JPH07119700B2

JPH07119700B2 - 異物検出装置

Info

Publication number: JPH07119700B2
Application number: JP61264080A
Authority: JP
Inventors: 史倫早野; 和則今村
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1986-11-07
Filing date: 1986-11-07
Publication date: 1995-12-20
Anticipated expiration: 2010-12-20
Also published as: JPS63118640A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、対象平坦面上の微小なゴミ等の異物を検出す
る装置にかかるものであり、特に、集積回路用のフォト
マスク、レチクル、半導体ウエハ基板等の表面上に付着
した異物の検査に好適な異物検出装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

集積回路製造用のリソグラフィ工程では、レチクルやフ
ォトマスク（本明細書において「レチクル」と総称す
る）による半導体ウエハに対するパターンの転写が行わ
れる。

この場合において、レチクルにゴミなどの異物が付着し
ていると、製造された半導体チップの欠陥の原因とな
る。従って、レチクルの表面に異物が付着しているかど
うかを事前に検査する必要がある。

かかる異物検査の手段としては、例えば、レチクル上に
レーザビーム等を集光させて走査し、異物から出る散乱
光信号により該異物を検出する方法がある。

この方法では、異物の他に、レチクルのパターンエッジ
からも散乱光が出るが、この光は強い指向性を持ってい
る。これに対し、異物からの散乱光は比較的無指向に発
生する。

この性質を利用すれば、所定の角度で配置された複数の
光電検出手段から各々得られる散乱光信号を、パターン
エッジのものと異物のものとに区別でき、異物のみを検
出することが可能となる。

ところで近年では、異物による影響を低減するため、レ
チクルの表面上に、異物付着防止膜（以下「ペリクル」
という）を取り付ける場合がある。

このペリクルは、一般に、支持枠を介してレチクルの表
面を被覆するような構成となっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような場合でも、レチクルやペリク
ルの表面に異物が付着している場合があり、ペリクルを
装着した場合であっても、レチクル上の異物の有無を検
査する必要がある。

しかし、ペリクルを装着した状態では、ペリクルの支持
枠に妨げられて良好に異物検査を行うことができない。
すなわち、ペリクルの存在により、低い位置からレーザ
ビームをレチクルに照射すること、及び、低い角度で異
物からの散乱光を受光することが不可能となるという不
都合がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、上記
従来技術の欠点を改善し、レチクルにペリクルが装着さ
れた状態であっても、異物検出を良好に行うことができ
る異物検出装置を提供することを、その目的とするもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、被検査物上に検査光を照射し、該被検査物の
被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物検
出装置において、前記被検査面を互い一部が重複する複
数の検査領域に分割し、前記検査領域のうちの一つに前
記検査光を照射する照射手段と、前記検査光を照射する
検査領域を他の検査領域に相対的に変更させる領域変更
手段と、前記検査光が照射された検査領域からの散乱光
を受光する受光手段と、前記受光手段からの出力信号に
基づいて前記検査領域における異物を検出する検出手段
と、前記被検査面の全ての検査領域に前記検査光が照射
されるように、前記検査領域の変更を複数回繰り返すよ
うに制御する制御手段と、を備えているものである。

上述の異物検出装置において、好ましくは、前記領域変
更手段が、前記被検査面と前記被検査光とを所定角度だ
け相対回転させる回転手段を含むものとしている。好ま
しくは、回転手段の相対回転角度が、180度より小さい
ものとしている。更に好ましくは、前記受光手段は、前
記被検査領域からの散乱光を互いに異なる位置で受光す
る複数の受光部材を有するものとしている。

また、被検査物上に検査光を照射し、該被検査物の被検
査面からの光を受光して異物を検出する異物検出装置に
おいて、光源からの検査光を被検査物上に走査して照射
する走査手段と、前記検査光によって走査された前記被
検査物上の領域から光を受光する受光手段と、前記受光
手段からの検出信号に基づいて前記被検査物上の異物を
検出する検出手段と、前記光源と前記被検査物との間の
光路中に設けられ、前記検査光の進行方向を変化させる
偏向手段と、前記偏向手段による光路偏向状態を変化さ
せて前記被検査物上に対する検査光の照射状態を制御す
る照射制御手段と、を有し、前記走査手段による被検査
物上の走査位置に応じて、前記被検査物上に対する検査
光の照射状態を制御して前記走査手段による走査照射範
囲を決定するものとしている。

好ましくは、検査光の進行方向を変化させる偏向手段
が、高周波信号が印加された時に入射した検査光を回折
させて進行方向を変化させる音響光学変調素子を含み、
前記照射制御手段は、前記音響光学変調素子からの所定
の回折光のみを透過させる遮光部材を含んでいるものと
している。

