JP2006276756A - Foreign matter inspecting device and method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the constitution of a detection system and to improve detection precision for foreign matters. <P>SOLUTION: A detection system 7 detects an inspected surface 2a of an inspected body 2 with illumination light from a light source 101 and also detects the inspected surface 2a with illumination light from a light source 102 differing in wavelength from the light source 101, and respective detection results are compared with each other to decide the foreign matters. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子や液晶表示素子等のデバイスの製造工程において用いられるマスク等に付着した異物を検査する異物検査装置及び異物検査方法に関する。   The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus and a foreign matter inspection method for inspecting foreign matter attached to a mask or the like used in a manufacturing process of a device such as a semiconductor element or a liquid crystal display element.

半導体素子、液晶表示素子、その他のデバイスの製造工程では、フォトマスクやレチクル(以下、これらを総称する場合はマスクという)に形成されたパターンをウエハやガラスプレート(以下、これらを総称する場合は基板という)に転写する工程が繰り返し行われる。マスクに埃や塵等の異物が付着しているとマスクに形成されたパターンとともに異物の像が転写されてしまい、露光処理を行った複数の基板で同様の欠陥が生ずる虞がある。   In the manufacturing process of semiconductor elements, liquid crystal display elements, and other devices, a pattern formed on a photomask or reticle (hereinafter referred to as a mask when collectively referred to as a mask) is a wafer or glass plate (hereinafter referred to as a generic name). The process of transferring to a substrate is repeated. If foreign matter such as dust or dust adheres to the mask, the image of the foreign matter is transferred together with the pattern formed on the mask, and the same defect may occur in a plurality of substrates subjected to exposure processing.

マスクは、透明なガラス基板の一方の面にクロム等の遮光材料でパターンを形成し、このパターンが形成された面(以下、パターン面ということがある)への埃や塵等の異物の付着を防止するために、該パターン面側に離間してペリクルを架設して構成されることがある。このようなマスクの露出面、即ちマスクのガラス基板のパターン面と反対側の面(以下、非パターン面ということがある)、及び該ペリクルの外側の面(以下、ペリクル面ということがある)に異物が付着しているかどうかを、露光処理を行う前に検査する必要があり、このために異物検査装置が用いられる。   The mask is formed with a light shielding material such as chrome on one surface of a transparent glass substrate, and foreign matter such as dust or dust adheres to the surface on which this pattern is formed (hereinafter sometimes referred to as the pattern surface). In order to prevent this, there are cases where a pellicle is erected apart from the pattern surface. Such an exposed surface of the mask, that is, a surface opposite to the pattern surface of the glass substrate of the mask (hereinafter sometimes referred to as a non-pattern surface) and a surface outside the pellicle (hereinafter also referred to as a pellicle surface). It is necessary to inspect whether or not foreign matter is attached to the surface before performing the exposure process, and for this purpose, a foreign matter inspection apparatus is used.

異物検査装置は、マスクの非パターン面やペリクル面を被検面として照明光を照射し、異物が付着している場合に異物によって生ずる散乱光をフォトディテクタ等の光検出素子によって検出することで異物の有無を検査する装置である。   The foreign matter inspection apparatus irradiates illumination light with the non-patterned surface or pellicle surface of the mask as the test surface, and detects the scattered light generated by the foreign matter when the foreign matter is attached by a light detection element such as a photodetector. It is a device that inspects for the presence or absence.

より詳細には、異物検査装置は、被検体としてのマスクを第1方向(Y方向)に長手方向を有する細長い略矩形状の照明光で照明する照明装置と、該マスクを載置するとともに該第1方向に直交する第2方向(X方向)に移動するテーブルと、被検面上の異物により生じた散乱光を検出する該第1方向に沿って配列された複数の光検出素子及びテーブル上に載置されたマスクと該光検出素子との間に設けられた光学系とを有する検出系とを備えて構成され、マスクの一部を照明光で照明しつつマスクが載置されたテーブルを移動して、被検面上の異物により散乱された光を光検出素子で検出することにより、異物の有無を検査する。   More specifically, the foreign substance inspection apparatus mounts an illumination device that illuminates a mask as a subject with an elongated, substantially rectangular illumination light having a longitudinal direction in a first direction (Y direction), and the mask. A table that moves in a second direction (X direction) orthogonal to the first direction, and a plurality of photodetectors and tables arranged along the first direction that detect scattered light generated by foreign matter on the surface to be detected And a detection system having an optical system provided between the mask placed on the light detection element and the mask placed on the mask while illuminating a part of the mask with illumination light. The presence or absence of foreign matter is inspected by moving the table and detecting the light scattered by the foreign matter on the surface to be examined by a light detection element.

図12は従来の異物検査装置における散乱光検出系の構成を示す図である。同図において、マスク(ガラス基板)2の被検面(非パターン面)2aに光源4からの照明光3が照射され、被検面2aに付着している異物Gで散乱された散乱光3aが光検出素子7の受光面に結像される。   FIG. 12 is a diagram showing a configuration of a scattered light detection system in a conventional foreign matter inspection apparatus. In this figure, the light to be inspected (non-patterned surface) 2a of the mask (glass substrate) 2 is irradiated with the illumination light 3 from the light source 4, and the scattered light 3a scattered by the foreign matter G adhering to the surface to be tested 2a. Is imaged on the light receiving surface of the light detecting element 7.

ところで、異物検査装置を用いてマスクの非パターン面2aを検査する場合、図12に示されているように、被検面(非パターン面)2aに照射された照明光3の一部は該照明光3の入射角とマスク(ガラス基板)2の屈折率に応じた角度でマスク2内に進入する。そして、マスク2のパターン面には様々な空間周波数成分を持ったパターンPが形成されているため、該パターンPで回折され、非パターン面2aで屈折された光のうち該観察方向(光検出素子7を含む検出系の検査領域(照明領域)に対する光学的な指向方向をいう。以下同じ。)に進行する光3bが、異物Gにより散乱された光3aに対して、極めて近い位置関係で光検出素子7に入射する場合がある。異物検出においては、パターンPで回折された光は単なるノイズであり、光検出素子7による検出結果に悪影響を与えることになる。このように、異物Gからの光3aとパターンPからの光3bが極めて近い位置関係であると、これらの検出信号を電気的に正確に区別することが難しくなるとともに、光検出素子7の視野を制限するためのアパーチャなどのフィルタを設けても、これらがほぼ同時に光検出素子7に入射してしまうため、異物の検出を正確に行うことができない場合がある。   By the way, when the non-pattern surface 2a of the mask is inspected using the foreign substance inspection apparatus, as shown in FIG. 12, a part of the illumination light 3 irradiated to the test surface (non-pattern surface) 2a The light enters the mask 2 at an angle corresponding to the incident angle of the illumination light 3 and the refractive index of the mask (glass substrate) 2. Since a pattern P having various spatial frequency components is formed on the pattern surface of the mask 2, the observation direction (light detection) of the light diffracted by the pattern P and refracted by the non-pattern surface 2a. The light 3b traveling in the optical directivity direction with respect to the inspection region (illumination region) of the detection system including the element 7 (hereinafter the same applies) is in a very close positional relationship with the light 3a scattered by the foreign matter G. The light may enter the light detection element 7. In the foreign object detection, the light diffracted by the pattern P is merely noise, which adversely affects the detection result by the light detection element 7. As described above, when the light 3a from the foreign substance G and the light 3b from the pattern P are in a very close positional relationship, it is difficult to accurately distinguish these detection signals electrically, and the field of view of the light detection element 7 Even if a filter such as an aperture for limiting the above is provided, these may be incident on the light detection element 7 almost simultaneously, so that foreign matter may not be detected accurately.

なお、マスク2のパターンPが形成された側に支持部材を介して架設されたペリクルの表面(ペリクル面)2cを被検面として異物検出を行う場合には、被検体2を裏返して同様に検出することになるが、この場合にも同様の問題が生じ得る。   In the case where foreign matter detection is performed using the surface (pellicle surface) 2c of the pellicle erected via a support member on the side where the pattern P of the mask 2 is formed, the subject 2 is turned over in the same manner. In this case, a similar problem may occur.

