JP2830430B2

JP2830430B2 - 異物検査装置

Info

Publication number: JP2830430B2
Application number: JP23053590A
Authority: JP
Inventors: 史倫早野; 勝幸赤川; 恭一野村; 豊金究; 修中村; 英之田代
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1998-12-02
Anticipated expiration: 2013-12-02
Also published as: JPH04113358A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は微小なゴミ等の異物を自動的に検査する装置
に関し、特に集積回路の製造工程において用いられるレ
チクル、フォトマスク等に平行に張設された異物付着防
止用の薄膜（以下、ベリクルと称す）の表面上に付着し
た異物の自動検出の装置に関するものである。

［従来の技術］集積回路の製造工程の１つであるフォトリソグラフィ
工程においては、レチクルやフォトマスクによる回路パ
ターンの半導体ウエハへの転写が行われるが、その際レ
チクルにゴミ等の異物が付着していると、かかる異物像
が半導体ウエハに転写され、回路パターンの欠陥として
現れる。その結果、製造歩留りを低下させる原因とな
る。従って、転写を行う前に、レチクルの表面に異物が
付着しているかどうかを検査する必要がある。

かかる異物を検出する方法としては、レチクル上に例
えばレーザビーム等を照射して、異物から出る散乱光を
受光してその散乱信号により異物を検出するものが挙げ
られる。このような検出方法を用いた装置としては、特
公昭63−52696に開示されたような構成のものがある。
本装置においては、光源として単波長のレーザを一つだ
け用意し、被検査面に対して光ビームをほぼ平行もしく
は鋭角に入射させ、表面に一方向に伸びた帯状の照射部
を形成することで光ビーム走査手段を用いることなく、
短時間での表面検査を可能としていた。

また、本装置による異物検査時には、レチクルのパタ
ーンエッジからも散乱光が生じることがあるが、この場
合には異物からの散乱光とパターンエッジからの散乱光
を区別するために、複数個の光電検出器（受光素子）を
配置していた。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら上記の如従来の技術では、被検査面と
してペリクルを考えた場合、ペリクルの膜厚や種類（さ
らにはペリクル表面の反射防止膜の有無）によっては、
ペリクル表面への入射角によらず入射光のほとんどが透
過するので、ペリクルを張設支持するフレーム（ペリク
ル支持枠）の内壁に入射光が当り、散乱光が生じてしま
う。そのため、例えばペリクル表面の帯状照射部以外の
フレームやレチクル表面等が、散乱光によって照射され
て迷光が発生し、受光素子に入り込んでしまう。

この迷光はペリクル面を検査している間、常に生じる
ため、複数個の受光素子を配置したとしても、少なくと
も一つの受光素子にはこの迷光が入り、異物検出の判定
回路が正しく動作せず、誤まって異物として検出すると
いう問題があった。

本発明は、上記のような従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、ペリクルを透過する光の影響を除くことを可
能とした検査装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明に係る異物検査装置は、透明体表面に対して光
を所定の角度で照射する照射手段と、前記透明体表面上
に付着した異物からの散乱光を受光する第１の光電検出
手段とを備えた異物検査装置であって、前記照射手段
が、複数の異なった波長の光を照射可能である光源を有
し；前記光源から照射された各波長の光に対する透明体
の透過率を比較する比較手段と、；前記各波長のうち、
前記透明体の透過率が最も低くなる波長を判定する判定
手段と；該判定手段により得られた波長の光を検査光と
して選択する波長切替手段とを備えたことによって上記
問題点を解決したものである。

［作用］本発明では、検査するペリクルに対する光の透過率を
複数の波長について比較し、そのうちの最も透過率が低
くなる波長を検査光として用いる構成とした。このた
め、ペリクルに入射する光ビームのほとんどがペリクル
表面で反射するので、精度の高い異物検査が可能となっ
ている。

さて、第13図を用いて本発明の原理について説明す
る。

ペリクルの分光特性はペリクルの膜厚、材質、レーザ
ビームの入射角、偏光状態によって決るものである。す
なわち、異なる種類のペリクルA,B,Cにおける、ある一
定の入射角度での分光特性は、例えば第13図（ａ），
（ｂ），（ｃ）に示すようにそれぞれ異なっている。