更に、被検査物上に検査光を照射し、該被検査物の被検
査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物検出装
置において、光源からの検査光を被検査物上に走査して
照射する走査手段と、前記検査光によって走査された前
記被検査物上の領域からの光を受光する受光手段と、前
記受光手段からの検出信号に基づいて前記被検査物上の
異物を検出する検出手段と、前記走査手段による検査光
を前記異物検出に用る第一検査光と、位置検出に用いる
第二検査光とに分割する光分割手段と、前記第二検査光
を受光し、前記走査手段の第一検査光による走査位置に
対応した前記第二検査光の位置を検出する位置検出手段
とを備え、前記受光手段からの受光信号と、前記位置検
出手段からの位置情報信号とに基づいて、前記被検査物
上の異物の有無及び位置を検出するものとしている。

また、被検査物上に検査光を照射し、該被検査物の被検
査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物検出装
置において、前記被検査面からの散乱光を受光する受光
手段と、前記受光手段が出力した検出信号から特定の周
波数成分を選択する周波数選択手段と、前記選択された
周波数成分の検出信号に基づいて、被検査面上の異物を
検出する検出手段と、を有するものとしている。

更に、被検査物に検査光を照射し、該被検査物の被検査
面からの散乱光を受光して異物を検出する異物検出装置
において、二つの面を有する被検査物の一方の面側に検
査光を集光させる集光手段と、前記二つの面のそれぞれ
からの散乱光を受光する受光手段と、前記受光手段から
の検出信号のうちの特定の周波数成分を判別する周波数
判別手段と、前記周波数判別手段により判別された周波
数成分に基づいて、異物が付着している面を検出する検
出手段と、を備えているものしている。

また、本発明では、被検査物に検査光を照射し、該被検
査物の被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する
異物検出方法において、前記被検査面上の第一の検査領
域を前記検査光で照射し、該第一の検査領域からの散乱
光を受光する第一工程と、前記被検査面と前記検査光の
照射領域とを相対的に移動させ、前記第一の検査領域と
少なくとも一部が重複する第二の検査領域に前記被検査
光を照射し、該第二の検査領域からの散乱光を受光する
第二工程と、前記第一工程と第二工程との受光結果に基
づいて、前記重複する領域の異物を検出する第三工程
と、を有する方法を提案している。

上記方法において好ましくは、前記第一工程及び第二工
程は、互いに異なる方向から前記被検査領域を見込む複
数の受光手段により前記散乱光を受光するものであり、
これらの複数の受光手段からの受光結果に基づいて前記
異物を検出する方法を提案している。

〔作用〕

異物からの散乱光は、被検査面上に存在する障害、例え
ばペリクル支持枠によってさえぎられ、良好に検出でき
ない場合がある。

しかし、被検査面の光電検出手段に対する位置を変更す
れば、かかる散乱光が良好に検出される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、添付図面を参照しながら詳細
に説明する。

第１図には、本発明の一実施例の機械的構成部分の全体
が示されている。第２図には、第１図の上方から見た光
電検出手段の配置が示されており、第３図には、側方か
らみた光電検出手段の配置が示されている。

これら第１図ないし第３図において、被検査対象である
レチクル10は、載物台12上に、周辺部のみ支持されて載
置されている。

この載物台12は、モータ14と送りネジ16その他の適宜手
段により、図示するXYZ座標系におけるＹ方向に移動可
能に構成されている。そして、このＹ方向の載物台の12
の移動量は、例えばリニアエンコーダのような測長器18
によって測定されるようになっている。

更に、載物台12は、図示しない適宜の手段で、XY平面内
でＺ方向を軸として回転可能に構成されている。

上述したレチクル10には、図のように、ペリクル（異物
付着防止膜）20が支持枠22を介して装着されている。

次に、レーザビームＬは、適宜の発振手段（図示せず）
から出力され、エキスパンダー（図示せず）、偏光板2
4、集光レンズ26その他の光学素子等により任意のビー
ムに変換されて、レチクル10上に斜入射するようになっ
ている。

このレーザビームＬの入射角としては、レーザビームＬ
がペリクル20の支持枠22にケラレかいようにするため、
後に詳述するように、80゜から10゜の間が好ましい。

レーザビームＬは、光軸中に配置された走査鏡、例えば
ガルバノミラー28により、レチクル10上を、Ｘ方向の所
定範囲Ｓ（以下「走査範囲」という）内で走査するよう
になっている。

他方、上述したレチクル10のＹ方向の移動は、レーザビ
ームＬのＸ方向の走査速度、すなわちガルバノミラー28
の振動速度よりも遅い速度で行われるようになってい
る。これは、レーザビームＬによってレチクル10の全面
が走査されるようにするためである。

そして、このとき測長器18は、レーザビームＬのレチク
ル10上におけるＹ方向の照射位置に対応した測定値を出
力する。

上述した偏光板24は、該走査されたレーザビームＬの偏
光方向が、入射面（図ではYZ平面）に垂直な偏光方向、
すなわちＳ偏光になるようにする作用を奏するものであ
る。

