JPH0256626B2 - - Google Patents
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- JPH0256626B2 JPH0256626B2 JP16144081A JP16144081A JPH0256626B2 JP H0256626 B2 JPH0256626 B2 JP H0256626B2 JP 16144081 A JP16144081 A JP 16144081A JP 16144081 A JP16144081 A JP 16144081A JP H0256626 B2 JPH0256626 B2 JP H0256626B2
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- G—PHYSICS
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- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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- G01N21/94—Investigating contamination, e.g. dust
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、微小なゴミ等の付着による異物欠陥
を検出する装置に関し、特に、LSI用フオトマス
ク、レテイクル等の基板上に欠陥として付着した
異物の検査装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for detecting foreign matter defects caused by adhesion of minute dust, and more particularly to an apparatus for inspecting foreign matter adhering as defects on substrates such as LSI photomasks and retakes.
LSI用フオトマスクやウエハを製造する過程に
おいて、レテイクル、マスク等に異物が付着する
ことがあり、これらの異物は、製造されたマス
ク、ウエハの欠陥の原因となる。特に、縮小投影
型のパターン焼付け装置において、この欠陥は各
マスク・ウエハの全チツプに共通の欠陥として現
われるため、製造工程において厳重に検査する必
要がある。このため、一般には目視による異物検
査を行なうことが考えられるがこの方法は通常、
検査が何時間にもおよび、作業者の疲労を誘い、
検査率の低減を招いてしまう。そこで、近年、マ
スクやレテイクルに付着した異物のみをレーザビ
ーム等を照射して自動的に検出する装置が種々考
えられている。例えばマスクやレテイクルに垂直
にレーザビームを照射し、その光スポツトを2次
元的に走査する。このとき、マスクやレテイクル
上のパターンエツジ(クロム等の遮光部のエツ
ジ)からの散乱光は指向性が強く、異物からの散
乱光は無指向に発生する。そこでこれらの散約光
を弁別するように光電検出して、光スポツトの走
査位置からマスクやレテイクル上どの部分に異物
が付着しているのかを検査する装置が知られてい
る。ところが、この装置では、マスクやレテイク
ルの全面を光スポツトで走査するので、小さな異
物を精度よく検出するために光スポツトの径を小
さくすればそれだけ検査時間が長くなるという問
題があつた。 In the process of manufacturing LSI photomasks and wafers, foreign matter may adhere to the reticle, mask, etc., and these foreign matter may cause defects in the manufactured masks and wafers. Particularly in a reduction projection type pattern printing apparatus, since this defect appears as a common defect in all chips of each mask wafer, it is necessary to strictly inspect it during the manufacturing process. For this reason, it is generally considered to perform a visual inspection for foreign substances, but this method usually
Inspections last for hours, causing worker fatigue.
This results in a reduction in the inspection rate. Therefore, in recent years, various devices have been developed that automatically detect only foreign matter attached to a mask or reticle by irradiating it with a laser beam or the like. For example, a mask or reticle is irradiated with a laser beam perpendicularly, and the light spot is scanned two-dimensionally. At this time, scattered light from pattern edges (edges of light-shielding parts such as chrome) on the mask or reticle has strong directionality, and scattered light from foreign objects occurs non-directionally. Therefore, an apparatus is known that performs photoelectric detection to discriminate these scattered lights and inspects which part of the mask or reticle the foreign matter is attached to based on the scanning position of the light spot. However, since this device scans the entire surface of the mask or reticle with a light spot, there is a problem in that the smaller the diameter of the light spot in order to accurately detect small foreign objects, the longer the inspection time will be.
さらに、この装置では、異物がクロム等の遮光
部の上に付着しているのか、ガラス面(光透過
部)の上に付着しているのか、また、光透過部上
に付着した異物でも、それか被検査物のレーザ光
入射側の面に状着しているのか、その裏面に付着
しているのかを区別したりすること等のいわゆる
異物の付着状態を検査することができなかつた。 Furthermore, this device can determine whether the foreign matter is attached to the light-shielding part such as chrome or the glass surface (light-transmitting part), and whether the foreign matter is attached to the light-transmitting part. It has not been possible to inspect the state of so-called foreign matter adhesion, such as distinguishing whether it is adhered to the surface of the object to be inspected on which the laser light enters or whether it is adhered to the back surface thereof.
そこで、本発明の目的は、被検査物上に付着し
た異物を高速に検出すると共に、異物の付着状態
を高速に検査できる欠陥検査装置を提供すること
にある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a defect inspection apparatus that can detect foreign matter adhering to an object to be inspected at high speed and can inspect the state of adhesion of foreign matter at high speed.
本発明の実施例を説明する前に、被検査物に光
ビームを照射したとき、異物の付着状態に応じて
生じる散乱光の様子を第1,2,3図により説明
する。尚、ここで光ビームは被検査物上を斜入射
で照射するものとする。これは光ビームを垂直に
入射するよりも、異物からの散乱光とクロム等の
遮光部からの散乱光との分離を良くするためであ
る。 Before describing embodiments of the present invention, the state of scattered light generated depending on the adhesion state of foreign matter when a light beam is irradiated onto an object to be inspected will be explained with reference to FIGS. 1, 2, and 3. It is assumed here that the light beam irradiates the object to be inspected with oblique incidence. This is to improve the separation of the scattered light from the foreign matter and the scattered light from the light shielding part such as chrome, compared to when the light beam is incident perpendicularly.
第1図は、被検査物としてマスクやレテイクル
(以下総称してフオトマスクとする。)のパターン
が描画された面に光ビームとしてのレーザ光を照
射し、フオトマスクのガラス板上に付着した異物
によるレーザ光の散乱と遮光部の上に付着した異
物による散乱の様子を示したものである。第2図
は、ガラス板上に付着した異物による散乱と、遮
光部のエツジ部による散乱との様子を示すもので
ある。第3図は、ガラス板の透明部の表面と裏面
とに付着した異物による散乱の様子を示すもので
ある。 Figure 1 shows that a laser beam as a light beam is irradiated onto the patterned surface of a mask or reticle (hereinafter collectively referred to as a photomask) as an object to be inspected. This figure shows the scattering of laser light and the scattering caused by foreign matter adhering to the light shielding part. FIG. 2 shows the scattering caused by foreign matter adhering to the glass plate and the scattering caused by the edges of the light shielding part. FIG. 3 shows the state of scattering due to foreign matter adhering to the front and back surfaces of the transparent portion of the glass plate.
第1図において、フオトマスク5のガラス板5
aに密着して設けられた遮光部5bを設けた面S1
(以下、この面のことをパターン面S1と呼ぶ。)に
斜入射したレーザ光1は、ガラス板5a又は遮光
部5bによつて正反射される。尚、図中、レーザ
光1以外の光束は散乱光のみを表わす。第1図に
おいて、集光レンズと光電素子とから成る受光部
Aはその正反射光を受光するように表わしてある
が、実際には、正反射したレーザ光を入射しない
ような位置に配置する。また受光部Aは、レーザ
光1の照射部分を斜めに見込むように配置する。
これはガラス板5aのパターン面S1や、遮光部5
bの表面の微細な凹凸によつて生じる散乱光をな
るべく受光しないようにするためである。 In FIG. 1, a glass plate 5 of a photomask 5 is shown.
Surface S1 provided with a light shielding part 5b provided in close contact with a
(Hereinafter, this surface will be referred to as a pattern surface S1 .) The laser beam 1 that is obliquely incident on the pattern surface S1 is specularly reflected by the glass plate 5a or the light shielding part 5b. Note that in the figure, the light beams other than the laser beam 1 represent only scattered light. In Fig. 1, the light-receiving part A, which consists of a condensing lens and a photoelectric element, is shown to receive the specularly reflected light, but in reality, it is placed at a position where the specularly reflected laser light does not enter. . Moreover, the light receiving part A is arranged so as to obliquely look into the irradiated part of the laser beam 1.
This is the pattern surface S1 of the glass plate 5a and the light shielding part 5.
This is to avoid receiving as much scattered light as possible due to minute irregularities on the surface of b.
さらに、ガラス板5aのパターン面S1と反対側
の面S2(以下、裏面S2とする。)側には、集光レン
ズと光電素子を含む受光部Bが設けられる。この
受光部Bは、ガラス板5a(特にそのパターン面
S1)に対して、受光部Aと面対称の関係に配置さ
れており、裏面S2側からレーザ光1の照射部分を
斜めに見込んでいる。第1図で、受光部Bは、ガ
ラス板5aを直接透過したレーザ光を受光するよ
うに表わしてあるか、実際には、直接透過したレ
ーザ光は受光しないような位置に設ける。すなわ
ち、受光部A,Bは共に、異物から無指向に発生
する散乱光を受光するような位置に配置される。 Further, a light receiving section B including a condenser lens and a photoelectric element is provided on the surface S 2 ( hereinafter referred to as the back surface S 2 ) of the glass plate 5a opposite to the pattern surface S 1 . This light-receiving section B is connected to the glass plate 5a (particularly its patterned surface).
It is disposed in a plane-symmetric relationship with the light receiving section A with respect to S 1 ), and the irradiated portion of the laser beam 1 is obliquely viewed from the back surface S 2 side. In FIG. 1, the light receiving section B is shown so as to receive the laser light that directly passes through the glass plate 5a, or is actually provided at a position where it does not receive the laser light that directly passes through the glass plate 5a. That is, the light receiving sections A and B are both arranged at positions where they receive scattered light generated non-directionally from a foreign object.
そこで、図のように、ガラス板5aの透過部に
付着した異物iと、遮光部5bの上に付着した異
物jとから生じる散乱光のちがいについて説明す
る。 Therefore, as shown in the figure, the difference in scattered light generated by a foreign substance i attached to the transmitting part of the glass plate 5a and a foreign substance j attached to the light shielding part 5b will be explained.
受光部Aによつて検出される光電信号の大きさ
は、異物i,jともほぼ同じになる。それは、異
物i,jにレーザ光1を照射したとき、異物i,
jの大きさが共に等しいものであれば、そこで無
指向に生じる散乱光1aの強さも等しくなるから
である。ところが、異物iで生じる一部の散乱光
1bはガラス板5aを透過して受光部Bに達す
る。一般に、散乱光1bは散乱光1aにくらべて
小さくなるが、受光部A,Bには異物iの付着に
よつて、共に何らかの光電信号が発生する。もち
ろん、遮光部5bに付着した異物jからの散乱光
は受光部Bに達しない。 The magnitude of the photoelectric signal detected by the light receiving section A is almost the same for both the foreign substances i and j. That is, when foreign objects i, j are irradiated with laser beam 1, foreign objects i,
This is because if the magnitudes of j are equal, the intensity of the non-directionally generated scattered light 1a will also be equal. However, a part of the scattered light 1b generated by the foreign object i passes through the glass plate 5a and reaches the light receiving section B. Generally, the scattered light 1b is smaller than the scattered light 1a, but due to the adhesion of foreign matter i to the light receiving sections A and B, some kind of photoelectric signal is generated in both the light receiving sections A and B. Of course, the scattered light from the foreign matter j adhering to the light shielding part 5b does not reach the light receiving part B.
そこで、受光部AとBの光電信号を調べること
により、異物がガラス板5aの透明部に付着した
ものなのか、遮光部5bに付着したものなのかを
判別することができる。 Therefore, by examining the photoelectric signals of the light-receiving parts A and B, it is possible to determine whether the foreign matter has adhered to the transparent part of the glass plate 5a or the light-shielding part 5b.
ところで、遮光部5bのエツジ部では、かなり
指向性の強い反射光と、無指向性の散乱光とが生
じる。そこで、上記受光部A,Bをエツジ部から
の指向性の強い反射光をさけて散乱孔のみを受光
するように配置しても、その散乱光が異物による
ものなのか、エツジ部によるものなのかを判別す
る必要がある。このことについて、第2図に基づ
いて原理の説明をする。第2図においても、散乱
光を受光する受光部は、第1図と同様に配置す
る。斜入射されたレーザ光1はフオトマスク5の
パターン面S1で鏡面反射されるが、異物i又は回
路パターンとしての遮光部5bのエツジ部では散
乱される。(正反射光等は省略してある。)遮光部
5bは層の厚さが0.1μm程度でパターン面S1に密
着しているため、ガラス板5aの外部に直接向う
が散乱光1Cとガラス板5aの内部に向つて進む
散乱光1dとの強度はほぼ等しくなる。散乱光1
dはガラス板5aの内部を通過後、裏面S2より外
部に出る。一方、異物の大きさは数μm以上あり
異物iによつて散乱される光は、異物iが表面S1
より高く浮き上つているために、パターン面S1よ
りガラス板5aの内部に向つて進む散乱光1e
は、面S1の異物側に進む散乱光1fよりも弱い。
この傾向は、パターン面S1に対する受光部A,B
の受光方向の仰角を小さくすればするほど両者の
光電信号の大きさの相異として強くなる。この現
象は、面S1に密着した遮光部5bに対して散乱光
は表面波として振舞うが、異物jはその一部での
み表面S1に接触し、大部分は空間に突出している
ので、自由空間での散乱となり、散乱光がパター
ン面S1にすれすれの角度で入射すると、反射率が
高くなり、パターン面S1より内部に入る割合が少
ないことからも説明できる。従つてパターン面S1
の側で散乱光を受光部Aによつて検出すると共
に、裏面S2を通過した散乱光も同時に受光部Bに
よつて検出し、両者の光量の比が例えば2倍以上
あるかどうかという判定によつて、散乱が異物に
よるものか遮光部5bのエツジ部によるものかを
判別することができる。 By the way, at the edge portion of the light shielding portion 5b, reflected light with strong directivity and scattered light with non-directionality are generated. Therefore, even if the light-receiving parts A and B are arranged so as to avoid the highly directional reflected light from the edge part and receive only the light from the scattering hole, it is difficult to determine whether the scattered light is due to foreign matter or the edge part. It is necessary to determine whether The principle of this will be explained based on FIG. Also in FIG. 2, the light receiving section for receiving scattered light is arranged in the same way as in FIG. The obliquely incident laser beam 1 is specularly reflected by the pattern surface S1 of the photomask 5, but is scattered by the foreign matter i or the edge portion of the light shielding portion 5b as a circuit pattern. (Specular reflection light, etc. are omitted.) Since the light shielding part 5b has a layer thickness of about 0.1 μm and is in close contact with the pattern surface S1 , it directly faces the outside of the glass plate 5a, but the scattered light 1C and the glass The intensity of the scattered light 1d traveling toward the inside of the plate 5a is approximately equal to that of the scattered light 1d. Scattered light 1
d passes through the inside of the glass plate 5a and then exits from the back surface S2 . On the other hand, the size of the foreign object is several μm or more, and the light scattered by the foreign object i is
Since the scattered light 1e floats higher, the scattered light 1e travels toward the inside of the glass plate 5a from the pattern surface S1.
is weaker than the scattered light 1f traveling toward the foreign object side of the surface S1 .
