JPH04127152A - Foreign matter inspecting device - Google Patents

Foreign matter inspecting device

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JPH04127152A
JPH04127152A JP2247097A JP24709790A JPH04127152A JP H04127152 A JPH04127152 A JP H04127152A JP 2247097 A JP2247097 A JP 2247097A JP 24709790 A JP24709790 A JP 24709790A JP H04127152 A JPH04127152 A JP H04127152A
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circuit pattern
light
foreign matter
foreign
diffracted light
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弘明 宍戸
Minoru Noguchi
稔 野口
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Abstract

PURPOSE:To easily separate and detect a foreign matter of a submicron order on a circuit pattern by an easy constitution by binarizing scattered light and diffracted light which are generated on the same position on the circuit pattern by the irradiation of plural illuminating system through a space filter, calculating and displaying. CONSTITUTION:The circuit pattern of a substrate placed on an inspection stage part 1 is irradiated from respective oblique directions with two independent illuminating systems 23 arranged opposite to each other, and the beams of the scattered light and the diffracted light are respectively separated into the irradiating directions. The diffracted light from the linear part of the circuit pattern is shielded and eliminated by the space filters 44 and 444 arranged on each Fourier transform surface after separating, thereafter, a reverse Fourier transform image is formed and each image formed on each of detecting devices 51 and 531 separately used for the illuminating systems 2 and 3 are binarized by 1st and 2nd binarization circuits 52 and 552, and then, calculated by an AND circuit 53 so as to be displayed by a display means 55. Thus, the foreign matter of the submicron order on the circuit pattern can be separated from the circuit pattern.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、レチクルやホトマスク等(以下レチクル等と
いう)の回路パターン上に付着した異物を検出する異物
検査装置に係り、特に、サブミクロンオーダーの微細な
異物を、簡単な構成でウェハ上に転写する前に行なわれ
る前記レチクルおよびマスク上の異物を検出するレチク
ル検査方法およびその装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a foreign matter inspection device for detecting foreign matter attached to a circuit pattern of a reticle, photomask, etc. The present invention relates to a reticle inspection method and apparatus for detecting foreign matter on the reticle and mask, which is performed with a simple configuration before transferring fine foreign matter onto a wafer.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

LSI或いはプリント基板などを製造するのに使用され
るレチクル等の露光工程において、レチクル等の回路パ
ターンはウェハ上に焼付転写する前に検査されるが、該
回路パターン上にたとえばミクロンオーダーの微小異物
が存在している場合においても、該異物により前記回路
パターンがウェハに正常に転写しないことから、LSI
チップ全数が不良になる問題がある。この問題点は、最
近のLSIの高集積化に伴い一層顕在化し、より微小の
サブミクロンオーダーの異物の存在も許春されなくなっ
てきている。
In the exposure process for reticles used to manufacture LSIs or printed circuit boards, the circuit patterns on the reticle are inspected before being printed and transferred onto the wafer. Even if there is a
There is a problem that all the chips become defective. This problem has become more obvious with the recent increase in the integration of LSIs, and the presence of even smaller foreign substances on the submicron order is no longer tolerated.

上記転写不良防止のため、露光工程前の異物検査は不可
欠であり、レチクル等の管理上、従来から種々の異物検
査技術が提供されているが、レチクル等の回路パターン
の検査は、レーザ光等の指向性の良い光源で斜めから照
射し、異物から発生する散乱光を検出する方法が検査速
度および感度の点から有利で一般的に使用されている。
In order to prevent the above-mentioned transfer defects, foreign matter inspection before the exposure process is essential, and various foreign matter inspection techniques have been provided for the management of reticles etc., but inspection of circuit patterns on reticles etc. The method of irradiating the object obliquely with a light source with good directivity and detecting the scattered light generated from the foreign object is advantageous in terms of inspection speed and sensitivity and is commonly used.

ところが上記検査方法においては、レチクル等の回路パ
ターンのエツジ部からも回折光が発生するため、この回
折光から異物のみを弁別して検出するための工夫が必要
であり、そのための技術が公開されている。
However, in the above inspection method, diffracted light is also generated from the edges of the circuit pattern of the reticle, etc., so it is necessary to devise a way to distinguish and detect only foreign objects from this diffracted light, and the technology for this has not been made public. There is.

その1は、直線偏光レーザと、特定の入射角度で該レー
ザ光を斜めから照射する手段と、偏光板およびレンズを
用いた斜方結像光学系を特徴とする異物検査装置(例え
ば、特開昭54−101390)で、直線偏光を照射し
た際、回路パターンからの回折光と異物からの散乱光で
は、光の偏光方向が異なることを利用し、異物だけを輝
かせて検出するものである。
The first is a foreign matter inspection device (for example, Japanese Patent Application Laid-open No. 1982-101390), when linearly polarized light is irradiated, the diffracted light from the circuit pattern and the scattered light from the foreign object have different polarization directions, and this is used to detect only the foreign object by making it shine. .

その2として、レーザ光を斜方から被検査試料に照射し
走査する手段と、該レーザ光の照射点と集光点面がほぼ
一致するように被検査試料の上方に設けられ、該レーザ
光の散乱光を集光する第1のレンズと、該第1のレンズ
のフーリエ変換面に設けられ被検査試料の回路パターン
からの規則的回折光を遮光する遮光板と、遮光板を通し
て得られる異物からの散乱光を逆フーリエ変換する第2
のレンズと、該第2のレンズの結像点に設けられ被検査
試料上のレーザ光照射点以外からの散乱光を遮光するス
リットと、該スリットを通過した異物からの散乱光を受
光する受光器とから構成された異物検査装置が開示され
ている(例えば、特開昭59−65428号公報)。こ
の装置は、回路パターンが一般的に視界内で同一方向か
或いは2〜3の方向の組合せで構成されていることに着
目し、この方向の回路パターンによる回折光をフーリエ
変換面に設置した空間フィルタで除去することにより、
異物からの散乱光だけを強調して検出しようとするもの
である。
Second, there is a means for irradiating and scanning a sample to be inspected from an oblique angle, and a means provided above the sample to be inspected so that the irradiation point of the laser beam and the condensing point surface almost coincide, and the laser beam a first lens for condensing scattered light; a light-shielding plate provided on the Fourier transform surface of the first lens for blocking regularly diffracted light from the circuit pattern of the test sample; and foreign matter obtained through the light-shielding plate. The second inverse Fourier transform of the scattered light from
a slit provided at the imaging point of the second lens to block scattered light from other than the laser beam irradiation point on the sample to be inspected, and a light receiver for receiving scattered light from a foreign object that has passed through the slit. A foreign matter inspection device is disclosed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-65428). This device focuses on the fact that circuit patterns are generally configured in the same direction or a combination of two or three directions within the field of view, and uses a space installed on a Fourier transform surface to capture the diffracted light from the circuit pattern in this direction. By removing with a filter,
This method attempts to emphasize and detect only the scattered light from foreign objects.

その3は、回路パターンエツジ部で生じた回折光には指
向性があるが、異物による散乱光には指向性がないこと
に着目し、斜方向に設置した複数の検出器のそれぞれの
検出出力の論理積を取ることで異物を弁別する構成のも
のである(例えば、特開昭59−186324号公報)
Part 3 focuses on the fact that the diffracted light generated at the edge of the circuit pattern has directionality, but the light scattered by foreign objects does not, and the detection output of each of the multiple detectors installed diagonally It is configured to discriminate foreign substances by taking the logical product of
.

その4は、回路パターンエツジからの回折光は成る特定
の方向にのみ集中して行くのに対して、異物からはすべ
ての方向に散乱していくという現象を利用し、複数の検
出器を配置して異物を弁別するものである。(例えば、
特開昭60−154634号公報および特開昭60−1
54635号公報)。
The fourth method utilizes the phenomenon that diffracted light from circuit pattern edges concentrates only in a specific direction, whereas light from foreign objects scatters in all directions, and multiple detectors are arranged. This is used to identify foreign substances. (for example,
JP-A-60-154634 and JP-A-60-1
54635).

なお、微小異物検査に関連する方法および装置として、
シュリーレン法、位相差顕微鏡、有限の大きさの光源の
回折像等に関する技術が、例えば、久保1)広著、応用
光学(岩波全書)第129頁〜第136頁に記載されて
いる。
In addition, as methods and devices related to micro foreign object inspection,
Techniques related to the Schlieren method, a phase contrast microscope, a diffraction image of a light source with a finite size, etc. are described, for example, in Kou Kubo 1), Applied Optics (Iwanami Zensho), pages 129 to 136.

[発明が解決しようとする課題] 前述したように、検出すべき異物が小さくなるにしたが
って、問題になる異物の見逃しの増加が問題になってき
た。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, as foreign objects to be detected become smaller, the problem of overlooked foreign objects has become more and more problematic.

前記従来技術その1(例えば、特開昭54−10139
0)においては、微小異物からの散乱光の偏光方向と、
回路パターンエツジからの回折光の偏光方向との差異が
小さくなることから異物の弁別検出ができない問題点を
有していた。
Said prior art No. 1 (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10139/1983)
0), the polarization direction of the scattered light from the minute foreign matter,
Since the difference in polarization direction of the diffracted light from the circuit pattern edge becomes small, there is a problem in that it is not possible to discriminately detect foreign objects.