次に、レチクル10の表面を望む適宜位置には、レチクル
10上に付着した異物からの光、すなわち無指向に出る散
乱光を検出するための光電検出器30、32、34が各々配置
されている。

これら光電検出器30、32、34の光入射側には、異物から
の散乱光を集光するためのレンズ36、38、40が、矩形状
のスリット42、44、46を各々介して設けられている。

レチクル10上をレーザビームＬで走査する際に、該レー
ザビームＬがペリクル20の支持枠22に近づくと、レチク
ル10の裏面ないし表面で生ずる反射光が支持枠22によっ
て反射されることがあり、迷光発生の原因となる。

スリット42、44、46は、かかる支持枠22からの迷光が、
異物からの散乱光とともに光電検出器30、32、34に入ら
ないようにするために各々設けられている。

これらのスリット42、44、46は、レチクル10の上の走査
位置とほぼ共役な位置に配置され、光電検出器30、32、
34は、これらのスリット42、44、46に各々密着ないし背
後に近接して配置されている。

次に、レンズ36、38、40の光軸l1,l2,l3,および光電検
出器30、32、34の配置について第２図および第３図を参
照しながら詳細に説明する。

まず、XY面内における配置方向について説明する。第２
図に示すように、光電検出器30は、レンズ36の光軸l1が
レーザビームＬの走査方向の延長上に配置されている。
また、光電検出器32、34は、走査中心Ｑおよび走査方向
に対するレンズ38、40の光軸l2、l3の方位角Ψａ、Ψｂ
が、各々15゜から80゜の間になるように配置されてい
る。

次に、Ｚ方向の配置について説明する。第３図に示すよ
うに、光電検出器30、32、34は、走査中心Ｑおよび走査
面に対するレンズ36、38、40の光軸l1、l2、l3の方位角
θ１、θ２、θ３が、各々10゜から80゜の間になるよう
に、レチクル10の上方、すなわち照射面側に配置され
る。

また、レンズ36、38、40は、走査中心Ｑからほぼ等距離
に配置されており、それらの各光軸l1、l2、l3の延長線
は、いずれも走査中心Ｑに集まるようになっている。

もちろん、各光軸l1,l2,l3の延長線上と走査範囲Ｓとの
交点が中心Ｑに集まらなくてもよい。受光光学系によっ
ては少し中心Ｑから交点をずらすように配置した方がよ
り有効に走査範囲Ｓ上の異物からの散乱光を受光できる
からである。

尚、スリット42,44,46は各々光軸l1,l2,l3に対して傾い
ており、所謂アオリの系となっている。

次に、上述したレーザビームＬの走査範囲Ｓを形づくる
ための制御手段について説明する。第４図には、かかる
制御手段の構成例が示されている。

このレーザビームＬの走査領域制御方法としては、例え
ば、各検査の度に、ガルバノミラー28の振れ角を変化さ
せる方法もあるが、第４図に示すものは、ガメバノミラ
ー28の振れ角を常に一定とし、そのかわりにレーザビー
ムＬの照射を音響光学変調手段によって制御するように
したものである。

第４図において、レーザ源50から出力されたレーザビー
ムＬは、音響光学変調器52に入射するようになってい
る。この音響光学変調器52には、高周波発生器54がスイ
ッチ56を介して接続されている。そして、このスイッチ
56の投入により高周波信号が音響光学変調器52に入力さ
れると、入射したレーザビームＬの回折光が得られるよ
うになっている。

次に、音響光学変調器52の出力側には、スリット58が配
置されている。このスリット58は、音響光学変調器52の
透過光LAをしゃ断し、回折光LBを透過させる機能を有す
るものである。

次に、スリット（またはピンホール）58を透過した回折
光LBは、ガルバノミラー28に入射し、ここで反射されて
集光レンズ26に入射し、更にはレチクル10上に照射され
る。すなわち、高周波発生器54によって高周波信号が音
響光学変調器52に印加された場合にのみ、レーザビーム
Ｌがレチクル10上に照射されるようになっている。

従って、ガルバノミラーの振れ運動に同期させて、高周
波信号を音響光学変調器52に印加すれば、レーザビーム
Ｌの走査範囲Ｓを適宜変更することができる。例えば、
レチクル10の左右半分のみを走査したり、レチクル10で
はなくペリクル20の表面、すなわち支持枠22の内側を走
査することができる。

第４図（Ａ），（Ｂ）は、かかる支持枠22の内側を走査
する場合を示すもので、同図（Ａ）はガルバノミラー28
の照射位置が、破線で示すように支持枠22の外側である
から、高周波信号は音響光学変調器52に印加されない。