このような問題を緩和するための従来技術としては、複数の照明系を設けて互いに異なる方向から照明光を同時に照射し、照明光方向別に光線分離してそれぞれを照明系に対応して設けられた検出系で検出するようにしたものが知られている(特開平10−221267号公報)。また、複数の照明光を同一方向から同時に照射して、照明光別に光線分離してそれぞれを照明系に対応して設けられた検出系で検出するようにしたものも知られている(特開平11−194097号公報)。   As a conventional technique for alleviating such a problem, a plurality of illumination systems are provided, illumination lights are simultaneously irradiated from different directions, light beams are separated according to the illumination light directions, and each is provided corresponding to the illumination system. What is detected by a detection system is known (Japanese Patent Laid-Open No. 10-212267). Further, there is also known one in which a plurality of illumination lights are simultaneously irradiated from the same direction, light beams are separated for each illumination light, and each is detected by a detection system provided corresponding to the illumination system (Japanese Patent Laid-Open No. Hei. 11-194097).

しかしながら、このような従来技術では、同時に照射されて被検面で散乱等された光を分離手段により光線分離して、照明光の数と同数の光検出素子によりそれぞれ検出する必要があるので、構成が複雑であり、コスト高を招くという問題があった。   However, in such a conventional technique, it is necessary to separate the light that is simultaneously irradiated and scattered on the surface to be measured by the separating means, and to detect the light by the same number of light detection elements as the number of illumination lights, There is a problem that the configuration is complicated and the cost is increased.

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、検出系の構成の簡略化、及び異物検出の高精度化を図ることができるようにすることを目的とする。
特開平10−221267号公報 特開平11−194097号公報
The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to simplify the configuration of the detection system and increase the accuracy of foreign object detection.
JP-A-10-212267 Japanese Patent Laid-Open No. 11-194097

以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。   Hereinafter, in the description shown in this section, the present invention will be described in association with the member codes shown in the drawings representing the embodiments. However, each constituent element of the present invention is limited to the members shown in the drawings attached with these member codes. Is not to be done.

本発明の第1の観点によると、被検体(2)の被検面(2a)上に付着した異物を検査する異物検査装置(1)において、所定波長の第1照明光及び該第1照明光とは波長が異なる第2照明光を選択的に射出して前記被検面上の検査領域(IA)を照明する照明系(4,5,101,102)と、前記検査領域を観察するための単一の光検出装置(7)を有する検出系と、前記第1照明光で照明したときの前記光検出装置による第1検出結果と前記第2照明光で照明したときの前記光検出装置による第2検出結果とに基づいて、前記被検面上の異物を特定する処理装置(35)とを備える異物検査装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, in the foreign matter inspection apparatus (1) for inspecting the foreign matter attached to the test surface (2a) of the subject (2), the first illumination light having a predetermined wavelength and the first illumination An illumination system (4, 5, 101, 102) for selectively emitting second illumination light having a wavelength different from that of the light to illuminate the inspection area (IA) on the surface to be inspected, and observing the inspection area A detection system having a single light detection device (7) for the detection, the first detection result by the light detection device when illuminated with the first illumination light, and the light detection when illuminated with the second illumination light There is provided a foreign substance inspection apparatus including a processing device (35) for specifying a foreign substance on the surface to be detected based on a second detection result by the apparatus.

本発明では、第1照明光と第2照明光とは波長が互いに異なっているので、被検体内に入射されて該被検面と反対側の面に存在するパターン等で回折される光(以下、ノイズ光ということがある)は、第1照明光で照明した場合と第2照明光で照明した場合とでは、異なった性質のものとなり、両者の検出結果を比較することにより、異物での散乱光のうち光検出装置による観察方向に進行する光(以下、観察光ということがある)と該ノイズ光とを区別することができ、異物を正確に検出することができるようになる。加えて、本発明では、第1照明光と第2照明光とを選択的に照射して、これらのそれぞれを単一の光検出装置を有する検出系により検出するようにしたので、光線の分離手段や複数の光検出装置を有する検出系を設けることなく、被検面上の異物を正確に検出することができる。   In the present invention, since the wavelengths of the first illumination light and the second illumination light are different from each other, the light is incident on the subject and diffracted by a pattern or the like existing on the surface opposite to the subject surface ( Hereinafter, the noise light may have different properties when illuminated with the first illumination light and when illuminated with the second illumination light. By comparing the detection results of both, Among the scattered light, the light traveling in the direction of observation by the light detection device (hereinafter sometimes referred to as observation light) can be distinguished from the noise light, and the foreign object can be accurately detected. In addition, in the present invention, the first illumination light and the second illumination light are selectively irradiated, and each of them is detected by a detection system having a single photodetection device. A foreign substance on the surface to be measured can be accurately detected without providing a detection system having means or a plurality of light detection devices.

本発明の第2の観点によると、被検体(2)の被検面(2a)上に付着した異物を検査する異物検査装置(1)において、照明光を射出して前記被検面上の検査領域を照明する照明系(4,5,101)と、前記検査領域を観察するための光検出装置(7)を有する検出系と、前記被検体と前記検出系との相対姿勢を調整する姿勢調整装置(9)と、前記姿勢調整装置により前記被検体を所定の第1姿勢に設定したときの前記光検出装置による第1検出結果と前記第1姿勢とは異なる第2姿勢に設定したときの前記光検出装置による第2検出結果とに基づいて、前記被検面上の異物を特定する処理装置(35)とを備える異物検査装置が提供される。   According to the second aspect of the present invention, in the foreign matter inspection apparatus (1) for inspecting the foreign matter adhering to the test surface (2a) of the subject (2), illumination light is emitted on the test surface. The illumination system (4, 5, 101) for illuminating the examination area, the detection system having a light detection device (7) for observing the examination area, and the relative posture of the subject and the detection system are adjusted. The posture detection device (9) and a second posture different from the first posture and the first detection result by the light detection device when the subject is set to a predetermined first posture by the posture adjustment device. There is provided a foreign substance inspection apparatus including a processing device (35) for specifying a foreign substance on the surface to be detected based on the second detection result by the photodetection device at the time.

本発明では、姿勢が互いに異なる第1姿勢と第2姿勢で被検面を検出するようにしており、ノイズ光は、第1姿勢の場合と第2姿勢の場合とでは、異なった性質のものとなり、両者の検出結果を比較することにより、該観察光と該ノイズ光とを区別することができ、異物を正確に検出することができるようになる。従って、複数の照明系及び複数の検出系を設ける必要がなく、光学系の構成を簡略化することが可能である。   In the present invention, the test surface is detected in the first posture and the second posture, which are different from each other, and the noise light has different properties in the case of the first posture and the case of the second posture. Thus, by comparing the detection results of both, the observation light and the noise light can be distinguished, and the foreign matter can be accurately detected. Therefore, it is not necessary to provide a plurality of illumination systems and a plurality of detection systems, and the configuration of the optical system can be simplified.

本発明によると、光学系の構成を簡略化できるとともに、異物の検査を正確に行うことができるようになるという効果がある。従って、本発明を用いて例えば露光処理に用いられるマスクの異物検査を行った場合にその付着の有無を正確に検査することができるので、露光処理を行う場合に複数の基板で同様の欠陥が生ずることを防止することをでき、歩留まりを向上することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to simplify the configuration of the optical system and to accurately inspect the foreign matter. Therefore, for example, when foreign matter inspection of a mask used in exposure processing is performed using the present invention, it is possible to accurately inspect the presence or absence of adhesion, so that when performing exposure processing, a plurality of substrates have similar defects. This can be prevented and yield can be improved.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本発明の第1実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、図1中に示したXYZ直交座標系を設定し、このXYZ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。XYZ直交座標系は、X軸及びY軸が被検体としてのマスク2の表面に平行な面に設定され、Z軸がマスク2の表面に直交する方向に設定される。本実施形態においては、比較的に小型のマスク(例えば、6インチマスク:□150mm)に付着した異物を検査する異物検査装置を例に挙げて説明する。   FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a foreign matter inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. 1 is set, and the positional relationship of each member will be described with reference to this XYZ orthogonal coordinate system. In the XYZ orthogonal coordinate system, the X axis and the Y axis are set to a plane parallel to the surface of the mask 2 as a subject, and the Z axis is set to a direction orthogonal to the surface of the mask 2. In this embodiment, a foreign substance inspection apparatus that inspects foreign substances attached to a relatively small mask (for example, a 6-inch mask: □ 150 mm) will be described as an example.

