JPH0663982B2 - Foreign object detection method and apparatus - Google Patents

Foreign object detection method and apparatus

Info

Publication number
JPH0663982B2
JPH0663982B2 JP62311904A JP31190487A JPH0663982B2 JP H0663982 B2 JPH0663982 B2 JP H0663982B2 JP 62311904 A JP62311904 A JP 62311904A JP 31190487 A JP31190487 A JP 31190487A JP H0663982 B2 JPH0663982 B2 JP H0663982B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foreign matter
polarization
light
spatial filter
fourier transform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62311904A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01153943A (en
Inventor
俊彦 中田
伸幸 秋山
良彦 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP62311904A priority Critical patent/JPH0663982B2/en
Priority to US07/262,573 priority patent/US5046847A/en
Priority to KR1019880014141A priority patent/KR920009713B1/en
Publication of JPH01153943A publication Critical patent/JPH01153943A/en
Publication of JPH0663982B2 publication Critical patent/JPH0663982B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/94Investigating contamination, e.g. dust
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/473Compensating for unwanted scatter, e.g. reliefs, marks
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、試料上の微小異物を検出する方法及び装置に
係り、特に製品(パターン付)ウェハ上の異物を検出す
るのに好適な異物検出方法及びその装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for detecting minute foreign matter on a sample, and particularly to a foreign matter suitable for detecting foreign matter on a product (patterned) wafer. The present invention relates to a detection method and its device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

パターン付ウェハ異物検査を例にとると、従来の技術は
例えば、特開昭54−57126に代表される。すなわち、第1
1図(a)に示すように、レーザ3a及び3bから出射した
S偏光ビームにより、ウェハ1を斜方照射する。同図
(b)に示すようにウェハのパターン11上に異物401,40
2があると偏光が解消し、異物からの散乱光にはS偏光
及びP偏光成分が混在する。一方パターン11のうち、レ
ーザビームの光軸と直交する直線エッジからの散乱光に
はS偏光成分がそのまま保存される。従って対物レンズ
4の上方にS偏光成分(実線で示す)を遮断するように
偏光板101を配置すれば、パターン情報が除去でき、光
電変換素子102では異物散乱光の中のP偏光成分のみが
検出される。この方法によればパターン付ウェハ上の3
〜5μm程度の異物401を十分検出することができる。
しかし、異物からの散乱光のうち、P偏光成分は全散乱
光のごく一部であるため、1〜2μm程度の微小な異物
402の場合は、偏光板による検出光量の低下が著しく、
同図(c)に示すようにパターンコーナー部からの散乱
光103との判別が困難な場合が生じてくる。つまり、従
来方式は、パターンからの反射光を除去するために、偏
光板を用いているわけであるが、そのために異物散乱光
の多くをも除去する結果になっている。また、異物の材
質及び形状によっては偏光が解消しにくいものがあり、
その場合は、異物散乱光にP偏光成分がほとんど含まれ
ず、ますます検出が困難になる。
Taking a patterned wafer foreign matter inspection as an example, a conventional technique is represented by, for example, JP-A-54-57126. That is, the first
As shown in FIG. 1A, the wafer 1 is obliquely irradiated with the S-polarized beam emitted from the lasers 3a and 3b. As shown in FIG. 3B, foreign matters 401, 40 are formed on the wafer pattern 11.
When there is 2, polarization is eliminated, and S-polarized light and P-polarized light components are mixed in the scattered light from the foreign matter. On the other hand, in the pattern 11, the S-polarized component is stored as it is in the scattered light from the straight edge orthogonal to the optical axis of the laser beam. Therefore, if the polarizing plate 101 is arranged above the objective lens 4 so as to block the S-polarized component (shown by the solid line), the pattern information can be removed. To be detected. According to this method, 3 on the patterned wafer
It is possible to sufficiently detect the foreign substance 401 having a size of about 5 μm.
However, of the scattered light from the foreign matter, the P-polarized component is a small part of the total scattered light, so a minute foreign matter of about 1 to 2 μm
In the case of 402, the decrease in the amount of light detected by the polarizing plate is remarkable,
As shown in FIG. 7C, it may be difficult to distinguish the scattered light 103 from the pattern corner. That is, in the conventional method, the polarizing plate is used to remove the reflected light from the pattern, but as a result, most of the foreign substance scattered light is also removed. In addition, depending on the material and shape of the foreign matter, it may be difficult to eliminate polarized light.
In that case, the scattered light of the foreign matter contains almost no P-polarized component, and it becomes more difficult to detect.

これに対し、特開昭59−65428では、第12図(a)に示
すように、対物レンズ4の中の射出瞳、すなわち空間周
波数領域(フーリエ変換面)4aをフィールドレンズ5で
300の位置に結像し、同図(b)に示すパターン11及び
異物401,402のフーリエ変換像12を作る(同図
(c))。13はパターン11の内、レーザビームの光軸と
直交する直線エッジ部のフーリエ変換像であり、一般に
図示の如く、空間周波数領域内で局所的に存在する。14
は異物401,402のフーリエ変換像であり、一般に図示の
如く、空間周波数領域内の全領域にわたって存在する。
300の位置に同図(d)に示す遮光部104aを有する空間
フィルタ104を配置し、直線エッジのフーリエ変換像13
を遮光すると、フィールドレンズ7によって光電変換素
子8上に結像する像は同図(e)に示す105のように異
物401a,402aとパターンコーナー部から成る。そこで、
特開昭59−6536では、この検出した画像105とメモリ9
に格納しておいた隣接チップの同一場所での記憶画像10
6(レーザ斜方照明及び空間フィルタ104を介して得た画
像)とを比較回路10において比較し、その差画像107で
もって異物401a,402aを検出している。ところが、この
ように空間フィルタを用いる異物検出方法においては、
従来より以下のような課題が指摘されている。すなわ
ち、第13図(a)に示すようにパターン11上の異物403
がその形状に何らかの方向性をもつ場合、フーリエ変換
像110があまり広がらず直線エッジのフーリエ変換像13
と重なってしまうことがあり、その場合は、異物のフー
リエ変換像は空間フィルタ104の遮光部104aによって遮
光されてしまい、111に示すように異物が検出されない
ということになってしまう。一方、逆に第13図(b)に
示すように、回路パターン120の形状によっては、直線
エッジ部のフーリエ変換像130が直線状に集光せず広が
ってしまい、異物404のフーリエ変換像140と重なってし
まう場合がある。その場合、フーリエ変換像130を遮光
するために大きな遮光部121aを有する空間フィルタ121
を用いると、異物のフーリエ変換像140も遮光されてし
まい、122のように異物の検出が不可能になってしま
う。
On the other hand, in JP-A-59-65428, as shown in FIG. 12 (a), the exit pupil in the objective lens 4, that is, the spatial frequency domain (Fourier transform plane) 4a is formed by the field lens 5.
An image is formed at the position of 300, and a Fourier transform image 12 of the pattern 11 and the foreign matters 401 and 402 shown in FIG. Reference numeral 13 is a Fourier transform image of a straight edge portion of the pattern 11 which is orthogonal to the optical axis of the laser beam, and generally exists locally in the spatial frequency domain as shown in the figure. 14
Are Fourier-transformed images of the foreign matters 401 and 402, and generally exist over the entire spatial frequency domain as shown in the figure.
The spatial filter 104 having the light-shielding portion 104a shown in FIG. 3D is arranged at the position 300, and the Fourier transform image 13 of the straight edge is arranged.
When the light is blocked, the image formed on the photoelectric conversion element 8 by the field lens 7 is composed of foreign matters 401a and 402a and pattern corner portions as shown by 105 in FIG. Therefore,
In Japanese Patent Laid-Open No. 59-6536, the detected image 105 and the memory 9
Image of the adjacent chip stored in the same place at the same place 10
6 (the image obtained through the laser oblique illumination and the spatial filter 104) is compared in the comparison circuit 10, and the difference image 107 is used to detect the foreign matters 401a and 402a. However, in the foreign matter detection method using the spatial filter as described above,
Conventionally, the following problems have been pointed out. That is, as shown in FIG. 13A, the foreign matter 403 on the pattern 11 is
If the shape has some directionality, the Fourier transform image 110 does not spread so much and the Fourier transform image 13
In that case, the Fourier transform image of the foreign matter is shielded by the light shielding unit 104a of the spatial filter 104, and the foreign matter is not detected as indicated by 111. On the other hand, conversely, as shown in FIG. 13B, depending on the shape of the circuit pattern 120, the Fourier transform image 130 of the straight edge portion does not converge linearly but spreads, and the Fourier transform image 140 of the foreign substance 404. May overlap with. In that case, the spatial filter 121 having a large light shielding portion 121a for shielding the Fourier transform image 130.
If is used, the Fourier transform image 140 of the foreign matter is also shielded from light, and the foreign matter cannot be detected as in 122.

