JP3020546B2 - Foreign matter inspection device - Google Patents

Foreign matter inspection device

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JP3020546B2
JP3020546B2 JP10293990A JP10293990A JP3020546B2 JP 3020546 B2 JP3020546 B2 JP 3020546B2 JP 10293990 A JP10293990 A JP 10293990A JP 10293990 A JP10293990 A JP 10293990A JP 3020546 B2 JP3020546 B2 JP 3020546B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レチクルやホトマスク等(以下レチクル等
という)の回路パターンの欠陥を検出する欠陥検査方法
及びその装置に係わり、特に、サブミクロンオーダーの
微細な欠陥を、簡単な構成で容易に回路パターンから分
離して検出するのに好適な欠陥検査方法及びその装置に
関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection method and an apparatus for detecting a defect in a circuit pattern of a reticle, a photomask, or the like (hereinafter referred to as a reticle, etc.). The present invention relates to a defect inspection method and apparatus suitable for easily separating a fine defect from a circuit pattern with a simple configuration and detecting the defect.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSI或いはプリント基板などを製造するのに使用され
るレチクル等の露光工程において、レチクル等の回路パ
ターンはウェハ上に焼付転写する前に検査されるが、該
回路パターン上にたとえミクロンオーダーの微小異物が
存在している場合においても、該異物により前記回路パ
ターンがウェハに正常に転写しないことから、LSIチッ
プ全数が不良になる問題がある。この問題点は、最近の
LSIの高集積化に伴い一層顕在化し、より微小のサブミ
クロンオーダーの異物の存在も許容されなくなってきて
いる。
In the process of exposing a reticle or the like used to manufacture LSI or printed circuit boards, the circuit pattern of the reticle or the like is inspected before printing and transferring it onto a wafer. However, since the foreign matter does not normally transfer the circuit pattern onto the wafer, there is a problem that the total number of LSI chips becomes defective. This problem has been
With the increase in integration of LSIs, they have become more prominent, and the existence of even smaller sub-micron-order foreign substances has become unacceptable.

上記転写不良防止のため、露光工程前の異物検査は不
可欠であり、レチクル等の管理上、従来から種々の異物
検査技術が提供されているが、レチクル等の回路パター
ンの異物検査は、レーザ光等の指向性の良い光源で斜め
から照射し、異物から発生する散乱光を検出する方法が
検査速度および感度の点から有利で一般的に使用されて
いる。ところが上記検査方法においては、レチクル等の
回路パターンのエッジ部からも回折光が発生するため、
この回折光から異物のみを弁別して検出するための工夫
が必要であり、そのための技術が公開されている。
In order to prevent the above transfer failure, foreign particle inspection before the exposure step is indispensable, and various foreign particle inspection techniques have been conventionally provided for the management of reticles and the like. A method of obliquely irradiating with a light source having good directivity such as the above and detecting scattered light generated from a foreign substance is advantageous and generally used in terms of inspection speed and sensitivity. However, in the above inspection method, since diffracted light is also generated from the edge of a circuit pattern such as a reticle,
A device for discriminating and detecting only a foreign substance from the diffracted light is required, and a technique for that purpose is disclosed.

その1は、直線偏光レーザと、特定の入射角度で該レ
ーザ光を斜めから照射する手段と、偏光板およびレンズ
を用いた結像光学系を特徴とする異物検査装置(例え
ば、特開昭54−101390)で、直線偏光を照射した際、回
路パターンからの回折光と異物からの散乱光では、光の
偏光方向が異なることを利用し、異物のみを輝かせて検
出するものである。
The first is a foreign matter inspection apparatus characterized by a linearly polarized laser, means for irradiating the laser light obliquely at a specific incident angle, and an imaging optical system using a polarizing plate and a lens (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. -101390), when linearly polarized light is radiated, the diffracted light from the circuit pattern and the scattered light from the foreign matter utilize the fact that the polarization directions of the light are different, and only the foreign matter is made to shine and is detected.

その2として、レーザ光を斜方から被検査試料に照射
して走査する手段と、該レーザ光の照射点と集光点面が
ほぼ一致するように被検査試料の上方に設けられ該レー
ザ光の散乱光を集光する第1のレンズと、該第1のレン
ズのフーリェ変換面に設けられ被検査試料の回路パター
ンからの規則的回折光を遮光する遮光板と、該遮光板を
通して得られる異物からの散乱光を逆フーリェ変換する
第2のレンズと、該第2のレンズの結像点に設けられ被
検査試料上のレーザ光照射点以外からの散乱光を遮光す
るスリットと、該スリットを通過した異物からの散乱光
を受光する受光器とから構成された異物検査装置が開示
されている(例えば、特開昭59−65428号公報)。この
装置は、回路パターンが一般的に視界内で同一方向か或
いは2〜3の方向の組合せで構成されていることに着目
し、この方向の回路パターンによる回折光をフーリェ変
換面に設置した空間フィルタで除去することにより、異
物からの散乱光だけを強調して検出しようとするもので
ある。
Secondly, there is provided a means for irradiating the sample to be inspected with a laser beam from an oblique direction to scan the sample, and the laser beam provided above the sample to be inspected so that the irradiation point of the laser beam and the converging point surface are substantially coincident with each other. A first lens for condensing the scattered light, a light shielding plate provided on the Fourier transform surface of the first lens for shielding regular diffracted light from the circuit pattern of the sample to be inspected, and the light shielding plate obtained through the light shielding plate A second lens for performing inverse Fourier transform of scattered light from a foreign substance; a slit provided at an image forming point of the second lens for shielding scattered light from a point other than a laser light irradiation point on the sample to be inspected; (For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-65428). This device pays attention to the fact that a circuit pattern is generally formed in the same direction or a combination of a few directions in a field of view, and a space in which diffracted light by the circuit pattern in this direction is set on a Fourier transform plane. By removing the light with a filter, only the scattered light from the foreign matter is to be emphasized and detected.

その3は、回路パターンエッジ部で生じた回折光には
指向性があるが、異物による散乱光には指向性がないこ
とに着目し、複数個所に設置した検出器のそれぞれの検
出出力の論理積を取ることで異物を弁別する構成のもの
である(例えば、特開昭59−186324号公報)。
Third, focusing on the fact that the diffracted light generated at the edge of the circuit pattern has directivity, but the scattered light due to foreign matter does not have directivity, the logic of the detection output of each of the detectors installed at a plurality of locations is considered. The configuration is such that foreign matter is discriminated by taking the product (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-186324).

その4は、回路パターンエッジからの回折光は或る特
定の方向にのみ集中していくのに対して、異物からはす
べての方向に散乱していくという現象を利用し、複数の
検出器を配置して異物を弁別するものである(例えば、
特開昭60−154634号公報および特開昭60−154635号公
報)。
Fourth, a plurality of detectors are used, utilizing the phenomenon that diffracted light from a circuit pattern edge concentrates only in a specific direction, while scattering from a foreign substance in all directions. It is arranged to discriminate foreign matter (for example,
JP-A-60-154634 and JP-A-60-154635).

なお、微小異物検査に関連する方法および装置とし
て、シュリーレン法,位相差顕微鏡,有限の大きさの光
源の回折像等に関する技術が、例えば、久保田 広著、
応用光学(岩波全書)第129頁〜136頁に記載されてい
る。
Techniques related to the Schlieren method, a phase-contrast microscope, and a diffraction image of a light source having a finite size are known as methods and apparatuses related to the inspection of minute foreign substances. For example, Hiroshi Kubota,
Applied Optics (Iwanami Zensho), pp. 129-136.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前記従来技術その1(例えば、特開昭54−101390)に
おいては、微小異物からの散乱光の偏光方向と、回路パ
ターンエッジからの回折光の偏光方向との差異が小さく
なることから異物の弁別検出ができない問題点を有して
いた。
In the prior art 1 (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-101390), the difference between the polarization direction of the scattered light from the minute foreign matter and the polarization direction of the diffracted light from the edge of the circuit pattern is reduced. There was a problem that it could not be detected.

