JPH0763689A - Rotation-type flaw inspection apparatus - Google Patents

Rotation-type flaw inspection apparatus

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JPH0763689A
JPH0763689A JP5211245A JP21124593A JPH0763689A JP H0763689 A JPH0763689 A JP H0763689A JP 5211245 A JP5211245 A JP 5211245A JP 21124593 A JP21124593 A JP 21124593A JP H0763689 A JPH0763689 A JP H0763689A
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JP
Japan
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fourier transform
substrate
wafer
spatial filter
pattern
Prior art date
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Application number
JP5211245A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneyuki Hagiwara
恒幸 萩原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Priority to US08/294,990 priority patent/US5471066A/en
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a rotation-type flaw inspection apparatus wherein flaw on the surface of a substrate on which a circuit pattern or the like has been formed is inspected by using a simple signal processing system and at a high speed. CONSTITUTION:A luminous flux from a light source 26 is cast on a point P, to be inspected, on a wafer 1. A luminous flux 32 from the point P to be inspected forms, on a rear-side focal-point face 33 via a Fourier transform lens 31, the Fourier transform spectrum of a circuit pattern on the point P to be inspected. A luminous flux which has removed a Fourier transform spectrum not containing any error from the Fourier transform spectrum by a spatial filter 34, is received by a photoelectric conversion element 41. While the wafer 1 is being turned by a turntable 21 and moved in y-direction, the spatial filter 34 is turned in synchronization with the wafer 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子の表
面に形成された回路パターン等の欠陥の検査を行う場合
に適用して好適な欠陥検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection apparatus suitable for use in inspecting defects such as circuit patterns formed on the surface of a semiconductor element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体素子等の表面に形成さ
れた回路パターンの欠陥の大きさ及びその位置を検出す
るため欠陥検査装置が使用されている。図7は従来の欠
陥検査装置を示し、この図7において、ウエハ1の表面
1aに形成されている回路パターン2が検査対象であ
り、ウエハ1はXYステージ3上に載置されている。X
Yステージ3は2次元平面内で図7の紙面に平行なx方
向にウエハ1を移動するXステージ、及び図7の紙面に
垂直なy方向にウエハ1を移動するYステージより構成
されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a defect inspection apparatus has been used to detect the size and position of a defect in a circuit pattern formed on the surface of a semiconductor element or the like. FIG. 7 shows a conventional defect inspection apparatus. In FIG. 7, the circuit pattern 2 formed on the surface 1a of the wafer 1 is an inspection object, and the wafer 1 is placed on an XY stage 3. X
The Y stage 3 is composed of an X stage that moves the wafer 1 in the x direction parallel to the paper surface of FIG. 7 in a two-dimensional plane, and a Y stage that moves the wafer 1 in the y direction perpendicular to the paper surface of FIG. .

【0003】ウエハ1の上方において、ハロゲンランプ
等の光源4から射出された光束5は、コリメータレンズ
6により集光されて光束7となってビームスプリッター
8に入射する。ビームスプリッター8で反射された光束
9が、ウエハ1の表面1aの所定面積の照明領域を照明
する。ウエハ1の表面1aからの反射光の内で、ビーム
スプリッター8を透過した光束10は結像レンズ11に
入射する。結像レンズ11は、物体面がウエハ1の表面
1aに一致するように配置され、結像レンズ11の像面
12上に、ウエハ1上の照明領域内の回路パターンの像
が結像される。
Above the wafer 1, a light beam 5 emitted from a light source 4 such as a halogen lamp is condensed by a collimator lens 6 and becomes a light beam 7 and enters a beam splitter 8. The light beam 9 reflected by the beam splitter 8 illuminates an illumination area having a predetermined area on the surface 1 a of the wafer 1. Of the reflected light from the surface 1 a of the wafer 1, the light flux 10 that has passed through the beam splitter 8 enters the imaging lens 11. The imaging lens 11 is arranged so that the object plane thereof coincides with the surface 1a of the wafer 1, and an image of the circuit pattern in the illumination area on the wafer 1 is formed on the image plane 12 of the imaging lens 11. .

【0004】像面12には、撮像面が像面12に一致す
るように2次元の撮像素子12が設置され、撮像素子1
2は回路パターンの像を光電変換して得た撮像信号S1
を信号処理部14に出力する。信号処理部14には、デ
ータ格納部15より欠陥が無い場合の回路パターン(無
誤り回路パターン)の設計データに対応する参照信号S
2が供給され、信号処理部14は撮像信号S1と参照信
号S2とを比較することにより、ウエハ1の表面1a上
の回路パターンの欠陥の有無、欠陥の位置及びその欠陥
の大きさ等を求める。信号処理部14のその回路パター
ンの欠陥の情報S3を表示部16に供給し、表示部16
はその回路パターンの欠陥の位置及び大きさ等を表示画
面上に表示する。
A two-dimensional image pickup device 12 is installed on the image plane 12 so that the image pickup plane coincides with the image plane 12.
Reference numeral 2 denotes an image pickup signal S1 obtained by photoelectrically converting the image of the circuit pattern.
Is output to the signal processing unit 14. In the signal processing unit 14, the reference signal S corresponding to the design data of the circuit pattern (error-free circuit pattern) when there is no defect from the data storage unit 15
2 is supplied, and the signal processing unit 14 compares the image pickup signal S1 with the reference signal S2 to obtain the presence / absence of a defect in the circuit pattern on the surface 1a of the wafer 1, the position of the defect, the size of the defect, and the like. . The information S3 of the defect of the circuit pattern of the signal processing unit 14 is supplied to the display unit 16,
Displays the position and size of the defect of the circuit pattern on the display screen.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、信号処理部14では回路パターンの欠陥の
位置及び大きさ等を求めるために複雑な画像処理を高速
行う必要がある。従って、信号処置部14としては高速
のコンピュータが必要となり、信号処理系が大がかりな
ものになるという不都合があった。
In the conventional technique as described above, the signal processing unit 14 needs to perform complicated image processing at high speed in order to obtain the position and size of the defect of the circuit pattern. Therefore, a high-speed computer is required as the signal processing section 14, and the signal processing system becomes large in scale.

【0006】これに関して従来は、ウエハ1の表面1a
上の広い照明領域を一括して照明するのではなく、照明
光としてのレーザビームをウエハ1の表面上にスポット
状に集束し、光偏向器としてのオプティカルスキャナー
(ガルバノミラー等)を用いてそのスポット状に集束さ
れたレーザビームでウエハ1上を直線状に走査して欠陥
検査を行う装置も知られている。しかしながら、オプテ
ィカルスキャナーはミラーを振動させてレーザビームを
走査する方式であるため、スキャンレートの上限により
検査速度が制限され、ウエハ1の表面の全面の検査を行
うための検査時間が長いという不都合があった。
In this regard, conventionally, the surface 1a of the wafer 1 is conventionally used.
Instead of collectively illuminating the wide illumination area above, a laser beam as illumination light is focused on the surface of the wafer 1 in a spot shape, and an optical scanner (galvano mirror or the like) as an optical deflector is used to focus the laser beam. There is also known an apparatus for performing a defect inspection by linearly scanning the wafer 1 with a laser beam focused in a spot shape. However, since the optical scanner is a system in which the mirror is vibrated to scan the laser beam, the inspection speed is limited by the upper limit of the scan rate, and there is a disadvantage that the inspection time for inspecting the entire surface of the wafer 1 is long. there were.