図1において、異物検査装置1は被検体としてのペリクル付マスク2の表面に付着した異物を検査する装置である。図示は省略しているが、ペリクルはマスク2のパターンが形成された面(パターン面)に埃、塵等の異物が付着するのを防止するための透明の薄板であり、マスク2のパターン面に支持部材を介して間隙を有して平行状態で架設されている。   In FIG. 1, a foreign substance inspection apparatus 1 is an apparatus for inspecting foreign substances attached to the surface of a pellicle-equipped mask 2 as a subject. Although not shown, the pellicle is a transparent thin plate for preventing foreign matter such as dust and dirt from adhering to the surface (pattern surface) on which the pattern of the mask 2 is formed. It is erected in a parallel state with a gap through a support member.

この実施形態では、ペリクル付マスク2のパターン面(ペリクルが設けられた面)と反対側の非パターン面を被検面2aとして検査するものとし、マスク2は被検面2aを上側に向けて、異物検査装置1に保持されている。なお、ペリクルの表面の異物検査は、マスク2の天地を逆にして異物検査装置1に載置することにより、非パターン面の検査と同様に行うことができるので、その説明は省略する。   In this embodiment, the non-pattern surface opposite to the pattern surface (the surface on which the pellicle is provided) of the mask 2 with pellicle is inspected as the test surface 2a, and the mask 2 faces the test surface 2a upward. , Held by the foreign matter inspection apparatus 1. The inspection of the foreign matter on the surface of the pellicle can be performed in the same manner as the inspection of the non-pattern surface by placing the mask 2 on the foreign matter inspection apparatus 1 with the top and bottom of the mask 2 reversed.

マスク2の一方の側方(+Y側)には、照明装置4及び反射ミラー5を含む照明系が配置されている。照明装置4は、Y方向に長手方向を有する楕円形状の照明光3を下方(−Z方向)へ向けて照射する。反射ミラー5は照明装置4の下方に設けられており、照明装置4からの照明光3は該反射ミラー5で反射されて被検面2a上の線状の検査領域(照明領域)IAを所定の幅で照明するようになっている。   On one side (+ Y side) of the mask 2, an illumination system including the illumination device 4 and the reflection mirror 5 is arranged. The illumination device 4 irradiates an elliptical illumination light 3 having a longitudinal direction in the Y direction downward (−Z direction). The reflecting mirror 5 is provided below the illuminating device 4, and the illumination light 3 from the illuminating device 4 is reflected by the reflecting mirror 5 so that a linear inspection area (illuminating area) IA on the surface 2a to be measured is predetermined. It is designed to illuminate with a width of.

即ち、図2及び図3にその詳細が示されているように、照明装置4からの照明光3は反射ミラー5で反射されて、反射された照明光(反射光)はマスク2の被検面2aを斜め横方向から極めて小さな角度(この実施形態では、Z方向に対して89°の角度)で被検面2aに照射されることにより、マスク2の被検面2aのY方向の全体に渡るようにY方向に長手方向を有する細長い形状の検査領域IAを形成する。   That is, as shown in detail in FIGS. 2 and 3, the illumination light 3 from the illumination device 4 is reflected by the reflection mirror 5, and the reflected illumination light (reflected light) is detected on the mask 2. By irradiating the test surface 2a with the surface 2a at an extremely small angle from the oblique lateral direction (an angle of 89 ° with respect to the Z direction in this embodiment), the entire Y direction of the test surface 2a of the mask 2 is irradiated. A long and narrow inspection area IA having a longitudinal direction in the Y direction is formed.

照明光3の幅(X方向の最大寸法)は、なるべく小さく設定されるのがよく、後述する検出系による観察方向から見た寸法で、実用的には0.5mm〜2mm程度に設定される。この実施形態では1mmに設定している。照明光3の長手方向の寸法(Y方向の最大寸法)は、この実施形態では、照明装置4により射出され反射ミラー5で反射される前の照明光3の長手方向の寸法は4mm程度に設定されており、照明光3の被検面2aに対する入射角度は89°なので、被検面2a上における照明光の長手方向(Y方向)の長さは、被検体としてのマスク2のY方向の寸法(この実施形態では約150mm)よりも十分大きくなるが、概略矩形状とみなせる中央部の150mm程度が有効な照明光として使用される。   The width (maximum dimension in the X direction) of the illumination light 3 is preferably set as small as possible, and is a dimension viewed from the observation direction by a detection system described later, and is practically set to about 0.5 mm to 2 mm. . In this embodiment, it is set to 1 mm. In this embodiment, the longitudinal dimension of the illumination light 3 before being emitted by the illumination device 4 and reflected by the reflection mirror 5 is set to about 4 mm. Since the incident angle of the illumination light 3 with respect to the test surface 2a is 89 °, the length of the illumination light on the test surface 2a in the longitudinal direction (Y direction) is the Y direction of the mask 2 as the subject. Although it is sufficiently larger than the dimension (about 150 mm in this embodiment), about 150 mm in the central portion that can be regarded as a substantially rectangular shape is used as effective illumination light.

この照明装置4は、図4及び図5に示されているように、2個の光源101,102、反射ミラー103及びハーフミラー104等を備えて構成されている。光源101,光源102は例えばレーザダイオードからなり、その発振波長は互いに異なるように設定されている。一例として、光源101の発振波長が例えば780nmである場合、光源102の発振波長は580nmに設定することができる。光源101からの光は反射ミラー103で反射されて−Z方向に偏向され、ハーフミラー104を透過して、反射ミラー5を介して被検面2aに照射される。光源102からの光はハーフミラー104で反射されて−Z方向に偏向され、反射ミラー5を介して被検面2aに照射される。光源101,102による発振は、不図示の制御装置によって制御される。   As shown in FIGS. 4 and 5, the illumination device 4 includes two light sources 101 and 102, a reflection mirror 103, a half mirror 104, and the like. The light source 101 and the light source 102 are made of laser diodes, for example, and their oscillation wavelengths are set to be different from each other. As an example, when the oscillation wavelength of the light source 101 is 780 nm, for example, the oscillation wavelength of the light source 102 can be set to 580 nm. Light from the light source 101 is reflected by the reflection mirror 103 and deflected in the −Z direction, passes through the half mirror 104, and is irradiated onto the test surface 2 a through the reflection mirror 5. Light from the light source 102 is reflected by the half mirror 104, deflected in the −Z direction, and irradiated onto the test surface 2 a through the reflection mirror 5. Oscillation by the light sources 101 and 102 is controlled by a control device (not shown).

なお、図4及び図5では、反射ミラー5は図示を省略している。また、光源101,102としては、レーザダイオードに限定されず、レーザダイオードを一次元的に所定の間隔をもって均等に配列したLEDアレイを用いてもよい。また、冷陰極蛍光管等の円柱状の光源を使用したものや、ハロゲンランプ等の光源からの光線を光ファイバにより導光し、光ファイバの照射部を検査領域の幅に合わせて広げたものを使用してもよい。   4 and 5, the reflection mirror 5 is not shown. In addition, the light sources 101 and 102 are not limited to laser diodes, and LED arrays in which laser diodes are evenly arranged in a one-dimensional manner with a predetermined interval may be used. Also, those using a cylindrical light source such as a cold cathode fluorescent tube, or light beams from a light source such as a halogen lamp are guided by an optical fiber, and the irradiated part of the optical fiber is expanded to match the width of the inspection area. May be used.