つぎに前記従来技術その2(例えば、特開昭59−6542
8号公報)は、異物からの散乱光を遮光板によって回路
パターンからの回折光と分離し、かつスリットにより異
物からの散乱光のみを検出するもので、異物を簡単な2
値化法により検出するため検出機構が簡単になる特徴を
有するが、前記回路パターンの交差部分からの回折光に
は、直線部分からの回折光のように特定位置に偏る傾向
は小さく、前記空間フィルタにより回路パターンの交差
部分からの回折光を完全に遮光することはできず、ま
た、近年のLSI高集積化に伴うミクロンオーダーの微細
構造パターンを有する回路パターンから発生する回折光
は、異物からの散乱光と挙動が類似してきているため一
層前記傾向が強く、簡単な2値化法により異物を回路パ
ターンから分離して検出することは事実上困難で問題点
となっていた。
Next, the aforementioned prior art 2 (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-6542).
No. 8) separates the scattered light from the foreign matter from the diffracted light from the circuit pattern by a light-shielding plate, and detects only the scattered light from the foreign matter by a slit.
It has a feature that the detection mechanism is simplified because it is detected by the binarization method, but the diffracted light from the intersection of the circuit pattern has a small tendency to be biased to a specific position like the diffracted light from the linear portion, and the space Diffracted light from the intersection of circuit patterns cannot be completely blocked by the filter, and diffracted light generated from circuit patterns having micron-order microstructure patterns due to the recent high integration of LSIs is due to foreign matter. Since the behavior is similar to that of the scattered light, it is much more likely that the above-mentioned tendency is strong, and it is practically difficult and problematic to detect the foreign matter separately from the circuit pattern by a simple binarization method.

また、前記従来技術その3(例えば、特開昭59−1863
24号公報)および前記従来技術その4(例えば、特開昭
60−154634号公報および特開昭60−154635号公報)にお
ける各装置においては、その装置の構成上、十分な集光
能力を持つ光学系の採用が困難であり、微小な異物から
発生する微弱な散乱光を検出するのは実際上困難な問題
点を有していた。
Further, the above-mentioned prior art 3 (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-1863)
No. 24) and the aforementioned prior art 4 (for example,
In each of the devices described in JP-A-60-154634 and JP-A-60-154635), it is difficult to employ an optical system having a sufficient light-collecting ability due to the configuration of the device, and the weakness generated from minute foreign matter is difficult. Detecting such scattered light has a practically difficult problem.

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、レチクル等
の回路パターンに発生したサブミクロンオーダーの微細
な欠陥を、簡単な構成で容易に回路パターンから分離し
て検出することができる欠陥検査方法及びその装置を提
供することにある。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and has a defect inspection method capable of easily detecting a submicron-order minute defect generated in a circuit pattern of a reticle or the like with a simple configuration and easily separating the circuit pattern from the circuit pattern. And an apparatus therefor.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的を達成するために、本発明では、基板上に形
成した回路パターンの欠陥を検査する欠陥検査装置を、
基板を載置して移動可能なステージ手段と、このステー
ジ手段上に載置した基板を斜方から照射する第1の光源
部とこの第1の光源部と対向して基板を斜方から照射す
る第2の光源部とを有する照射手段と、この照射手段に
より照射されて基板上の回路パターンから発生した散乱
光および回折光を集光して第1の光源部の照射により発
生した第1の散乱光および回折光と第2の光源部の照射
により発生した第2の散乱光および回折光とを分離する
集光分離光学系手段と、この集光分離光学系手段により
分離された第1の散乱光および回折光に基づく光を検出
する第1の検出部と集光分離光学系手段により分離され
た第2の散乱光および回折光に基づく光を検出する第2
の検出部とを備えた検出手段と、この検出手段の第1の
検出部で検出した信号を2値化して得た第1の2値化信
号と第2の検出部で検出した信号を2値化して得た第2
の2値化信号との論理積から基板上に形成した回路パタ
ーンの欠陥を判定する欠陥判定手段とを備えて構成し
た。
In order to achieve the above object, the present invention provides a defect inspection device for inspecting a defect of a circuit pattern formed on a substrate,
Stage means capable of mounting and moving a substrate, a first light source unit for irradiating the substrate mounted on the stage means from an oblique direction, and irradiating the substrate from the oblique direction in opposition to the first light source unit An irradiating unit having a second light source unit for irradiating light, and a scattered light and a diffracted light generated from a circuit pattern on the substrate irradiated by the irradiating unit and condensed. Condensing / separating optical system means for separating the scattered light and the diffracted light from the second light source section and the second scattered light and the diffracted light, and the first condensing / separating optical system means And a second detector for detecting light based on the second scattered light and the diffracted light separated by the condensing / separating optical system means.
And a first binarized signal obtained by binarizing a signal detected by the first detection unit of the detection unit and a signal detected by the second detection unit. 2nd value obtained
And a defect judging means for judging a defect of a circuit pattern formed on the substrate from a logical product of the binarized signal and the binary signal.

また、上記目的を達成するために、本発明では、基板
上に形成した回路パターンの欠陥を検出する欠陥検査装
置を、基板に第1の波長の光を照射する第1の光照射手
段と、基板に第2の波長の光を照射する第2の光照射手
段と、第1の光照射手段と第2の光照射手段とにより第
1の波長の光と第2の波長の光とが照射された基板から
の光を集光する光学系手段と、この光学系手段により集
光された第1の波長の光による基板からの第1の光と光
学系手段により集光された第2の波長の光による基板か
らの第2の光とを分離する分離手段と、この分離手段に
より分離された基板からの第1の光による像を検出する
第1の像検出手段と、基板からの第2の光による像を検
出する第2の像検出手段と、第1の像検出手段で第1の
光による像を検出して得た信号を2値化した第1の2値
化信号と第2の像検出手段で第2の光による像を検出し
て得た信号を2値化した第2の2値化信号との論理積か
ら基板上に形成した回路パターンの欠陥を検出する欠陥
検出手段とを備えて構成した。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a defect inspection apparatus that detects a defect in a circuit pattern formed on a substrate includes: a first light irradiating unit that irradiates the substrate with light having a first wavelength; A second light irradiating means for irradiating the substrate with light of a second wavelength, and light of the first wavelength and light of the second wavelength are irradiated by the first light irradiating means and the second light irradiating means. An optical system for condensing the light from the substrate, and a second light condensed by the optical system and the first light from the substrate due to the light of the first wavelength condensed by the optical system. Separation means for separating the second light from the substrate by the light having the wavelength; first image detection means for detecting an image of the first light from the substrate separated by the separation means; Second image detecting means for detecting an image by the second light, and detecting the image by the first light by the first image detecting means. A first binarized signal obtained by binarizing the obtained signal and a second binarized signal obtained by binarizing a signal obtained by detecting an image formed by the second light with the second image detecting means. Defect detecting means for detecting a defect of a circuit pattern formed on the substrate from a logical product.

また、上記目的を達成するために、本発明では、基板
上に形成した回路パターンの欠陥を検出する欠陥検査方
法において、ステージ上に載置した基板に第1のレーザ
と第2のレーザとを斜方からそれぞれ対向させて照射
し、この照射により基板上の回路パターンから発生する
散乱光および回折光を集光し、この集光した散乱光およ
び回折光を第1のレーザの照射により基板上の回路パタ
ーンから発生した第1の散乱光および回折光と第2のレ
ーザの照射により基板上の回路パターンから発生した第
2の散乱光および回折光とに分離し、この分離した第1
の散乱光および回折光のうち回路パターンの直線部分か
らの回折光を遮光して第1の検出器で検出し、分離した
第2の散乱光および回折光のうち回路パターンの直線部
分からの回折光を遮光して第2の検出器で検出し、第1
の検出器で検出した出力を2値化した第1の2値化信号
と第2の検出器で検出した出力を2値化した第2の2値
化信号との論理積から基板上に形成した回路パターンの
欠陥を判定するようにした。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in a defect inspection method for detecting a defect in a circuit pattern formed on a substrate, the first laser and the second laser are applied to the substrate placed on the stage. Irradiation is performed from the oblique direction, and scattered light and diffracted light generated from the circuit pattern on the substrate are condensed by the irradiation, and the collected scattered light and diffracted light are irradiated on the substrate by the first laser irradiation. The first scattered light and the diffracted light generated from the circuit pattern and the second scattered light and the diffracted light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation of the second laser are separated from each other.
Out of the scattered light and the diffracted light from the linear portion of the circuit pattern is shielded and detected by the first detector, and the separated second scattered light and the diffracted light are diffracted from the linear portion of the circuit pattern. The light is blocked and detected by the second detector, and the first
Formed on a substrate from a logical product of a first binarized signal obtained by binarizing the output detected by the second detector and a second binarized signal obtained by binarizing the output detected by the second detector The defect of the circuit pattern is determined.