図に示したように、入射角固定の条件下ではある一部
の波長において、光の透過率がほぼ零になることがわか
っている。すなわち、このような波長では、ペリクル表
面で入射光がほとんど反射する。本発明においては、検
査すべきペリクルの種類・膜厚に応じて光の透過率が最
も低くなる波長の光を検査光として選定することがで
き、ペリクルを透過してしまう入射光をほとんどなくす
ことが可能である。そのため、前述した迷光の影響を受
けずに、ペリクル表面上の異物からの散乱光のみの検出
が可能となる。

［実施例］以下に本発明の実施例について、図面を参照しながら
詳細に説明する。

（第１実施例）第１図は本発明の第１実施例の構成を示す斜視図であ
る。まず、本実施例の構成について説明する。

尚、本実施例による装置の基本構成（照射手段及び光
電検出手段）は、後述の如く複数波長の光ビームをペリ
クルに照射可能となっている点を除いて、特公昭63−52
696号公報に開示された装置とほぼ同一であるので、こ
こでは簡単に説明する。

図において、１はペリクルで、支持枠（フレーム）２
を介して、不図示のレチクルに装着されている。レチク
ルは図示しない載物台に戴置されており、該戴物台は図
示しない適宜の駆動手段により、図のXYZ座標系におけ
るY,Z方向に移動可能となっている。

本実施例の照射手段（９〜16）においては、２つの光
源（例えば、半導体レーザ）14、15が設けられており、
それぞれ波長λ_１、λ_２の光ビームを出力する。光源14
からの光ビームは、ダイクロイックミラー11を透過して
シリンドリカルレンズ10、ミラー９によって導びかれて
XY平面に広がったペリクル１上にほぼ水平に入射し、ペ
リクル表面のＸ方向に帯状の照射部５〜７を形成する。
また、光源15からの光ビームは、ミラー12、ダイクロイ
ックミラー11で反射され、シリンドリカルレンズ10、ミ
ラー９によって導びかれてペリクル１上にほぼ水平に入
射し、帯状に照射する。ここでダイクロイックミラー11
は、例えばλ_２に対しては90％以上の反射率を有し、λ
_１に対しては50％以上の透過率を有するミラーである。
なお、両光ビームの入射角すなわちペリクル平面とのな
す角はほぼ零ないし鋭角であれば良く、具体的には光ビ
ームの少なくとも一部がペリクル表面で反射されるよう
な角度、好ましくは10゜以下とする。本実施例では上記
の如く入射角がほぼ零に固定されているものとする。

本実施例では、光源14、15と、ミラー12及びダイクロ
イックミラー11との間に、波長切替手段であるシャッタ
ー13（ここでは矩形開口を備えた遮光板であり、例えば
ロータリーシャッターでも良い）、及び該シャッター13
を駆動するモータ16が設けられている。図に示したよう
にシャッター13を矢印17の方向（Ｘ方向）に移動するこ
とで、どちらかの波長の光ビームのみがペリクル面に入
射するようになる。

戴物台の上方には、被検査面上に付着した異物からの
散乱光を検出するための光電検出器18が配置されてい
る。また、光電検出器18の光入射側には、異物からの散
乱光を集光するためのレンズ８が設けられている。

本実施例では帯状照射部５〜７をペリクル表面に対し
て小さな角度θで見込む位置に結像レンズ８を配置し、
さらに結像レンズ８の結像面に、複数の光電変換素子が
一列に位置するようなフォトアレイ（光電検出器）18を
配置している。光電検出器18は複数のフォトダイオー
ド、CCD等により構成され、各素子は帯状照射部５〜７
をその長手方向（Ｘ方向）に小区域に分割し、それぞれ
の小区域からの光だけを受光することになっている。光
電検出器18は不図示の検出回路に接続され、受光した素
子からの光電信号によって、帯状照射部５〜７のどの区
域からの光を受けたかを検出し、その区域に反射物（異
物）が存在することを検知する。尚、戴置台は帯状照射
部５〜７の長手方向とほぼ直交する矢印19の方向（Ｙ方
向）に不図示の駆動手段によって移動可能となってお
り、これによってペリクル１の全面にわたって異物の有
無、位置を検出できる。

次に、本実施例における異物検査に関する動作につい
て説明する。光源14、または15から出力された光ビーム
は、ペリクル１表面を上記のように帯状に照射する。こ
の光ビーム5,6,7上に異物３が存在すると散乱光４が生
じ、結像レンズ８により集光され、光電検出器18の受光
面上に結像するので、これにより異物３を検出する。