図1に戻り、被検面2aの検査領域IAに存在する異物からの散乱光は、光検出装置(この実施形態では、1次元ラインセンサかるなるセンサ7)を有する検出系で検出される。検出系は複数のレンズや反射ミラー等を有する結像光学系を備え(いずれも不図示)、当該散乱光はこの結像光学系を介して所定の縮小倍率(例えば、1/5)で複数の光検出素子を配列してなるセンサ7で検出される。センサ7としては、この実施形態では、MOS型の1次元センサを用いている。なお、センサ7としては、光検出素子を一次元的あるいは二次元的に配置したCCD(Charge Coupled Device)等を用いてもよい。結像光学系は、例えばライン状のマイクロレンズアレイを備え、ライン状の検査領域IAの像を縮小してセンサ7に結像させる。   Returning to FIG. 1, the scattered light from the foreign matter existing in the inspection area IA of the test surface 2 a is detected by a detection system having a photodetection device (sensor 7 which is a one-dimensional line sensor in this embodiment). The detection system includes an imaging optical system having a plurality of lenses, reflection mirrors, etc. (all not shown), and the scattered light is transmitted through the imaging optical system at a predetermined reduction magnification (for example, 1/5). Are detected by a sensor 7 formed by arranging the photodetecting elements. In this embodiment, a MOS type one-dimensional sensor is used as the sensor 7. The sensor 7 may be a CCD (Charge Coupled Device) or the like in which light detection elements are arranged one-dimensionally or two-dimensionally. The imaging optical system includes, for example, a line-shaped microlens array, and reduces the image of the line-shaped inspection area IA to form an image on the sensor 7.

センサ7は、図6に示すように、複数の光検出素子7aをY方向に一列に並べて構成される。この実施形態では、センサ7のY方向の全長は25mm程度に設定され、各光検出素子7aの長さ(Y方向の寸法)は500μm、幅50μm程度に設定されている。なお、本実施形態においては、センサ7の各素子7aが一次元的に配置された電気的な走査方向がY軸方向に設定され、後述する機械的な駆動装置によるマスクテーブル8の走査方向がY軸と直交するX軸方向として設定されている。   As shown in FIG. 6, the sensor 7 is configured by arranging a plurality of light detection elements 7a in a line in the Y direction. In this embodiment, the total length of the sensor 7 in the Y direction is set to about 25 mm, and the length (dimension in the Y direction) of each photodetecting element 7a is set to about 500 μm and the width is about 50 μm. In the present embodiment, the electrical scanning direction in which the elements 7a of the sensor 7 are arranged one-dimensionally is set in the Y-axis direction, and the scanning direction of the mask table 8 by a mechanical drive device to be described later is set. It is set as the X-axis direction orthogonal to the Y-axis.

再び図1を参照する。ペリクル付マスク2はマスクテーブル8上にホルダ9を介して載置固定され、マスクテーブル8は駆動装置10によってX軸方向に移動される。駆動装置10はベース板11に固定した2本のリニアガイド11a,11b、ボールねじ12、及び駆動モータ13から構成され、マスクテーブル8はリニアガイド11a,11bでX軸方向に直動可能に支持されている。   Refer to FIG. 1 again. The pellicle-equipped mask 2 is placed and fixed on a mask table 8 via a holder 9, and the mask table 8 is moved in the X-axis direction by a driving device 10. The driving device 10 includes two linear guides 11a and 11b fixed to a base plate 11, a ball screw 12, and a driving motor 13. The mask table 8 is supported by the linear guides 11a and 11b so as to be linearly movable in the X-axis direction. Has been.

ボールねじ12はベース板11のX軸方向の両端近傍に固定された支持板11c,11dに支持されており、支持板11c,11d間の中心にリニアガイド11a,11bと平行に回動可能に支持されている。そして、ボールねじ12に噛み合うナット12aがマスクテーブル8に固定されており、ボールねじ12は駆動モータ13により回動される。   The ball screw 12 is supported by support plates 11c and 11d fixed in the vicinity of both ends of the base plate 11 in the X-axis direction, and is rotatable about the center between the support plates 11c and 11d in parallel with the linear guides 11a and 11b. It is supported. A nut 12 a that meshes with the ball screw 12 is fixed to the mask table 8, and the ball screw 12 is rotated by a drive motor 13.

駆動モータ13としては、例えばステッピングモータ又はエンコーダを備えるサーボモータ等が使用される。駆動装置10は、センサ7及び結像光学系を含む検出系に対してマスク2をX軸方向に一次元的に移動走査させるものである。なお、図1においてはセンサ7及び結像光学系を含む検出系に対してマスク2を移動走査させる構成を図示したが、マスク2に対して照明装置4及び反射ミラー5を含む照明系、並びにセンサ7及び結像光学系を含む検出系を一次元的に移動走査させるように構成してもよい。なお、ここでは駆動モータ13には駆動モータ13の回転量を検出するエンコーダ14が設けられている。   As the drive motor 13, for example, a stepping motor or a servo motor provided with an encoder is used. The driving device 10 moves the mask 2 one-dimensionally in the X-axis direction with respect to the detection system including the sensor 7 and the imaging optical system. In FIG. 1, the configuration in which the mask 2 is moved and scanned with respect to the detection system including the sensor 7 and the imaging optical system is illustrated, but the illumination system including the illumination device 4 and the reflection mirror 5 with respect to the mask 2, and The detection system including the sensor 7 and the imaging optical system may be configured to move and scan one-dimensionally. Here, the drive motor 13 is provided with an encoder 14 for detecting the rotation amount of the drive motor 13.

マスクテーブル8の一端にはゲイン補正板15が取り付けられている。このゲイン補正板15はセンサ7の各光検出素子7aに設けられた増幅器のゲイン(増幅率)を補正する際に用いるものである。各増幅器の増幅率を補正することで、各セルの感度特性が補正される。ゲイン補正板15は照明装置4から射出される光を散乱させる材質、例えば白色の樹脂板で形成されている。ゲイン補正板15の上面はマスクテーブル8上に載置されたマスク2の表面高さとほぼ等しい高さに設定されている。   A gain correction plate 15 is attached to one end of the mask table 8. The gain correction plate 15 is used when correcting the gain (amplification factor) of the amplifier provided in each light detection element 7a of the sensor 7. The sensitivity characteristic of each cell is corrected by correcting the amplification factor of each amplifier. The gain correction plate 15 is formed of a material that scatters light emitted from the illumination device 4, for example, a white resin plate. The upper surface of the gain correction plate 15 is set to a height substantially equal to the surface height of the mask 2 placed on the mask table 8.

ここで、センサ7の検出信号を処理する信号処理回路について説明する。図7は、この異物検査装置が備える信号処理回路の構成を示すブロック図である。図7において、照明系ドライバ31は照明装置4内の光源101,102に選択的に電力を供給して、各光源101,102の発光を制御する。   Here, a signal processing circuit for processing the detection signal of the sensor 7 will be described. FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a signal processing circuit provided in the foreign matter inspection apparatus. In FIG. 7, the illumination system driver 31 selectively supplies power to the light sources 101 and 102 in the illumination device 4 to control the light emission of each of the light sources 101 and 102.

センサ7に接続されたセンサドライバ32は、センサ7に対してクロック信号を含む駆動信号D1を供給してセンサ7を駆動するとともに、駆動信号D1の供給によってセンサ7から順次出力される検出信号D2を受けとる。センサドライバ32の出力端子はアナログデジタル変換器(以下、ADCという)33に接続されている。   The sensor driver 32 connected to the sensor 7 supplies the drive signal D1 including the clock signal to the sensor 7 to drive the sensor 7, and the detection signal D2 sequentially output from the sensor 7 by the supply of the drive signal D1. Receive. An output terminal of the sensor driver 32 is connected to an analog-digital converter (hereinafter referred to as ADC) 33.

Y座標カウンタ34は、センサクロック信号及びADCクロック信号を生成してセンサドライバ32及びADC33に対してそれぞれ供給する。また、Y座標カウンタ34は、センサドライバ32に供給するセンサクロック信号と同一のクロック信号をY座標データとして信号処理部35に供給する。ADC33はセンサ7から出力された散乱光強度を示す検出信号D2を例えば256階調にデジタル化し、散乱光強度データとして信号処理部35へ出力する。   The Y coordinate counter 34 generates a sensor clock signal and an ADC clock signal and supplies them to the sensor driver 32 and the ADC 33, respectively. The Y coordinate counter 34 supplies the same clock signal as the sensor clock signal supplied to the sensor driver 32 to the signal processing unit 35 as Y coordinate data. The ADC 33 digitizes the detection signal D2 indicating the scattered light intensity output from the sensor 7 to, for example, 256 gradations, and outputs it to the signal processing unit 35 as scattered light intensity data.