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

このように、上記従来技術、すなわち偏光板を使用する
方法においては異物からの散乱光の光量低下と、偏光解
消の少ない異物の検出不能が、また空間フィルタを使用
する方法においては、異物あるいはパターンのフーリエ
変換像の形状に起因した異物検出能力の低下という課題
があった。
As described above, in the above-mentioned conventional technique, that is, in the method using the polarizing plate, the amount of scattered light from the foreign matter is reduced, and the foreign matter with less depolarization cannot be detected. However, there is a problem that the foreign matter detection capability is deteriorated due to the shape of the Fourier transform image.

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決すべく、回
路パターンが形成された試料上に指向性の高い直線偏光
照明光を試料表面に対して斜め方向から照射した際、回
路パターンの直線状エッジ部から生じる偏光成分の散乱
光を選択的に遮光して異物からの様々な偏光成分を有す
る散乱光を可能な限り多くして高い効率で検出した微小
な異物を高感度で検出できるようにした異物検出方法及
びその装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by irradiating a sample on which a circuit pattern is formed with highly directional linearly polarized illumination light obliquely with respect to the surface of the sample. The scattered light of the polarization component generated from the circular edge is selectively shielded so that the scattered light having various polarization components from the foreign matter is increased as much as possible to detect the minute foreign matter with high efficiency and with high sensitivity. Another object of the present invention is to provide a foreign matter detection method and an apparatus therefor.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上記目的を達成するために、回路パターンが
形成された試料上に指向性の高い直線偏光照明光を試料
表面の垂直方向に対して所望の角度傾斜させた斜め方向
から照射し、前記試料表面に対してほぼ垂直方向に光軸
を有する検出光学系で前記照射領域からの散乱光を検出
し、該検出される回路パターンの直線状エッジ部分から
発生する散乱光の偏光成分のみを、前記検出光学系の空
間周波数領域に設置された偏光空間フィルタにより選択
的に遮光し、前記偏光空間フィルタを通過してきた前記
試料上の異物からの散乱光を光電変換手段で受光して異
物を示す信号を検出することを特徴とする異物検出方法
である。また本発明は、前記異物検出方法において、前
記直線偏光照明光は波長幅が狭い光であることを特徴と
する。また本発明は、回路パターンが形成された試料上
に指向性の高い直線偏光照明光を試料表面の垂直方向に
対して所望の角度傾斜させた斜め方向から照射する照明
光学系と、前記試料表面に対してほぼ垂直方向に光軸を
有し、前記照明光学系で照射された前記試料上の照射領
域からの散乱光を検出する検出光学系と、該検出光学系
で検出される回路パターンの直線状エッジ部分から発生
する散乱光の偏光成分のみを選択的に遮光すべく空間周
波数領域に設置された偏光空間フィルタと、該偏光空間
フィルタを通過してきた前記試料上の異物からの散乱光
を受光して異物を示す信号を検出する光電変換手段とを
備えたことを特徴とする異物検出装置である。また本発
明は、前記異物検出装置において、前記偏光空間フィル
タを、部分偏光素子で構成したことを特徴とする。また
本発明は、前記異物検出装置において、前記偏光空間フ
ィルタを、部分のみ光の偏光状態を変化せしめる光学素
子で構成したことを特徴とする。また本発明は、前記異
物検出装置において、前記光学素子を、液晶素子で構成
したことを特徴とする。また本発明は、前記異物検出装
置において、前記光学素子を、波長板で構成したことを
特徴とする。また本発明は、前記異物検出装置におい
て、前記照明光学系光で照射される指向性の高い直線偏
光照明光は波長幅が狭いことを特徴とする。
The present invention, in order to achieve the above-mentioned object, irradiates a highly polarized linearly polarized illumination light on a sample on which a circuit pattern is formed from a diagonal direction at a desired angle with respect to the vertical direction of the sample surface, The scattered light from the irradiation area is detected by a detection optical system having an optical axis in a direction substantially perpendicular to the sample surface, and only the polarized component of the scattered light generated from the linear edge portion of the detected circuit pattern is detected. , Selectively shields light by a polarization spatial filter installed in the spatial frequency region of the detection optical system, receives scattered light from the foreign matter on the sample that has passed through the polarization spatial filter by photoelectric conversion means, and removes the foreign matter. It is a foreign matter detection method characterized by detecting the signal shown. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter detecting method, the linearly polarized illumination light is light having a narrow wavelength width. Further, the present invention is an illumination optical system for irradiating a linearly polarized illumination light having high directivity on a sample on which a circuit pattern is formed, from an oblique direction inclined at a desired angle with respect to a vertical direction of the sample surface, and the sample surface. A detection optical system having an optical axis in a direction substantially perpendicular to the detection optical system for detecting scattered light from the irradiation region on the sample irradiated by the illumination optical system, and a circuit pattern detected by the detection optical system. A polarized light spatial filter installed in the spatial frequency region to selectively shield only the polarized light component of the scattered light generated from the linear edge portion, and scattered light from the foreign matter on the sample that has passed through the polarized spatial filter. A foreign matter detection device comprising: a photoelectric conversion unit that receives a light and detects a signal indicating the foreign matter. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter detection device, the polarization spatial filter is configured by a partial polarization element. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter detecting device, the polarization spatial filter is composed of an optical element that changes a polarization state of light only in a part thereof. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter detecting device, the optical element is composed of a liquid crystal element. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter detecting device, the optical element is constituted by a wave plate. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter detection device, the linearly polarized illumination light with high directivity that is emitted by the illumination optical system light has a narrow wavelength width.

〔作用〕[Action]

上記構成により、回路パターンが形成された試料上に存
在する異物からの散乱光にできるだけ影響をを与えるこ
となく、偏光空間フィルタにより回路パターンの直線状
エッジ部分から発生する散乱光の偏光成分のみを選択的
に遮光することにより異物からの散乱光を可能な限り高
い効率で検出することができ、回路パターンが形成され
た試料上に存在する微小異物を高感度で検出することが
できる。即ち回路パターンが形成された試料上に指向性
の高い直線偏光照明光を試料表面の垂直方向に対して所
望の角度傾斜させた斜め方向から照射して前記試料表面
に対してほぼ垂直方向に光軸を有する検出光学系で前記
照射領域からの散乱光を検出する際、該検出光学系の空
間周波数領域(フーリエ変換面)における回路パターン
の直線状エッジ部分からのフーリエ変換像と異物からの
フーリエ変換像との間において形状および偏光成分の違
いを利用して、空間周波数領域(フーリエ変換面)に設
置された部分偏光素子または部分のみ光の偏光状態を変
化せしめる光学素子で構成された偏光空間フィルタによ
り空間周波数領域において配置回路パターンの直線状エ
ッジ部分からのフーリエ変換像に対応する領域のみの該
フーリエ変換像をなす特定の偏光成分を遮光して異物か
らの様々な方向の偏光成分からなる散乱光を通過させる
ことにより大きく損なうことなく効率良く異物を検出す
ることができる。
With the above configuration, only the polarization component of the scattered light generated from the linear edge portion of the circuit pattern by the polarization spatial filter is affected without affecting the scattered light from the foreign matter existing on the sample on which the circuit pattern is formed. By selectively blocking the light, scattered light from the foreign matter can be detected with the highest possible efficiency, and minute foreign matter existing on the sample on which the circuit pattern is formed can be detected with high sensitivity. That is, linearly polarized illumination light having high directivity is irradiated onto a sample on which a circuit pattern is formed from an oblique direction inclined at a desired angle with respect to the vertical direction of the sample surface, and the light is irradiated in a direction substantially perpendicular to the sample surface. When detecting scattered light from the irradiation region with a detection optical system having an axis, a Fourier transform image from a linear edge portion of a circuit pattern in a spatial frequency region (Fourier transform surface) of the detection optical system and a Fourier from a foreign substance A polarization space composed of a partial polarization element installed in the spatial frequency domain (Fourier transform plane) or an optical element that changes only the polarization state of light by utilizing the difference in shape and polarization component from the converted image. Identification of the Fourier transform image of only the region corresponding to the Fourier transform image from the linear edge portion of the placement circuit pattern in the spatial frequency domain by the filter It can be detected efficiently foreign matter without significantly impairing by passing the scattered light from light polarization components composed of various directions of polarization components from foreign matter.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の実施例を第1図〜第10図により説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