このとき、ペリクル１を透過した光ビームがペリクル
支持枠で反射した場合、迷光が生じ、誤って異物として
認識されるので異物検査に支障が生じる。これを防止す
るには、λ_１、λ_２のうち、ペリクル１の透過率がより
低い波長をもつ光ビームを検査光として使用すればよ
い。

本実施例では、ペリクル面の分光特性にあわせて、ペ
リクルの透過率が低い波長を選定するために、以下に説
明するような構成となっている。

例えば第13図（ａ）に示す様な分光特性をもつペリク
ルＡが被検査面である場合には、入射ビームの波長λが
λ_２であるとき、透過率がほぼ０％、すなわち、ほとん
ど反射するため、支持枠２の内壁で生じる透過光ビーム
による散乱光は発生しない。そのためモータ16によりシ
ャッター13を移動することで、波長λ_２である光ビーム
をペリクル面に入射させるようにすればよい。

またペリクルが第13図（ｂ）の様な分光特性をもつペ
リクルＢの場合には、波長λ_１の光ビームがペリクル１
面に入射するようにシャッター13を駆動する。

このようにペリクルの分光特性に応じて、光ビームが
ペリクル面においてほとんど反射する方の波長を選定す
れば、ペリクル透過ビームによるフレーム散乱光の影響
を受けず、異物のみの散乱光を光電検出器18で受光する
ことができる。更にペリクル１を図の矢印19方向に、不
図示の駆動手段により移動させるとペリクル１の全面の
異物検査が可能となる。尚、ペリクル１に対する透過率
が０％でない波長λの光ビームであっても、異物検査精
度を低下させない程度であれば、当然ながらその波長を
選定しても構わない。

ところでペリクルの分光特性（今の場合、決った入射
角における波長λ₁,λ_２の光ビームに対するペリクル透
過率）は未知であるので、何らかの方法により波長λ₁,
λ_２でのペリクル透過率を知り、いずれか一方の波長を
選択しなければならない。

第２図は本発明の第１実施例におけるペリクル透過率
を測定し、比較する比較手段部分の構成を示したもの
で、第２図に示した以外の構成はすべて第１図と同じで
ある。第２図は本装置を側方からながめた側面図で、支
持枠２に張設されたペリクル１にλ_１ないしλ_２のいず
れかの波長の光ビームが鋭角に入射している。

入射ビーム20はペリクル１がない場合（例えば不図示
の駆動部によりペリクル１を第１図の異物検査部に搬送
してくる前）には破線23の光路を通り、受光素子24で受
光される。

一方ペリクルが存在する場合はペリクル１の面上で反
射して、反射光21が受光素子22で受光される。

第３図は判定手段の構成を示す電気ブロック図であ
る。第３図に基づいて制御動作を説明する。

まず、ペリクル１が存在しない状態において、制御部
34はモータ16へ信号を送り、波長λ_１の光がペリクル１
の戴置される面に入射するようにする。このときの直接
光23の受光素子24による出力はA/Dコンバータ31を通っ
てデジタル変換されたのち、メモリ32にデジタルデータ
が格納される。

次に制御部34から新たな信号がモータ16へ送られ、波
長λ_２の光がペリクル１の戴置される面に入射する。こ
のときの受光素子24の出力は同様にしてメモリ32の先と
は別のアドレスに格納される。

さらに、ペリクル１がある状態において同様の操作が
行われる。このときにはペリクル１面で光ビームが反射
されるので、反射光21は受光素子22に入る。受光素子22
の出力はA/Dコンバータ30を経て、波長λ₁,λ_２の光ビ
ームに対する反射光データとしてメモリ32に、別々のア
ドレスへ格納される。以上のようにしてメモリには４つ
のデータ、すなわち、波長λ₁,λ_２での直接光のデー
タ、波長λ₁,λ_２での反射光のデータが格納されること
になる。

次いで演算部33において、これら４つのデータから波
長λ₁,λ_２での反射率に相当する値（反射光強度／直接
光強度）を算出したのち、さらに波長λ₁,λ_２での透過
率を求める。波長λ₁,λ_２のうちペリクル透過率が小さ
くなる波長を決定し、制御部34へ出力する。次に制御部
34はペリクル透過率の低い方の波長の光がペリクルに入
射するようにシャッター駆動部16へ出力し、シャッター
13が動作する。この状態になってから第１図の構成によ
り異物の検査を実行する。

第１実施例では直接光と反射光を各々受光する２つの
受光素子を設けているが、反射光受光だけに素子を限定
して、反射率の大小関係から直接ペリクル透過率の大小
関係を求め、透過率の低い方の波長を決めてもよい。

また、ここでは波長λ₁,λ_２の切替えはシャッター13
による場合を示したが、これとは別に光源14,15を直接O
N/OFFして波長を切替えるようにしても良いことは言う
までもない。

（第２実施例）次に本発明の第２実施例について、第４図を用いて説
明する。第４図は、本発明の第２実施例のペリクルの透
過率を測定し、比較する比較手段部の構成のみを示した
もので、この部分以外の装置の主要構成は第１図と同様
である。

本実施例においては、フレーム２の内壁で生じる散乱
光を測定することにより、波長λ₁,λ_２に対するペリク
ル１の透過率を比較している。

すなわち、ペリクル１に入射した光ビーム20は、反射
ビーム21と透過ビーム40に分かれる。透過ビーム40はフ
レーム２の内壁で反射し、散乱光41が発生する。受光レ
ンズ42を介してこの散乱光41を集光し、受光素子43で受
光する。散乱光41の光量は透過ビーム40の光量にほぼ比
例するので、受光素子43の出力によって、２つの波長に
対するペリクル透過率を比較することができる。

第５図は、第２実施例の判定手段の構成を示す電気ブ
ロック図である。第５図に基づいて制御動作を説明す
る。まず制御部47によりシャッター駆動部16を駆動して
波長λ_１の光がペリクルに入射するようになる。このと
きのペリクル透過光40によるフレーム散乱光41を受光素
子43で受光した出力をA/Dコンバータ44でデジタル変換
したのち、メモリ45に格納する。次いで制御部47は波長
λ_２の光がペリクル１に入射するようにシャッター駆動
部16を駆動させ、このときのフレーム散乱信号を同様に
してA/D変換したのちメモリ45に格納する。演算部46で
は波長λ₁,λ_２でのフレーム散乱光の大小関係をメモリ
45のデータに基づいて、ペリクル透過率の小さい方の波
長を決定し、制御部47へその結果を出力する。制御部47
は、この信号に基づいて波長λ₁,λ_２いずれか一方のペ
リクル透過率の低い方の波長の光ビームがペリクルに入
射するようにシャッターを駆動して、異物検査を開始さ
せる。

（第３実施例）次に本発明の第３実施例について説明する。第３実施
例において、装置の主要部分の構成は第１実施例のもの
と同じであるが、本実施例では、光電検出器をCCD13と
し、CCD13で得られる信号の形状の差異に基づいてペリ
クル透過率を比較するものである。

ペリクルの透過率が大きい波長の場合、CCD13で得ら
れる信号には、ペリクル上の異物によって生じる散乱光
の信号と、それ以外にペリクル透過ビームがフレーム内
壁に当って乱反射して生じる散乱光の信号もある。その
様子を第６図に示す。

本実施例においてペリクル上の光ビーム照射領域の長
手方向（Ｘ方向）の長さを例えば90mmとし、CCDに512画
素のものを用いた場合、CCDの有効画素数を450画素とす
ると、１画素分はペリクル上の0.2mmに対応する。ペリ
クルに異物が付着している場合、その大きさは通常10〜
100μｍ程度であるため、CCD上でのペリクル異物信号は
せいぜい１ないし２画素である（第６図のA,B,Cの３つ
の信号で示す）。これに対し、フレーム散乱光は発光点
が非常に広がりをもっているため、CCD上でもＤのよう
に連続した数多くの画素にまたがっている。そのために
スレッショルドV₀を越える信号が１画素ないし連続した
２画素の場合は異物、連続した３画素以上の場合はフレ
ーム散乱光として、両者を区別することができる。

一方、ペリクル透過率が小さい波長の光ビームでは、
フレーム散乱光がほとんど発生せず、もし発生したとし
てもスレッショルドV₀を越えることはないため、連続し
た３画素以上の信号は発生しない。つまり、ペリクルの
透過率が大きい場合と、小さな場合とでは、CCD13で得
られる信号に明らかな違いが見られるのが、ここで得た
信号を基にペリクル透過率を比較することが可能であ
る。

次に、判定手段において、ペリクルの透過率が低くな
る方の波長を決定する。例えば、本実施例の場合では波
長λ₁,λ_２のうち、連続した３画素以上の信号が発生し
ない方、またはより信号の少ない方の波長を検査光とし
て選定すればよい。次いで、第１実施例と同様に、ペリ
クル透過率の低い方の波長の光がペリクルに入射するよ
うにシャッター駆動部16へ出力し、シャッター13を作動
させ、異物の検査を実行する。

（第４実施例）次に本発明の第４実施例について説明する。第４実施
例においても、第３実施例と同様に装置の比較手段、判
定手段に相当する部分以外の構成は第１実施例のものと
同じである。また、本実施例においても受光素子として
CCD13を使用している。

第７図（ａ）は波長λ＝λ_１での、本実施例における
CCDの画像信号を示す。Y₁,Y₂,Y₃…と示してある領域は
それぞれCCDの１ライン分の画素、すなわちペリクル１
のＸ方向の照射領域に対応する。Y₁,Y₂,Y₃…は、適宜の
駆動手段によりペリクルをｙ方向に移動したときのペリ
クルのＹ方向の位置を示すものである。例えば、ペリク
ルのＹ方向の長さが100mmで、照射領域のＹ方向の幅が1
mmであると仮定した場合、ステップ1mmで100ステップＹ
方向に移動させれば、ペリクルの全面を走査することが
できる。この場合、Y₁とY₂はペリクル上でｙ＝1mm離れ
た位置での照射領域（Ｘ方向）の画像信号になる。

第７図（ａ）において70,71,72,73,74はペリクル上の
異物による信号であり、75,76,77,78,79,80はペリクル
を透過した光ビームによるフレーム散乱光の信号であ
る。各々の１ライン分の信号を横軸（画素）について拡
大すれば第６図と同様になり、異物信号は１ないし２画
素の信号、フレーム散乱光信号は連続した複数の画素に
またがった信号である。これに対し第７図（ｂ）は波長
λ＝λ_２での同じＹ位置でのCCD信号である。異物信号
は、波長がλ_１でもλ_２でもほぼ同じ散乱光を発生るの
で70′,71′,72′,73′,74′は70,71,72,73,74とほぼ同
じ値の信号出力を示す。これに対してフレーム散乱光量
はペリクルを透過する光ビームの光量にほぼ比例するた
め、もし波長λ_２の光ビームでのペリクル透過率の方が
波長λ_１でのそれより小さい場合には75′,76′,77′,7
8′,79′,80′のように75,76,77,78,79,80よりCCD信号
出力は小さくなる。

さらに異物はペリクル上にまったくランダムに付着し
ているため、CCD上での異物信号も付着位置に応じてラ
ンダムに発生する。しかしながら、フレーム散乱光は発
生する場所がある程度限定されているため、ペリクルを
Ｙ方向に移動させても、各ステップY₁,Y₂…に対して、
常時同一の地点で発生すると考えてよい。そのためCCD
画素信号をペリクル全面に対して積分すると、波長λ_２
においては、明らかにフレーム散乱光の信号分だけ積分
値が多くなる。これより、波長λ₁,λ_２でのおのおのの
積分値にもとづいて、波長λ₁,λ_２に対するペリクルの
透過率を比較することが可能となる。

第８図は、第４実施例の判定手段の構成を示す電気ブ
ロック図である。第５図に基づいて制御動作を説明す
る。まず制御部85によりシャッター駆動部を動作させて
波長λ_１の光だけがペリクル面に入射するようにし、ペ
リクルをＹ方向に移動させる。このときCCD13からは第
７図（ａ）に示した画像信号が発生するので、これをA/
Dコンバータ81でデジタル変換したのち積分器82により
時間に対して積分する。こうして得られる１ライン分の
積分を更に各Ｙ位置で積分した出力はメモリ83に格納さ
れる。次に制御器85はシャッター駆動部16に信号を送っ
て波長λ_２の光ビームがペリクルに入射するようにした
のち、波長λ_１のときと全く同様に、CCD画素信号を積
分してメモリ83内の別のアドレスに格納する。このあと
で比較演算器84はメモリ内の波長λ₁,λ_２の２つの積分
データを読み込み、積分データの低い方が透過率の低い
波長と判定して、制御部85を介して異物検査に適した
（ペリクル透過率の低い方の）波長の光ビームがペリク
ルに入射するように波長切替えシャッターを動作させ
て、異物検査を実行させる。

積分領域は例えば照射領域（Ｘ方向）全域、すなわち
CCDの１ライン分をすべてのＹ位置で積分してもよい
が、Ｘ方向のある限られた領域でのみフレーム散乱信号
が発生する場合には、Ｘ方向を例えばCCDの１ライン分
全画素の半分の画素分に限定してもよい。こうすると残
り半分の画素領域（フレーム散乱光が生じない領域）を
割愛できるため、この残り半分の領域にある異物信号を
積分しないことになり、純粋にフレーム散乱光のみの比
較をすることができる。このためには、CCDからの１ラ
イン毎のクロック信号86とクロック発生器87で発生させ
たCCD周期の半周期のクロック信号80をAND回路88により
論理積をとり、この半ライン信号89を積分器82に入力し
て積分器82が半ライン信号89が入力されたときだけ画素
信号の積分動作を行なうように制御する。

ここに述べた実施例において、最適な波長で異物検査
を実行した後は、CCDの１ライン分の異物信号の画素が
そのままペリクル上のＸ方向の異物位置に対応し、各ラ
イン（Y₁,Y₂…）がＹ方向の位置に対応するため、ペリ
クル上の異物の付着位置が（X,Y）座標系で例えば（X,
Y）のマップ上でCRTに表示したり、また、各異物信号の
信号出力値により異物の概略の大きさを信号の大中小に
応じて例えばA,B,Cの３ランクに表示したりすることが
できる。

以上の第１〜第４実施例では波長切替手段としてシャ
ッター13を用いていたが、例えばダイクロイックミラー
11より後方の光路中に干渉フィルターを交換可能に設け
ても、上記実施例と同様に波長の切替えを行うことがで
きる。

（第５実施例）次に本発明の第５実施例について説明する。第９図及
び第10図は本実施例の構成を示す図である。上述の第１
〜第４実施例では、検査光を選定するに当って、波長λ
_１、λ_２の光ビームを別々に照射してペリクルの透過率
を比較したが、本実施例においては、２つの波長を同時
に照射して比較するものであり、計測時間が短縮できる
といった利点等がある。

本実施例の照射手段においても、第９図に示す通り第
１実施例と同様な２つの光源14、15が設けられており、
それぞれ波長λ_１、λ_２の光ビームを出力する。

しかしながら本実施例では、光源と、ミラー12及びダ
イクロイックミラー11との間にシャッターがなく、それ
ぞれの波長におけるペリクル透過率を比較する際、両方
の波長が同時に入射されるようになっている。

本実施例においては、第10図に示したように受光素子
27,29の光入射側にそれぞれダイクロイックミラー25,26
を設け、波長λ_１、λ_２の光ビームの光路を分割するよ
うになっている。また、波長λ_１、λ_２の各光ビームに
対して、それぞれの受光素子を設けるものとする。

また、第９図中には図示していないが、上記構成の装
置では光電検出手段（８、18）側に波長切替手段を配置
する必要があり、例えば結像レンズ８と光電検出器13と
の間に、上記の如く求めたペリクル１に対する透過率が
低い波長λに応じた干渉フィルターを配置する、もしく
はダイクロイックミラーとともに２組の光電検出器を配
置し、所望の波長の光ビームを選択的に受光することと
する。

本実施例は、上記のように構成されるもので、その比
較手段、判定手段、第１の光電検出手段については、第
１〜第４実施例のものが全て適用可能である。

以上の第１〜第５実施例では、波長λ₁,λ_２の２つの
光源を用いる場合について述べてきた。しかしながら、
ペリクルの種類によっては第13図（ｃ）のように波長λ
₁,λ_２のいずれでもペリクルの透過率が大きいが、別の
波長λ_３ではペリクル透過率が小さいというようなペリ
クルも存在する。この場合には、例えば第１図の構成に
更に第12図のように波長λ＝λ_３の光源90を付加して３
つの波長の切替え動作をさせればよい。図において、93
は、ダイクロイックミラーであり、例えばλ₁,λ_２に対
しては90％以上の反射率を有し、λ_３に対しては50％以
上の透過率を有するミラーである。光源14、15からの光
ビームは、それぞれミラー91、92で反射され、さらにダ
イクロイックミラー93で反射され、光学系に導かれてペ
リクル表面を照射する。光源90からの光ビームは、ダイ
クロイックミラー93を透過して光学系に導かれてペリク
ル表面を照射する。ここでも、第１実施例と同じように
シャッター13を移動することで、λ₁,λ₂,λ_３のうち１
つの波長の光のみがペリクル面に入射するようになって
いる。

（第６実施例）次に本発明の第６実施例について説明する。第11図は
本実施例の構成を示す図である。上述の第１〜第５実施
例では、検査光を選定するに当って、波長λ_１、λ_２の
光ビームをそれぞれ別の光源から照射してペリクルの透
過率を比較したが、本実施例においては、同一の光源か
ら２つの波長を照射して比較するものである。

本実施例の照射手段としては、例えば超高圧水銀灯51
を用いる。水銀灯51から放射された照明光に対して、波
長選択素子であるバンドパスフィルター（干渉フィルタ
ー）50が作用し、照明光束の中から特定の波長の単色光
または準単色光のみが選択されて、シリンドリカルレン
ズ10、ミラー９に導かれ、ペリクル１に入射する。

本実施例は、上記のように照射手段の構成のみが異な
るもので、その比較手段、判定手段については、第１〜
第４実施例のものが全て適用可能である。また、水銀灯
51とシリンドリカルレンズ10との間に複数の干渉フィル
ターを配置し、異なる複数の波長の光ビームを同時にペ
リクル１に照射すれば、同様に第５実施例の構成も全て
適用できることは言うまでもない。

ところで、以上の第１〜第６実施例では、一定の入射
角度のもとで、波長のみを選択して、ペリクル透過率を
低くなるようにしていた。しかしながら、前述したよう
にペリクルの分光特性は、入射角度によっても異なるも
のである。このため、ペリクルの種類や膜厚等によって
は、入射角を変化させるだけで上記実施例と全く同様の
効果を得ることができる。また、波長λ_１、λ_２のいず
れに対しても透過率が高いペリクルにおいては、入射角
を微調整することによって透過率を低くすることがで
き、波長切替とともに補助的に入射角調整を行うことに
よって、新たに光源（波長λ_３）を増やすことなく高精
度な異物検査が可能で、さらに透過率が低い波長λの光
ビームの場合にはより透過率を低くすることができ、結
果的により小さな透過率の光ビームを選定することが可
能となるといった利点がある。このような場合には、照
射手段、例えばミラー９を傾斜可能に構成する、もしく
は振動ミラーとｆ−θレンズとを配置することによっ
て、照射角度を変えられるようにすればよい。

また、入射角と同様に、ペリクルの分光特性は入射ビ
ームの偏光方向によっても異なるので、これを変化させ
ることによっても波長λ_１、λ_２の透過率を調整可能で
あり、より小さな透過率の光を選定することができ、入
射角調整と全く同様の効果を得ることができる。このた
めには、入射光の光路内に1/4または1/2波長板を設置し
て、円偏光ないしＰ偏光またはＳ偏光への切替を可能に
すればよい。

なお、以上の説明では光ビーム走査手段（例えば第１
図においてペリクル表面で光ビームをＸ方向に走査する
手段）を用いない形式の異物検査装置について述べてき
たが、本発明はこれに限られるものではない。すなわ
ち、光ビームを走査鏡、例えば特開昭58−62544号公報
に開示されているように、ガルバノミラーまたはポリゴ
ンミラー等の振動ミラーとｆ−θレンズとにより被検査
面の所定の範囲内を光ビームで走査しながら、その走査
方向とほぼ垂直な方向に戴置台を移動することによって
ペリクル全面の検査を行うような異物検査装置において
も使用可能である。

また、以上の実施例では、レチクルにペリクルを装着
した状態で、ペリクルの異物検査が行われるものとして
述べてきたが、レチクルに装着する前にペリクル単独、
つまりフレームに張設された状態で検査する場合にも本
発明が適用できることは言うまでもない。

さらに、以上の実施例ではペリクルの異物検査につい
て述べたが、ペリクルの代りにカバーグラスを用いる場
合でも、同様に本発明を適用できることは言うまでもな
い。さらにマスクやレチクル等のガラス基板の異物検査
装置においても、光ビームの照射によってその保持部材
（戴置台）やガラス基板の側端面等から迷光（散乱光）
が発生し得るので、本発明を適用することにより上記実
施例と同様の効果を得ることができる。つまりペリクル
に限らず、被検査物が透明体であれば、本発明を適用し
て同様の効果を得ることができる。

尚、以上の実施例では光源としてペリクルによる吸収
が小さい波長域の光ビームを用いれば良く、その波長域
は紫外領域や可視領域であっても構わない。従って、以
上の第１〜第６実施例では上記波長域の中から、さらに
ペリクルの種類や膜厚に応じてペリクルに対する透過率
が小さい波長域の光ビームを選び出している。また、上
記実施例において２つの波長λ_１、λ_２の差Δλは任意
で良く、例えばλ_１＝780nm,λ_２＝830nmに設定してΔ
λを50nmとしても、ペリクルの種類や膜厚によっては十
分有効である。この際、例えば第13図（ａ）に示すよう
にいずれか一方の波長が、ペリクルに対する透過率がピ
ークとなる２つの波長のほぼ中間の波長となるように、
その波長差を定めることが望ましい。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、波長が異なる複数の光
ビームから１つの波長を選定することにより、被検査面
に対してほぼ全反射の系を構成できるため、ペリクル透
過光によって生じるフレーム散乱光、すなわち迷光が除
去でき、異物からの散乱光のみを確実に検査できる。

また、透過光が存在しないため、レチクルのパターン
エッジで生じる散乱光の影響を考慮する必要がなくな
り、複数個の受光素子を配置しなくてもよいという利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による実施例の構成を示す斜視図、第２
図は第１実施例を示す断面図、第３図は第１実施例の制
御回路ブロック図、第４図は第２実施例を示す断面図、
第５図は第２実施例の制御回路ブロック図、第６図は第
３実施例のCCD画素信号を示す図、第７図（ａ），
（ｂ）は第４実施例の画素信号を示す図、第８図は第４
実施例の制御回路ブロック図、第９図，第10図は第５実
施例による装置の構成を示す図、第11図は第６実施例に
よる装置の構成を示す図、第12図は別の種類のペリクル
に対応するための光源を示す図、第13図（ａ）〜（ｃ）
は各種ペリクルの透過率特性を示す図である。［主要部分の符号の説明］１……ペリクル、２……フレーム、13……CCD、18……
切替えシャッター。

フロントページの続き (72)発明者金究豊東京都品川区西大井１丁目６番３号株式会社ニコン大井製作所内 (72)発明者中村修東京都品川区西大井１丁目６番３号株式会社ニコン大井製作所内 (72)発明者田代英之東京都品川区西大井１丁目６番３号株式会社ニコン大井製作所内 (56)参考文献特開平１−187437（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 21/88 G01B 11/00 H01L 21/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】透明体表面に対して光を所定の角度で照射
する照射手段と、前記薄膜表面上に付着した異物からの
散乱光を受光する第１の光電検出手段とを備えた異物検
査装置において、前記照射手段が、複数の異なった波長の光を、照射可能
である光源を有し、前記光源から照射された各波長の光に対する透明体の透
過率を比較する比較手段と、前記各波長のうち、前記透明体の透過率が最も低くなる
波長を判定する判定手段と、該判定手段により得られた波長の光を検査光として選択
する波長切替手段とを備えたことを特徴とする異物検査
装置。
【請求項２】前記比較手段が、前記透明体表面からの反
射光を受光する第２の光電検出手段を有し、該第２の光
電検出手段の光電信号に基づいて、各波長の光に対する
透明体の透過率を比較することを特徴とする請求項１に
記載の異物検査装置。
【請求項３】前記比較手段が、前記透明体を透過し該透
明体の支持枠で散乱した散乱光を受光する第３の光電検
出手段を有し、該第３の光電検出手段の光電信号に基づ
いて、各波長の光に対する透明体の透過率を比較するこ
とを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項４】前記比較手段が、前記透明体を透過し、該
透明体の支持枠で散乱した散乱光を前記第１の光電検出
手段で受光し、該第１の光電検出手段の光電信号に基づ
いて、各波長の光に対する透明体の透過率を比較するこ
とを特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項５】前記第１の光電検出手段からの光電信号の
うち、透明体上の異物からの散乱信号と透明体を透過し
た前記光による透明体支持枠散乱信号を判別して、該透
明体支持枠散乱信号に基づいて、各波長の光に対する透
明体の透過率を比較することを特徴とする請求項１また
は４に記載の異物検査装置。
【請求項６】前記第１の光電検出手段からの光電信号を
透明体検査面の全面ないし一部の範囲内で積分する積分
手段を有し、該積分手段によって得られる積分信号に基
づいて、各波長の光に対する透明体の透過率を比較する
ことを特徴とする請求項１または４に記載の異物検査装
置。
【請求項７】前記照射手段が、単色光を発生する複数の
光源を有することを特徴とする請求項１に記載の異物検
査装置。
【請求項８】前記照射手段が、単色光を得るための着脱
可能な波長選択素子を有することを特徴とする請求項１
に記載の異物検査装置。
【請求項９】前記第１または第２、第３の光電検出手段
が、受光する光を単色光に分けるための光学的分波手段
と、該分波手段で得られた各単色光を受光する複数の受
光素子を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれ
かに記載の異物検査装置。