JPH0627028A - 表面状態検査装置 - Google Patents
表面状態検査装置Info
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- JPH0627028A JPH0627028A JP4204495A JP20449592A JPH0627028A JP H0627028 A JPH0627028 A JP H0627028A JP 4204495 A JP4204495 A JP 4204495A JP 20449592 A JP20449592 A JP 20449592A JP H0627028 A JPH0627028 A JP H0627028A
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- light
- light receiving
- pattern
- reticle
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Pathology (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レチクル面上に付着したゴミや埃等の異物の
有無を回路パターンと弁別して検出することができる表
面状態検査装置を得ること。 【構成】 光源手段からの光束で回路パターンが形成さ
れた検査面上を光走査したときに生じる光束を利用して
検出手段により、該検査面上の表面状態を検査する際、
該検出手段は該検査面に対して該光束の正反射方向以外
に配置した検出光学系と該検出光学系からの信号を処理
する信号処理系とを有しており、該検出光学系は受光レ
ンズと開口絞りそして該開口絞り面又はそれと共役な面
に設けた複数の受光素子より成る受光部とを有してお
り、該信号処理系は該受光部からの出力信号の積算値と
比較値とから該検査面上の異物と回路パターンとを弁別
する弁別回路とを有していること。
有無を回路パターンと弁別して検出することができる表
面状態検査装置を得ること。 【構成】 光源手段からの光束で回路パターンが形成さ
れた検査面上を光走査したときに生じる光束を利用して
検出手段により、該検査面上の表面状態を検査する際、
該検出手段は該検査面に対して該光束の正反射方向以外
に配置した検出光学系と該検出光学系からの信号を処理
する信号処理系とを有しており、該検出光学系は受光レ
ンズと開口絞りそして該開口絞り面又はそれと共役な面
に設けた複数の受光素子より成る受光部とを有してお
り、該信号処理系は該受光部からの出力信号の積算値と
比較値とから該検査面上の異物と回路パターンとを弁別
する弁別回路とを有していること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は表面状態検査装置に関
し、特に半導体製造装置で使用される回路パターンが形
成されているレチクルやフォトマスク等の基板上のパタ
ーン欠陥やゴミや埃等の異物又は／及び基板にペリクル
保護膜を装着したときのペリクル保護膜面上に異物が付
着していたときに、これらの異物を精度良く検出する表
面状態検査装置に関するものである。
し、特に半導体製造装置で使用される回路パターンが形
成されているレチクルやフォトマスク等の基板上のパタ
ーン欠陥やゴミや埃等の異物又は／及び基板にペリクル
保護膜を装着したときのペリクル保護膜面上に異物が付
着していたときに、これらの異物を精度良く検出する表
面状態検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にＩＣ製造工程においてはレチクル
又はフォトマスク等の基板上に形成されている露光用の
回路パターンを半導体焼付け装置（ステッパー又はマス
クアライナー）によりレジストが塗布されたウエハ面上
に転写して製造している。
又はフォトマスク等の基板上に形成されている露光用の
回路パターンを半導体焼付け装置（ステッパー又はマス
クアライナー）によりレジストが塗布されたウエハ面上
に転写して製造している。
【０００３】この際、基板面上にパターン欠陥やゴミ等
の異物が存在すると転写する際、異物も同時に転写され
てしまいＩＣ製造の歩留りを低下させる原因となってく
る。
の異物が存在すると転写する際、異物も同時に転写され
てしまいＩＣ製造の歩留りを低下させる原因となってく
る。
【０００４】特にレチクルを使用し、ステップアンドリ
ピート方法により繰り返してウエハ面上に回路パターン
を焼付ける場合、レチクル面上に有害な１個の異物が存
在していると該異物がウエハ全面に焼付けられてしまい
ＩＣ製造の歩留りを大きく低下させる原因となってく
る。
ピート方法により繰り返してウエハ面上に回路パターン
を焼付ける場合、レチクル面上に有害な１個の異物が存
在していると該異物がウエハ全面に焼付けられてしまい
ＩＣ製造の歩留りを大きく低下させる原因となってく
る。
【０００５】その為、ＩＣ製造工程においては基板上の
異物の存在を検出するのが不可欠となっており、従来よ
り種々の検査方法が提案されている。一般には異物が等
方的に光を散乱する性質を利用する方法が多く用いられ
ている。
異物の存在を検出するのが不可欠となっており、従来よ
り種々の検査方法が提案されている。一般には異物が等
方的に光を散乱する性質を利用する方法が多く用いられ
ている。
【０００６】図１３は従来の表面状態検査装置（第１従
来例）の要部概略図である。
来例）の要部概略図である。
【０００７】同図において、レーザー１から発したビー
ム１ａはピンホール２を介してビームエキスパンダー３
でビーム径を拡大しつつ、平行ビームに変換し、ポリゴ
ンミラー４に入射する。ポリゴンミラー４で反射後、ビ
ームは走査レンズ５によりレチクル６上に集光してい
る。そしてポリゴンミラー４の回転によってレチクル６
上を紙面と直交する方向に走査している。レチクル６は
これと同期して紙面内を矢印Ｓ1 の方向に移動し、これ
によりレチクル６の全面を光走査している。
ム１ａはピンホール２を介してビームエキスパンダー３
でビーム径を拡大しつつ、平行ビームに変換し、ポリゴ
ンミラー４に入射する。ポリゴンミラー４で反射後、ビ
ームは走査レンズ５によりレチクル６上に集光してい
る。そしてポリゴンミラー４の回転によってレチクル６
上を紙面と直交する方向に走査している。レチクル６は
これと同期して紙面内を矢印Ｓ1 の方向に移動し、これ
によりレチクル６の全面を光走査している。
【０００８】ビームがレチクル６のパターン欠陥やゴミ
や埃等の異物に当たると、該異物から散乱光が発生す
る。受光レンズ７は該異物からの散乱光を集光してい
る。
や埃等の異物に当たると、該異物から散乱光が発生す
る。受光レンズ７は該異物からの散乱光を集光してい
る。
【０００９】この受光レンズ７はレチクル６上のビーム
走査線を視野とし、開口絞り８で受光光量を制限する。
開口絞り８を通過した散乱光は結像レンズ９により視野
絞り１０面上に結像している。視野絞り１０はスリット
状開口を有しており、信号光以外のフレアー光等を遮光
し、ビーム走査線からの散乱光だけを通過させ、集光レ
ンズ１１を介して受光部１２に導光し、これにより異物
からの散乱光を検出している。
走査線を視野とし、開口絞り８で受光光量を制限する。
開口絞り８を通過した散乱光は結像レンズ９により視野
絞り１０面上に結像している。視野絞り１０はスリット
状開口を有しており、信号光以外のフレアー光等を遮光
し、ビーム走査線からの散乱光だけを通過させ、集光レ
ンズ１１を介して受光部１２に導光し、これにより異物
からの散乱光を検出している。
【００１０】一般にレチクル６面上の回路パターンから
のパターン回折光は直接反射光（正反射光）ないしは直
接透過光の近くが強く、これから遠ざかるほど弱くなっ
ていく。これに対して異物からの散乱光はパターン回折
光ほど、方向依存性が強くなく、一般的に全方向に等方
的に散乱する。
のパターン回折光は直接反射光（正反射光）ないしは直
接透過光の近くが強く、これから遠ざかるほど弱くなっ
ていく。これに対して異物からの散乱光はパターン回折
光ほど、方向依存性が強くなく、一般的に全方向に等方
的に散乱する。
【００１１】この為、同図においてビーム１ａはレチク
ル６に対して斜入射し、検出系ＢＤをその光軸が異物か
らの後方散乱光を検出するように直接反射光以外の領域
に傾けて配置している。そして検出系ＢＤで得られた信
号を用いてレチクル６面上の異物の有無を検出してい