まず、本発明の基本原理について説明する。今一度、第
2図(a)〜(e)に基づいて、S偏光レーザビームに
よって照明されたウェハ1上のパターン11及び異物401,
402からの散乱光の挙動について述べる。第2図(a)
において、対物レンズ4の中の空間周波数領域、すなわ
ちフーリエ変換面(射出瞳に対応)4aはフィールドレン
ズ5により、300の位置に結像している。従って300の位
置に同図(b)に示すパターン11の内レーザビームの光
軸と直交する直線エッジ部のフーリエ変換像13と異物の
フーリエ変換像14が得られる(同図(c))。さて、こ
こで両者のフーリエ変換像の形状の相違だけでなく、そ
の偏光状態に着目してみる。同図(d)に示すように、
直線エッジ部のフーリエ変換像13は概ね入射レーザビー
ムと同じS偏光成分18からなる。一方、同図(e)に示
すように、異物の401,402のフーリエ変換像14は様々な
方向の偏光成分19から成っている。
First, the basic principle of the present invention will be described. Once again, based on FIGS. 2 (a)-(e), the pattern 11 and the foreign matter 401, on the wafer 1 illuminated by the S-polarized laser beam,
The behavior of scattered light from the 402 will be described. Fig. 2 (a)
In, the spatial frequency region in the objective lens 4, that is, the Fourier transform surface (corresponding to the exit pupil) 4 a is imaged at the position 300 by the field lens 5. Therefore, at the position of 300, a Fourier transform image 13 of a straight edge portion orthogonal to the optical axis of the laser beam in the pattern 11 shown in FIG. 11B and a Fourier transform image 14 of the foreign matter are obtained (FIG. 11C). Now, let us focus not only on the difference in the shapes of the Fourier transform images of the two, but also on the polarization state thereof. As shown in FIG.
The Fourier transform image 13 of the straight edge portion is composed of almost the same S-polarized component 18 as the incident laser beam. On the other hand, as shown in FIG. 6E, the Fourier transform image 14 of the foreign matter 401, 402 is composed of polarized components 19 in various directions.

ここで、300の位置に第3図(a)に示す偏光板20を配
置し、S偏光成分を遮光すると、偏光板20を通過する光
は同図(b)に示すように、総てP偏光成分30となり、
S偏光成分から成るパターン11の直線エッジ部のフーリ
エ変換像13は完全に除去され、異物401,402のフーリエ
変換像14のうちのP偏光成分のみを得ることができる。
しかし、第2図の19と第3図(b)の30を比較すると、
明らかに異物401,402の光量が大きく低下している。
Here, if the polarizing plate 20 shown in FIG. 3 (a) is arranged at the position of 300 and the S-polarized component is shielded, all the light passing through the polarizing plate 20 is P as shown in FIG. 3 (b). Becomes the polarization component 30,
The Fourier transform image 13 of the linear edge portion of the pattern 11 including the S polarization component is completely removed, and only the P polarization component of the Fourier transform image 14 of the foreign matters 401 and 402 can be obtained.
However, comparing 19 in Fig. 2 with 30 in Fig. 3 (b),
Obviously, the light amount of the foreign matters 401 and 402 is greatly reduced.

一方、同様に第2図の300の位置に第3図(c)に示す
空間フィルタ21を配置した場合は、同図(d)に示すよ
うに、直線エッジ部のフーリエ変換像13を除去すること
ができるが、同時に異物401,402のフーリエ変換像14の
一部も除去されてしまう。また、同図(e)に示すよう
に空間フィルタ22の遮光部22aが大きい場合は、同図
(f)に示すように異物401,402のフーリエ変換像14も
大きく損われてしまう。
On the other hand, when the spatial filter 21 shown in FIG. 3 (c) is similarly arranged at the position 300 of FIG. 2, the Fourier transform image 13 of the straight edge portion is removed as shown in FIG. 3 (d). However, at the same time, a part of the Fourier transform image 14 of the foreign matters 401 and 402 is also removed. Further, when the light-shielding portion 22a of the spatial filter 22 is large as shown in FIG. 6E, the Fourier transform image 14 of the foreign matters 401 and 402 is also greatly damaged as shown in FIG.

本発明は、空間周波数領域における、パターンの直接エ
ッジ部のフーリエ変換像と、異物のフーリエ変換像の形
状の相違と、両者の偏光状態の相違に着目し、この偏光
板と空間フィルタによる異物検出方式を組合せることに
より、両方式の長所を活かそうとするものである。すな
わち、第4図(a)に示すように、パターン11の直線エ
ッジ部のフーリエ変換像13に対応する部分を、S偏光成
分を遮光するように配置した偏光板もしくは入射光の偏
光状態を変化させる光学材料23cで形成し、他の部分
は、入射光の偏光状態を保存したまま通過させる光学材
料23bで形成した空間フィルタ23(23aは遮光部)を、第
2図の300の位置に配置する。その結果、第4図(b)
に示すように、直線エッジ部のフーリエ変換像13に対応
する領域のみS偏光成分が遮光され、他の領域は総ての
偏光成分が通過できることになる。従って、S偏光成分
から成る直線エッジ部のフーリエ変換像13と、異物401,
402のフーリエ変換像14のうち、偏光板23cの領域内にあ
るS偏光成分のみが遮光されることになり、第3図に示
した従来方式に比べ、異物検出光量が大幅に増加する。
また、直線エッジ部のフーリエ変換像13に対応する領域
が大きい場合でも、第4図(d)に示すように従来方式
(第3図(f))に比べ異物検出光量が増加している。
尚、以下では、従来の空間フィルタと区別するため、上
記空間フィルタを偏光空間フィルタと呼ぶ。
The present invention focuses on the difference in the shapes of the Fourier transform image of the direct edge portion of the pattern and the Fourier transform image of the foreign matter in the spatial frequency domain, and the difference in the polarization states of the two, and detects the foreign matter by the polarizing plate and the spatial filter. By combining the methods, the advantages of both methods are tried to be utilized. That is, as shown in FIG. 4 (a), a portion corresponding to the Fourier transform image 13 of the linear edge portion of the pattern 11 is arranged so as to block the S-polarized component or the polarization state of the incident light is changed. A spatial filter 23 (23a is a light-shielding portion) formed of an optical material 23c, which is formed of an optical material 23c that allows the polarization state of the incident light to pass therethrough while maintaining the polarization state of the incident light, is arranged at the position 300 in FIG. To do. As a result, FIG. 4 (b)
As shown in, the S-polarized component is shielded only in the region corresponding to the Fourier transform image 13 of the straight edge portion, and all the polarized components can pass through the other regions. Therefore, the Fourier transform image 13 of the linear edge portion including the S-polarized component and the foreign matter 401,
Of the Fourier transform image 14 of 402, only the S-polarized component within the region of the polarizing plate 23c is shielded, and the amount of foreign matter detection light is significantly increased as compared with the conventional method shown in FIG.
Further, even when the area corresponding to the Fourier transform image 13 of the straight edge portion is large, the foreign substance detection light amount is increased as compared with the conventional method (FIG. 3 (f)) as shown in FIG. 4 (d).
In the following, the spatial filter will be referred to as a polarized spatial filter in order to distinguish it from the conventional spatial filter.

以下、本発明の第1の実施例を第1図(a)〜(d)に
より説明する。尚、以下では汎用性をもたせるため、S
偏光、P偏光という言い方をせず、図中のx,y座標を基
準にしてx方向偏光、y方向偏光という言い方で統一す
るものとする。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, in order to have versatility in the following, S
The terms "polarized light" and "p-polarized light" will not be used, but the terms "x-direction polarized light" and "y-direction polarized light" will be unified with reference to the x, y coordinates in the figure.