モータドライバ36は、マスクテーブル8をX軸方向に移動させる駆動装置10を構成する駆動モータ13に対して駆動信号を供給してマスクテーブル8の移動を制御する。駆動モータ13の出力軸に連結したエンコーダ14は、駆動モータ13の回転量を示す信号をX座標カウンタ37に出力する。X座標カウンタ37は、エンコーダ14から出力される回転量を示す信号に基づいてマスクテーブル8のX方向の座標を示すX座標データを算出して信号処理部35に出力する。また、X座標カウンタ37は、X座標に同期してY座標カウンタ34に同期信号を出力する。Y座標カウンタ34は、X座標カウンタ37から出力された同期信号に基づいて、センサドライバ32へのスキャニング信号を発生する。また、ADC33にも同期信号を出力し、センサ7からの信号をデジタル化する。   The motor driver 36 supplies a drive signal to the drive motor 13 that constitutes the drive device 10 that moves the mask table 8 in the X-axis direction to control the movement of the mask table 8. The encoder 14 connected to the output shaft of the drive motor 13 outputs a signal indicating the rotation amount of the drive motor 13 to the X coordinate counter 37. The X coordinate counter 37 calculates X coordinate data indicating coordinates in the X direction of the mask table 8 based on a signal indicating the rotation amount output from the encoder 14 and outputs the X coordinate data to the signal processing unit 35. The X coordinate counter 37 outputs a synchronization signal to the Y coordinate counter 34 in synchronization with the X coordinate. The Y coordinate counter 34 generates a scanning signal to the sensor driver 32 based on the synchronization signal output from the X coordinate counter 37. Further, a synchronization signal is also output to the ADC 33, and the signal from the sensor 7 is digitized.

信号処理部35は、ADC33から出力される光強度データ、Y座標カウンタ34から出力されるY座標データ、及びX座標カウンタ37から出力されるX座標データから、二次元の散乱光強度データを作成する。   The signal processing unit 35 generates two-dimensional scattered light intensity data from the light intensity data output from the ADC 33, the Y coordinate data output from the Y coordinate counter 34, and the X coordinate data output from the X coordinate counter 37. To do.

ここで、この実施形態では、被検面2aを2回スキャンして、上述の散乱光強度データを2つ得る。まず、図4に示されているように、照明系ドライバ31を介して照明装置4の光源101が駆動され、第1照明光としての波長780nmの照明光が照射される。このとき光源102の発振は停止されている。この状態で、1回目のスキャンが実施され、第1検出結果としての散乱光強度データが作成され、信号処理部35が備える不図示のメモリに記録される。   Here, in this embodiment, the test surface 2a is scanned twice to obtain the two scattered light intensity data described above. First, as illustrated in FIG. 4, the light source 101 of the illumination device 4 is driven via the illumination system driver 31, and illumination light having a wavelength of 780 nm is emitted as the first illumination light. At this time, the oscillation of the light source 102 is stopped. In this state, a first scan is performed, and scattered light intensity data as a first detection result is created and recorded in a memory (not shown) provided in the signal processing unit 35.

次いで、図5に示されているように、照明系ドライバ31を介して照明装置4の光源102が駆動され、第2照明光としての波長580nmの照明光が照射される。このとき光源102の発振は停止されている。この状態で、2回目のスキャンが実施され、第2検出結果としての散乱光強度データが作成され、当該メモリに記録される。1回目のスキャン動作と2回目のスキャン動作とは、同一方向に行っても勿論良いが、全体としての処理速度の向上の点からは、例えば、1回目は+X方向に、2回目は−X方向に、というように、往復で実施することが好ましい。   Next, as shown in FIG. 5, the light source 102 of the illumination device 4 is driven via the illumination system driver 31, and illumination light having a wavelength of 580 nm as the second illumination light is emitted. At this time, the oscillation of the light source 102 is stopped. In this state, a second scan is performed, and scattered light intensity data as a second detection result is created and recorded in the memory. Of course, the first scan operation and the second scan operation may be performed in the same direction. However, from the viewpoint of improving the overall processing speed, for example, the first scan is in the + X direction, and the second scan is -X. It is preferable to carry out in a reciprocal direction.

信号処理部35は、メモリにそれぞれ記録された第1検出結果と第2検出結果とを、画素毎にあるいは所定数の画素をグループとして該グループ毎に比較し、2つの検出結果の双方において異物と推測されるものを最終的に異物と判定する。即ち、いずれか一方の検出結果のみにおいて異物と推測されるものは除外する。具体的には、第1検出結果と第2検出結果との間で、画素毎あるいはグループ毎に論理積を取り、所定の閾値以上であるものを最終的に異物と判定する。信号処理部35は、この判定結果に基づいて、被検面2a上の異物に関する分布図を作成し、CRT又は液晶ディスプレイ等の表示装置38に表示する。   The signal processing unit 35 compares the first detection result and the second detection result respectively recorded in the memory for each pixel or a predetermined number of pixels as a group, and compares each of the two detection results with a foreign object. Is estimated as a foreign object. That is, those that are presumed to be foreign substances only in one of the detection results are excluded. Specifically, a logical product is calculated for each pixel or each group between the first detection result and the second detection result, and those that are equal to or greater than a predetermined threshold are finally determined as foreign matters. Based on the determination result, the signal processing unit 35 creates a distribution map relating to the foreign matter on the test surface 2a and displays it on a display device 38 such as a CRT or a liquid crystal display.

上述した通り、第1検出結果と第2検出結果には、それぞれ実際の異物からの散乱光に加えてパターン等からの回折光によるノイズが含まれ、いずれか一方の検出結果のみではこれを異物と判定してしまうことになる。しかし、パターン等からの回折光は、照明光の波長が異なればその方向を含む性質が変化するため、本実施形態のように、波長の異なる2種類の照明光によりそれぞれ被検面2aをスキャンして、2つの検出結果を得て、これらを比較することにより、散乱光か回折光かを区別することができ、異物検出の精度を高くすることができる。   As described above, each of the first detection result and the second detection result includes noise caused by diffracted light from a pattern or the like in addition to the scattered light from the actual foreign matter. It will be judged. However, the diffracted light from the pattern or the like changes its property including its direction if the wavelength of the illumination light is different. Therefore, as in this embodiment, the surface 2a is scanned with two types of illumination light having different wavelengths. Then, by obtaining two detection results and comparing them, it is possible to distinguish between scattered light and diffracted light, and the accuracy of foreign object detection can be increased.

例えば、図4に示されているように、光源101からの照明光3によるパターンPでの回折光3bがセンサ7に入射してしまうような場合であっても、図5に示されているように、光源101とは波長の異なる光源102からの照明光3で照明した場合にはパターンPでの回折光3bの回折ないし屈折方向が変化し、センサ7には入らないようにすることができるので、これにより散乱光か回折光かを区別することができるのである。   For example, as shown in FIG. 4, even when the diffracted light 3b in the pattern P by the illumination light 3 from the light source 101 enters the sensor 7, it is shown in FIG. As described above, when the illumination light 3 from the light source 102 having a wavelength different from that of the light source 101 is illuminated, the diffraction or refraction direction of the diffracted light 3b in the pattern P changes and the sensor 7 is prevented from entering. Thus, it is possible to distinguish between scattered light and diffracted light.

一例として、図8に光源101からの照明光3の照射による検出結果(分布図MAP1)と、図9に光源102からの照明光3の照射による検出結果(分布図MAP2)を示す。図8において、異物と推測される部分(同図中○で表示)のうち、Gaは回折光によるノイズであり、その余のものは異物での散乱光であるものとすると、図9に示すように、波長を変えて検出することにより、回折光によるノイズGaは消失するので、これら2つの検出結果を比較することにより、異物検出の精度を向上することができる。   As an example, FIG. 8 shows a detection result (distribution map MAP1) by irradiation of illumination light 3 from the light source 101, and FIG. 9 shows a detection result (distribution map MAP2) by irradiation of illumination light 3 from the light source 102. In FIG. 8, assuming that Ga is noise caused by diffracted light and the remaining part is scattered light from the foreign material in the portion (indicated by ○ in the figure) that is assumed to be foreign material, as shown in FIG. 9. As described above, the noise Ga due to the diffracted light disappears by changing the wavelength, so that the accuracy of foreign object detection can be improved by comparing these two detection results.