This tendency shows that the light receiving areas A and B for the pattern surface S1
The smaller the elevation angle of the light receiving direction, the stronger the difference in magnitude between the two photoelectric signals becomes. This phenomenon is caused by the fact that the scattered light behaves as a surface wave with respect to the light shielding part 5b that is in close contact with the surface S1 , but the foreign object j only partially contacts the surface S1 , and most of it protrudes into space. This can also be explained by the fact that scattering occurs in free space, and when the scattered light is incident on the pattern surface S1 at a grazing angle, the reflectance becomes high, and the proportion of light entering the inside of the pattern surface S1 is smaller than that of the pattern surface S1. Therefore, pattern surface S 1
Scattered light on the side of S2 is detected by the light receiving part A, and the scattered light that has passed through the back surface S2 is also detected by the light receiving part B at the same time, and a judgment is made as to whether the ratio of the amount of light between the two is, for example, twice or more. Accordingly, it can be determined whether the scattering is caused by foreign matter or by the edge portion of the light shielding portion 5b.
次に、ガラス板5aの表と裏に付着した異物を
判別する原理について、第3図により説明する。
この図中、受光部A,Bは、レーザ光1の照射を
受けるフオトマスク上の部分から後方、すなわち
レーザ光1の入射側に斜めに設けられており、い
わゆる異物からの後方散乱光を受光する。ここで
は、レーザ光1をフオトマスク5のパターンの形
成されていない側の面、すなわち裏面S2に入射し
たとき、裏面S2に付着した異物kによるレーザ光
の散乱と、パターンが形成されている側のパター
ン面S1に付着した異物iによる散乱の違いを示し
ている。レーザ孔1は裏面S2に対し、斜入射し、
一部は反射し、一部は透過してパターン面S1に至
る。異物kによる散乱光1gは受光部Aによつて
光電変換される。また、パターン面S1の透明部分
に付着した異物iによる散乱光のうち、ガラス板
5aの内部を透過して裏面S2よりレーザ光入射面
に散乱光1hとなつて表われたものが受光部Aに
よつて光電変換される。ところで異物iによる散
乱光のうち、散乱孔1hとパターン面S1よりガラ
ス板5aの内部には入らない散乱光1iとを比較
すると、散乱光1hはパターン面S1及び裏面S2に
よる反射損失を受けるので、散乱光1iに比較し
て強度が弱い。この両者の強度比は受光部A,B
の散乱光の受光方向を裏面S2又はパターン面S1に
対してすれすれにすればするほど大きくなる傾向
にある。これは光の入射角が大きければ大きい程
表面での反射率が増すという事実に基づく。そこ
でレーザ光1のフオトマスク5に対する入射位置
を変化させながら、受光部A,Bの出力をモニタ
ーすると、第4図a,bのような信号がそれぞれ
得られる。ここで第4図a,bの縦軸は夫々受光
部A,Bの受光する散乱光の強さに比例した量
を、横軸は、時刻又はレーザスポツトのフオトマ
スク5に対する位置を表わすものとする。異物k
によるレーザ光の散乱では、第4図における信号
波形A1,B1のようになり、その信号の大きさ
PA1とPB1を比較すると、PA1の方がPB1の
3〜8倍位大きくなり、異物iによる散乱では、
信号波形A2,B2のような波形が得られ、大き
さPA2とPB2を比較すると、PB2の方がPA2
の3〜8倍位大きくなる。従つて、散乱光がある
大きさ以上となる時、受光部Aの受光部Bに対す
る出力比がK倍、例えば2倍以上あれば、異物は
レーザビーム入射側の裏面S2に付着していると判
断できる。 Next, the principle of discriminating foreign matter adhering to the front and back sides of the glass plate 5a will be explained with reference to FIG.
In this figure, light receiving sections A and B are provided obliquely behind the part of the photomask that is irradiated with the laser beam 1, that is, on the incident side of the laser beam 1, and receive backscattered light from so-called foreign objects. . Here, when the laser beam 1 is incident on the surface of the photomask 5 on which no pattern is formed, that is, the back surface S2 , the laser beam is scattered by the foreign matter k attached to the back surface S2 , and a pattern is formed. It shows the difference in scattering due to foreign matter i attached to the side pattern surface S1 . The laser hole 1 is obliquely incident on the back surface S2 ,
Some of it is reflected, and some of it is transmitted and reaches the pattern surface S1 . Scattered light 1g by the foreign object k is photoelectrically converted by the light receiving section A. Also, among the scattered light caused by the foreign matter i attached to the transparent part of the pattern surface S1 , the light transmitted through the inside of the glass plate 5a and appearing as scattered light 1h on the laser beam incident surface from the back surface S2 is received. Photoelectric conversion is performed by part A. By the way, when comparing the scattered light 1i that does not enter the glass plate 5a from the scattering hole 1h and the pattern surface S 1 among the scattered light caused by the foreign material i, the scattered light 1h is a reflection loss due to the pattern surface S 1 and the back surface S 2 . Therefore, the intensity is weaker than that of the scattered light 1i. The intensity ratio of these two is the light receiving part A, B
The closer the reception direction of the scattered light is to the back surface S 2 or the pattern surface S 1 , the larger the scattered light tends to be. This is based on the fact that the greater the angle of incidence of light, the greater the reflectance at the surface. Therefore, by monitoring the outputs of the light receiving sections A and B while changing the incident position of the laser beam 1 on the photomask 5, signals as shown in FIGS. 4a and 4b are obtained, respectively. Here, the vertical axes in FIG. 4 a and b represent amounts proportional to the intensity of scattered light received by the light receiving sections A and B, respectively, and the horizontal axes represent time or the position of the laser spot with respect to the photomask 5. . foreign object k
When the laser beam is scattered by
Comparing PA1 and PB1, PA1 is about 3 to 8 times larger than PB1, and in terms of scattering by foreign matter i,
Waveforms like signal waveforms A2 and B2 are obtained, and when comparing the sizes PA2 and PB2, PB2 is larger than PA2.
It becomes about 3 to 8 times larger. Therefore, when the scattered light exceeds a certain level, and the output ratio of the light receiving part A to the light receiving part B is K times, for example, 2 times or more, the foreign matter is attached to the back surface S2 on the laser beam incident side. It can be determined that
次に本発明の出発点となる欠陥検査装置の一例
を第5図及び第6図に基づき説明する。この例
は、被検査物として、複雑なパターンを有するフ
オトマスク等よりも、パターンがない素ガラス
や、比較的単純なパターンを有するマスクを検査
するのに適している。また、この例は、前述の原
理をより具体的に説明するための例であつて公知
ではない。 Next, an example of a defect inspection apparatus which is the starting point of the present invention will be explained based on FIGS. 5 and 6. This example is more suitable for inspecting raw glass without a pattern or a mask having a relatively simple pattern than a photomask having a complicated pattern. Further, this example is an example for explaining the above-mentioned principle more specifically, and is not publicly known.
第5図において、被検査物としてのフオトマス
ク5は載物台9の上に周辺部のみを支えられて載
置される。載物台9は、モータ6と送りネジ等に
より図中矢印4のように一次元に移動可能であ
る。ここで、フオトマスク5のパターン面を図示
の如く座標系xyzのx−y平面として定める。こ
の載物台9の移動量にはリニアエンコーダのよう
な測長器7によつて測定される。一方、レーザ光
源8からのレーザ光は適宜、エキスパンダー(不
図示)や集光レンズ3等の光学部材によつて任意
のビーム径に変換されて、単位面積あたりの光強
度を上げる。このレーザ光1は、バイブレータ、
ガルバノミラーの如き振動鏡を有するスキヤナー
2によつて、フオトマスク5上のx方向の範囲L
内を走査する。このとき走査するレーザ光1はフ
オトマスク5の表面(x−y平面)に対して、例
えば入射角70゜〜80゜で斜めに入射する。従つて、
レーザ光1のフオトマスク5上での照射部分は、
図中ほぼy方向に延びた楕円形状のスポツトとな
る。このため、スキヤナー2によつてレーザ光1
がフオトマスク5を走査する領域は、x方向に範
囲Lでy方向に所定の広がりをもつ帯状の領域と
なる。実際にレーザ光1がフオトマスク5の全面
を走査するために、前述のモータ6も同時に駆動
し、レーザ光1の走査速度よりも小さい速度でフ
オトマスク5をy方向に移動する。このとき測長
器7は、レーザ光1のフオトマスク5上における
y方向の照射位置に関連した測定値を出力する。 In FIG. 5, a photomask 5 as an object to be inspected is placed on a stage 9 with only its peripheral portion supported. The stage 9 can be moved one-dimensionally as indicated by an arrow 4 in the figure using a motor 6, a feed screw, and the like. Here, the pattern surface of the photomask 5 is defined as the xy plane of the xyz coordinate system as shown in the figure. The amount of movement of the stage 9 is measured by a length measuring device 7 such as a linear encoder. On the other hand, the laser light from the laser light source 8 is appropriately converted into an arbitrary beam diameter by an optical member such as an expander (not shown) or a condensing lens 3 to increase the light intensity per unit area. This laser beam 1 is a vibrator,
A scanner 2 having a vibrating mirror such as a galvano mirror measures the range L in the x direction on the photomask 5.
Scan inside. At this time, the scanning laser beam 1 is obliquely incident on the surface (xy plane) of the photomask 5 at an incident angle of, for example, 70° to 80°. Therefore,
The irradiated part of the laser beam 1 on the photomask 5 is
In the figure, it becomes an elliptical spot extending approximately in the y direction. Therefore, the laser beam 1 is
The area over which the photomask 5 is scanned is a band-shaped area having a range L in the x direction and a predetermined extent in the y direction. In order for the laser beam 1 to actually scan the entire surface of the photomask 5, the aforementioned motor 6 is also driven at the same time, and the photomask 5 is moved in the y direction at a speed lower than the scanning speed of the laser beam 1. At this time, the length measuring device 7 outputs a measurement value related to the irradiation position of the laser beam 1 on the photomask 5 in the y direction.
また、フオトマスク5上に付着した異物からの
光情報、すなわち無指向に生じる散乱光を検出す
るために受光素子11,13が設けられている。
この受光素子のうち素子11は、前記受光部1に
相当し、レーザ光1が照射されるフオトマスク5
の表側から生じる散乱光を受光するように配置さ
れる。一方、受光素子13は、前記受光部Bに相
当し、裏側から生じる散乱光を受光するように配
置される。さらに、受光素子11と13の各受光
面にはレンズ10,12によつて散乱光が集光さ
れる。そしてレンズ10の光軸はx−y平面に対
して斜めになるように、レーザ材1の走査範囲L
のほぼ中央部をフオトマスク5の表側から見込む
ように定められる。一方、レンズ12の光軸は、
x−y平面に対してレンズ10の光軸と面対称に
なように定められる。また、レンズ10,12の
各光軸は走査範囲Lの長手方向に対して、斜めに
なるように、すなわち、x−z平面に対して小さ
な角度をなすように定められている。 Furthermore, light receiving elements 11 and 13 are provided to detect optical information from foreign matter adhering to the photomask 5, that is, scattered light generated non-directionally.
Among these light receiving elements, the element 11 corresponds to the light receiving section 1, and the photomask 5 is irradiated with the laser beam 1.
is arranged so as to receive scattered light generated from the front side. On the other hand, the light-receiving element 13 corresponds to the light-receiving section B and is arranged to receive scattered light generated from the back side. Further, the scattered light is focused on each light receiving surface of the light receiving elements 11 and 13 by lenses 10 and 12. Then, the scanning range L of the laser material 1 is set so that the optical axis of the lens 10 is oblique to the x-y plane.
is set so that approximately the center of the area is viewed from the front side of the photomask 5. On the other hand, the optical axis of the lens 12 is
It is determined to be plane symmetrical to the optical axis of the lens 10 with respect to the xy plane. Further, the optical axes of the lenses 10 and 12 are set obliquely with respect to the longitudinal direction of the scanning range L, that is, so as to form a small angle with respect to the xz plane.
第6図において、受光素子11,12の各光電
信号は、各々増幅器100,101に入力する。
そして増幅された光電信号e1は2つの比較器10
3,104の夫々に入力する。また増幅された光
電信号e2は、増幅度Kの増幅器102を介して比
較器104の他方の入力に印加される。尚、受光
素子11,13の受光量が等しいとき、信号e1,
e2は共に同一の大きさとなる。さらに、比較器1
03の他方の入力には、スライスレベル発生器1
06からのスライス電圧Vsが印加される。そし
て、比較器103,104の各出力はアンド回路
105に印加する。このスライスレベル発生器1
06は、スキヤナー2を振動するための走査信号
SCに同期してスライス電圧Vsの大きさを変え
る。これは、レーザ光1の走査により受光素子1
1からレーザ光1の照射位置までの距離が変化す
る。すなわち、レンズ10の散乱光受光の立体角
が変化するためである。そこで、走査に同期し
て、レーザ光1の照射位置に応じてスライス電圧
Vsを可変するように構成する。 In FIG. 6, photoelectric signals from light receiving elements 11 and 12 are input to amplifiers 100 and 101, respectively.