【0007】本発明は斯かる点に鑑み、簡単な信号処理
系を用いて且つ高速に、回路パターン等が形成された基
板の表面の欠陥の検査を行うことができる欠陥検査装置
を提供することを目的とする。
In view of the above problems, the present invention provides a defect inspection apparatus capable of inspecting defects on the surface of a substrate on which a circuit pattern or the like is formed at high speed using a simple signal processing system. With the goal.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明による回転型欠陥
検査装置は、例えば図1に示すように、所定のパターン
が形成された基板(1)の表面の欠陥を検査する装置に
おいて、基板(1)の表面の所定面積の検査領域に検査
用の光束を照射する照明手段(26,28,31)と、
基板(1)からの光束をフーリエ変換するフーリエ変換
光学素子(31)と、このフーリエ変換光学素子による
フーリエ変換面(33)の近傍に配置され、基板(1)
上の所定のパターンに欠陥が無い場合の無誤り基準パタ
ーンのフーリエ変換パターンの明部と一致する部分を遮
光部とした空間フィルタ(34)と、空間フィルタ(3
4)を通過した光束を光電変換する光電変換手段(4
1)とを有する。
A rotary defect inspection apparatus according to the present invention is, for example, as shown in FIG. 1, an apparatus for inspecting a surface of a substrate (1) having a predetermined pattern for defects. Illumination means (26, 28, 31) for irradiating an inspection light beam onto an inspection area having a predetermined area on the surface of 1),
The Fourier transform optical element (31) for Fourier transforming the light flux from the substrate (1) and the Fourier transform surface (33) formed by this Fourier transform optical element are arranged in the vicinity of the substrate (1).
A spatial filter (34) which uses a portion corresponding to the bright portion of the Fourier transform pattern of the error-free reference pattern when there is no defect in the predetermined pattern as a light shielding portion, and the spatial filter (3
Photoelectric conversion means (4) for photoelectrically converting the light flux passing through 4).
1) and.

【0009】更に本発明は、フーリエ変換光学素子(3
4)の光軸に平行な回転軸を中心として基板(1)を回
転するターンテーブル(21)と、このターンテーブル
の回転に同期して空間フィルタ(34)を所定の軸を中
心として回転するフィルター回転手段(35,36)
と、フーリエ変換光学素子(31)の光軸に垂直な面内
で基板(1)を移動する移動手段(24,25)とを有
し、ターンテーブル(21)及び移動手段(24,2
5)を介して基板(1)に回転及び移動を行わせること
により、その所定面積の検査領域で基板(1)の表面を
スパイラル状に走査し、基板(1)の回転に同期してフ
ィルター回転手段(35,36)を介して空間フィルタ
(34)を回転して、光電変換手段(41)から出力さ
れる光電変換信号より基板(1)上の所定のパターンの
欠陥を検査するものである。
Further, the present invention provides a Fourier transform optical element (3
4) A turntable (21) that rotates the substrate (1) about a rotation axis parallel to the optical axis, and a spatial filter (34) that rotates about a predetermined axis in synchronization with the rotation of the turntable. Filter rotation means (35, 36)
And a moving means (24, 25) for moving the substrate (1) in a plane perpendicular to the optical axis of the Fourier transform optical element (31), the turntable (21) and the moving means (24, 2).
By rotating and moving the substrate (1) through 5), the surface of the substrate (1) is spirally scanned in the inspection area having a predetermined area, and the filter is synchronized with the rotation of the substrate (1). The spatial filter (34) is rotated through the rotating means (35, 36) to inspect for defects in a predetermined pattern on the substrate (1) from the photoelectric conversion signal output from the photoelectric conversion means (41). is there.

【0010】この場合、フィルター回転手段(35,3
6)は、その無誤り基準パターンのフーリエ変換パター
ンの0次光成分の位置を中心として空間フィルタ(3
4)を回転することが望ましい。また、そのフーリエ変
換光学素子を、例えば図6に示すように、その所定面積
の検査領域を中心とする球面(46)上にそれぞれ一端
が配され、他端がそれら一端の所定の平面(33)上へ
の正射影と相似な位置に配されている複数の光ファイバ
ー束(471,472,…,47N)を束ねて形成しても良
い。
In this case, the filter rotating means (35, 3
6) is a spatial filter (3) centered on the position of the 0th-order light component of the Fourier transform pattern of the error-free reference pattern.
It is desirable to rotate 4). Further, as shown in FIG. 6, for example, the Fourier transform optical element has one end arranged on a spherical surface (46) centered on an inspection region having a predetermined area, and the other end has a predetermined plane (33) at the one end. ) A plurality of optical fiber bundles (47 1 , 47 2 , ..., 47 N ) arranged at positions similar to the orthogonal projection may be bundled and formed.

【0011】[0011]

【作用】斯かる本発明によれば、オプティカルスキャナ
ーを用いることなく、検査対象の基板(1)をターンテ
ーブル(21)上に載置して高速に回転すると共に、移
動手段(24,25)を用いて基板(1)を移動するこ
とにより、所定の光スポットで基板(1)の表面を高速
に走査する。従って、検査速度がオプティカルスキャナ
ー等により制限されることがない。
According to the present invention, the substrate (1) to be inspected is placed on the turntable (21) and rotated at a high speed without using an optical scanner, and the moving means (24, 25) are provided. By moving the substrate (1) by using, the surface of the substrate (1) is scanned at high speed with a predetermined light spot. Therefore, the inspection speed is not limited by the optical scanner or the like.

【0012】また、本発明においては、基板(1)から
の光束をフーリエ変換し、そのフーリエ変換パターンか
ら空間フィルタ(34)で、欠陥が無い場合の無誤り基
準パターンのフーリエ変換パターンの成分を除去するこ
とにより、欠陥情報のみを光学的に抽出している。従っ
て、光電変換後の電気信号の信号処理系の負担が軽減さ
れ、信号処理系の構成が簡略化され、且つ信号処理系の
処理速度で検査速度が制限されることもない。この際
に、基板(1)が回転すると、基板(1)上のパターン
のフーリエ変換パターンも回転するため、空間フィルタ
(34)で常に欠陥情報のみを抽出するため、基板
(1)の回転に同期して空間フィルタ(34)を回転し
ている。
Further, in the present invention, the light flux from the substrate (1) is Fourier-transformed, and from the Fourier-transform pattern, the spatial filter (34) is used to determine the components of the Fourier-transform pattern of the error-free reference pattern. By removing the defect information, only the defect information is optically extracted. Therefore, the load on the signal processing system of the electric signal after photoelectric conversion is reduced, the configuration of the signal processing system is simplified, and the inspection speed is not limited by the processing speed of the signal processing system. At this time, when the substrate (1) rotates, the Fourier transform pattern of the pattern on the substrate (1) also rotates, so that only the defect information is always extracted by the spatial filter (34). The spatial filter (34) is rotating in synchronization.