第1図(a)は、本発明の第1の実施例における異物検
出光学系を示す図である。本光学系は、xyステージ2、
レーザ3a及び3b、対物レンズ4、リレーレンズ5、偏光
空間フィルタ6、リレーレンズ7、2次元固体撮像素子
8より構成される。同図において試料は回路パターンが
形成された製品ウェハである。xyステージ2上にこのウ
ェハ1は、対物レンズ4、リレーレンズ5及び7により
2次元固体撮像素子8上に結像している。一方、対物レ
ンズ4のフーリエ変換面(空間周波数領域)4aは、リレ
ーレンズ5により300の位置に結像している。互いに対
向するレーザ3a及び3bから出射したy方向偏光(S偏
光)ビームにより、ウェハ1を2方向から斜方照明す
る。同図(b)は回路パターン11と異物601,602の一例
である。レーザ斜方照明の結果、300の位置、すなわち
対物レンズ4のフーリエ変換面4aの結像位置には、同図
(c)に示すように回路パターン11及び異物601,602の
フーリエ変換像12が得られる。13は回路パターン11の
内、2方向のレーザビームの光軸と直交する直線エッジ
部のフーリエ変換像であり、概ね入射レーザビームと同
じy方向偏光成分から成る。14は異物601,602のフーリ
エ変換像であり、様々の方向の偏光成分から成る。そこ
で、300の位置に同図(d)に示す偏光空間フィルタ6
を配置する。この偏光空間フィルタ6は以下の構成から
成る。すなわち、パターン11の直線エッジ部のフーリエ
変換像13に対応する部分は、y方向偏光成分を遮光する
ように配置した偏光板6cで形成され、他の部分は入射光
の偏光状態を保存したまま通過させる通常のガラス板6b
で形成されている。尚、6aは迷光等を遮断するためにク
ロム膜で形成された遮光部である。遮光空間フィルタ6
を300の位置に配置することにより、第4図(b)に示
すように、y方向偏光部分から成る直線エッジ部のフー
リエ変換像13と、異物601,602のフーリエ変換像14のう
ち、偏光板6cの例域内に存在するy方向偏光成分のみが
遮光される。その結果、第1図の検出画像15に示すよう
に、2次元固体撮像素子8において、異物散乱光がほと
んど損われることなく検出される。一方、パターンコー
ナ部からの散乱光は異物散乱光と同様の散乱及び偏光特
性を有するため、偏光空間フィルタ6を通過し、351の
ように検出されてしまう。これに関しては、検出画像15
と、予じめメモリ9に格納しておいた隣接チップの同一
場所での記憶画像16(レーザ斜方照明及び空間フィルタ
6を介して得た画像)とを、比較回路10において比較
し、差画像17を求めることにより、パターンコーナ部の
情報351を除去し、異物情報601a及び602aのみを抽出す
ることができる。
FIG. 1 (a) is a diagram showing a foreign matter detecting optical system in the first embodiment of the present invention. This optical system consists of an xy stage 2,
The lasers 3a and 3b, the objective lens 4, the relay lens 5, the polarization spatial filter 6, the relay lens 7, and the two-dimensional solid-state imaging device 8 are included. In the figure, the sample is a product wafer on which a circuit pattern is formed. The wafer 1 is imaged on the xy stage 2 on the two-dimensional solid-state imaging device 8 by the objective lens 4, the relay lenses 5 and 7. On the other hand, the Fourier transform surface (spatial frequency domain) 4 a of the objective lens 4 is imaged at the position of 300 by the relay lens 5. The wafer 1 is obliquely illuminated from two directions by the y-direction polarized (S-polarized) beams emitted from the lasers 3a and 3b facing each other. FIG. 2B shows an example of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601 and 602. As a result of the laser oblique illumination, the Fourier transform image 12 of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601, 602 is obtained at the position 300, that is, the image forming position of the Fourier transform surface 4a of the objective lens 4, as shown in FIG. . Reference numeral 13 is a Fourier transform image of a linear edge portion of the circuit pattern 11 which is orthogonal to the optical axes of the laser beams in the two directions, and is substantially composed of the same y-direction polarization component as the incident laser beam. Reference numeral 14 is a Fourier transform image of the foreign matter 601, 602, which is composed of polarized components in various directions. Therefore, the polarization spatial filter 6 shown in FIG.
To place. This polarization spatial filter 6 has the following configuration. That is, the portion corresponding to the Fourier transform image 13 of the linear edge portion of the pattern 11 is formed by the polarizing plate 6c arranged so as to shield the y-direction polarized light component, and the other portion is kept the polarization state of the incident light. Ordinary glass plate 6b to pass
Is formed by. Incidentally, 6a is a light shielding portion formed of a chrome film for shielding stray light and the like. Shading space filter 6
By arranging at the position of 300, as shown in FIG. 4 (b), the Fourier transform image 13 of the linear edge portion composed of the y-direction polarization portion and the Fourier transform image 14 of the foreign matters 601 and 602 are polarized plate 6c. Only the y-direction polarized light component existing in the example region is blocked. As a result, as shown in the detection image 15 of FIG. 1, the foreign substance scattered light is detected in the two-dimensional solid-state imaging device 8 with almost no loss. On the other hand, since the scattered light from the pattern corner has the same scattering and polarization characteristics as the foreign matter scattered light, it passes through the polarization spatial filter 6 and is detected as indicated by 351. In this regard, the detected image 15
And the stored image 16 (image obtained through the laser oblique illumination and the spatial filter 6) at the same location of the adjacent chip stored in the preliminary memory 9 are compared in the comparison circuit 10, and the difference is obtained. By obtaining the image 17, the pattern corner information 351 can be removed and only the foreign substance information 601a and 602a can be extracted.

以上、本実施例によれば、「作用」の項でも述べたよう
に、異物散乱光のうち偏光空間フィルタ6によって遮光
されるのは、偏光板6cの領域内に存在するy方向成分の
みであり、異物からの全散乱光のごく一部である。従っ
て、従来の偏光板を使用、総てのy方向成分を遮光する
方式や、空間フィルタを使用し、遮光部に存在する総て
の異物散乱光を遮光する方式に比べ、異物の検出光量が
増加し、かつパターンや異物の形状によって異物検出能
力が左右されないため、より微小な異物の検出が可能に
なる。
As described above, according to the present embodiment, only the y-direction component existing in the region of the polarizing plate 6c is blocked by the polarization spatial filter 6 in the foreign substance scattered light, as described in the section “Operation”. Yes, it is a small part of the total scattered light from foreign matter. Therefore, compared to the conventional method of using a polarizing plate to shield all the y-direction components and the method of using a spatial filter to shield all the foreign matter scattered light existing in the light blocking portion, the detected light amount of the foreign matter is smaller. Since the foreign matter detection capacity is increased and the foreign matter detection ability is not influenced by the pattern or the shape of the foreign matter, it is possible to detect a finer foreign matter.

本発明の第2の実施例を第5図(a)〜(d)により説
明する。尚、以下では、第1の実施例と同様、光の偏光
方向に関しては、図中のxy座標を基準にして、x方向偏
光、y方向偏光という言い方を使用する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the following, as in the first embodiment, the directions of light polarization are referred to as x-direction polarization and y-direction polarization with reference to the xy coordinate in the drawing.