つぎに前記従来技術その2(例えば、特開昭59−65
428号公報)は、異物からの散乱光を遮光板によって
回路パターンからの回折光と分離し、かつスリットによ
り異物からの散乱光のみを検出するもので、異物を簡単
な2値化法により検出するため検出機構が簡単になる特
徴を有するが、前記回路パターンの交差部分からの回折
光には、直線部分からの回折光のように特定位置に偏る
傾向は小さく、前記空間フィルタにより回路パターンの
交差部分からの回折光を完全に遮光することはできず、
また、近年のLSI高集積化に伴うミクロンオーダーの
微細構造パターンを有する回路パターンから発生する回
折光は、異物からの散乱光と挙動が類似してきているた
め一層前記傾向が強く、簡単な2値化法により異物を回
路パターンから分離して検出することは事実上困難で問
題点となっていた。
Next, the second prior art (for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-65
No. 428) uses a light-shielding plate to separate the scattered light from the foreign object from the diffracted light from the circuit pattern, and uses a slit to detect only the scattered light from the foreign object. Foreign objects are detected using a simple binarization method. However, unlike the diffracted light from a straight line, the diffracted light from the intersection of the circuit pattern has a small tendency to be biased toward a specific position, and the spatial filter allows the detection mechanism to be simplified. It is not possible to completely block the diffracted light from the intersection,
In addition, the behavior of diffracted light generated from circuit patterns having micron-order microstructure patterns accompanying the recent trend toward high integration of LSIs has become similar to that of scattered light from foreign objects, so the above-mentioned tendency is even stronger. It has been practically difficult and problematic to separate and detect foreign substances from circuit patterns using the chemical method.

また、前記従来技術その3(例えば、特開昭59−18
6324号公報)および前記従来技術その4(例えば、
特開昭60−154634号公報および特開昭60−1
54635号公報)における各装置においては、その装
置構成上、十分な集光能力を持つ光学系の採用が困難で
あり。微小な異物から発生する微弱な散乱光を検出する
のは実際上困難な問題点を有していた。
In addition, the above-mentioned prior art No. 3 (for example, JP-A-59-18
6324) and the prior art No. 4 (for example,
JP-A-60-154634 and JP-A-60-1
54635), it is difficult to employ an optical system with sufficient light gathering ability due to the device configuration. Detecting weak scattered light generated from minute foreign matter has been practically difficult.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、レチク
ル等の回路パターン上に付着したサブミクロンオーダー
の微細な異物を、簡単な構成で容易に回路パターンから
分離して検出することができる異物検査装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to easily separate and detect submicron-order minute foreign matter attached to a circuit pattern such as a reticle from the circuit pattern using a simple configuration. An object of the present invention is to provide a foreign matter inspection device.

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

上記目的を達成するため、本発明は、ホトマスクやレチ
クル等の回路パターンを有する基板上に付着した異物を
検出する異物検査装置において、前記基板を載置してX
、 Y、 Zの各方向へ任意に移動可能なステージ部と
、 前記回路パターンを斜方から対向して照射する第1およ
び第2の独立した光源を有する照明系と、照明された検
査領域を検出器上に結像するN。
In order to achieve the above object, the present invention provides a foreign matter inspection device for detecting foreign matter attached to a substrate having a circuit pattern such as a photomask or reticle, in which the substrate is placed and
, Y, and Z directions, an illumination system having first and second independent light sources that diagonally face and illuminate the circuit pattern, and an illuminated inspection area. N imaged onto the detector.

A、が0.4以上の高開口数の結像光学系と。A, an imaging optical system with a high numerical aperture of 0.4 or more.

該各照明系の照射により前記回路パターン上の同−位値
に発生する散乱光および回折光を集光して照射方向別に
光線分離し、回路パターンの直線部分からの回折光を遮
光するために分離後の各フーリエ変換面上に設けた空間
フィルタと。
In order to collect the scattered light and diffracted light generated at the same point on the circuit pattern by the irradiation of each illumination system and separate the light beams according to the irradiation direction, and to block the diffracted light from the straight portion of the circuit pattern. and a spatial filter provided on each Fourier transform surface after separation.

前記各検出器の出力をしきい値を設定した2値化回路の
出力値のにより出力される信号により前記回路パターン
上の異物データを演算表示する信号処理系とを備える構
成にしたものである。
The apparatus is configured to include a signal processing system that calculates and displays foreign object data on the circuit pattern using a signal output from a binarization circuit in which a threshold value is set for the output of each of the detectors. .

〔作用〕[Effect]

Wolf著、”Pr1nsple  of  0pti
cs  pp、647−664などの文献によれば、微
小な粒子が照明光の波長と同程度の大きさになった場合
、異物からの散乱光は均一にはならずに鋭い分布を持つ
Wolf, “Pr1nsple of 0pti
According to literature such as CS pp, 647-664, when minute particles have a size comparable to the wavelength of illumination light, the scattered light from the foreign matter is not uniform but has a sharp distribution.

本発明では、上記の見逃しが増加してきたのは、この微
小な粒子からの散乱光が分布を持つためであることに着
目した。
In the present invention, we focused on the fact that the above-mentioned oversights have increased because the scattered light from these minute particles has a distribution.

これは従来、検出光学系の開口数に関しては言及されて
いなかっただけでなく、異物を検出する場合、検出光学
系が異物を解像できない場合であっても検出は可能であ
ると考えられていたためである。ところが、上記の文献
に示されたように微小粒子からの散乱光は不規則な指向
性をもつため、開口数の小さな検出光学系では検出でき
ない可能性があり、この結果、異物の検出見逃しが起こ
る。
Conventionally, not only was there no mention of the numerical aperture of the detection optical system, but it was also thought that when detecting a foreign object, it is possible to detect it even if the detection optical system cannot resolve the foreign object. This is because of this. However, as shown in the above literature, since the scattered light from microparticles has irregular directivity, it may not be detected by a detection optical system with a small numerical aperture, and as a result, the detection of foreign objects may be missed. happen.

すなわち、本発明の思想により、従来技術の有する分解
能の検出光学系では、「微小異物を検出できることもあ
る。」のであって、 「安定して検出できる。」のでは
ないことが明らかになった。
In other words, according to the idea of the present invention, it has become clear that the detection optical system with the resolution of the prior art can "sometimes detect microscopic foreign objects," but not "can stably detect them." .

「異物の検出」と言う目標を達成するためにも、検出す
べき異物の大きさを解像する程度の分解能が必要である
ことが判明した。
It has been found that in order to achieve the goal of "detecting foreign objects," it is necessary to have enough resolution to resolve the size of the foreign object to be detected.

本発明は、この検出すべき異物を解像する程度の開口数
(NA)を有する検出光学系を有する。
The present invention includes a detection optical system having a numerical aperture (NA) large enough to resolve this foreign substance to be detected.

具体的には以下の式(1)により、算出される。Specifically, it is calculated using the following formula (1).

NAに、概ね近い値を有する光学系が望ましい。An optical system having a value approximately close to NA is desirable.

ここで、dは検出すべき異物の寸法、λは照明光の波長
、NAは開口数である。
Here, d is the size of the foreign object to be detected, λ is the wavelength of the illumination light, and NA is the numerical aperture.

NAを式(1)を満たすように設定できない場合、λを
短くする必要がある。
If NA cannot be set to satisfy equation (1), it is necessary to shorten λ.

すなわち、本発明は異物検査のための検出光学系では解
像する解像力が必要と考えられていなかったが、式(1
)に示すような検出光学系が、必要であるという新規な
考え方に立っている。
That is, in the present invention, it was not thought that resolving power was necessary in the detection optical system for foreign object inspection, but the formula (1
) is based on the novel idea that a detection optical system as shown in () is necessary.

ただし、式(1)の係数は0.6という一般の解像度を
算出する際の値はど大きい必要はなく、本発明に際して
、実施された実験によると0.24〜0. 6の範囲で
あれば必要とされる異物検出性能は発揮される。
However, the coefficient of equation (1) is 0.6, which is not necessarily a large value when calculating the general resolution, and according to experiments conducted for the present invention, it is 0.24 to 0. If it is within the range of 6, the required foreign object detection performance will be exhibited.

その理由について、以下に説明する。The reason for this will be explained below.

第24図には、横軸に異物径を縦軸に散乱断面積をとっ
である。この散乱断面積は、異物から発生する散乱光に
比例し、Mie散乱の理論から求められる。その解釈は
、 発生する散乱光を観察した場合、あたかも図中の実線で
示される大きさの異物から発生する散乱光であるかのよ
うに観察されることを意味する。
In FIG. 24, the horizontal axis represents the particle diameter and the vertical axis represents the scattering cross section. This scattering cross section is proportional to the scattered light generated from the foreign object, and is determined from the theory of Mie scattering. This interpretation means that when the generated scattered light is observed, it is observed as if it were generated by a foreign object of the size indicated by the solid line in the figure.

図中には、点線で、幾何学的な断面積も合わせて示した
。これより、散乱光で観察した場合には、実際の異物寸
法よりも大きく観察されることがわかる。(これは、ま
さしく異物検査が散乱光で行われている理由である。)
そして、その比率は、第24図より面積比で約3倍〜6
倍、従って直径ではσ〜F倍となる。
In the figure, the geometrical cross-sectional area is also indicated by a dotted line. From this, it can be seen that when observed with scattered light, the foreign object is observed to be larger than the actual size. (This is exactly why foreign object inspection is performed using scattered light.)
As shown in Figure 24, the ratio is approximately 3 to 6 times the area ratio.
Therefore, the diameter is σ~F times.

この場合、式(1)は、 0.6    λ d=、τT−罷−=0.35〜0.24π00001.
(1)′となり、先の実験結果を説明できる。
In this case, Equation (1) is as follows: 0.6 λ d=, τT-strike=0.35-0.24π00001.
(1)′, which explains the previous experimental results.

また、検出すべき異物サイズdは、レチクルの最小寸法
の174程度とされているため、レチクル上最小寸法2
.5μm(5:l縮小転写の場合、ウェハ上0.5μm
In addition, since the foreign object size d to be detected is set to about 174, which is the minimum dimension of the reticle, the minimum dimension on the reticle is 2.
.. 5 μm (0.5 μm on the wafer in case of 5:l reduction transfer)
.

これは、16MDRAM相等)の場合、0.6μm最小
寸法1.5 μm (64MDRAM相等)の場合0.
4μmである。
This is 0.6 μm for a 16M DRAM phase, etc., and 0.6 μm for a minimum dimension of 1.5 μm (64M DRAM phase, etc.).
It is 4 μm.

従って0.4μmの異物をλ= 780nflIで検出
する際にはNAは0.4以上程度が必要とされる。
Therefore, when detecting a foreign substance of 0.4 μm with λ=780nflI, an NA of about 0.4 or more is required.

光散乱の物理学は、実際はきわめて複雑である。The physics of light scattering is actually quite complex.

空間に浮遊した単一の球に平面波が照射された場合とい
ったもっとも簡単な問題が、1908年にGustav
  Mieによって初めて解析された。
The simplest problem, when a plane wave is irradiated onto a single sphere suspended in space, was solved by Gustav in 1908.
First analyzed by Mie.

Mieの理論として知られている解法は、球状ハーモニ
クスと呼ばれる数学関数の水和級数であるが、本発明の
主題からは外れるので言及しない。
The solution known as Mie's theory is a hydrated series of mathematical functions called spherical harmonics, but it will not be mentioned as it is outside the scope of the present invention.

しかしながら、結果の解釈は比較的容易である。However, interpretation of the results is relatively easy.

ラテックス球などのパーティクルは、反射、屈折、吸収
そして回折といいったプロセスの組み合わせで、入射ビ
ーム中の光を散乱する。
Particles, such as latex spheres, scatter light in an incident beam through a combination of reflection, refraction, absorption, and diffraction processes.

球状異物(粒子)からの散乱光強度を第21図に示す。FIG. 21 shows the intensity of scattered light from spherical foreign objects (particles).

第21図の図は、Mie散乱の理論値を、本発明の運用
先のごとく基盤上に付着した粒子の場合に変形したもの
である。
The diagram in FIG. 21 is a modification of the theoretical value of Mie scattering in the case of particles attached to a substrate as in the application of the present invention.

横軸は、検出光の波長λ(例えば830nm)、dは検
出異物径を用いた無次元数である。
The horizontal axis is the wavelength λ (for example, 830 nm) of the detection light, and d is a dimensionless number using the diameter of the detected foreign object.

ここでπd/λがおおむね4より小さな領域(λ=83
0nmの時d=1.1μmより小さな異物)は、特にレ
ーリー散乱領域と呼ばれ、異物からの散乱光は、直径の
6乗に逆比例して、急激に減少する。従ったこの領域の
異物の検出には、検出器の感度には十分な注意を払う必
要がある。
Here, πd/λ is approximately smaller than 4 (λ=83
Foreign particles (smaller than d=1.1 μm when 0 nm) are particularly called the Rayleigh scattering region, and the scattered light from the particles rapidly decreases in inverse proportion to the sixth power of the diameter. Therefore, in order to detect foreign matter in this region, it is necessary to pay sufficient attention to the sensitivity of the detector.

ただし、この領域の散乱光は特定の方向には散乱しない
ため、検出器のNAについて以下に述べる領域はど注意
深くなる必要はない。
However, since the scattered light in this region is not scattered in a specific direction, there is no need to be very careful about the NA of the detector in the region described below.

πd/λがおおむね4より大きな領域では、その散乱光
は、回折の理論に従って方向性を持って散乱する。
In a region where πd/λ is approximately larger than 4, the scattered light is directionally scattered according to the theory of diffraction.

その様子は、第14図に示すとおりである。この領域の
異物を検出するためには、異物からの散乱光が分布を持
つため、検出器のNAを十分に注意して決定する必要が
ある。
The situation is as shown in FIG. In order to detect foreign matter in this region, the NA of the detector must be determined with sufficient care because the scattered light from the foreign matter has a distribution.

第22図にレチクル6上の異物70に対し、レーザ照明
2221を行った場合の回折光の方向を示す。
FIG. 22 shows the direction of diffracted light when laser illumination 2221 is applied to the foreign object 70 on the reticle 6.

回折光は、0次回折光2222,1次回折光2223、
さらに角度θだけ2次回折光・・・・・・と続く、0次
回折光2222は、レーザ照明2221の正反射光であ
り、異物の散乱光を検出するということは、1次以上の
回折光を検出することになる。
The diffracted lights include 0th-order diffracted light 2222, 1st-order diffracted light 2223,
The 0th-order diffracted light 2222, which is followed by the second-order diffracted light by an angle θ, is the specularly reflected light of the laser illumination 2221. Detecting the scattered light of the foreign object means that the first-order or higher-order diffracted light is detected. It will be detected.

ここでθは、回折の式から dsinθ=λで求められる。Here, θ is from the diffraction equation It is determined by dsinθ=λ.

検出光学系の必要なNAを、最も条件の厳しいπd/λ
=4の場合について求める。
The necessary NA of the detection optical system is set to πd/λ, which is the most stringent condition.
Find the case where =4.

π・d/λ=4 d/λ=1.27 λ/d=0.79 sinθ=λ/dより θ=sin ’(0,79) =52° となる。π・d/λ=4 d/λ=1.27 λ/d=0.79 From sinθ=λ/d θ=sin’(0,79) =52°.

これは、回折光の間隔が最大で52°になることを意味
し、従って、52°以上の開口を有する検出光学系を用
いれば、最低でも1次の回折光だけは検出できることに
なり、異物は見逃しとはならない。
This means that the interval between the diffracted lights becomes 52° at maximum, and therefore, if a detection optical system with an aperture of 52° or more is used, only the first-order diffracted light can be detected, and foreign particles can be detected. cannot be overlooked.

(n:光路の屈折率、空気ではn#1)で検出tや対物
レンズ41のNAは求められ、 よって、おおむね0.44より大きなNAを持つ検出系
により異物からの散乱光を見逃しなく検出できる。
The detection t and the NA of the objective lens 41 are determined by (n: refractive index of the optical path, n#1 in air).Therefore, a detection system with a NA larger than approximately 0.44 will detect scattered light from foreign objects without missing it. can.

この場合、NAが大きい程検出に余裕が出来、またレー
リー領域の異物の検出にも都合が良くなる。
In this case, the larger the NA, the more margin there is for detection, and the more convenient it is for detecting foreign objects in the Rayleigh region.

逆にNA≧0.44を滴たさない場合でもNA=0.4
程度ならば、回折光にある程度の幅があるため、実用上
は異物の検出は可能である。
Conversely, even if NA≧0.44 is not dropped, NA=0.4
However, since the diffracted light has a certain range, it is practically possible to detect the foreign matter.

そこで本発明では、粒子のにより初めてN、 A。Therefore, in the present invention, N and A are determined for the first time by particles.

が0.4以上の高開口数の検出光系を用いた異物検出が
可能となり、これらの検出見逃しが低減できる。
It becomes possible to detect foreign objects using a detection optical system with a high numerical aperture of 0.4 or more, and it is possible to reduce the number of missed detections.

本発明は、レチクル等の回路パターンが縦・横・斜めの
3方向の直線および該直線の交差部で構成されているこ
とに着目してなされている。前記回路パターンが、指向
性のよいレーザ光等で斜方から入射角i (i<90’
 )で照射された場合、回路パターンの直線部分からの
回折光のフーリエ変換像は、照明視野内の回路パターン
の位置によらず、フーリエ変換像面上の特定の位置へ細
い直線状に集光され、一方、異物からの散乱光はフーリ
エ変換像面上の特定の位置へ偏らないことが知られてい
る。ところが、前記回路パターンの交差部分および微細
構造部分からの回折光の強度変化については明らかにさ
れておらず、今回発明者等の行った回路パターンの存在
し得るすべての交差部分および微細構造部分の形状につ
いて測定により、同一の形状の回路パターンの交差部分
および微細構造部分を同一の入射角度の光源で照明した
場合でも、光源が回路パターンを照明する方向によって
回路パターンからの回折光の強度が著しく変化すること
が明らかにされた。
The present invention focuses on the fact that a circuit pattern such as a reticle is composed of straight lines in three directions (vertical, horizontal, and diagonal) and intersections of the straight lines. The circuit pattern is obliquely illuminated by a laser beam with good directivity at an angle of incidence i (i<90'
), the Fourier transform image of the diffracted light from the straight line portion of the circuit pattern is focused in a thin straight line at a specific position on the Fourier transform image plane, regardless of the position of the circuit pattern within the illumination field of view. On the other hand, it is known that scattered light from foreign objects is not biased toward a specific position on the Fourier transform image plane. However, changes in the intensity of diffracted light from the intersections and microstructures of the circuit pattern have not been clarified, and the present inventors have investigated all possible intersections and microstructures of the circuit pattern. Measurements of the shape have shown that even when the intersections and microstructures of circuit patterns of the same shape are illuminated by a light source with the same incident angle, the intensity of the diffracted light from the circuit pattern varies significantly depending on the direction in which the light source illuminates the circuit pattern. It was revealed that things are changing.

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

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の一実施例の構成を第1図を参照して説明す
る。図において、1は検査ステージ部で、検査ステージ
部1は、ペリクル7を有するレチクル6を固定手段8に
より上面に固定してZ方向に移動可能なZステージ9と
、Zステージ9を介してレチクル6をX方向へ移動させ
るXステージ10と、同じくレチクルをY方向へ移動さ
せるYステージ11と、Zステージ9、xステージ10
.Yステージ11の各ステージを駆動するステージ駆動
系12と、レチクル6のZ方向位置を検出する焦点位置
検出用の制御系13とから構成されており、各ステージ
は、レチクル6の検査中学に必要な精度で焦点合せ可能
に制御されるようになっている。
The configuration of an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, reference numeral 1 denotes an inspection stage section, and the inspection stage section 1 includes a Z stage 9 which fixes a reticle 6 having a pellicle 7 on its upper surface by a fixing means 8 and is movable in the Z direction, and a Z stage 9 that is capable of moving the reticle 6 in the Z direction. an X stage 10 that moves the reticle in the X direction, a Y stage 11 that also moves the reticle in the Y direction, a Z stage 9, and an x stage 10.
.. It is composed of a stage drive system 12 that drives each stage of the Y stage 11, and a control system 13 for detecting the focus position that detects the position of the reticle 6 in the Z direction. Focusing can be controlled with high precision.

Xステージ10およびYステージ11の走査速度は任意
に設定することができるが、例えば、Xステージ10を
、約0.2秒の等加速時間と、4゜0秒の等速運動と、
0.2秒の等減速時間とに設定し、約0.2秒の停止時
間を1/2周期で最高速度約25mm/秒、振幅105
mmの周期運動をするように形成し、Yステージ11を
、Xステージ1oの等加速時間および等減速時間に同期
してレチクル6を0. 5mmずつステップ状にY方向
に移送するように構成すれば、1回の検査時間中に20
0回移送することにすると、約960秒で1゜0mm移
送することが可能となり、100叩四方の領域を約96
0秒で走査することができることになる。
The scanning speed of the X stage 10 and the Y stage 11 can be set arbitrarily, but for example, the X stage 10 is set to a uniform acceleration time of about 0.2 seconds, a uniform motion of 4°0 seconds,
A constant deceleration time of 0.2 seconds is set, a stopping time of approximately 0.2 seconds is set at 1/2 cycle, a maximum speed of approximately 25 mm/second, and an amplitude of 105.
The Y stage 11 is formed to perform periodic motion of 0.0 mm, and the reticle 6 is moved in synchronization with the uniform acceleration time and uniform deceleration time of the X stage 1o. If it is configured to move in the Y direction in steps of 5 mm, 20
If we decide to transfer 0 times, it will be possible to transfer 1°0mm in about 960 seconds, and the area of 100 squares will be transferred about 96 times.
This means that scanning can be done in 0 seconds.

また、焦点位置検出用の制御系13は、エアーマイクロ
−メータを用いるものでも、或いはレーザ干渉法で位置
を検出するものでも、さらには縞パターンを投影し、そ
のコントラストを検出する構成のものでもよい。なお、
座標x、y、zは、図に示す方向である。
The control system 13 for detecting the focal position may be one that uses an air micrometer, one that detects the position by laser interferometry, or one that projects a striped pattern and detects its contrast. good. In addition,
The coordinates x, y, z are the directions shown in the figure.

2は第1の照明系、3は第2の照明系で、両者は独立し
ており、かつ同一の構成要素からなっている。21,3
1はレーザ光源で、両者の波長は、レーザ光源21の波
長λ1が例えば830 nm、レーザ光源31の波長λ
2が例えば780nmと異なっている。22.32は集
光レンズで、レーザ光源21.31より射出された光束
をそれぞれ集光してレチクル6の回路パターン上に照射
する。
2 is a first illumination system, and 3 is a second illumination system, both of which are independent and composed of the same components. 21,3
Reference numeral 1 denotes a laser light source, and the wavelengths of both laser light sources are such that the wavelength λ1 of the laser light source 21 is, for example, 830 nm, and the wavelength λ of the laser light source 31 is 830 nm.
2 is different from 780 nm, for example. Reference numerals 22 and 32 denote condenser lenses that condense the light beams emitted from the laser light sources 21 and 31 and irradiate them onto the circuit pattern of the reticle 6.

この場合、回路パターンに対する両者の入射角iは、後
述する検出光学系4の対物レンズ41を避けるため約3
0’ より大きくし、また、被検体がペリクル7を装着
したレチクル6の場合は、ペリクル7を避けるためにほ
ぼ80’ より小さくしなければならないことから、お
およそ30°く1く80’ にされる。
In this case, the incident angle i of both with respect to the circuit pattern is approximately 3 to avoid the objective lens 41 of the detection optical system 4 described later.
If the object to be examined is a reticle 6 equipped with a pellicle 7, it must be made smaller than approximately 80' to avoid the pellicle 7, so it is set to approximately 30° by 80'. Ru.

上記第1の照明系2および第2の照明系3の詳細な構成
例を、第2図および第3図を参照して説明する。第2図
は第1の照明系2の構成例を示す図(この場合、第2の
照明系3側は同一構成のため省略している)、第3図は
レーザ光源21より射出された光束を任意のZ位置でX
−Y面に平行に断面した状態を示す斜視図である。図中
、第1図と同符号のものは同じものを示す。21は半導
体レーザを使用したレーザ光源である。221はコリメ
ータレンズ、222は1/2波長板、223は凹レンズ
、224はシリンドリカルレンズ、225はコリメータ
レンズ、226は集光レンズで、符号221〜226に
より集光レンズ22を形成している。レーザ光源21は
、横(X方向)約1μm以下×縦(Y方向)数μm〜数
十μmの長方形の発火点211を有しており、発火点2
11より射出されたレーザ光が、発火点211における
回折現象により横(X方向)に広い角度で回折して、第
3図に示すような楕円形状の光束212を形成し、また
、レーザ光源21は半導体レーザを使用しているため、
通常、Y方向に磁界ベクトルを持つ直線偏光を有してお
り、さらに、検査視野15にレーザビームを小さく絞り
込むためには、レーザ光源21より広い角度でコリメー
タレンズ221に射出する必要がある。このようなこと
から、シリンドリカルレンズ224により第2図に示す
Y′方向が長手方向になるレーザビームを形成し、光路
中に1/2波長板222を設けてP偏光のレーザビーム
を90°回転してS偏光にしている。
A detailed configuration example of the first illumination system 2 and the second illumination system 3 will be explained with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the first illumination system 2 (in this case, the second illumination system 3 side is omitted because the configuration is the same), and FIG. 3 is a diagram showing the luminous flux emitted from the laser light source 21. at any Z position
It is a perspective view showing a cross-sectional state parallel to the −Y plane. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same things. 21 is a laser light source using a semiconductor laser. 221 is a collimator lens, 222 is a 1/2 wavelength plate, 223 is a concave lens, 224 is a cylindrical lens, 225 is a collimator lens, and 226 is a condensing lens, and the condensing lens 22 is formed by reference numerals 221 to 226. The laser light source 21 has a rectangular firing point 211 with a width (X direction) of approximately 1 μm or less and a length (Y direction) of several μm to several tens of μm.
The laser beam emitted from the ignition point 211 is diffracted at a wide angle laterally (in the X direction) due to the diffraction phenomenon at the ignition point 211, forming an elliptical beam 212 as shown in FIG. uses a semiconductor laser, so
Normally, it has linearly polarized light with a magnetic field vector in the Y direction, and in order to narrow the laser beam to the inspection field of view 15, it needs to be emitted to the collimator lens 221 at a wider angle than the laser light source 21. For this reason, a cylindrical lens 224 is used to form a laser beam whose longitudinal direction is in the Y' direction shown in FIG. 2, and a 1/2 wavelength plate 222 is provided in the optical path to rotate the P-polarized laser beam by 90° to make it S-polarized.

S偏光にするのは、例えば、入射角iが約60゜の場合
、ガラス基板上における反射率が、P偏光の場合より約
5倍程度高い(例えば、久保1)広著、応用光学(岩波
全書)第144貞)からで、より小さい異物まで検出す
ることが可能になる。
For example, when the incident angle i is about 60°, the reflectance on the glass substrate is about 5 times higher than that of P-polarized light (for example, Kubo 1), published by Hiroko, Applied Optics (Iwanami). Complete book) No. 144), it becomes possible to detect even smaller foreign objects.

そして第1の照明系2の照度を高めるため、集光系の開
口数(NA)を約0. 1にし、レーザビームを約10
μmまで絞り込んでいるが、この絞り込みにより焦点深
度は約30μmと短くなり、第2図に示す検査視野15
の全域S(約500μm)に焦点を合わせることができ
なくなる。しかし、本実施例においてはこの対策として
、シリンドリカルレンズ224を第2図に示すX′軸回
りに傾動させ(第2図はすでに傾動した状態を示す)、
例えば、入射角iが60°でも検査視野15の全域Sに
焦点を合わせることが可能になっており、後述する信号
処理系5の検出器51,551に一次元固体撮像素子を
使用した場合に、検査視野15の検査領域が検出器51
,551と同様に直線状になっても、該直線状の検査領
域を高い照度で、かつ均一な分布で照明をすることが可
能になる。
In order to increase the illuminance of the first illumination system 2, the numerical aperture (NA) of the condensing system is set to approximately 0. 1 and the laser beam to about 10
The depth of focus is reduced to approximately 30 μm, and the inspection field of view 15 shown in Figure 2 is narrowed down to approximately 30 μm.
It becomes impossible to focus on the entire area S (approximately 500 μm). However, in this embodiment, as a countermeasure to this, the cylindrical lens 224 is tilted around the X' axis shown in FIG. 2 (FIG. 2 shows a state in which it has already been tilted).
For example, even if the incident angle i is 60°, it is possible to focus on the entire area S of the inspection field of view 15. , the inspection area of the inspection field of view 15 is the detector 51
, 551, it is possible to illuminate the linear inspection area with high illuminance and uniform distribution.

さらに、シリンドリカルレンズ224を第2図に示すX
′軸回りに加えて、Y′軸回りにも傾動させると、例え
ば、入射角iが60°で任意の方向から照射した場合で
も、検査視野15の全域S上を高い照度で、かつ均一な
分布の直線状の照明をすることが可能である。
Furthermore, the cylindrical lens 224 is
By tilting around the Y' axis as well as around the Y' axis, for example, even if the incident angle i is 60° and the irradiation is from any direction, the whole area S of the inspection field of view 15 can be illuminated with high illuminance and uniformly. It is possible to provide linear illumination with a distribution.

4は検出光学系で、検出光学系4は、レチクル6に相対
する対物レンズ41、対物レンズ41の結像位置付近に
設けられる視域レンズ(以下フィールドレンズという)
43、フィールドレンズ43により集光された光束の波
長分離用のミラー42、レチクル6の検査視野15に対
するフーリエ変換の位置に設けられた帯状の遮光部とそ
の外部に透過部を有する空間フィルタ44,444、お
よび結像レンズ45,445とからなっており、レチク
ル6上の検査視野15を後述する信号処理系5の検出器
51,551に結像するように構成されている。フィー
ルドレンズ43は、対物レンズ41上の上方の焦点位置
46を空間フィルタ44.444上に結像するものであ
る。
4 is a detection optical system, and the detection optical system 4 includes an objective lens 41 facing the reticle 6, and a viewing area lens (hereinafter referred to as a field lens) provided near the imaging position of the objective lens 41.
43, a mirror 42 for wavelength separation of the light beam condensed by the field lens 43, a spatial filter 44 having a band-shaped light-shielding portion provided at the Fourier transform position with respect to the inspection field 15 of the reticle 6 and a transmitting portion outside the band-shaped light-shielding portion; 444, and imaging lenses 45, 445, and are configured to image the inspection field 15 on the reticle 6 onto detectors 51, 551 of the signal processing system 5, which will be described later. The field lens 43 forms an image of the upper focal point 46 on the objective lens 41 onto a spatial filter 44.444.