これに対し同図（Ｂ）では、音響光学変調器52に対して
高周波信号が印加され、回折光LBがペリクル20上に照射
されることとなる。

次に、第５図を参照しながら、検査面上における異物
（ないしビーム照射）の位置検出手段について説明す
る。

平面上の位置検出であるから、図示するXY方向の位置が
検出されればよい。これらのうち、Ｙ方向の位置は、測
長器18（第１図参照）によって検出される。

他方、Ｘ方向の位置は、ガルバノミラー28の振れ角によ
って検出される。しかし、ガルバノミラー28の振れ角検
出信号によって検出された値と、実際の振れ角とが正確
に比例していない場合があり、異物のＸ方向位置を精度
よく測定することが困難となる。

第５図に示すものは、Ｘ方向の異物の位置、別言すれば
レーザビーム照射位置を精度よく検出できる手段の例で
ある。

第５図において、集光レンズ26によって収束されたレー
ザビームＬは、ハーフミラー60によって２方向に分割さ
れるようになっている。ハーフミラー60による反射ビー
ムLCは、レチクル10上に合焦するように照射される。他
方、ハーフミラー60を透過した透過ビームLDは、ハーフ
ミラー60の後方であって、レーザビームの焦点位置に配
置された格子状パターン板62に入射するようになってい
る。この格子状パターン板62には、Ｘ方向、すなわちレ
ーザビームＬの走査方向と垂直に、等幅の縞模様が一定
間隔で描かれており、反射ビームLCがレチクル10上をＸ
方向に走査するのに同期して透過ビームLDの明暗の光量
変化が生ずるようになっている。

かかる透過ビームLDの光量変化において、格子上パター
ン板62の両端に位置する縞62A,62Bの形状が他の縞より
も大きく設定されているため、この部分の光量変化の時
間間隔は他の部分よりも長くなる。

次に、格子状パターン板62によって光量が変化した透過
ビームLDは、集光レンズ64を介して光電検出器66に入射
するようになっている。この光電検出器66では、入射光
の光量変化に対応するパルス状の信号が得られるように
なっている。そしてこのパルス状の信号において、Ｘ方
向の走査開始位置と終了位置の信号幅は、対応する縞62
A,62Bの形状が他の縞の形状よりも大きいため、他のパ
ルスの信号幅より大きくなる。このため、反射ビームLC
のＸ方向走査位置は、光電検出器66から出力されるパル
スの幅とカウント数から容易に精度よく検出される。

次に、第６図を参照しながら、第１図ないし第３図に示
した光電検出器30,32,34の出力に基づいて異物の有無を
検出する手段について説明する。

第６図において、光電検出器30,32,34の出力側は、各々
増幅器70,72,74を各々介して、電圧制御増幅器（VCA）
等の増幅度変換器76,78,80に各々接続されている。そし
て、これらの増幅度変換器76,78,80には、制御器82が各
々接続されており、この制御器82により増幅度変換器7
6,78,80の夫々の増幅度が個別に変化できるようになっ
ている。

次に、増幅度変換器76,78,80の出力側は、コンパレータ
84,86,88の一方の入力側に各々接続されている。これら
コンパレータ84,86,88の他方の入力側には基準電圧発生
器90が各々接続されており、これによって所定の基準電
圧がコンパレータ84,86,88に各々入力されるようになっ
ている。

次に、コンパレータ84,86,88の出力側は、AND回路92の
入力側に接続されており、このAND回路92の論理積の値
が検出信号として出力されるようになっている。

以上の各部のうち、増幅度変換器76,78,80は、以下のよ
うな理由によって設けられているものである。

まず、光電検出器30,32,34の各出力光電信号は、同じ形
状、サイズの異物であってもレチクル10上の位置によっ
てその大きさが各々異なる。具体的には、同一のビーム
走査線上の異物であっても、光電検出器30,32,34までの
距離の近い異物の光電信号が、遠い異物の光電信号より
も大きい。従って、各光電信号の大小に基づいて異物の
大きさを判断できるようにするためには、異物の位置に
応じて各光電信号の大きさが変化しないようにする必要
がある。

このため、増幅器70,72,74の次に、増幅度変換器76,78,
80を各々設け、制御器82によって増幅度を各々設定変更
するように構成している。

この制御器82は、ガルバノミラー28によってレーザビー
ムＬがＸ方向に走査し始める時に動作を開始し、走査中
はレーザビームＬの位置に対応して増幅度変換器76,78,
80の増幅度を順次変更し、走査終了の時点で増幅度変換
器76,78,80をオフ状態にする機能を有する。この動作
が、Ｘ方向の走査開始毎に繰り返し行なわれるようにな
っている。

なお、増幅度変換器76,78,80の増幅度は、光電検出器3
0,32,34の配置によってそれぞれ決定される。以上のよ
うにして、各光電信号に対する増幅度の補正を行うこと
により、異物の位置にかかわらずその大きさのみに依存
した信号を得ることができる。

また、第６図の回路のうち、コンパレータ84,86,88は、
入力信号の２値化を行うものである。

次に、以上のような異物検出用の信号処理回路の動作に
ついて説明する。

上述したように、異物からの散乱光は無指向であるた
め、光電検出器30,32,34の各出力光電信号はいずれも大
きい。これに対し、パターンエッジからの散乱光は指向
性を有するため、光電検出器30,32,34の各出力光電信号
のうち少なくとも１つは小さい信号となる。従って、異
物による光電検出器30,32,34の光電信号が出力された場
合にのみAND回路92の出力が論理値の「Ｈ」レベルとな
り、これが検出信号SDとして出力されることとなる。

この検出信号SDは、増幅度変換器70,72,74の作用によ
り、異物の大きさにかかわらず、異物の存在の有無のみ
に対応したディジタル信号となる。従って、検出した異
物の概略の大きさを把握するにはあらかじめ統計的に求
めておいた異物の大きさと増幅度変換器76,78,80の出力
信号の大きさとの対応関係から求めることになる。

次に、上述したレチクル10は、第３図に示すように、XY
平面内でレチクル10を回転させる回転テーブル94上に配
置されている。この回転テーブル94によってレチクル10
を回転させるのは、後に詳述するように、異物からの散
乱光の受光精度の向上を図るためである。

次に、第７図を参照しながら、上記実施例の全体的動作
について説明する。

この実施例では、ペリクル20が装着された状態で、レチ
クル10の異物検査が行なわれる。従って、従来のよう
に、レチクル10の表面上を単にレーザビームＬで走査す
るのみでは、支持枠22によって異物からの散乱光がさえ
ぎられ、散乱光を良好に受光できない。そこで本実施例
では、レチクル10を回転させて異物検査を行うことによ
り、かかる不都合が生じないようになっている。

まず最初に、第７図（Ａ）に示すように、レチクル10の
右半分の領域EAの異物検査が行なわれる。すなわち、レ
ーザビームＬは、第４図に示した走査範囲制御手段によ
って領域EAのみを走査するように制御され、また、レチ
クル10は、図の矢印FAの方向に移動する。

以上のレーザビームＬの走査中において、領域EA中に異
物が存在すると、レーザビームＬが散乱され、散乱光が
第１図ないし第３図に示す光学手段によって光電検出器
30,32,34に入射する。そして、散乱光の入射による光電
検出器30,32,34の検出信号が第６図に示す信号処理回路
で処理され、異物に対する検出信号SDが得られる。

他方、検出された異物の位置のうち、Ｘ方向は第５図に
示すビーム走査位置の検出手段によって把握され、Ｙ方
向は第１図に示す測長器18によって検出される。

以上のようなレチクル10の領域EAの異物検査の後、第７
図（Ｂ）に示すように、回転テーブル94（第３図参照）
の作用により、レチクル10を180゜回転させる。この操
作によって、領域EAとEBとが入れ替わり、第７図（Ｃ）
に示す配置となる。

かかる状態において、領域EBにレーザビームＬが照射さ
れるとともに、レチクル10が矢印FBの方向に移動し、異
物検査が行なわれる。検出信号の処理、異物の位置の検
出は、上述した領域EAの検査の場合と同様である。

以上のように、本実施例では、レチクル10を180゜回転
させ、２回にわたって異物検出を行うようにしている。
従って、例えば領域EA,EB全体を同時に検査しようとす
ると、第７図（Ａ）のレチクル配置では、光軸l1方向の
光電検出器30に、領域EB中の異物の散乱光が支持枠22に
さえぎられて入射しないおそれがあるが、本実施例では
かかる不都合が生じない。

なお、かかる効果は、光電検出器30,32,34による散乱光
の受光を領域EA,EB毎に行なえば得られ、レーザビーム
Ｌの走査自体は領域EA,EB毎に行ってもよいし、全体に
わたって行ってもよい。

次に、本発明の変形例、応用例等について説明する。

まず、第８図を参照しながら、異物検査の他の手段につ
いて説明する。上述した実施例では、レチクル10を180
゜回転させるようにしているが、この変形例では、レチ
クル10が90゜づつ回転され、４回にわたって異物検査が
行なわれる。

最初のステップでは、第８図（Ａ）に示すように、レチ
クル10の右側の領域FAの異物検査が行なわれる。

次に、回転テーブル94によりレチクル10を90゜回転さ
せ、同図（Ｂ）に示すように、領域FBの異物検査が行な
われる。

以下同様にして、レチクル10を90゜づつ回転させ、同図
（Ｃ）では領域FC、同図（Ｄ）では領域FDの異物検査が
各々行なわれる。

第１図ないし第３図に示した光電検出系の配置では、ペ
リクル20の支持枠22の影響により、該支持枠22の内側ぎ
りぎりの領域まで良好に異物検査できないおそれがあ
る。また、かかる支持枠22の内側近傍の検査不可能な領
域が、Ｘ方向とＹ方向とで異なる場合もある。

この第８図に示す例は、かかる不都合に対して特に有効
であり、同図（Ｄ）に示すように、レチクル10を180゜
回転させる方式よりも広い領域の検査を行うことができ
る。

更にこの例によれば、領域FA,FB,FC,FDは互いに一部が
重複して少なくとも２回の検査が行なわれるため、異物
からの散乱光を90゜異なる位置で受光することができ、
特に散乱指向性のある異物の検出にも効果的である。

次に、第９図及び第10図を参照しながら、レチクル10の
裏面側の異物の誤検出を防ぐことができる変形例につい
て説明する。

一般に、レチクルやフォトマスクなどは、光学的に透明
な部分を有している。従って、それらの裏面側にある異
物をも誤って検出する可能性がある。

第10図に示す例は、表面側に存在する異物からの散乱光
と、裏面側に存在する異物からの散乱光との性質の違い
を利用してかかる誤検出を防止しようとするものであ
る。

第９図において、レーザビームＬは、レチクル10の表面
上において焦点を結ぶように照射される。従って、レチ
クル10の透明部分を透過したレーザビームLEは、レチク
ンル10の裏面側では合焦しない。従って、ビームの大き
さは、表面側より裏面側の方が大きい。

従って、裏面側の異物GAからの散乱光は、レチクル10の
表面側の異物GBからの散乱光よりも、その散乱に応じた
光電信号幅が広くなる。

また、同じレチクル10表面上の異物でも、裏面側からの
反射光LFを受ける異物GCによる散乱光の場合は、裏面側
の異物GAによる散乱光よりも更に散乱信号幅が大きい。

第10図に示す回路は、以上のような散乱光の性質を利用
してレチクル表面上の異物のみを検出するものである。

第10図において、第６図に示した回路の増幅度変換器7
6,78,80の出力側は周波数成分選択器100,102,104の入力
側に各々接続されている。そして、これら周波数成分選
択器100,102,104の出力側は、コンパレータ106,108,110
の一方入力側に各々接続されており、他方の入力側に
は、基準電圧発生器112が各々接続されている。

コンパレータ106,108,110の出力側は、いずれもAND回路
114の入力側に接続されており、このAND回路114の出力
側は、AND回路92の出力側とともにAND回路116の入力側
に接続されている。

次に、以上のような回路の動作について説明する。増幅
度変換器76,78,80によって大きさが補正された光電信号
は、各々周波数成分選択器100,102,104に各々入力され
る。

この周波数成分選択器100,102,104は、入力された光電
信号のうち、特定の周波数の高い成分のみを通過させる
機能、例えばハイパスフイルタの機能を有している。

他方、レチクル10の裏面側の異物の散乱光に対する光電
信号は、上述したように信号幅が広く、高周波成分が少
ない。従って、かかる裏面側異物の光電信号が入力され
ても、周波数成分選択器100,102,104の出力は、基準電
圧発生器112から出力されている基準電圧よりも小さ
い。

よって、コンパレータ106,108,110の出力のうち、少な
くても１つは論理値の「Ｌ」になる。このため、AND回
路114の出力は、論理値の「Ｌ」になる。すなわち、受
光された散乱光がレチクル10の裏面側の異物によるもの
であるときはAND回路114の出力が論理値の「Ｌ」にな
る。

従って、仮にAND回路92の出力である検出信号SDが論理
値の「Ｈ」であっても、AND回路116の検出信号SDEは論
理値の「Ｌ」となり、異物は検出されないこととなる。

また、レチクル10の表面上の異物の場合には、信号幅が
狭く、高周波成分が多い。このためコンパレータ106,10
8,110の出力はいずれも論理値の「Ｈ」となり、AND回路
114の出力も論理値の「Ｈ」となる。

なお、周波数成分選択器100,102,104のしゃ断周波数
は、レチクル10上におけるレーザビームＬのスポットの
大きさと、ガルバノミラー28による走査速度によって決
定される。

以上のようにして、レチクル10の表面側の異物を、裏面
側の異物と良好に区別して検出することができる。

以上の例では、ペリクル20が装着された場合のレチクル
10の表面の異物検査の場合について説明したが、ペリク
ル20の膜上、あるいはペリクル20が装着されていない場
合のレチクル10の表面上の異物検査に対しても本発明は
適用されるものである。

例えばペリクル画上の異物検査では、ペリクル20の検査
面上にレーザビームＬの焦点がくるように、レチクル10
全体を高さ方向、すなわちＺ方向に枠22のスタンドオフ
分だけ移動させた後、異物検査が行なわれる。

他方、ペリクル20が装着されていない状態のレチクル面
検査では、高さ方向にレチクル10を特に移動させておく
必要はない。

以上の場合には、支持枠22による散乱枠の検出不良が生
ずるおそれがないので、第７図又は第８図に示すよう
に、複数回に別けて異物検査を行う必要がなく、全面に
対し１回のビーム走査で異物検査を行うことができる。