The amplified photoelectric signal e 1 is sent to two comparators 10
3,104 respectively. Further, the amplified photoelectric signal e 2 is applied to the other input of the comparator 104 via the amplifier 102 with the amplification factor K. Note that when the amounts of light received by the light receiving elements 11 and 13 are equal, the signals e 1 ,
Both e 2 have the same size. Furthermore, comparator 1
The other input of 03 is the slice level generator 1.
A slice voltage Vs from 06 is applied. Then, each output of the comparators 103 and 104 is applied to an AND circuit 105. This slice level generator 1
06 is a scanning signal for vibrating the scanner 2
Change the magnitude of slice voltage Vs in synchronization with SC. This is done by scanning the laser beam 1 to detect the light receiving element 1.
1 to the irradiation position of the laser beam 1 changes. That is, this is because the solid angle at which the lens 10 receives the scattered light changes. Therefore, in synchronization with scanning, the slice voltage is adjusted according to the irradiation position of laser beam 1.
Configure Vs to be variable.
この構成において、増幅器102の増幅率K
は、1.5〜2.5の範囲、例えば2に定められてい
る。これは、レーザ光1の入射側に付着した異物
から生じる散乱光のうち、入射側に生じる散乱光
の大きさと、フオトマスク5を透過した散乱光の
大きさとの比が第3図、4図で説明したように2
倍以上になるからである。 In this configuration, the amplification factor K of the amplifier 102
is set in the range of 1.5 to 2.5, for example 2. This is because, among the scattered light generated from foreign matter attached to the incident side of the laser beam 1, the ratio of the size of the scattered light generated on the incident side to the size of the scattered light transmitted through the photomask 5 is shown in FIGS. 3 and 4. As explained 2
This is because it will more than double.
また、比較器103は、信号e1がスライス電圧
Vsよりも大きいときのみ論理値「1」を出力す
る。また、比較器104は信号e1と信号e2をK倍
にしたKe2を比較して、e1>Ke2のときのみ論理
値「1」を出力する。従つてアンド回路105は
比較器103,104の出力が共に論理値「1」
のときのみ、論理値「1」を発生する。 Further, the comparator 103 determines that the signal e 1 is the slice voltage
Outputs logical value "1" only when it is larger than Vs. Further, the comparator 104 compares the signal e 1 and Ke 2 obtained by multiplying the signal e 2 by K, and outputs a logical value of “1” only when e 1 >Ke 2 . Therefore, the AND circuit 105 outputs both the comparators 103 and 104 with a logic value of "1".
A logical value "1" is generated only when .
次に第5図及び第6図の例の作用、動作を説明
する。まず異物がレーザ光の入射側の面に付着し
ていた場合、レーザ光1がその異物のみを照射す
ると、信号e1は、スラスイ電圧Vsよりも大きく
なり、比較器103は論理値「1」よりも大きく
なり、比較器103は論理値「1」を出力する。
また、このとき、e1>Ke2になり、比較器104
も論理値「1」を出力する。このためアンド回路
105は論理「1」を発生する。 Next, the function and operation of the example shown in FIGS. 5 and 6 will be explained. First, when a foreign object is attached to the surface on the laser beam incidence side, when the laser beam 1 irradiates only that foreign object, the signal e 1 becomes larger than the slither voltage Vs, and the comparator 103 has a logical value of "1". , and the comparator 103 outputs a logical value of "1".
Also, at this time, e 1 > Ke 2 , and the comparator 104
also outputs a logical value of "1". Therefore, the AND circuit 105 generates a logic "1".
次に異物が裏面に付着していた場合、レーザ光
1は、フオトマスク5に斜入射しているから、大
部分がフオトマスク5のガラス面で正反射し、一
部が裏面の異物を照射する。このため、異物から
の散乱光のうち、受光素子11に達する散乱光
は、受光素子13に達する散乱光よりも小さな
値、すなわちe1<Ke2になり、比較器104は論
理値「0」を出力する。このため、このときe1>
Vsが成立していたとしても、アンド回路105
は論理値「0」を発生する。また、遮光部のエツ
ジ部から散乱光が生じた場合、第2図に示したよ
うに、受光素子11,13の受光量はほぼ等しく
なるから、e1<Ke2となり、比較器104は論理
値「0」を出力する。従つてアンド回路105は
論理値「0」を発生する。 Next, if foreign matter is attached to the back surface, since the laser beam 1 is obliquely incident on the photomask 5, most of it is specularly reflected by the glass surface of the photomask 5, and part of it irradiates the foreign matter on the back surface. Therefore, among the scattered light from the foreign object, the scattered light that reaches the light receiving element 11 has a smaller value than the scattered light that reaches the light receiving element 13, that is, e 1 <Ke 2 , and the comparator 104 has a logical value of "0". Output. Therefore, at this time e 1 >
Even if Vs is established, AND circuit 105
produces a logical value of "0". Furthermore, when scattered light is generated from the edge portion of the light shielding part, as shown in FIG . Outputs the value "0". Therefore, AND circuit 105 generates a logical value of "0".
尚、スライス電圧Vsの大きさは、異物の検知
能力に関連し、スライス電圧Vsが小さければ小
さいほど、より小さな異物の検出が可能となる。 Note that the magnitude of the slice voltage Vs is related to the foreign object detection ability, and the smaller the slice voltage Vs is, the smaller the foreign object can be detected.
このように、異物がフオトマスク5の表側(レ
ーザ光入射側)に付着していたときのみ、検査結
果としてアンド回路105は論理値「1」を出力
する。 In this way, the AND circuit 105 outputs the logical value "1" as the inspection result only when foreign matter is attached to the front side (laser light incident side) of the photomask 5.
以上述べた如く、この例は回路パターン等によ
る散乱が弱く、大きな異物の検出しか要求されな
い場合に、きわめて簡単な構成で、異物の付着状
態として表側と裏側のどちらの面に付着している
のかを弁別して高速に検査できる特徴を備えるも
のである。 As mentioned above, this example has an extremely simple configuration when only the detection of large foreign objects is required due to weak scattering due to circuit patterns, etc., and it is possible to determine whether the foreign objects are attached to the front side or the back side. It has the feature of being able to discriminate and test at high speed.
以上はレーザ光を、回路パターンが形成された
面側から入射し、入射した面に付着した異物の検
出を行なう場合について述べたものである。とこ
ろで、縮小投影露光装置に用いられるレテイク
ル、マスクでは、回路パターン側に付着した異物
だけでなく、裏面のパターンのない面に付着した
異物も転写されてしまう。1/10倍の縮小レンズを
用いると、転写されるパターンのない裏面に付着
した異物で転写可能な最小の大きさは、回路パタ
ーンのある面に付着した異物で転写可能な最小の
大きさの長さで約1.5倍、面積比で約2倍である。
従つて裏面に付着した異物の検出も、必要な感度
で行なうことが必要である。裏面の異物を検出す
るには第5図及び第6図の例で説明した装置にお
いて、フオトマスクを裏返した形で使用すればよ
い。ところがこのようにしても、複雑なパターン
を有するフオトマスクでは次のような問題が生じ
る。即ち、回路パターンのない面側の異物による
散乱光の検出強度と異物の大きさとの関係によ
り、異物の大きさを判定しようとする場合、回路
パターン面側の異物による散乱光の検出強度と異
物の大きさの関係は違つたものになるので、異物
の大きさの判定に誤りを生じろことになる。それ
ばかりか、パターンの遮光部のエツジからの散乱
光の影響によつて異物の検出そのものも困難とな
る。 What has been described above is a case in which a laser beam is incident from the side on which a circuit pattern is formed, and foreign matter adhering to the incident surface is detected. By the way, in the reticle and mask used in the reduction projection exposure apparatus, not only foreign matter attached to the circuit pattern side but also foreign matter attached to the back surface without a pattern is transferred. When using a 1/10x reduction lens, the smallest size that can be transferred with a foreign object attached to the back side without a pattern to be transferred is the same as the smallest size that can be transferred with a foreign object attached to the side with a circuit pattern. It is approximately 1.5 times longer in length and approximately twice as large in area.
Therefore, it is necessary to detect foreign matter adhering to the back surface with the necessary sensitivity. In order to detect foreign matter on the back side, it is sufficient to use the photomask upside down in the apparatus described in the example of FIGS. 5 and 6. However, even with this method, the following problem occurs with a photomask having a complicated pattern. In other words, when trying to determine the size of a foreign object based on the relationship between the detected intensity of light scattered by a foreign object on the side without a circuit pattern and the size of the foreign object, Since the relationship between the sizes of the objects will be different, an error will occur in determining the size of the foreign object. Moreover, the detection of foreign matter itself becomes difficult due to the influence of scattered light from the edges of the light-shielding portions of the pattern.
そこで、次に示すような例が考えられる。この
例は、前述の第5図及び第6図の例をさらに発展
させたものであり、公知ではないが本発明の基礎
となる技術として開示する。 Therefore, the following example can be considered. This example is a further development of the examples shown in FIGS. 5 and 6 described above, and although it is not publicly known, it will be disclosed as a technology underlying the present invention.
そこで、本発明の基礎となる技術(以下、基礎
技術とする)を第7図乃至第9図に基づいて説明
する。第7図は、欠陥検査装置の基礎技術による
斜視図を示し、第5図に示した例と異なる点は、
さらにもう1組の受光部を設けたことである。第
8図は、異物からの散乱光による各受光素子の光
電出力の様子を示す図である。さらに第9図は、
この基礎技術に適した検出回路の接続図である。 Therefore, the technology that is the basis of the present invention (hereinafter referred to as "basic technology") will be explained based on FIGS. 7 to 9. FIG. 7 shows a perspective view of the basic technology of the defect inspection device, and the differences from the example shown in FIG. 5 are as follows.
Furthermore, another set of light receiving sections is provided. FIG. 8 is a diagram showing the photoelectric output of each light receiving element due to scattered light from a foreign object. Furthermore, Figure 9 shows that
FIG. 2 is a connection diagram of a detection circuit suitable for this basic technology.
第7図において、第5図の例と同一の構成、作
用を有するものは説明を省略する。この基礎技術
において、さらにフオトマスク5のレーザ光1の
入射側と、それと反対側にほぼ等しい受光立体角
を有する受光系を設ける。この受光系は第7図に
示すように、フオトマスク5の表側(レーザ光入
射側)を斜めに見込む集光レンズ20と受光素子
21、及びフオトマスク5の裏側を斜めに見込む
集光レンズ22と受光素子23とから構成されて
いる。もちろん、レンズ20,22の各光軸は、
走査範囲Lのほぼ中央部を向いている。さらに、
その各光軸は、走査範囲Lの長手方向xを含む面
(xyz座標系のx−z面と平行な面)と一致する
ように定められている。また、この際、レンズ2
0とレンズ10の光軸が成す角度は30〜45゜度前
後に定められる。レンズ22とレンズ12の光軸
が成す角度についても同様である。 In FIG. 7, explanations of components having the same configuration and operation as the example of FIG. 5 will be omitted. In this basic technology, a light receiving system having substantially the same solid angle of light receiving is provided on the incident side of the laser beam 1 of the photomask 5 and on the opposite side thereof. As shown in FIG. 7, this light-receiving system includes a condenser lens 20 and a light-receiving element 21 that obliquely view the front side (laser light incident side) of the photomask 5, a condenser lens 22 that obliquely view the back side of the photomask 5, and a light-receiving system. It is composed of an element 23. Of course, each optical axis of lenses 20 and 22 is
It faces approximately the center of the scanning range L. moreover,
Each optical axis is determined to coincide with a plane including the longitudinal direction x of the scanning range L (a plane parallel to the xz plane of the xyz coordinate system). Also, at this time, lens 2
The angle between the lens 10 and the optical axis of the lens 10 is determined to be approximately 30 to 45 degrees. The same applies to the angle formed by the optical axes of the lens 22 and the lens 12.
従つてここでは、異物による散乱光と回路パタ
ーンによる散乱光の指向性がフオトマスク5の表
側に進む光について異なることを利用する上に、
さらに異物と回路パターンとによつてフオトマス
ク5の表側と裏側に進む光の強度比の違いも利用
して、異物の検査を行う。 Therefore, here, we take advantage of the fact that the directionality of the light scattered by the foreign object and the light scattered by the circuit pattern is different for the light traveling to the front side of the photomask 5.
Further, foreign matter is inspected by utilizing the difference in the intensity ratio of light traveling to the front side and the back side of the photomask 5 depending on the foreign matter and the circuit pattern.
第8図a,b,c,dは受光素子21,11,
23,13からの光電信号の大きさをそれぞれ縦
軸にとり、横軸に、第8図a〜d共通に時間をと
つて示したものである。レーザ光1のスポツトを
フオトマスク5上で等速走査すれば、横軸はスポ
ツト位置にも対応している。レーザ光が回路パタ
ーンに入射して散乱された場合、第7図の光電素
子21,11,23,13からの出力は第8図で
それぞれA1,B1,C1,D1のようになり、
それぞれのピーク値はPA1,PB1,PC1,PD
1となる。この場合、散乱光に指向性があるため
に、受光素子21と11の光電出力として、ピー
クPB1よりもPA1の方が大きいが、完全な指向
性ではないので、ピークPB1は零ではない。フ
オトマスク5の裏側の受光素子23,13の出力
ピーク値PC1、PD1はそれぞれPA1、PB1に近い
値を持つている。このことは、前記第2図で説明
した通りである。ところが、異物によつてレーザ
光が散乱された場合、各受光素子からの出力はA
2,B2,C2,D2となり、それぞれピーク値
はPA2,PB2,PC2,PD2となる。散乱光の
指向性が少ないために、PA2とPB2の間では差
は小さいが、PA2とPC2の間、及びPB2とPD
2の間には大きな差があり、3〜8倍位の比で
PA2,PB2の方が大きい。回路パターンからの
散乱信号のうち例えば小さい方のピーク値PB1
より小さなレベルSLをスライス電圧として、第
8図a,bの各信号をスライスし、できるだけ小
さな異物による弱い散乱光を検出しようとした場
合、このままでは回路パターンも異物として判定
してしまう。しかし、第7図の受光素子21と受
光素子23の出力の比、及び受光素子11と受光
素13の出力の比を求め、第8図aの信号がSL
を越え、かつ第8図bの信号もSLを越えている
場合に、さらにこの比が一定以上例えば2倍以上
ある場合にのみ異物と判定すれば、上記のような
低いレベルSLを用いても異物のみを正しく検出
できる。 FIG. 8 a, b, c, d are light receiving elements 21, 11,
The magnitude of the photoelectric signals from 23 and 13 is plotted on the vertical axis, and the time is plotted on the horizontal axis in common in FIGS. 8a to 8d. If the spot of the laser beam 1 is scanned at a constant speed on the photomask 5, the horizontal axis also corresponds to the spot position. When the laser beam enters the circuit pattern and is scattered, the outputs from the photoelectric elements 21, 11, 23, and 13 in FIG. 7 become A1, B1, C1, and D1 in FIG. 8, respectively.
Each peak value is PA1, PB1, PC1, PD
It becomes 1. In this case, since the scattered light has directivity, the photoelectric output of the light receiving elements 21 and 11 is greater than peak PB1 at PA1, but since the directionality is not perfect, peak PB1 is not zero. The output peak values PC1 and PD1 of the light receiving elements 23 and 13 on the back side of the photomask 5 have values close to PA1 and PB1, respectively. This is as explained in FIG. 2 above. However, if the laser light is scattered by a foreign object, the output from each light receiving element will be A.
2, B2, C2, and D2, and their peak values are PA2, PB2, PC2, and PD2, respectively. The difference between PA2 and PB2 is small because the directionality of the scattered light is small, but there is a difference between PA2 and PC2, and between PB2 and PD.
There is a big difference between 2, with a ratio of 3 to 8 times.
PA2 and PB2 are larger. For example, the smaller peak value PB1 of the scattered signals from the circuit pattern
If the signals shown in FIGS. 8a and 8b are sliced using a smaller level SL as the slicing voltage in an attempt to detect weak scattered light caused by as small a foreign object as possible, the circuit pattern will also be determined as a foreign object. However, by finding the ratio of the outputs of the light receiving element 21 and the light receiving element 23 in FIG. 7 and the ratio of the outputs of the light receiving element 11 and the light receiving element 13, the signal in FIG.
, and the signal shown in Figure 8b also exceeds SL, and if this ratio is more than a certain value, for example, 2 times or more, then it is determined that it is a foreign object, then even if a low level SL as described above is used, Only foreign objects can be detected correctly.
第9図は本発明の基礎技術としての検出回路の
ブロツク図であつて、第7図に示した受光素子2
1,11,23,13は夫々、増幅器110,1
11,112,113に入力する。この4つの増
幅器110〜113は、受光素子21,11,2
3,13に入射する光量が共に等しければ、その
出力信号e1,e2,e3,e4も等しくなるように作ら
れている。比較器114は、出力信号e1と、第8
図aに示したレベルSLとしてスライス電圧Vs1と
を比較して、e1>Vs1のとき論理値「1」を出力
する。比較器115は、出力信号e2と第8図bに
示したレベルSLとしてのスライス電圧Vs2とを比
較してe2>Vs2のとき論理値「1」を出力する。
また、異物とエツジ部とによりフオトマスク5の
表側と裏側に生じる散乱光のちがいを判別するた
めに、出力信号e3とe4は夫々増幅度Kの増幅器1
16,117に入力する。この増幅度Kは、第6
図の例と同様に1.5〜2.5の範囲の1つの値、例え
ば2に定められている。比較器118は、出力信
号e1と増幅器116の出力信号Ke3とを比較し
て、e1>Ke3のときのみ論理値「1」を出力す
る。比較器119は出力信号e2と増幅器117の
出力信号Ke4とを比較して、e2>Ke4のときのに
論理値「1」を出力する。そして、比較器11
4,115,118,119の各出力はアンド回
路120に入力し、アンドが成立したとき、検査
結果として異物が存在することを表わす論理値
「1」を発生する。またスライス電圧Vs1,Vs2は
スライスレベル発生器121から出力され、第6
図の例と同様、走査信号SCに応答してその大き
さが変化する。ただし、スライス電圧Vs1,Vs2
の個々の大きさ、変化の程度は、少しずつ異なつ
ている。このことについて、第10図a,bによ
り説明する。第10図aは第7図における斜視図
をフオトマスク5の上方から見たときの図であ
る。 FIG. 9 is a block diagram of a detection circuit as the basic technology of the present invention, in which the light receiving element 2 shown in FIG.
1, 11, 23, 13 are amplifiers 110, 1, respectively.
11, 112, and 113. These four amplifiers 110 to 113 are composed of light receiving elements 21, 11, 2.
The output signals e 1 , e 2 , e 3 , and e 4 are also made to be equal if the amounts of light incident on the lenses 3 and 13 are equal. The comparator 114 outputs the output signal e 1 and the eighth
It compares the slice voltage Vs 1 as the level SL shown in FIG. a, and outputs a logic value "1" when e 1 >Vs 1 . The comparator 115 compares the output signal e 2 with the slice voltage Vs 2 as the level SL shown in FIG. 8b, and outputs a logic value "1" when e 2 >Vs 2 .
In addition, in order to distinguish between the scattered light generated on the front side and the back side of the photomask 5 due to foreign objects and edges, the output signals e 3 and e 4 are respectively sent to the amplifier 1 with the amplification factor K.
16,117. This amplification degree K is the 6th
Similar to the example in the figure, it is set to one value in the range of 1.5 to 2.5, for example 2. The comparator 118 compares the output signal e 1 and the output signal Ke 3 of the amplifier 116, and outputs a logic value "1" only when e 1 >Ke 3 . The comparator 119 compares the output signal e 2 and the output signal Ke 4 of the amplifier 117, and outputs a logical value "1" when e 2 >Ke 4 . And comparator 11
The respective outputs of 4, 115, 118, and 119 are input to an AND circuit 120, and when the AND is established, a logic value "1" representing the presence of foreign matter is generated as an inspection result. Furthermore, the slice voltages Vs 1 and Vs 2 are output from the slice level generator 121, and the slice voltages Vs 1 and Vs 2 are
Similar to the example in the figure, its magnitude changes in response to the scanning signal SC. However, the slice voltage Vs 1 , Vs 2
The individual sizes and degrees of change vary slightly. This will be explained with reference to FIGS. 10a and 10b. FIG. 10a is a perspective view of FIG. 7 viewed from above the photomask 5. FIG.
ここで、レーザ光1のフオトマスク5上の走査
範囲Lにおいて、その中央部を位置C1、両端部
を各々位置C2、C3とする。前述のように、受光
素子21と11とから位置C1までの各距離は共
に等しい。そこで、同一の異物が位置C1、C2、
C3に付着していたものとして以下に述べる。 Here, in the scanning range L of the laser beam 1 on the photomask 5, the central portion thereof is assumed to be a position C 1 and both end portions thereof are assumed to be positions C 2 and C 3 , respectively. As described above, the distances from the light receiving elements 21 and 11 to the position C1 are both equal. Therefore, the same foreign object is located at positions C 1 , C 2 ,
It is described below as being attached to C3 .
異物が位置C1に付着していた場合、その異物
から生じる散乱光に対して受光素子21,11の
各受光立体角はほぼ等しくなるから、前述の信号
e1,e2の大きさもほぼ等しくなる。このためレー
ザ光1のスポツトが位置C1にあるとき、スライ
ス電圧Vs1,Vs2は等しい大きさに定められる。 If a foreign object is attached to position C1 , the reception solid angles of the light-receiving elements 21 and 11 will be approximately equal to the scattered light generated by the foreign object, so the above-mentioned signal
The sizes of e 1 and e 2 are also almost equal. Therefore, when the spot of the laser beam 1 is at the position C1 , the slice voltages Vs1 and Vs2 are set to be equal in magnitude.
また異物が位置C2に付着していた場合、受光
素子21の受光量よりも、受光素子11の受光量
の方が多くなる。このため信号e2の方が信号e1よ
りも大きくなるから、スライス電圧はVs2>Vs1
に定める必要がある。しかしながら、位置C2は
各受光素子21,11から共に遠方にあるため、
信号e1,e2にはそれ程大きな差がない。従つて、
スライス電圧Vs1,Vs2はほぼ等しい大きさで、
Vs2>Vs1を満足し、位置C1のときのスライス電
圧よりも小さく定められる。一方、異物が位置
C3に付着した場合、位置C3は受光素子21に最
も近づいた場所であるから、信号e1は極めて大き
な値となる。また、受光素子11は、位置C3を
見込む受光立体角が、位置C1、C2に対して大き
く変化するから、信号e2は位置C1、C2でのそれよ
りも小さな値となる。このため、スライス電圧は
かなり大きな差でVs1>Vs2を満足し、位置C1の
ときのスライス電圧よりもそれぞれ大きく定めら
れる。 Further, if a foreign object is attached to position C 2 , the amount of light received by the light receiving element 11 will be greater than the amount of light received by the light receiving element 21 . Therefore, the signal e 2 is larger than the signal e 1 , so the slice voltage is Vs 2 > Vs 1
It is necessary to specify. However, since position C 2 is far away from each light receiving element 21, 11,
There is not that much difference between the signals e 1 and e 2 . Therefore,
The slice voltages Vs 1 and Vs 2 are approximately equal in magnitude,
It satisfies Vs 2 > Vs 1 and is set to be smaller than the slice voltage at position C 1 . On the other hand, the foreign object
If it adheres to C 3 , the signal e 1 will have an extremely large value because the position C 3 is the closest to the light receiving element 21 . In addition, since the light receiving solid angle of the light receiving element 11 looking at the position C3 changes greatly with respect to the positions C1 and C2 , the signal e2 has a smaller value than that at the positions C1 and C2 . . Therefore, the slice voltages satisfy Vs 1 >Vs 2 with a fairly large difference, and are each set to be larger than the slice voltage at position C 1 .
以上述べた位置C1〜C3に対する各スライス電
圧の変化の様子を第10図bに示す。第10図b
で、縦軸はスライス電圧の大きさを、横軸には走
査範囲Lの位置を取つてある。 FIG. 10b shows how each slice voltage changes with respect to the positions C 1 to C 3 described above. Figure 10b
The vertical axis represents the magnitude of the slice voltage, and the horizontal axis represents the position of the scanning range L.
前述のように、スライス電圧Vs1,Vs2の大き
さは位置C1において、共に等しくなり、位置C2
において、Vs2>Vs1、位置C3においてVs1>Vs2
となるように連続的に変化する。この変化は、か
らなずしも直線的になるとは限らず、スライス電
圧Vs1の変化のように、曲線的になることが多
い。この曲線的な変化を得るには、スライスレベ
ル発生器121に例えば対数特性を有する変換回
路や、折線近似回路等を用いればよい。 As mentioned above, the magnitudes of the slice voltages Vs 1 and Vs 2 are both equal at the position C 1 and at the position C 2
, Vs 2 > Vs 1 and at position C 3 Vs 1 > Vs 2
It changes continuously so that This change is not necessarily linear, but often curved, like the change in slice voltage Vs1 . In order to obtain this curved change, a conversion circuit having logarithmic characteristics, a polygonal line approximation circuit, or the like may be used for the slice level generator 121, for example.
次に第9図に示した回路の動作を説明する。パ
ターンのエツジ部から生じた散乱光に対して、こ
の散乱光は指向性が強く、例えば受光素子21の
受光量よりも受光素子11の受光量の方が大きく
なつたとする。このため、出力信号e1とe2はe2>
e1になる。さらに、第2図で示したように、受光
素子23,13の受光量も夫々対をなす受光素子
21,11の受光量とほぼ等しくなり、出力信号
e3とe4は、e3≒e1、e4≒e2となる。 Next, the operation of the circuit shown in FIG. 9 will be explained. In contrast to the scattered light generated from the edge portions of the pattern, this scattered light has strong directivity, and for example, assume that the amount of light received by the light receiving element 11 is greater than the amount of light received by the light receiving element 21. Therefore, the output signals e 1 and e 2 are e 2 >
e becomes 1 . Furthermore, as shown in FIG. 2, the amount of light received by the light receiving elements 23, 13 is approximately equal to the amount of light received by the paired light receiving elements 21, 11, respectively, and the output signal
e 3 and e 4 become e 3 ≒ e 1 and e 4 ≒ e 2 .
このため、e1<Ke3、e2<Ke4であり、比較器
118,119は共に論理値「0」を出力する。
従つてエツジ部からの散乱光に対して、アンド回
路120は論理値「0」を発生する。 Therefore, e 1 <Ke 3 and e 2 <Ke 4 , and both comparators 118 and 119 output a logical value of "0".
Therefore, the AND circuit 120 generates a logic value of "0" for the scattered light from the edge portion.
また、フオトマスクのパターン面に付着した異
物から散乱光が生じた場合、出力信号e1,e2は共
にスライス電圧Vs1,Vs2よりも大きくなり、ま
た出力信号e3,e4は、夫々出力信号e1,e2に対し
て1/3〜1/8倍の大きさになる。そして、出力信号
e3,e4はK倍になるが、Kが1.5〜2.5に定められ
ているため、e1>Ke3、e2>Ke4となる。このた
め、比較回路114,115,118,119は
共に論理値「1」を出力し、アンド回路120は
論理値「1」を出力する。 Furthermore, when scattered light is generated from foreign matter attached to the pattern surface of the photomask, the output signals e 1 and e 2 are both larger than the slice voltages Vs 1 and Vs 2 , and the output signals e 3 and e 4 are respectively larger than the slice voltages Vs 1 and Vs 2. It becomes 1/3 to 1/8 times as large as the output signals e 1 and e 2 . And the output signal
e 3 and e 4 are multiplied by K, but since K is set between 1.5 and 2.5, e 1 >Ke 3 and e 2 >Ke 4 . Therefore, the comparison circuits 114, 115, 118, and 119 all output a logic value "1", and the AND circuit 120 outputs a logic value "1".
フオトマスクの裏面に付着した異物から散乱光
が生じた場合、第3図に示したように、受光素子
23,13の受光量は、受光素子21,11の受
光量よりも大きくなる。このためかならずe1<
Ke3、e3<Ke4となり、比較器118,119の
各出力は共に論理値「0」となる。従つて、裏面
に付着した異物に対して、アンド回路120は論
理値「0」を出力する。 When scattered light is generated from foreign matter attached to the back surface of the photomask, the amount of light received by the light receiving elements 23 and 13 becomes larger than the amount of light received by the light receiving elements 21 and 11, as shown in FIG. For this reason, e 1 <
Ke 3 , e 3 <Ke 4 , and the outputs of the comparators 118 and 119 both have a logical value of “0”. Therefore, the AND circuit 120 outputs a logical value of "0" with respect to the foreign matter attached to the back surface.
以上のように、本発明の基礎技術によれば、パ
ターンのエツジ部で生じる散乱光を選択的に強く
受光するように受光素子11,13の対と受光素
子21,23の対との2つの対を設けてあるの
で、複雑なパターンを有するフオトマスクに対し
ても、そのパターンによる散乱の影響をさけて付
着した異物を正確に検出することができる。 As described above, according to the basic technology of the present invention, two pairs of light receiving elements 11 and 13 and a pair of light receiving elements 21 and 23 are used to selectively and strongly receive scattered light generated at the edge portions of a pattern. Since the pair is provided, it is possible to accurately detect attached foreign matter even on a photomask having a complicated pattern while avoiding the influence of scattering caused by the pattern.
ところが、このような検出回路において、さら
に問題となるのは、パターンによる散乱光が極め
て強い場合、被検査物の表裏からの散乱光の強度
比較が不能となることである。 However, a further problem with such a detection circuit is that when the scattered light due to the pattern is extremely strong, it becomes impossible to compare the intensities of the scattered light from the front and back sides of the object to be inspected.
そこで、この問題を解決するための本発明によ
る実施例を以下で説明する。 Therefore, an embodiment according to the present invention for solving this problem will be described below.
本発明の第1の実施例として、第9図に示した
検出回路の構成を変えたものを第11図により説
明する。基本的な構成は第9図で説明した検出回
路と同じである。しかし、この実施例では、レー
ザ光入射側に配置した受光素子21,11のう
ち、出力が小さい方の受光素子に着目し、その受
光素子と対をなすように、裏面側に配置された受
光素子との間で、出力の比がK倍以上あるかどう
かを判別するように構成されている。 As a first embodiment of the present invention, a modified configuration of the detection circuit shown in FIG. 9 will be described with reference to FIG. 11. The basic configuration is the same as the detection circuit explained in FIG. However, in this embodiment, attention is paid to the light receiving element with the smaller output among the light receiving elements 21 and 11 arranged on the laser beam incidence side, and the light receiving element arranged on the back surface side is The device is configured to determine whether the ratio of outputs between the two elements is K times or more.
第11図において、第9図と同じ作用、動作す
るものについては同一の符号をつけてある。そこ
で、第9図と異なる構成について説明する。増幅
器110,111の各出力信号e1,e2は、コンパ
レータ130に入力し、出力信号e1,e2の大小を
検出する。このコンパレータ130は例えばe1>
e2のとき、論理値「1」を出力し、e1<e2のとき
論理値「0」を出力する。コンパレータ130の
そのままの出力と、その出力をインバータ131
で反転したものとは夫々アンドゲート133,1
32の一方の入力に接続される。また、アンドゲ
ート132,133の他方の入力には、夫々比較
器118,119からの出力信号が接続される。
このアンドゲート132,133の各出力信号は
オアゲート134を介して、検査結果を発生する
アンド回路120へ入力する。 In FIG. 11, the same functions and operations as in FIG. 9 are given the same reference numerals. Therefore, a configuration different from that in FIG. 9 will be explained. The respective output signals e 1 and e 2 of the amplifiers 110 and 111 are input to a comparator 130, and the magnitude of the output signals e 1 and e 2 is detected. This comparator 130 is, for example, e 1 >
When e 2 , a logical value "1" is output, and when e 1 < e 2 , a logical value "0" is output. The output of the comparator 130 as it is and the output from the inverter 131
The inverted ones are AND gates 133 and 1, respectively.
32. Further, output signals from comparators 118 and 119 are connected to the other inputs of AND gates 132 and 133, respectively.
Each output signal of the AND gates 132 and 133 is inputted via an OR gate 134 to an AND circuit 120 that generates a test result.
このような構成において、例えば受光素子21
の受光量が受光素子11の受光量よりも大きい場
合(パターンのエツジ部等の散乱による)出力信
号e1,e2はe1>e2となる。このためコンパレータ
130は論理値「1」を出力し、アンドゲート1
32は閉じられ、アンドゲート133は開かれ
る。従つてこの時比較器118,119が例えば
共に論理値「1」を出力していれば、比較器11
9の出力のみがアンドゲート133を介してオア
ゲート134に印加される。 In such a configuration, for example, the light receiving element 21
When the amount of light received by the light receiving element 11 is larger than the amount of light received by the light receiving element 11 (due to scattering from the edge portions of the pattern, etc.), the output signals e 1 and e 2 become e 1 >e 2 . Therefore, the comparator 130 outputs the logical value "1", and the AND gate 1
32 is closed and AND gate 133 is opened. Therefore, at this time, if the comparators 118 and 119 both output the logical value "1", then the comparator 11
Only the output of 9 is applied to the OR gate 134 via the AND gate 133.
このようにオアゲート134の出力は、受光素
子21,11のうち受光量の少ない方の受光素子
と、それと対になる受光素子(素子23,13の
いずれか一方)との光電信号の比によつて異物が
エツジ部かを判別した結果を表わす。 In this way, the output of the OR gate 134 is determined by the ratio of the photoelectric signal between the light receiving element receiving a smaller amount of light among the light receiving elements 21 and 11 and its paired light receiving element (one of the elements 23 and 13). This shows the result of determining whether the foreign object is an edge.
以上のように、本実施例の如く出力信号e1とe2
の小さい方を選択することは、回路パターンの散
乱の影響の小さい受光方向を選択することを意味
し、細かい回路パターンから指向性の強い散乱光
が一方向の受光系のみに入り、信号処理系の飽
和、特に増幅器の出力信号の飽和を引き起して、
被検査物の表裏の受光系の強度比較が不能となる
のを防止するのみならず、フオトマスクの表裏を
見込む受光系の集光レンズの幾何学的配置に誤差
があつて、表裏の集光方向が完全に対称でない場
合、異物の誤検出を低減するという利点もある。 As described above, as in this embodiment, the output signals e 1 and e 2
Selecting the smaller one means selecting the light receiving direction where the influence of scattering from the circuit pattern is small, so that the highly directional scattered light from the fine circuit pattern enters the light receiving system in only one direction, and the signal processing , especially the output signal of the amplifier, causing saturation of the
This not only prevents the inability to compare the intensities of the light receiving systems on the front and back sides of the object to be inspected, but also prevents errors in the geometrical arrangement of the condensing lenses of the light receiving system that look at the front and back sides of the photomask. If the images are not completely symmetrical, there is also the advantage of reducing false detection of foreign objects.
尚、以上の実施例において、比較器118,1
19は、第4図a,bのような光電信号に対し
て、e1−Ke3、e2−Ke4を求め、この結果が正か
負かによつて出力を決めている。しかしながら、
割算器等によつて、e1とKe3及びe2とKe4との比
を演算し、その結果がK以上か否かを判別するよ
うな回路を設けても上記実施例と同様の機能を果
たすことができる。 Note that in the above embodiment, the comparators 118, 1
19 determines e 1 -Ke 3 and e 2 -Ke 4 for the photoelectric signals shown in FIGS. 4a and 4b, and determines the output depending on whether the results are positive or negative. however,
Even if a circuit is provided that calculates the ratio between e 1 and Ke 3 and e 2 and Ke 4 using a divider or the like and determines whether the result is greater than or equal to K, the same result as in the above embodiment can be obtained. able to perform a function.
次に本発明の第2の実施例について第12図、
第13図に基づいて説明する。この実施例は、第
1の実施例にさらにもう1つの受光素子31を設
け、パターンからの散乱光の影響をさらに低減す
るものである。 Next, regarding the second embodiment of the present invention, FIG.
This will be explained based on FIG. 13. In this embodiment, one more light receiving element 31 is provided in addition to the first embodiment to further reduce the influence of scattered light from the pattern.
第12図において、第7図の構成と異なる点
は、集光レンズ30と受光素子31がレンズ2
0、レンズ10の光軸とは反対側の方向から、フ
オトマスク5のレーザ光入射側の面、すなわちパ
ターン面を見込むように配置されていることであ
る。 In FIG. 12, the difference from the configuration in FIG. 7 is that the condenser lens 30 and light receiving element 31 are
0. The lens 10 is arranged so that the surface of the photomask 5 on the laser beam incident side, that is, the pattern surface, can be viewed from the direction opposite to the optical axis of the lens 10.
ここで、レンズ10,20,30の各光軸の関
係について述べる。尚、この3つのレンズ10,
20,30は同一の光学特性とし、3つの受光素
子11,21,31の特性も同一であるとする。
また各光軸を各々l1,l2,l3とする。光軸l1,l2,
l3は共にフオトマスク5のパターン面に対して、
小さな角度、例えば10〜30゜前後に定められてい
る。また、レーザ光1の走査範囲Lの中央部から
各受光素子11,21,31までの距離は共に等
しく定められている。 Here, the relationship between the optical axes of the lenses 10, 20, and 30 will be described. Furthermore, these three lenses 10,
It is assumed that 20 and 30 have the same optical characteristics, and that the characteristics of the three light receiving elements 11, 21, and 31 are also the same.
Also, let the optical axes be l 1 , l 2 , and l 3 , respectively. Optical axis l 1 , l 2 ,
l 3 are both relative to the pattern surface of photomask 5,
It is set at a small angle, for example around 10 to 30 degrees. Further, the distances from the center of the scanning range L of the laser beam 1 to each of the light receiving elements 11, 21, and 31 are set equal.
そして、図中、フオトマスク5を上方より見た
とき、光軸l2は、走査範囲Lの長手方向、(走査
方向)と一致し、光軸l1,l3は走査範囲Lに対し
て小さな角度、例えば30゜前後に定められている。 In the figure, when the photomask 5 is viewed from above, the optical axis l 2 coincides with the longitudinal direction (scanning direction) of the scanning range L, and the optical axes l 1 and l 3 are small with respect to the scanning range L. The angle is set at around 30°, for example.
このように、各光軸l1,l2,l3を定めることに
よつて、パターンのエツジ部で生じる散乱光は、
3つの受光素子11,21,31のうち、確実に
1つの受光素子ではほとんど受光されない。ま
た、一般的な傾向として、パターンのエツジ部か
らの散乱光が、受光素子11,21に共に強く受
光されているときは、受光素子31の受光量は極
めて小さくなる。また異物からは無指向に散乱光
が発生するので、各受光素子11,21,31の
受光量はほぼ同程度になる。 By determining the optical axes l 1 , l 2 , and l 3 in this way, the scattered light generated at the edge of the pattern is
Of the three light receiving elements 11, 21, 31, almost no light is received by one light receiving element. Furthermore, as a general tendency, when the scattered light from the edge portion of the pattern is strongly received by both the light receiving elements 11 and 21, the amount of light received by the light receiving element 31 becomes extremely small. Further, since scattered light is generated non-directionally from foreign objects, the amount of light received by each of the light receiving elements 11, 21, and 31 is approximately the same.
この受光素子31の出力は、第13図に示す検
出回路で処理される。基本的には第11図の検出
回路と同じである。受光素子31の出力は増幅器
140を経て比較器141に入力する。比較器1
41にはスライスレベル発生器121から走査信
号SCに応答してレーザ光のスポツト位置に応じ
たスライス電圧Vs3が入力する。この比較器14
1は、増幅器140の出力信号e5がスライス電圧
Vs3を越えると、論理値「1」を、その他の場合
は論理値「0」を出力する。第13図の他の回路
要素は第1の実施例と同じである。この第2の実
施例は、第1の実施例と比べると、1つの冗長な
方向の受光系(受光素子31、レンズ30)を持
つために、回路パターンによる散乱光を誤つて異
物として検出してしまう確率が極めて小さくなる
という特徴がある。 The output of this light receiving element 31 is processed by a detection circuit shown in FIG. It is basically the same as the detection circuit shown in FIG. The output of the light receiving element 31 is input to a comparator 141 via an amplifier 140. Comparator 1
In response to the scanning signal SC from the slice level generator 121, a slice voltage Vs 3 corresponding to the spot position of the laser beam is inputted to 41. This comparator 14
1, the output signal e 5 of the amplifier 140 is the slice voltage
When Vs exceeds 3 , a logic value "1" is output, otherwise a logic value "0" is output. Other circuit elements in FIG. 13 are the same as in the first embodiment. Compared to the first embodiment, this second embodiment has a light receiving system (light receiving element 31, lens 30) in one redundant direction, so light scattered by the circuit pattern may be mistakenly detected as a foreign object. It has the characteristic that the probability that it will happen is extremely small.
尚、受光素子11,21と受光素子31とは互
いに反対の方向から走査範囲Lの中央部を見込ん
でいるから、スライス電圧Vs1,Vs2に対して、
スライス電圧Vs3の変化の傾向は逆になるように
する。すなわち、前述した第10図bにおけるス
ライス電圧Vs2の傾きを逆にしたものをスライス
電圧Vs3とする。 Note that since the light receiving elements 11 and 21 and the light receiving element 31 look into the center of the scanning range L from opposite directions, the slice voltages Vs 1 and Vs 2 are
The trend of change in slice voltage Vs 3 is made to be opposite. That is, the slice voltage Vs 3 is obtained by reversing the slope of the slice voltage Vs 2 in FIG. 10b described above.