第5図(a)は、本発明の第2の実施例における異物検
出光学系を示す図である。第1図(a)に示す第1の実
施例における異物検出光学系では、互いに対向する2つ
のレーザ3a及び3bを用い、2方向から斜方照明している
のに対し、本実施例では、互いに対向する2組の計4つ
のレーザ3a,3b,3c,3dを用い、4方向から斜方照明し、
それに応じて偏光空間フィルタの構成を変更している。
他の部分の構成及び機能は、総て第1の実施例と同様で
ある。まず、レーザ3a,3b,3c,3dから出射した直線偏光
ビームにより(レーザ3a,3bからはy方向偏光ビーム
が、レーザ3c,3dからはx方向偏光ビームか出射され
る。)、ウェハ1上を4方向から斜方照明する。同図
(b)は回路パターン11と異物601,602の一例である。
レーザ斜方照明の結果、300の位置、すなわち対物レン
ズ4のフーリエ変換面4aの結像位置には、同図(c)に
示すように回路パターン11及び異物601,602のフーリエ
変換像150が得られる。37aは回路パターン11の内、レー
ザ3a及び3bから出射したレーザビームの光軸と直交する
直線エッジ部のフーリエ変換像であり、概ね入射レーザ
ビームと同じy方向偏光成分から成る。37bは回路パタ
ーン11の内、レーザ3c及び3dから出射したレーザビーム
の光軸と直交する直線エッジ部のフーリエ変換像であ
り、断ね入射レーザビームと同じくx方向偏光成分から
成る。38は異物601,602のフーリエ変換像であり、様々
な方向の偏光成分から成る。そこで、300の位置に同図
(d)に示す偏光空間フィルタ36を配置する。この偏光
空間フィルタ36は以下の構成から成る。すなわち、同図
(c)に示す直線エッジ部のフーリエ変換像37aに対応
する部分は、y方向偏光成分を遮光するように配置した
偏光板36cで形成され、一方、上記直線エッジ部と直交
する直線エッジ部のフーリエ変換像37bに対応する部分
は、x方向偏光成分を遮光するよう配置した偏光板36d
で形成されている。尚、2つの偏光板36cと36dが交差す
る部分は、x及びy方向の偏光成分が遮光される。一
方、他の部分は、入射光の偏光状態を保存したまま通過
させる通常のガラス板36bで形成されている。36aは迷光
等を遮断するためにクロム膜で形成された遮光部であ
る。偏光空間フィルタ36を300の位置に配置することに
より、第1の実施例と同様にして、互いに直交する直線
エッジ部のフーリエ変換像37a及び37bと、異物601,602
のフーリエ変換像38のうち、偏光板36cの領域ではy方
向の偏光成分、偏光板36dの領域ではx方向の偏光成分
のみが遮光される。その結果、同図(e)の検出画像40
に示すように、2次元固体撮像素子8において、異物散
乱光がほとんど損われることなく検出される。尚、パタ
ーンコーナー部の情報351に関しては、第1の実施例と
同様、検出画像40と隣接チップの記憶画像41とを比較回
路10において比較し、差画像42を求めることによりこれ
を除去し、異物情報601a及び602aのみを抽出することが
できる。
FIG. 5 (a) is a diagram showing a foreign matter detecting optical system in the second embodiment of the present invention. In the foreign matter detection optical system according to the first embodiment shown in FIG. 1A, two lasers 3a and 3b facing each other are used and oblique illumination is performed from two directions. Two sets of four lasers 3a, 3b, 3c, 3d facing each other are used to obliquely illuminate from four directions,
The configuration of the polarization spatial filter is changed accordingly.
The configuration and functions of the other parts are all the same as in the first embodiment. First, the linearly polarized beams emitted from the lasers 3a, 3b, 3c and 3d (y-directional polarized beams are emitted from the lasers 3a and 3b, and x-directional polarized beams are emitted from the lasers 3c and 3d) on the wafer 1. Is obliquely illuminated from four directions. FIG. 2B shows an example of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601 and 602.
As a result of the laser oblique illumination, the Fourier transform image 150 of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601, 602 is obtained at the position 300, that is, the image forming position of the Fourier transform surface 4a of the objective lens 4, as shown in FIG. . 37a is a Fourier transform image of a linear edge portion of the circuit pattern 11 which is orthogonal to the optical axis of the laser beams emitted from the lasers 3a and 3b, and is substantially composed of the same y-direction polarization component as the incident laser beam. Reference numeral 37b is a Fourier transform image of a straight edge portion of the circuit pattern 11 which is orthogonal to the optical axis of the laser beams emitted from the lasers 3c and 3d, and is composed of the x-direction polarized component like the broken incident laser beam. 38 is a Fourier transform image of the foreign matter 601 and 602, and is composed of polarized components in various directions. Therefore, the polarization spatial filter 36 shown in FIG. The polarization spatial filter 36 has the following configuration. That is, the portion corresponding to the Fourier transform image 37a of the linear edge portion shown in FIG. 7C is formed by the polarizing plate 36c arranged so as to shield the y-direction polarized light component, while it is orthogonal to the linear edge portion. A portion of the straight edge portion corresponding to the Fourier transform image 37b is a polarizing plate 36d arranged to block the x-direction polarized component.
Is formed by. Incidentally, the polarization components in the x and y directions are shielded at the portions where the two polarizing plates 36c and 36d intersect. On the other hand, the other part is formed of a normal glass plate 36b that allows the incident light to pass therethrough while preserving its polarization state. 36a is a light-shielding portion formed of a chrome film to shield stray light and the like. By disposing the polarization spatial filter 36 at the position of 300, similar to the first embodiment, the Fourier transform images 37a and 37b of the linear edge portions orthogonal to each other and the foreign matter 601 and 602 are formed.
In the Fourier transform image 38, the y-direction polarization component is shielded in the region of the polarizing plate 36c, and only the x-direction polarization component is shielded in the region of the polarizing plate 36d. As a result, the detected image 40 of FIG.
As shown in (2), in the two-dimensional solid-state imaging device 8, the foreign substance scattered light is detected with almost no loss. Regarding the information 351 of the pattern corner portion, as in the first embodiment, the detected image 40 and the stored image 41 of the adjacent chip are compared in the comparison circuit 10, and this is removed by obtaining the difference image 42, Only the foreign substance information 601a and 602a can be extracted.

以上、本実施例によれば、第1の実施例と同様の効果が
得られるだけでなく、新たに以下の効果が得られる。す
なわち、異物によってはその形状に何らかの方向性をも
つものがあり、照明光の入射方向が限られている場合は
異物からの散乱光の指向性が高くなり、最悪の場合は異
物散乱光が対物レンズに入射しないこともある。本実施
例では、4つのレーザにより4方向からウェハを斜方照
明しているため、上記の場合でも、異物散乱光の指向性
を低減することができ、異物検出光量の低下を防ぐこと
ができる。また、パターン段差部近傍に付着し、2方向
照明では段差の陰になり検出が困難な異物も、4方向照
明により十分な照明光量が得られ、異物見逃しを防ぐこ
とができる。
As described above, according to this embodiment, not only the same effects as those of the first embodiment are obtained, but also the following effects are newly obtained. That is, some foreign matter has a certain direction in its shape. When the incident direction of the illumination light is limited, the directivity of the scattered light from the foreign matter becomes high, and in the worst case, the foreign matter scattered light is the objective. It may not enter the lens. In the present embodiment, since the wafer is obliquely illuminated from four directions by four lasers, even in the above case, it is possible to reduce the directivity of the foreign substance scattered light and prevent the foreign substance detection light amount from decreasing. . Further, even for a foreign matter that is attached to the vicinity of the pattern step portion and is difficult to detect due to the shadow of the step in the two-direction illumination, a sufficient illumination light amount can be obtained by the four-direction illumination, and the foreign matter can be prevented from being overlooked.

本発明の第3の実施例を第6図〜第10図により説明す
る。前述の2つの実施例においては、偏光板及びガラス
板で形成される偏光空間フィルタを用い、回路パターン
の情報を除去することを特徴としているが、本実施例で
は、液晶素子を用いて形成した偏光空間フィルタを用い
て、上記目的を達成することを特徴としている。本実施
例を具体的に説明する前に、この液晶素子の機能につい
て、第7図〜第9図により詳細に説明する。
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the above-mentioned two embodiments, the polarization spatial filter formed of the polarizing plate and the glass plate is used to remove the information of the circuit pattern, but in the present embodiment, it is formed by using the liquid crystal element. It is characterized in that the above-mentioned object is achieved by using a polarization spatial filter. Before specifically describing the present embodiment, the function of the liquid crystal element will be described in detail with reference to FIGS. 7 to 9.

液晶素子は第7図に示すように、透明電極73,73′を印
刷した2枚の平行ガラス板70,70′とシール71,71′の間
に液晶72を充填し、透明電極73,73′に交流電源74から
発生する交流電圧をスイッチ75により印加可として構成
したものである。第8図に示すように、この液晶素子80
に直線偏光を入射すると、交流電源74がスイッチ75によ
りオフされている状態では、液晶素子80は施光子として
働き、入射光の偏光方向を90゜回転させる。一方、オン
の状態では、第9図に示すように、直線偏光はそのまま
通過する。従って、液晶素子80の後方に、偏光板を配置
すれば、スイッチ75のオン,オフによって任意の直線偏
光の遮断、透過が可能となる。この液晶素子を複数個設
け、偏光板と組合せることにより、任意の領域における
任意の直線偏光の遮断または透過を可能とするフレキシ
ブルな偏光空間フィルタを構成することができる。
As shown in FIG. 7, the liquid crystal element has a structure in which liquid crystal 72 is filled between two parallel glass plates 70, 70 'printed with transparent electrodes 73, 73' and seals 71, 71 '. The AC voltage generated from the AC power supply 74 can be applied to the ‘′’ by the switch 75. As shown in FIG.
When the linearly polarized light is incident on the liquid crystal element 80, the liquid crystal element 80 functions as a polarizer and rotates the polarization direction of the incident light by 90 ° when the AC power supply 74 is turned off by the switch 75. On the other hand, in the ON state, as shown in FIG. 9, linearly polarized light passes through as it is. Therefore, by disposing a polarizing plate behind the liquid crystal element 80, it is possible to block or transmit arbitrary linearly polarized light by turning on / off the switch 75. By providing a plurality of the liquid crystal elements and combining them with a polarizing plate, it is possible to configure a flexible polarization spatial filter capable of blocking or transmitting arbitrary linearly polarized light in an arbitrary region.

以下では、第6図により、この液晶素子を用いた偏光空
間フィルタを採用した本実施例を具体的に説明する。
尚、以下では、第1及び第2の実施例と同様、光の偏光
方向に関しては、図中のxy座標を基準にして、x方向偏
光、y方向偏光という言い方を使用する。
Hereinafter, with reference to FIG. 6, the present embodiment in which the polarization spatial filter using this liquid crystal element is adopted will be specifically described.
In the following, as in the first and second embodiments, the directions of light polarization are referred to as x-direction polarization and y-direction polarization with reference to the xy coordinates in the drawing.