【0013】この場合、基板(1)が回転しても、その
基板(1)上のパターンのフーリエ変換パターンの0次
光成分の位置は不変である。従って、空間フィルタ(3
4)の回転軸はその0次光成分の位置であることが望ま
しい。また、そのフーリエ変換光学素子を、例えば図6
に示すように、複数の光ファイバー束から形成した場合
には、フーリエ変換光学素子を基板(1)に近づけるこ
とができ、基板(1)からの光束の集光効率が改善され
る。
In this case, even if the substrate (1) rotates, the position of the 0th-order light component of the Fourier transform pattern of the pattern on the substrate (1) does not change. Therefore, the spatial filter (3
It is desirable that the rotation axis of 4) be the position of the zero-order light component. In addition, the Fourier transform optical element is, for example, as shown in FIG.
As shown in, when the optical fiber bundle is formed of a plurality of optical fiber bundles, the Fourier transform optical element can be brought close to the substrate (1), and the efficiency of collecting the light flux from the substrate (1) is improved.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明による回転型欠陥検査装置の第
1実施例につき図1〜図4を参照して説明する。図1は
本例の回転型欠陥検査装置を示し、この図1において、
表面に回路パターンが形成されたウエハ1がターンテー
ブル21上に真空吸着されている。移動回転部23が、
回転軸22を介してターンテーブル21を回転する。図
1の紙面に平行な方向にy軸、図1の紙面に垂直な方向
にx軸を取り、x軸及びy軸により定まるxy平面にウ
エハ1の表面1aが常に平行に保たれた状態で、ターン
テーブル21はウエハ1を回転する。移動回転部23
は、ローラ24を介してy方向に伸びたレール25上に
載置され、移動回転部23がローラ24を回転駆動する
ことにより、移動回転部23はレール25に沿ってy方
向に移動する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the rotary type defect inspection apparatus according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a rotary defect inspection apparatus of this example. In FIG.
The wafer 1 having a circuit pattern formed on its surface is vacuum-adsorbed on the turntable 21. The moving rotation unit 23
The turntable 21 is rotated via the rotary shaft 22. With the y-axis parallel to the plane of FIG. 1 and the x-axis perpendicular to the plane of FIG. 1, the surface 1a of the wafer 1 is always kept parallel to the xy plane defined by the x-axis and the y-axis. The turntable 21 rotates the wafer 1. Moving rotation unit 23
Is placed on the rail 25 extending in the y direction via the roller 24, and the moving rotating unit 23 rotationally drives the roller 24, whereby the moving rotating unit 23 moves in the y direction along the rail 25.

【0015】ターンテーブル21の上方にHe−Neレ
ーザ光源等のコヒーレントな光束(レーザビーム等)を
発生する光源26が設置され、光源26から射出された
光束27は、ビームエクスパンダ28により断面形状が
円形の平行光束29となる。平行光束29はミラー30
で反射されてフーリエ変換レンズ31に向かい、フーリ
エ変換レンズ31により集光された光束29Aがウエハ
1上の被検点P上にスポット状に照射される。被検点P
上にスポット状に照射される光束29Aによる照明領域
の直径は例えば40μmであり、その照明領域の照度は
所望の値に設定される。
A light source 26 for generating a coherent light beam (laser beam or the like) such as a He-Ne laser light source is installed above the turntable 21, and a light beam 27 emitted from the light source 26 is cross-sectionally shaped by a beam expander 28. Is a circular parallel light beam 29. The parallel light beam 29 is reflected by the mirror 30.
Then, the light flux 29A reflected by the light is directed toward the Fourier transform lens 31, and the light flux 29A collected by the Fourier transform lens 31 is irradiated onto the inspection point P on the wafer 1 in a spot shape. Test point P
The diameter of the illumination area by the light flux 29A that is emitted in a spot-like shape is 40 μm, for example, and the illuminance of the illumination area is set to a desired value.

【0016】また、フーリエ変換レンズ31の実効中心
がウエハ1の表面1aから焦点距離fの1倍の位置に来
るように、フーリエ変換レンズ31が設置されている。
フーリエ変換レンズ31の光軸AX1は、xy平面に垂
直なz軸に平行である。光束29Aの照射により被検点
Pから発生する光束32はフーリエ変換レンズ31に入
射し、フーリエ変換レンズ31を通過した光束32Aに
より、フーリエ変換レンズ31の後側焦点面(フーリエ
変換面)33上に、ウエハ1上の被検点Pの回路パター
ンの選択的にフィルタリング可能なフーリエ変換パター
ン(フーリエスペクトル)が形成される。
Further, the Fourier transform lens 31 is installed so that the effective center of the Fourier transform lens 31 is located at a position 1 times the focal length f from the surface 1a of the wafer 1.
The optical axis AX1 of the Fourier transform lens 31 is parallel to the z axis perpendicular to the xy plane. The light flux 32 generated from the test point P by the irradiation of the light flux 29A is incident on the Fourier transform lens 31, and is reflected by the light flux 32A passing through the Fourier transform lens 31 on the rear focal plane (Fourier transform surface) 33 of the Fourier transform lens 31. Then, a Fourier transform pattern (Fourier spectrum) capable of selectively filtering the circuit pattern of the test point P on the wafer 1 is formed.

【0017】また、光束29Aの照射によりウエハ1の
表面1aでそのまま反射された光束29Bは、再びフー
リエ変換レンズ31に入射し、ミラー30で反射された
平行光束29と断面形状が一致する光束29Cとなる。
光束29Cは、後側焦点面33上において、点Qを中心
とした円形スペクトルを形成する。点Qは0次光成分の
位置でもある。その後側焦点面33上に、回転式の空間
フィルタ34を設置する。回転式の空間フィルタ34は
円板状であり、回転軸35を介して回転部36に接続さ
れている。回転部36は、回転軸35を介して空間フィ
ルタ34を後側焦点面33内において点Qを中心に回転
する。空間フィルタ34は、ウエハ1の回転運動と同期
して、且つ同一の角速度で回転する。回転の方向は、ウ
エハ1及び空間フィルタ34共にそれぞれ常に同一方向
であればよく、両者の相対的な回転方向は同一又は逆の
どちらでもよい。
Further, the light beam 29B directly reflected by the surface 1a of the wafer 1 by the irradiation of the light beam 29A again enters the Fourier transform lens 31, and the light beam 29C whose cross-sectional shape matches the parallel light beam 29 reflected by the mirror 30. Becomes
The light flux 29C forms a circular spectrum centered on the point Q on the rear focal plane 33. The point Q is also the position of the zero-order light component. A rotary spatial filter 34 is installed on the rear focal plane 33. The rotary spatial filter 34 has a disc shape, and is connected to the rotary unit 36 via a rotary shaft 35. The rotating unit 36 rotates the spatial filter 34 about the point Q in the rear focal plane 33 via the rotating shaft 35. The spatial filter 34 rotates in synchronization with the rotational movement of the wafer 1 and at the same angular velocity. The rotation directions of the wafer 1 and the spatial filter 34 may be always the same, and the relative rotation directions of the both may be the same or opposite.

【0018】回転式の空間フィルタ34は、ウエハ1の
表面の回路パターンに欠陥が無い場合の無誤り回路パタ
ーンに光束29Aが照射された場合に、その無誤り回路
パターンから発生する光束による後側焦点面33上のフ
ーリエ変換パターンの明部と一致する部分が不透明部分
となり、それ以外の部分が透明部分となっている。即
ち、空間フィルタ34は、無誤り回路パターンのフーリ
エ変換パターン(フーリエスペクトル)を阻止するもの
である。
The rotary type spatial filter 34 has a rear side due to a light beam generated from the error-free circuit pattern when the error-free circuit pattern is irradiated with the light beam 29A when the circuit pattern on the surface of the wafer 1 has no defect. The portion on the focal plane 33 that matches the bright portion of the Fourier transform pattern is an opaque portion, and the other portion is a transparent portion. That is, the spatial filter 34 blocks the Fourier transform pattern (Fourier spectrum) of the error-free circuit pattern.