5は信号処理系で、信号処理系5は、前記検出器51,
551と、該検出器51,551の出力を2値化処理す
る第1および第2の2値化回路52.552と、論理積
回路53と、マイクロコンピュータ54と、表示手段5
5とからなっている。
5 is a signal processing system, and the signal processing system 5 includes the detector 51,
551, first and second binarization circuits 52 and 552 for binarizing the outputs of the detectors 51 and 551, an AND circuit 53, a microcomputer 54, and a display means 5.
It consists of 5.

検出器51,551は、例えば電荷移動型の一次元固体
撮像素子などにて形成され、Xステージ10を走査しな
がらレチクル6上の回路パターンからの信号を検出する
が、この場合、レチクル6上の異物が存在していると、
入力する信号レベルおよび光強度が大きくなるため、検
出器51,551の出力も大きくなるように形成されて
いる。
The detectors 51 and 551 are formed of, for example, a charge transfer type one-dimensional solid-state image sensor, and detect signals from the circuit pattern on the reticle 6 while scanning the X stage 10. If a foreign object is present,
Since the input signal level and light intensity are increased, the outputs of the detectors 51 and 551 are also increased.

なお、前記の如く検出器51,551に一次元固体撮像
素子を用いれば、分解能を維持したまま検出視野を広く
することができる利点を有するが、これに限定されるこ
となく2次元のもの、或いは、単素子のものでも使用可
能である。
As mentioned above, if a one-dimensional solid-state image sensor is used for the detectors 51 and 551, there is an advantage that the detection field of view can be widened while maintaining the resolution. Alternatively, a single element can also be used.

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

論理積回路53は、2値化回路52,552からの信号
をとりこみ、2つの信号の論理積を出力する。また、マ
イクロコンピュータ54は、論理積回路53が論理レベ
ル”1”を出力した場合に「異物あり」と判定し、Xス
テージ1oおよびYステージ11の位置情報、単素子で
はない検出器51.551の場合にその素子中の画素位
置から計算される異物の位置情報および検出器51,5
51の検出出力値を異物データとして記憶し、その結果
を表示手段55に出力するように形成されている。
The AND circuit 53 takes in the signals from the binarization circuits 52 and 552, and outputs the AND of the two signals. Further, the microcomputer 54 determines that there is a foreign object when the AND circuit 53 outputs a logic level "1", and the microcomputer 54 determines that there is a foreign object, and provides position information of the X stage 1o and the Y stage 11, and the detector 51.551 which is not a single element. In this case, the foreign object position information calculated from the pixel position in the element and the detectors 51, 5
The detection output value of 51 is stored as foreign object data, and the result is output to display means 55.

つぎに検査装置の作用について、第4図ないし第10図
を参照して説明する。図中、第1図と同符号のものは同
じものを示す。第4図はレチクル6の検査状況を示す図
、第5図は回路パターンの角度パターンを説明する平面
図、第6図はフーリエ変換面上における散乱光および回
折光の分布状況を示す図、第7図(A)は回路パターン
のコーナーを示す図、第7図(B)は第7図(A)の”
ア”部の詳細図、第8図は異物からの散乱光検出出力値
と回路パターンからの検出出力値との関係説明図、第9
図は微細構造パターンを有する回路パターンを示す図、
第10図は異物および回路パターンコーナ一部から検出
される検出信号の出力値レベルを示す図である。
Next, the operation of the inspection device will be explained with reference to FIGS. 4 to 10. In the figure, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same things. FIG. 4 is a diagram showing the inspection status of the reticle 6, FIG. 5 is a plan view explaining the angle pattern of the circuit pattern, FIG. 6 is a diagram showing the distribution of scattered light and diffracted light on the Fourier transform surface, and FIG. Figure 7 (A) is a diagram showing the corners of the circuit pattern, and Figure 7 (B) is a diagram showing the corners of the circuit pattern.
Figure 8 is a detailed diagram of part A. Figure 8 is an explanatory diagram of the relationship between the detected output value of scattered light from a foreign object and the detected output value from the circuit pattern. Figure 9
The figure shows a circuit pattern with a fine structure pattern,
FIG. 10 is a diagram showing the output value level of a detection signal detected from a foreign object and a part of a corner of a circuit pattern.

第4図(A)において、70は固定手段8によりZステ
ージ9上に固定されたレチクル6上の異物、81は回路
パターン80の直線部分、82は回路パターン8oのコ
ーナ一部である。
In FIG. 4(A), 70 is a foreign object on the reticle 6 fixed on the Z stage 9 by the fixing means 8, 81 is a straight line portion of the circuit pattern 80, and 82 is a part of a corner of the circuit pattern 8o.

レチクル6上を第1の照明系2または第2の照明糸3に
よって斜方より照射し、発生する散乱光を対物レンズ4
1で集光すると、第5図に示すレチクル6上の回路パタ
ーン80と照明系2または3のレチクル6面上への投影
像60との位置関係で定義される角度θが0°のときの
角度パターン(以下O°パターンという)の回折光は、
対物レンズ41のフーリエ変換面上では第6図(a)に
示すように帯状に表れる。ここで前記回路パターン80
の角度θの種類は、O’、45°、90°の角度パター
ンに限られていて、第4図(A)に示すように45°お
よび90°のパターンからの回折光(b)、 (c)は
、対物レンズ41の瞳に入射しないため、検出に影響を
及ぼすことがない。一方、異物70からの散乱光は、方
向性が無いため第6図(e)に示すようにフーリエ変換
面上の全面に広がる。このため、フーリエ変換面上に帯
状の遮光部と、その外部に透過部とを有する空間フィル
タ44.444を配置して、第4図(A)に示すO°パ
ターンからの回折光(a)を遮光することにより、異物
70を回路パターン80と弁別して検出することが可能
となる。
The reticle 6 is illuminated obliquely by the first illumination system 2 or the second illumination thread 3, and the generated scattered light is transmitted to the objective lens 4.
1, when the angle θ defined by the positional relationship between the circuit pattern 80 on the reticle 6 and the projected image 60 of the illumination system 2 or 3 on the reticle 6 surface as shown in FIG. The diffracted light of the angle pattern (hereinafter referred to as O° pattern) is
On the Fourier transform surface of the objective lens 41, it appears in a band shape as shown in FIG. 6(a). Here, the circuit pattern 80
The types of angle θ are limited to O', 45°, and 90° angle patterns, and as shown in Figure 4 (A), the diffracted light from the 45° and 90° patterns (b), c) does not enter the pupil of the objective lens 41, so it does not affect detection. On the other hand, since the scattered light from the foreign object 70 has no directionality, it spreads over the entire surface of the Fourier transform surface as shown in FIG. 6(e). Therefore, by arranging a spatial filter 44,444 having a band-shaped light shielding part on the Fourier transform surface and a transmitting part outside the band-shaped light shielding part, the diffracted light (a) from the O degree pattern shown in FIG. By blocking light, it becomes possible to distinguish the foreign object 70 from the circuit pattern 80 and detect it.

この構成により高NA検出光学系が初めて実現でき、N
Af!:0.5に選んだ場合、その開口面積は、低NA
検出光学系の約20倍にもできる。
This configuration makes it possible to realize a high NA detection optical system for the first time.
Af! :0.5, the opening area is low NA
It can be made about 20 times as powerful as the detection optical system.

但し、回路パターンコーナ一部分(第4図(D)に示す
。)からの散乱光は、直線状の空間フィルタでは十分に
遮光しきれない。このため従来のような10X20μm
!の検出画素で検出を行った場合(第4図(B)に示す
。)、画素中に複数のパターンコーナ一部分からの散乱
光が入射してしまい、異物だけを検出することが出来な
い。
However, the scattered light from a portion of the circuit pattern corner (shown in FIG. 4(D)) cannot be sufficiently blocked by the linear spatial filter. Therefore, the conventional 10×20 μm
! When detection is performed using the detection pixels (as shown in FIG. 4(B)), scattered light from a portion of a plurality of pattern corners enters the pixel, making it impossible to detect only the foreign object.

そこで本発明では、検出器の画素を2×2μm′にまで
高分解能化しく第4図(C)に示す。)、回路パターン
からの影響を極力排除、0. 5μmの異物検出を可能
とした。またここで、検出器の画素を2×2μm′と設
定したが、この理山は以下に述べるものであり、必ずし
も2×2μm゛である必要はない。
Therefore, in the present invention, the resolution of the pixels of the detector is increased to 2.times.2 .mu.m' as shown in FIG. 4(C). ), eliminate the influence from circuit patterns as much as possible, 0. It is possible to detect foreign matter of 5 μm. Furthermore, here, the pixel of the detector is set to 2×2 μm′, but this value is not necessarily 2×2 μm′, as will be described below.

この場合の画素の寸法は、レチクル上の最小パターン寸
法りよりも小さければ良い。
In this case, the size of the pixel need only be smaller than the minimum pattern size on the reticle.

従って、0.8μmプロセスI、SIを縮小率115の
ステッパで露光する場合のレチクルでは、おおむね0.
8X5=4μm、0.5μmプロセスLSIではおおむ
ね0.5X5=2.5μmよりも小さい画素で検出すれ
ば良い。
Therefore, a reticle for exposing 0.8 μm processes I and SI using a stepper with a reduction ratio of 115 is approximately 0.8 μm.
8×5=4 μm, in a 0.5 μm process LSI, it is sufficient to detect pixels smaller than approximately 0.5×5=2.5 μm.

また、実際にはパターンコーナーを十分に小さくできる
値であれば、さらに大きくても、小さくても良い。
In fact, the value may be larger or smaller as long as the pattern corner can be made sufficiently small.

具体的には、検査対象となるレチクル上の最小パターン
寸法程度が望ましい。この最小パターン寸法程度の大き
さであれば、検出器の1画素に2個未満のコーナーのみ
が入ることになり、第10図に示した実験によってもこ
の値で十分である。
Specifically, the minimum pattern size on the reticle to be inspected is desirable. If the size is about this minimum pattern size, less than two corners will fit into one pixel of the detector, and this value is sufficient according to the experiment shown in FIG. 10.

さらに具体的には最小寸法が1.5μm程度の64MD
RAM用レチクルでは、1〜2μm程度の画素寸法が望
ましい。
More specifically, 64MD with a minimum dimension of about 1.5 μm
For a RAM reticle, a pixel size of about 1 to 2 μm is desirable.

今回採用した高NA検出光学系のNAは0. 5、これ
は、従来装置との比較で、約20倍の面積比となる。
The NA of the high NA detection optical system adopted this time is 0. 5. This is about 20 times the area ratio compared to the conventional device.

また従来10X20μI゛であった検出器の画素を2X
2μm′にまで高分解能化し、0.5μmの異物検出を
可能とした。
In addition, the pixels of the detector, which were conventionally 10 x 20 μI, have been changed to 2 x
The resolution has been increased to 2 μm', making it possible to detect foreign matter of 0.5 μm.

本発明により、レチクルの回路パターン面を15分で検
査、結果を出力致します。
With this invention, we can inspect the circuit pattern surface of the reticle in 15 minutes and output the results.

ところが、第7図(A)に示す回路パターン80の交差
部分にできるコーナ一部82は、核部を微視的に見た第
7図(B)に示すように連続的な角度のコーナー820
で構成されているため、コーナ一部82からの回折光(
d)もフーリエ変換面上で広がる傾向があり、空間フィ
ルタ44,444により完全に遮光することが出来ず第
6図(d)に示すようになる。このため、一つの検出器
51または551に複数のコーナ一部82からの回折光
が入射すると、検出器51または551の出力■が増大
して、異物70との弁別検出ができなくなる。
However, the corner part 82 formed at the intersection of the circuit pattern 80 shown in FIG. 7(A) is a continuous angular corner 820 as shown in FIG. 7(B) microscopically looking at the core.
, the diffracted light from the corner part 82 (
d) also tends to spread on the Fourier transform plane, and the spatial filters 44 and 444 cannot completely block the light, resulting in a situation as shown in FIG. 6(d). Therefore, when diffracted light from a plurality of corner portions 82 is incident on one detector 51 or 551, the output (2) of the detector 51 or 551 increases, making it impossible to detect the foreign object 70 differently.

第8図はこの状態を示したもので、複数のコーナ一部8
2からの検出出力値822が単一のコーナ一部82から
の検出出力値821に比べて高い値になり、図に示す点
線90のレベルで2値化したのでは、異物70からの検
出出力値701を分離して検出することができないこと
を示している。
Figure 8 shows this state, where some corners 8
The detection output value 822 from the foreign object 70 is higher than the detection output value 821 from the single corner part 82, and the detection output value from the foreign object 70 is higher than the detection output value 821 from the single corner part 82. This indicates that the value 701 cannot be detected separately.

上記第8図にて説明した不具合点の対策として本発明で
は、レチクル6上の検査視野15を対物レンズ41、結
像レンズ45,445等を介して検出器51,551に
結像するように構成し、検出器51,551の寸法と結
像倍率を選択することにより、レチクル6面上における
検出視野15を任意の寸法(例えば2μmX2μm)に
設定し、簡易な検出光学系4でありながら複数のコーナ
ー部82からの回折光が検出器51,551に同時に入
射しないようにしている。しかし、前記従来の寸法の異
物では検出ができても、サブミクロンオーダーの異物の
検出においては、回路パターン80の形状によっては一
部のコーナ一部82との分離検出が不十分であり、また
、LSIの高集積化により、回路パターン80の通常の
構造部分の寸法83よりも微細な第7図に示すようなミ
クロンオーダーの寸法84を有する回路パターンから発
生するような回折光は、異物70からの散乱光と挙動が
更に類似して来ているため、異物7oを回路パターンか
ら分離して検出することが一層難しくなってきている。
As a countermeasure for the problem explained in FIG. By selecting the dimensions and imaging magnification of the detectors 51 and 551, the detection field of view 15 on the 6 surfaces of the reticle can be set to any size (for example, 2 μm x 2 μm), and even though the detection optical system 4 is simple, it can be The diffracted light from the corner portion 82 is prevented from entering the detectors 51 and 551 at the same time. However, even if it is possible to detect a foreign object of the conventional size, depending on the shape of the circuit pattern 80, separation of the foreign object from some corners 82 is insufficient for detecting a submicron-order foreign object. , due to the high integration of LSIs, diffracted light generated from a circuit pattern having a dimension 84 on the micron order as shown in FIG. Since the behavior of the foreign object 7o is becoming more similar to that of the scattered light from the circuit pattern, it is becoming more difficult to separate and detect the foreign object 7o from the circuit pattern.

本発明は、上記第9図に示すようなミクロンオーダーの
寸法84を有する回路パターンに対しても、以下に説明
する対策を有し異物を検出することができるようにして
いる。第8図はその説明図で、図中、701,702は
サブミクロンオーダーの微小の異物70からの散乱光検
出出力値、864.874,865,875,866.
876゜867.877は、O’ 、45’ 、90’
の各回路パターンで形成されるすべてのコーナ一部82
からの回折光の検出出力値、861,871,862.
872,863,873は、ミクロンオーダーの寸法8
4を有する微細構造回路パターンからの回折光の検出出
力値をそれぞれ示す。このうち、701,861,86
2,863,864゜865.866.867は、第1
の照明系2による検出出力値を、また、702,871
,872゜873.874,875,876.877は
、第2の照明系3による検出出力値を示し、例えば86
1←→871は、回路パターンの同一位置における照明
系別の検出出力値で、861が第1の照明系2による値
、871が第2の照明系3による値を示す。また、異物
70は、図からもわかるように、回路パターンに比べて
照射方向による散乱光の検出出力値の変動は小さい。な
お、図中の点線91は、検出出力値のしきい値を示す。
The present invention has the measures described below to enable foreign matter to be detected even for a circuit pattern having dimensions 84 on the micron order as shown in FIG. 9 above. FIG. 8 is an explanatory diagram thereof. In the figure, 701, 702 are scattered light detection output values from a minute foreign object 70 on the submicron order, 864, 874, 865, 875, 866, .
876°867.877 is O', 45', 90'
All corner portions 82 formed by each circuit pattern of
Detection output value of diffracted light from 861, 871, 862.
872, 863, 873 have dimensions of micron order 8
4 shows the detected output values of diffracted light from a fine structure circuit pattern having a pattern of 4. Of these, 701,861,86
2,863,864°865.866.867 is the first
The detection output value by the illumination system 2 is also 702,871
, 872° 873.874, 875, 876.877 indicate the detection output value by the second illumination system 3, for example 86
1←→871 is the detection output value for each illumination system at the same position of the circuit pattern, where 861 indicates the value by the first illumination system 2, and 871 indicates the value by the second illumination system 3. Further, as can be seen from the figure, the foreign matter 70 has a smaller variation in the detected output value of scattered light depending on the irradiation direction than the circuit pattern. Note that a dotted line 91 in the figure indicates a threshold value of the detected output value.

上記第8図から、同一の回路パターンでも照射される方
向により回折光の出力が大きく異なることが判明し、し
かも、レチクル6面上を180゜方向をずらした対向す
る2方向の斜方から照明した場合、いずれか一方の側の
回折光の出力値は、図中◎印で示すように、サブミクロ
ンオーダーの異物からの出力値よりも必ず小さいことが
分かる。
From FIG. 8 above, it is clear that even with the same circuit pattern, the output of the diffracted light differs greatly depending on the direction in which it is irradiated.Moreover, the reticle 6 surface is illuminated from two diagonal directions that are 180 degrees apart and opposite to each other. In this case, it can be seen that the output value of the diffracted light on either side is always smaller than the output value from the submicron-order foreign matter, as shown by the mark ◎ in the figure.

このため、本発明ではレチクル6面上の同一位置からの
上記各出力値を、検出器51と551とにより別個に検
出し、前記◎印で示した値の小さい方の検出出力値を採
用し、2値化回路52と552とにより2値化した後、
論理積回路53で論理積をとり、サブミクロンオーダー
の異物70のみを回路パターン80から分離して検出す
ることを可能にしたのである。
Therefore, in the present invention, the above-mentioned output values from the same position on the six surfaces of the reticle are detected separately by the detectors 51 and 551, and the smaller detected output value of the values indicated by the ◎ mark is adopted. , after being binarized by the binarization circuits 52 and 552,
By calculating the logical product in the logical product circuit 53, it is possible to separate and detect only the submicron-order foreign matter 70 from the circuit pattern 80.

第10図に示すように、2値化回路52と552にしき
い値91を設定すると、しきい値91以上の値は、異物
70の検出出力値701,702と、回路パターンの検
出出力値861,863゜874.875とになるが、
これら回路パターンからの2値化出力は、2値化回路5
2または552のいずれか一方からのみの出力となるた
め、論理積回路53からは出力されず、従って異物7゜
のみを回路パターンから分離して検出することができる
。そして、検出時のXステージ10およびYステージ1
1の位置情報のほか、検出器51゜551が単素子でな
い場合には、その素子中の画素位置から計算される異物
70の位置情報および検出器51,551の検出出力値
が、異物データとしてマイクロコンピュータ54が管理
するメモリに記憶されるとともに、該記憶内容が演算処
理されてCRT等の表示手段55に表示される。
As shown in FIG. 10, when a threshold value 91 is set in the binarization circuits 52 and 552, the values above the threshold value 91 are the detection output values 701 and 702 of the foreign object 70 and the detection output value 861 of the circuit pattern. ,863°874.875, but
The binarized output from these circuit patterns is sent to the binarized circuit 5.
Since the output is only from either one of the circuit patterns 2 and 552, it is not output from the AND circuit 53, and therefore only the foreign matter 7° can be detected separately from the circuit pattern. Then, the X stage 10 and Y stage 1 at the time of detection
In addition to the position information of 1, if the detector 51 551 is not a single element, the position information of the foreign object 70 calculated from the pixel position in the element and the detection output value of the detectors 51 and 551 are used as foreign object data. The data is stored in a memory managed by the microcomputer 54, and the stored contents are processed and displayed on a display means 55 such as a CRT.