第6図(a)は、本実施例における異物検出光学系を示
す図である。本光学系は、xyステージ2、レーザ3a,3b,
3c,3d、対物レンズ4、リレーレンズ45、偏光ビームス
プリッタ46、液晶素子を用いた偏光空間フィルタ47,4
7′、偏光板48,48′、偏光ビームスプリッタ50、リレー
レンズ52、2次元固体撮像素子8から構成される。xyス
テージ2上のウェハ1は、対物レンズ4、リレーレンズ
45及び52により2次元固体撮像素子8上に結像してい
る。一方、対物レンズ4のフーリエ変換面(空間周波数
領域)4aは、リレーレンズ45により301及び302の位置に
結像している。偏光ビームスプリッタ46は、y方向偏光
成分を反射しx方向偏光成分をそのまま通過させる機能
を有する。一方、偏光ビームスプリッタ50は、逆にx方
向偏光成分を反射しy方向偏光成分をそのまま通過させ
る機能を有する。従って第6図(a)に示すように、両
者を組合せることにより、一度x方向偏光成分及びy方
向偏光成分に分離した光を再び合成することができる。
まず、互いに対向する2組のレーザ3a,3b,3c,3dから出
射し直線偏光ビームにより(レーザ3a,3bからはy方向
偏光ビームが、レーザ3c,3dからはx方向偏光ビームが
出射される。)、ウェハ1上を4方向から斜方照明す
る。同図(a)は回路パターン11と異物601,602の一例
である。レーザ斜方照明により、301の位置、すなわち
対物レンズ4のフーリエ変換面4aの結像位置には、同図
(c)に示すように回路パターン11及び異物601,602の
フーリエ変換像55が得られる。56は回路パターン11の
内、レーザ3a及び3bから出射したレーザビームの光軸と
直交する直線エッジ部のフーリエ変換像であり、概ね入
射レーザビームと同じくy方向偏光成分53からなる。57
は異物601,602のフーリエ変換像であり、本来は様々な
方向の偏光成分から成るが、偏光ビームスプリッタ46に
より、その内のy方向偏光成分54のみが分離され、得ら
れている。この301の位置には、第7図に示した液晶素
子を用いた偏光空間フィルタ47が配置されている。第10
図はこの偏光空間フィルタ47の拡大平面を示したもので
ある。図示の如く、複数の透明電極82,83が平行ガラス
板550上に形成されているが、それらへの交流電圧74の
印加は各透明電極82,83に対応したスイッチ75によって
選択的に行われるものとなっている。本実施例の場合に
は、直線エッジ部のフーリエ変換像56に対応する透明電
極83′のみスイッチ75をオフにすることにより、第6図
(c)に示すようにy方向偏光成分53から成る直線エッ
ジ部のフーリエ変換像56と、異物601,602のフーリエ変
換像57のうちの透明電極83′の領域内に存在するy方向
偏光成分の偏光方向を各々90゜回転させ、第6図(d)
に示すように58及び59のようにx方向偏光成分に変える
ことができる。従って、偏光空間フィルタ47の後方にこ
のx方向偏光成分を遮光するように偏光板48を配置すれ
ば、同図(e)に60,61で示すように、x方向偏光成分
に変化した直線エッジ部のフーリエ変換像56と、異物60
1,602のフーリエ変換像57のうちx方向偏光成分に変化
した部分が除去される。
FIG. 6A is a diagram showing the foreign matter detection optical system in this embodiment. This optical system consists of an xy stage 2, lasers 3a, 3b,
3c, 3d, objective lens 4, relay lens 45, polarization beam splitter 46, polarization spatial filters 47, 4 using liquid crystal elements
7 ', polarizing plates 48, 48', polarizing beam splitter 50, relay lens 52, and two-dimensional solid-state image sensor 8. The wafer 1 on the xy stage 2 has an objective lens 4 and a relay lens.
An image is formed on the two-dimensional solid-state image sensor 8 by 45 and 52. On the other hand, the Fourier transform plane (spatial frequency domain) 4a of the objective lens 4 is imaged at the positions 301 and 302 by the relay lens 45. The polarization beam splitter 46 has a function of reflecting the y-direction polarization component and passing the x-direction polarization component as it is. On the other hand, the polarization beam splitter 50 has a function of conversely reflecting the x-direction polarization component and passing the y-direction polarization component as it is. Therefore, as shown in FIG. 6 (a), by combining the two, it is possible to combine again the lights that have been separated into the x-direction polarization component and the y-direction polarization component.
First, two sets of lasers 3a, 3b, 3c and 3d facing each other emit linearly polarized beams (y-direction polarized beams are emitted from the lasers 3a and 3b, and x-direction polarized beams are emitted from the lasers 3c and 3d). ), And obliquely illuminate the wafer 1 from four directions. FIG. 1A shows an example of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601 and 602. By the laser oblique illumination, the Fourier transform image 55 of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601, 602 is obtained at the position of 301, that is, the image forming position of the Fourier transform surface 4a of the objective lens 4, as shown in FIG. Reference numeral 56 is a Fourier transform image of a linear edge portion of the circuit pattern 11 which is orthogonal to the optical axes of the laser beams emitted from the lasers 3a and 3b, and is substantially composed of the y-direction polarization component 53 like the incident laser beam. 57
Is a Fourier transform image of the foreign matter 601 and 602, which is originally composed of polarization components in various directions, but is obtained by separating only the y-direction polarization component 54 of the polarization components by the polarization beam splitter 46. At the position of 301, a polarization spatial filter 47 using the liquid crystal element shown in FIG. 7 is arranged. 10th
The figure shows an enlarged plane of the polarization spatial filter 47. As shown in the figure, a plurality of transparent electrodes 82, 83 are formed on the parallel glass plate 550, and the application of the AC voltage 74 to them is selectively performed by the switch 75 corresponding to each transparent electrode 82, 83. It has become a thing. In the case of this embodiment, the switch 75 is turned off only on the transparent electrode 83 'corresponding to the Fourier transform image 56 of the straight edge portion, so that the y-direction polarization component 53 is formed as shown in FIG. 6 (c). The Fourier transform image 56 of the straight line edge portion and the Fourier transform image 57 of the foreign matters 601 and 602 are rotated by 90 ° in the polarization direction of the y-direction polarization component existing in the region of the transparent electrode 83 ′, respectively, and the result is shown in FIG.
It is possible to change the polarization component in the x direction as shown by 58 and 59 as shown in FIG. Therefore, if the polarizing plate 48 is arranged behind the polarization spatial filter 47 so as to shield this x-direction polarization component, as shown by 60 and 61 in FIG. Fourier transform image 56 of the part and foreign matter 60
The portion of the 1,602 Fourier transform image 57 that has changed to the x-direction polarization component is removed.