第14図は第3の実施例による検出回路を示す
ブロツク図である。第2の実施例と比較して、異
なる点は、3個のコンパレータ150,151,
152、アンド回路153、オア回路154、及
びスライス電圧Vs1,Vs2,Vs3として夫々2種の
電圧を発生するスライスレベル発生器160が付
加されたことである。各スライス電圧の2つの電
圧は互いに所定の差を保ち、走査信号SCに応じ
て変化する。 FIG. 14 is a block diagram showing a detection circuit according to a third embodiment. The difference from the second embodiment is that three comparators 150, 151,
152, an AND circuit 153, an OR circuit 154, and a slice level generator 160 that generates two types of voltages as slice voltages Vs 1 , Vs 2 , and Vs 3 , respectively. The two voltages of each slice voltage maintain a predetermined difference from each other and change according to the scanning signal SC.
プレアンプ110,111,140の出力信号
e1,e2,e3はそれぞれ、コンパレータ150,1
51,152によりスライスレベル発生器160
から出力されるスライス電圧Vs1,Vs2,Vs3と比
較される。この際、コンパレータ150,15
1,152に入力するスライス電圧は比較器11
4,115,141に入力するスライス電圧より
も高く、回路パターンによる光の散乱がどのよう
に強く起る場合でも、出力信号e1,e2,e3の最小
値よりも高くなるように設定されている。従つて
コンパレータ150,151,152とアンド回
路153によつて、アンド回路153は、異物か
ら非常に強い散乱光が生じたときだけ、論理値
「1」を発生する。アンド回路153の出力はア
ンド回路120の出力と共にオア回路154に入
力する。このためオア回路154は検査結果とし
て異物の大小にかかわらず、異物を検出した場合
に論理値「1」を出力する。第3の実施例におい
ては、前記各実施例と比較して次のような特徴が
ある。異物による散乱で、大きな光電信号が信号
処理系に入り、各増幅器の出力が電源電圧に近く
なつて、被検物の裏側にある受光素子23,13
用の増幅器112,113の出力の大きさのK信
号と、増幅器110,111からの出力の大きさ
を比較する比較器118,119が正確に動作せ
ず、異物からの散乱光であるのに、比較器11
8,119が両方共回路パターンからの散乱光を
検出したかのように動作する場合、他の実施例で
は異物を検出できないのが本実施例では検出が可
能である。それは以上のように低いスライス電圧
との比較を行なう比較器114,115,141
の他に、高いスライス電圧との比較を行なうコン
パレータ150,151,152を設け、強い散
乱光を生ずる異物はこのコンパレータにより検出
するからである。 Output signals of preamplifiers 110, 111, 140
e 1 , e 2 , and e 3 are comparators 150 and 1, respectively.
Slice level generator 160 by 51, 152
It is compared with the slice voltages Vs 1 , Vs 2 , and Vs 3 output from the. At this time, comparators 150, 15
The slice voltage input to 1,152 is the comparator 11
4, 115, and 141, and set it to be higher than the minimum value of the output signals e 1 , e 2 , and e 3 no matter how strongly the light scattering due to the circuit pattern occurs. has been done. Therefore, the comparators 150, 151, 152 and the AND circuit 153 generate a logical value of "1" only when extremely strong scattered light is generated from a foreign object. The output of the AND circuit 153 is input to the OR circuit 154 together with the output of the AND circuit 120. Therefore, the OR circuit 154 outputs a logical value of "1" when a foreign object is detected as an inspection result, regardless of the size of the foreign object. The third embodiment has the following features compared to each of the embodiments described above. Due to scattering by foreign objects, a large photoelectric signal enters the signal processing system, and the output of each amplifier becomes close to the power supply voltage, causing the photodetector elements 23, 13 on the back side of the object to be detected.
The comparators 118 and 119 that compare the magnitude of the outputs from the amplifiers 112 and 113 with the magnitudes of the outputs from the amplifiers 110 and 111 do not operate correctly, and even though the light is scattered from a foreign object, , comparator 11
8 and 119 both operate as if they were detecting scattered light from the circuit pattern, foreign matter cannot be detected in other embodiments, but can be detected in this embodiment. As mentioned above, the comparators 114, 115, 141 perform the comparison with the low slice voltage.
In addition, comparators 150, 151, and 152 are provided for comparison with a high slice voltage, and foreign matter that causes strong scattered light is detected by these comparators.
この実施例のように、低いスライス電圧を用い
て異物を検出することは、異物の検知能力を高め
ること、すなわち、より小さな異物を検知するこ
とに寄与し、一方高いスライス電圧を用いること
は、増幅器の飽和等による誤検出を防止すること
に寄与する。従つて、より小さな異物からの弱い
散乱光を検出できると共に、強い散乱光に対して
も正確に異物のみを検出できる利点がある。この
ことは、異物の検出レンジを拡大したことを意味
する。 As in this example, using a low slicing voltage to detect a foreign object contributes to increasing the foreign object detection ability, i.e., detecting smaller foreign objects, while using a high slicing voltage contributes to This contributes to preventing false detections due to amplifier saturation, etc. Therefore, there is an advantage that weak scattered light from smaller foreign objects can be detected, and only foreign objects can be accurately detected even in the case of strong scattered light. This means that the foreign object detection range has been expanded.
以上、第3の実施例による検出回路は、受光素
子の個数を被検査物のレーザ光入射側に3個、反
対側に2個の例で説明したが、前述の第5図、第
7図のようにそれぞれの側に1個ずつ以上の受光
素子があれば、第3の実施例の意図する機能を持
たせるように構成できることは言うまでもない。 The detection circuit according to the third embodiment has been described above using an example in which the number of light receiving elements is three on the laser beam incident side of the object to be inspected and two on the opposite side. It goes without saying that if there is one or more light-receiving elements on each side, the structure can have the intended function of the third embodiment.
また第11,13,14図においては、コンパ
レータ130とアンドゲート132,133及び
オア回路134を用いているが、第9図のように
比較器118,119の各出力を直接アンド回路
120に印加するように接続してもよい。 In addition, in FIGS. 11, 13, and 14, a comparator 130, AND gates 132, 133, and an OR circuit 134 are used, but as shown in FIG. You can connect it as shown below.
次に本発明の第4の実施例を第15図に基づい
て説明する。この実施例は第3の実施例に加えて
さらにもう1つの受光素子41と集光レンズ40
を設けたものである。このレンズ40の光軸はフ
オトマスク5のパターン面に対してレンズ30の
光軸と面対称になるように定められている。もち
ろん、レンズ40の光軸は、走査範囲Lの中部を
フオトマスク5の裏面から見込むように決められ
る。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described based on FIG. 15. In addition to the third embodiment, this embodiment also includes one more light receiving element 41 and a condensing lens 40.
It has been established. The optical axis of this lens 40 is set to be plane symmetrical to the optical axis of the lens 30 with respect to the patterned surface of the photomask 5. Of course, the optical axis of the lens 40 is determined so that the middle part of the scanning range L is viewed from the back surface of the photomask 5.
この実施例において、レーザ光入射側からの散
乱光を受光する受光素子11,21,31の各光
電信号は、前述の実施例と同様に各々スライス電
圧と比較して、アンドを求めるように処理され
る。これにより、パターンのエツジ部からの散乱
光か異物からの散乱光かを判別する。一方、フオ
トマスク5の裏面からの散乱光を処理するための
受光素子13,23の光電信号は、前述の実施例
のような検出回路にて処理してもよいが、より簡
単な検出回路によつて処理される。 In this embodiment, the photoelectric signals of the light receiving elements 11, 21, and 31 that receive scattered light from the laser beam incidence side are compared with respective slice voltages and processed to obtain an AND, as in the previous embodiment. be done. This determines whether the scattered light is from the edge portion of the pattern or from a foreign object. On the other hand, the photoelectric signals of the light receiving elements 13 and 23 for processing the scattered light from the back surface of the photomask 5 may be processed by the detection circuit as in the above-mentioned embodiment, but may be processed by a simpler detection circuit. It will be processed.
それは、例えば受光素子13,23,41の光
電信号を、受光素子11,21,31の検出回路
と同様に構成した回路で処理することである。こ
のようにすると、レーザ光入射側の受光素子1
1,21,31が異物を検出し、裏面側の受光素
子13,23,41によつても異物が検出された
場合、その異物はフオトマスク5の透明部上に付
着したものと判別できる。この場合、異物を検出
したときの各受光素子の光電信号のピーク値を、
フオトマスク5の表側と裏側とで考慮することに
よつて、極めて正確に異物の大きさが求まるとい
う利点がある。 For example, the photoelectric signals of the light receiving elements 13, 23, 41 are processed by a circuit configured similarly to the detection circuit of the light receiving elements 11, 21, 31. In this way, the light receiving element 1 on the laser beam incident side
1, 21, and 31 detect a foreign substance, and when the foreign substance is also detected by the light receiving elements 13, 23, and 41 on the back side, it can be determined that the foreign substance has adhered to the transparent portion of the photomask 5. In this case, the peak value of the photoelectric signal of each photodetector when a foreign object is detected is
By considering the front side and the back side of the photomask 5, there is an advantage that the size of the foreign object can be determined extremely accurately.
また、第2、第3の実施例における検出回路を
そのまま用いるときには、第16図のような切替
回路200を設けるとよい。この切替回路200
は、レーザ光入射側の受光素子11,21,31
の各光電信号と裏面側の受光素子13,23,4
1の各光電信号とを夫夫切替えて出力信号e1〜e5
を発生するように構成されている。もちろん、こ
の切替える場所は、各受光素子の光電信号を一度
増幅した後の方がよい。この切替えは、信号20
1により行なわれる。このように構成することに
より、例えばフオトマスク5の裏面を検査する場
合、フオトマスク5を裏返して載置する操作が不
用となる。このため、レーザ光1を、適宜光路切
替部材によつて、第14図におけるフオトマスク
5の裏面へ、表側を照射するのと同様に導くよう
にすればよい。 Further, when using the detection circuits in the second and third embodiments as they are, it is preferable to provide a switching circuit 200 as shown in FIG. 16. This switching circuit 200
are light receiving elements 11, 21, 31 on the laser beam incident side
Each photoelectric signal and the light receiving elements 13, 23, 4 on the back side
1 to each photoelectric signal and output signals e 1 to e 5.
is configured to occur. Of course, it is better to perform this switching after the photoelectric signals of each light receiving element have been amplified once. This switching is done by signal 20
1. With this configuration, when inspecting the back side of the photomask 5, for example, the operation of turning the photomask 5 upside down and placing it is unnecessary. For this reason, the laser beam 1 may be guided to the back surface of the photomask 5 in FIG. 14 by an appropriate optical path switching member in the same way as the front side is irradiated.
そこで、光路切替部材の切替えに応答して、信
号201を変えてやれば、フオトマスク5を裏返
す操作を必要としないから両面に付着した異物が
極めて短時間に、しかも正確に検出されることに
なる。 Therefore, if the signal 201 is changed in response to switching of the optical path switching member, there is no need to turn over the photomask 5, so foreign substances attached to both sides can be detected very quickly and accurately. .
次に第5の実施例について説明する。第5の実
施例において、各受光素子の配置は、発明の基礎
技術の説明に用いた第7図と同じであるものとす
る。先に第1図を用いて説明したように、フオト
マスクのガラス板5aの透過部に付着した異物i
からの散乱光は光受部Aと受光部Bによつて検出
されるが、遮光部5bの上に付着した異物jから
の散乱光は受光部Aのみによつて検出され、受光
部Bによつては検出されない。このことを、第7
図の各受光素子の光電信号として第17図により
説明する。第17図a,b,c,dは夫々受光素
子21,11,23,13からの光電信号の大き
さをそれぞれ縦軸にとり、横軸に共通に時間をと
つて示したもので、横軸はレーザスポツト位置に
も対応している。ここで第1図に示すような異物
jによつてレーザ光が散乱された場合、受光素子
21,11は夫夫第17図a,bの如く光電信号
A3,B3を発生する。一方、受光素子23,1
3は第17図c,dの如く、夫々光電信号C3,
D3として略零を出力する。また第1図に示した
ような異物iによつてレーザ光が散乱された場
合、第17図のように受光素子21,11,2
3,13は夫々光電信号A4,B4,C4,D4
を発生する。即ち、第17図c,dに示すように
受光素子23,13の各光電信号C4,D4は零
ではなく、いくらかの出力が得られる。尚、PA
4,PB4,PC4,PD4は光電信号A4,B4,
C4,D4の各ピーク値である。そこで、小さな
スライス電圧Vs4,Vs5を各々ピーク値PC4,
PD4の中間に設定すれば、異物iの場合受光素
子23,13の光電信号は共にスライス電圧
Vs4,Vs5を越えるが、異物jの場合はスライス
電圧Vs4,Vs5を越えず、異物iとjとの区別が
できる。そこで次に第5の実施例を具体的に述べ
る。 Next, a fifth embodiment will be described. In the fifth embodiment, it is assumed that the arrangement of each light receiving element is the same as that in FIG. 7 used to explain the basic technology of the invention. As previously explained with reference to FIG.
Scattered light from the foreign substance j attached to the light shielding part 5b is detected by the light receiving part A and is detected by the light receiving part B. Otherwise, it will not be detected. This is the seventh
The photoelectric signals of each light-receiving element shown in the figure will be explained with reference to FIG. 17. Figures 17a, b, c, and d show the magnitude of the photoelectric signals from the light-receiving elements 21, 11, 23, and 13 on the vertical axis, respectively, and time on the horizontal axis. also corresponds to the laser spot position. Here, when the laser beam is scattered by a foreign object j as shown in FIG. 1, the light receiving elements 21 and 11 generate photoelectric signals A3 and B3 as shown in FIGS. 17a and 17b. On the other hand, the light receiving element 23,1
3 are photoelectric signals C3 and C3, respectively, as shown in FIG. 17c and d.