ここで、光源101から射出する照明光の波長と、光源102から射出する照明光の波長は、下記の(1)式及び(2)式を用いて選定される。これらの式を満足するように、2つの光の波長を選定することにより、誤検出を防止することができる。
(cosθb/cosθa)=(λb/λa) … (1)
(tanθb−tanθa)×h×cosθd>(t/β) … (2)
Here, the wavelength of the illumination light emitted from the light source 101 and the wavelength of the illumination light emitted from the light source 102 are selected using the following equations (1) and (2). By selecting the wavelengths of the two lights so as to satisfy these equations, erroneous detection can be prevented.
(Cos θb / cos θa) = (λb / λa) (1)
(Tan θb−tan θa) × h × cos θd> (t / β) (2)

(1)式及び(2)式において、λaは光源101から射出する照明光の波長を、λbは光源102から射出する照明光の波長を、θaは波長λaの照明光のパターンPによる回折光の回折角を、θbは波長λbの照明光のパターンPによる回折光の回折角を、θdは検出角(検出系の検査領域に対する指向方向と被検面2aとのなす角度)を、tは光検出装置(センサ7)の受光部の寸法(受光部の画素の配列方向に直交する方向の幅であり、受光部の前段に視野を制限するアパーチャが設けられている場合にはその幅)を、hはマスク2の厚さ(被検面2aとパターン面2bとの間の寸法)を、βは検出系に含まれる結像光学系の倍率を示している。   In equations (1) and (2), λa is the wavelength of the illumination light emitted from the light source 101, λb is the wavelength of the illumination light emitted from the light source 102, and θa is the diffracted light by the pattern P of the illumination light having the wavelength λa. Θb is the diffraction angle of the diffracted light by the illumination light pattern P of wavelength λb, θd is the detection angle (the angle formed by the pointing direction with respect to the inspection region of the detection system and the surface 2a to be detected), and t is The size of the light receiving part of the light detection device (sensor 7) (the width in the direction perpendicular to the pixel arrangement direction of the light receiving part, and the width when the aperture for limiting the field of view is provided in front of the light receiving part) H represents the thickness of the mask 2 (the dimension between the test surface 2a and the pattern surface 2b), and β represents the magnification of the imaging optical system included in the detection system.

一例として、マスクの厚さh=6.35mm、受光素子の寸法t=500μm、結像光学系の倍率β=0.12、検出角θd=85度、一方の照明光(光源101からの照明光とする)の波長λa=780nmとすると、他方の照明光(光源102からの照明光とする)の波長λbは、λb<590nm又はλb>812nmとなり、この範囲で波長λbを選定することにより、誤検出を生じることなく、異物の検出を行うことができる。   As an example, mask thickness h = 6.35 mm, light receiving element size t = 500 μm, imaging optical system magnification β = 0.12, detection angle θd = 85 degrees, one illumination light (illumination from light source 101) Wavelength λa = 780 nm, the wavelength λb of the other illumination light (assumed from the light source 102) is λb <590 nm or λb> 812 nm. By selecting the wavelength λb within this range, Thus, foreign matter can be detected without causing erroneous detection.

なお、上述した第1実施形態に係る異物検査装置は、マスク2の片面のみを検査する構成であったが、図1のマスク2を保持するための構成を改良して、マスク2を載せ替えることなく、両面を同時に検査できるように構成することができる。この場合には、図4及び図5に示されているように、マスク2のペリクル面2c側を検査するため、照明装置4’及び反射ミラー(5)等を含む照明系及びセンサ7’及び結像光学系等を含む検出系を下側にも設ける。照明装置4’は照明装置4と同様に、光源101、102、反射ミラー103、ハーフミラー104を備え、光源101,102から波長の異なる照明光をそれぞれ照射して、2つの検出結果から異物を判定することは、上記の場合と同様である。   The foreign matter inspection apparatus according to the first embodiment described above is configured to inspect only one side of the mask 2, but the configuration for holding the mask 2 in FIG. 1 is improved and the mask 2 is replaced. Without being able to inspect both sides at the same time. In this case, as shown in FIGS. 4 and 5, in order to inspect the pellicle surface 2c side of the mask 2, an illumination system including the illumination device 4 ′ and the reflection mirror (5) and the sensor 7 ′ and A detection system including an imaging optical system is also provided on the lower side. The illuminating device 4 ′ includes light sources 101 and 102, a reflecting mirror 103, and a half mirror 104 as in the illuminating device 4, and irradiates illumination light having different wavelengths from the light sources 101 and 102, and removes foreign substances from the two detection results. The determination is the same as in the above case.

また、上述した第1実施形態に係る異物検査装置では、2回のスキャンにより第1照明光(光源101による照明光)による検出結果と第2照明光(光源102による照明光)による検出結果とを得ていた。従って、異物検出の精度は向上するものの、検査に要する時間は1回のスキャンで検査するものと比較して2倍かかることになる。これを改善するためには、スキャン速度との関係で、第1照明光の照射と第2照明光の照射を極めて短い周期で切り換え、それぞれについて別々にデータ処理することにより、1回のスキャン動作で2つの検出結果を得られるようにすれば良い。例えば、スキャン速度を10mm/秒とした場合に、1/10秒程度で切り換えるようにすると良い。この実施形態では、光源101,102として半導体レーザを用いているので、このような高速切換も容易に実現することができる。   In the foreign substance inspection apparatus according to the first embodiment described above, a detection result by the first illumination light (illumination light by the light source 101) and a detection result by the second illumination light (illumination light by the light source 102) are obtained by two scans. I was getting. Accordingly, although the accuracy of foreign object detection is improved, the time required for inspection takes twice as long as that required for inspection in one scan. In order to improve this, one scan operation is performed by switching the irradiation of the first illumination light and the irradiation of the second illumination light in a very short cycle in relation to the scan speed, and separately processing the data for each. Thus, two detection results can be obtained. For example, when the scanning speed is set to 10 mm / second, the switching may be performed in about 1/10 second. In this embodiment, since semiconductor lasers are used as the light sources 101 and 102, such high-speed switching can be easily realized.

なお、スキャン中は光源101及び光源102の双方を発振状態としておき、光源101及び光源102の光路上にシャッターを設けて、該シャッターを高速動作させることにより、光源101からの照明光の照射と光源102からの照明光の照射とを切り換えるようにしても良い。シャッターとしては、例えば、略半円弧状の光遮断部と光透過部を有する略円板状の部材を、光遮断部及び光透過部の一方が光源101からの照明光の光路上に位置しているときに他方が光源102からの照明光の光路上に位置するように配置して、これを高速回転させるようにしたものを用いることができる。   During scanning, both the light source 101 and the light source 102 are in an oscillating state, and a shutter is provided on the optical path of the light source 101 and the light source 102, and the shutter is operated at high speed, thereby irradiating illumination light from the light source 101. You may make it switch irradiation of the illumination light from the light source 102. FIG. As the shutter, for example, a substantially disc-shaped member having a substantially semicircular arc-shaped light blocking portion and a light transmitting portion, one of the light blocking portion and the light transmitting portion is positioned on the optical path of the illumination light from the light source 101. It is possible to use a device in which the other is positioned on the optical path of the illumination light from the light source 102 and rotated at a high speed.

次に、本発明の第2実施形態について説明する。上述した第1実施形態では、互いに異なる波長の2つの照明光をそれぞれ被検面に照射して、これらをそれぞれ検出した2つの検出結果に基づいて判定を行うことにより、異物検出の精度を向上させていた。これに対して、この第2実施形態では、単一の照明光を被検体としてのマスクに照射し、照明系及び検出系に対するマスクの姿勢を変更して、互いに異なる2つの姿勢でそれぞれ検出した2つの検出結果に基づいて判定を行うことにより、同様に異物検出の精度を向上させるようにしている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, the accuracy of foreign object detection is improved by irradiating the surface to be measured with two illumination lights having different wavelengths and performing determination based on the two detection results obtained by detecting each of the surfaces. I was letting. On the other hand, in the second embodiment, a single illumination light is irradiated onto a mask as a subject, and the postures of the mask with respect to the illumination system and the detection system are changed, and detection is performed in two different postures. By making a determination based on the two detection results, the accuracy of foreign object detection is similarly improved.

この第2実施形態に係る異物検出装置の構成は、図1〜図7に示した第1実施形態に係る異物検出装置とほぼ同様であるので、相違する部分についてのみ説明する。即ち、第1実施形態の異物検出装置の照明装置4は2つの光源101,102を備えていたが、図10及び図11に示すように、この第2実施形態の異物検出装置は単一の光源101のみを備えている。また、この実施形態では、図1におけるマスク2を保持するホルダ9は、X軸回り、Y軸回り、Z軸回りにそれぞれ微少回転できるように、姿勢調整テーブル(不図示)を備えており、マスク2を保持する保持部はこの姿勢調整テーブルを介してステージ8上に設置されている。この姿勢調整テーブルにより、不図示の制御装置による制御に基づいて、保持されたマスク2の姿勢を任意に調整することができるようになっている。   Since the configuration of the foreign object detection device according to the second embodiment is substantially the same as that of the foreign object detection device according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 7, only different parts will be described. That is, the illuminating device 4 of the foreign object detection device of the first embodiment includes the two light sources 101 and 102. However, as shown in FIGS. 10 and 11, the foreign object detection device of the second embodiment is a single unit. Only the light source 101 is provided. Further, in this embodiment, the holder 9 that holds the mask 2 in FIG. 1 includes an attitude adjustment table (not shown) so that it can be slightly rotated around the X axis, the Y axis, and the Z axis, A holding unit for holding the mask 2 is installed on the stage 8 via the posture adjustment table. With this posture adjustment table, the posture of the held mask 2 can be arbitrarily adjusted based on control by a control device (not shown).

図10に示されているように、姿勢調整ステージを制御して、マスク2の姿勢を所定の第1姿勢に設定した状態で1回目のスキャンを実施し、第1検出結果としての散乱光強度データを作成する。次いで、図11に示されているように、マスク2の姿勢を当該第1姿勢とは異なる第2姿勢に設定した状態で2回目のスキャンを実施し、第2検出結果としての散乱光強度データを作成する。1回目のスキャン動作と2回目のスキャン動作とは、同一方向に行っても勿論良いが、全体としての処理速度の向上の点からは、例えば、1回目は+X方向に、2回目は−X方向に、というように、往復で実施することが好ましい。姿勢の調整は、X軸回り、Y軸回り、Z軸回り、又はこれらの2以上の組み合わせにおいて行われる。   As shown in FIG. 10, the posture adjustment stage is controlled to perform the first scan in a state where the posture of the mask 2 is set to the predetermined first posture, and the scattered light intensity as the first detection result. Create data. Next, as shown in FIG. 11, the second scan is performed in a state where the posture of the mask 2 is set to a second posture different from the first posture, and the scattered light intensity data as the second detection result. Create Of course, the first scan operation and the second scan operation may be performed in the same direction. However, from the viewpoint of improving the overall processing speed, for example, the first scan is in the + X direction, and the second scan is -X. It is preferable to carry out in a reciprocal direction. The posture adjustment is performed around the X axis, around the Y axis, around the Z axis, or a combination of two or more thereof.

そして、上述した第1実施形態と同様に、第1検出結果と第2検出結果との間で、画素毎あるいはグループ毎に論理積を取り、所定の閾値以上であるものを最終的に異物と判定し、この判定結果に基づいて、被検面上の異物に関する分布図を作成する。   Then, as in the first embodiment described above, a logical product is obtained for each pixel or group between the first detection result and the second detection result, and those having a predetermined threshold value or more are finally regarded as foreign matters. Based on the determination result, a distribution map relating to the foreign matter on the surface to be examined is created.

この場合においても、第1検出結果と第2検出結果には、それぞれ実際の異物からの散乱光に加えてパターン等からの回折光によるノイズが含まれ、いずれか一方の検出結果のみではこれを異物と判定してしまうことになる。しかし、パターン等からの回折光は、照明光に対する相対姿勢が異なればその方向を含む性質が変化するため、本実施形態のように、互いに異なる2つの姿勢でそれぞれ被検面2aをスキャンして、2つの検出結果を得て、これらを比較することにより、散乱光か回折光かを区別することができ、異物検出の精度を高くすることができる。   Even in this case, the first detection result and the second detection result include noise caused by diffracted light from the pattern or the like in addition to the scattered light from the actual foreign matter. It will be determined as a foreign object. However, the diffracted light from the pattern or the like changes its property including the direction if the relative posture with respect to the illumination light is different. Therefore, as in the present embodiment, the surface 2a is scanned in two different postures. By obtaining two detection results and comparing them, it is possible to distinguish between scattered light and diffracted light, and the accuracy of foreign object detection can be increased.

例えば、図10に示されているように、光源101からの照明光3によるパターンPでの回折光3bがセンサ7に入射してしまうような場合であっても、図11に示されているように、相対姿勢が異なれば、パターンPでの回折光3bの回折ないし屈折方向が変化し、センサ7には入らないようにすることができるので、これにより散乱光か回折光かを区別することができるのである。   For example, as shown in FIG. 10, even when the diffracted light 3b in the pattern P by the illumination light 3 from the light source 101 enters the sensor 7, it is shown in FIG. As described above, if the relative postures are different, the diffraction or refraction direction of the diffracted light 3b in the pattern P changes and it can be prevented from entering the sensor 7, so that it is discriminated whether it is scattered light or diffracted light. It can be done.

なお、図11では、図示の都合から、一例としてY軸回りに回転させた状態を示しており、また回転量がかなり誇張されて示されている。回転量(姿勢調整量)θyは、実際にはごく僅かである。なお、姿勢調整のための基準軸としては、その調整量は僅かであるから、X軸回り又はY軸回りに行っても勿論良いが、ここでは図2及び図3に示したような照明方法を採用した関係で、X軸回り又はY軸回りに姿勢調整すると被検面2a上での照明領域の形状が変化してしまうため、Z軸回りに行うようにしている。   For convenience of illustration, FIG. 11 shows a state rotated around the Y axis as an example, and the rotation amount is shown in a considerably exaggerated manner. The rotation amount (posture adjustment amount) θy is actually very small. As the reference axis for posture adjustment, since the adjustment amount is small, it may of course be performed around the X axis or the Y axis, but here the illumination method as shown in FIGS. Since the shape of the illumination area on the surface 2a to be measured changes when the posture is adjusted around the X axis or the Y axis, the movement is performed around the Z axis.

このZ軸回りの適正な姿勢調整量θzは、検査対象であるレチクル上に形成されたパターンの状態(パターンピッチや形状、パターン密度など)や、異物検査装置側の構造(検出角θdや受光部の寸法tなど)に依存するものである。換言すれば、上記レチクルパターンの分布状態や異物検査装置の構造を入力パラメータとしながら、それらパラメータの値によって適正回転量θzが変化するものである。   The appropriate posture adjustment amount θz around the Z-axis depends on the state of the pattern (pattern pitch, shape, pattern density, etc.) formed on the reticle to be inspected, and the structure (detection angle θd and light reception) on the foreign substance inspection apparatus side. Part size t). In other words, while using the reticle pattern distribution state and the structure of the foreign matter inspection apparatus as input parameters, the appropriate rotation amount θz varies depending on the values of these parameters.

一例として、異物検査装置の検出角θd=85度、受光部の寸法t=500μmの異物検査装置を使用する場合の適正回転量θzは、被検査対象レチクル上に形成されたレチクルパターンにもよるが、概ね、数mrad〜数百mradの範囲の何れかとなる。   As an example, the proper rotation amount θz when using a foreign matter inspection apparatus having a detection angle θd = 85 degrees of the foreign matter inspection apparatus and a light receiving portion size t = 500 μm depends on the reticle pattern formed on the reticle to be inspected. Is generally in the range of several mrad to several hundred mrad.

なお、上述した第2実施形態では、照明光は単一として、被検体としてのマスクの姿勢を変更して2つの検出結果を得るようにしたが、上述した第1実施形態と同様に2つの光源101,102を有する照明装置4を設けて、波長の変更と姿勢の変更を組み合わせて、2つのあるいは3つ以上の検出結果を得て、これらの比較から異物の判定を行うようにしても良い。   In the second embodiment described above, the illumination light is single, and the posture of the mask as the subject is changed to obtain two detection results. However, two detection results are obtained as in the first embodiment described above. The illumination device 4 having the light sources 101 and 102 is provided, and the change of the wavelength and the change of the posture are combined to obtain two or three or more detection results, and the foreign matter is determined from the comparison. good.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

本発明の第1実施形態に係る異物検査装置の概略構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows schematic structure of the foreign material inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の照明装置による照明方法を説明するための側面図である。It is a side view for demonstrating the illumination method by the illuminating device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の照明装置による照明方法を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the illumination method by the illuminating device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の照明装置の構成及び回折光がセンサに入射する場合を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the structure of the illuminating device of 1st Embodiment of this invention, and the case where a diffracted light injects into a sensor. 本発明の第1実施形態の照明装置の構成及び回折光がセンサに入射しない場合を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the structure of the illuminating device of 1st Embodiment of this invention, and the case where a diffracted light does not inject into a sensor. 本発明の第1実施形態のセンサの構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the sensor of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る異物検査装置が備える信号処理回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal processing circuit with which the foreign material inspection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention is provided. 本発明の第1実施形態の第1照明光で照明した場合の検査結果を示す図である。It is a figure which shows the test result at the time of illuminating with the 1st illumination light of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2照明光で照明した場合の検査結果を示す図である。It is a figure which shows the test result at the time of illuminating with the 2nd illumination light of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の第1姿勢において回折光がセンサに入射する場合を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the case where diffracted light injects into a sensor in the 1st attitude | position of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の第2姿勢において回折光がセンサに入射しない場合を模式的に表した図である。It is the figure which represented typically the case where a diffracted light does not inject into a sensor in the 2nd attitude | position of 1st Embodiment of this invention. 従来の異物検査装置の概略構成及び問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the schematic structure and problem of the conventional foreign material inspection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1…異物検査装置
2…マスク
2a…非パターン面
2b…パターン面
3…照明光
3a…観察光
3b…ノイズ光
4…照明装置
5…反射ミラー
6…レンズ
7…センサ
8…マスクテーブル
9…ホルダ(姿勢調整装置)
10…駆動装置
P…パターン
G…異物
101,102…光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Foreign substance inspection apparatus 2 ... Mask 2a ... Non-pattern surface 2b ... Pattern surface 3 ... Illumination light 3a ... Observation light 3b ... Noise light 4 ... Illumination device 5 ... Reflection mirror 6 ... Lens 7 ... Sensor 8 ... Mask table 9 ... Holder (Attitude adjustment device)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Drive device P ... Pattern G ... Foreign material 101,102 ... Light source

Claims (8)

被検体の被検面上に付着した異物を検査する異物検査装置において、
所定波長の第1照明光及び該第1照明光とは波長が異なる第2照明光を選択的に射出して前記被検面上の検査領域を照明する照明系と、
前記検査領域を観察するための単一の光検出装置を有する検出系と、
前記第1照明光で照明したときの前記光検出装置による第1検出結果と前記第2照明光で照明したときの前記光検出装置による第2検出結果とに基づいて、前記被検面上の異物を特定する処理装置と
を備えることを特徴とする異物検査装置。
In a foreign matter inspection apparatus that inspects foreign matter adhering to the test surface of a subject,
An illumination system that selectively emits first illumination light having a predetermined wavelength and second illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light to illuminate the inspection region on the surface to be examined;
A detection system having a single light detection device for observing the inspection region;
Based on the first detection result by the light detection device when illuminated with the first illumination light and the second detection result by the light detection device when illuminated with the second illumination light, A foreign matter inspection apparatus comprising: a processing device that identifies foreign matter.
前記第1照明光及び前記第2照明光による照明を交互に切り換えつつ前記被検面上を走査検出して、一度の走査により前記第1検出結果及び前記第2検出結果を得るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の異物検査装置。   The first detection light and the second detection result are obtained by performing scanning detection on the surface to be measured while alternately switching illumination with the first illumination light and the second illumination light. The foreign matter inspection apparatus according to claim 1. 被検体の被検面上に付着した異物を検査する異物検査方法において、
所定波長の第1照明光により前記被検面上の検査領域を照明して該検査領域を観察する光検出装置による第1検出結果を得る第1工程と、
前記第1照明光とは波長の異なる第2照明光により前記被検面上の前記検査領域を照明して前記光検出装置による第2検出結果を得る第2工程と、
前記第1検出結果と前記第2検出結果とに基づいて、前記被検面上の異物を特定する第3工程と
を備えることを特徴とする異物検査方法。
In the foreign matter inspection method for inspecting the foreign matter attached on the test surface of the subject,
A first step of obtaining a first detection result by a light detection device that illuminates an inspection area on the surface to be inspected with first illumination light of a predetermined wavelength and observes the inspection area;
A second step of illuminating the inspection region on the test surface with second illumination light having a wavelength different from that of the first illumination light to obtain a second detection result by the light detection device;
A foreign matter inspection method comprising: a third step of identifying a foreign matter on the test surface based on the first detection result and the second detection result.
前記第1照明光及び前記第2照明光による照明を交互に切り換えつつ前記被検面上を走査検出して、一度の走査により前記第1工程及び前記第2工程を行うようにしたことを特徴とする請求項3に記載の異物検査方法。   The first surface and the second step are performed by performing scanning detection on the surface to be measured while alternately switching the illumination by the first illumination light and the second illumination light. The foreign matter inspection method according to claim 3. 被検体の被検面上に付着した異物を検査する異物検査装置において、
照明光を射出して前記被検面上の検査領域を照明する照明系と、
前記検査領域を観察するための光検出装置を有する検出系と、
前記被検体と前記検出系との相対姿勢を調整する姿勢調整装置と、
前記姿勢調整装置により前記被検体を所定の第1姿勢に設定したときの前記光検出装置による第1検出結果と前記第1姿勢とは異なる第2姿勢に設定したときの前記光検出装置による第2検出結果とに基づいて、前記被検面上の異物を特定する処理装置と
を備えることを特徴とする異物検査装置。
In a foreign matter inspection apparatus that inspects foreign matter adhering to the test surface of a subject,
An illumination system that emits illumination light to illuminate the inspection area on the surface to be examined;
A detection system having a light detection device for observing the inspection region;
A posture adjusting device for adjusting a relative posture between the subject and the detection system;
A first detection result by the light detection device when the subject is set to a predetermined first posture by the posture adjustment device and a second detection by the light detection device when set to a second posture different from the first posture. 2. A foreign matter inspection device comprising: a processing device that identifies foreign matter on the surface to be examined based on a detection result.
前記姿勢調整装置による前記被検体の姿勢の調整は、前記被検面に実質的に直交する軸回りに行うことを特徴とする請求項5に記載の異物検査装置。   The foreign object inspection apparatus according to claim 5, wherein the posture adjustment of the subject by the posture adjustment device is performed around an axis substantially orthogonal to the test surface. 被検体の被検面上に付着した異物を検査する異物検査方法において、
所定の第1姿勢に設定された前記被検体の前記被検面上の検査領域に照明光を射出して、該検査領域を観察して第1検出結果を得る第1工程と、
前記第1姿勢とは異なる第2姿勢に設定された前記被検体の前記被検面上の前記検査領域に照明光を射出して、該検査領域を観察して第2検出結果を得る第2工程と、
前記第1検出結果と前記第2検出結果とに基づいて、前記被検面上の異物を特定する第3工程と
を備えることを特徴とする異物検査方法。
In the foreign matter inspection method for inspecting the foreign matter attached on the test surface of the subject,
A first step of emitting illumination light to an examination area on the examination surface of the subject set in a predetermined first posture, observing the examination area and obtaining a first detection result;
Illumination light is emitted to the examination area on the examination surface of the subject set to a second attitude different from the first attitude, and the examination area is observed to obtain a second detection result. Process,
A foreign matter inspection method comprising: a third step of identifying a foreign matter on the test surface based on the first detection result and the second detection result.
前記第1姿勢と前記第2姿勢とは、前記被検面に実質的に直交する軸回りに異なる姿勢であることを特徴とする請求項7に記載の異物検査方法。   The foreign object inspection method according to claim 7, wherein the first posture and the second posture are different postures about an axis substantially orthogonal to the surface to be examined.
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