る。
ル６に対して斜入射し、検出系ＢＤをその光軸が異物か
らの後方散乱光を検出するように直接反射光以外の領域
に傾けて配置している。そして検出系ＢＤで得られた信
号を用いてレチクル６面上の異物の有無を検出してい
る。
【００１２】この他の表面状態検査装置として、例えば
特開昭５９−６１７６２号公報（第２従来例）ではレチ
クルにビームを入射させ走査し、異なる複数の方向から
複数の検出系で同時にレチクル面からの散乱光を受光し
ている。そして各検出系で得られた信号を比較してそれ
らが等しい場合にはゴミ等の異物と判断し、逆に出力差
が大きい場合には回路パターンからのパターン回折光で
あると判断している。
特開昭５９−６１７６２号公報（第２従来例）ではレチ
クルにビームを入射させ走査し、異なる複数の方向から
複数の検出系で同時にレチクル面からの散乱光を受光し
ている。そして各検出系で得られた信号を比較してそれ
らが等しい場合にはゴミ等の異物と判断し、逆に出力差
が大きい場合には回路パターンからのパターン回折光で
あると判断している。
【００１３】この他、図１８に示す表面状態検査装置
（第３従来例）ではレチクル５４にレーザー５１からの
ビームを振動ミラー５３を介して垂直入射させ、その直
接透過光のごく近傍で、これを中心に受光レンズ５５、
振動ミラー５６、結像レンズ５７で集光し、絞り５８を
介して集光レンズ５９で集光して複数の検出器６６で検
出している。そしてこれら複数の検出器６６からの信号
を利用してレチクル面５４の表面状態を検査している。
（第３従来例）ではレチクル５４にレーザー５１からの
ビームを振動ミラー５３を介して垂直入射させ、その直
接透過光のごく近傍で、これを中心に受光レンズ５５、
振動ミラー５６、結像レンズ５７で集光し、絞り５８を
介して集光レンズ５９で集光して複数の検出器６６で検
出している。そしてこれら複数の検出器６６からの信号
を利用してレチクル面５４の表面状態を検査している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体チップの
微細化が進み、これを製造する為のレチクルにも、更に
精密性が求められてきている。この為、このようなレチ
クル面上の異物の検査装置にもより高い検査能力が求め
られている。
微細化が進み、これを製造する為のレチクルにも、更に
精密性が求められてきている。この為、このようなレチ
クル面上の異物の検査装置にもより高い検査能力が求め
られている。
【００１５】特に最近では集積度を高める為に従来用い
られなかった方向性の回路パターンが用いられるように
なり、又半導体チップの大型化に伴い表面状態の検査領
域が拡大してきている。
られなかった方向性の回路パターンが用いられるように
なり、又半導体チップの大型化に伴い表面状態の検査領
域が拡大してきている。
【００１６】図２は実工程に存在するレチクル面上の回
路パターンの方向性を示す説明図である。従来の回路パ
ターンはパターン方向がＸ軸を基準としたとき９０度方
向のパターンＡ、０度方向のパターンＢ、４５度方向の
パターンＣが主であった。第１従来例の図１３の装置で
は、これらの回路パターンのうちのパターン回折光を比
較的強く受光し得るのはパターンＡである。
路パターンの方向性を示す説明図である。従来の回路パ
ターンはパターン方向がＸ軸を基準としたとき９０度方
向のパターンＡ、０度方向のパターンＢ、４５度方向の
パターンＣが主であった。第１従来例の図１３の装置で
は、これらの回路パターンのうちのパターン回折光を比
較的強く受光し得るのはパターンＡである。
【００１７】図１４にパターンＡを用いたときの図１３
の光路を展開したときの一部分を示す。同図は投光系と
受光系の近軸関係を分かりやすくする為に投光系と受光
系とを直線上に図示している。
の光路を展開したときの一部分を示す。同図は投光系と
受光系の近軸関係を分かりやすくする為に投光系と受光
系とを直線上に図示している。
【００１８】図１５には検出系ＢＤの開口絞り８面上に
微弱ながらパターン回折光ＳPOが一次元の点列となって
現れている状態を示している。パターン回折光の１個の
大きさのうち入射断面方向の径Φs はビームを静止させ
たとき、ビーム径内に照射される繰り返しパターンの線
巾とピッチ数、検査ビームの波長及び受光レンズ７の焦
点距離ｆｄに依存する。これに対してビームのスキャン
方向のパターン回折光の径Φm は入射ビームの開口数と
受光レンズ７の焦点距離ｆｄの積で決定される。
微弱ながらパターン回折光ＳPOが一次元の点列となって
現れている状態を示している。パターン回折光の１個の
大きさのうち入射断面方向の径Φs はビームを静止させ
たとき、ビーム径内に照射される繰り返しパターンの線
巾とピッチ数、検査ビームの波長及び受光レンズ７の焦
点距離ｆｄに依存する。これに対してビームのスキャン
方向のパターン回折光の径Φm は入射ビームの開口数と
受光レンズ７の焦点距離ｆｄの積で決定される。
【００１９】従ってレチクル上のスキャン中央（PO）に
パターンＡがある場合は図１６に示すような遮光板１３
を開口絞り８の前面に配置すればこのパターン回折光Ｓ
POは遮断できる。
パターンＡがある場合は図１６に示すような遮光板１３
を開口絞り８の前面に配置すればこのパターン回折光Ｓ
POは遮断できる。
【００２０】しかしながらこのような遮光板１３で開口
絞り８を制限した場合、次のような問題点があった。
絞り８を制限した場合、次のような問題点があった。
【００２１】（１−イ）レチクルがメカニカルな位置決
め誤差により水平面内でθ回転した状態で検査されると
パターン回折光ＳPOはこのθ誤差と焦点距離ｆｄとの積
で決定される量だけ開口絞り８上で横ズレを起こす。
（厳密にこの関係が成立するのは開口絞り８が受光レン
ズ７の後ろ側焦点位置に置かれたときだけであるが、そ
うでなくとも近似的にこの関係が成立し得る。）その結
果パターン回折光が遮光板１３を通過して受光部１２で
誤検知される。
め誤差により水平面内でθ回転した状態で検査されると
パターン回折光ＳPOはこのθ誤差と焦点距離ｆｄとの積
で決定される量だけ開口絞り８上で横ズレを起こす。
（厳密にこの関係が成立するのは開口絞り８が受光レン
ズ７の後ろ側焦点位置に置かれたときだけであるが、そ
うでなくとも近似的にこの関係が成立し得る。）その結
果パターン回折光が遮光板１３を通過して受光部１２で
誤検知される。
【００２２】（１−ロ）回路パターンがビーム走査域の
周辺部に配されている時（図１４中ＰL ）、開口絞り８
上でのパターン回折光ＳPLは中央部からのパターン回折
光ＳPOに対して横ズレする。
周辺部に配されている時（図１４中ＰL ）、開口絞り８
上でのパターン回折光ＳPLは中央部からのパターン回折
光ＳPOに対して横ズレする。
【００２３】これは一般に入射系と受光系の瞳合わせ精
度が不充分な場合生じる。一次近似ではポリゴンミラー
４の反射点ＰR と開口絞り８の中心点Ｐf とが共役関係
になっていれば、このような横ズレは生ぜず、パターン
回折光ＳPLとＳPOは絞り上で一致する。これが瞳合わせ
の成立するときである。
度が不充分な場合生じる。一次近似ではポリゴンミラー
４の反射点ＰR と開口絞り８の中心点Ｐf とが共役関係
になっていれば、このような横ズレは生ぜず、パターン
回折光ＳPLとＳPOは絞り上で一致する。これが瞳合わせ
の成立するときである。
【００２４】ところが、実際にこの関係に保つような調
整は精度を要し、残存成分が残る。例えば、図中の点Ｐ
f ′が点ＰR の共役点となっていれば図から明らかなよ
うにパターン回折光ＳPLは開口絞り８上で横ズレし、遮
光板１３を通過してしまう。
整は精度を要し、残存成分が残る。例えば、図中の点Ｐ
f ′が点ＰR の共役点となっていれば図から明らかなよ
うにパターン回折光ＳPLは開口絞り８上で横ズレし、遮
光板１３を通過してしまう。
【００２５】又、たとえ点Ｐf ′が近軸的に理想的な位
置にあったとしても、受光レンズ７の収差によって遮光
板１３を通過してしまう場合がある。又、ポリゴンミラ
ーの反射点自体は正確に言えば回転に伴って横ズレを起
こし、この横ズレが遮光板１３上でのズレに対応する。
この事実も調整を困難としている一要因である。
置にあったとしても、受光レンズ７の収差によって遮光
板１３を通過してしまう場合がある。又、ポリゴンミラ
ーの反射点自体は正確に言えば回転に伴って横ズレを起
こし、この横ズレが遮光板１３上でのズレに対応する。
この事実も調整を困難としている一要因である。
【００２６】一般に瞳合わせをしようとすると、走査レ
ンズ５か受光レンズ７のいずれかが大口径となる。図１
４では受光レンズ７が大口径となっている。
ンズ５か受光レンズ７のいずれかが大口径となる。図１
４では受光レンズ７が大口径となっている。
【００２７】受光レンズ７が大口径であることは収差補
正が困難なことを示し、これに対して多数のレンズを用
いると複雑化及び大型化してくる。特別の場合として受
光レンズ７がテレセントリックの状態（主光線が光軸に
平行となる状態）がある。この場合、点ＰR は走査レン
ズ５の前側焦点位置にあり、点Ｐf は受光レンズ７の後
側焦点距離におかれる。
正が困難なことを示し、これに対して多数のレンズを用
いると複雑化及び大型化してくる。特別の場合として受
光レンズ７がテレセントリックの状態（主光線が光軸に
平行となる状態）がある。この場合、点ＰR は走査レン
ズ５の前側焦点位置にあり、点Ｐf は受光レンズ７の後
側焦点距離におかれる。
【００２８】（１−ハ）半導体チップの集積度が高まる
につれて０°、９０°、４５°方向以外の回路パターン
も用いられている。図２の回路パターンＤは回路パター
ンＡに対して角度θだけわずかに回転している。このよ
うな回路パターンの回折光ＳPOは図１７で示すように開
口絞り８上で横ズレと回転とを伴って現れる。
につれて０°、９０°、４５°方向以外の回路パターン
も用いられている。図２の回路パターンＤは回路パター
ンＡに対して角度θだけわずかに回転している。このよ
うな回路パターンの回折光ＳPOは図１７で示すように開
口絞り８上で横ズレと回転とを伴って現れる。
【００２９】ちなみにこのパターン回折光を外挿にＺ軸
（入射断面内）と交わる点Ｏは直接光の位置である。前
述の（１−ロ）で述べた瞳合わせの困難さから同じパタ
ーンがレチクルの点ＰL に位置する時のパターン回折光
ＳPLは更に横ズレし、遮光板１３を通過してしまう。
（入射断面内）と交わる点Ｏは直接光の位置である。前
述の（１−ロ）で述べた瞳合わせの困難さから同じパタ
ーンがレチクルの点ＰL に位置する時のパターン回折光
ＳPLは更に横ズレし、遮光板１３を通過してしまう。
【００３０】（１−ニ）上述の欠点を補おうとして遮光
板１３を広げていくと同時に、異物からの散乱光も遮光
してしまい最終的にＳ／Ｎ比が悪化してくる。
板１３を広げていくと同時に、異物からの散乱光も遮光
してしまい最終的にＳ／Ｎ比が悪化してくる。
【００３１】一方、第２従来例の表面状態検査装置では
ゴミからの散乱光が全空間に渡って等方的であると仮定
しているけれども実際のゴミは必ずしもそうではない。
散乱異方性のあるゴミは、例えば人間の髪の毛はこの方
式だと回路パターンと判断され見落とされてしまう。又
一方、ビーム径内に種々の方向性の回路パターンが密集
した所では検出器の出力が等しくなり、ゴミと誤検知し
てしまうという問題点がある。
ゴミからの散乱光が全空間に渡って等方的であると仮定
しているけれども実際のゴミは必ずしもそうではない。
散乱異方性のあるゴミは、例えば人間の髪の毛はこの方
式だと回路パターンと判断され見落とされてしまう。又
一方、ビーム径内に種々の方向性の回路パターンが密集
した所では検出器の出力が等しくなり、ゴミと誤検知し
てしまうという問題点がある。
【００３２】又、第３従来例の表面状態検査装置では直
接光の周辺領域はパターン回折光が圧倒的に強い為、回
路パターン同志の形状識別には有効であるが、異物の微
弱信号を回路パターンと同じレベルで検知することは困
難である。この構成で敢えて異物からの信号を上げる為
には検査ビーム系を最小パターン寸法近く迄（５μｍ以
下）絞る必要が生じる。
接光の周辺領域はパターン回折光が圧倒的に強い為、回
路パターン同志の形状識別には有効であるが、異物の微
弱信号を回路パターンと同じレベルで検知することは困
難である。この構成で敢えて異物からの信号を上げる為
には検査ビーム系を最小パターン寸法近く迄（５μｍ以
下）絞る必要が生じる。
【００３３】しかしながらこのようにすると検査時間が
大幅に増大するという問題点が生じてくる。
大幅に増大するという問題点が生じてくる。
【００３４】本発明はレチクル面上へのビームの入射条
件やレチクル面から生じる散乱光を受光する検出光学
系、そして検出光学系からの信号を処理する信号処理系
等の各要素を適切に設定することにより、レチクル面上
のパターン欠陥やゴミや埃等の異物を回路パターンと弁
別して高精度に検出することができる表面状態検査装置
の提供を目的とする。
件やレチクル面から生じる散乱光を受光する検出光学
系、そして検出光学系からの信号を処理する信号処理系
等の各要素を適切に設定することにより、レチクル面上
のパターン欠陥やゴミや埃等の異物を回路パターンと弁
別して高精度に検出することができる表面状態検査装置
の提供を目的とする。
【００３５】
【課題を解決するための手段】本発明はレチクル上に回
路パターンと異物（ゴミや埃やパターン欠陥等）とが共
存している時、回路パターンからのパターン回折光は回
路パターンの線巾や検査ビームの入射ＮＡ、ビーム径そ
して受光レンズの焦点距離等に依存する非常に局在した
空間分布をするのに対し異物からの散乱光は比較的均一
な空間分布をとることを利用している。特にこの傾向は
微小空間に限定すれば一段と顕著である。
路パターンと異物（ゴミや埃やパターン欠陥等）とが共
存している時、回路パターンからのパターン回折光は回
路パターンの線巾や検査ビームの入射ＮＡ、ビーム径そ
して受光レンズの焦点距離等に依存する非常に局在した
空間分布をするのに対し異物からの散乱光は比較的均一
な空間分布をとることを利用している。特にこの傾向は
微小空間に限定すれば一段と顕著である。
【００３６】そこで本発明では直接光から離れてパター
ン回折光の弱い空間に検出光学系を設けている。そして
同時に弱まった異物散乱光をできるだけ増やす為に受光
光束の開き角が設計上許されるだけ大きく、具体的には
入射ビームの開き角より大きくなる様に受光絞りを設け
ている。
ン回折光の弱い空間に検出光学系を設けている。そして
同時に弱まった異物散乱光をできるだけ増やす為に受光
光束の開き角が設計上許されるだけ大きく、具体的には
入射ビームの開き角より大きくなる様に受光絞りを設け
ている。
【００３７】このとき検出光学系の瞳面上に入射してく
る散乱光を分割センサーや複数の受光素子より成る受光
部で受光し、その積算光量と比較光量とを検知してい
る。パターン回折光の場合は積算光量が強くても、その
分布が局在している為に受光素子（センサー）間の光量
差が大きく検知されるのに対し、異物からの散乱光は検
出光学系の瞳面のように小さく限られた領域では均一分
布とみなされ受光素子間の光量差は小さくなる。
る散乱光を分割センサーや複数の受光素子より成る受光
部で受光し、その積算光量と比較光量とを検知してい
る。パターン回折光の場合は積算光量が強くても、その
分布が局在している為に受光素子（センサー）間の光量
差が大きく検知されるのに対し、異物からの散乱光は検
出光学系の瞳面のように小さく限られた領域では均一分
布とみなされ受光素子間の光量差は小さくなる。
【００３８】本発明はこの性質を利用してレチクル面上
の異物を回路パターンと弁別して高い検出分解能で検出
している。
の異物を回路パターンと弁別して高い検出分解能で検出
している。
【００３９】本発明の具体的な構成としては、光源手段
からの光束で回路パターンが形成された検査面上を光走
査したときに生じる光束を利用して検出手段により、該
検査面上の表面状態を検査する際、該検出手段は該検査
面に対して該光束の正反射方向以外に配置した検出光学
系と該検出光学系からの信号を処理する信号処理系とを
有しており、該検出光学系は受光レンズと開口絞りそし
て該開口絞り面又はそれと共役な面に設けた複数の受光
素子より成る受光部とを有しており、該信号処理系は該
受光部からの出力信号の積算値と比較値とから該検査面
上の異物と回路パターンとを弁別する弁別回路とを有し
ていることを特徴としている。
からの光束で回路パターンが形成された検査面上を光走
査したときに生じる光束を利用して検出手段により、該
検査面上の表面状態を検査する際、該検出手段は該検査
面に対して該光束の正反射方向以外に配置した検出光学
系と該検出光学系からの信号を処理する信号処理系とを
有しており、該検出光学系は受光レンズと開口絞りそし
て該開口絞り面又はそれと共役な面に設けた複数の受光
素子より成る受光部とを有しており、該信号処理系は該
受光部からの出力信号の積算値と比較値とから該検査面
上の異物と回路パターンとを弁別する弁別回路とを有し
ていることを特徴としている。
【００４０】特に、前記受光部の複数の受光素子は前記
受光レンズの光軸を含み、前記検査面に直交する平面に
対して対称に設けられていることを特徴としている。
受光レンズの光軸を含み、前記検査面に直交する平面に
対して対称に設けられていることを特徴としている。
【００４１】
【実施例】図１は本発明の実施例１の要部概略図、図
２，図３，図４は図１の一部分の説明図である。
２，図３，図４は図１の一部分の説明図である。
【００４２】図１において、光源手段としてのレーザー
１から発したビーム１ａはピンホール２を介してビーム
エキスパンダー３でビーム径を拡大しつつ、平行ビーム
に変換し、ポリゴンミラー４に入射している。ポリゴン
ミラー４で反射後、ビームは走査レンズ５により回路パ
ターンが形成されている検査面としてのレチクル６上に
集光している。そしてポリゴンミラー４の回転によって
レチクル６上を紙面と直交する方向に走査している。レ
チクル６はこれと同期して紙面内を矢印Ｓ1 の方向に移
動し、これによりレチクル６の全面を光走査している。
ビーム１ａがレチクル６のパターン欠陥やゴミや埃等の
異物Ｘ１に当たると、該異物Ｘ１から散乱光が発生す
る。
１から発したビーム１ａはピンホール２を介してビーム
エキスパンダー３でビーム径を拡大しつつ、平行ビーム
に変換し、ポリゴンミラー４に入射している。ポリゴン
ミラー４で反射後、ビームは走査レンズ５により回路パ
ターンが形成されている検査面としてのレチクル６上に
集光している。そしてポリゴンミラー４の回転によって
レチクル６上を紙面と直交する方向に走査している。レ
チクル６はこれと同期して紙面内を矢印Ｓ1 の方向に移
動し、これによりレチクル６の全面を光走査している。
ビーム１ａがレチクル６のパターン欠陥やゴミや埃等の
異物Ｘ１に当たると、該異物Ｘ１から散乱光が発生す
る。
【００４３】１０１は検出光学系であり、レチクル６面
上の異物Ｘ１からの散乱光を受光している。検出光学系
１０１はその光軸１０１ａがレチクル６に対してビーム
１ａの正反射（直接光）方向以外の領域に位置するよう
に配置している。
上の異物Ｘ１からの散乱光を受光している。検出光学系
１０１はその光軸１０１ａがレチクル６に対してビーム
１ａの正反射（直接光）方向以外の領域に位置するよう
に配置している。
【００４４】１０２は信号処理系であり、検出光学系１
０１からの信号を用いて後述するようにレチクル１面上
の異物Ｘ１を回路パターンと弁別して検出している。検
出光学系１０１と信号処理系１０２は検出手段の一要素
を構成している。
０１からの信号を用いて後述するようにレチクル１面上
の異物Ｘ１を回路パターンと弁別して検出している。検
出光学系１０１と信号処理系１０２は検出手段の一要素
を構成している。
【００４５】次に本実施例の検出光学系１０１の各要素
について説明する。
について説明する。
【００４６】受光レンズ７は異物Ｘ１からの散乱光を集
光し、開口絞り８に導光している。受光レンズ７はレチ
クル６上のビーム走査線Ｓａ（図２）を視野としてい
る。開口絞り８は受光光量を制限している。開口絞り８
を通過した散乱光は結像レンズ９により視野絞り１０面
上に結像している。視野絞り１０はスリット状開口を有
しており、ビーム走査線からの散乱光だけを通過させ、
集光レンズ１１を介して受光部１２に導光している。開
口絞り８は結像レンズ９と集光レンズ１１を介して受光
部１２と略共役関係となっている。受光部１２は分割セ
ンサー又は複数の受光素子より成っている。
光し、開口絞り８に導光している。受光レンズ７はレチ
クル６上のビーム走査線Ｓａ（図２）を視野としてい
る。開口絞り８は受光光量を制限している。開口絞り８
を通過した散乱光は結像レンズ９により視野絞り１０面
上に結像している。視野絞り１０はスリット状開口を有
しており、ビーム走査線からの散乱光だけを通過させ、
集光レンズ１１を介して受光部１２に導光している。開
口絞り８は結像レンズ９と集光レンズ１１を介して受光
部１２と略共役関係となっている。受光部１２は分割セ
ンサー又は複数の受光素子より成っている。
【００４７】本実施例では受光部１２は２つの受光素子
Ｌ，Ｒを受光レンズ７の光軸（検出光学系１０１の光軸
１０１ａと同じ）を含み、レチクル６に直交する平面に
対して対称に設けている。受光部１２は複数のフォトマ
ルやフォトダイオード、位置センサー、ＣＣＤ素子等が
適用可能である。１３は遮光板であり、開口絞り８と略
共役な受光部１２面上に設けている。
Ｌ，Ｒを受光レンズ７の光軸（検出光学系１０１の光軸
１０１ａと同じ）を含み、レチクル６に直交する平面に
対して対称に設けている。受光部１２は複数のフォトマ
ルやフォトダイオード、位置センサー、ＣＣＤ素子等が
適用可能である。１３は遮光板であり、開口絞り８と略
共役な受光部１２面上に設けている。
【００４８】尚、本実施例において開口絞り８の位置に
遮光板１３と受光部１２を設けてもよい。
遮光板１３と受光部１２を設けてもよい。
【００４９】図３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は受光部１２
の２つの受光素子Ｌ，Ｒと遮光板１３との位置関係及び
散乱光ＳGとパターン回折光ＳPとを示している。図３
（Ａ）はレチクル６面上の異物Ｘ１からの散乱光ＳGが
受光部１２の２つの受光素子Ｌ1，Ｒ面上に均一に分散
して入射している様子を示している。このとき２つの受
光素子Ｌ，Ｒからの信号出力差は０となる。
の２つの受光素子Ｌ，Ｒと遮光板１３との位置関係及び
散乱光ＳGとパターン回折光ＳPとを示している。図３
（Ａ）はレチクル６面上の異物Ｘ１からの散乱光ＳGが
受光部１２の２つの受光素子Ｌ1，Ｒ面上に均一に分散
して入射している様子を示している。このとき２つの受
光素子Ｌ，Ｒからの信号出力差は０となる。
【００５０】図２は実工程に存在するレチクル面上の回
路パターンの説明図である。同図ではパターン方向がＸ
軸を基準としたとき９０度方向のパターンＡ、０度方向
のパターンＢ、４５度方向のパターンＣ、そして任意の
角度θのパターンＤを示している。これらの各パターン
をレチクル６面上に設けてビーム１ａで矢印Ｓａ方向に
走査したときにレチクル６面からパターン回折光が生じ
る。このうち検出光学系１０１に入射し、その受光部１
２に到達するのはパターンＡを光走査したときである。
路パターンの説明図である。同図ではパターン方向がＸ
軸を基準としたとき９０度方向のパターンＡ、０度方向
のパターンＢ、４５度方向のパターンＣ、そして任意の
角度θのパターンＤを示している。これらの各パターン
をレチクル６面上に設けてビーム１ａで矢印Ｓａ方向に
走査したときにレチクル６面からパターン回折光が生じ
る。このうち検出光学系１０１に入射し、その受光部１
２に到達するのはパターンＡを光走査したときである。
【００５１】図３（Ｂ）においてＳP はこのときの受光
部１２面上に入射するパターン回折光を示している。
部１２面上に入射するパターン回折光を示している。
【００５２】本実施例では受光部１２の受光開口１２ａ
をビームの入射開口よりも大きく設定している為にパタ
ーン回折光ＳP は受光開口１２ａ面上で局所的に入射す
る。パターン回折光ＳP は２つの受光素子Ｌ，Ｒの両側
に対称に分布するので遮光板１３がないときの２つの受
光素子Ｌ，Ｒからの出力信号差は０となる。即ち受光部
１２の２つの受光素子Ｌ，Ｒからの出力信号差からでは
異物からの散乱光か回路パターンからのパターン回折光
であるか区別がつかない。
をビームの入射開口よりも大きく設定している為にパタ
ーン回折光ＳP は受光開口１２ａ面上で局所的に入射す
る。パターン回折光ＳP は２つの受光素子Ｌ，Ｒの両側
に対称に分布するので遮光板１３がないときの２つの受
光素子Ｌ，Ｒからの出力信号差は０となる。即ち受光部
１２の２つの受光素子Ｌ，Ｒからの出力信号差からでは
異物からの散乱光か回路パターンからのパターン回折光
であるか区別がつかない。
【００５３】そこで本実施例では受光部１２の前面に遮
光板１３を設けて、主にパターン回折光ＳP を遮光し、
受光部１２に入射するのを防止している。
光板１３を設けて、主にパターン回折光ＳP を遮光し、
受光部１２に入射するのを防止している。