Approximately zero is output as D3. Further, when the laser beam is scattered by a foreign substance i as shown in FIG. 1, the light receiving elements 21, 11, 2 as shown in FIG.
3 and 13 are photoelectric signals A4, B4, C4, and D4, respectively.
occurs. That is, as shown in FIGS. 17c and 17d, the photoelectric signals C4 and D4 of the light receiving elements 23 and 13 are not zero, but some output is obtained. Furthermore, P.A.
4, PB4, PC4, PD4 are photoelectric signals A4, B4,
These are the respective peak values of C4 and D4. Therefore, the small slice voltages Vs 4 and Vs 5 are set to peak values PC4 and Vs 5, respectively.
If it is set to the middle of PD4, in the case of foreign object i, the photoelectric signals of the light receiving elements 23 and 13 are both at the slice voltage.
However, in the case of foreign object j, the slice voltage does not exceed Vs 4 and Vs 5 , and foreign objects i and j can be distinguished. Therefore, next, a fifth embodiment will be specifically described.
第18図は本実施例の信号処理のブロツク図で
ある。第18図において、受光素子21,11,
23,13、アンプ110〜113、コンパレー
タ114,115,118,119及び増幅器1
16,117は第9図に示した回路と同じ機能を
持つている。異なる点はコンパレータ204,2
05が設けられており、その出力がアンド回路2
02にパラレルに入力されていることである。コ
ンパレータ204は増幅器112の出力e3をスラ
イスレベル発生器203から出力されるスライス
電圧Vs4と比較し、e3>Vs4ならば論理値「1」
を、そうでなければ論理値「0」を出力し、一方
コンパレータ205は増幅器113の出力e4をス
ライス電圧Vs5と比較し、e4>Vs5ならば論理値
「1」を、そうでなければ論理値「0」を出力す
る。ここでスライス電圧Vs4,Vs5の大きさは上
記第16図で説明したように定められと共に、ス
ポツト位置に対応して大きさが変化する。その変
化のし方は本発明の基礎技術において説明した通
りである。このような構成において、ガラス板上
(光の透過部)に付着した異物にレーザ光が当つ
た場合、コンパレータ204,205は論理値
「1」を出力し、他のコンパレータ114,11
5,118,119も論理値「1」を出力するの
で、アンド回路202の出力は論理値「1」とな
り異物を検出したことを示す。ところが、遮光部
上に付着した異物にレーザ光が入射する時にはコ
ンパレータ204,205の出力は論理値「0」
となり、アンド回路202の出力は論理値「0」
となる。従つて異物が光透過部のみに付着してい
る場合のみ、異物の存在を検出でき、マスクパタ
ーンの焼付けに影響を与えない遮光部に付着した
異物は無視することができる。 FIG. 18 is a block diagram of signal processing in this embodiment. In FIG. 18, light receiving elements 21, 11,
23, 13, amplifiers 110 to 113, comparators 114, 115, 118, 119 and amplifier 1
16 and 117 have the same function as the circuit shown in FIG. The difference is that the comparators 204, 2
05 is provided, and its output is sent to the AND circuit 2.
02 in parallel. The comparator 204 compares the output e 3 of the amplifier 112 with the slice voltage Vs 4 output from the slice level generator 203, and if e 3 >Vs 4 , the logic value is "1".
, otherwise it outputs a logical value ``0'', while the comparator 205 compares the output e 4 of the amplifier 113 with the slice voltage Vs 5 and outputs a logical value ``1'' if e 4 > Vs 5 ; If not, a logical value of "0" is output. Here, the magnitudes of the slice voltages Vs 4 and Vs 5 are determined as explained in FIG. 16 above, and the magnitudes vary depending on the spot position. The manner of the change is as explained in the basic technology of the present invention. In such a configuration, when the laser beam hits a foreign substance attached to the glass plate (light transmitting part), the comparators 204 and 205 output a logical value "1", and the other comparators 114 and 11
5, 118, and 119 also output a logic value of "1", so the output of the AND circuit 202 becomes a logic value of "1", indicating that a foreign object has been detected. However, when the laser beam enters a foreign substance attached to the light shielding part, the outputs of the comparators 204 and 205 have a logical value of "0".
Therefore, the output of the AND circuit 202 is the logical value "0"
becomes. Therefore, the presence of foreign matter can be detected only when the foreign matter is attached only to the light-transmitting portion, and foreign matter attached to the light-blocking portion, which does not affect the printing of the mask pattern, can be ignored.
このように本実施例は異物の付着した場所が透
過部か遮光部かを区別せずして検出する場合に比
べ、遮光部のみに異物が付着していてマスクの洗
浄度がパターンの焼付けに耐え得るのにもかかわ
らず、汚染されているものとして再度洗浄を行つ
たり、同一パターンを持つた別のフオトマスクと
交換したりする等の必要性が低減される。このた
め、半導体装置の製造において、時間的、経済的
に有利な特徴がある。 In this way, compared to the case where the foreign matter is detected without distinguishing whether the foreign matter is attached to the transparent part or the light-blocking part, this embodiment detects the foreign matter only in the light-blocking part and the degree of cleaning of the mask is affected by the printing of the pattern. Even though the photomask is durable, it reduces the need to clean it again if it is contaminated or to replace it with another photomask with the same pattern. Therefore, there are advantages in terms of time and economy in manufacturing semiconductor devices.
この第5の実施例においてはコンパレータ20
4,205の出力を共にアンド回路202に入力
しているが、コンパレータ204又は205のど
ちらかの出力のみをアンド回路202に入力して
もよい。その場合、構成は簡単になる特徴がある
が、一方雑音が光電信号に入つた場合、誤動作し
易いという欠点もある。またコンパレータ204
と205の各出力のオアを求め、その結果をアン
ド回路202に入力することも考えられる。 In this fifth embodiment, the comparator 20
Although the outputs of comparators 204 and 205 are both input to the AND circuit 202, only the output of either the comparator 204 or 205 may be input to the AND circuit 202. In this case, the structure is simple, but it also has the disadvantage that it is prone to malfunction if noise enters the photoelectric signal. Also, the comparator 204
It is also conceivable to calculate the OR of each output of and 205 and input the result to the AND circuit 202.
以上述べたように、この第5の実施例は第7図
の構成に、光透過部にのみ付着した異物を検出す
るという新しい機能を付加したものとして説明し
てきたが、この機能は本発明の第1〜第4の実施
例においても同様に付加できることは言うまでも
ない。 As mentioned above, this fifth embodiment has been described as adding a new function to the configuration shown in FIG. It goes without saying that the same addition can be made in the first to fourth embodiments as well.
以上、説明した各実施例において、レーザ光入
射側で発生した散乱光を受光する受光素子と、裏
面で発生した散乱光を受光する受光素子とは被検
査物の面に対して対称に配置されている。 In each of the embodiments described above, the light-receiving element that receives the scattered light generated on the laser beam incidence side and the light-receiving element that receives the scattered light generated on the back side are arranged symmetrically with respect to the surface of the object to be inspected. ing.
これは、被検査物としてフオトマスクを用いる
からであり、例えば透明基板上に遮光部によるパ
ターンを描いたものでも、エツジ部が存在しない
ような被検査物の検査を行なう場合など、基板の
表側と裏側とを見込む1対の受光素子は、かなら
ずしも面対称に配置する必要はない。 This is because a photomask is used as the object to be inspected.For example, even if a pattern is drawn on a transparent substrate with a light shielding part, when inspecting an object to be inspected that does not have edges, the front side of the substrate The pair of light-receiving elements looking into the back side does not necessarily need to be arranged symmetrically.
また、以上の各実施例の検出回路において、ス
ライス電圧はレーザ光のスポツト走査の位置に応
じて変化させるものとしたが、そのスポツト走査
の位置に対して各受光素子の散乱光の受光立体角
の変化が小さい場合には、スライスレベルは一定
で変化される必要はない。また、散乱光受光の立
体角がレーザスポツト走査により変化する場合で
も必ずしもスライス電圧を変化させる必要はな
く、光電信号の伝送系ゲインをレーザスポツト走
査の位置に対応して、すなわち走査信号SCに同
期して変化させるようにすれば、スライス電圧を
一定値に固定できる。 In addition, in the detection circuits of the above embodiments, the slice voltage is changed according to the position of the spot scan of the laser beam, but the solid angle of reception of the scattered light of each light receiving element is changed with respect to the position of the spot scan of the laser beam. If the change in is small, the slice level is constant and does not need to be changed. Furthermore, even if the solid angle of the scattered light reception changes due to laser spot scanning, it is not necessarily necessary to change the slice voltage, and the gain of the photoelectric signal transmission system can be adjusted in accordance with the laser spot scanning position, that is, synchronized with the scanning signal SC. By changing the slice voltage, the slice voltage can be fixed at a constant value.
このように、伝送系のゲインをコントロールす
る場合、例えば、第9,11図におけるスライス
電圧Vs1,Vs2は共通の一定電圧とする。そして、
増幅器110,111のゲインをレーザ光1のス
ポツト位置に応じて可変とする。その一例とし
て、増幅器110,111の各ゲインの関係を第
19図に示すように定めるとよい。この図は、前
述の第10図bに対応するもので、位置C1にお
けて、増幅器110のゲインG1と増幅器111
のゲインG2とは共に等しくする。このときのゲ
インを正規化して1とする。 When controlling the gain of the transmission system in this way, for example, the slice voltages Vs 1 and Vs 2 in FIGS. 9 and 11 are set to a common constant voltage. and,
The gains of amplifiers 110 and 111 are made variable according to the spot position of laser beam 1. As an example, the relationship between the gains of the amplifiers 110 and 111 may be determined as shown in FIG. This figure corresponds to the above - mentioned FIG .
and the gain G 2 are both equal. The gain at this time is normalized to 1.
そして例えば位置C2において、位置C1におけ
るゲインに対して、ゲインG1は約2倍、ゲイン
G2は1.2〜1.5倍に定め、位置C3において位置C1に
おけるゲインに対して、ゲインG1は0.2〜0.4倍、
ゲインG2は0.7〜0.9倍に定めるとよい。 For example, at position C 2 , the gain G 1 is approximately twice the gain at position C 1 , and the gain G 1 is approximately twice the gain at position C 1.
G 2 is set to 1.2 to 1.5 times, and the gain G 1 at position C 3 is 0.2 to 0.4 times the gain at position C 1 .
The gain G2 is preferably set to 0.7 to 0.9 times.
また、以上の各実施では、被検査物の表裏に対
応して設けられた対の受光素子の出力の比を、あ
る値Kと比較していたが、例えば表側に位置した
受光素子11と21の出力の和と、裏側に位置し
た受光素子13と23の出力の和とを、それぞれ
求めておき、2つの和の比がKより大きいかどう
かの判断によつても異物であるか回路パターンで
あるかの識別又は、レーザ光入射側に付着した異
異物かどうかの判別を行なうことができる。 Furthermore, in each of the above implementations, the ratio of the outputs of a pair of light receiving elements provided corresponding to the front and back sides of the object to be inspected was compared with a certain value K. and the sum of the outputs of the light-receiving elements 13 and 23 located on the back side, respectively, and determine whether the ratio of the two sums is greater than K to determine whether it is a foreign object or not. It is possible to determine whether or not it is a foreign object attached to the laser beam incident side.
また、異物の大きさと、散乱信号の大きさには
相関があるので、異物を検出した時の光電信号等
のピーク値により異物の大きさを知ることも可能
である。この場合のピーク値を求める対象の信号
としては、レーザ光照射側の受光素子のうちの複
数個のものの出力の和であつても良いし、決つた
1個の光電素子からの信号であつても良い。 Further, since there is a correlation between the size of the foreign object and the magnitude of the scattering signal, it is also possible to know the size of the foreign object from the peak value of the photoelectric signal or the like when the foreign object is detected. In this case, the signal for which the peak value is determined may be the sum of the outputs of multiple light receiving elements on the laser beam irradiation side, or it may be the signal from a single photoelectric element. Also good.
また、異物を検出した時の、被検査物の移動位
置とレーザスポツト走査の位置を求めれば被検査
物上での異物の存在位置を知ることも可能であ
る。 Further, by determining the moving position of the object to be inspected and the position of laser spot scanning when the object is detected, it is possible to know the location of the foreign object on the object to be inspected.
以上、本発明によれば、レーザ光入射側の面を
見込む第1の光電検出器群としての各受光素子の
光電信号に基づいて、パターンからの散乱光と異
物からの散乱光とを判別する際、フオトマスク等
の被検査物の裏面を見込む第2の光電検出器群と
しての2つ以上の受光素子のうち、最も小さな光
電信号を発生する受光素子を検知して、その受光
素子の光電信号を、使つているから、異物の検出
は、パターンの散乱光が強くても、付着状態に応
じて極めて正確に行なわれる。 As described above, according to the present invention, scattered light from a pattern and scattered light from a foreign object are discriminated based on the photoelectric signals of each light receiving element as the first photoelectric detector group looking into the surface on the laser beam incidence side. At this time, the photodetector that generates the smallest photoelectric signal is detected among two or more photodetectors as a second photodetector group that looks at the back side of the object to be inspected, such as a photomask, and the photoelectric signal of that photodetector is detected. , foreign matter can be detected extremely accurately depending on the adhesion state, even if the scattered light from the pattern is strong.
また、特にIC製造用のフオトマスクやレテイ
クルを検査する際、複数の受光素子を異なる方向
に配置し、光ビーム。スポツトを走査するように
したので回路パターンの影響を防止して異物のみ
を高速に検出することができる。さらに、散乱光
の強さと異物の大きさとの相関から、異物の大き
さを検知し、真に害をもたらす大きさの異物のみ
を検出できる。このため、必要以上に小さな異物
まで検出することにより、露光に用いることので
きるレテイクル、マスクを、汚染したものと判断
して再洗浄するという時間的な損失を防止するこ
とができる。 In addition, especially when inspecting photomasks and reticle for IC manufacturing, multiple light receiving elements are placed in different directions and a light beam is used. Since the spot is scanned, the influence of the circuit pattern can be prevented and only foreign objects can be detected at high speed. Furthermore, the size of the foreign object can be detected from the correlation between the intensity of the scattered light and the size of the foreign object, and only foreign objects that are truly harmful can be detected. Therefore, by detecting even smaller foreign objects than necessary, it is possible to prevent the time loss of recleaning a reticle or mask that can be used for exposure because it is determined to be contaminated.
さらに本発明では、被検査物の光ビームの入射
側の面を見込むように配置された第1光電検出手
段11;21と、入射側と反対の裏面を見込むよ
うに配置された第2光電検出手段13;23とを
設け、第1光電検出手段からの光電信号の大きさ
を高いスライス電圧(第2基準レベル)と低いス
ライス電圧(第1基準レベル)の夫々との間で比
較するようなコンパレータ114,115;15
0;151を設け、さらに第1、第2の光電検出
手段の各々からの光電信号の大きさを比較するコ
ンパレータ118;119を設けるようにしたの
で、該検出を著しく低減させると同時に異物の検
出レンジを拡大することができる。 Furthermore, in the present invention, the first photoelectric detection means 11; 21 is arranged so as to look into the surface on the incident side of the light beam of the object to be inspected, and the second photoelectric detection means 11; 21 is arranged so as to look into the back surface opposite to the incident side. Means 13; 23 are provided for comparing the magnitude of the photoelectric signal from the first photoelectric detection means between a high slice voltage (second reference level) and a low slice voltage (first reference level), respectively. Comparators 114, 115; 15
0; 151 is provided, and comparators 118; 119 are provided to compare the magnitude of the photoelectric signals from each of the first and second photoelectric detection means, so that the detection is significantly reduced, and at the same time, the detection of foreign objects is The range can be expanded.
本発明はレテイクルマスクに付着した異物の検
出のみならず、透明物体にパターンが密着された
ような物体上の異物の検出にも利用できるので、
ゴミ等の異物の付着を嫌う精密パターンの製造時
の検査にも非常に有用である。 The present invention can be used not only to detect foreign matter attached to a reticle mask, but also to detect foreign matter on objects such as transparent objects with patterns adhered to them.
It is also very useful for inspection during the manufacture of precision patterns where adhesion of foreign matter such as dust is avoided.
第1図はフオトマスクのパターンが描画された
面における異物によるレーザ光の散乱を示す図。
第2図は、ガラス板上に付着した異物による散乱
と遮光部のエツジ部による散乱とを示す図、第3
図はガラス板の透明部の表面と裏面とに付着した
異物による散乱の様子を示す図、第4図は第3図
示の受光部が受光する散乱光を示す図、第5図及
び第6図は、本発明の出発点となる欠陥検査装置
の一例を示す図、第7図は欠陥検査装置を示す
図、第8図は異物からの散乱光による各受光素子
の光電出力を示す図、第9図は検出回路を示す
図、第10図aは、フオトマスクの上面図、第1
0図bは、スライス電圧の変化を示す図、第11
図は本発明の第一の実施例を示す図、第12図
は、本発明の第2の実施例を示す図、第13図
は、本発明の第2の実施例の検出回路を示す図、
第14図は、本発明の第3の実施例の検出回路を
示す図、第15図は、本発明の第4の実施例を示
す図、第16図は切替回路を示す図、第17図
は、受光素子の光電信号を示す図、第18図は本
発明による信号処理を示す図、及び第19図は、
増幅器の利得を示す図である。
〔主要部分の符号の説明〕、被検査物……5、
第1光電素子群……11,21、第2光電素子群
……13,23、検知する回路……130,13
1、検出装置……118,119,132,13
3,134,120。
FIG. 1 is a diagram showing scattering of laser light due to foreign matter on a surface of a photomask on which a pattern is drawn.
Figure 2 is a diagram showing scattering due to foreign matter adhering to the glass plate and scattering due to the edge of the light shielding part;
The figure shows the state of scattering due to foreign matter adhering to the front and back surfaces of the transparent part of the glass plate, Figure 4 shows the scattered light received by the light receiving part shown in Figure 3, Figures 5 and 6 7 is a diagram showing an example of a defect inspection device that is the starting point of the present invention, FIG. 7 is a diagram showing a defect inspection device, FIG. Figure 9 is a diagram showing the detection circuit, Figure 10a is a top view of the photomask, and Figure 10a is a top view of the photomask.
Figure 0b is a diagram showing changes in slice voltage, 11th
The figure shows a first embodiment of the invention, FIG. 12 shows a second embodiment of the invention, and FIG. 13 shows a detection circuit of a second embodiment of the invention. ,
FIG. 14 is a diagram showing a detection circuit according to a third embodiment of the present invention, FIG. 15 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention, FIG. 16 is a diagram showing a switching circuit, and FIG. is a diagram showing a photoelectric signal of a light receiving element, FIG. 18 is a diagram showing signal processing according to the present invention, and FIG.
It is a figure showing the gain of an amplifier. [Explanation of symbols of main parts], inspected object...5,
1st photoelectric element group...11, 21, 2nd photoelectric element group...13, 23, detection circuit...130, 13
1. Detection device...118, 119, 132, 13
3,134,120.
Claims (1)
射し、該光ビームのスポツトを所定方向に走査し
たときに該被検査物から生じた光情報に基づい
て、付着した異物等の欠陥を検査する装置におい
て、 前記被検査物の一方の面側の複数の空間位置か
ら前記光ビームの走査範囲を見込み、該走査範囲
から生じる散乱光を受光して該散乱光の強度に応
じた第1信号を出力する少なくとも2つの第1光
電検出器と; 前記被検査物の一方の面と反対の他方の面側の
複数の空間位置から前記走査範囲を見込み、該走
査範囲から生じる散乱光を受光して該散乱光の強
度に応じた第2信号を出力する少なくとも2つの
第2光電検出器と; 前記少なくとも2つの第1光電検出器の夫々か
らの第1信号の大きさを比較し、より小さな第1
信号を出力する特定の第1光電検出器を検知する
検知回路と; 該検知回路によつて検知された特定の第1光電
検出器と所定の関係で配置された特定の第2光電
検出器からの第2信号と、前記特定の第1光電検
出器からの第1信号とを比較して前記欠陥を表わ
す信号を出力する比較回路とを備えたことを特徴
とする欠陥検査装置。 2 前記比較回路は、前記2つの第1信号e1;e2
と前記2つの第2信号e3;e4の夫々の大きさを比
較する2つのコンパレータ118;119と、該
2つのコンパレータの各出力に接続された2つの
ゲート回路132;133とを含み、該2つのゲ
ート回路のいずれか一方を前記検知回路130,
131の検知結果に応答して開くことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の装置。 3 前記特定の第1光電検出器と特定の第2光電
検出器とは、前記被検査物の被検査面に対してほ
ぼ面対称に配置されることを特徴とする特許請求
の範囲第1項、又は第2項記載の装置。 4 前記第1光電検出器と第2光電検出器の夫々
は、前記光ビームのスポツトの走査範囲内から生
じる散乱光を集光する集光レンズを含み、該集光
レンズの光軸は前記走査範囲のほぼ中央を通り、
かつ前記被検査面の法線に対して傾けて設定され
ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
装置。 5 前記特定の第1光電検出器と特定の第2光電
検出器の対のうち少なくとも1対は、前記光ビー
ムの走査軌跡の方向とほぼ同じ方向から前記走査
範囲を見込むように配置されることを特徴とする
特許請求の範囲第4項記載の装置。 6 光透過性の平面的な被検査物に光ビームを照
射し、該光ビームのスポツトを所定方向に走査し
たときに該被検査物から生じた光情報に基づい
て、付着した異物等の欠陥を検査する装置におい
て、 前記被検査物の一方の面側の空間位置から前記
光ビームの走査範囲を見込み、該走査範囲から生
じる光情報を受光して第1信号を出力する第1光
電検出手段と; 前記被検査物の一方の面と反対の他方の面側の
空間位置から前記光ビームの走査範囲を見込み、
該走査範囲から生じる光情報を受光して第2信号
を出力する第2光電検出手段と; 前記第1信号と第2信号との大きさを比較し、
所定の大小関係が満たされたときに第1の検知信
号を出力する第1比較器と; 前記第1信号の大きさを予め定められた第1の
基準レベルと比較し、該第1基準レベル以上のと
きに第2の検知信号を出力する第2比較器と; 前記第1信号の大きさを前記第1基準レベルよ
りも高く定められた第2の基準レベルと比較し、
該第2基準レベル以上のときに第3の検知信号を
出力する第3比較器と; 前記第1、第2、第3の検知信号のうち、前記
第2検知信号を入力している時点で、前記第1検
知信号と第3検知信号の少なくとも一方を入力し
たときに、 前記欠陥を検出したことを表わす信号を出力す
る論理演算器とを有することを特徴とする欠陥検
査装置。 7 特許請求の範囲第6項記載の装置は、さらに
前記第1基準レベルと第2基準レベルの2つのス
ライス電圧を発生する回路160を有し、該回路
は該2つのスライス電圧の差をほぼ一定に保つた
まま前記光ビームの走査位置に応じてスライスレ
ベルを変化させることを特徴とする装置。 8 前記第1基準レベルは、検出すべき小さな欠
陥に応じて得られる前記第1信号の大きさよりも
小さく定められ、前記第2基準レベルは、検出す
べき欠陥が存在するにもかかわらず前記第1比較
器114;115;141の大小関係の正確な比
較動作が不能なほど前記第1信号と第2信号とが
ともに大きくなつたとき、該第1信号が第2基準
レベルを越えるように定められることを特徴とす
る特許請求の範囲第6項、又は第7項記載の装
置。[Scope of Claims] 1. Based on optical information generated from the inspected object when a light beam is irradiated onto a light-transmissive planar inspected object and the spot of the light beam is scanned in a predetermined direction, In an apparatus for inspecting defects such as attached foreign matter, the scanning range of the light beam is anticipated from a plurality of spatial positions on one side of the object to be inspected, and the scattered light generated from the scanning range is received and the scattered light is detected. at least two first photoelectric detectors that output first signals according to the intensity of the scanning range; at least two second photoelectric detectors that receive scattered light generated from the range and output a second signal corresponding to the intensity of the scattered light; Compare the sizes and choose the smaller first
a detection circuit that detects a specific first photoelectric detector that outputs a signal; and a specific second photoelectric detector that is arranged in a predetermined relationship with the specific first photodetector detected by the detection circuit; and a first signal from the specific first photoelectric detector to output a signal representing the defect. 2 The comparison circuit compares the two first signals e 1 ; e 2
and two comparators 118; 119 for comparing the respective magnitudes of the two second signals e3 ; e4 , and two gate circuits 132; 133 connected to each output of the two comparators, Either one of the two gate circuits is connected to the detection circuit 130,
13. The device according to claim 1, wherein the device opens in response to a detection result of 131. 3. Claim 1, wherein the specific first photoelectric detector and the specific second photoelectric detector are arranged substantially symmetrically with respect to the surface to be inspected of the object to be inspected. , or the device according to item 2. 4. Each of the first photoelectric detector and the second photoelectric detector includes a condenser lens that condenses scattered light generated from within the scanning range of the spot of the light beam, and the optical axis of the condenser lens is located within the scanning range of the spot. Passing through approximately the center of the range,
4. The apparatus according to claim 3, wherein the apparatus is set to be inclined with respect to the normal line of the surface to be inspected. 5. At least one pair of the specific first photoelectric detector and the specific second photoelectric detector is arranged so as to look into the scanning range from substantially the same direction as the direction of the scanning locus of the light beam. The device according to claim 4, characterized in that: 6 A light beam is irradiated onto a flat, light-transmissive object to be inspected, and when the spot of the light beam is scanned in a predetermined direction, defects such as attached foreign matter are detected based on the optical information generated from the object to be inspected. In an apparatus for inspecting, a first photoelectric detection means predicts a scanning range of the light beam from a spatial position on one surface side of the object to be inspected, receives optical information generated from the scanning range, and outputs a first signal. and; estimating the scanning range of the light beam from a spatial position on the side of the other surface opposite to one surface of the object to be inspected;
a second photoelectric detection means for receiving optical information generated from the scanning range and outputting a second signal; comparing the magnitudes of the first signal and the second signal;
a first comparator that outputs a first detection signal when a predetermined magnitude relationship is satisfied; a first comparator that compares the magnitude of the first signal with a predetermined first reference level; a second comparator that outputs a second detection signal in the above cases; and comparing the magnitude of the first signal with a second reference level set higher than the first reference level;
a third comparator that outputs a third detection signal when the level is equal to or higher than the second reference level; A defect inspection device comprising: a logical operator that outputs a signal indicating that the defect has been detected when at least one of the first detection signal and the third detection signal is input. 7. The device according to claim 6 further includes a circuit 160 for generating two slice voltages, the first reference level and the second reference level, and the circuit substantially adjusts the difference between the two slice voltages. An apparatus characterized in that the slice level is changed according to the scanning position of the light beam while being kept constant. 8. The first reference level is set to be smaller than the magnitude of the first signal obtained in response to a small defect to be detected, and the second reference level is set to be smaller than the magnitude of the first signal obtained in response to a small defect to be detected. When both the first signal and the second signal become so large that accurate comparison operation of the magnitude relationship of the first comparator 114; 115; 141 becomes impossible, the first signal is set to exceed the second reference level. 8. The device according to claim 6 or 7, characterized in that:
Priority Applications (2)
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JP16144081A JPS5862543A (en) | 1981-10-09 | 1981-10-09 | Device for checking foreign matter |
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JPS5862543A JPS5862543A (en) | 1983-04-14 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JPS5862543A (en) |
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JP2796906B2 (en) * | 1992-02-03 | 1998-09-10 | 日立電子エンジニアリング株式会社 | Foreign matter inspection device |
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1981
- 1981-10-09 JP JP16144081A patent/JPS5862543A/en active Granted
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