JPH07229845A

JPH07229845A - 異物検査装置

Info

Publication number: JPH07229845A
Application number: JP6023998A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamoto; 兼士山本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-02-22
Filing date: 1994-02-22
Publication date: 1995-08-29

Abstract

(57)【要約】【目的】被検物上の照明領域を光ビームで照明し、そ
の照明領域からの散乱光又は回折光等を用いてその被検
物上の異物検査を行う際に、その照明領域内の光ビーム
の照度むらを低減させる。【構成】レーザ光源５から射出された光ビームＬ１
は、ビームエクスパンダ８により一方向に断面が引き伸
ばされ、ほぼ平行なスリットビームＬ２となって、アパ
ーチャ板２１に入射する。アパーチャ板２１の開口２１
ａを通過したスリットビームＬ４が、フーリエ変換レン
ズ２２、高周波数成分除去用の開口絞り２３、及び逆フ
ーリエ変換レンズ２４を経てほぼ平行なスリットビーム
Ｌ５として斜めに、レチクル１の表面に入射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
液晶表示素子等を製造するための露光装置で使用される
マスク又はレチクル等の表面に付着した異物を検出する
ために適用して好適な異物検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子等をフォトリソグラフ
ィ技術を用いて製造する際に使用される露光用のレチク
ルの表面に異物等の欠陥があると、製造された半導体素
子等の歩留まりが低下してしまう。それを避けるため、
従来より異物検査装置を用いて露光前にレチクル表面の
異物の有無を検査している。また、レチクルのパターン
形成面及びその裏面に直接異物が付着するのを防止する
ため、レチクルにはペリクルと呼ばれる厚さ１μｍ程度
の防塵膜が張設されている場合がある。斯かるペリクル
は、感光性の基板（ウエハ等）の露光面と共役なレチク
ルのパターン形成面からデフォーカスされた状態にある
ため、同一の大きさの異物であれば、レチクルに直接付
着した場合よりペリクルに付着した場合の方が影響が小
さい。

【０００３】しかしながら、所定の限度を超えるとペリ
クルに付着した異物でも露光結果に影響を及ぼすように
なるため、ペリクルの表面及び裏面（レチクル側の面）
についても、異物検査装置により異物の有無が検査され
る。以下では、異物検査の対象としてレチクルを使用す
るが、これにはペリクルが張設されたレチクルも含まれ
るものとして説明する。

【０００４】図２１は従来の異物検査装置の一例を示
し、この図２１において、検査対象のレチクル１がステ
ージ２上に載置され、ステージ２は駆動部３によりＹ方
向に移動自在に構成されている。ステージ２のＹ方向へ
の移動量は、リニアエンコーダ等の測長装置４により常
時計測され、測長装置４の測長値を示す位置信号Ｓ１が
図示省略された信号処理部に供給されている。

【０００５】一方、レーザ光源５から射出された光ビー
ムＬ１は、シリンドリカルレンズ６及びコリメータレン
ズ７よりなるビームエクスパンダ８によりほぼ平行なス
リットビームＬ２となって、レチクル１上を斜めに照射
する。そのため、レチクル１上では、Ｘ方向に平行なス
リット状の照明領域９がスリットビームＬ２により照明
される。

【０００６】当然、スリット状の照明領域９内に異物１
０が存在している場合には、その異物から散乱光Ｌ３が
発生し、散乱光Ｌ３は受光レンズ１１を介して１次元Ｃ
ＣＤ等の１次元撮像素子１２上に異物の像を結像する。
この場合、スリット状の照明領域９と１次元撮像素子１
２の撮像面とは、受光レンズ１１により光学的にほぼ共
役な位置関係になっている。従って、異物１０の付着位
置のＹ座標は測長装置４により計測され、その付着位置
のＸ座標は１次元撮像素子１２の何番目の画素にその異
物像が結像されたかで識別される。更に、１次元撮像素
子１２の各画素から得られる光電変換信号（撮像信号）
としての検出信号Ｓ２の強度により、異物の大きさをラ
ンク分けすることができるため、位置信号Ｓ１及び検出
信号Ｓ２を用いて、レチクル１上の異物の分布状態を例
えばＣＲＴディスプレイ等の表示装置にマップとして表
示できる。

【０００７】また、図２１において、スリットビームＬ
２の照明領域９のＸ方向の幅をレチクル１上の検査対象
領域に制限するため、ビームエクスパンダ８の射出面に
照明領域９のＸ方向の幅を制限するアパーチャ板が設け
られていた。このアパーチャ板は、スリットビームＬ２
の両端部近傍の迷光又はフレア等を除去する役割をも果
たしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の技
術において、レチクル１の表面（被検面）を線状に照明
するためのスリットビームＬ２の長手方向の両端部を遮
光する場合には、所定のアパーチャ板が使用されてい
た。しかしながら、そのようにアパーチャ板を使用する
と、そのアパーチャ板の開口部のエッジによりスリット
ビームＬ２が回折され、レチクル１上の照明領域９のＸ
方向の両端部に照度分布のむら（リップル）が生ずると
いう不都合があった。このように照明領域９内にＸ方向
の照度むらがあると、照明領域９内の異物からの散乱光
の強度が変化するため、異物検出感度がＸ方向でばらつ
いてしまう。

【０００９】本発明は斯かる点に鑑み、被検物上の所定
の照明領域を光ビームで照明し、その照明領域からの散
乱光又は回折光等を用いてその被検物上の異物検査を行
う際に、その照明領域内の光ビームの照度むらを低減さ
せて、異物検出感度をほぼ均一化できる異物検査装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による異物検査装
置は、例えば図１に示すように、光ビームを供給する光
源（５）と、その光ビームの断面形状を所定形状に伸縮
するビーム伸縮光学系（９）と、このビーム伸縮光学系
から射出される光ビームの断面形状を所定形状に整形す
る視野絞り（２１）とを有し、視野絞り（２１）を通過
した光ビームを被検物（１）上に斜めに照射し、この被
検物からの光に基づいてこの被検物に付着した異物の検
査を行う装置において、視野絞り（２１）と被検物
（１）との間に、視野絞り（２１）を通過した光ビーム
をフーリエ変換するフーリエ変換光学系（２２）と、こ
のフーリエ変換光学系によるフーリエ変換面上に配され
た開口絞り（２３）と、この開口絞りを通過した光ビー
ムをほぼ逆フーリエ変換して被検物（１）上に斜めに照
射する逆フーリエ変換光学系（２４）と、を設けたもの
である。

【００１１】この場合、例えば図４に示すように、フー
リエ変換光学系（２２Ｂ）の一部に形成した遮光部材
（２６）により視野絞り（２１）を兼用するようにして
もよい。また、例えば図９に示すように、被検物（１）
上の被検面と視野絞り（２７）とを逆フーリエ変換光学
系（２４Ｃ）に関してアオリの関係に配置してもよい。

【００１２】更に、例えば図１１に示すように、視野絞
り（２１Ａ）上に光ビームの強度分布を所定分布に設定
するフィルタ部材（３１）を設置することが望ましい。

【００１３】

【作用】斯かる本発明によれば、被検物（１）に対して
光ビーム（Ｌ５）が斜めに入射している。光源（５）よ
り供給された光ビーム（Ｌ１）が強度分布がガウス分布
のガウシアンビームの場合、その光ビーム（Ｌ１）の断
面の強度分布は、中央部で高く周辺部に行くに従って小
さくなる分布である。そこで、被検物（１）上での光ビ
ーム（Ｌ５）の強度分布を一様にするために、ビーム伸
縮光学系（８）により光ビーム（Ｌ１）の断面形状を所
定の方向に拡大し、拡大された光ビーム（Ｌ２）から視
野絞り（２１）により所望の断面形状の光ビーム（Ｌ
４）を取り出している。

【００１４】この場合、フーリエ変換光学系（２２）及
び逆フーリエ変換光学系（２４）を介して、視野絞り
（２１）と被検物（１）の被検面とがほぼ共役になって
いる。従って、視野絞り（２１）により被検物（１）上
の照明領域が設定され、回折による照度むら（リップ
ル）が低減される。また、回折によるリップルが顕著な
場合には、その視野絞り（２１）のフーリエ変換面上で
開口絞り（２３）を用いて高い空間周波数成分を遮光す
ることにより、被検物（１）上での照度分布のリップル
が低減され、異物検出感度が均一化される。

【００１５】次に、例えば図１において、視野絞り（２
１）とフーリエ変換光学系（２２）とを近づけると、図
４に示すように、フーリエ変換光学系（２２Ｂ）に遮光
部材（２６）を形成したものと等価になる。従って、同
様にその遮光部材（２６）により被検物（１）上の照明
領域が設定される。また、例えば図１において、光ビー
ム（Ｌ５）は被検物（１）上に斜めに入射しているた
め、視野絞り（２１）を光軸に関して垂直に設定する方
法では、視野絞り（２１）と被検物（１）の表面とは完
全には共役にならないので、被検物（１）上の照明領域
の両端部にぼけが生じて、照度分布が次第に減少するこ
とがある。それを避けるためには、例えば図９に示すよ
うに、被検物（１）上の被検面と視野絞り（２７）とを
逆フーリエ変換光学系（２４Ｃ）に関してアオリの関係
に配置する。

【００１６】アオリの関係とは、図９に示す光学系のメ
リジオナル断面において、逆フーリエ変換光学系（２４
Ｃ）の物側主平面と視野絞り（２７）の配置面との交点
から光軸（ＡＸ）までの距離と、逆フーリエ変換光学系
（２４Ｃ）の像側主平面と被検物（１）の表面との交点
から光軸（ＡＸ）までの距離とが等しい関係を言い、そ
の関係をシャインプルーフ条件とも言う。

【００１７】そのアオリの関係を数式化するため、図９
において、光軸（ＡＸ）の被検物（１）の表面に対する
角度をθ、逆フーリエ変換光学系（２４Ｃ）の像側主平
面から被検物（１）の表面までの光軸上の距離をｘ、逆
フーリエ変換光学系（２４Ｃ）の物側主平面から視野絞
り（２７）までの光軸上の距離をｙ、視野絞り（２７）
の光軸（ＡＸ）に対する倒れ角をφとする。但し、フー
リエ変換光学系（２２Ｃ）の像側主平面からの逆フーリ
エ変換光学系（２４Ｃ）の物側主平面までの距離をｚと
した場合、ｚ＞ｙが成立している。この場合、アオリの
関係が成立すると、以下の関係式が成立する。

【００１８】ｘ・tanθ＝ｙ・tanφ （１）このようなアオリの関係が成立すると、視野絞り（２
７）の全面の像が被検物（１）の表面に結像されるため
（但し、倍率は場所により変化することがある）、被検
物（１）上の照明領域での照度分布均一性が高まる。次
に、光源（５）より供給された光ビーム（Ｌ１）がガウ
シアンビームの場合、視野絞り（２１）で周辺部の光を
遮光しても、まだ中央部の光強度が高過ぎることもあ
る。このようなときには、例えば図１１に示すように、
視野絞り（２１Ａ）上に光ビームの強度分布を所定分布
に設定するフィルタ部材（３１）を設置する。そして、
フィルタ部材（３１）の透過率分布を例えば図１２
（ａ）の曲線（３３）で示すようにガウス分布を反転さ
せたような分布とする。これにより、被検物（１）上で
の照度分布の均一性が更に高まる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明による異物検査装置の種々の実
施例につき図面を参照して説明する。［第１実施例］図１は、本発明の第１実施例の異物検査
装置の照明光学系を示し、この図１において、レーザ光
源５から射出された光ビームＬ１は、シリンドリカルレ
ンズ６及びコリメータレンズ７よりなるビームエクスパ
ンダ８により一方向に断面が引き伸ばされ、ほぼ平行な
スリットビームＬ２となって、アパーチャ板２１に入射
する。アパーチャ板２１には、スリットビームＬ２の長
手方向の幅を制限すると共に短手方向の幅は制限しない
スリット状の開口２１ａが形成され、開口２１ａを通過
したスリットビームＬ４が、フーリエ変換レンズ２２に
よりフーリエ変換される。

【００２０】フーリエ変換レンズ２２のフーリエ変換面
には開口絞り２３が配置され、スリットビームＬ４のフ
ーリエ変換像の内の、開口絞り２３の開口を通過した光
が逆フーリエ変換レンズ２４を経てほぼ平行なスリット
ビームＬ５として斜めに、検査対象としてのレチクル１
の表面に入射する。レチクル１上のＸ方向に長いスリッ
ト状の照明領域２５がスリットビームＬ５により照明さ
れている。照明領域２５のＸ方向の中央部が、逆フーリ
エ変換レンズ２４による逆フーリエ変換面上に来るよう
に配置され、照明領域２５はアパーチャ板２１内の開口
２１ａとほぼ共役となっている。また、フーリエ変換レ
ンズ２２及び逆フーリエ変換レンズ２４よりなる略式の
ビームエクスパンダの倍率は１倍に設定され、スリット
ビームＬ４の長手方向の幅と、スリットビームＬ５の長
手方向の幅とは等しくなっている。

【００２１】その他の構成は図２１の装置と同様であ
り、照明領域２５内の異物からの散乱光が受光レンズ
（図２１の受光レンズ１１）により受光される。そし
て、レチクル１をステージ（図２１のステージ２）を介
してＸ方向に垂直なＹ方向に所定速度で駆動することに
より、レチクル１の全面の異物検査が行われる。本実施
例によれば、仮にレーザ光源５から射出される光ビーム
Ｌ１の断面での光強度分布がガウス分布（ガウシアンビ
ーム）であっても、図２に示すように、その光ビームＬ
１をビームエクスパンダ８を介して一方向に引き伸ばし
て得られたスリットビームＬ２の長手方向の両端部がア
パーチャ板２１により遮光され、アパーチャ板２１を通
過するスリットビームＬ４の断面内の強度分布はほぼ均
一である。従って、アパーチャ板２１とほぼ共役なレチ
クル１上の照明領域２５でのスリットビームＬ５の照度
分布もほぼ均一となる。この際、ビームエクスパンダ８
のその一方向への倍率をより大きくすることにより、照
明領域２５での照度分布の均一性が高まる。

【００２２】また、アパーチャ板２１の開口２１ａの長
手方向のエッジによりスリットビームＬ４が回折され、
レチクル１上の照明領域２５のＸ方向の両端部で照度の
むら（リップル）が大きいときには、図２に示すよう
に、開口絞り２３の開口径を絞り込んで高い空間周波数
成分を遮光する。これにより、逆フーリエ変換レンズ２
４から射出されるスリットビームＬ５の長手方向の強度
分布は更に均一となり、レチクル１上の照明領域２５で
の照度分布がより均一となり、照明領域２５でのＸ方向
の異物検出感度が均一となる。

【００２３】なお、図１に示すように、アパーチャ板２
１内の開口２１ａは、入射するスリットビームＬ２の幅
の狭い方向（短手方向）ではそのスリットビームＬ２を
遮光しない。従って、その短手方向では回折現象による
照度分布のリップルが生ずることがなく、レチクル１上
の照明領域２５でのＹ方向の照度分布にもリップルは生
じない。しかも、レチクル１は照明領域２５に対してＹ
方向に走査されるため、仮に照明領域２５内でＹ方向の
照度むらが多少あっても、Ｙ方向への走査により実質的
にその照度むらは解消される。

【００２４】［第２実施例］図３（ａ）は、本発明の第
２実施例の照明光学系の要部を示し、図１に対応する部
分に同一符号を付して示すその図３（ａ）において、ア
パーチャ板２１内の開口に内接するようにフーリエ変換
レンズ２２Ａを配置する。そして、フーリエ変換レンズ
２２Ａによりフーリエ変換された後、開口絞り２３を通
過した光を逆フーリエ変換レンズ２４Ａによりほぼ平行
な光束にして得られたスリットビームＬ５を、図１のレ
チクル１上に斜めに照射する。他の構成は図１と同様で
ある。

【００２５】本実施例においても、アパーチャ板２１の
開口のエッジでの回折光による迷光が、開口絞り２３に
より低減されるため、被検面での照度分布が均一とな
る。しかも、アパーチャ板２１とフーリエ変換レンズ２
２Ａとが同じ位置にあるため、照明光学系が小型化され
ている。なお、図３（ａ）のようにアパーチャ板２１の
開口内にフーリエ変換レンズ２２Ａを配置する代わり
に、図３（ｂ）に示すように、口径の大きなフーリエ変
換レンズ２２Ｂの直後にアパーチャ板２１を配置し、ア
パーチャ板２１及び開口絞り２３を通過した光を逆フー
リエ変換レンズ２４Ｂによりほぼ平行なスリットビーム
に変換してもよい。

【００２６】また、図４に示すように、フーリエ変換レ
ンズ２２Ｂの射出側の面に、中央部が開口となった遮光
膜２６を被着し、その遮光膜２６で図３（ｂ）のアパー
チャ板２１を代用してもよい。その遮光膜２６は、金属
などの光透過性のない材料を中央部を開けて膜状にコー
ティングしたものである。更に、図５（ｂ）に示すよう
に、フーリエ変換レンズ２２Ｂの入射側にその遮光膜２
６を被着してもよい。遮光膜２６には、図５（ａ）に示
すように、中央部にほぼ矩形の開口２６ａが形成されて
いる。なお、光透過部分の形状は矩形である必要はな
く、検査条件に応じ最適な形状をとってもよい。

【００２７】図４及び図５に示す変形例では、フーリエ
変換レンズ２２Ｂは、アパーチャ板とフーリエ変換レン
ズとの両方の機能を兼ね備えたアパーチャ付きレンズで
あり、これにより全体の部品点数が削減されてコストが
低減されると共に、光学系の組立調整が容易になる。更
に、遮光膜２６の開口のエッジでの回折による迷光除去
を目的として、開口絞り２３が配置されているため、被
検面での照度分布は均一である。

【００２８】［第３実施例］図６は、本発明の第３実施
例の照明光学系の要部を示し、図１に対応する部分に同
一符号を付して示すその図６において、ビームエクスパ
ンダ８から射出されたスリットビームＬ２をフーリエ変
換レンズ２２Ｃによりフーリエ変換する。また、フーリ
エ変換レンズ２２Ｃと、そのフーリエ変換像との間に光
軸に斜めにアパーチャ板２７を配置し、このアパーチャ
板２７の開口を通過した後、そのフーリエ変換レンズ２
２Ｃのフーリエ変換面の開口絞り２３を通過した光を、
逆フーリエ変換レンズ２４Ｃを介してほぼ平行なスリッ
トビームＬ６としてレチクル１上に斜めに照射する。

【００２９】この際に、逆フーリエ変換レンズ２４Ｃに
関して、アパーチャ板２７の配置面とレチクル１の表面
とがアオリの関係を満たす、即ちシャインプルーフの条
件を満たすようにする。これにより、アパーチャ板２７
内の開口の像がそのままレチクル１の表面に投影され
る。即ち、アパーチャ板２７の開口の形状を変えること
によりレチクル１の表面（被検面）上で必要な照明領域
（ビーム形状）を得ることができる。しかも、投影像に
ぼけがないため、レチクル１の照明領域での照度分布が
より均一となる。更に、開口絞り２３により、アパーチ
ャ板２７の開口のエッジでの回折により発生する迷光が
除去される。

【００３０】なお、図６の実施例に対して、図５の手法
を適用すると、図７に示すようになる。この図７におい
て、ビームエクスパンダ８と開口絞り２３との間に、光
軸に対して斜めに入射面側に矩形開口を有する遮光膜２
８が被着されたアパーチャ付きフーリエ変換レンズ２２
Ｄが設置されている。フーリエ変換レンズ２２Ｄを、光
軸に対して垂直に設置すると、図８（ａ）に示すように
遮光膜２８の中央部に矩形開口２８ａが形成され、図８
（ｂ）に示すように、その開口内をスリットビームＬ２
が通過する。

【００３１】図７に戻り、アパーチャ付きフーリエ変換
レンズ２２Ｄの後に開口絞り２３、逆フーリエ変換レン
ズ２４Ｄ及びレチクル１が配置され、フーリエ変換レン
ズ２２Ｄ及び逆フーリエ変換レンズ２４Ｄに関して遮光
膜２８の開口部が、レチクル１の表面とアオリの関係を
満たしている。従って、アパーチャ付きフーリエ変換レ
ンズ２２Ｄの遮光膜２８の開口の像が、そのままレチク
ル１の表面に投影されるので、レチクル１上での照度分
布の均一性が高い。更に、開口絞り２３によりその遮光
膜２８の開口のエッジでの回折に起因する迷光が除去さ
れ、照度分布の均一性が高まっている。

【００３２】次に、以上の実施例では、仮にレーザ光源
５から射出された光ビームＬ１がガウシアンビームであ
っても、アパーチャ板２１又は遮光膜２６等を介して光
ビームの周辺部を遮光することにより、レチクル１上で
の照度分布を均一にしていた。しかしながら、その光ビ
ームＬ１の中央部と周辺部との強度分布が、図１０
（ａ）に示すように大きく異なるときには、周辺を多少
遮光しても、図１０（ｂ）の分布曲線３０で示すように
レチクル１上に照射されるスリットビームＬ５のＸ方向
の強度分布は大きく変化してしまう。そこで、以下の実
施例では透過率分布イルタ又は濃度可変フィルタ等を用
いてレチクル１上の照明領域でのＸ方向の照度分布を更
に向上させる実施例につき説明する。

【００３３】［第４実施例］図１１は、本実施例の異物
検査装置の照明光学系を示し、この図１に対応する部分
に同一符号を付して示す図１１において、レーザ光源５
から射出された光ビームＬ１は、ビームエクスパンダ８
により一方向に断面が引き伸ばされ、ほぼ平行なスリッ
トビームＬ２となって、アパーチャ板２１Ａに入射す
る。アパーチャ板２１Ａの矩形開口を通過したスリット
ビームが、透過率分布フィルタ３１に入射し、透過率分
布フィルタ３１を透過したスリットビームＬ７が、フー
リエ変換レンズ２２、開口絞り２３、及び逆フーリエ変
換レンズ２４を経て、スリットビームＬ８として斜めに
レチクル１上の照明領域２５を照明する。本実施例で
も、照明領域２５は、アパーチャ板２１の開口とほぼ共
役である。

【００３４】図１２（ａ）は図１１内の透過率分布フィ
ルタ３１の透過率分布を示し、この図１２（ａ）におい
て、透明基板よりなる透過率分布フィルタ３１上には、
中央の円形領域３２Ａを囲むように輪帯領域３２Ｂ〜３
２Ｄが形成され、円形領域３２Ａ，輪帯領域３２Ｂ〜３
２Ｄの透過率は、分布曲線３３で示すようにほぼガウス
分布を反転したような分布となっている。即ち、透過率
分布フィルタ３１の透過率分布は、中央部で低く（濃度
が濃く）、周辺部になる程高く（濃度が薄く）なってい
る。また、透過率分布フィルタ３１の中心が、図１２
（ｂ）に示すようにアパーチャ板２１Ａの開口２１ａＡ
の中心と合っている。

【００３５】図１１において、本実施例によれば、レー
ザ光源５から射出される光ビームＬ１がガウシアンビー
ムで、且つ中央部と周辺との強度の差が大きい場合に、
透過率分布フィルタ３１を通過した後のスリットビーム
Ｌ７の断面の強度分布は平滑化され、レチクル１上での
スリットビームＬ８の強度分布も、図１３に示すように
Ｘ方向に対してほぼ均一となる。また、図１１におい
て、アパーチャ板２１Ａの開口のエッジでの回折によ
り、照度分布むら（リップル）が生ずる場合には、開口
絞り２３の開口径を小さくしてその回折による迷光を低
減又は除去する。これにより、レチクル１上での照度分
布の均一性が更に高まる。

【００３６】なお、図１４に示すように、図１２（ｂ）
の透過率分布フィルタ３１の外周部に遮光部（遮光膜等
を被着したもの）３２Ｅを形成して得た透過率分布フィ
ルタ３１Ａを使用してもよい。これにより、透過率分布
フィルタ３１Ａをアパーチャ板２１Ａの直後（直前でも
可）に設置した場合に、アパーチャ板２１Ａの開口２１
ａＡのエッジでの回折光の発生が抑制され、且つスリッ
トビームの強度分布の均一化が行われる。

【００３７】また、図１４において、透過率分布フィル
タ３１Ａとアパーチャ板２１Ａとを一体化してもよい。
このためには、透過率分布フィルタ３１Ａの外周部の遮
光膜３２Ｅの内側の形状を開口２１ａＡと等しくして、
アパーチャ板２１Ａを取り外せばよい。このようにして
得られた透過率分布フィルタを、図１１のアパーチャ板
２１Ａ及び透過率分布フィルタ３１の代わりに設置する
ことにより、少ない部品点数で、ガウシアンビームの強
度分布の平滑化、及び回折に起因する照度分布のリップ
ルの除去が行われる。

【００３８】［第５実施例］本実施例では、図１５
（ａ）に示すような、所定の方向で中央部の透過率が低
く且つ周辺部の透過率が高くなるような透過率分布を有
し、且つそれに垂直な方向への透過率分布が一定の透過
率分布フィルタ３５Ａを使用する。そして、図１５
（ｂ）に示すように、例えば図１１のレーザ光源５から
射出された光ビームＬ２の光路上に、透過率分布フィル
タ３５Ａと、これと同じ透過率を分布を有する透過率分
布フィルタ３５Ｂとを互いに９０°回転させて設置す
る。これら２枚の透過率分布フィルタ３５Ａ及び３５Ｂ
は、濃度可変フィルタとも呼ぶことができる。即ち、こ
れら２枚の透過率分布フィルタ３５Ａ及び３５Ｂの透過
率分布が変化する方向への位置をそれぞれ調整すること
により、図１０（ａ）に示すようなガウシアンビームだ
けでなく、強度分布が偏よっている（ビーム形状が多少
崩れている）光ビームＬ１に対しても断面の強度分布を
均一化（平滑化）できる。

【００３９】また、図１６（ａ）に示すような円周方向
に次第に透過率分布が変化するような透過率分布フィル
タ３６Ａを使用してもよい。そして、図１６（ｂ）に示
すように、光ビームＬ１の光路上に、透過率分布フィル
タ３６Ａと、これと同じ透過率を分布を有する透過率分
布フィルタ３６Ｂとを同じ回転軸３７の回りにそれぞれ
回転自在に設置する。これら２枚の透過率分布フィルタ
３６Ａ及び３６Ｂも、濃度可変フィルタと呼ぶことがで
きる。これら２枚の透過率分布フィルタ３６Ａ及び３６
Ｂの相対回転角、及び全体としての回転角を調整するこ
とにより、種々の強度分布の光ビームＬ１に対して強度
分布を均一化（平滑化）できる。

【００４０】更に、図１７（ａ）〜（ｄ）に示すような
透過率分布フィルタ３８Ａ〜３８Ｄを複数枚組み合わせ
て濃度可変フィルタを構成してもよい。また、図１８
（ａ）に示すように、ターレット板３９Ａ中にそれぞれ
透過率分布の異なる光学フィルタ４１Ａ〜４１Ｆを配置
し、図１８（ｂ）に示すように、光ビームＬ１の光路上
に、ターレット板３９Ａ、及びこれと同じターレット板
３９Ｂを回転軸４０の回りにそれぞれ回転自在に取り付
けてもよい。この場合も、２枚のターレット板３９Ａ及
び３９Ｂの回転位置の組み合せにより、３６（＝６×
６）通りの強度分布の光ビームＬ１に対して強度分布を
均一化できる。また、ターレット板３９Ａ，３９Ｂ内の
光学フィルタをそれぞれ別の光学フィルタと交換できる
ようにしてもよい。

【００４１】［第６実施例］図１９は、本実施例の異物
検査装置の照明光学系を示し、この図１１に対応する部
分に同一符号を付して示す図１９において、レーザ光源
５から射出された光ビームＬ１は、ビームエクスパンダ
８を経てアパーチャ板２１Ａに入射する。アパーチャ板
２１Ａの矩形開口を通過したスリットビームが、濃度可
変フィルタ部４２を経た後、フーリエ変換レンズ２２、
開口絞り２３、及び逆フーリエ変換レンズ２４を経て、
スリットビームＬ８として斜めにレチクル１上の照明領
域２５を照明する。

【００４２】この場合、濃度可変フィルタ部４２は、例
えば図１５（ｂ）の２個の透過率分布フィルタ３５Ａ，
３５Ｂ、図１６（ｂ）の２枚の透過率分布フィルタ３６
Ａ，３６Ｂ、又は図１８（ｂ）の２枚のターレット板３
９Ａ及び３９Ｂ等より構成され、内部を通過する光ビー
ムの強度分布を平坦にする機能を有する。従って、本実
施例によれば、例えば予めアパーチャ板２１Ａを通過す
るスリットビームの強度分布を計測しておき、濃度可変
フィルタ部４２を介してその強度分布を均一化すること
により、レチクル１上での照度分布の均一性が高められ
る。

【００４３】［第７実施例］図２０は、本実施例の異物
検査装置の照明光学系を示し、この図１９に対応する部
分に同一符号を付して示す図２０において、レーザ光源
５から射出された光ビームＬ１は、ビームエクスパンダ
８を経てアパーチャ板２１Ａに入射する。アパーチャ板
２１Ａの矩形開口を通過したスリットビームが、ビーム
スプリッタ４３に入射し、ビームスプリッタ４３で反射
されたスリットビームがビームモニタ部４４に入射す
る。ビームモニタ部４４では、２次元ＣＣＤ等からなる
撮像素子によりそのスリットビームの強度分布を計測
し、この計測結果を制御部４５に供給する。一方、ビー
ムスプリッタ４３を透過したスリットビームは濃度可変
フィルタ部４２に入射する。

【００４４】制御部４５は、計測された強度分布に応じ
て駆動部４６を介して濃度可変フィルタ部４２の透過率
分布を調整することにより、濃度可変フィルタ部４２を
通過した後のスリットビームの強度分布を均一にする
（平滑化する）。濃度可変フィルタ部４２を経たスリッ
トビームは、フーリエ変換レンズ２２、開口絞り２３、
及び逆フーリエ変換レンズ２４を経て、スリットビーム
Ｌ８として斜めにレチクル１を照明する。

【００４５】本実施例によれば、自動的に光ビームの強
度分布のむらが補正されるため、例えばレーザ光源５を
交換して光ビームＬ１の強度分布が変化したような場合
でも、レチクル１上での照度分布を均一に保つことがで
きる。更に、レチクル１に入射する光ビームの強度分布
を一様化することにより、レチクル１の被検面の高さ変
化に伴う異物検出感度のむらも低減できる。

【００４６】また、図１９及び図２０の装置は、異物検
査装置用だけでなく、入射光（レーザ）の強度分布を一
様にする、又は照度むらを除去するといったような用途
にも広く適用できる。なお、本発明は上述実施例に限定
されず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得ることは勿論である。

【００４７】

【発明の効果】本発明によれば、視野絞りにより光ビー
ムの周辺の強度が小さい部分を遮光すると共に、その視
野絞りの開口での回折に起因する照度分布のむら（リッ
プル）を開口絞りにより低減している。従って、被検物
上の照明領域内の光ビームの照度むらを低減して、異物
検出感度をほぼ均一化できる利点がある。また、光源か
ら供給される光ビームの断面での強度分布が、ガウシア
ンビームのように大きく変化しているような場合でも、
被検物上での照度分布はほぼ均一となる。

【００４８】次に、フーリエ変換光学系の一部に形成し
た遮光部材により視野絞りを兼用する場合には、光学部
品の部品点数を減らすこともでき、光学系の調整を簡単
にすることもできるという利点がある。また、被検物上
の被検面と視野絞りとを逆フーリエ変換光学系に関して
アオリの関係に配置した場合には、視野絞りの被検物上
への投影像のぼけがなくなるため、被検物上での照度分
布の均一性が高まる。

【００４９】更に、視野絞り上に光ビームの強度分布を
所定分布に設定するフィルタ部材を設置した場合には、
光源からの光ビームの強度分布に大きなばらつきがあっ
ても、被検物上での照度分布を均一化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による異物検査装置の第一実施例の照明
光学系を示す斜視図である。

【図２】第１実施例における開口絞り２３の動作説明図
である。

【図３】（ａ）は本発明の第２実施例の要部を示す断面
図、（ｂ）はその第２実施例の変形例の要部を示す断面
図である。

【図４】その第２実施例の別の変形例を示す断面図であ
る。

【図５】（ａ）は図４を変形した実施例で使用されるア
パーチャ付きフーリエ変換レンズを示す正面図、（ｂ）
はそのアパーチャ付きフーリエ変換レンズを示す側面の
断面図である。

【図６】本発明の第３実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図７】その第３実施例の変形例を示す断面図である。

【図８】（ａ）は図７の実施例で使用されるアパーチャ
付きフーリエ変換レンズを示す正面図、（ｂ）はそのア
パーチャ付きフーリエ変換レンズを示す側面の断面図で
ある。

【図９】図６の第３実施例の原理説明図である。

【図１０】（ａ）は実施例のレーザ光源から射出される
光ビームの強度分布を示す図、（ｂ）は特に対策を施さ
ない場合にレチクル１上で得られる照度分布を示す図で
ある。

【図１１】本発明による異物検査装置の第４実施例の照
明光学系を示す斜視図である。

【図１２】（ａ）は図１１で使用されている透過率分布
フィルタ３１の透過率分布の一例を示す図、（ｂ）はそ
の透過率分布フィルタ３１とアパーチャ板２１Ａとを組
み合わせた状態を示す正面図である。

【図１３】図１１の実施例において、レチクル上で得ら
れる照度分布の一例を示す図である。

【図１４】図１２（ａ）の透過率分布フィルタの変形例
を示す正面図である。

【図１５】（ａ）は本発明の第５実施例で使用される透
過率分布フィルタを示す正面図、（ｂ）はその透過率分
布フィルタを２枚組み合わせた濃度可変フィルタを示す
斜視図である。

【図１６】（ａ）はその第５実施例の変形例で使用され
る透過率分布フィルタを示す正面図、（ｂ）はその透過
率分布フィルタを２枚組み合わせた濃度可変フィルタを
示す斜視図である。

【図１７】第５実施例の別の変形例で使用される種々の
透過率分布フィルタを示す正面図である。

【図１８】（ａ）はその第５実施例の更に別の変形例で
使用されるターレット板式の濃度可変フィルタを示す正
面図、（ｂ）はその濃度可変フィルタを２枚組み合わせ
た濃度可変フィルタを示す斜視図である。

【図１９】本発明による異物検査装置の第６実施例の照
明光学系を示す構成図である。

【図２０】本発明による異物検査装置の第７実施例の照
明光学系を示す構成図である。

【図２１】従来の異物検査装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

１レチクル５レーザ光源８ビームエクスパンダ２１，２７，２１Ａアパーチャ板２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄフーリエ変換
レンズ２３開口絞り２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ逆フーリエ変
換レンズ２６遮光膜３１，３１Ａ透過率分布フィルタ３５Ａ，３５Ｂ透過率分布フィルタ４２濃度可変フィルタ部４３ビームスプリッタ４４ビームモニタ部４５制御部４６駆動部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ビームを供給する光源と、前記光ビームの断面形状を所定形状に伸縮するビーム伸
縮光学系と、該ビーム伸縮光学系から射出される光ビームの断面形状
を所定形状に整形する視野絞りと、を有し、該視野絞り
を通過した光ビームを被検物上に斜めに照射し、該被検
物からの光に基づいて該被検物に付着した異物の検査を
行う装置において、前記視野絞りと前記被検物との間に、前記視野絞りを通過した光ビームをフーリエ変換するフ
ーリエ変換光学系と、該フーリエ変換光学系によるフーリエ変換面上に配され
た開口絞りと、該開口絞りを通過した光ビームをほぼ逆フーリエ変換し
て前記被検物上に斜めに照射する逆フーリエ変換光学系
と、を設けたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】前記フーリエ変換光学系の一部に形成し
た遮光部材により前記視野絞りを兼用することを特徴と
する請求項１記載の異物検査装置。
【請求項３】前記被検物上の被検面と前記視野絞りと
を前記逆フーリエ変換光学系に関してアオリの関係に配
置したことを特徴とする請求項１又は２記載の異物検査
装置。
【請求項４】前記視野絞り上に前記光ビームの強度分
布を所定分布に設定するフィルタ部材を設置したことを
特徴とする請求項１、２又は３記載の異物検査装置。