【００５４】遮光板１３はＺ方向に延びた帯状とし、異
物からの散乱光ＳG をなるべく透過させ、パターン回折
光ＳP の大部分を遮光するようにしている。本実施例で
はこれによりＳ／Ｎ比（異物からの散乱光／パターン回
折光比）を高くし、異物の検出精度を向上させている。
物からの散乱光ＳG をなるべく透過させ、パターン回折
光ＳP の大部分を遮光するようにしている。本実施例で
はこれによりＳ／Ｎ比（異物からの散乱光／パターン回
折光比）を高くし、異物の検出精度を向上させている。
【００５５】又、レチクル６が所定位置から角度誤差
（θ誤差）を起こし、θ度ずれたとき又は瞳合わせが不
充分なときには走査周辺部からのパターン回折光ＳP は
図３（Ｃ）に示すように横ズレする。このとき遮光板１
３ではパターン回折光ＳP は遮光することができず、受
光部１２（同図では受光素子Ｌ）に入射してくる。
（θ誤差）を起こし、θ度ずれたとき又は瞳合わせが不
充分なときには走査周辺部からのパターン回折光ＳP は
図３（Ｃ）に示すように横ズレする。このとき遮光板１
３ではパターン回折光ＳP は遮光することができず、受
光部１２（同図では受光素子Ｌ）に入射してくる。
【００５６】そこで本実施例では２つの受光素子Ｌ，Ｒ
からの信号を信号処理系１０２で処理し、異物からの散
乱光と回路パターンからのパターン回折光とを弁別して
いる。
からの信号を信号処理系１０２で処理し、異物からの散
乱光と回路パターンからのパターン回折光とを弁別して
いる。
【００５７】次に本実施例の信号処理系１０２について
説明する。図４は本実施例の信号処理系１０２の要部ブ
ロック図である。
説明する。図４は本実施例の信号処理系１０２の要部ブ
ロック図である。
【００５８】図４において受光部１２面上の各領域（受
光素子Ｌ，Ｒ）に入射したパターン回折光、又は異物か
らの散乱光（ｊL ，ｊR ）は受光部１２とアンプ２０
（２０Ｌ，２０Ｒ）を経た後、増巾された電圧（ＶL ，
ＶR ）となって出力される。これらの電気信号ＶL，ＶR
は分岐されて加算器２４と比較器２２に入力される。加
算器２４は電気的にＶL ＋ＶR を求め、これを予め設定
された基準信号発生器２５からの電圧値ＶA と比較す
る。加算器２４はＶL ＋ＶR ≧ＶA ならば信号θAとし
てＨｉｇｈを出力する。
光素子Ｌ，Ｒ）に入射したパターン回折光、又は異物か
らの散乱光（ｊL ，ｊR ）は受光部１２とアンプ２０
（２０Ｌ，２０Ｒ）を経た後、増巾された電圧（ＶL ，
ＶR ）となって出力される。これらの電気信号ＶL，ＶR
は分岐されて加算器２４と比較器２２に入力される。加
算器２４は電気的にＶL ＋ＶR を求め、これを予め設定
された基準信号発生器２５からの電圧値ＶA と比較す
る。加算器２４はＶL ＋ＶR ≧ＶA ならば信号θAとし
てＨｉｇｈを出力する。
【００５９】一方、比較器２２は
【００６０】
【数１】 を求め、これを基準信号発生器２３から得られる一定値
ＲC と比較する。
ＲC と比較する。
【００６１】ＲC の値としては、完全に均一な散乱分布
の場合にはＶL ＝ＶR だから、ＲC＝０となる。
の場合にはＶL ＝ＶR だから、ＲC＝０となる。
【００６２】しかしながら実際には、受光部１２の感度
や光学系の特性等からある程度の非対称性も許容するの
で０＜ＲC ＜１の間で０に近い値に設定している。そし
て比較器２２は、
や光学系の特性等からある程度の非対称性も許容するの
で０＜ＲC ＜１の間で０に近い値に設定している。そし
て比較器２２は、
【００６３】
【数２】 ならば信号θC としてＨｉｇｈを出力する。
【００６４】判定回路２６は加算器２４からの信号θA
と比較器２２からの信号θC の論理積
と比較器２２からの信号θC の論理積
【００６５】
【数３】 を求めている。そして図５を参照して異物と回路パター
ンとの弁別を行っている。
ンとの弁別を行っている。
【００６６】図５はレチクル６面上の異物の有無や回路
パターンの有無等の各状態における各要素（アンプ２０
Ｌ，２０Ｒ、加算器２４、比較器２２、判定回路２６）
からの出力信号と判定方法を示している。
パターンの有無等の各状態における各要素（アンプ２０
Ｌ，２０Ｒ、加算器２４、比較器２２、判定回路２６）
からの出力信号と判定方法を示している。
【００６７】出力信号θA ，θC がＨｉｇｈのときを
１、Ｌｏｗのときを０としている。レチクル６面上に異
物がないときのアンプ２０Ｌ，２０Ｒからの出力信号Ｖ
L ，Ｖ R は各々０であり、異物があるときは各々Ｖ0 と
なる。又、回路パターン１（２）は受光素子Ｒ（Ｌ）か
らの出力信号のみがあるパターン状態を示している。図
５に示すように論理積θJ が１のとき、レチクル６面上
に異物があると判定している。
１、Ｌｏｗのときを０としている。レチクル６面上に異
物がないときのアンプ２０Ｌ，２０Ｒからの出力信号Ｖ
L ，Ｖ R は各々０であり、異物があるときは各々Ｖ0 と
なる。又、回路パターン１（２）は受光素子Ｒ（Ｌ）か
らの出力信号のみがあるパターン状態を示している。図
５に示すように論理積θJ が１のとき、レチクル６面上
に異物があると判定している。
【００６８】本実施例ではこのように、判定回路２６か
らの出力信号を利用してレチクル６面上の異物の有無を
回路パターンと弁別して検出している。
らの出力信号を利用してレチクル６面上の異物の有無を
回路パターンと弁別して検出している。
【００６９】尚、本実施例では受光部１２として入射断
面に対して対称に配列した２分割センサーの場合を示し
たが、例えば図６（Ａ）に示す４つの受光素子（Ｌ1 ，
Ｌ2，Ｒ1 ，Ｒ2 ）より成る４分割センサー、図６
（Ｂ）に示す同心円状の複数の受光素子（Ｑ1 ，Ｑ2 ，
Ｑ3 ，Ｑ4 ）より成る分割センサー、図６（Ｃ）に示す
放射状の複数の受光素子（Ｔ1 〜Ｔ8 ）より成る分割セ
ンサー等が適用可能である。尚、図６（Ａ）でＳP はコ
ンタクトホール列の回折パターンを示している。
面に対して対称に配列した２分割センサーの場合を示し
たが、例えば図６（Ａ）に示す４つの受光素子（Ｌ1 ，
Ｌ2，Ｒ1 ，Ｒ2 ）より成る４分割センサー、図６
（Ｂ）に示す同心円状の複数の受光素子（Ｑ1 ，Ｑ2 ，
Ｑ3 ，Ｑ4 ）より成る分割センサー、図６（Ｃ）に示す
放射状の複数の受光素子（Ｔ1 〜Ｔ8 ）より成る分割セ
ンサー等が適用可能である。尚、図６（Ａ）でＳP はコ
ンタクトホール列の回折パターンを示している。
【００７０】図１においてレチクル６に対し、ビーム１
ａは斜入射し、検出光学系も後方散乱を拾う配置をとっ
ているが、本発明の有効な範囲としては直接光（正反射
光）の到達しない領域ならばどこでも良い。例えばビー
ムを垂直に入射し、検出光学系を斜めに設ける配置でも
良いし、これと逆でも良い。又、図１において検出光学
系を前方側に倒して配置しても良い。
ａは斜入射し、検出光学系も後方散乱を拾う配置をとっ
ているが、本発明の有効な範囲としては直接光（正反射
光）の到達しない領域ならばどこでも良い。例えばビー
ムを垂直に入射し、検出光学系を斜めに設ける配置でも
良いし、これと逆でも良い。又、図１において検出光学
系を前方側に倒して配置しても良い。
【００７１】本実施例では直接光の到達しない領域を作
り出す構成によってパターン回折光を低減し、その分ビ
ーム径を太くし、これによりレチクルの移動を早め検査
時間の大幅な短縮化を計っている。
り出す構成によってパターン回折光を低減し、その分ビ
ーム径を太くし、これによりレチクルの移動を早め検査
時間の大幅な短縮化を計っている。
【００７２】図７は本発明の実施例２に係るレチクル６
面上の概略図である。本実施例で用いる光学系は図１と
同じである。
面上の概略図である。本実施例で用いる光学系は図１と
同じである。
【００７３】本実施例は図１の実施例に比べてレチクル
６を水平面内でθ1 度だけ回動した点が異なっており、
その他の構成は同じである。本実施例ではレチクル６面
上の回路パターンＡ，Ｂ，Ｃからのパターン回折光は検
出光学系１０１に入射しない。
６を水平面内でθ1 度だけ回動した点が異なっており、
その他の構成は同じである。本実施例ではレチクル６面
上の回路パターンＡ，Ｂ，Ｃからのパターン回折光は検
出光学系１０１に入射しない。
【００７４】しかしながら、例えば回路パターンＤの角
度θをθ＝１５度、レチクル６の角度誤差、θ1 をθ1
＝１５度としたときは回路パターンＤからのパターン回
折光が検出光学系１０１に入射してくる場合がある。こ
のとき受光部１２面上には図８に示すようなパターン回
折光の回折光分布ＳP ′が形成される。
度θをθ＝１５度、レチクル６の角度誤差、θ1 をθ1
＝１５度としたときは回路パターンＤからのパターン回
折光が検出光学系１０１に入射してくる場合がある。こ
のとき受光部１２面上には図８に示すようなパターン回
折光の回折光分布ＳP ′が形成される。
【００７５】図８ではパターン回折光がビーム走査の中
央に位置し、レチクルの角度誤差がないときには回折光
分布ＳP ′はＺ軸に対称に近くなるが、実際には種々の
理由で対称とならない。
央に位置し、レチクルの角度誤差がないときには回折光
分布ＳP ′はＺ軸に対称に近くなるが、実際には種々の
理由で対称とならない。
【００７６】それは実工程のレチクル６は現在殆どが電
子ビームで描画されている。そしてこれは０．２μｍ×
０．２μｍ〜０．５μｍ×０．５μｍの矩形状ビームを
２次元的に直交する二方向に走査させて形成している。
この為、パターンＡ，Ｂ以外の回路パターンＤの場合、
図９に示すように回路パターンＤのエッヂに微細なデジ
タル誤差が残っている。これに検査ビームをあてるとそ
れより生じる回折光は必ずしも入射断面内に生じない
（図８の回折光ＳPa ′）。
子ビームで描画されている。そしてこれは０．２μｍ×
０．２μｍ〜０．５μｍ×０．５μｍの矩形状ビームを
２次元的に直交する二方向に走査させて形成している。
この為、パターンＡ，Ｂ以外の回路パターンＤの場合、
図９に示すように回路パターンＤのエッヂに微細なデジ
タル誤差が残っている。これに検査ビームをあてるとそ
れより生じる回折光は必ずしも入射断面内に生じない
（図８の回折光ＳPa ′）。
【００７７】そこで本実施例では図４に示す信号処理系
１０２を用いることにより、前述と同様にして異物と回
路パターンの弁別を行い、レチクル面上の異物の有無を
高精度に検出している。
１０２を用いることにより、前述と同様にして異物と回
路パターンの弁別を行い、レチクル面上の異物の有無を
高精度に検出している。
【００７８】尚、本実施例においては図１の実施例１と
同様に受光部１２の前方に遮光板１３を設けて構成して
も良い。
同様に受光部１２の前方に遮光板１３を設けて構成して
も良い。
【００７９】図１０は本発明の実施例３の一部分の概略
図、図１１は図１０のＸ−Ｚ面内の説明図である。
図、図１１は図１０のＸ−Ｚ面内の説明図である。
【００８０】本実施例は図１の実施例１に比べてレチク
ル６面上に偏光したビームを入射させ、レチクル６面か
らの所定の偏光状態の散乱光を検出光学系１０１で検出
している点、及び検出光学系１０１の一部が少し異なっ
ており、その他の構成は略同じである。
ル６面上に偏光したビームを入射させ、レチクル６面か
らの所定の偏光状態の散乱光を検出光学系１０１で検出
している点、及び検出光学系１０１の一部が少し異なっ
ており、その他の構成は略同じである。
【００８１】本実施例ではレチクル６を矢印Ｓ2 の下方
からＳ偏光のビームで矢印Ｓａ方向に光走査している。
レチクル６から生じる側方散乱光はＰ偏光透過の偏光フ
ィルター４０と開口絞り４１を介して受光レンズ７ａで
集光している。
からＳ偏光のビームで矢印Ｓａ方向に光走査している。
レチクル６から生じる側方散乱光はＰ偏光透過の偏光フ
ィルター４０と開口絞り４１を介して受光レンズ７ａで
集光している。
【００８２】受光レンズ７ａは走査線Ｓａを、所謂シャ
インプルーフの条件を満足して視野絞り４２面上に結像
している。この視野絞り４２を通過した光束を集光レン
ズ４３で分割センサーより成る受光部１２に導光してい
る。開口絞り４１は受光レンズ７ａと集光レンズ４３と
を介して受光部１２と略共役関係となっている。そして
受光部１２からの信号を利用してレチクル６面上の異物
の有無を検出している。
インプルーフの条件を満足して視野絞り４２面上に結像
している。この視野絞り４２を通過した光束を集光レン
ズ４３で分割センサーより成る受光部１２に導光してい
る。開口絞り４１は受光レンズ７ａと集光レンズ４３と
を介して受光部１２と略共役関係となっている。そして
受光部１２からの信号を利用してレチクル６面上の異物
の有無を検出している。
【００８３】本実施例においてもレチクル６面上の回路
パターンの方向性によっては受光部１２面上でパターン
回折光が非対称に分布する場合がある。このような場合
にも前述の図４に示した信号処理系１０２を用いること
により、同様にして異物と回路パターンの弁別を行い、
レチクル面上の異物を高精度に検出している。
パターンの方向性によっては受光部１２面上でパターン
回折光が非対称に分布する場合がある。このような場合
にも前述の図４に示した信号処理系１０２を用いること
により、同様にして異物と回路パターンの弁別を行い、
レチクル面上の異物を高精度に検出している。
【００８４】図１２は本発明の実施例４の要部概略図で
ある。
ある。
【００８５】本実施例ではレチクル６に対して下方の矢
印Ｓ2 に示す方向からビームを入射させて光走査してい
る。そしてレチクル６面上の異物からの散乱光と回路パ
ターンからのパターン回折光とを全く異なる二方向から
各々検出光学系１０１ｂ１，１０１ｂ２で受光してい
る。
印Ｓ2 に示す方向からビームを入射させて光走査してい
る。そしてレチクル６面上の異物からの散乱光と回路パ
ターンからのパターン回折光とを全く異なる二方向から
各々検出光学系１０１ｂ１，１０１ｂ２で受光してい
る。
【００８６】検出光学系１０１ｂ１（１０１ｂ２）は受
光レンズ７ｂ１（７ｂ２）と２つの受光素子Ｌ，Ｒ
（Ｌ′，Ｒ′）より成る受光部１２ｂ１（１２ｂ２）と
を有している。尚、受光部１２ｂ１（１２ｂ２）の位置
は図１の開口絞り８の位置に対応している。
光レンズ７ｂ１（７ｂ２）と２つの受光素子Ｌ，Ｒ
（Ｌ′，Ｒ′）より成る受光部１２ｂ１（１２ｂ２）と
を有している。尚、受光部１２ｂ１（１２ｂ２）の位置
は図１の開口絞り８の位置に対応している。
【００８７】従来の表面状態検査装置では異物からの散
乱光は各方向に均等に散乱されるのに対してパターン回
折光は異方性だから、どちらか一方にしか生じないと
し、単一の受光素子より成る２つの検出系より得られる
信号を比較して異物と回路パターンの弁別を行ってい
た。
乱光は各方向に均等に散乱されるのに対してパターン回
折光は異方性だから、どちらか一方にしか生じないと
し、単一の受光素子より成る２つの検出系より得られる
信号を比較して異物と回路パターンの弁別を行ってい
た。
【００８８】しかしながら従来の表面状態検査装置では
図１２に示したように回路パターンが１ビーム径内で複
数方向で構成されている場合には、両方の検出系が同時
に回折光を検知してしまい異物と誤検知してしまう。
図１２に示したように回路パターンが１ビーム径内で複
数方向で構成されている場合には、両方の検出系が同時
に回折光を検知してしまい異物と誤検知してしまう。
【００８９】そこで本実施例では検出光学系１０１ｂ
１，１０１ｂ２のうち少なくとも一方の検出光学系を複
数の受光素子より成る分割センサーより構成している。
（同図では双方の検出光学系１０１ｂ１，１０１ｂ２を
分割センサーより構成している。）複数の方向性を有す
る複合パターンＥからのパターン回折光の回折光分布は
必ずしも受光光軸に対して対称分布していない。この
為、受光部面上にはパターン回折光の非対称な回折光分
布ができる。図１２においてＳP ，ＳP ′はパターン回
折光を示している。
１，１０１ｂ２のうち少なくとも一方の検出光学系を複
数の受光素子より成る分割センサーより構成している。
（同図では双方の検出光学系１０１ｂ１，１０１ｂ２を
分割センサーより構成している。）複数の方向性を有す
る複合パターンＥからのパターン回折光の回折光分布は
必ずしも受光光軸に対して対称分布していない。この
為、受光部面上にはパターン回折光の非対称な回折光分
布ができる。図１２においてＳP ，ＳP ′はパターン回
折光を示している。
【００９０】本実施例ではこのときの回折光分布を利用
して前述と同様にして異物と回折パターンの弁別を行っ
ている。又、異物からの散乱光についても全く異なる二
方向に均等に生じるとは限らない。異方性の異物の場合
でも本実施例によれば少なくとも一方の検出光学系に散
乱光が入射すれば受光部面上で回折光分布の均一性がパ
ターン回折光よりも充分高いので、これより異物の有無
を高精度に検出している。
して前述と同様にして異物と回折パターンの弁別を行っ
ている。又、異物からの散乱光についても全く異なる二
方向に均等に生じるとは限らない。異方性の異物の場合
でも本実施例によれば少なくとも一方の検出光学系に散
乱光が入射すれば受光部面上で回折光分布の均一性がパ
ターン回折光よりも充分高いので、これより異物の有無
を高精度に検出している。
【００９１】尚、本実施例では検査面としてレチクル面
の他に防塵用のペリクル膜面を設けたレチクルやマスク
に対しても同様に適用可能である。
の他に防塵用のペリクル膜面を設けたレチクルやマスク
に対しても同様に適用可能である。
【００９２】又、上述してきた受光部としての分割セン
サー、或は複数個のセンサーは全て受光光軸に対称に配
されていたが、必ずしもこの必要はない。特定のパター
ンに対して最も効果的に出力差が得られるような分割を
行うようなものであれば本発明は適用可能である。
サー、或は複数個のセンサーは全て受光光軸に対称に配
されていたが、必ずしもこの必要はない。特定のパター
ンに対して最も効果的に出力差が得られるような分割を
行うようなものであれば本発明は適用可能である。
【００９３】
【発明の効果】本発明によれば以上のようにレチクル面
上へのビームの入射条件やレチクル面から生じる散乱光
を受光する検出光学系、そして検出光学系からの信号を
処理する信号処理系等の各要素を適切に設定することに
より、レチクル面上のパターン欠陥やゴミや埃等の異物
を回路パターンと弁別して高精度に検出することができ
る表面状態検査装置を達成することができる。
上へのビームの入射条件やレチクル面から生じる散乱光
を受光する検出光学系、そして検出光学系からの信号を
処理する信号処理系等の各要素を適切に設定することに
より、レチクル面上のパターン欠陥やゴミや埃等の異物
を回路パターンと弁別して高精度に検出することができ
る表面状態検査装置を達成することができる。
【００９４】特に、本発明によれば （２−イ）基本的に１つの検出光学系で散乱光を捕獲で
きるので、光学系を小型で、安価に構成できる。
きるので、光学系を小型で、安価に構成できる。
【００９５】（２−ロ）レチクルのθセット誤差によっ
て生じるパターンの誤検知をなくせる。
て生じるパターンの誤検知をなくせる。
【００９６】（２−ハ）光学系の瞳合わせをしなくても
レチクル全面に渡って同じ精度で回路パターンと異物の
弁別を行なえる。その結果、光学系を小型化できる。
レチクル全面に渡って同じ精度で回路パターンと異物の
弁別を行なえる。その結果、光学系を小型化できる。
【００９７】（２−ニ）レチクル上のあらゆる方向性の
ある回路パターンも異物と弁別できる。又、特定の回路
パターンピッチに左右されることなく、あらゆる線巾に
対して１つの光学配置で高い弁別能力が得られる。
ある回路パターンも異物と弁別できる。又、特定の回路
パターンピッチに左右されることなく、あらゆる線巾に
対して１つの光学配置で高い弁別能力が得られる。
【００９８】（２−ホ）異物と回路パターンの弁別精度
が上がるので、その分異物の検出分解能を上げられる。
特に、異物が完全な等方散乱性でなくても見落とすこと
がない。
が上がるので、その分異物の検出分解能を上げられる。
特に、異物が完全な等方散乱性でなくても見落とすこと
がない。
【００９９】（２−ヘ）基本的に受光角を広げてその中
での信号弁別を行うので、散乱光量を増加でき、微小異
物の検出率を上げられる。
での信号弁別を行うので、散乱光量を増加でき、微小異
物の検出率を上げられる。
【０１００】（２−ト）以上の効果により、検査の信頼
性が格段に上がる。
性が格段に上がる。
【０１０１】（２−チ）より高精度な検査方式の導入に
よって不良チップの発生を未然に防ぐことができ、歩留
を向上できる。等の効果を有した表面状態検査装置を達
成することができる。
よって不良チップの発生を未然に防ぐことができ、歩留
を向上できる。等の効果を有した表面状態検査装置を達
成することができる。
【図１】 本発明の実施例１の要部概略図
【図２】 図１の一部分の説明図
【図３】 図１の一部分の説明図
【図４】 図１の一部分の説明図
【図５】 図４の各回路より出力される信号の説明図
【図６】 図１の受光部の他の実施例の説明図
【図７】 本発明の実施例２に係るレチクル面上の回
路パターンの説明図
路パターンの説明図
【図８】 本発明の実施例２のパターン回折光の説明
図
図
【図９】 本発明の実施例２の回路パターンの説明図
【図１０】 本発明の実施例３の一部分の要部概略図
【図１１】 図１０のＸ−Ｚ面内の説明図
【図１２】 本発明の実施例４の要部概略図
【図１３】 従来の表面状態検査装置の要部概略図
【図１４】 図１３の一部分の光路展開図
【図１５】 図１３の一部分の説明図
【図１６】 図１３の一部分の説明図
【図１７】 図１３の一部分の説明図
【図１８】 従来の表面状態検査装置の要部概略図
１ 光源手段（レーザー） ２ ピンホール ３ ビームエクスパンダー ４ ポリゴンミラー ５ 走査レンズ ６ レチクル ７ 受光レンズ ８ 開口絞り ９ 結像レンズ １０ 視野絞り １１ 集光レンズ １２ 受光部 １３ 遮光部 ２０ アンプ ２２ 比較器 ２３，２５ 基準信号発生器 ２４ 加算器 ２６ 判定回路 １０１ 検出光学系 １０２ 信号処理系
Claims (2)
- 【請求項１】 光源手段からの光束で回路パターンが形
成された検査面上を光走査したときに生じる光束を利用
して検出手段により、該検査面上の表面状態を検査する
際、該検出手段は該検査面に対して該光束の正反射方向
以外に配置した検出光学系と該検出光学系からの信号を
処理する信号処理系とを有しており、該検出光学系は受
光レンズと開口絞りそして該開口絞り面又はそれと共役
な面に設けた複数の受光素子より成る受光部とを有して
おり、該信号処理系は該受光部からの出力信号の積算値
と比較値とから該検査面上の異物と回路パターンとを弁
別する弁別回路とを有していることを特徴とする表面状
態検査装置。 - 【請求項２】 前記受光部の複数の受光素子は前記受光
レンズの光軸を含み、前記検査面に直交する平面に対し
て対称に設けられていることを特徴とする請求項１の表
面状態検査装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04204495A JP3099535B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 表面状態検査装置 |
| US08/505,782 US5602639A (en) | 1992-07-08 | 1995-07-21 | Surface-condition inspection method and apparatus including a plurality of detecting elements located substantially at a pupil plane of a detection optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04204495A JP3099535B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 表面状態検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0627028A true JPH0627028A (ja) | 1994-02-04 |
| JP3099535B2 JP3099535B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16491479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04204495A Expired - Fee Related JP3099535B2 (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 表面状態検査装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5602639A (ja) |
| JP (1) | JP3099535B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5610710A (en) * | 1996-05-28 | 1997-03-11 | International Business Machines Corporation | Dual mode illumination system for optical inspection |
| JP2001337389A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Olympus Optical Co Ltd | 投影装置 |
| JP2009016870A (ja) * | 2004-10-05 | 2009-01-22 | Asml Netherlands Bv | 粒子検出デバイス、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| CN111351794A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种物体表面检测装置及检测方法 |
| US11803119B2 (en) | 2019-12-31 | 2023-10-31 | Asml Holding N.V. | Contaminant detection metrology system, lithographic apparatus, and methods thereof |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6051828A (en) * | 1997-07-02 | 2000-04-18 | Texas Instruments Incorporated | Light emission noise detection and characterization |
| JP2000124122A (ja) * | 1998-10-19 | 2000-04-28 | Canon Inc | 半導体露光装置および同装置を用いるデバイス製造方法 |
| US6548821B1 (en) | 1999-06-21 | 2003-04-15 | Komag, Inc. | Method and apparatus for inspecting substrates |
| US6566674B1 (en) | 1999-06-21 | 2003-05-20 | Komag, Inc. | Method and apparatus for inspecting substrates |
| US6952256B2 (en) * | 2002-08-30 | 2005-10-04 | Kla-Tencor Technologies Corporation | Optical compensation in high numerical aperture photomask inspection systems for inspecting photomasks through thick pellicles |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US3879131A (en) * | 1974-02-06 | 1975-04-22 | Bell Telephone Labor Inc | Photomask inspection by real time diffraction pattern analysis |
| JPS5766345A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-22 | Hitachi Ltd | Inspection device for defect |
| JPS58162038A (ja) * | 1982-03-23 | 1983-09-26 | Canon Inc | 面状態検査装置 |
| JPS5961762A (ja) * | 1982-10-01 | 1984-04-09 | Nippon Kogaku Kk <Nikon> | 異物検査装置 |
| JPS6298725A (ja) * | 1985-10-25 | 1987-05-08 | Canon Inc | 信号検出装置 |
| US4795911A (en) * | 1986-02-14 | 1989-01-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface examining apparatus for detecting the presence of foreign particles on the surface |
| US4886975A (en) * | 1986-02-14 | 1989-12-12 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface examining apparatus for detecting the presence of foreign particles on two or more surfaces |
| JPS6333834A (ja) * | 1986-07-28 | 1988-02-13 | Canon Inc | 表面状態検査装置 |
| JP3101290B2 (ja) * | 1989-03-15 | 2000-10-23 | キヤノン株式会社 | 表面状態検査装置、露光装置、及び表面状態検査方法 |
| JP2538338B2 (ja) * | 1989-05-30 | 1996-09-25 | キヤノン株式会社 | 異物検査装置 |
| US5162867A (en) * | 1990-01-26 | 1992-11-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Surface condition inspection method and apparatus using image transfer |
| US5363187A (en) * | 1990-09-12 | 1994-11-08 | Nikon Corporation | Light scanning apparatus for detecting foreign particles on surface having circuit pattern |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP04204495A patent/JP3099535B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-07-21 US US08/505,782 patent/US5602639A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2001337389A (ja) * | 2000-05-25 | 2001-12-07 | Olympus Optical Co Ltd | 投影装置 |
| JP2009016870A (ja) * | 2004-10-05 | 2009-01-22 | Asml Netherlands Bv | 粒子検出デバイス、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| CN111351794A (zh) * | 2018-12-20 | 2020-06-30 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种物体表面检测装置及检测方法 |
| CN111351794B (zh) * | 2018-12-20 | 2021-12-10 | 上海微电子装备（集团）股份有限公司 | 一种物体表面检测装置及检测方法 |
| US11803119B2 (en) | 2019-12-31 | 2023-10-31 | Asml Holding N.V. | Contaminant detection metrology system, lithographic apparatus, and methods thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3099535B2 (ja) | 2000-10-16 |
| US5602639A (en) | 1997-02-11 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |