JPH06109647A

JPH06109647A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH06109647A
Application number: JP4254590A
Authority: JP
Inventors: Tsuneyuki Hagiwara; 恒幸萩原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1992-09-24
Publication date: 1994-04-22
Also published as: US5442189A

Abstract

(57)【要約】【目的】被検体の観察領域を十分に大きな照度の照明
光で照明すると共に、十分に小さい光学的ノイズで欠陥
検査を行う。【構成】半導体ウエハ１上の点状の照明領域４８Ａを
照明する照明光学系（３，４，４６，１０）と、照明領
域４８Ａのパターンをフーリエ変換するレンズ１０と、
そのフーリエ変換像から欠陥の無い場合のフーリエ変換
成分を除去する空間フィルタ５１と、空間フィルタ５１
を通過した光を逆フーリエ変換して欠陥像を結像するレ
ンズ２３と、欠陥像を受光する光検出器アレイ２６とを
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、欠陥検査装置に関し、
特に半導体素子等を製造する際に原版として使用される
レチクル若しくはフォトマスク上の回路パターンの欠
陥、又は半導体ウエハ等の基板上の異物等を検出する際
に使用して好適な欠陥検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子等を製造する際に原版
として使用されるレチクル若しくはフォトマスク上の回
路パターンの欠陥、又は半導体ウエハ等の基板上の異物
等を検出する際に欠陥検査装置が使用されている。図５
（ａ）は従来の欠陥検査装置を示し、この欠陥検査装置
は、例えば半導体ウエハ上の多数の冗長回路パターンを
具えた周期的構造内に存在する欠陥（異物を含む）を検
出するために使用されている。図５（ｃ）は検査対象と
する半導体ウエハ１を示し、半導体ウエハ１は一般に回
路ユニット（以下「ダイ」という）２の規則正しいアレ
イを含み、各ダイ２は、それぞれｘ軸及びｙ軸に沿って
少なくとも数１０個の冗長回路パターンを有している。
各ダイ２は、代表的には１辺が約２０ｍｍの正方形であ
る。

【０００３】図５（ａ）において、検査装置はレーザ光
源３を具え、レーザ光源３から射出された単色のレーザ
ビームがビームエクスパンダ４により所定の直径の略々
平行な光束５に変換され、光束５がレンズ６によりレン
ズ６の後側焦点面内に位置する焦点７に集束される。焦
点７から発散した光束８は焦点７の近くに位置する小さ
な反射鏡９で反射され、反射鏡９で反射された断面が円
形の光束がフーリエ変換レンズ１０に向かう。

【０００４】レンズ１０の実効中心を反射鏡９からレン
ズ１０の焦点距離の１倍より僅かに小さい距離に位置さ
せて、レンズ１０から射出される平行光束１１を半導体
ウエハ１のパターンが形成された表面に投射する。半導
体ウエハ１は２次元平行移動手段１２の一部を構成する
チャック１３内に保持されている。２次元平行移動手段
１２は、レンズ１０の光軸に垂直な平面内で半導体ウエ
ハ１を２次元的に移動させることができる。半導体ウエ
ハ１はレンズ１０の物体面（即ち前側焦点面）１４内に
位置し、平行光束１１が半導体ウエハ１上のパターンが
形成された表面を照明する。

【０００５】図５（ｂ）に示すように、平行光束１１は
半導体ウエハ１の表面の直径２０ｍｍの照明領域１５を
照明している。図５（ａ）に示すように、半導体ウエハ
１上の照明された領域で回折された光束１６は、レンズ
１０によりレンズ１０のフーリエ変換面（即ち後側焦点
面）１７に導かれ、フーリエ変換面１７内に半導体ウエ
ハ１表面の照明された領域内の回路パターンのフーリエ
変換パターンが結像される。

【０００６】なお、図５（ａ）の光学系の内で反射鏡９
がハーフミラーであり、半導体ウエハ１がまだ回路パタ
ーンが形成されていない回路無しウエハの場合には、図
６のようになる。図６の検査装置では、レンズ６の後側
の焦点７でのビームスポットの直径は、レンズ６にビー
ムエクスパンダ４から投射される単色の平行な光束５の
直径と反比例の関係にある。そして、焦点７から発散す
る光束８はハーフミラー１８に向かい、ハーフミラー８
で反射された断面が円形の光束がフーリエ変換レンズ１
０に向かう。レンズ１０から射出された平行光束１１は
回路無しウエハ１Ａにより反射された後に、再びレンズ
１０を透過して光束１９となり、光束１９がレンズ１０
のフーリエ変換面１７上にビームスポット２０を形成す
る。ビームスポット２０のビーム径は焦点７におけるビ
ーム径とほぼ均しくなる。

【０００７】図５（ａ）及び（ｃ）に戻り、半導体ウエ
ハ１上の直径２０ｍｍの照明領域１５は十分な精度のフ
ーリエ変換パターンを与える。その理由は、半導体ウエ
ハ１は、多数の冗長回路パターンから成るためである。
また、フーリエ変換レンズ１０のフーリエ変換面（後側
焦点面）１７内に予め作成した空間フィルタ２１を配置
する。空間フィルタ２１は、写真乾板のような記録媒体
を半導体ウエハ１の全てのダイ２によって回折された光
に露光して作製することができる。これは検査すべき半
導体ウエハ１を用いて行うことができる。その理由は、
仮に半導体ウエハ１のパターンが欠陥を含んでいても、
比較的低強度の光により搬送される欠陥情報は写真乾板
を露光しないのに対して、半導体ウエハ１の本来のパタ
ーンからの比較的高強度のフーリエ変換情報は写真乾板
を露光するためである。

【０００８】従って、空間フィルタ２１は半導体ウエハ
１上の照明されたダイ２の無誤りフーリエ変換情報の空
間周波数を阻止するが、このダイ２内の欠陥から発生す
る光を通す。空間フィルタ２１により阻止されなかった
欠陥情報を搬送する光束２２は、逆フーリエ変換レンズ
２３に入射する。このレンズ２３は単レンズとして示し
てあるが、複数のレンズエレメントにより構成される場
合を含む。また、レンズ２３はレンズ１０のフーリエ変
換面１７からレンズ２３の焦点距離の１倍だけ離れた所
に位置する。レンズ１０及び２３は同一の光軸２４に沿
って整列し、２次元平行移動手段１２が半導体ウエハ１
を光軸２４に交差する方向に移動させる。レンズ２３
は、照明された半導体ウエハ１上のダイ２のフィルタリ
ングされた光パターンを逆フーリエ変換して、レンズ２
３の後側焦点面、即ち像面２５内にダイ２の欠陥の像を
結像する。