一方、同様に対物レンズ4のフーリエ変換面4aのもう一
つの結像位置302には、同図(f)に示すように回路パ
ターン11及び異物601,602のフーリエ変換像92が得られ
る。93は回路パターン11の内、レーザ3c及び3dから出射
したレーザビームの光軸と直交する直線エッジ部のフー
リエ変換像であり、概ね入射レーザビームと同じx方向
偏光成分90から成る。94は異物601,602のフーリエ変換
像であり、前述のように本来は様々な方向の偏光成分か
ら成るが、偏光ビームスプリッタにより、その内のx方
向偏光成分91のみが分離され、得られている。この302
の位置には、301の位置に配置された偏光空間フィルタ4
7を90゜回転させた偏光空間フィルタ47′が配置されて
いる。また、偏光空間フィルタ47′の後方には、偏光板
48′が同様に90゜回転させて配置されている。両者の機
能は、301の位置に配置されたものと全く同様である。
まず、偏光空間フィルタ47′により、x方向偏光成分90
から成る直線エッジ部のフーリエ変換像93と、異物601,
602のフーリエ変換像94のうちの透明電極83′の領域内
に存在するx方向偏光成分の偏光方向を各々90゜回転さ
せ、第6図(g)に示す95及び96のようにy光偏光成分
に変える。次に、偏光板48′により、同図(h)に97,9
8で示すように、y方向偏光成分に変化した直線エッジ
部のフーリエ変換像93と、異物601,602のフーリエ変換
像94のうちy方向偏光成分に変化した部分が除去され
る。以上のようにして得られた異物散乱光のy方向偏光
成分61(第6図(e))及びx方向偏光成分98(第6図
(h))を偏光ビームスプリッタ50により合成すること
により、第6図(i)に99,100で示すように、偏光成分
があまり損われることなく異物散乱光のみを検出するこ
とができる。尚、パターンコーナ部の残存情報の除去
は、前述の2つの実施例と全く同様であるので説明を省
略する。本実施例では、偏光ビームスプリッタ46により
パターン11及び異物601,602からの散乱光を2つの偏光
成分に分離し、各々の偏光成分について、偏光空間フィ
ルタ47,47′及び偏光板48,48′によりパターン情報を除
去した後、再び両者を合成することにより、異物散乱光
が大きく損われることを防いでいる点に大きな特長があ
る。もちろん、本実施例によれば前述の2つの実施例と
同様の効果があると同時に、第10図に示す液晶素子を用
いた偏光空間フィルタを採用しているため、パターン11
のフーリエ変換像56,93の大きさが変化しても、それに
応じてスイッチ75のオフ領域を変えることにより任意領
域のパターン情報を確実に除去でき、高い異物検出能力
を維持することができる。また、液晶素子のかわりに1/
2波長板を用いて構成した偏光空間フィルタによっても
第1及び第2の実施例と同様な効果を得ることができ
る。
On the other hand, similarly, at another image forming position 302 on the Fourier transform surface 4a of the objective lens 4, a Fourier transform image 92 of the circuit pattern 11 and the foreign matters 601, 602 is obtained as shown in FIG. Reference numeral 93 is a Fourier transform image of a linear edge portion of the circuit pattern 11 which is orthogonal to the optical axis of the laser beams emitted from the lasers 3c and 3d, and is substantially the same as the incident laser beam in the x-direction polarization component 90. Reference numeral 94 is a Fourier transform image of the foreign matters 601, 602, which originally consists of polarization components in various directions as described above, but only the x-direction polarization component 91 is separated by the polarization beam splitter and obtained. This 302
At the position of, the polarization spatial filter 4 arranged at the position of 301
A polarization spatial filter 47 'obtained by rotating 7 by 90 ° is arranged. In addition, a polarizing plate is provided behind the polarization spatial filter 47 '.
The 48 'is also rotated by 90 ° and arranged. The functions of both are exactly the same as those arranged at the position of 301.
First, the polarization spatial filter 47 'causes the x-direction polarization component 90
Fourier transform image 93 of the straight edge portion consisting of
The polarization direction of the x-direction polarization component existing in the region of the transparent electrode 83 'of the Fourier transform image 94 of 602 is rotated by 90 °, and the y-polarized light is polarized as shown by 95 and 96 in FIG. 6 (g). Change to ingredients. Next, using the polarizing plate 48 ', 97, 9
As shown by 8, the Fourier transform image 93 of the linear edge portion changed to the y-direction polarization component and the portion of the Fourier transform image 94 of the foreign matters 601 and 602 changed to the y-direction polarization component are removed. By combining the y-direction polarization component 61 (FIG. 6 (e)) and the x-direction polarization component 98 (FIG. 6 (h)) of the foreign substance scattered light obtained as described above by the polarization beam splitter 50, As indicated by 99 and 100 in FIG. 6 (i), only the scattered light of the foreign matter can be detected without much loss of the polarization component. Incidentally, the removal of the residual information in the pattern corner portion is exactly the same as in the above-mentioned two embodiments, and therefore its explanation is omitted. In this embodiment, the polarized beam splitter 46 separates the scattered light from the pattern 11 and the foreign substances 601 and 602 into two polarization components. A major feature is that foreign matter scattered light is prevented from being greatly impaired by removing the information and then combining the two again. Of course, according to this embodiment, the same effects as those of the above-described two embodiments are obtained, and at the same time, the polarization spatial filter using the liquid crystal element shown in FIG.
Even if the size of the Fourier transform images 56 and 93 changes, the pattern information of an arbitrary area can be reliably removed by changing the off area of the switch 75 accordingly, and high foreign matter detection capability can be maintained. Also, instead of the liquid crystal element, 1 /
The same effects as those of the first and second embodiments can be obtained also by the polarization spatial filter configured by using the two-wave plate.

尚、以上の実施例では、試料として半導体ウェハを用い
ているが、本発明はレチクル、マスクあるいは他の半導
体素子や基板上の異物検出にも十分適用できる。
Although a semiconductor wafer is used as a sample in the above embodiments, the present invention can be sufficiently applied to detection of foreign matter on a reticle, a mask or other semiconductor elements or a substrate.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、回路パターンが形成された試料上に指
向性の高い直線偏光照明光を試料表面の垂直方向に対し
て所望の角度傾斜させた斜め方向から照射して前記試料
表面に対してほぼ垂直方向に光軸を有する検出光学系で
前記照射領域からの散乱光を検出する際、該検出光学系
の空間周波数領域(フーリエ変換面)に設置された偏光
空間フィルタにより検出される回路パターンの直線状エ
ッジ部分から発生する散乱光の偏光成分のみを選択的に
遮光するようにしたので、回路パターンの直線状のエッ
ジから発生する散乱光に基づく偏光成分を除去する際に
損なわれる異物散乱光はごく一部の偏光成分のみとな
り、異物検出光量を大幅に増加させることができ、より
微小な異物を高感度で検出することが可能となり、半導
体等の製品の信頼性向上および歩留まり向上に貢献する
ことができる効果を奏する。
According to the present invention, a highly polarized linearly polarized illumination light is radiated from a diagonal direction at a desired angle with respect to the vertical direction of the sample surface onto the sample on which the circuit pattern is formed, to the sample surface. A circuit pattern detected by a polarization spatial filter installed in the spatial frequency region (Fourier transform plane) of the detection optical system when detecting scattered light from the irradiation region with a detection optical system having an optical axis in a substantially vertical direction. Since only the polarization component of the scattered light generated from the linear edge part of is selectively shielded, foreign matter scattering that is lost when the polarization component based on the scattered light generated from the linear edge of the circuit pattern is removed Since only a small part of the polarized light is emitted, it is possible to significantly increase the amount of foreign matter detection light, and it is possible to detect even smaller foreign matter with high sensitivity, thus improving the reliability of products such as semiconductors. An effect that can contribute to the upper and yield.

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

第1図は本発明の第1の実施例を示す図、第2図は空間
周波数領域におけるパターンと異物のフーリエ変換像及
び偏光状態を示す図、第3図は偏光板及び空間フィルタ
によるパターン情報除去を示す原理図、第4図は偏光空
間フィルタによるパターン情報除去を示す原理図、第5
図は本発明の第2の実施例を示す図、第6図は本発明の
第3の実施例を示す図、第7図,第8図及び第9図は液
晶素子の構成と素子動作原理を示す図、第10図は液晶素
子を用いて構成した偏光空間フィルタの拡大平面図、第
11図は偏光板を用いた従来の異物検出方式を示す図、第
12図は空間フィルタ及び隣接チップ比較を用いた従来の
異物検出方式を示す図、第13図は空間フィルタにより異
物情報が損われる様子を示す図である。 1……ウェハ 3a,3b,3c,3d……レーザ 4……対物レンズ 4a,300,301,302……フーリエ変換面 11,120……パターン 401,402,403,404,601,602……異物 13,37a,37b,56,93,130……直線エッジ部のフーリエ変換
像 14,38,57,94,110,140……異物のフーリエ変換像 6,23,24,36……偏光空間フィルタ 47,47′……液晶素子を用いた偏光空間フィルタ 20,48,48′,81,101……偏光板 8……2次元固体撮像素子。
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a Fourier transform image and a polarization state of a pattern and a foreign substance in a spatial frequency domain, and FIG. 3 is pattern information by a polarizing plate and a spatial filter. FIG. 4 is a principle diagram showing removal, FIG. 4 is a principle diagram showing pattern information removal by a polarization spatial filter, FIG.
FIG. 6 is a diagram showing a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIGS. 7, 8 and 9 are the constitutions of liquid crystal elements and the element operation principles. FIG. 10 is an enlarged plan view of a polarization spatial filter formed by using a liquid crystal element.
Figure 11 is a diagram showing a conventional foreign matter detection method using a polarizing plate.
FIG. 12 is a diagram showing a conventional foreign matter detection method using a spatial filter and adjacent chip comparison, and FIG. 13 is a diagram showing how foreign matter information is damaged by the spatial filter. 1 …… Wafer 3a, 3b, 3c, 3d …… Laser 4 …… Objective lens 4a, 300,301,302 …… Fourier transform surface 11,120 …… Pattern 401,402,403,404,601,602 …… Foreign matter 13,37a, 37b, 56,93,130 …… Linear edge part Fourier transform image 14,38,57,94,110,140 …… Fourier transform image of foreign material 6,23,24,36 …… Polarization spatial filter 47,47 ′ …… Polarization spatial filter using liquid crystal element 20,48,48 ′, 81,101 …… Polarizer 8 …… Two-dimensional solid-state image sensor.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回路パターンが形成された試料上に指向性
の高い直線偏光照明光を試料表面の垂直方向に対して所
望の角度傾斜させた斜め方向から照射し、前記試料表面
に対してほぼ垂直方向に光軸を有する検出光学系で前記
照射領域からの散乱光を検出し、該検出される回路パタ
ーンの直線状エッジ部分から発生する散乱光の偏光成分
のみを、前記検出光学系の空間周波数領域に設置された
偏光空間フィルタにより選択的に遮光し、前記偏光空間
フィルタを通過してきた前記試料上の異物からの散乱光
を光電変換手段で受光して異物を示す信号を検出するこ
とを特徴とする異物検出方法。
1. A sample on which a circuit pattern is formed is irradiated with linearly polarized illumination light having high directivity from an oblique direction which is inclined at a desired angle with respect to the vertical direction of the sample surface, and the sample surface is almost illuminated. The scattered light from the irradiation area is detected by a detection optical system having an optical axis in the vertical direction, and only the polarization component of the scattered light generated from the linear edge portion of the detected circuit pattern is detected in the space of the detection optical system. Selectively shield the light by a polarization spatial filter installed in the frequency domain, and detect scattered light from the foreign matter on the sample that has passed through the polarization spatial filter by photoelectric conversion means to detect a signal indicating the foreign matter. Characteristic foreign matter detection method.
【請求項2】前記直線偏光照明光は波長幅が狭い光であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の異物検
出方法。
2. The foreign matter detecting method according to claim 1, wherein the linearly polarized illumination light is light having a narrow wavelength width.
【請求項3】回路パターンが形成された試料上に指向性
の高い直線偏光照明光を試料表面の垂直方向に対して所
望の角度傾斜させた斜め方向から照射する照明光学系
と、前記試料表面に対してほぼ垂直方向に光軸を有し、
前記照明光学系で照射された前記試料上の照射領域から
の散乱光を検出する検出光学系と、該検出光学系で検出
される回路パターンの直線状エッジ部分から発生する散
乱光の偏光成分のみを選択的に遮光すべく空間周波数領
域に設置された偏光空間フィルタと、該偏光空間フィル
タを通過してきた前記試料上の異物からの散乱光を受光
して異物を示す信号を検出する光電変換手段とを備えた
ことを特徴とする異物検出装置。
3. An illumination optical system for irradiating a sample on which a circuit pattern is formed with linearly polarized illumination light having high directivity from an oblique direction inclined at a desired angle with respect to a vertical direction of the sample surface, and the sample surface. Has an optical axis almost perpendicular to
A detection optical system that detects scattered light from the irradiation region on the sample that is irradiated by the illumination optical system, and only the polarization component of the scattered light that is generated from the linear edge portion of the circuit pattern that is detected by the detection optical system. And a photoelectric conversion means for detecting scattered light from the foreign matter on the sample that has passed through the polarization spatial filter to detect a signal indicating the foreign matter. And a foreign matter detecting device.
【請求項4】前記偏光空間フィルタを、部分偏光素子で
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の
異物検出装置。
4. The foreign matter detecting device according to claim 3, wherein the polarization spatial filter is composed of a partial polarization element.
【請求項5】前記偏光空間フィルタを、部分のみ光の偏
光状態を変化せしめる光学素子で構成したことを特徴と
する特許請求の範囲第3項の異物検出装置。
5. The foreign matter detecting device according to claim 3, wherein the polarization spatial filter is composed of an optical element that changes the polarization state of light only in a part thereof.
【請求項6】前記光学素子を、液晶素子で構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第5項記載の異物検出装
置。
6. The foreign matter detecting apparatus according to claim 5, wherein the optical element is a liquid crystal element.
【請求項7】前記光学素子を、波長板で構成したことを
特徴とする特許請求の範囲第5項記載の異物検出装置。
7. The foreign matter detecting device according to claim 5, wherein the optical element is composed of a wavelength plate.
【請求項8】前記照明光学系で照射される指向性の高い
直線偏光照明光は波長幅が狭いことを特徴とする特許請
求の範囲第3項記載の異物検出装置。
8. The foreign matter detection device according to claim 3, wherein the linearly polarized illumination light with high directivity emitted by the illumination optical system has a narrow wavelength width.
JP62311904A 1987-10-30 1987-12-11 Foreign object detection method and apparatus Expired - Fee Related JPH0663982B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62311904A JPH0663982B2 (en) 1987-12-11 1987-12-11 Foreign object detection method and apparatus
US07/262,573 US5046847A (en) 1987-10-30 1988-10-25 Method for detecting foreign matter and device for realizing same
KR1019880014141A KR920009713B1 (en) 1987-10-30 1988-10-29 Method and its device for detecting foreign matter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62311904A JPH0663982B2 (en) 1987-12-11 1987-12-11 Foreign object detection method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01153943A JPH01153943A (en) 1989-06-16
JPH0663982B2 true JPH0663982B2 (en) 1994-08-22

Family

ID=18022814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62311904A Expired - Fee Related JPH0663982B2 (en) 1987-10-30 1987-12-11 Foreign object detection method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0663982B2 (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5177559A (en) * 1991-05-17 1993-01-05 International Business Machines Corporation Dark field imaging defect inspection system for repetitive pattern integrated circuits
US5410400A (en) * 1991-06-26 1995-04-25 Hitachi, Ltd. Foreign particle inspection apparatus
JP3314440B2 (en) * 1993-02-26 2002-08-12 株式会社日立製作所 Defect inspection apparatus and method
US7002677B2 (en) * 2003-07-23 2006-02-21 Kla-Tencor Technologies Corporation Darkfield inspection system having a programmable light selection array
JP4716827B2 (en) * 2005-09-13 2011-07-06 株式会社東京精密 Appearance inspection apparatus and appearance inspection method
US7480050B2 (en) * 2006-02-09 2009-01-20 Asml Netherlands B.V. Lithographic system, sensor, and method of measuring properties of a substrate
JP2008116405A (en) * 2006-11-07 2008-05-22 Hitachi High-Technologies Corp Defect inspection method, and device thereof
JP5281741B2 (en) * 2006-12-13 2013-09-04 株式会社日立ハイテクノロジーズ Defect inspection equipment
JP2010190722A (en) * 2009-02-18 2010-09-02 Hitachi High-Technologies Corp Method and device for inspecting defect
JP5278784B1 (en) * 2012-09-03 2013-09-04 レーザーテック株式会社 Pattern inspection apparatus, pattern inspection method, and pattern substrate manufacturing method
CN107942529B (en) * 2017-12-21 2024-05-21 北京镭宝光电技术有限公司 Pulse width switching coaxial co-polarized laser and coaxial co-polarized laser output method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0682102B2 (en) * 1987-02-27 1994-10-19 三菱電機株式会社 Pattern defect inspection device and pattern defect inspection method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01153943A (en) 1989-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5177559A (en) Dark field imaging defect inspection system for repetitive pattern integrated circuits
US8203706B2 (en) Method and apparatus for inspecting defects
JPH0786465B2 (en) Foreign object detection method and apparatus
JP5303217B2 (en) Defect inspection method and defect inspection apparatus
JP2008058111A (en) Defect inspection device and defect inspection method
US5861952A (en) Optical inspection method and apparatus including intensity modulation of a light beam and detection of light scattered at an inspection position
US5585918A (en) Foreign particle inspecting system
JP2010256148A (en) Method and apparatus for inspecting defect
JPH0663982B2 (en) Foreign object detection method and apparatus
JP5571969B2 (en) Defect inspection method and apparatus
JP3087384B2 (en) Foreign matter inspection device
JP5276833B2 (en) Defect inspection method and defect inspection apparatus
JPS6365904B2 (en)
JP2512093B2 (en) Foreign object detection device and method
JPH08327557A (en) Device and method for inspecting defect
JP4010649B2 (en) Foreign matter inspection device
JPH0545862A (en) System for detecting foreign matter and device for detecting foreign matter
JP2004184142A (en) Defect inspection method and apparatus therefor
JP2006030215A (en) Defect inspection method and defect-inspecting device
JPH0792236A (en) Inspecting apparatus for voltage distribution on surface of substrate
JPS6240656B2 (en)
JPH08304296A (en) Method and system for detecting defect of foreign matter
JP2898669B2 (en) Defect inspection equipment
JP3020546B2 (en) Foreign matter inspection device
JPH0821799A (en) Apparatus for inspecting defect

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees