
路中に、m及びnを2以上の自然数とした場合に、光源
から発生した放射ビームをm行n列のマトリックス状に
配列されたサブビームの2次元ビームアレイに変換する
2次元回折格子を配置し、m×n個の2次元光スポット
アレイにより試料表面を走査し、前記遮光板を前記ビー
ムスプリッタと光検出器との間の光学系の瞳の位置に配
置したことを特徴とする請求項1に記載の光学式走査装
置。
5. A sub-beam in which a radiation beam generated from a light source is arranged in a matrix of m rows and n columns when m and n are natural numbers of 2 or more in an optical path between the light source and the beam splitter. A two-dimensional diffraction grating for converting into a two-dimensional beam array, the sample surface is scanned by m × n two-dimensional light spot arrays, and the light shielding plate is an optical system between the beam splitter and the photodetector. The optical scanning device according to claim 1, wherein the optical scanning device is arranged at the position of the pupil.
【請求項6】 前記試料と2次元光スポットアレイとを
相対的に移動させる手段として、前記試料ステージを回
転回転させる回転駆動装置及び試料ステージをその回転
軸線と直交する軸線に沿って移動させる並進駆動装置を
用い、2次元光スポットアレイにより試料をスパイラル
スキャンすることを特徴とする請求項3に記載の光学式
走査装置。
6. As a means for relatively moving the sample and the two-dimensional light spot array, a rotation drive device for rotating and rotating the sample stage and a translation for moving the sample stage along an axis orthogonal to the rotation axis thereof. The optical scanning device according to claim 3, wherein the sample is spirally scanned by a two-dimensional light spot array using a driving device.
【請求項7】 欠陥検出すべき試料を支持する試料ステ
ージと、 光ビームを発生する光源と、 前記光ビームを集束して試料表面に光スポットを形成す
る対物レンズと、 前記試料と光スポットとを相対的に移動させる手段と、 試料表面からの反射光を受光する光検出器と、 前記光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、光源
から試料に向かう光ビームと試料から光検出器に向かう
反射ビームとを分離するビームスプリッタと、 前記光検出器からの出力信号から試料表面に存在する欠
陥を検出する欠陥検出回路とを具える欠陥検出装置にお
いて、 前記ビームスプリッタと光検出器との間の光路中に配置
され、試料表面における光スポットの走査方向と対応す
る方向の片側半分の光路を遮光する遮光板を有し、 前記欠陥検出回路が、前記光検出器からの出力信号が凹
状のピークと凸状のピークとが時間的に連続して交互に
発生したことを検出した場合、凸状又は凹状の欠陥が存
在すると判定することを特徴とする欠陥検出装置。
7. A sample stage for supporting a sample to be detected for defects, a light source for generating a light beam, an objective lens for converging the light beam to form a light spot on the sample surface, the sample and the light spot. Means for relatively moving the light source, a photodetector for receiving the reflected light from the sample surface, a light beam disposed in the optical path between the light source and the objective lens, and a light beam directed from the light source to the sample and light detection from the sample. A beam splitter that separates a reflected beam toward a beam detector, and a defect detection circuit that detects a defect existing on a sample surface from an output signal from the photodetector, wherein the beam splitter and the photodetector And a light-shielding plate that is arranged in an optical path between the light-shielding plate and a light-shielding plate that shields one half of the optical path in the direction corresponding to the scanning direction of the light spot on the sample surface, When the output signal from the output device detects that a concave peak and a convex peak alternately occur continuously in time, a defect characterized by determining that a convex or concave defect is present Detection device.
【請求項8】 前記光源とビームスプリッタとの間の光
路中に、光源から発生した光ビームをライン状に配列さ
れたm本(mは2以上の自然数)のサブビームの1次元
ビームアレイに変換する1次元回折格子を配置し、試料
上に形成したm個の光スポットにより試料表面を走査す
ることを特徴とする請求項7に記載の欠陥検出装置。
8. The light beam generated from the light source is converted into a one-dimensional beam array of m (m is a natural number of 2 or more) sub-beams arranged in a line in an optical path between the light source and the beam splitter. 8. The defect detecting apparatus according to claim 7, wherein a one-dimensional diffraction grating is arranged, and the surface of the sample is scanned with m light spots formed on the sample.
【請求項9】 前記光源とビームスプリッタとの間の光
路中に、m及びnを2以上の自然数とした場合に、光源
から発生した放射ビームをm行n列のマトリックス状に
配列されたサブビームの2次元ビームアレイに変換する
2次元回折格子を配置し、m×n個の光スポットの光ス
ポットアレイにより試料表面を走査することを特徴とす
る請求項7に記載の欠陥検出装置。
9. A sub-beam in which a radiation beam generated from a light source is arranged in a matrix of m rows and n columns when m and n are natural numbers of 2 or more in an optical path between the light source and the beam splitter. 8. The defect detecting apparatus according to claim 7, wherein a two-dimensional diffraction grating for converting into a two-dimensional beam array is arranged, and the sample surface is scanned by a light spot array of m × n light spots.
【請求項10】 試料を支持する試料ステージと、 放射ビームを発生する光源と、 m及びnを2以上の自然数とした場合に、前記放射ビー
ムをm行n列のマトリックス状に配列された光ビームの
ビームアレイに変換する2次元回折格子と、 前記ビームアレイを第1の走査方向に偏向するビーム偏
向装置と、 前記ビームアレイの光ビームをスポット状に集束して試
料上にm×n個の光スポットのアレイを形成する対物レ
ンズと、 前記光源と対物レンズとの間の光路中に配置され、光源
から試料に向かう光ビームと試料から光検出器に向かう
反射ビームとを分離するビームスプリッタと、 m’及びn’を2以上の自然数とした場合にm’行n’
列のマトリックス状に配列した受光素子を有し、各受光
素子が前記試料上に形成された光スポットからの反射光
をそれぞれ受光する光検出器と、 前記ビームスプリッタと光検出器との間の光路中の瞳位
置に配置され、試料表面における光スポットの走査方向
と対応する方向の片側半分の光路を遮光する遮光板とを
具え、 前記試料表面からの反射ビームを前記ビーム偏向装置を
介して光検出器の受光素子に入射させ、 前記試料上に形成される光スポットアレイを、これら光
スポットを前記第1の方向と直交する方向に投影した場
合互いに隣接する光スポット間の間隔が等間隔となるよ
うに形成することを特徴とする光学式走査装置。
10. A sample stage for supporting a sample, a light source for generating a radiation beam, and a light arraying the radiation beam in a matrix of m rows and n columns when m and n are natural numbers of 2 or more. A two-dimensional diffraction grating for converting the beam into a beam array; a beam deflecting device for deflecting the beam array in a first scanning direction; An objective lens that forms an array of light spots, and a beam splitter that is disposed in the optical path between the light source and the objective lens and separates a light beam from the light source toward the sample and a reflected beam from the sample toward the photodetector. And, when m'and n'are natural numbers of 2 or more, m'row n '
A photodetector having light-receiving elements arranged in a matrix of rows, each light-receiving element receiving the reflected light from the light spot formed on the sample, and between the beam splitter and the photodetector. A light shielding plate disposed at a pupil position in the optical path and shielding an optical path on one side half in a direction corresponding to the scanning direction of the light spot on the sample surface, and a reflected beam from the sample surface via the beam deflecting device. When the light spot array formed on the sample is projected into the light receiving element of the photodetector and these light spots are projected in the direction orthogonal to the first direction, the intervals between the adjacent light spots are equal. An optical scanning device characterized by being formed so that
【請求項11】 前記試料上に形成されるm行n列の光
スポットアレイの行方向の軸線と前記第1の方向と直交
する方向の軸線とのなす角度をθとし、光スポットアレ
イの行方向のスポット間隔をp1とし、列方向のスポッ
ト間隔をp2とした場合に、式 tanθ=(1/n)×(p1/p2) を満たすように角度θを設定することを特徴とする請求
項9に記載の光学式走査装置。
11. An angle formed by an axis line in the row direction of an m-th row and n-column light spot array formed on the sample and an axis line in a direction orthogonal to the first direction is θ, and rows of the light spot array are set. The angle θ is set so as to satisfy the expression tan θ = (1 / n) × (p1 / p2) where p1 is the spot interval in the direction and p2 is the spot interval in the column direction. 9. The optical scanning device according to item 9.
【請求項12】 前記光スポットアレイの行方向及び列
方向の光スポット間の間隔p1及びp2を、p1=p2
となるように設定し、式 tanθ=1/n を満たすように光スポットアレイを形成することを特徴
とする請求項9に記載の光学式走査装置。
12. The intervals p1 and p2 between the light spots in the row and column directions of the light spot array are defined as p1 = p2.
10. The optical scanning device according to claim 9, wherein the light spot array is formed so as to satisfy the expression tan θ = 1 / n.
JP2001187665A 2001-06-21 2001-06-21 Optical scanning device and defect detection device Expired - Lifetime JP3453128B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001187665A JP3453128B2 (en) 2001-06-21 2001-06-21 Optical scanning device and defect detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001187665A JP3453128B2 (en) 2001-06-21 2001-06-21 Optical scanning device and defect detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003004654A true JP2003004654A (en) 2003-01-08
JP3453128B2 JP3453128B2 (en) 2003-10-06

Family

ID=19026928

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001187665A Expired - Lifetime JP3453128B2 (en) 2001-06-21 2001-06-21 Optical scanning device and defect detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3453128B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347448A (en) * 2004-06-02 2005-12-15 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Semiconductor wafer testing apparatus and method
JP2006098071A (en) * 2004-09-28 2006-04-13 Lasertec Corp Defect detecting unit, defect detecting method, and manufacturing method for pattern substrate
US7548309B2 (en) 2007-02-09 2009-06-16 Lasertec Corporation Inspection apparatus, inspection method, and manufacturing method of pattern substrate
JP2012137348A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Hitachi High-Technologies Corp Inspection device
US8384888B2 (en) 2009-08-18 2013-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Mask defect measurement method, mask quality determination and method, and manufacturing method of semiconductor device
US20160054552A1 (en) * 2013-06-12 2016-02-25 Olympus Corporation Confocal laser scanning microscope
JP2016085211A (en) * 2014-10-24 2016-05-19 信越化学工業株式会社 Defect dimension evaluation method of photomask blank, selection method thereof and manufacturing method thereof
JP2017067638A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 株式会社日立ハイテクファインシステムズ Optical surface inspection device and optical surface inspection method
KR20190124144A (en) 2018-04-25 2019-11-04 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Defect classifying method, sorting method for photomask blank, and producing method for photomask blank
KR20220138332A (en) 2021-04-05 2022-10-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Defect inspection apparatus, method of inspecting defect and method for manufacturing photomask blank
WO2024192878A1 (en) * 2023-03-20 2024-09-26 纳克微束(北京)有限公司 Rapid scanning system

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005347448A (en) * 2004-06-02 2005-12-15 Komatsu Electronic Metals Co Ltd Semiconductor wafer testing apparatus and method
WO2005119226A1 (en) * 2004-06-02 2005-12-15 Komatsu Electronic Metals Co., Ltd. Apparatus and method for inspecting semiconductor wafer
US7522290B2 (en) 2004-06-02 2009-04-21 Sumco Tech Xiv Corporation Apparatus and method for inspecting semiconductor wafer
JP4510521B2 (en) * 2004-06-02 2010-07-28 Sumco Techxiv株式会社 Semiconductor wafer inspection apparatus and method
DE112005001256B4 (en) * 2004-06-02 2015-02-12 Sumco Techxiv Corporation Apparatus and method for testing semiconductor wafers
JP2006098071A (en) * 2004-09-28 2006-04-13 Lasertec Corp Defect detecting unit, defect detecting method, and manufacturing method for pattern substrate
JP4677628B2 (en) * 2004-09-28 2011-04-27 レーザーテック株式会社 Defect detection apparatus, defect detection method, and pattern substrate manufacturing method
US7548309B2 (en) 2007-02-09 2009-06-16 Lasertec Corporation Inspection apparatus, inspection method, and manufacturing method of pattern substrate
US8384888B2 (en) 2009-08-18 2013-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Mask defect measurement method, mask quality determination and method, and manufacturing method of semiconductor device
JP2012137348A (en) * 2010-12-27 2012-07-19 Hitachi High-Technologies Corp Inspection device
US9602780B2 (en) 2010-12-27 2017-03-21 Hitachi High-Technologies Corporation Apparatus for inspecting defect with time/spatial division optical system
US20160054552A1 (en) * 2013-06-12 2016-02-25 Olympus Corporation Confocal laser scanning microscope
JP2016085211A (en) * 2014-10-24 2016-05-19 信越化学工業株式会社 Defect dimension evaluation method of photomask blank, selection method thereof and manufacturing method thereof
JP2017067638A (en) * 2015-09-30 2017-04-06 株式会社日立ハイテクファインシステムズ Optical surface inspection device and optical surface inspection method
KR20190124144A (en) 2018-04-25 2019-11-04 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Defect classifying method, sorting method for photomask blank, and producing method for photomask blank
US10488347B2 (en) 2018-04-25 2019-11-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Defect classification method, method of sorting photomask blanks, and method of manufacturing mask blank
KR20220138332A (en) 2021-04-05 2022-10-12 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 Defect inspection apparatus, method of inspecting defect and method for manufacturing photomask blank
US11940391B2 (en) 2021-04-05 2024-03-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Defect inspection apparatus, method for inspecting defect, and method for manufacturing photomask blank
WO2024192878A1 (en) * 2023-03-20 2024-09-26 纳克微束(北京)有限公司 Rapid scanning system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3453128B2 (en) 2003-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7869023B2 (en) System for detecting anomalies and/or features of a surface
JP3210654B1 (en) Optical scanning device and defect detection device
US6043932A (en) Laser microscope and a pattern inspection apparatus using such laser microscope
US5248876A (en) Tandem linear scanning confocal imaging system with focal volumes at different heights
US9546962B2 (en) Multi-spot scanning collection optics
US6236454B1 (en) Multiple beam scanner for an inspection system
US5805278A (en) Particle detection method and apparatus
US5528360A (en) Surface-condition inspection apparatus
US6124924A (en) Focus error correction method and apparatus
TWI402498B (en) An image forming method and image forming apparatus
US20060256327A1 (en) System for Detecting Anomalies and/or Features of a Surface
KR20050056924A (en) Spot grid array imaging system
JP3978528B2 (en) Pattern defect inspection apparatus and laser microscope
JP5268061B2 (en) Board inspection equipment
KR20020011411A (en) Inspection systems performing two-dimensional imaging with line light spot
JP2002122553A (en) Image pickup device and photomask defect inspection device
JP3453128B2 (en) Optical scanning device and defect detection device
JP2001027611A (en) Flow inspecting apparatus
JP4822548B2 (en) Defect inspection equipment
JP4325909B2 (en) Defect inspection apparatus, defect inspection method, optical scanning apparatus, and semiconductor device manufacturing method
JP3282790B2 (en) Defect inspection system for phase shift mask
JP2539182B2 (en) Foreign matter inspection method on semiconductor wafer
JPH0731129B2 (en) Semiconductor wafer particle detector
US20080100830A1 (en) System and method for inspecting an object using an acousto-optic device
JPH1183755A (en) Flaw inspecting device

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20030617

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3453128

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080718

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090718

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100718

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100718

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110718

Year of fee payment: 8

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 9

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 9

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 9

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120718

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130718

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term