【０００９】２６は光検出器アレイを示し、光検出器ア
レイ２６は、レンズ２３の後側焦点面、即ち欠陥の像が
結像される像面２５上に光軸２４を中心として配置さ
れ、光検出器アレイ２６の各受光エレメントが光軸２４
上のダイ２内に存在する欠陥の像を受光する。このよう
な従来技術においては、電子的又は光学的ノイズを十分
に小さくするためには、フーリエ変換レンズ１０及び逆
フーリエ変換レンズ２３の設計条件は非常に厳しくな
る。

【００１０】光学的ノイズを十分に小さくするために
は、フーリエ変換面１７における最小スポット径ｄ１及
び像面２５における最小スポット径ｄ２に対して厳しい
制限が課せられる。また、電子的ノイズを十分に小さく
するためには、レンズ１０及びレンズ２３は、レンズ１
０の物体面（前側焦点面）１４に位置する視野内の任意
の点から±１５゜以上のテレセントリック円錐内に回折
された光を十分小さな収差で平行光線にして、極めて小
さな幾向歪みで近軸回折光像が最終的に形成されるよう
にしなければならない。

【００１１】以上のような条件から、図５（ｂ）及び
（ｃ）に示すように、半導体ウエハ１上の照明領域１５
において、十分に小さい電子的又は光学的ノイズで欠陥
検出ができる視野である観察視野２７はその照明領域１
５に比べて小さくなる。また、空間フィルタ２１を露光
する際に最適な照明領域が照明領域１５であり、観察視
野２７内のみを観察する際にも同じ面積である照明領域
１５を照明しなくてはならない。その理由は、照明され
たダイ２の回路パターンのフーリエ変換パターンを空間
フィルタ２１の作製時と、欠陥検査動作時との両方で同
じにする必要があるからである。

【００１２】これに関して例えば図７のように、図５
（ｂ）の観察視野２７と同じ領域だけを照明する検査装
置を想定する。即ち、図７において、フーリエ変換レン
ズ１０から射出される直径が小さい平行光束２９は、観
察視野内のみを照明している。この場合には、図５
（ｂ）の照明領域１５内で発生する無駄な照明領域（図
５（ｂ）の斜線部）は発生しないが、図７の回路無しウ
エハ１Ａからの反射光３０によりフーリエ変換面１７内
に形成されるビームスポット３１の直径は、図６の場合
のビームスポット２０に比べて大きくなり、フーリエ変
換面１７上の空間フィルタによって完全には遮光できな
くなる。このため欠陥検査時にも、照明領域１５を照明
する必要があり、観察視野２７内に十分な照度の照明光
を照射することが困難であった。

【００１３】また、図５（ｃ）に示す観察視野２７内の
照明光の照度は、検査時間に影響する。つまり、観察視
野２７は、半導体ウエハ１上の各ダイ２の全体を一度に
観察できるほど大きくないため、それぞれのダイ２内で
観察視野２７を相対移動する必要が生じる。相対移動速
度は光検出器アレイ２６の光累積時間と観察視野２７内
の輝度とに依存し、輝度が低くなると当然に相対移動速
度も低下する。また、光検出器アレイ２６で時間遅延積
分（time delay integration：ＴＤＩ）等の光累積方法
を用いることもあるが、この場合、相対移動の動作精度
に対する要求が厳しくなる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、電子的ノイズ又は光学的ノイズを十分に小
さくするためには、フーリエ変換レンズ１０及び逆フー
リエ変換レンズ２３の設計条件が非常に厳しくなる。ま
た、観察視野２７内に十分な照度の照明光を与えること
が困難であり、このため検査時間を実用的な程度に十分
に短縮することが困難であった。従って、従来技術にお
いては、光検出器アレイ２６として電荷蓄積型の光検出
素子を用いて、被検体としての半導体ウエハ１上の観察
視野２７の相対移動と、光検出器アレイ２６内の電荷の
蓄積及び電荷の画素間移動とを同期して行う時間遅延積
分（ＴＤＩ）等の技術が用いられている。しかしなが
ら、この種の技術を用いる際には、被検体の相対移動に
対して、厳しい動作精度が要求されるという不都合があ
る。

【００１５】上記の不都合は、被検体に対する照明光と
して、略々平行な光束を用いるために発生するものであ
る。本発明は斯かる点に鑑み、被検体の観察領域を十分
に大きな照度の照明光で照明できると共に、空間フィル
タによって正常なパターンのフーリエ変換成分を正確に
遮光でき、十分に小さい光学的ノイズ又は電子的ノイズ
で欠陥検査ができる欠陥検査装置を提供することを目的
とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による欠陥検査装
置は、例えば図１に示す如く、被検パターンの光学的な
フーリエ変換像を形成する第１レンズ（１０）と、その
フーリエ変換像を逆フーリエ変換する第２レンズ（２
３）とを有し、第２レンズ（２３）によりその被検パタ
ーンの欠陥の像を投影する欠陥検査装置において、その
被検パターン上の点状又は線状の照明領域（４８Ａ）を
照明する照明手段（３，４，４６，１０）と、その被検
パターンの光学的なフーリエ変換像からその被検パター
ンの欠陥の無い場合のフーリエ変換像に相当する成分を
除去する光学的フィルタ手段（５１）と、第２レンズ
（２３）により投影されたその被検パターンの欠陥の像
を光電変換する光電検出手段（２６）と、その被検パタ
ーンとその照明手段とを相対的に変位させる相対走査手
段（１２）とを設けたものである。

【００１７】この場合、その照明手段は、第１レンズ
（１０）及び第２レンズ（２３）の光軸（２４）を中心
とするその被検パターン上の領域を照明し、光軸（２
４）を中心とするその被検パターン上の領域と共役な位
置に光電検出手段（２６）の受光面を配置することが望
ましい。また、光電検出手段（２６）の受光面の面積
を、第２レンズ（２３）により投影されるその被検パタ
ーンの検出対象とする最小欠陥像の面積より小さくする
ことが望ましい。

【００１８】また、光電検出手段（２６）の受光面の面
積を、その照明手段により照明されるその被検パターン
上の照明領域の第１レンズ（１０）及び第２レンズ（２
３）による共役像の面積と略々同じにしてもよい。更
に、例えば図３に示すように、第１レンズ（１０）及び
第２レンズ（２３）の光軸（２４）とその照明手段
（４，５５Ａ）の光軸（４ａ）とをその被検パターン上
で斜めに交差させるようにしてもよい。

【００１９】

【作用】本発明は、従来例が被検パターンをほぼ平行な
光束で照明しているのに対して、被検パターンを集束す
る光束で照明しているものである。これにより、第１レ
ンズ（１０）と第２レンズ（２３）との光軸及び照明手
段の光軸がそれぞれ被検パターンに対して必ずしも垂直
である必要がなくなり、電子的又は光学的ノイズを十分
に低減させることができる。

【００２０】以下、本発明により電子的又は光学的ノイ
ズが低減される理由につき詳細に説明する。図８（ａ）
〜（ｃ）に被検パターンの一例としてのダイ回路（回路
ユニット）パターンの例を示す。これらのダイ回路パタ
ーンは以下の説明で現れる照明領域よりも大きいものと
する。先ず、図６の従来の光学系で、それら図８（ａ）
〜（ｃ）のパターンをフーリエ変換して、フーリエ変換
面１７上に得られるフーリエ変換パターンを考える。こ
の場合、フーリエ変換面１７内での像高Ｕ，Ｖは空間周
波数ｕ，ｖと以下の関係がある。

【００２１】先ず、フーリエ変換レンズ１０の後側焦点
面（フーリエ変換面）１７内に光軸２４と後側焦点面１
７との交点を原点とした直交座標Ｕ軸，Ｖ軸をとる。こ
れはフーリエ変換レンズ１０の像高を示す。この場合、
フーリエ変換レンズ１０は次の（数１）、（数２）の特
性を持つ。

【数１】Ｕ＝ｆｓｉｎθ_x ＝ｆｌ

【数２】Ｖ＝ｆｓｉｎθ_y ＝ｆｍここで、ｆはレンズ１０の焦点距離、θ_x は視野角のｘ
成分、θ_y は視野角のｙ成分である。ところで、フーリ
エ変換情報は通常空間周波数ｕ，ｖの直交座標上に示さ
れ、フーリエ変換の定義より次の関係が成立している。

【数３】ｕ＝（ｌ−ｌ₀ ）／λ

【数４】ｖ＝（ｍ−ｍ₀ ）／λ ここで、各変数は次のように定義される。ｌ：回折光の方向余弦（Ｘ軸に平行な成分）ｌ₀ ：０次回折光の方向余弦（Ｘ軸に平行な成分）ｍ：回折光の方向余弦（Ｙ軸に平行な成分）ｍ₀ ：０次回折光の方向余弦（Ｙ軸に平行な成分）

【００２２】また、ＵＶ平面上での０次回折光の位置
は、次の（数５）、（数６）のＵ₀ 、Ｖ₀ にて示され
る。

【数５】Ｕ₀ ＝ｆｌ₀

【数６】Ｖ₀ ＝ｆｍ₀ そして、（数１）〜（数６）より次の関係が導かれる。

【数７】ｕ＝（Ｕ−Ｕ₀ ）／（λｆ）

【数８】ｖ＝（Ｖ−Ｖ₀ ）／（λｆ）これら（数７）及び（数８）は、ＵＶ平面上に点（Ｕ
₀ ，Ｖ₀ ）を原点として、空間周波数ｕ，ｖの直交座標
をλｆの係数で相似変換したスペクトル分布が観察され
ることを示している。

【００２３】図８（ａ）のダイ回路パターンのフーリエ
変換パターンは図９（ａ）のようになる。この場合、ダ
イ回路パターン上の座標軸をＸ軸及びＹ軸とすると、Ｘ
軸及びＹ軸はそれぞれＵ軸及びＶ軸と平行である。ま
た、（数７）、（数８）より、λｆ＝１とおくと、次の
ようになる。例えば図８（ａ）のダイ回路パターンのＸ
Ｙ平面において、回路パターン３２はＸ方向及びＹ方向
にそれぞれＰｘ及びＰｙのピッチを持つとすると、図９
（ａ）のフーリエ変換パターンの３２ＡはＵＶ平面にお
いて、Ｕ方向及びＶ方向にそれぞれ１／Ｐｘ及び１／Ｐ
ｙのピッチを持つ。また、図８（ｂ）のダイ回路パター
ン内の回路パターン３３は周期方向ａに対するピッチＰ
ａ及び周期方向ｂに対するピッチＰｂを有するが、その
フーリエ変換パターンである図９（ｂ）のフーリエ変換
パターン３３Ａは、ＵＶ平面では、それらに直交する周
期方向ａ′及びｂ′を有し、ａ′方向及びｂ′方向のピ
ッチはそれぞれ１／Ｐａ及び１／Ｐｂである。同様に、
図８（ｃ）のダイ回路パターン内の回路パターン３４は
周期方向ｃに対するピッチＰｃ及び周期方向ｄに対する
ピッチＰｄを有し、そのフーリエ変換パターンである図
９（ｃ）のフーリエ変換パターン３４Ａは、ＵＶ平面で
は、それらに直交する周期方向ｃ′及びｄ′を有し、
ｃ′方向及びｄ′方向のピッチはそれぞれ１／Ｐｃ及び
１／Ｐｄである。

【００２４】図６において、フーリエ変換レンズ１０の
物体面（前側焦点面）１４上に回路パターンが形成され
ていないウエハ１Ａがあるとき、フーリエ変換面１７上
に明るいビームスポット２０が形成される。これは、平
行光束１１のフーリエ変換パターンに相当する。図１１
は図６のフーリエ変換面１７のパターンをＵＶ平面上の
パターンに変換した結果を示し、図１１に示すように、
図６のビームスポット２０はＵＶ平面上では明るいビー
ムスポット２０Ａになる。このビームスポット２０Ａ
は、図９（ａ）〜（ｃ）に示すＵＶ平面上でのフーリエ
変換３２Ａ〜３４Ａを構成するビームスポット２０Ａと
合同な図形となる。

【００２５】次に、図１０は本発明を具体化した光学系
の一例を示し、この図１０において、ビームエクスパン
ダ４から射出された平行光束３５はハーフミラー１８で
反射されてフーリエ変換レンズ１０に向かい、レンズ１
０から射出された集束光３６のビームスポット３６Ａが
回路無しウエハ１Ａを照明する。ウエハ１Ａの表面はレ
ンズ１０の物体面１４上に位置し、レンズ１０の後側焦
点面であるフーリエ変換面１７上にそのビームスポット
３６Ａのフーリエ変換パターンとしてのビームスポット
３７が形成される。即ち、回路無しウエハ１Ａからの反
射光がレンズ１０及びハーフミラー１８を経て平行な光
束３７としてフーリエ変換面１７に入射し、光束３７の
フーリエ変換面１７上の断面がビームスポット３８であ
る。

【００２６】この場合、図１１のビームスポット３１Ａ
及びビームスポット３８Ａはそれぞれ図７及び図１０の
光学系において、レンズ１０の物体面１４上に回路無し
ウエハ１Ａがあるときに、フーリエ変換面１７上に形成
されるビームスポット３１及び３８をＵＶ平面上に示し
たものである。これらビームスポット３１Ａ及び３８Ａ
はそれぞれ照明光としての平行光束２９及び照明光とし
ての集束光３６のフーリエ変換パターンに相当する。従
って、図８（ａ）〜（ｃ）のダイ回路パターンを図７の
光学系又は図１０の光学系で照明した際に発生するフー
リエ変換パターンのビームスポットの中心位置の存在箇
所は、図６の光学系で照明した際に得られる図９（ａ）
〜（ｃ）のフーリエ変換パターン３２Ａ〜３４Ａと同じ
であるが、ビームスポットの大きさが各照明光のフーリ
エ変換パターンに応じて変化する。これらはビームスポ
ットの中心位置の存在箇所を示す２次元の点列（即ち、
図９（ａ）〜（ｃ）の格子点の列）に、図１１のＵＶ平
面上の各照明光のビームスポット（フーリエスペクト
ル）２０Ａ，３１Ａ，３８Ａをコンボリュージョン（畳
み込み積分）したものである。

【００２７】具体的に、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すよ
うに、図８（ａ）〜（ｃ）のダイ回路パターンを図１０
の本発明の光学系で照明した際に発生するフーリエ変換
パターンはそれぞれフーリエ変換パターン３２Ｂ，３３
Ｂ及び３４Ｂとなる。これらフーリエ変換パターン３２
Ｂ，３３Ｂ及び３４Ｂの各ビームスポット３８Ａの大き
さは、それぞれ図１１のビームスポット３８Ａに等しく
なり、これらフーリエ変換パターン３２Ｂ，３３Ｂ及び
３４Ｂは、２次元の点列（図９（ａ）〜（ｃ）のパター
ンの格子列）に図１１のビームスポット３８Ａをコンボ
リュージョンしたものである。

【００２８】次に、本発明では被検パターンを点状又は
線状の照明領域で照明するので、線状の回路パターンの
フーリエ変換パターンについて説明する。図１３
（ａ），（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ線状回路パターン
４０，４１及び４２が照明領域３９内に存在する様子を
示す。また、図１３（ｄ），（ｅ）及び（ｆ）はそれぞ
れ図１３（ａ），（ｂ）及び（ｃ）の線状回路パターン
のＵＶ平面上での幅ａ１のフーリエ変換パターン４０
Ａ，４１Ａ及び４２Ａを示す。照明領域３９は図６、図
７、図１０に示すように、光学系によって変化する。例
えば、フーリエ変換パターン４０ＡのＶ方向の幅ａ１は
図１１に示すＵＶ平面上の各照明光のフーリエ変換パタ
ーンの幅と同一になる。即ち、フーリエ変換パターン４
０ＡはＵ軸に一致する直線と、各照明光のフーリエ変換
パターンとをコンボリュージョンしたものである。

【００２９】次に、照明領域の大きさと、欠陥及び回路
パターンから発生する光パターンの相対強度との関係に
ついて考える。図１４は欠陥４５を含むダイ回路パター
ン３２を示し、この図１４において、大きい照明領域１
１Ａ内と小さい照明領域３６Ａ内との照明光量が同一で
あるとする。このとき、次の（数３）の関係が成り立つ

【数９】Ｉ＝（ｉ１１Ａ）（ｓ１１Ａ）＝（ｉ３６Ａ）（ｓ３６Ａ）

【００３０】ここで、各変数は次のように定義される。ｉ１１Ａ＝照明領域１１Ａ内の輝度ｓ１１Ａ＝照明領域１１Ａ内の面積ｉ３６Ａ＝照明領域３６Ａ内の輝度ｓ３６Ａ＝照明領域３６Ａ内の面積この場合、ｓ１１Ａ≫ｓ３６Ａよりｉ１１Ａ≪ｉ３６Ａ
である。

【００３１】また、欠陥４５の面積をｄｓとすると、照
明領域１１Ａ又は３６Ａに対応して欠陥４５に照射され
る光量はそれぞれｉ１１Ａ・ｄｓ又はｉ３６Ａ・ｄｓで
あり、従って次式が成立している。

【数１０】（ｉ１１Ａ）（ｄｓ）≪（ｉ３６Ａ）（ｄｓ）

【００３２】従って、欠陥４５からの光パターンの強度
は、照明領域が小さいほど大きいことが分かる。欠陥４
５からの光パターン（フーリエ変換パターン）は、ＵＶ
平面全体に「もや」のように観察される。例えば図９
（ａ）のＵＶ平面上の領域ｄ２０Ａ内に存在する欠陥か
らの光パターンの光量Ｉ（ｄ２０Ａ）と図１２（ａ）の
ＵＶ平面上の領域ｄ３８Ａ内に存在する欠陥からの光パ
ターンの光量Ｉ（ｄ３８Ａ）とを考える。この場合、両
方の領域の面積が同じであれば、光量Ｉ（ｄ２０Ａ）及
びＩ（ｄ３８Ａ）はそれぞれ照明領域の面積に反比例す
るので、次式が成立する。

【数１１】Ｉ（ｄ２０Ａ）／Ｉ（ｄ３８Ａ）＝Ｓ１１Ａ／Ｓ３６Ａ≫１

【００３３】一方、回路パターンからの光パターンの光
量については、照明領域内に占める回路パターンの面積
比がほぼ一定になるため回路パターンから発生する光パ
ターンの光量の全積分値は一定となる。また、ＵＶ平面
上の各ビームスポット内の光量の比率も照明領域の大小
に依らず一定である。例えば図９（ａ）のパターン３２
Ａ内のビームスポット４３とビームスポット４４との光
量比が２：１であれば、図１２（ａ）のパターン３２Ｂ
内のビームスポット４３とビームスポット４４との光量
比も２：１である。

【００３４】従って図９（ａ）の回路パターン３２Ａと
図１２（ａ）の回路パターン３２Ｂとを構成するビーム
スポットに関して、ＵＶ平面において対応する位置のビ
ームスポット内の光量は同一である。例えば図９（ａ）
のビームスポット２０Ａ内と図１２（ａ）のビームスポ
ット３８Ａ内との光量は同じになる。また、フーリエ変
換面において回路パターンから発生する光パターンのみ
を除去する際、従来の欠陥検査装置では平行照明光を用
いているため、フーリエ変換面に発生する欠陥による光
パターンの光量が少なく、非常に厳密なフィルタリング
を必要とした。かかる不都合に対し本発明では、照明領
域を小さくすることで対処した。これによりフーリエ面
に設置する空間フィルタの透過率分布や、位置の精度は
あまり厳密である必要がなくなる。

【００３５】次に、本発明における照明手段が、第１レ
ンズ（１０）及び第２レンズ（２３）の光軸（２４）を
中心とするその被検パターン上の領域を照明し、光軸
（２４）を中心とするその被検パターン上の領域と共役
な位置に光電検出手段（２６）の受光面を配置する場合
には、光電検出手段（２６）での受光量が大きくなり光
学的ノイズが一層低減される。また、光電検出手段（２
６）の受光面の面積を、第２レンズ（２３）により投影
されるその被検パターンの検出対象とする最小欠陥像の
面積より小さくした場合には、最小欠陥像よりも高い分
解能でその欠陥を検出できる。

【００３６】また、光電検出手段（２６）の受光面の面
積を、その照明手段により照明されるその被検パターン
上の照明領域の第１レンズ（１０）及び第２レンズ（２
３）による共役像の面積と略々同じにした場合には、受
光効率が良好である。更に、例えば図３に示すように、
第１レンズ（１０）及び第２レンズ（２３）の光軸とそ
の照明手段（４，５５Ａ）の光軸とをその被検パターン
上で斜めに交差させるようにした場合には、被検パター
ンの本来のパターンからの回折光がほとんど第１レンズ
（１０）に入射しなくなり、光学的ノイズが更に低減さ
れる。

【００３７】

【実施例】以下、本発明による欠陥検査装置の第１実施
例につき図１を参照して説明する。本実施例は、半導体
ウエハ上の多数の冗長回路パターンを具える周期的構造
内に存在する欠陥を検出する装置に本発明を適用したも
のであり、この図１において図５に対応する部分には同
一符号を付してその詳細説明を省略する。図１（ａ）は
本実施例の欠陥検査装置の構成を示し、図１（ａ）にお
いて、レーザ光源３からの単色のレーザビームがビーム
エクスパンダ４により略々平行な光束５に変換され、光
束５がフーリ変換レンズ１０の後側焦点付近に位置する
振動ミラー４６に投射される。光束５は振動ミラー４６
に反射されて、断面が円形のビームとしてフーリエ変換
レンズ１０に向かう。このレンズ１０は単レンズとして
示してあるが、複数のレンズエレメントで構成されてい
る。

【００３８】レンズ１０の実効中心を半導体ウエハ１の
表面から焦点距離の１倍の距離に位置させて、レンズ１
０から射出される集束光束４８を半導体ウエハ１の表面
に投射する。半導体ウエハ１は２次元平行移動手段１２
の一部を構成するチャック１３内に保持されている。半
導体ウエハ１の被検面は、レンズ１０の物体面（前側焦
点面）１４上に位置し、集束光束４８が半導体ウエハ１
上のパターンが形成された表面を照明する。集束光束４
８により半導体ウエハ１上に点状の照明領域４８Ａが形
成される（図１（ｂ）参照）。

【００３９】振動ミラー４６は、レンズ１０のフーリエ
変換面（後側焦点面）１７付近の軸４７を中心に回動
（振動）自在に支持されている。振動ミラー４６を軸４
７を中心として振動させることにより、集束光束４８は
例えば集束光束４９の位置まで移動し、集束光束４９に
より点状の照明領域４９Ａが形成される。これにより、
図１（ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の表面の点状
の照明領域４８Ａを中心としてｘ軸に沿った距離Ｌ１の
照明領域５０をレンズ１０からの集束光束４８が連続的
に移動する。図１（ｂ）に示すｘｙ軸は、レンズ１０の
物体面（前側焦点面）１４上にあり、原点が光軸２４上
にあるものとする。

【００４０】次に、半導体ウエハ１上の照明領域５０で
回折された光束５２はレンズ１０を通過して、レンズ１
０のフーリエ変換面（後側焦点面）１７内にその照明領
域のフーリエ変換パターンを形成する。また、予め作製
してあった空間フィルタ５１をフーリエ変換面１７内に
配置する。空間フィルタ５１の中央部の開口内に振動ミ
ラー４６が配置されている。従って、図１（ｄ）に示す
ように、空間フィルタ５１は輪帯状の円板である。空間
フィルタ５１は写真乾板のような記録媒体を半導体ウエ
ハ１上の全てのダイ２によって回折された光に露光して
作製することができる。これは検査対象の半導体ウエハ
１を用いて行うことができる。

【００４１】図１（ｅ）は半導体ウエハ１上の検査対象
のダイ（回路ユニット）２を示し、この図１（ｅ）にお
いて、振動ミラー４６による光走査を行ってダイ２内の
各照明領域５０Ａ，５０Ｂ，‥‥において集束光束をｘ
方向に走査し、２次元平行移動手段１２により半導体ウ
エハ１をｙ方向に移動することにより細長い照明領域５
０をｙ方向に走査する。即ち、ダイ２内の全体を集束光
束４８の点状の照明領域４８Ａでラスタスキャンするこ
とにより、ダイ２の全体の走査を行う。この際、ダイ２
内の全体に分布する回路パターンによる光パターンの積
算強度がダイ２内の極めて小部分を占有する欠陥による
光パターンの積算強度よりも大きいので、適当な露光量
（＝ラスタスキャン速度×照明領域内の光量）を与える
ことにより、回路パターンによる光パターン情報のみを
写真乾板（空間フィルタ５１）に露光することが可能で
ある。

【００４２】図１（ａ）において、空間フィルタ５１は
半導体ウエハ１の照明されたダイ２の無誤りフーリエ変
換情報（欠陥が無い場合のフーリエ変換情報）の空間周
波数成分を阻止するが、そのダイ２内の欠陥から発生す
る光を通す。空間フィルタ５１により阻止されなかった
欠陥情報を搬送する光束５３は、逆フーリエ変換レンズ
２３に入射する。このレンズ２３は、単レンズとして示
してあるが、複数のレンズエレメントより構成されてい
る。レンズ２３は照明された半導体ウエハ１のダイ２の
フィルタリングされた光パターンを逆フーリエ変換す
る。また、レンズ２３はレンズ１０のフーリエ変換面
（後側焦点面）１７からレンズ２３の焦点距離の１倍の
距離に位置する。また、レンズ１０及びレンズ２３は、
同一の光軸２４に沿って整列し、２次元平行移動手段１
２が半導体ウエハ１を光軸２４を横切って移動させる。

【００４３】そして、レンズ２３の後側焦点面、即ち像
面２５上に光軸２４上のダイ２内に存在する欠陥の像が
結像され、その像面２５上に光軸２４を中心として１次
元の光検出器アレイ２６の受光面が配置され、光検出器
アレイ２６はダイ２内に存在する欠陥の像を受光する。
１次元の光検出器アレイ２６は、半導体ウエハ１上の照
明領域５０上の点状の照明領域４８Ａのスポット径ｄ１
に対応する像面２６上のスポット径をｄ２とすると、そ
れぞれスポット径ｄ２よりも幅の狭い光感知表面を有す
る多数の受光エレメント５４（図１（ｃ）参照）を１次
元方向（ｘ′方向）に配列したものであり、受光エレメ
ント５４の個数は半導体ウエハ１上の長さＬ１の照明領
域５０の線像５０Ｐの全体を受光できるだけの数として
定められている。

【００４４】本実施例で図８（ａ）〜（ｃ）のダイ回路
パターンを観測すると、フーリエ変換面１７上にはそれ
ぞれ図１２（ａ）〜（ｃ）のフーリエ変換パターンが形
成される。但し、これら本来のフーリエ変換パターンは
空間フィルタ５１により遮光されて、光検出器アレイ２
６の出力信号を２次元的に配列して表示することによ
り、半導体ウエハ１の各ダイ２の欠陥像が得られる。こ
の場合、半導体ウエハ１を集束光束４８で照明している
ために、電子的ノイズ又は光学的ノイズが十分に低減さ
れている。

【００４５】次に、図２を参照して本発明の第２実施例
につき説明する。この図２において、図１及び図５に対
応する部分には同一符号を付してその詳細説明を省略す
る。図２（ａ）は本例の欠陥検査装置を示し、この図２
（ａ）において、ビームエクスパンダ４から射出される
単色の略々平行な光束５を光軸４ａに沿ってシリンドリ
カルレンズ５５に入射させる。シリンドリカルレンズ５
５は図２（ａ）の紙面に平行でｘ軸に垂直なｚ方向にパ
ワーを有し、ｙ方向（図２（ａ）の紙面に垂直な方向）
にパワーを有していない。シリンドリカルレンズ５５は
光束５をレンズ５５の後側焦線に位置するｙ方向に平行
な焦線５６上に集束する。焦線５６から発散する光束５
７は、焦線５６の近くに位置する小さな反射鏡９に反射
されて、フーリエ変換レンズ１０に入射する。反射鏡９
はレンズ１０のフーリエ変換面１７の中心部の小領域を
遮る。この領域の大きさは十分に小さいため、フーリエ
変換面１７内の他の位置にある欠陥情報は反射鏡９によ
って遮られない。

【００４６】レンズ１０の実効中心を反射鏡９からレン
ズ１０の焦点距離の１倍より僅かに小さい距離に位置さ
せて、レンズ１０から射出されてスリット状に集束する
光束５８を半導体ウエハ１上のパターンが形成された表
面に投射する。半導体ウエハ１の被検面はレンズ１０の
物体面（前側焦点面）１４上に位置し、光束５８が半導
体ウエハ１の表面の長さＬ１に渡る直線状の照明領域５
９（図１（ｂ）参照）内を照明する。

【００４７】半導体ウエハ１の照明領域５９で回折され
た光束５２はレンズ１０を通過してレンズ１０のフーリ
エ変換面（後側焦点面）１７上にフーリエ変換パターン
を形成する。予め作製した空間フィルタ２１をフーリエ
変換面１７内に配置する。本例では図２（ｄ）に示すよ
うに、半導体ウエハ１上のダイ２全体を照明するため
に、先ず直線状の照明領域５９Ａを２次元平行移動手段
１２を用いた相対移動によりダイ２上の領域６０Ａ内で
ｙ方向に走査する。次に直線状の照明領域を照明領域５
９Ｂの位置に相対移動し、その照明領域５９Ｂを領域６
０Ｂ内で同様の手順によりｙ方向に走査する。以上の動
作を繰り返すことによりダイ２全体を線状の照明領域５
９で走査する。

【００４８】空間フィルタ２１の作製時には、ダイ２内
全体に分布する回路パターンによる光パターンの積算強
度がダイ２内の極めて小部分を占有する欠陥による光パ
ターンの積算強度よりも大きいので、適当な露光量（光
走査速度×照明領域内の光量）を与えることにより、回
路パターンによる光パターン情報のみを写真乾板に露光
することが可能である。

【００４９】空間フィルタ２１は半導体ウエハ１の照明
されたダイ２の無誤りフーリエ変換情報の空間周波数成
分を阻止するが、このダイ２内の欠陥から発生する光を
通す。空間フィルタ２１により阻止されなかった欠陥情
報を搬送する光束５３は逆フーリエ変換レンズ２３に入
射する。レンズ２３は照明された半導体ウエハ１のダイ
２のフィルタリングされた光パターンを物体面（後側焦
点面）２５上に逆フーリエ変換する。

【００５０】また、物体面２５上に光軸２４を中心とし
て１次元の光検出器アレイ２６の受光面が配置され、光
検出器アレイ２６は光軸２４上のダイ２内に存在する欠
陥の像を受光する。光検出器アレイ２６は、半導体ウエ
ハ１上の照明領域５９に対応する像面２５上の線像５９
Ｐのｙ′方向（図２（ａ）の紙面に垂直な方向）の幅と
略々等しい幅ｄ１の光感知表面を有する多数の受光エレ
メント５４より構成され（図２（ｃ）参照）、受光エレ
メント５４の個数はｘ′方向の線像５９Ｐを全部受光で
きるだけの数である。他の配置関係は図１（ａ）と同様
である。

【００５１】本実施例で図８（ａ），（ｂ）及び（ｃ）
のダイ回路パターンを観測すると、図２（ａ）のフーリ
エ変換面１７上にはそれぞれ図１５（ａ），（ｂ）及び
（ｃ）のフーリエ変換パターン３２Ｃ，３３Ｃ及び３４
Ｃが形成される。フーリエ変換パターン３２Ｃ，３３Ｃ
及び３４Ｃの各ビームスポット５９ＱはそれぞれＶ軸方
向に長い長方形である。そして、空間フィルタ２１で図
１５（ａ）〜（ｃ）の本来のフーリエ変換パターン成分
を遮光して、光検出器アレイ２６の出力信号を図２
（ｄ）のように２次元的に表示することにより、半導体
ウエハ１の各ダイ２内の欠陥を表示することができる。

【００５２】次に、図３を参照して本発明の第３実施例
につき説明する。本例も半導体ウエハ上の多数の冗長回
路パターンを具える周波的構造内に存在する欠陥を検出
する装置に本発明を適用したものであり、図３におい
て、図２に対応する部分には同一符号を付してその詳細
説明を省略する。図３（ａ）は本例の欠陥検査装置を示
し、この図３（ａ）において、図示省略したレーザ光源
からのレーザビームがビームエクスパンダ４により単色
の略々平行な光束５に変換され、この光束５が光軸４ａ
に沿ってシリンドリカルレンズ５５Ａに入射する。シリ
ンドリカルレンズ５５Ａは図３（ａ）の紙面内で光軸４
ａに垂直な方向にパワーを有し、ｘ方向（図３（ａ）の
紙面に垂直な方向）にパワーを有していない。

【００５３】シリンドリカルレンズ５５Ａから射出され
る光束５８Ａは、図３（ｂ）に示すように、シリンドリ
カルレンズ５５Ａの後側焦線に位置するｘ方向に平行な
直線状の長さＬ１の照明領域５９上に集束される。照明
領域５９は半導体ウエハ１の表面のパターンが形成され
た領域に位置する。また、照明領域５９上に集束する光
束５８Ａの図３（ａ）の紙面に垂直な方向の光軸４ａ
は、半導体ウエハ１の表面にほぼ９０°に近い入射角で
斜めに交差している。

【００５４】図３（ａ）において、半導体ウエハ１は２
次元平行移動手段１２の一部を構成するチャック１３内
に取り付けられている。また、半導体ウエハ１の斜め上
方に順にフーリエ変換レンズ１０、空間フィルター２１
及び逆フーリエ変換レンズ２３を配置する。この場合、
レンズ１０及びレンズ２３の共通の光軸２４が、半導体
ウエハ１の表面で照明光学系の光軸４ａと９０°より小
さい交差角で交差するようにし、且つレンズ１０の物体
面（前側焦点面）１４が照明光学系による線状の照明領
域５９を含むようにする。従って、図３（ａ）のシリン
ドリカルレンズ５５Ａを含む照明光学系からの光束５８
Ａの半導体ウエハ１による正反射光近傍の光束、即ち半
導体ウエハ１上の本来のパターンからの回折光はレンズ
１０及びレンズ２３を含む受光光学系には入射しない。

【００５５】半導体ウエハ１上の照明領域５９で回折さ
れた光束５２はレンズ１０を通過して、レンズ１０のフ
ーリエ変換面（後側焦点面）１７内にフーリエ変換パタ
ーンを形成する。そのフーリエ変換面１７上に予め作製
した空間フィルタ２１が配置されている。空間フィルタ
２１は半導体ウエハ１の照明されたダイ２の無誤りフー
リエ変換情報の空間周波数成分を阻止するが、そのダイ
２内の欠陥から発生する光を通す。空間フィルタ２１に
より阻止されなかった欠陥情報を搬送する光束５３は逆
フーリエ変換レンズ２３に入射し、レンズ２３は空間フ
ィルタ２１によりフィルタリングされた光パターンをレ
ンズ２３の像面（後側焦点面）２５上に逆フーリエ変換
する。

【００５６】その像面２５上に光軸２４を中心として１
次元の光検出器アレイ２６が配置されており、光検出器
アレイ２６が光軸２４上の半導体ウエハ１のダイ２内に
存在する欠陥の像を受光する。他の構成は図２と同じで
ある。本例においても、図３（ｄ）に示すように、半導
体ウエハ１上のダイ２全体を照明するために、先ず直線
状の照明領域５９Ａを２次元平行移動手段１２を用いた
相対移動によりダイ２上の領域６０Ａ内でｙ方向に走査
する。次に直線状の照明領域を照明領域５９Ｂの位置に
相対移動し、その照明領域５９Ｂを領域６０Ｂ内で同様
の手順によりｙ方向に走査する。以上の動作を繰り返す
ことにより、図２の実施例と同様にダイ２全体が線状の
照明領域５９で走査される。

【００５７】上述のように、本実施例は図２の実施例の
変形例であり、光軸２４に沿って受光用光学系、光軸４
ａに沿って照明用光学系が配置されている。また照明用
光学系は半導体ウエハ１の表面に対して極端な斜入射照
明となっている。この様な構成であるため、半導体ウエ
ハ１上のダイ回路パターンの回折光が受光光学系に入射
する際の強度を低減でき、空間フィルタ２１が理想的な
ものでなくとも、光学的ノイズを十分に小さくすること
ができる。なお、図３の実施例では照明光学系の光軸４
ａ及び受光光学系の光軸２４が共に半導体ウエハ１の表
面に対して傾斜しているが、光軸４ａ又は光軸２４の一
方が半導体ウエハ１の表面に垂直であってもよい。

【００５８】次に、図４を参照して本発明の第４実施例
につき説明する。本例は図３の実施例の変形例であり、
この図４において図３に対応する部分には同一符号を付
してその詳細説明を省略する。図４（ａ）は本例の欠陥
検査装置を示し、図４（ａ）の紙面に平行な軸４７を中
心として回動自在に振動ミラー４６が取り付けられてい
る。また、図４（ｂ）に示すように、図示省略したレー
ザ光源及びビームエクスパンダからの単色の略々平行な
光束５が振動ミラー４６に入射している。光束５は振動
ミラー４６に反射された後に、光束６１としてテレセン
トリック走査レンズ６２に入射する。

【００５９】図４（ａ）において、テレセントリック走
査レンズ６２の実効中心を光軸４ａに沿って半導体ウエ
ハ１の表面から走査レンズ６２の焦点距離の１倍だけ離
れた所に位置させて、走査レンズ６２から射出される集
束光束６４を半導体ウエハ１の表面に投射する。この場
合、図４（ｂ）に示すように、振動ミラー４６を軸４７
を中心として振動させることにより、集束光束６４は集
束光束６３を中心としてｘ方向に振動し、半導体ウエハ
１上のｘ方向に長さＬ１の線状の照明領域５９が照明さ
れる。

【００６０】また、図４（ａ）において、線状の照明領
域５９はフーリエ変換レンズ１０の物体面１４上に位置
し、フーリエ変換レンズ１０及び逆フーリエ変換レンズ
２３の共通の光軸２４と走査レンズ６２の光軸４ａとは
その照明領域５９の中央で交差している。他の構成は図
３と同様であり、この図４の実施例においても、十分に
小さい光学的ノイズで半導体ウエハ１上のダイ２の欠陥
を検査することができる。

【００６１】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。

【００６２】

【発明の効果】本発明によれば、被検パターンを集束光
で照明しているため、被検体の観察領域を十分に大きな
照度の照明光で照明できると共に、本質的に電子的又は
光学的ノイズを小さくでき、検査時間を短縮できる利点
がある。また、フーリエ変換レンズとしての第１レンズ
及び逆フーリエ変換レンズとしての第２レンズに対する
設計条件（収差、性能等）などが緩くなる。また、集束
光による被検体表面での照明領域が点状又は線状である
ため、受光系の光軸及び照明系の光軸は、それぞれ被検
体表面に対して傾けて配置することが可能であり、これ
により電子的又は光学的ノイズをより小さくできる。

【００６３】また、その照明手段が、第１レンズ及び第
２レンズの光軸を中心とする被検パターン上の領域を照
明し、その光軸を中心とする被検パターン上の領域と共
役な位置に光電検出手段の受光面を配置した場合には、
光電検出手段での受光量が大きくなり光学的ノイズがよ
り低減される。また、光電検出手段の受光面の面積を、
第２レンズにより投影される被検パターンの検出対象と
する最小欠陥像の面積より小さくした場合には、分解能
がその最小欠陥像の面積よりも小さくなる。

【００６４】更に、光電検出手段の受光面の面積を、照
明手段により照明される被検パターン上の照明領域の第
１レンズ及び第２レンズによる共役像の面積と略々同じ
にした場合には、受光効率が良好である。そして、第１
レンズ及び第２レンズの光軸と照明手段の光軸とが被検
パターン上で斜めに交差している場合には、被検パター
ンの本来のパターンのフーリエ変換成分が第１レンズに
入射しにくくなるので、光学的ノイズが更に低減され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１実施例の欠陥検査装置を
示す構成図、（ｂ）は図１（ａ）の半導体ウエハ１上の
照明領域を示す平面図、（ｃ）は図１（ａ）の光検出器
アレイ２６を示す底面図、（ｄ）は図１（ａ）の空間フ
ィルタ５１を示す平面図、（ｅ）は図１（ａ）の半導体
ウエハ１上のダイ２を示す平面図である。

【図２】（ａ）は本発明の第２実施例の欠陥検査装置を
示す構成図、（ｂ）は図２（ａ）のシリンドリカルレン
ズ５５及び半導体ウエハ１上の照明領域等を示す平面
図、（ｃ）は図２（ａ）の光検出器アレイ２６を示す底
面図、（ｄ）は図２（ａ）の半導体ウエハ１上のダイ２
を示す平面図である。

【図３】（ａ）は本発明の第３実施例を示す構成図、
（ｂ）は図３（ａ）のシリンドリカルレンズ５５Ａ及び
半導体ウエハ１上の照明領域等を上方から見た線図、
（ｃ）は図３（ａ）の光検出器アレイ２６をレンズ２３
から見た線図、（ｄ）は図３（ａ）の半導体ウエハ１上
のダイ２を示す平面図である。

【図４】（ａ）は本発明の第４実施例を示す構成図、
（ｂ）は図４（ａ）の振動ミラー４６及び半導体ウエハ
１上の照明領域等を上方から見た線図、（ｃ）は図４
（ａ）の光検出器アレイ２６をレンズ２３から見た線
図、（ｄ）は図４（ａ）の半導体ウエハ１上のダイ２を
示す平面図である。

【図５】（ａ）は従来の欠陥検査装置を示す構成図、
（ｂ）は図５（ａ）の半導体ウエハ１上の照明領域を示
す平面図、（ｃ）は図５（ａ）の半導体ウエハ１上の回
路パターンを示す平面図である。

【図６】従来の欠陥検査装置の他の例を示す要部の構成
図である。

【図７】従来の欠陥検査装置で照明領域を狭くした場合
を示す要部の構成図である。

【図８】欠陥検査の対象となるダイ回路パターンの種々
の例を示す平面図である。

【図９】図８のダイ回路パターンを従来の欠陥検査装置
でフーリエ変換して得られるフーリエ変換パターンを示
す平面図である。

【図１０】本発明による欠陥検査装置の一例の要部を示
す構成図である。

【図１１】従来例及び本発明におけるＵＶ平面上でのフ
ーリエ変換パターンを示す平面図である。

【図１２】図８のダイ回路パターンを図１０の本発明に
よる欠陥検査装置でフーリエ変換して得られるフーリエ
変換パターンを示す平面図である。

【図１３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ半導体ウエハの照
明領域中の線状パターンを示す平面図、（ｄ）〜（ｆ）
はそれぞれ図１３（ａ）〜（ｃ）の線状パターンのＵＶ
平面上のフーリエ変換パターンを示す平面図である。

【図１４】半導体ウエハのダイ回路パターン及び欠陥を
示す平面図である。

【図１５】図８のダイ回路パターンを図２の本発明の第
２実施例の欠陥検査装置でフーリエ変換して得られるフ
ーリエ変換パターンを示す平面図である。

【符号の説明】

１半導体ウエハ２ダイ３レーザ光源４ビームエクスパンダ９反射鏡１０フーリエ変換レンズ１２２次元平行移動手段１３チャック１４フーリエ変換レンズ１０の物体面（前側焦点面）１７フーリエ変換レンズ１０のフーリエ変換面（後側
焦点面）２１，５１空間フィルタ２３逆フーリエ変換レンズ２５逆フーリエ変換レンズ２３の像面（後側焦点面）２６１次元の光検出器アレイ４６振動ミラー４８Ａ点状の照明領域５０，５９線状の照明領域５５，５５Ａシリンドリカルレンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検パターンの光学的なフーリエ変換像
を形成する第１レンズと、前記フーリエ変換像を逆フー
リエ変換する第２レンズとを有し、該第２レンズにより
前記被検パターンの欠陥の像を投影する欠陥検査装置に
おいて、前記被検パターン上の点状又は線状の照明領域を照明す
る照明手段と、前記被検パターンの光学的なフーリエ変換像から前記被
検パターンの欠陥の無い場合のフーリエ変換像に相当す
る成分を除去する光学的フィルタ手段と、前記第２レンズにより投影された前記被検パターンの欠
陥の像を光電変換する光電検出手段と、前記被検パターンと前記照明手段とを相対的に変位させ
る相対走査手段と、を設けた事を特徴とする欠陥検査装
置。
【請求項２】前記照明手段は、前記第１レンズ及び前
記第２レンズの光軸を中心とする前記被検パターン上の
領域を照明し、前記光軸を中心とする前記被検パターン
上の領域と共役な位置に前記光電検出手段の受光面を配
置した事を特徴とする請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項３】前記光電検出手段の受光面の面積を、前
記第２レンズにより投影される前記被検パターンの検出
対象とする最小欠陥像の面積より小さくした事を特徴と
する請求項１記載の欠陥検査装置。
【請求項４】前記光電検出手段の受光面の面積を、前
記照明手段により照明される前記被検パターン上の照明
領域の前記第１レンズ及び第２レンズによる共役像の面
積と略々同じにした事を特徴とする請求項１記載の欠陥
検査装置。
【請求項５】前記第１レンズ及び第２レンズの光軸と
前記照明手段の光軸とが前記被検パターン上で斜めに交
差している事を特徴とする請求項１記載の欠陥検査装
置。