この場合のレーザビームＬの走査範囲Ｓの制御は、例え
ば第４図に示す手段で容易に行うことができる。この手
段は、ペリクル20の支持枠22の大きさが変更された場合
等にも同様に適用可能である。

次に、上述した迷光阻止用のスリット42,44,46は、矩形
状であるより、むしろくさび形の方が好ましい。

その理由は、例えば第１図の実施例のように、走査範囲
Ｓに対して斜めの方向から異物による散乱光を受光する
受光系においては、走査範囲Ｓ上のＸ方向の走査位置が
変化すると、レンズ36,38,40の横倍率に対応して、迷光
の入射防止に最適なスリット42,44,46の幅も変化するか
らである。

また、迷光によっては、スリットを用いる以外の方法で
もその影響を阻止することができる。

ペリクル20の支持枠22による迷光は、レチクル10をＹ方
向に移動する場合、レーザビームＬが直接に支持枠22を
照射する場合に発生するが、その他に、レチクル10の表
面、裏面での反射光が支持枠22に照射されて発生するも
のもある。

第11図には、そのような例が示されている。第11図にお
いて、レチクル10に入射するレーザビームＬは、ガルバ
ノミラー28の作用により走査範囲Ｓ内で走査される。

このとき、レチクル10の表面での反射光LGは、ペリクル
20の支持枠22に触れることがなくても、レチクル10の裏
面で反射した透過光LHによって迷光が発生する場合があ
る。すなわち、透過光LHがレチクル10の裏面で反射され
て再び反射光LGと同一方向に出射されると、この透過光
LHの走査範囲SAが入射レーザビームＬの走査範囲Ｓより
も大きいため、支持枠22に触れるようになって迷光とな
る場合となる。

このような迷光は、スリット42,44,46の長さを変更する
ことによって除去することもできるが、第１図に示した
集光レンズ26をテレセントリックなものにし、レーザビ
ームＬの入射面がＹ−Ｚ平面に一致するようにすれば、
良好に迷光の発生を防ぐことができる。

なお、本発明に何ら上記実施例に限定されるものではな
く、種々態様変更可能である。

例えば、レチクル10の厚さが変更された場合、あるいは
ペリクル20の支持枠22高さが変更になった場合などを想
定して、被検査面上におけるレーザビームＬの焦点合わ
せ機構を設けると都合がよい。

このような焦点合わせ機構としては、ガルバノスキャナ
ー28に入射するレーザビームＬの光路中にビームエキス
パンダを配置して、そのビームエキスパンダを構成する
２組のレンジのうちの一方を光軸上で前後させるものが
考えられる。

次に、上述した第５図のビーム走査位置の検出手段にお
いて、光電検出器66に光信号を導く手段としては、集光
レンズ64の他に、例えば多数の光ファイバを格子状パタ
ーン板62の直後に配置し、これによって光信号を光電検
出器66に導くようにしてもよい。また、内面を鏡面加工
した光集光管を用いるようにしてもよい。

また、第４図のビーム走査範囲の制御手段において、透
過光LAの光軸上に、更にもうひとつの音響光学変調器を
付加し、かつ、その回折光のベクトルが回折光LBの方向
とは異なる方向に向くようにすれば、両方の回折光を容
易に光路上分離でき、かつ、光の切換が可能となる。従
って、例えばレチクル10上の表面と裏面に、各々光を切
り替えて照射し、異物検出を行うことができる。

更に、本発明は、集積回路製造用のレチクルやフォトマ
スクに限らず、他の種々のものに対して適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、検査対象面上に
異物からの散乱光に対する障害があっても、これによる
影響を低減して良好に異物からの散乱光を検出し、異物
検査を行うことができるという効果がある。

また、本発明の１つの態様によれば、検査対象面の裏面
側の異物の誤検出が良好に防止されるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光学的構成部分を示す斜視
図、第２図は第１図の装置の主要部分の平面図、第３図
は第１図の装置の主要部分の側面図、第４図はビーム走
査範囲の制御手段の例を示す説明図、第５図はビーム走
査位置検出手段の例を示す説明図、第６図は信号処理手
段の例を示す回路図、第７図は異物検査方式の例を示す
説明図、第８図は他の異物検査方式を示す説明図、第９
図は表裏面の異物によるレーザビームの進行を示す説明
図、第10図は他の信号処理手段を示す回路図、第11図は
迷光発生の例を示す説明図である。 10……レチクル、18……測長器、20……ペリクル、22…
…支持枠、28……ガルバノミラー、30,32,34……光電検
出器、42,44,46……スリット、94……回転テーブル、Ｌ
……レーザビーム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物上に検査光を照射し、該被検査物
の被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物
検出装置において、前記被検査面を互いに一部が重複する複数の検査領域に
分割し、前記検査領域のうちの一つに前記検査光を照射
する照射手段と、前記検査光を照射する検査領域を他の検査領域に相対的
に変更させる領域変更手段と、前記検査光が照射された検査領域からの散乱光を受光す
る受光手段と、前記受光手段からの出力信号に基づいて前記検査領域に
おける異物を検出する検出手段と、前記被検査面の全ての検査領域に前記検査光が照射され
るように、前記検査領域の変更を複数回繰り返すように
制御する制御手段と、を備えていることを特徴とする異
物検出装置。
【請求項２】前記領域変更手段は、前記被検査面と前記
被検査光とを所定角度だけ相対回転させる回転手段を含
むことを特徴とする特許請求の範囲第一項に記載の異物
検出装置。
【請求項３】前記所定角度は、180度より小さいことを
特徴とする特許請求の範囲第二項に記載の異物検出装
置。
【請求項４】前記受光手段は、前記被検査領域からの散
乱光を互いに異なる位置で受光する複数の受光部材を有
することを特徴とする特許請求の範囲第一項又は第二項
に記載の異物検出装置。
【請求項５】被検査物上に検査光を照射し、該被検査物
の被検査面からの光を受光して異物を検出する異物検出
装置において、光源からの検査光を被検査物上に走査して照射する走査
手段と、前記検査光によって走査された前記被検査物上の領域か
らの光を受光する受光手段と、前記受光手段からの検出信号に基づいて前記被検査物上
の異物を検出する検出手段と、前記光源と前記被検査物との間の光路中に設けられ、前
記検査光の進行方向を変化させる偏向手段と、前記偏向手段による光路偏向状態を変化させて前記被検
査物上に対する検査光の照射状態を制御する照射制御手
段と、を有し、前記走査手段による被検査物上の走査位置に応じて、前
記被検査物上に対する検査光の照射状態を制御して前記
走査手段による走査照射範囲を決定することを特徴とす
る異物検出装置。
【請求項６】前記偏向手段は、高周波信号が印加された
時に入射した検査光を回折させて進行方向を変化させる
音響光学変調素子を含み、前記照射制御手段は、前記音響光学変調素子からの所定
の回折光のみを透過させる遮光部材を含んでいることを
特徴とする特許請求の範囲第五項に記載の異物検出装
置。
【請求項７】被検査物上に検査光を照射し、該被検査物
の被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物
検出装置において、光源からの検査光を被検査物上に走査して照射する走査
手段と、前記検査光によって走査された前記被検査物上の領域か
らの光を受光する受光手段と、前記受光手段からの検出信号に基づいて前記被検査物上
の異物を検出する検出手段と、前記走査手段による検査光を前記異物検出に用いる第一
検査光と、位置検出に用いる第二検査光とに分割する光
分割手段と、前記第二検査光を受光し、前記走査手段の第一検査光に
よる走査位置に対応した前記第二検査光の位置を検出す
る位置検出手段とを備え、前記受光手段からの受光信号と、前記位置検出手段から
の位置情報信号とに基づいて、前記被検査物上の異物の
有無及び位置を検出することを特徴とする異物検出装
置。
【請求項８】被検査物上に検査光を照射し、該被検査物
の被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物
検出装置において、前記被検査面からの散乱光を受光する受光手段と、前記受光手段が出力した検出信号から特定の周波数成分
を選択する周波数選択手段と、前記選択された周波数成分の検出信号に基づいて、被検
査面上の異物を検出する検出手段と、を有することを特
徴とする異物検出装置。
【請求項９】被検査物に検査光を照射し、該被検査物の
被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物検
出装置において、二つの面を有する被検査物の一方の面側に検査光を集光
させる集光手段と、前記二つの面のそれぞれからの散乱光を受光する受光手
段と、前記受光手段からの検出信号のうちの特定の周波数成分
を判別する周波数判別手段と、前記周波数判別手段により判別された周波数成分に基づ
いて、異物が付着している面を検出する検出手段と、を
備えていることを特徴とする異物検出装置。
【請求項１０】被検査物に検査光を照射し、該被検査物
の被検査面からの散乱光を受光して異物を検出する異物
検出方法において、前記被検査面上の第一の検査領域を前記検査光で照射
し、該第一の検査領域からの散乱光を受光する第一工程
と、前記被検査面と前記検査光の照射領域とを相対的に移動
させ、前記第一の検査領域と少なくとも一部が重複する
第二の検査領域に前記被検査光を照射し、該第二の検査
領域からの散乱光を受光する第二工程と、前記第一工程と第二工程との受光結果に基づいて、前記
重複する領域の異物を検出する第三工程と、を有する事
を特徴とする異物検査方法。
【請求項１１】前記第一工程及び第二工程は、互いに異
なる方向から前記被検査領域を見込む複数の受光手段に
より前記散乱光を受光するものであり、これらの複数の
受光手段からの受光結果に基づいて前記異物を検出する
事を特徴とする請求の範囲第10項記載の異物検出方法。