また、上記目的を達成するために、基板上に形成した
回路パターンの欠陥を検出する欠陥検査方法において、
ステージ上に載置した基板に波長の異なる第1の照明光
と第2の照明光とを照射し、この照射により基板上の回
路パターンから発生した光を集光し、この集光した光を
第1の照明光の照射により基板上の回路パターンから発
生した第1の光と第2の照明光の照射により基板上の回
路パターンから発生した第2の光とに分離し、この分離
した第1の光に基づく回路パターンの像を撮像して第1
の画像を得、分離した第2の光に基づく第2のパターン
の像を撮像して第2の画像を得、第1の画像を2値化し
て得た第1の2値化画像と第2の画像を2値化して得た
第2の2値化画像との論理積から基板上に形成した回路
パターンの欠陥を検出するようにした。
Further, in order to achieve the above object, in a defect inspection method for detecting a defect of a circuit pattern formed on a substrate,
A substrate mounted on a stage is irradiated with first illumination light and second illumination light having different wavelengths, and the light generated from the circuit pattern on the substrate by this irradiation is condensed. The first light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation of the first illumination light is separated into the second light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation of the second illumination light. Image of the circuit pattern based on the first light
, An image of a second pattern based on the separated second light is captured, a second image is obtained, a first binarized image obtained by binarizing the first image, and a second The defect of the circuit pattern formed on the substrate is detected from the logical product of the second image and the second binarized image obtained by binarizing the two images.

〔作用〕[Action]

本発明は、レチクル等の回路パターンが縦・横・斜め
の3方向の直線および該直線の交差部で構成されている
ことに着目してなされている。前記回路パターンが、指
向性のよいレーザ光等で斜方から入射角i(i<90゜)
で照射された場合、回路パターンの直線部分からの回折
光のフーリェ変換像は、照射視野内の回路パターンの位
置によらず、フーリェ変換像面上の特定の位置へ細い直
線状に集光され、一方、異物からの散乱光はフーリェ変
換像面上の特定の位置へ偏らないことが知られている。
ところが、前記回路パターンの交差部分および微細構造
部分からの回折光の強度変化については明らかにされて
おらず、今回発明者等の行った回路パターンの存在し得
るすべての交差部分および微細構造部分の形状について
の測定により、同一形状の回路パターンの交差部分およ
び微細構造部分を同一の入射角度の光源で照射した場合
でも、光源が回路パターンを照射する方向によって回路
パターンからの回折光の強度が著しく変化することが明
らかにされた。
The present invention focuses on the fact that a circuit pattern such as a reticle is composed of straight lines in three directions of vertical, horizontal and oblique directions and intersections of the straight lines. The circuit pattern has an incident angle i (i <90 °) from an oblique direction with a laser beam or the like having good directivity.
When illuminated, the Fourier-transformed image of the diffracted light from the linear portion of the circuit pattern is condensed into a thin linear shape at a specific position on the Fourier-transformed image plane, regardless of the position of the circuit pattern in the irradiation visual field. On the other hand, it is known that the scattered light from the foreign material is not deviated to a specific position on the Fourier transform image plane.
However, the change in the intensity of the diffracted light from the intersections and microstructures of the circuit pattern has not been clarified, and all possible intersections and microstructures of the circuit pattern performed by the present inventors have been described. By measuring the shape, even if the intersection and the microstructure of the circuit pattern of the same shape are illuminated by the light source with the same incident angle, the intensity of the diffracted light from the circuit pattern is remarkable depending on the direction in which the light source irradiates the circuit pattern It was revealed to change.

上記測定結果に基づき、前記検査ステージ部上に載置
した基板の回路パターンを、180゜方向をずらして対称
に配置された独立した光源を有する第1および第2の照
明系によりそれぞれ斜方から入射角iで照射すると、該
照射で回路パターンの同一位置に発生した散乱光および
回折光は、前記検出光学系により集光されて照射方向別
に光線分離され、分離後の各フーリェ変換面上に配置し
た空間フィルタにより回路パターンの直線部分からの回
折光を遮光して除去し、逆フーリェ変換像が作成されて
照明系列の各検出器上に結像して検出される。各検出器
の出力は、しきい値を設定した前記信号処理系における
第1および第2の2値化回路によりそれぞれ2値化さ
れ、論理積回路により該2値化出力の論理積がとられ
る。この論理積をとることにより前記回路パターン上の
サブミクロンオーダーの異物が回路パターンから分離し
て検出され、異物のみを検出することが可能になる。
Based on the above measurement results, the circuit pattern of the substrate placed on the inspection stage unit is obliquely shifted by 180 ° by the first and second illumination systems having independent light sources symmetrically arranged. When irradiated at an incident angle i, the scattered light and the diffracted light generated at the same position of the circuit pattern by the irradiation are condensed by the detection optical system and separated by the irradiation direction, and are separated on each Fourier transform surface after separation. The diffracted light from the linear portion of the circuit pattern is shielded and removed by the arranged spatial filter, and an inverse Fourier transform image is created and imaged on each detector of the illumination series to be detected. The output of each detector is binarized by a first and second binarization circuit in the signal processing system in which a threshold value is set, and an AND circuit of the binarized output is obtained by an AND circuit. . By taking this logical product, the foreign matter of the submicron order on the circuit pattern is detected separately from the circuit pattern, and it is possible to detect only the foreign matter.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の一実施例の構成を第1図を参照して説明
する。図において、1は検査ステージ部で、検査ステー
ジ部1は、ペリクル7を有するレチクル6を固定手段8
により上面に固定してZ方向に移動可能なZステージ9
と、Zステージ9を介してレチクル6をX方向へ移動さ
せるXステージ10と、同じくレチクル6をY方向へ移動
させるYステージ11と、Zステージ9,Xステージ10,Yス
テージ11の各ステージを駆動するステージ駆動系12と、
レチクル6のZ方向位置を検出する焦点位置検出用の制
御系13とから構成されており、各ステージは、レチクル
6の検査中常に必要な精度で焦点合わせ可能に制御され
るようになっている。
The configuration of one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes an inspection stage unit, and the inspection stage unit 1 fixes a reticle 6 having a pellicle 7 to a fixing unit 8.
Z stage 9 fixed to the upper surface and movable in the Z direction
And an X stage 10 for moving the reticle 6 in the X direction via the Z stage 9, a Y stage 11 for moving the reticle 6 in the Y direction, and each of the Z stage 9, the X stage 10, and the Y stage 11. A stage drive system 12 for driving,
A focus position detection control system 13 for detecting the position of the reticle 6 in the Z direction. Each stage is controlled so as to be always in focus with the required accuracy during the inspection of the reticle 6. .

Xステージ10およびYステージ11の走査速度は任意に
設定することができるが、例えば、Xステージ10を、約
0.2秒の等加速時間と、4.0秒の等速運動と、0.2秒の等
減速時間とに設定し、約0.2秒の停止時間を1/2周期で最
高速度約25mm/秒、振幅105mmの周期運動をするように形
成し、Yステージ11を、Xステージ10の等加速時間およ
び等減速時間に同期してレチクル6を0.5mmずつステッ
プ状にY方向に移送するように構成すれば、1回の検査
時間内に200回移送することにすると、約960秒で100mm
移送することが可能になり、100mm四方の領域を約960秒
で走査することができることになる。
The scanning speed of the X stage 10 and the Y stage 11 can be set arbitrarily.
Set a constant acceleration time of 0.2 seconds, a constant velocity movement of 4.0 seconds, and a constant deceleration time of 0.2 seconds, and a stop time of about 0.2 seconds in 1/2 cycle, a maximum speed of about 25 mm / sec, and a cycle of 105 mm amplitude If the reticle 6 is formed so as to move and the reticle 6 is moved in steps of 0.5 mm in steps in the Y direction in synchronization with the equal acceleration time and equal deceleration time of the X stage 10, once If you transfer 200 times within the inspection time of 100mm, it will take 100mm in about 960 seconds
It can be transported, and a 100 mm square area can be scanned in about 960 seconds.

また、焦点位置検出用の制御系13は、エアーマイクロ
メータを用いるものでも、或いはレーザ干渉法で位置検
出するものでも、さらには縞パターンを投影し、そのコ
ントラストを検出する構成のものでもよい。なお、座標
X,Y,Zは、図に示す方向である。
Further, the control system 13 for detecting the focus position may use an air micrometer, may detect the position by a laser interferometer, or may detect the contrast by projecting a stripe pattern. The coordinates
X, Y, and Z are directions shown in the figure.

2は第1の照明系、3は第2の照明系で、両者は独立
しており、かつ同一の構成要素からなっていて、180゜
方向をずらして対称に配置されて検査視野15を照射す
る。21,31はレーザ光源で、両者の波長は、レーザ光源2
1の波長λを例えば830nm、レーザ光源31の波長λ
例えば780nmとして光学的に分離可能な異なる波長とし
ているが、光学的に分離可能であれば他の波長でもよ
い。22,32は集光レンズで、レーザ光源21,31より射出さ
れた光束をそれぞれ集光してレチクル6の回路パターン
上に照射する。この場合、回路パターンに対する両者の
入射角iは、後述する検出光学系4の対物レンズ41を避
けるため約30゜より大きくし、また、被検体がペリクル
7を装着したレチクル6の場合は、ペリクル7を避ける
ためにほぼ80゜より小さくしなければならないことか
ら、おおよそ30゜<i<80゜にされる。
Reference numeral 2 denotes a first illumination system, and 3 denotes a second illumination system, which are independent of each other and have the same components, and are arranged symmetrically with a shift of 180 ° to irradiate the inspection visual field 15. I do. Reference numerals 21 and 31 denote laser light sources.
The wavelength λ 1 of one is, for example, 830 nm, and the wavelength λ 2 of the laser light source 31 is, for example, 780 nm, which are different wavelengths that can be separated optically. However, other wavelengths may be used as long as they can be separated optically. Reference numerals 22 and 32 denote condensing lenses, which condense the light beams emitted from the laser light sources 21 and 31, respectively, and irradiate them on the circuit pattern of the reticle 6. In this case, the incident angle i of the two with respect to the circuit pattern is set to be larger than about 30 ° in order to avoid the objective lens 41 of the detection optical system 4 to be described later, and when the object is the reticle 6 on which the pellicle 7 is mounted, the pellicle Since it must be less than approximately 80 ° to avoid 7, approximately 30 ° <i <80 °.

上記第1の照明系2および第2の照明系3の詳細な構
成例を、第2図および第3図を参照して説明する。第2
図は第1の照明系2の構成例を示す図(この場合、第2
の照明系3側は同一構成のため省略している)、第3図
はレーザ光源21より射出された光束を任意のZ位置でX
−Y面に平行に断面した状態を示す斜視図である。図
中、第1図と同符号のものは同じものを示す。21は半導
体レーザを使用したレーザ光源である。221はコリメー
タレンズ、222は1/2波長板、223は凹レンズ、224はシリ
ンドリカルレンズ、225はコリメータレンズ、226は集光
レンズで、符号221〜226により集光レンズ22を形成して
いる。レーザ光源21は、横(X方向)約1μm以下×縦
(Y方向)数μm〜数十μmの長方形の発光点211を有
しており、発光点211より射出されたレーザ光が、発光
点211における回折現象により横(X方向)に広い角度
で回折して、第3図に示すような楕円形状の光束212を
形成し、また、レーザ光源21は半導体レーザを使用して
いるため、通常、Y方向に磁界ベクトルを持つ直線偏光
を有しており、さらに、検査視野15にレーザビームを小
さく絞り込むためには、レーザ光源21より広い角度でコ
リメータレンズ221に射出する必要がある。このような
ことから、シリンドリカルレンズ224により第2図に示
すY′方向が長手方向になるレーザビームを形成し、光
路中に1/2波長板222を設けてP偏光のレーザビームを90
゜回転してS偏光にしている。S偏光にするのは、例え
ば、入射角iが約60゜の場合、ガラス基板上における反
射率が、P偏光の場合より約5倍程度高い(例えば、久
保田 広著、応用光学(岩波全書)第144頁)からで、
より小さい異物まで検出することが可能になる。
A detailed configuration example of the first illumination system 2 and the second illumination system 3 will be described with reference to FIG. 2 and FIG. Second
The figure shows a configuration example of the first illumination system 2 (in this case, the second illumination system 2).
3 is omitted because it has the same configuration), and FIG. 3 shows that the light beam emitted from the laser
It is a perspective view showing the state where it was sectioned parallel to the -Y plane. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts. Reference numeral 21 denotes a laser light source using a semiconductor laser. Reference numeral 221 denotes a collimator lens, 222 denotes a half-wave plate, 223 denotes a concave lens, 224 denotes a cylindrical lens, 225 denotes a collimator lens, and 226 denotes a condenser lens. The laser light source 21 has a rectangular light emitting point 211 of about 1 μm or less in the horizontal (X direction) × several μm to several tens μm in the vertical (Y direction), and the laser light emitted from the light emitting point 211 Due to the diffraction phenomenon at 211, the light is diffracted at a wide angle in the horizontal direction (X direction) to form an elliptical light beam 212 as shown in FIG. 3, and the laser light source 21 uses a semiconductor laser. , And a linearly polarized light having a magnetic field vector in the Y direction. Further, in order to narrow the laser beam to the inspection visual field 15, it is necessary to emit the laser beam to the collimator lens 221 at a wider angle than the laser light source 21. For this reason, a laser beam having a longitudinal direction in the Y 'direction shown in FIG. 2 is formed by the cylindrical lens 224, and a half-wave plate 222 is provided in the optical path to make the P-polarized laser beam
゜ Rotated to S-polarized light. The reason for using S-polarized light is that, for example, when the incident angle i is about 60 °, the reflectance on the glass substrate is about 5 times higher than that of P-polarized light (for example, by Hiroshi Kubota, Applied Optics (Iwanami Zensho)) From page 144)
It is possible to detect even smaller foreign matter.

そして第1の照明系2の照度を高めるため、集光系の
開口数(NA)を約0.1にし、レーザビームを約10μmま
で絞り込んでいるが、この絞り込みにより焦点深度は約
30μmと短くなり、第2図に示す検査視野15の全域S
(約500μm)に焦点を合わせることができなくなる。
しかし、本実施例においてはこの対策として、シリンド
リカルレンズ224を第2図に示すX′軸回りに傾動させ
(第2図はすでに傾動した状態を示す)、例えば、入射
角iが60゜でも検査視野15の全域Sに焦点を合わせるこ
とが可能になっており、後述する信号処理系5の検出器
51,551に一次元固体撮像素子を使用した場合に、検査視
野15の検査領域が検出51,551と同様に直線状になって
も、該直線状の検査領域を高い照度で、かつ均一な分布
で照明をすることが可能になる。
Then, in order to increase the illuminance of the first illumination system 2, the numerical aperture (NA) of the condensing system is set to about 0.1 and the laser beam is narrowed down to about 10 μm.
30 μm, the entire area S of the inspection visual field 15 shown in FIG.
(About 500 μm).
However, in this embodiment, as a countermeasure, the cylindrical lens 224 is tilted around the X 'axis shown in FIG. 2 (FIG. 2 shows the tilted state). It is possible to focus on the entire area S of the field of view 15, and the detector of the signal processing system 5 described later is used.
When a one-dimensional solid-state imaging device is used for 51,551, even if the inspection area of the inspection field of view 15 is linear as in the detection 51,551, the linear inspection area is illuminated with high illuminance and uniform distribution. It becomes possible to do.

さらに、シリンドリカルレンズ224を第2図に示す
X′軸回りに加えて、Y′軸回りにも傾動させると、例
えば、入射角iが60゜で任意の方向から照射した場合で
も、検査視野15の全域S上を高い照度で、かつ均一な分
布の直線状の照明をすることが可能である。
Further, if the cylindrical lens 224 is tilted about the Y ′ axis in addition to the X ′ axis shown in FIG. 2, even if the incident angle i is 60 ° and the irradiation is performed from any direction, the inspection field of view 15 can be obtained. , It is possible to perform linear illumination with high illuminance and uniform distribution over the entire area S.

4は検出光学系で、検出光学系4は、レチクル6に相
対する対物レンズ41、対物レンズ41の結像位置付近に設
けられる視域レンズ(以下フィールドレンズという)4
3、フィールドレンズ43により集光された光束の波長分
離用のミラー42、レチクル6の検査視野15に対するフー
リェ変換の位置に設けられた帯状の遮光部とその外部に
透過部を有する空間フィルタ44,444、および結像レンズ
45,445とからなっており、レチクル6上の検査視野15を
後述する信号処理系5の検出器51,551に結像するように
構成されている。フィールドレンズ43は、対物レンズ41
の上方の焦点位置46を空間フィルタ44,444上に結像する
ものである。
Reference numeral 4 denotes a detection optical system. The detection optical system 4 includes an objective lens 41 facing the reticle 6 and a viewing zone lens (hereinafter referred to as a field lens) 4 provided near an image forming position of the objective lens 41.
3, a mirror 42 for wavelength separation of the light beam condensed by the field lens 43, a band-shaped light shielding portion provided at the position of the Fourier transform with respect to the inspection visual field 15 of the reticle 6, and a spatial filter 44, 444 having a transmission portion outside thereof. And imaging lens
The inspection field of view 15 on the reticle 6 is formed on the detectors 51 and 551 of the signal processing system 5 described later. The field lens 43 is
Is focused on the spatial filters 44 and 444.

5は信号処理系で、信号処理系5は、前記検出器51,5
51と、該検出器51,551の出力を2値化処理する第1およ
び第2の2値化回路52,552と、論理積回路53と、マイク
ロコンピュータ54と、表示手段55とからなっている。
Reference numeral 5 denotes a signal processing system, and the signal processing system 5 includes the detectors 51 and 5.
It comprises a first and second binarization circuits 52 and 552 for binarizing the outputs of the detectors 51 and 551, an AND circuit 53, a microcomputer 54, and a display means 55.

検出器51,551は、例えば電荷移動形の一次元固体撮像
素子などにて形成され、Xステージ10を走査しながらレ
チクル6上の回路パターンからの信号を検出するが、こ
の場合、レチクル6上に異物が存在していると、入力す
る信号レベルおよび光強度が大きくなるため、検出器5
1,551の出力も大きくなるように形成されている。な
お、前記の如く検出器51,551に一次元固体撮像素子を用
いれば、分解能を維持したまま検出視野を広くすること
ができる利点を有するが、これに限定されることなく2
次元のもの、或いは単素子のものでも使用可能である。
The detectors 51 and 551 are formed of, for example, a charge-transfer type one-dimensional solid-state imaging device, and detect signals from a circuit pattern on the reticle 6 while scanning the X stage 10. Is present, the input signal level and light intensity increase, so the detector 5
The output of 1,551 is also formed to be large. Note that if one-dimensional solid-state imaging devices are used for the detectors 51 and 551 as described above, there is an advantage that the detection field of view can be widened while maintaining the resolution, but the present invention is not limited to this.
A dimensional element or a single element can also be used.

2値化回路52,552は、2値化のしきい値が予め設定さ
れており、検出器51,551から出力された検出したい大き
さの異物に相当する反射光強度以上の出力値が入力され
た場合に、論理レベル“1"を出力するように形成されて
いる。
The binarization circuits 52 and 552 have threshold values for binarization set in advance, and when an output value equal to or higher than the reflected light intensity output from the detectors 51 and 551 and corresponding to a foreign substance having a size to be detected is input. , And outputs a logic level “1”.

論理積回路53は、2値化回路52,552からの信号を取り
込み、2つの信号の論理積を出力する。また、マイクロ
コンピュータ54は、論理積回路53が論理レベル“1"を出
力した場合に「異物あり」と判定し、Xステージ10およ
びYステージ11の位置情報、単素子ではない検出器51,5
51の場合にその素子中の画素位置から計算される異物の
位置情報および検出器51,551の検出出力値を異物データ
として記憶し、その結果を表示手段55に出力するように
形成されている。
The AND circuit 53 takes in the signals from the binarization circuits 52 and 552 and outputs the logical product of the two signals. When the AND circuit 53 outputs the logical level “1”, the microcomputer 54 determines that “there is a foreign object”, and detects the position information of the X stage 10 and the Y stage 11 and the detectors 51 and 5 which are not single elements.
In the case of 51, the position information of the foreign substance calculated from the pixel position in the element and the detection output values of the detectors 51 and 551 are stored as foreign substance data, and the result is output to the display means 55.

つぎに検査装置の作用について、第4図ないし第10図
を参照して説明する。図中、第1図と同符号のものは同
じものを示す。第4図はレチクル6の検査状況を示す
図、第5図は回路パターンの角度パターンを説明する平
面図、第6図はフーリェ変換面上における散乱光および
回折光の分布状況を示す図、第7図(a)は回路パター
ンのコーナー部を示す図、第7図(b)は第7図(a)
の“ア”部の詳細部、第8図は異物からの散乱光検出出
力値と回路パターンからの検出出力値との関係説明図、
第9図は微細構造パターンを有する回路パターンを示す
図、第10図は異物および回路パターンコーナー部から検
出される検出信号の出力値レベルを示す図である。
Next, the operation of the inspection apparatus will be described with reference to FIGS. In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same parts. FIG. 4 is a view showing an inspection state of the reticle 6, FIG. 5 is a plan view for explaining an angle pattern of a circuit pattern, FIG. 6 is a view showing a distribution state of scattered light and diffracted light on a Fourier transform plane. 7A is a diagram showing a corner portion of the circuit pattern, and FIG. 7B is a diagram showing FIG. 7A.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between a detection output value from a scattered light from a foreign substance and a detection output value from a circuit pattern,
FIG. 9 is a diagram showing a circuit pattern having a fine structure pattern, and FIG. 10 is a diagram showing an output value level of a foreign object and a detection signal detected from a corner portion of the circuit pattern.

第4図において、70は固定手段8によりZステージ9
上に固定されたレチクル6上の異物、81は回路パターン
80の直線部分、82は回路パターンの80のコーナー部であ
る。
In FIG. 4, reference numeral 70 denotes a Z stage 9
Foreign matter on reticle 6 fixed on top, 81 is circuit pattern
Reference numeral 80 denotes a straight line portion, and reference numeral 82 denotes a corner portion of the circuit pattern.

レチクル6上を第1の照明系2または第2の照明系3
によって斜方より照射し、発生する散乱光を対物レンズ
41で集光すると、第5図に示すレチクル6上の回路パタ
ーン80と照明系2または3のレチクル6面上への投影像
60との位置関係で定義される角度θが0゜のときの角度
パターン(以下0゜パターンという)の回折光は、対物
レンズ41のフーリェ変換面上では第6図(a)に示すよ
うに帯状に表れる。ここで前記回路パターン80の角度θ
の種類は、0゜,45゜,90゜の角度パターンに限られてい
て、第4図に示すように45゜および90゜のパターンから
の回折光(b),(c)は、対物レンズ41の瞳に入射し
ないため検出に影響を及ぼすことがない。一方、異物70
からの散乱光は、方向性が無いため第6図(e)に示す
ようにフーリェ変換面上の全面に広がる。このため、フ
ーリェ変換面上に帯状の遮光部と、その外部に透過部と
を有する空間フィルタ44,444を配置して、第4図に示す
0゜パターンからの回折光(a)を遮光することによ
り、異物70を回路パターン80と弁別して検出することが
可能になる。
First illumination system 2 or second illumination system 3 on reticle 6
Irradiates from the oblique direction and generates the scattered light.
When condensed at 41, the circuit pattern 80 on the reticle 6 shown in FIG. 5 and the projected image of the illumination system 2 or 3 on the reticle 6 surface
When the angle θ defined by the positional relationship with the angle 60 is 0 °, the diffracted light of the angle pattern (hereinafter referred to as 0 ° pattern) on the Fourier transform plane of the objective lens 41 as shown in FIG. Appears in a band. Here, the angle θ of the circuit pattern 80
Are limited to the angle patterns of 0 °, 45 °, and 90 °, and the diffracted lights (b) and (c) from the patterns of 45 ° and 90 ° as shown in FIG. Since it does not enter the 41 pupil, it does not affect detection. On the other hand, foreign matter 70
Since there is no directionality, the scattered light from is spread over the entire surface on the Fourier transform surface as shown in FIG. 6 (e). For this reason, spatial filters 44 and 444 having a band-shaped light shielding portion on the Fourier transform surface and a transmission portion outside thereof are arranged to shield the diffracted light (a) from the 0 ° pattern shown in FIG. This makes it possible to detect the foreign matter 70 by distinguishing it from the circuit pattern 80.

ところが、第7図(a)に示す回路パターン80の交差
部分にできるコーナー部82は、該部を微視的に見た第7
図(b)に示すように連続的な角度のコーナー820で構
成されているため、コーナー部82からの回折光(d)も
フーリェ変換面上で広がる傾向があり、空間フィルタ4
4,444により完全に遮光することができず第6図(d)
に示すようになる。このため、一つの検出器51または55
1に複数のコーナー部82からの回折光が入射すると、検
出器51または551の出力Vが増大して、異物70との弁別
検出ができなくなる。第8図はこの状態を示したもの
で、複数のコーナー部82からの検出出力値822が、単一
のコーナー部82からの検出出力値821に比べて高い値に
なり、図に示す点線90のレベルで2値化したのでは、異
物70からの検出出力値701を分離して検出することがで
きないことを示している。
However, the corner 82 formed at the intersection of the circuit pattern 80 shown in FIG.
As shown in FIG. 7B, since the light is composed of corners 820 having a continuous angle, the diffracted light (d) from the corner 82 tends to spread on the Fourier transform plane.
6,444 cannot be completely shielded by 4,444 (d)
It becomes as shown in. For this reason, one detector 51 or 55
When diffracted light from a plurality of corners 82 enters 1, the output V of the detector 51 or 551 increases, and it becomes impossible to detect the foreign matter 70 by discrimination. FIG. 8 shows this state, in which the detected output values 822 from the plurality of corner portions 82 are higher than the detected output values 821 from the single corner portion 82, and a dotted line 90 shown in FIG. Indicates that the detection output value 701 from the foreign substance 70 cannot be separated and detected if the binarization is performed at the level of.

上記第8図にて説明した不具合点の対策として本発明
は、レチクル6上の検査視野15を対物レンズ41,結像レ
ンズ45,445等を介して検出器51,551に結像するように構
成し、検出器51,551の寸法と結像倍率とを選択すること
により、レチクル6面上における検出視野15を任意の寸
法(例えば4μm×4μm)に設定し、簡易な検出光学
系4でありながら複数のコーナー部82からの回折光が検
出器51,551に同時に入射しないようにしている。しか
し、前記従来の寸法の異物では検出ができても、サブミ
クロンオーダーの異物の検出においては、回路パターン
80の形状によっては一部のコーナー部82との分離検出が
不十分であり、また、LSIの高集積化により、回路パタ
ーン80の通常の構造部分の寸法83よりも微細な第9図に
示すようなミクロンオーダーの寸法84を有する回路パタ
ーンから発生するような回折光は、異物70からの散乱光
と挙動が更に類似してきているため、異物70を回路パタ
ーンから分離して検出することが一層難しくなってきて
いる。
As a countermeasure against the problem described with reference to FIG. 8, the present invention is configured so that the inspection field 15 on the reticle 6 is imaged on the detectors 51 and 551 via the objective lens 41, the imaging lenses 45 and 445, etc. By selecting the dimensions of the detectors 51 and 551 and the imaging magnification, the detection field of view 15 on the reticle 6 surface is set to an arbitrary size (for example, 4 μm × 4 μm). The diffracted light from 82 is prevented from simultaneously entering the detectors 51 and 551. However, even if it is possible to detect foreign matter having the conventional dimensions, it is difficult to detect foreign matter on the order of submicrons.
Depending on the shape of 80, the detection of separation from some corners 82 is insufficient, and due to the high integration of the LSI, it is shown in FIG. 9 which is smaller than the dimension 83 of the normal structural portion of the circuit pattern 80. Diffracted light generated from a circuit pattern having a micron-order dimension 84 is more similar in behavior to scattered light from the foreign matter 70, and therefore, it is more desirable to detect the foreign matter 70 separately from the circuit pattern. It's getting harder.

本発明は、上記第9図に示すようなミクロンオーダー
の寸法84を有する回路パターンに対しても、以下に説明
する対策を有し異物を検出することができるようにして
いる。第10図はその説明図で、図中、701,702はサブミ
クロンオーダーの微小の異物70からの散乱光検出出力
値、864,874,865,875,866,876,867,877は、0゜,45゜,9
0゜の各回路パターンで形成されるすべてのコーナー部8
2からの回折光の検出出力値、861,871,862.872,863,873
は、ミクロンオーダーの寸法84を有する微細構造回路パ
ターンからの回折光の検出出力値をそれぞれ示す。この
うち、701,861,862,863,864,865,866,867は、第1の照
明系2による検出出力値を、また、702,871,872,873,87
4,875,876,877は、第2の照明系3による検出出力値を
示し、例えば、861←→871は、回路パターンの同一位置
における照明系別の検出出力値で、861が第1の照明系
2による値、871が第2の照明系3による値を示す。ま
た、異物70は、図からも分かるように、回路パターンに
比べて照射方向による散乱光の検出出力値の変動は小さ
い。なお、図中の点線91は、検出出力値のしきい値を示
す。
The present invention has a countermeasure described below for a circuit pattern having a micron-order dimension 84 as shown in FIG. 9 so that foreign substances can be detected. FIG. 10 is an explanatory view, in which 701 and 702 are detection output values of scattered light from a minute foreign matter 70 on the order of submicrons, and 864,874,865,875,866,876,867,877 are 0 ゜, 45 ゜, 9
All corners 8 formed by each circuit pattern of 0 ゜
Detection output value of diffracted light from 2, 861,871,862.872,863,873
Indicates detection output values of diffracted light from a microstructured circuit pattern having a dimension 84 on the order of microns. Of these, 701,861,862,863,864,865,866,867 indicate the detection output value of the first illumination system 2 and 702,871,872,873,87
4,875,876,877 indicates a detection output value of the second illumination system 3, for example, 861 ← → 871 is a detection output value of each illumination system at the same position of the circuit pattern, 861 is a value of the first illumination system 2, 871 indicates a value obtained by the second illumination system 3. Further, as can be seen from the figure, the foreign matter 70 has a smaller variation in the scattered light detection output value depending on the irradiation direction than the circuit pattern. Note that a dotted line 91 in the figure indicates a threshold value of the detection output value.

上記第10図から、同一の回路パターンでも照射される
方向により回折光の出力が大きく異なることが判明し、
しかも、レチクル6面上を180゜方向をずらした対向す
る2方向の斜方から照射した場合、いずれか一方の側の
回折光の出力値は、図中◎印で示すように、サブミクロ
ンオーダーの異物からの出力値よりも必ず小さいことが
分かる。このため、本発明は、レチクル6面上の同一位
置からの上記各出力値を、検出器51と551とにより別個
に検出し、前記◎印で示した値の小さい方の検出出力値
を採用し、2値化回路52と552とにより2値化した後、
論理積回路53で論理積をとり、サブミクロンオーダーの
異物70のみを回路パターン80から分離して検出すること
を可能にしたのである。
From FIG. 10 above, it has been found that the output of diffracted light varies greatly depending on the direction of irradiation even with the same circuit pattern,
In addition, when the reticle 6 surface is irradiated from two oblique directions, which are 180 ° shifted from each other, the output value of the diffracted light on either side is in the submicron order as shown by the mark ◎ in the figure. It can be seen that the output value is always smaller than the output value from the foreign matter. For this reason, in the present invention, each of the output values from the same position on the reticle 6 surface is separately detected by the detectors 51 and 551, and the smaller detected output value indicated by the ◎ mark is adopted. And after binarization by the binarization circuits 52 and 552,
The logical product is obtained by the logical product circuit 53, so that only the foreign matter 70 of submicron order can be separated from the circuit pattern 80 and detected.

第10図に示すように、2値化回路52と552にしきい値9
1を設定すると、しきい値91以上の値は、異物70の検出
出力値701,702と、回路パターンの検出出力値861,863,8
74,875とになるが、これら回路パターンからの2値化出
力は、2値化回路52または552のいずれか一方からのみ
の出力となるため、論理積回路53からは出力されず、従
って異物70のみを回路パターンから分離して検出するこ
とができる。そして、検出時のXステージ10およびYス
テージ11の位置情報のほか、検出器51,551が単素子でな
い場合には、その素子中の画素位置から計算される異物
70の位置情報および検出器51,551の検出出力値が、異物
データとしてマイクロコンピュータ54が管理するメモリ
に記憶されるとともに、該記憶内容が演算処理されてCR
T等の表示手段55に表示される。
As shown in FIG. 10, a threshold 9 is applied to the binarization circuits 52 and 552.
When 1 is set, the values equal to or greater than the threshold value 91 are the detection output values 701 and 702 of the foreign substance 70 and the detection output values 861,863 and 8 of the circuit pattern.
However, the binarized output from these circuit patterns is output only from one of the binarization circuits 52 and 552, and is not output from the AND circuit 53. Can be detected separately from the circuit pattern. In addition to the positional information of the X stage 10 and the Y stage 11 at the time of detection, if the detectors 51 and 551 are not single elements, a foreign substance calculated from the pixel position in the element is used.
The position information of 70 and the detection output values of the detectors 51 and 551 are stored as foreign object data in a memory managed by the microcomputer 54, and the stored contents are subjected to arithmetic processing to obtain a CR.
It is displayed on display means 55 such as T.

なお、前記第1の照明系2および第2の照明系3の他
の構成として、第1の照明系2および第2の照明系3の
光軸を、第2図に示す光軸23の回りに90゜回転させる
(第2の照明系3は省略しているが同様に回転させる)
とともに、同じく第2図に示す検出光学系4の光軸47の
回りに90゜回転させ、1/2波長板222を除いた構成にして
もよい。この構成にした場合は、例えば、入射角iを60
゜にしたとき、照明系の照度が約半減し、レーザビーム
の絞り込み寸法が前記実施例より大きくなるが、シリン
ドリカルレンズ224を傾動させる必要がなく、検査視野1
5の全域Sが同一焦点位置になるため、検査領域全面に
焦点が合うという効果を有する。
In addition, as another configuration of the first illumination system 2 and the second illumination system 3, the optical axes of the first illumination system 2 and the second illumination system 3 are set around the optical axis 23 shown in FIG. 90 ° (the second illumination system 3 is omitted but rotated similarly)
At the same time, the detection optical system 4 may be rotated by 90 ° around the optical axis 47 of the detection optical system 4 shown in FIG. In the case of this configuration, for example, the incident angle i is 60
When the angle is set to ゜, the illuminance of the illumination system is reduced by about half and the aperture size of the laser beam becomes larger than that in the above-described embodiment, but it is not necessary to tilt the cylindrical lens 224, and the inspection field of view 1
Since the entire area S of 5 is at the same focal position, there is an effect that the entire inspection area is focused.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、
レチクル等の回路パターンに発生したサブミクロンオー
ダーの微細な欠陥を、主として光学的な簡単な構成で容
易に回路パターンから分離して検出することができる顕
著な効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above,
It has a remarkable effect that a fine defect on the order of submicron generated in a circuit pattern such as a reticle can be easily separated and detected from the circuit pattern mainly with a simple optical configuration.

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

図面は、いずれも本発明の一実施例の説明図で、第1図
は全体の概略構成を示す図、第2図は第1図の照明系の
構成例を示す図(この場合、対称側は同一構成のため省
略している)、第3図は第2図のレーザ光源より射出さ
れた光束を任意のZ位置でX−Y面に平行に断面した状
態を示す斜視図、第4図はレチクルの検査状況を示す
図、第5図は回路パターンの角度パターンを説明する平
面図、第6図はフーリェ変換面上における散乱光および
回折光の分布状況を示す図、第7図(a)は回路パター
ンのコーナー部を示す図、第7図(b)は第5図(a)
の“ア”部の詳細図、第8図は異物からの散乱光検出出
力値と回路パターンからの検出出力値との関係説明図、
第9図は微細構造パターンを有する回路パターンを示す
図、第10図は異物および回路パターンコーナー部から検
出される検出信号の出力値レベルを示す図である。 1……検査ステージ部、2……第1の照明系、3……第
2の照明系、4……検出光学系、5……信号処理系、6
……レチクル、9……Zステージ、10……Xステージ、
11……Yステージ、21,31……レーザ光源、44,444……
空間フィルタ、51,551……検出器、52……第1の2値化
回路、552……第2の2値化回路、53……論理積回路、7
0……異物、80……回路パターン、221……コリメータレ
ンズ、222……1/2波長板、223……凹レンズ、224……シ
リンドリカルレンズ、225……コリメータレンズ、226…
…集光レンズ。
The drawings are explanatory views of one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing an overall schematic configuration, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of an illumination system in FIG. 1 (in this case, a symmetric side). 3 is omitted because it is the same configuration), FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a light beam emitted from the laser light source in FIG. 2 is cross-sectioned at an arbitrary Z position parallel to the XY plane, and FIG. FIG. 5 is a view showing a reticle inspection situation, FIG. 5 is a plan view for explaining an angle pattern of a circuit pattern, FIG. 6 is a view showing a distribution state of scattered light and diffracted light on a Fourier transform plane, and FIG. ) Shows a corner portion of the circuit pattern, and FIG. 7B shows FIG. 5A.
FIG. 8 is a detailed view of a portion "a" of FIG. 8, and FIG.
FIG. 9 is a diagram showing a circuit pattern having a fine structure pattern, and FIG. 10 is a diagram showing an output value level of a foreign object and a detection signal detected from a corner portion of the circuit pattern. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inspection stage part, 2 ... First illumination system, 3 ... Second illumination system, 4 ... Detection optical system, 5 ... Signal processing system, 6
…… reticle, 9 …… Z stage, 10 …… X stage,
11 ... Y stage, 21,31 ... Laser light source, 44,444 ...
Spatial filter, 51,551 detector, 52 first binary circuit, 552 second binary circuit, 53 logical product circuit, 7
0 ... foreign matter, 80 ... circuit pattern, 221 ... collimator lens, 222 ... 1/2 wavelength plate, 223 ... concave lens, 224 ... cylindrical lens, 225 ... collimator lens, 226 ...
…Condenser lens.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−70739(JP,A) 特開 平1−224692(JP,A) 特開 平1−153943(JP,A) 特開 平2−16438(JP,A) 特開 昭61−91547(JP,A) 特開 平4−204144(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/84 - 21/90 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-62-70739 (JP, A) JP-A-1-224692 (JP, A) JP-A-1-153943 (JP, A) JP-A-2- 16438 (JP, A) JP-A-61-91547 (JP, A) JP-A-4-204144 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01N 21 / 84-21 / 90

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上に形成した回路パターンの欠陥を検
査する欠陥検査装置であって、前記基板を載置して移動
可能なステージ手段と、該ステージ手段上に載置した前
記基板を斜方から照射する第1の光源部と該第1の光源
部と対向して前記基板を斜方から照射する第2の光源部
とを有する照射手段と、該照射手段により照射されて前
記基板上の回路パターンから発生した散乱光および回折
光を集光して前記第1の光源部の照射により発生した第
1の散乱光および回折光と前記第2の光源部の照射によ
り発生した第2の散乱光および回折光とを分離する集光
分離光学系手段と、該集光分離光学系手段により分離さ
れた前記第1の散乱光および回折光に基づく光を検出す
る第1の検出部と該集光分離光学系手段により分離され
た前記第2の散乱光および回折光に基づく光を検出する
第2の検出部とを備えた検出手段と、該検出手段の第1
の検出部で検出した信号を2値化して得た第1の2値化
信号と前記第2の検出部で検出した信号を2値化して得
た第2の2値化信号との論理積から前記基板上に形成し
た回路パターンの欠陥を判定する欠陥判定手段とを備え
たことを特徴とする欠陥検査装置。
1. A defect inspection apparatus for inspecting a defect of a circuit pattern formed on a substrate, comprising: a stage means on which the substrate is mounted and movable; and an oblique means for obliquely mounting the substrate on the stage means. Irradiating means having a first light source unit for irradiating the substrate from above and a second light source unit for irradiating the substrate from an oblique direction in opposition to the first light source unit; The first scattered light and the diffracted light generated by the irradiation of the first light source unit and the second scattered light and the diffracted light generated by the irradiation of the second light source unit are collected by collecting the scattered light and the diffracted light generated from the circuit pattern. Condensing / separating optical system means for separating scattered light and diffracted light; a first detecting unit for detecting light based on the first scattered light and diffracted light separated by the condensing / separating optical system means; The second scattering separated by the condensing / separating optical system means And a detecting means and a second detector for detecting the light based on the diffracted light, the first detecting means
Of a first binarized signal obtained by binarizing a signal detected by the detection unit and a second binarized signal obtained by binarizing the signal detected by the second detection unit And a defect determining means for determining a defect of a circuit pattern formed on the substrate.
【請求項2】前記集光分離光学系手段は、前記分離した
前記第1の散乱光および回折光の光路上のフーリェ変換
面に第1の空間フィルタと、前記第2の散乱光および回
折光の光路上のフーリェ変換面に第2の空間フィルタと
を有し、前記第1と第2の空間フィルタによりそれぞれ
前記回路パターンの直線部分からの回折光を遮光するこ
とを特徴とする請求項1記載の欠陥検査装置。
2. The condensing / separating optical system means includes a first spatial filter on a Fourier transform surface on an optical path of the separated first scattered light and diffracted light, and a second scattered light and diffracted light. And a second spatial filter on a Fourier transform surface on the optical path of (c), wherein the first and second spatial filters respectively shield diffracted light from a linear portion of the circuit pattern. Described defect inspection apparatus.
【請求項3】前記第1の光源部と前記第2の光源部と
が、S偏光したレーザビームを前記基板上に照射し、前
記第1の検出部と前記第2の検出部とが、それぞれ1次
元の固体撮像素子を備えていることを特徴とする請求項
1記載の欠陥検査装置。
3. The first light source unit and the second light source unit irradiate an S-polarized laser beam onto the substrate, and the first detection unit and the second detection unit The defect inspection apparatus according to claim 1, further comprising a one-dimensional solid-state imaging device.
【請求項4】基板上に形成した回路パターンの欠陥を検
出する欠陥検査装置であって、前記基板に第1の波長の
光を照射する第1の光照射手段と、前記基板に第2の波
長の光を照射する第2の光照射手段と、前記第1の光照
射手段と前記第2の光照射手段とにより前記第1の波長
の光と前記第2の波長の光とが照射された前記基板から
の光を集光する光学系手段と、該光学系手段により集光
された前記第1の波長の光による前記基板からの第1の
光と該光学系手段により集光された前記第2の波長の光
による前記基板からの第2の光とを分離する分離手段
と、該分離手段により分離された前記基板からの第1の
光による像を検出する第1の像検出手段と、前記基板か
らの第2の光による像を検出する第2の像検出手段と、
前記第1の像検出手段で前記第1の光による像を検出し
て得た信号を2値化した第1の2値化信号と前記第2の
像検出手段で前記第2の光による像を検出して得た信号
を2値化した第2の2値化信号との論理積から前記基板
上に形成した回路パターンの欠陥を検出する欠陥検出手
段とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
4. A defect inspection apparatus for detecting a defect in a circuit pattern formed on a substrate, comprising: first light irradiating means for irradiating the substrate with light of a first wavelength; Second light irradiating means for irradiating light of a wavelength, and light of the first wavelength and light of the second wavelength are irradiated by the first light irradiating means and the second light irradiating means. Optical system means for condensing light from the substrate, and first light from the substrate by the light of the first wavelength condensed by the optical system means and condensed by the optical system means Separating means for separating the second light from the substrate by the light of the second wavelength, and first image detecting means for detecting an image of the first light from the substrate separated by the separating means And second image detecting means for detecting an image by the second light from the substrate;
A first binarized signal obtained by binarizing a signal obtained by detecting an image formed by the first light by the first image detecting means, and an image formed by the second light by the second image detecting means. Defect detection means for detecting a defect of a circuit pattern formed on the substrate from a logical product of a signal obtained by detecting the signal and a second binarized signal. Inspection equipment.
【請求項5】前記第1の光照射手段と前記第2の光照射
手段とが、それぞれレーザを前記基板に斜め方向から照
射することを特徴とする請求項4記載の欠陥検査装置。
5. The defect inspection apparatus according to claim 4, wherein said first light irradiating means and said second light irradiating means respectively irradiate the substrate with laser in an oblique direction.
【請求項6】前記光学系手段が、前記基板に照射された
前記第1の波長の光と前記第2の波長の光との散乱光を
集光するすることを特徴とする請求項4記載の欠陥検査
装置。
6. The optical system according to claim 4, wherein the optical system collects the scattered light of the first wavelength light and the second wavelength light applied to the substrate. Defect inspection equipment.
【請求項7】基板上に形成した回路パターンの欠陥を検
出する欠陥検査方法であって、ステージ上に載置した前
記基板に第1のレーザと第2のレーザとを斜方からそれ
ぞれ対向させて照射し、該照射により前記基板上の回路
パターンから発生する散乱光および回折光を集光し、該
集光した散乱光および回折光を前記第1のレーザの照射
により前記基板上の回路パターンから発生した第1の散
乱光および回折光と前記第2のレーザの照射により前記
基板上の回路パターンから発生した第2の散乱光および
回折光とに分離し、該分離した前記第1の散乱光および
回折光のうち前記回路パターンの直線部分からの回折光
を遮光して第1の検出器で検出し、該分離した前記第2
の散乱光および回折光のうち前記回路パターンの直線部
分からの回折光を遮光して第2の検出器で検出し、前記
第1の検出器で検出した出力を2値化した第1の2値化
信号と前記第2の検出器で検出した出力を2値化した第
2の2値化信号との論理積から前記基板上に形成した回
路パターンの欠陥を判定することを特徴とする欠陥検査
方法。
7. A defect inspection method for detecting a defect in a circuit pattern formed on a substrate, wherein a first laser and a second laser are respectively obliquely opposed to the substrate mounted on a stage. And scattered light and diffracted light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation are collected, and the collected scattered light and diffracted light are irradiated with the first laser to form a circuit pattern on the substrate. From the circuit pattern on the substrate by the irradiation of the second laser, and the first scattered light and the diffracted light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation of the second laser. Of the light and the diffracted light, the diffracted light from the linear portion of the circuit pattern is shielded and detected by a first detector, and the separated second
Out of the scattered light and the diffracted light from the linear portion of the circuit pattern is detected by a second detector, and the output detected by the first detector is binarized into a first binary signal. Determining a defect of a circuit pattern formed on the substrate from a logical product of the binarized signal and a second binarized signal obtained by binarizing an output detected by the second detector; Inspection methods.
【請求項8】前記基板を照射する第1のレーザと第2の
レーザとが、それぞれS偏光であることを特徴とする請
求項7記載の欠陥検査方法。
8. The defect inspection method according to claim 7, wherein each of the first laser and the second laser for irradiating the substrate is S-polarized light.
【請求項9】前記第1のレーザと第2のレーザとを前記
基板に対して相対的に移動させながら前記基板を照射し
て前記基板上に形成したパターンの欠陥を検査すること
を特徴とする請求項7記載の欠陥検査方法。
9. A method of inspecting a pattern formed on the substrate by irradiating the substrate while moving the first laser and the second laser relatively to the substrate. The defect inspection method according to claim 7, wherein:
【請求項10】基板上に形成した回路パターンの欠陥を
検出する欠陥検査方法であって、ステージ上に載置した
前記基板に波長の異なる第1の照明光と第2の照明光と
を照射し、該照射により前記基板上の回路パターンから
発生した光を集光し、該集光した光を前記第1の照射光
の照射により前記基板上の回路パターンから発生した第
1の光と前記第2の照明光の照射により前記基板上の回
路パターンから発生した第2の光とに分離し、該分離し
た前記第1の光に基づく前記回路パターンの像を撮像し
て第1の画像を得、該分離した前記第2の光に基づく前
記第2のパターンの像を撮像して第2の画像を得、前記
第1の画像を2値化して得た第1の2値化画像と前記第
2の画像を2値化して得た第2の2値化画像との論理積
から前記基板上に形成した回路パターンの欠陥を検出す
ることを特徴とする欠陥検査方法。
10. A defect inspection method for detecting a defect in a circuit pattern formed on a substrate, wherein the substrate mounted on a stage is irradiated with first illumination light and second illumination light having different wavelengths. Then, the light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation is collected, and the collected light is combined with the first light generated from the circuit pattern on the substrate by the irradiation of the first irradiation light. The light is separated into second light generated from the circuit pattern on the substrate by irradiation of the second illumination light, and an image of the circuit pattern based on the separated first light is taken to form a first image. Obtaining a second image by capturing an image of the second pattern based on the separated second light; obtaining a second image by binarizing the first image; From the logical product of the second image and the second binarized image obtained by binarizing the second image, Defect inspection method and detecting a defect of a circuit pattern form.
【請求項11】前記第1の照明光と前記第2の照明光と
が、それぞれレーザであることを特徴とする請求項10記
載の欠陥検査方法。
11. The defect inspection method according to claim 10, wherein each of said first illumination light and said second illumination light is a laser.
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