従来技術での見逃し異物の例を第11図に示す。FIG. 11 shows an example of a missed foreign object in the prior art.

これらの異物は寸法的に本来なら検出されるべき寸法の
異物である。
These foreign objects have dimensions that should normally be detected.

本発明ではこれら従来技術による見逃しのメカニズムに
ついて検討を加え、新規な構成による異物検査方式を提
案する。
In the present invention, we examine the mechanism by which these conventional techniques miss the detection, and propose a foreign object inspection method with a new configuration.

第12図に従来装置での問題点について示す。FIG. 12 shows problems with the conventional device.

レチクル上の異物検査装置においては、レチクル上に形
成された回路パターンからの回折光を除去し、異物から
の散!光だけを検出する方式が、技術の重要なポイント
となる。
A foreign matter inspection device on a reticle removes the diffracted light from the circuit pattern formed on the reticle, and removes the diffracted light from the foreign matter. The key point of the technology is a method that detects only light.

そのため、散乱光の偏光状態を解析する方式、複数の検
出器の出力を比較する方式などが開発・実用化されてい
る。しかし、そのいずれもが回路パターンから発生する
散乱光の影響を避けるため、NA0.1程度の開口の小
さな光学系を回路パターンからの散乱光を避けた斜方に
配置している。
Therefore, methods for analyzing the polarization state of scattered light and methods for comparing the outputs of multiple detectors have been developed and put into practical use. However, in order to avoid the influence of scattered light generated from the circuit pattern, an optical system with a small aperture of approximately NA 0.1 is arranged diagonally to avoid the scattered light from the circuit pattern.

この様な構成では、後で述べる理由により、不規則な形
状の異物を見逃しやすいという問題を生ずる。
With such a configuration, a problem arises in that irregularly shaped foreign objects are easily overlooked for reasons described later.

ここで用いたNAとは、レンズの開口径と対象物体まで
の距離で決まる。レンズの特性を表現する数値で、具体
的には、右に示す図中のθを用いて、NA=Sinθで
求められる数値である。
The NA used here is determined by the aperture diameter of the lens and the distance to the target object. This is a numerical value that expresses the characteristics of the lens, and specifically, it is a numerical value determined by NA=Sinθ using θ in the figure shown on the right.

もう一つの問題点は、回路パターンの微細化に対応し、
各種検査技術で補助的に用いられだしたパターン除去技
術である。これらの多くは、検査中に回路パターンを見
つけると、自動的に異物検出器の検出感度を下げる方式
をとっている。このような方式には、回路パターンの誤
検出を減らす一方で、パターンエツジ近傍の異物を見逃
してしまう問題が発生する。
Another problem is that in response to the miniaturization of circuit patterns,
This is a pattern removal technique that has begun to be used as an auxiliary in various inspection techniques. Most of these systems automatically lower the detection sensitivity of the foreign object detector when a circuit pattern is found during inspection. Although such a method reduces erroneous detection of circuit patterns, it has the problem of overlooking foreign objects near the edges of the pattern.

それでは、以下に、これら2つの問題点に対する、本発
明の解決策を述べる。
Now, the solutions of the present invention to these two problems will be described below.

第14図中の写真1004.1005は、異物ヘレーザ
を照射したときに発生する散乱光を上方より観察したも
のである。この写真で注目すべきことは、異物からの散
乱光(e)が方向性をもって分布していることである。
Photographs 1004 and 1005 in FIG. 14 are views of scattered light generated when a foreign object is irradiated with a laser from above. What should be noted in this photograph is that the scattered light (e) from the foreign object is distributed in a directional manner.

このため、従来型の低NA検出器1.001では、検出
器の設置位置を適正にしないと、異物から発生すする散
乱光(e)がうまい具合に低NAの光学系に入射すると
は限らず、見逃しが発生する。しかも、これらの散乱光
の分布の具合は異物の大きさや形状により異なるため、
すべての異物に対し、低NAの光学系を適正に配置する
ことは事実上不可能である。
For this reason, with the conventional low NA detector 1.001, unless the detector is installed in an appropriate position, the scattered light (e) generated by the foreign object may not enter the low NA optical system properly. Otherwise, oversight will occur. Moreover, the distribution of these scattered lights varies depending on the size and shape of the foreign object.
It is virtually impossible to properly position a low NA optical system for all foreign objects.

このことを実験的に測定した結果を第13図に示す。The results of experimentally measuring this are shown in FIG.

異物を入射角60’のレーザ光で照明した場合の散乱光
分布を、NAの低い(0,1)検出光学系1001.1
002で検出角を変えながら、上記異物からの散乱光レ
ベルを測定して示した。この図は、点A1001では検
出レベルが検出しきい値を越えているのに対し、点Bl
 002では検出しきい値を越えず検出できないことを
示している。
A detection optical system 1001.1 with a low NA (0,1) detects the scattered light distribution when a foreign object is illuminated with a laser beam at an incident angle of 60'.
002, the level of scattered light from the foreign object was measured and shown while changing the detection angle. This figure shows that at point A1001 the detection level exceeds the detection threshold, while at point Bl
002 indicates that the detection threshold is not exceeded and detection is not possible.

実異物の散乱光分布は一定していないため、A。A because the scattered light distribution of an actual foreign object is not constant.

Bのような低開口数の検出方式では検出性能が安定しな
いことを示す。
This shows that detection performance is not stable in a detection method with a low numerical aperture like B.

そこで本発明では、開口の大きな高NA検出光学系41
により様々な散乱光分布を持つ異物からの散乱光を有効
に集光することを考案した。
Therefore, in the present invention, a high NA detection optical system 41 with a large aperture
We devised a method to effectively collect scattered light from foreign objects with various scattered light distributions.

レーザ21.集光レンズ22.対物レンズ41゜フィー
ルドレンズ43.空間フィルタ44.結像レンズ45.
検出器51で第15図のように構成された装置により、
レチクル6上の異物70を検出する際の本発明の効果を
第16図に示す。
Laser 21. Condensing lens 22. Objective lens 41° field lens 43. Spatial filter 44. Imaging lens 45.
With a device configured as shown in FIG. 15 with a detector 51,
The effect of the present invention in detecting foreign matter 70 on reticle 6 is shown in FIG.

評価試料には、0.5μmLSIである16MDRAM
のレチクル5枚を用いた。
The evaluation sample was a 0.5 μm LSI 16MDRAM.
Five reticles were used.

図では、5枚のレチクルで検出された異物の合計を縦軸
に、検出された異物の寸法を横軸に示している。また、
検出された異物のうち従来技術でも検出された異物につ
いては色を変えて示しである。
In the figure, the vertical axis represents the total of foreign objects detected by five reticles, and the horizontal axis represents the dimensions of the detected foreign objects. Also,
Among the detected foreign substances, foreign substances that were also detected by the conventional technique are shown in different colors.

従来技術の検出能力は、0. 8μmとされていた。こ
のため、1μmより小さい異物の領域で検出能力に本発
明との差が存在するのは理解できる。
The detection ability of the conventional technology is 0. It was supposed to be 8 μm. Therefore, it is understandable that there is a difference in detection ability with the present invention in the region of foreign particles smaller than 1 μm.

しかし、1μmより大きな異物の領域においても、本発
明は、大幅な検出個数の向上がみられている。
However, even in the area of foreign particles larger than 1 μm, the present invention shows a significant improvement in the number of foreign particles detected.

その検出率は、従来技術の検出個数の比で約9倍にもな
る。
The detection rate is about 9 times higher than that of the conventional technology.

これは本発明が採用した高NA検出光学系が不規則な形
状の異物に良く対応し、異物からの散乱光を安定して検
出しているためと考えられる。
This is considered to be because the high NA detection optical system employed in the present invention responds well to irregularly shaped foreign objects and stably detects scattered light from foreign objects.

次に回路パターンエツジに付着した異物に対する検出状
況について説明する。第16図の検出異物を異物の付着
位置別に分類した結果第17図に示す。付着位置は、レ
チクルの回路パターン面を、ガラス部分(透過部分)と
クロム部分(遮光部分)、そして両者の境界部分である
エツジ部分の3領域に分類した。このうちエツジ部分は
最も異物付着の影響を大きく受け、クロム部分の異物は
クロム部分上に留まる限り転写に影響を及ぼさない。
Next, a description will be given of the detection status of foreign matter attached to the edge of a circuit pattern. FIG. 17 shows the results of classifying the detected foreign objects shown in FIG. 16 according to the adhesion position of the foreign objects. Regarding the attachment positions, the circuit pattern surface of the reticle was classified into three areas: a glass part (transmissive part), a chrome part (light-shielding part), and an edge part which is the boundary between the two parts. Among these, the edge portion is most affected by foreign matter adhesion, and foreign matter on the chrome portion does not affect transfer as long as it remains on the chrome portion.

転写に最も影響を及ぼす、即ち、最も検出の必要性を有
するエツジ部の異物に対する検出性能が向上しているこ
とは第17図より明らかである。
It is clear from FIG. 17 that the detection performance for foreign matter at the edge portion, which affects the transfer the most, that is, where detection is most necessary, is improved.

ここで述べたクロム部分上の異物を問題にしないという
発想を用いると、第18図の様な構成でも可能となる。
By using the idea described here that foreign matter on the chrome portion is not a problem, a configuration as shown in FIG. 18 is also possible.

この場合、クロム部分上の異物の検出を行うことはでき
ないが、転写不良に影響する、ガラス部分、エツジ部分
の異物からの散乱光は透明な基材であるレチクルを通し
て行うことができる。
In this case, foreign matter on the chrome portion cannot be detected, but scattered light from foreign matter on the glass portion and edge portion, which affects transfer defects, can be detected through the reticle, which is a transparent base material.

この構成の利点としては、第19図に示す様な断面を持
ったレチクルへの対応がある。
An advantage of this configuration is that it can be used with a reticle having a cross section as shown in FIG.

第19図中のレチクルでは、クロムパターン間に、転写
解像度の向上を目的とした位相シフター膜が設けられて
いる。この膜は、透明だが、クロムパターン(厚さ0.
1μm程度)の数倍の大きさの構造を有しているため、
膜のエツジ部1006からの回折光は、クロムパターン
・エツジ部からの回折光と比較して大きなものとなる。
In the reticle shown in FIG. 19, a phase shifter film is provided between the chrome patterns for the purpose of improving transfer resolution. This film is transparent but has a chrome pattern (thickness 0.
Because it has a structure several times the size of (about 1 μm),
The diffracted light from the edge portion 1006 of the film is larger than the diffracted light from the chrome pattern edge portion.

しかし、第18図の様に検出系を下方に設けた構成では
、位相シフター膜から発生する回折光は、レチクル自身
のクロムパターンに遮光され、検出系には入射せず、異
物の検出に影響を及ぼさない。
However, in a configuration in which the detection system is provided below as shown in Figure 18, the diffracted light generated from the phase shifter film is blocked by the chrome pattern of the reticle itself and does not enter the detection system, which affects the detection of foreign objects. does not affect

また、ここでは、レチクルと照明系21および対物レン
ズ41を図に示した配置にしているが、本発明の目的は
、クロム部分上に配置された位相シフタ1003のエツ
ジ部1006からの散乱光をクロムパターンを利用して
遮光すれば、達成できるものである。従って、照明系2
1、対物レンズ41がレチクル6に対して、それぞれ反
対側にあれば良いため図20の構成であっても良い。
Although the reticle, illumination system 21, and objective lens 41 are arranged as shown in the figure, the purpose of the present invention is to reduce scattered light from the edge portion 1006 of the phase shifter 1003 placed on the chrome portion. This can be achieved by blocking light using a chrome pattern. Therefore, lighting system 2
1. The configuration shown in FIG. 20 may be used since the objective lens 41 only needs to be on the opposite side to the reticle 6.

ただし、位相シフタ1003は厚みがあるため、斜方照
明の場合、図20の構成では、照明できない部分10o
7が生じるため、図18の構成の方が良い。
However, since the phase shifter 1003 is thick, in the case of oblique illumination, the portion 10o that cannot be illuminated in the configuration of FIG.
7 occurs, so the configuration of FIG. 18 is better.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、レ
チクル等の回路パターン上に付着したサブミクロンオー
ダーの微細な異物を、主として光学的な簡単な構成で容
易に回路パターンから分離して検出することができる顕
著な効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, fine foreign matter of submicron order adhering to a circuit pattern such as a reticle can be easily separated from the circuit pattern and detected using a simple optical configuration. It can produce remarkable effects.

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

第1図は本発明の一実施例を示す全体概略構成図、第2
図は第1図の照明系の構成例を示す図(この場合対称側
は同一構成のため省略している)、第3図は第2図のレ
ーザ光源より射出された光束を任意のZ位置でX−Y面
に平行に断面した状態を示す斜視図、第4図は本発明に
係るレチクルの検査状況を示す図、第5図は本発明に係
る回路パターンの角度パターンを説明する平面図、第6
図は本発明に係るフーリエ変換面上における散乱光およ
び回折光の分布状況を示す図、第7図(A)は回路パタ
ーンのコーナ一部を示す図、第7図(B)は第7図(A
)の“ア”の部の詳細図、第8図は異物からの散乱光検
出出力値と回路パターンからの検出出力値との関係説明
図、第9図は微細構造パターンを有する回路パターンを
示す図、第10図は異物および回路パターンコーナ一部
から検出される検出信号の出力値レベルを示す図、第1
1図は従来技術で見逃した異物の実例を示す図、第12
図は従来技術の課題を説明するための図、第13図は従
来技術の課題を説明するための図、第14図は本発明に
係る高NA光学系を用いて異物からの散乱光を検出した
図、第15図は第1図に示す本発明の構成要素の主要部
を示した図、第16図は検出異物寸法に対する検出異物
個数を本発明と従来技術と各々の場合について示した図
、第17図は本発明による検出異物を異物の付着位置側
に分類して示した図、第18図は本発明の他の一実施例
を示した概略構成図、第19図は本発明に係る移送シフ
タ膜付レチクルからの散乱光・回折光を示す図、第20
図は更に本発明の他の一実施例を示した概略構成図、第
21図は異物からの散乱光強度の理論値をレーザ光の波
長λ、異物の粒径りによる無次元数πD/λについて示
した図、第22図は異物からの回折光の方向を示す図、
第23図は光学系のNAの定義を示した図、第24図は
異物からの散乱光強度に比例する散乱断面積を異物径d
に対して示した図である。 1・・・検査ステージ部、2・・・第1の照明系、3.
。 第2の照明系、4・・・検出光学系、5・・・信号処理
系、6・・レチクル、9・・Zステージ、10・・・X
ステージ、11・・・Yステージ、21.31・・・レ
ーザ光源、44.444・・・空間フィルタ、51,5
51・・・検出器、52・・・第1の2値化回路、55
2・・第2の2値化回路、53・・・論理積回路、70
・・・異物、80・・・回路パターン、221・・・コ
リメータレンズ、222・・・1/2波長板、223・
・・凹レンズ、224・・・シリンドリカルレンズ、2
25・・・コリメータレンズ、226・・・集光レンズ
FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram showing one embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows an example of the configuration of the illumination system in Figure 1 (in this case, the symmetrical side is omitted because it has the same configuration), and Figure 3 shows the luminous flux emitted from the laser light source in Figure 2 at any Z position. FIG. 4 is a diagram showing the state of inspection of the reticle according to the present invention, and FIG. 5 is a plan view illustrating the angle pattern of the circuit pattern according to the present invention. , 6th
The figure shows the distribution of scattered light and diffracted light on the Fourier transform surface according to the present invention, FIG. 7 (A) shows a part of the corner of the circuit pattern, and FIG. (A
), Figure 8 is an explanatory diagram of the relationship between the detected output value of scattered light from a foreign object and the detected output value from the circuit pattern, and Figure 9 shows a circuit pattern having a fine structure pattern. Figure 10 is a diagram showing the output value level of a detection signal detected from a foreign object and a part of a circuit pattern corner.
Figure 1 shows an example of a foreign object missed by conventional technology; Figure 12
The figure is a diagram for explaining the problems of the prior art, Figure 13 is a diagram for explaining the problems of the prior art, and Figure 14 is for detecting scattered light from foreign objects using the high NA optical system according to the present invention. FIG. 15 is a diagram showing the main components of the present invention shown in FIG. 1, and FIG. 16 is a diagram showing the number of detected foreign objects with respect to the detected foreign object size for the present invention, the prior art, and each case. , FIG. 17 is a diagram showing the foreign matter detected according to the present invention classified into the foreign matter adhesion position side, FIG. 18 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a diagram showing the foreign matter detected according to the present invention. Diagram 20 showing scattered light and diffracted light from such a reticle with a transfer shifter film.
The figure is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 21 shows the theoretical value of the intensity of scattered light from a foreign object, which is determined by the wavelength λ of the laser beam and the dimensionless number πD/λ depending on the particle size of the foreign object. 22 is a diagram showing the direction of diffracted light from a foreign object,
Figure 23 is a diagram showing the definition of the NA of the optical system, and Figure 24 is a diagram showing the definition of the NA of the optical system, and Figure 24 shows the scattering cross section proportional to the intensity of scattered light from a foreign object.
FIG. 1... Inspection stage section, 2... First illumination system, 3.
. Second illumination system, 4...Detection optical system, 5...Signal processing system, 6...Reticle, 9...Z stage, 10...X
Stage, 11...Y stage, 21.31...Laser light source, 44.444...Spatial filter, 51,5
51...Detector, 52...First binarization circuit, 55
2... Second binarization circuit, 53... AND circuit, 70
... Foreign matter, 80 ... Circuit pattern, 221 ... Collimator lens, 222 ... 1/2 wavelength plate, 223.
... Concave lens, 224 ... Cylindrical lens, 2
25... Collimator lens, 226... Condensing lens.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、ホトマスクやレチクル等の回路パターンを有する基
板上に付着した異物を検出する異物検査装置において、
前記を載置して移動可能なステージおよびその駆動制御
系からなる検査ステージ部と、前記回路パターンを斜方
から照射する照明系と、該照明系の照射により前記回路
パターンの上の同一位置に発生する散乱光および回折光
をNA0.4以上の光学系で集光してフーリエ変換面上
に設けた空間フィルタにより前記回路パターンの直線部
分からの回折光を遮光して、検出器上に結像させる検出
光学系と、検出器の出力をしきい値を設定した2値化回
路により2値化し、2値化回路の出力値により前記回路
パターン上の異物データを演算表示する信号処理系とを
備えたことを特徴とする異物検査装置。
1. In a foreign matter inspection device that detects foreign matter attached to a substrate with a circuit pattern such as a photomask or reticle,
an inspection stage section consisting of a movable stage on which the circuit pattern is placed and its drive control system; an illumination system that illuminates the circuit pattern from an oblique direction; The generated scattered light and diffracted light are collected by an optical system with an NA of 0.4 or more, and a spatial filter provided on the Fourier transform surface blocks the diffracted light from the linear portion of the circuit pattern, and the light is focused on the detector. a detection optical system that generates an image, a signal processing system that binarizes the output of the detector using a binarization circuit with a threshold value set, and calculates and displays foreign object data on the circuit pattern based on the output value of the binarization circuit. A foreign matter inspection device characterized by comprising:
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