【0019】空間フィルタ34は、例えば写真乾板を後
側焦点面33上に配置し、無誤り回路パターンが形成さ
れたマスターウエハをターンテーブル21上に載置し、
そのマスターウエハと写真乾板とを同期して回転させな
がら、マスターウエハから発生するフーリエ変換パター
ンでその写真乾板を感光させて作製することができる。
無誤り回路パターンを得ることが困難である場合には以
下のようにする。
As the spatial filter 34, for example, a photographic dry plate is arranged on the rear focal plane 33, and a master wafer on which an error-free circuit pattern is formed is placed on the turntable 21.
It can be produced by exposing the photographic dry plate with a Fourier transform pattern generated from the master wafer while rotating the master wafer and the photographic dry plate in synchronization.
When it is difficult to obtain an error-free circuit pattern, the following is performed.

【0020】即ち、図2に示すようにウエハ1の表面に
は、多くのそれぞれ同一回路を有するダイ(パターンユ
ニット)37A,37B,37C,…が存在するが、こ
れら全てのダイにそれぞれ欠陥が存在しているとして
も、欠陥部の位置は互いに異なると共に、欠陥部の面積
の割合は全てのダイの無欠陥の回路部分の面積に比較し
て著しく小さいとみなせる。従って、欠陥部にウエハ1
の光束29Aが入射して発生する光パターンに対して、
写真乾板が感光しないように光束29Aのエネルギーを
十分に低下させて、ウエハ1上の複数のダイに順次光束
29Aを照射し、多くの面積の無誤り回路パターンから
光パターンを発生させ、結果的に無誤り回路パターンか
らの光パターンのみで写真乾板を感光させればよい。こ
の方法によれば当然に、照明領域をウエハ1上で移動す
る速度を制御することでも、写真乾板への露光量を制御
できる。無誤り回路パターンから発生する光パターンで
露光した写真乾板は現像処理により空間フィルタ34と
なる。作製した空間フィルタ34は、ウエハ1との相対
的な角度関係が露光時(作製時)と同一となるように後
側焦点面33に取り付けられる。
That is, as shown in FIG. 2, there are many dies (pattern units) 37A, 37B, 37C, ... Having the same circuit on the surface of the wafer 1, but all these dies have defects. Even if they exist, the positions of the defective portions are different from each other, and the area ratio of the defective portions can be regarded to be significantly smaller than the area of the circuit portion having no defect in all the dies. Therefore, the wafer 1 is
The light pattern generated by the incident light flux 29A of
The energy of the light beam 29A is sufficiently reduced so that the photographic plate is not exposed to light, and the plurality of dies on the wafer 1 are sequentially irradiated with the light beam 29A to generate an optical pattern from a large number of error-free circuit patterns. In addition, the photographic plate may be exposed only by the light pattern from the error-free circuit pattern. According to this method, naturally, the exposure amount to the photographic dry plate can also be controlled by controlling the moving speed of the illumination area on the wafer 1. The photographic plate exposed with the light pattern generated from the error-free circuit pattern becomes the spatial filter 34 by the developing process. The fabricated spatial filter 34 is attached to the rear focal plane 33 so that the relative angular relationship with the wafer 1 is the same as during exposure (during fabrication).

【0021】空間フィルタ34は、写真乾板以外にも既
存の例えば液晶表示素子(LCD)、又はエレクトロク
ロミック素子(ECD)等のSLM(Spatial Light Mod
ulator) 素子(空間光変調素子)を用いて構成すること
もできる。これらを用いる場合、空間フィルタ34に書
き込む無誤り回路パターンのフーリエ変換パターンに対
応する不透明部分を、予め後側焦点面33内に2次元の
撮像素子を配置して計測しておくことが望ましいが、回
路パターンのデザインデータをコンピュータによりフー
リエ変換してシミュレーションによって求めることも可
能である。空間フィルタ34は、より簡単には、透明の
フィルムに周知のコンピュータ用のプロッターを用いて
所定のパターンを描画することでも製作できる。この場
合も、上述した方法で描画データを得ることができる。
The spatial filter 34 is an SLM (Spatial Light Mod) such as a liquid crystal display element (LCD) or an electrochromic element (ECD) that is already used in addition to the photographic plate.
ulator) element (spatial light modulation element). When these are used, it is desirable to measure the opaque portion corresponding to the Fourier transform pattern of the error-free circuit pattern written in the spatial filter 34 by previously disposing a two-dimensional image sensor in the rear focal plane 33. It is also possible to calculate the circuit pattern design data by a computer and to obtain it by simulation. The spatial filter 34 can be more simply manufactured by drawing a predetermined pattern on a transparent film using a well-known computer plotter. Also in this case, the drawing data can be obtained by the method described above.

【0022】図1において、移動回転部23の動作によ
りウエハ1は、回転軸22を中心に回転しながらy方向
に移動する。この動作により、光束29Aによる被検点
P上の円形の照明スポット光が、ウエハ1上を相対的に
スパイラル状に回転走査し、ウエハ1の表面の全面の欠
陥検査が高速に実行される。本実施例ではウエハ1を回
転走査した場合に後側焦点面33上に形成されるフーリ
エスペクトルの0次光成分の位置Qを中心として、ウエ
ハ1の回転に同期して空間フィルタ34を回転させるこ
とにより、ウエハ1を回転させながらフーリエスペクト
ルのフィルタリングを行って欠陥検査を行うようにして
いる。従って、空間フィルタ34を通過する光束である
欠陥情報搬送光束38には、ウエハ1上の被検点P上の
回路パターンの欠陥に関与する情報のみが含まれてい
る。欠陥情報搬送光束38は集光レンズ39により、光
電変換素子41の受光面に集光される。光電変換素子4
1により光電変換されて得られた欠陥信号S4が信号処
理不42に供給され、信号処理部42には、移動回転部
23からウエハ1上の被検点Pの2次元座標を表す位置
情報S5も供給されている。
In FIG. 1, the wafer 1 is moved in the y-direction while rotating about the rotating shaft 22 by the operation of the moving / rotating unit 23. By this operation, the circular illumination spot light on the point P to be inspected by the light flux 29A relatively scans and rotates on the wafer 1 in a spiral manner, and the defect inspection of the entire surface of the wafer 1 is executed at high speed. In this embodiment, when the wafer 1 is rotationally scanned, the spatial filter 34 is rotated in synchronization with the rotation of the wafer 1 about the position Q of the 0th-order light component of the Fourier spectrum formed on the rear focal plane 33. As a result, the defect inspection is performed by performing Fourier spectrum filtering while rotating the wafer 1. Therefore, the defect information carrying light flux 38, which is the light flux passing through the spatial filter 34, contains only the information relating to the defect of the circuit pattern on the inspection point P on the wafer 1. The defect information carrying light flux 38 is condensed by the condenser lens 39 on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 41. Photoelectric conversion element 4
The defect signal S4 obtained by photoelectric conversion by 1 is supplied to the signal processing unit 42, and the signal processing unit 42 receives the position information S5 representing the two-dimensional coordinates of the test point P on the wafer 1 from the moving / rotating unit 23. Is also being supplied.

【0023】信号処理部42は、電気的及び光学的な雑
音レベルよりも大きなレベルの閾値を有し、欠陥信号S
4の内のその閾値以上の信号レベルを欠陥として抽出す
る。本例では空間フィルタ34により無誤り基準パター
ンのフーリエ変換パターンが阻止されているため、空間
フィルタ34を通過した光束を欠陥部からの光束及び光
学的なノイズ光であるとみなし、欠陥信号S4の信号レ
ベルがその閾値以上である場合に、被検点Pの回路パタ
ーンが欠陥部であるとみなしている。それと共に信号処
理部42は、欠陥部の信号レベルの大きさを検知してこ
れを欠陥の大きさとする。また、上述の位置情報S5に
基づいて、信号処理部42はウエハ1の欠陥の存在箇所
を検出する。信号処理部42は、ウエハ1上の欠陥の位
置及び大きさを示す表示情報S6を表示部16に供給
し、表示部16では、マップ表示により欠陥の存在箇所
が表示されると共に、対応する欠陥の大きさも表示され
る。
The signal processing section 42 has a threshold value of a level higher than the electrical and optical noise levels, and the defect signal S
A signal level of 4 or more that is equal to or higher than the threshold value is extracted as a defect. In this example, since the Fourier transform pattern of the error-free reference pattern is blocked by the spatial filter 34, the light flux passing through the spatial filter 34 is regarded as the light flux from the defective portion and the optical noise light, and the defect signal S4 When the signal level is equal to or higher than the threshold value, the circuit pattern of the test point P is considered to be a defective portion. At the same time, the signal processing unit 42 detects the size of the signal level of the defective portion and sets it as the size of the defect. In addition, the signal processing unit 42 detects the location of the defect on the wafer 1 based on the above-described position information S5. The signal processing unit 42 supplies the display information S6 indicating the position and size of the defect on the wafer 1 to the display unit 16, and the display unit 16 displays the location of the defect by the map display and the corresponding defect. The size of is also displayed.

【0024】この際に、ウエハ1上の回路パターンによ
っては、無誤り回路パターンのフーリエ変換スペクトル
が、円板状の空間フィルタ34上に偏って存在する場合
もある。この場合に空間フィルタ34を回転させると、
光電変換素子41に照射される欠陥情報搬送光束38の
光エネルギーが変調される。このエネルギー変調は、欠
陥の検出及び大きさの弁別に影響を与える。このエネル
ギー変調は、空間フィルタ34の回転に同期しているた
め、そのエネルギー変調の影響を除去するためにターン
テーブル21上に無地のウエハを載置し、この無地のウ
エハ上に基準となる塵等の欠陥部の校正用のサンプルを
散布するか、又は校正用の光源をウエハ1と共役な位置
に設置する。そして、光電変換素子41の出力信号のエ
ネルギー変調を、空間フィルタ34の回転角の関数とし
て測定し、この測定結果を用いて信号処理部42におい
て、そのエネルギー変調を相殺するように欠陥信号S4
を強度変調する。これにより、ウエハ1上の全周を同一
感度で検査できる。
At this time, depending on the circuit pattern on the wafer 1, the Fourier transform spectrum of the error-free circuit pattern may exist unevenly on the disk-shaped spatial filter 34. In this case, when the spatial filter 34 is rotated,
The light energy of the defect information carrying light flux 38 with which the photoelectric conversion element 41 is irradiated is modulated. This energy modulation affects defect detection and size discrimination. Since this energy modulation is synchronized with the rotation of the spatial filter 34, a plain wafer is placed on the turntable 21 in order to remove the influence of the energy modulation, and dust as a reference is placed on this plain wafer. A sample for calibration of defective portions such as the above is scattered, or a light source for calibration is installed at a position conjugate with the wafer 1. Then, the energy modulation of the output signal of the photoelectric conversion element 41 is measured as a function of the rotation angle of the spatial filter 34, and using the measurement result, the signal processing unit 42 uses the defect signal S4 to cancel the energy modulation.
Intensity is modulated. As a result, the entire circumference of the wafer 1 can be inspected with the same sensitivity.

【0025】次に、ウエハ1上の被検点Pと発生するフ
ーリエスペクトルとの関係につき説明する。図2におい
て、ウエハ1上の被検点P1を検査する場合、ウエハ1
上の多数のダイ37A,37B,…の回路パターンの描
画時の基準となる直交座標系(以下、「基準座標系」と
いう)(x´,y´)と、図1に示す装置の座標系
(x,y)とは角度α1 をなすものとする。この場合、
ウエハ1が回転軸22を中心として回転すると、ウエハ
1上の被検点が被検点P2及び被検点P3に移動する
と、基準座標系(x´,y´)と、装置の座標系(x,
y)とはそれぞれ角度α2 及び角度α3 をなすように変
化する。
Next, the relationship between the test point P on the wafer 1 and the generated Fourier spectrum will be described. In FIG. 2, when the inspection point P1 on the wafer 1 is inspected, the wafer 1
An orthogonal coordinate system (hereinafter referred to as "reference coordinate system") (x ', y'), which serves as a reference when drawing the circuit patterns of the above-mentioned many dies 37A, 37B, ..., and the coordinate system of the apparatus shown in FIG. It is assumed that an angle α 1 is formed with (x, y). in this case,
When the wafer 1 rotates about the rotation axis 22 and the inspection point on the wafer 1 moves to the inspection points P2 and P3, the reference coordinate system (x ′, y ′) and the coordinate system of the device ( x,
y) changes so as to form an angle α 2 and an angle α 3 , respectively.

【0026】図3(a)〜(c)は、それぞれ図1のフ
ーリエ変換レンズ31の後側焦点面(フーリエ変換面)
33上で、フーリエ変換レンズ31の開口により制限さ
れるスペクトル領域33aを示す。図3(a)において
ウエハ上の被検点P(実際には図1のフーリエ変換レン
ズ31の物体面に位置する。)上の1つのダイ(パター
ンユニット)37の基準座標系(x´,y´)と装置の
座標系(x,y)とは、角度α1 をなす。このとき、ス
ペクトル領域33a内で観察される空間周波数スペクト
ルは、基準座標系(x´,y´)と平行で且つ0次光成
分の位置Qを原点とした座標系(u,v)上の一部分の
領域となる。ダイ37の基準座標系(x´,y´)と装
置の座標系(x,y)とがなす角度がα1 、α2 及びα
3 と変化すると、観察可能なスペクトル領域33aは、
0次光成分の位置Qを中心に、座標系(u,v)上で回
転する。これを装置側(装置の座標系(x,y))から
見ると、図3(a)、(b)及び(c)に示すように、
スペクトル領域33a内に観察される空間周波数スペク
トルが被検点Pを中心にダイ37の回転に同期して回転
するように見える。
FIGS. 3A to 3C are respectively the rear focal planes (Fourier transform planes) of the Fourier transform lens 31 of FIG.
On 33 is shown the spectral region 33a limited by the aperture of the Fourier transform lens 31. In FIG. 3A, the reference coordinate system (x ′, x ′, of one die (pattern unit) 37 on the inspection point P on the wafer (actually located on the object plane of the Fourier transform lens 31 in FIG. 1). y ′) and the coordinate system (x, y) of the device form an angle α 1 . At this time, the spatial frequency spectrum observed in the spectral region 33a is parallel to the reference coordinate system (x ', y') and on the coordinate system (u, v) with the position Q of the 0th-order light component as the origin. It becomes a part of the area. The angles formed by the reference coordinate system (x ′, y ′) of the die 37 and the coordinate system (x, y) of the device are α 1 , α 2 and α.
When it is changed to 3 , the observable spectral region 33a becomes
It rotates on the coordinate system (u, v) around the position Q of the 0th-order light component. When viewed from the device side (coordinate system (x, y) of the device), as shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c),
The spatial frequency spectrum observed in the spectral region 33a appears to rotate about the point P to be tested in synchronization with the rotation of the die 37.

【0027】従って、図2に示すようにウエハ1の回転
により、円周の走査線43上を被検点P1,P2,P
3,…が移動して多数のダイ(37A,37B等)内の
回路パターンの欠陥を検査する場合、図4に示すよう
に、各ダイの回転に同期して回転する空間フィルタ34
が必要となる。図4において、空間フィルタ34の回転
中心は位置Qであり、空間フィルタ34の半径Lは、ス
ペクトル領域33a内で位置Qから最も遠い点44まで
の距離により決定される。
Therefore, as shown in FIG. 2, the rotation of the wafer 1 causes the points P1, P2, P to be detected on the circumferential scanning line 43.
When three, ... Are moved to inspect circuit patterns in a large number of dies (37A, 37B, etc.), as shown in FIG. 4, the spatial filter 34 that rotates in synchronization with the rotation of each die is used.
Is required. In FIG. 4, the center of rotation of the spatial filter 34 is the position Q, and the radius L of the spatial filter 34 is determined by the distance from the position Q to the farthest point 44 in the spectral region 33a.

【0028】上述のように本例によれば、ウエハ1上で
被検点Pを相対的に高速に回転走査して、ウエハ1の全
面の欠陥検査を高速に実行している。また、ウエハ1の
回転によりウエハ1の回路パターンのフーリエ変換パタ
ーンも回転するため、ウエハ1の回転に同期して回転す
る空間フィルタ34を用いて、無誤り基準パターンから
のフーリエ変換スペクトルを阻止し、空間フィルタ34
を通過した欠陥情報搬送光束38を検出して欠陥検出を
行っている。従って、信号処理系では、欠陥信号S4を
所定の閾値と比較すると共に、欠陥部でその欠陥信号S
4の値を保持するだけで良く、大型のコンピュータ等は
必要でないため、信号処理系の構成が簡略であり、且つ
処理速度が高速である。
As described above, according to this example, the inspection point P is rotationally scanned on the wafer 1 at a relatively high speed, and the defect inspection of the entire surface of the wafer 1 is executed at a high speed. Further, since the Fourier transform pattern of the circuit pattern of the wafer 1 is also rotated by the rotation of the wafer 1, the Fourier transform spectrum from the error-free reference pattern is blocked by using the spatial filter 34 that rotates in synchronization with the rotation of the wafer 1. , Spatial filter 34
The defect information carrying light flux 38 that has passed through is detected to detect the defect. Therefore, in the signal processing system, the defect signal S4 is compared with a predetermined threshold, and the defect signal S4 is detected at the defective portion.
Since the value of 4 only needs to be held and a large computer or the like is not required, the configuration of the signal processing system is simple and the processing speed is high.

【0029】次に、本発明の第2実施例につき図5を参
照して説明する。この図5において図1に対応する部分
には同一符号を付してその詳細説明を省略する。図5は
この第2実施例の回転型欠陥検査装置を示し、この図5
において、回路パターンが形成されたウエハ1が、ター
ンテーブル21上に載置され、ターンテーブル21が回
転軸22を介して移動回転部23に接続されている。移
動回転部23の動作によりウエハ1は、回転軸22を中
心に回転しながらy方向に移動する。これにより第1実
施例と同様に、被検点P上に照射されるスポット光が、
ウエハ1上を相対的にスパイラル状に回転走査し、ウエ
ハ1の表面の全面の欠陥検査が高速に実行される。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. FIG. 5 shows the rotary type defect inspection apparatus of the second embodiment.
In FIG. 1, the wafer 1 on which the circuit pattern is formed is placed on the turntable 21, and the turntable 21 is connected to the moving and rotating unit 23 via the rotating shaft 22. By the operation of the moving / rotating unit 23, the wafer 1 moves in the y direction while rotating about the rotation shaft 22. As a result, as in the first embodiment, the spot light radiated on the test point P is
The wafer 1 is relatively spirally rotated and scanned, and defect inspection of the entire surface of the wafer 1 is executed at high speed.

【0030】ターンテーブル21の上方において、光源
26から射出される光束27は、ビームエクスパンダ2
8により断面が円形の平行光束29となって集光レンズ
45に入射する。集光レンズ45により集束された光束
29Dは、ウエハ1上の被検点P上に例えば直径30μ
m程度のスポット光として照射される。ウエハ1の上方
にフーリエ変換レンズ31が配置され、フーリエ変換レ
ンズ31の実効中心はウエハ1の表面1aから焦点距離
fの1倍の面上に位置している。
Above the turntable 21, the light beam 27 emitted from the light source 26 is emitted by the beam expander 2.
8 forms a parallel light beam 29 having a circular cross section and enters the condenser lens 45. The light beam 29D focused by the condenser lens 45 is, for example, 30 μm in diameter on the test point P on the wafer 1.
It is irradiated as a spot light of about m. A Fourier transform lens 31 is arranged above the wafer 1, and the effective center of the Fourier transform lens 31 is located on the surface 1 a of the wafer 1 at a focal length f.

【0031】光束29Dにより被検点Pから発生する光
束32はフーリエ変換レンズ31に入射し、フーリエ変
換レンズ31を通過した光束32Aにより、フーリエ変
換レンズ31の後側焦点面33上に選択的にフィルタリ
ングしうるフーリエスペクトルを形成する。フーリエ変
換レンズ31は、入射する光束による像高hと、その光
束と光軸AX1とがなす角度θとの関係が、像高hがf
sinθに比例する特性を有する。フーリエ変換レンズ
31は、例えばh=fsinθで表わされる特性を有す
るとする。ウエハ1からの光束32は、光軸AX1と角
度θ0 をなしてフーリエ変換レンズ31に入射し、後側
焦点面33上の像高h0 がfsinθ0 の点に光スポッ
トを形成する。光源26及び集光レンズ45を含む照明
系の光軸をAX2として、光軸AX2が光軸AX1に対
して角度θ1 で交差するものとすると、光束29Dによ
りウエハ1の表面からそのまま反射される光束29Eの
光軸AX3は、光軸AX1に対して角度θ1 で交差して
いる。
The light beam 32 generated by the light beam 29D from the test point P is incident on the Fourier transform lens 31, and the light beam 32A that has passed through the Fourier transform lens 31 is selectively placed on the rear focal plane 33 of the Fourier transform lens 31. Form a Fourier spectrum that can be filtered. In the Fourier transform lens 31, the relationship between the image height h due to the incident light flux and the angle θ formed by the light flux and the optical axis AX1 is such that the image height h is f.
It has a characteristic proportional to sin θ. It is assumed that the Fourier transform lens 31 has a characteristic represented by, for example, h = fsin θ. The light flux 32 from the wafer 1 makes an angle θ 0 with the optical axis AX1 and enters the Fourier transform lens 31, and forms a light spot at a point where the image height h 0 on the rear focal plane 33 is f sin θ 0 . Assuming that the optical axis of the illumination system including the light source 26 and the condenser lens 45 is AX2, and the optical axis AX2 intersects the optical axis AX1 at an angle θ 1 , it is reflected from the surface of the wafer 1 by the light beam 29D as it is. The optical axis AX3 of the light beam 29E intersects the optical axis AX1 at an angle θ 1 .

【0032】本実施例ではフーリエ変換レンズ31の開
口は、ウエハ1の表面からの光軸AX1に対して角度θ
1 の光束が入射できる程大きくないため、後側焦点面3
3上で光束29Eの空間周波数スペクトルを測定するこ
とは不可能である。しかしながら、角度θ1 は既知であ
るため、光軸AX1からh1(=fsinθ1)の位置Qが
反射する光束29E(0次光)のスペクトル位置である
ことは自明である。従って、本実施例においては、図5
の紙面内で後側焦点面33上の像高h1 の位置Qを中心
に空間フィルタ34を回転する。回転式の空間フィルタ
34の構成、及び回転動作は第1実施例と同様である。
空間フィルタ34の遮光部により、無誤り回路パターン
のフーリエ変換パターンが阻止され、それ以外のウエハ
1上の欠陥部から発生する光パターンが、空間フィルタ
34の光透過部を透過して欠陥搬送光束38になる。そ
の他の構成は第1実施例と同様である。
In the present embodiment, the opening of the Fourier transform lens 31 has an angle θ with respect to the optical axis AX1 from the surface of the wafer 1.
Since the light flux of 1 is not large enough to be incident, the rear focal plane 3
It is not possible to measure the spatial frequency spectrum of the light beam 29E on the H.3. However, since the angle θ 1 is known, it is obvious that the position Q of h 1 (= f sin θ 1 ) from the optical axis AX1 is the spectral position of the reflected light beam 29E (0th order light). Therefore, in this embodiment, as shown in FIG.
The spatial filter 34 is rotated about the position Q of the image height h 1 on the rear focal plane 33 in the plane of FIG. The configuration and the rotating operation of the rotary spatial filter 34 are the same as those in the first embodiment.
The light-shielding portion of the spatial filter 34 blocks the Fourier transform pattern of the error-free circuit pattern, and the other light pattern generated from the defective portion on the wafer 1 passes through the light-transmitting portion of the spatial filter 34 and transmits the defect-carrying light flux. 38. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0033】本実施例においても、第1実施例と同様に
ウエハ1を回転走査しながら、ウエハ1の回転と同期し
て空間フィルタ34を回転することにより、空間フィル
タ34により無誤り回路パターンからのフーリエ変換パ
ターンを阻止している。そして、空間フィルタ34を通
過した欠陥情報搬送光束38を光電変換素子41により
欠陥信号S4に変換して、高速に欠陥の位置及び大きさ
等の検出が行われる。この際に本実施例では、第1実施
例の場合よりも後側焦点面33上で0次光成分から遠く
離れたフーリエ変換成分が検出される。また、無誤り回
路パターンからのフーリエ変換成分は一般に0次光成分
の周辺で強いため、本実施例のように0次光成分から離
れた成分を抽出ことにより、無誤り回路パターンの影響
をより低減させて、欠陥部の検出能力を高めることがで
きる。
Also in this embodiment, as in the first embodiment, the spatial filter 34 is rotated in synchronization with the rotation of the wafer 1 while rotationally scanning the wafer 1, so that the spatial filter 34 can generate an error-free circuit pattern. The Fourier transform pattern of is blocked. Then, the defect information carrying light flux 38 passing through the spatial filter 34 is converted into the defect signal S4 by the photoelectric conversion element 41, and the position and size of the defect are detected at high speed. At this time, in this embodiment, a Fourier transform component farther from the 0th-order light component is detected on the rear focal plane 33 than in the first embodiment. Further, since the Fourier transform component from the error-free circuit pattern is generally strong around the 0th-order light component, by extracting the component apart from the 0th-order light component as in the present embodiment, the influence of the error-free circuit pattern is further improved. It is possible to reduce the number of defects and increase the defect detection capability.

【0034】なお、本実施例においてもウエハ1上の回
路パターンによっては、無誤り回路パターンのフーリエ
スペクトルが空間フィルタ34上に偏って存在する場合
もあり、空間フィルタ34を回転させると光電変換素子
41に入射する欠陥情報搬送光束38の光エネルギーが
変調される。この変調は第1実施例と同様な手法により
相殺することが可能である。
Also in this embodiment, the Fourier spectrum of the error-free circuit pattern may be unevenly present on the spatial filter 34 depending on the circuit pattern on the wafer 1, and when the spatial filter 34 is rotated, the photoelectric conversion element is rotated. The light energy of the defect information carrying light flux 38 incident on 41 is modulated. This modulation can be canceled by the same method as in the first embodiment.

【0035】次に、図5の実施例においてフーリエ変換
レンズ31の代わりに1組の光ファイバー束を用いた変
形例につき図6を参照して説明する。図6はこの変形例
の要部を示し、この図5に対応する部分に同一符号を付
した図6において、ウエハ1上の被検点Pを中心とする
球面46上に光ファイバー束471,472,…,47N
それぞれの一端を配置する。そして、それら光ファイバ
ー束471,472,…,47N のそれぞれの他端を、ウエ
ハ1の表面に対する法線に沿ってウエハ1の表面に平行
な面33上に配置し、この面33上に空間フィルタ34
を配置する。
Next, a modification in which one set of optical fiber bundles is used instead of the Fourier transform lens 31 in the embodiment of FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows an essential part of this modified example. In FIG. 6 in which parts corresponding to those in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, optical fiber bundles 47 1 , One end of each of 47 2 , ..., 47 N is arranged. Then, the other ends of the optical fiber bundles 47 1 , 47 2 , ..., 47 N are arranged on a surface 33 parallel to the surface of the wafer 1 along a normal to the surface of the wafer 1, and on this surface 33. To the spatial filter 34
To place.

【0036】また、集光レンズ45により集光された光
束29Dを、球面46の一部の開口48を介してウエハ
1上の被検点Pに照射し、被検点Pから発生する光束3
2をそれら光ファイバー束471,472,…,47N を介
して面33上に導く。この場合、球面46の半径をRと
すると、ウエハ1から法線に対して角度θで射出される
光束32の像高hはRsinθとなり、フーリエ変換さ
れるのと等価である。従って、1組の光ファイバー束4
1,472,…,47N は、図5のフーリエ変換レンズ3
1と同様にウエハ1上の回路パターンからの光束をフー
リエ変換する。
The light beam 29D condensed by the condenser lens 45 is applied to the test point P on the wafer 1 through the opening 48 of a part of the spherical surface 46, and the light beam 3 generated from the test point P.
2 is guided onto the surface 33 via the optical fiber bundles 47 1 , 47 2 , ..., 47 N. In this case, when the radius of the spherical surface 46 is R, the image height h of the light flux 32 emitted from the wafer 1 at an angle θ with respect to the normal line is Rsin θ, which is equivalent to Fourier transform. Therefore, one set of optical fiber bundles 4
7 1 , 47 2 , ..., 47 N are the Fourier transform lens 3 of FIG.
As in the case of 1, the light flux from the circuit pattern on the wafer 1 is Fourier-transformed.

【0037】また、光束29Dによりウエハ1からその
まま反射される光束29Eが面33上で通過する位置
(0次光成分の位置)を中心として空間フィルタ34を
回転する。これにより、ウエハ1からの無誤り回路パタ
ーンのフーリエ変換成分と、空間フィルタ34上の無誤
り回路パターンのフーリエ変換成分に対応する遮光部と
がずれることが無い。その他の構成は図5の実施例と同
様である。
Further, the spatial filter 34 is rotated around the position (position of the 0th order light component) where the light beam 29E directly reflected from the wafer 1 by the light beam 29D passes on the surface 33. As a result, the Fourier transform component of the error-free circuit pattern from the wafer 1 and the light-shielding portion corresponding to the Fourier transform component of the error-free circuit pattern on the spatial filter 34 are not displaced. Other configurations are similar to those of the embodiment shown in FIG.

【0038】この場合、ウエハ1の被検点Pから法線に
対して大きな角度θで射出される光束も光ファイバー束
を介して面33に導かれるため、受光効率が良好であ
る。また、ウエハ1の表面と面33とを近づけることが
できるため、装置が小型化される。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。
In this case, the luminous flux emitted from the inspection point P of the wafer 1 at a large angle θ with respect to the normal line is also guided to the surface 33 through the optical fiber bundle, so that the light receiving efficiency is good. Further, since the surface of the wafer 1 and the surface 33 can be brought close to each other, the device can be downsized. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、ターンテーブル及び移
動手段を用いて検査対象の基板を回転移動しているた
め、基板の全面の欠陥検査を高速に行うことができる。
また、基板の回転と同期して空間フィルタを回転して、
無誤りの基準パターンからのフーリエ変換成分を阻止し
ているため、光電変換手段からの光電変換信号を例えば
所定の閾値と比較するだけで欠陥検査を行うことがで
き、信号処理系の構成が簡略であり、且つ信号処理速度
も高速である利点がある。
According to the present invention, since the substrate to be inspected is rotationally moved using the turntable and the moving means, the defect inspection of the entire surface of the substrate can be performed at high speed.
Also, by rotating the spatial filter in synchronization with the rotation of the substrate,
Since the Fourier transform component from the error-free reference pattern is blocked, the defect inspection can be performed only by comparing the photoelectric conversion signal from the photoelectric conversion means with a predetermined threshold, and the configuration of the signal processing system is simplified. In addition, there is an advantage that the signal processing speed is high.

【0040】また、フィルター回転手段が、無誤り基準
パターンのフーリエ変換パターンの0次光成分の位置を
中心として空間フィルタを回転する場合には、無誤り基
準パターンからのフーリエ変換成分が良好に除去され
る。また、フーリエ変換光学素子を、所定面積の検査領
域を中心とする球面上にそれぞれ一端が配され、他端が
それら一端の所定の平面上への正射影と相似な位置に配
されている複数の光ファイバー束を束ねて形成した場合
には、フーリエ変換光学素子を基板に近づけることがで
き装置を小型化できると共に、基板から大きな回折角で
射出される光束も受光でき受光効率が向上する。
When the filter rotating means rotates the spatial filter around the position of the 0th-order light component of the Fourier transform pattern of the error-free reference pattern, the Fourier transform component from the error-free reference pattern is well removed. To be done. In addition, the Fourier transform optical element has a plurality of one ends arranged on a spherical surface centered on an inspection area of a predetermined area, and the other end arranged at a position similar to the orthogonal projection of the one end on a predetermined plane. When the optical fiber bundle is formed by bundling, the Fourier transform optical element can be brought close to the substrate, the apparatus can be downsized, and the light flux emitted from the substrate at a large diffraction angle can be received, so that the light receiving efficiency is improved.

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

【図1】本発明による回転型欠陥検査装置の第1実施例
を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a rotary defect inspection apparatus according to the present invention.

【図2】図1のウエハ1上の検査領域を示す拡大平面図
である。
2 is an enlarged plan view showing an inspection region on the wafer 1 of FIG. 1. FIG.

【図3】第1実施例において基準座標系(x′,y′)
と装置の座標系(x,y)とがなす角度が変化した場合
の、フーリエスペクトルの状態の説明図である。
FIG. 3 is a reference coordinate system (x ′, y ′) in the first embodiment.
It is explanatory drawing of the state of a Fourier spectrum when the angle which the coordinate system (x, y) of an apparatus and changes.

【図4】第1実施例の空間フィルタ34とスペクトル領
域33aとを示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a spatial filter 34 and a spectral region 33a of the first embodiment.

【図5】本発明の第2実施例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】フーリエ変換レンズ31の代わりに1組の光フ
ァイバー束を用いた変形例の要部を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a main part of a modified example in which a set of optical fiber bundles is used instead of the Fourier transform lens 31.

【図7】従来の欠陥検査装置を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional defect inspection apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ウエハ 21 ターンテーブル 23 移動回転部 24 ローラ 26 光源 31 フーリエ変換レンズ 34 空間フィルタ 36 回転部 39 集光レンズ 41 光電変換素子 42 信号処理部 471,472,…,47N 光ファイバー束1 Wafer 21 Turntable 23 Moving Rotating Unit 24 Roller 26 Light Source 31 Fourier Transform Lens 34 Spatial Filter 36 Rotating Unit 39 Condensing Lens 41 Photoelectric Conversion Element 42 Signal Processing Unit 47 1 , 47 2 , ..., 47 N Optical Fiber Bundle

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のパターンが形成された基板の表面
の欠陥を検査する装置において、 前記基板の表面の所定面積の検査領域に検査用の光束を
照射する照明手段と、 前記基板からの光束をフーリエ変換するフーリエ変換光
学素子と、 該フーリエ変換光学素子によるフーリエ変換面の近傍に
配置され、前記基板上の所定のパターンに欠陥が無い場
合の無誤り基準パターンのフーリエ変換パターンの明部
と一致する部分を遮光部とした空間フィルタと、 該空間フィルタを通過した光束を光電変換する光電変換
手段と、 前記フーリエ変換光学素子の光軸に平行な回転軸を中心
として前記基板を回転するターンテーブルと、 該ターンテーブルの回転に同期して前記空間フィルタを
所定の軸を中心として回転するフィルター回転手段と、 前記フーリエ変換光学素子の光軸に垂直な面内で前記基
板を移動する移動手段と、を有し、 前記ターンテーブル及び前記移動手段を介して前記基板
に回転及び移動を行わせることにより、前記所定面積の
検査領域で前記基板の表面をスパイラル状に走査し、前
記基板の回転に同期して前記フィルター回転手段を介し
て前記空間フィルタを回転して、前記光電変換手段から
出力される光電変換信号より前記基板上の所定のパター
ンの欠陥を検査することを特徴とする回転型欠陥検査装
置。
1. An apparatus for inspecting defects on a surface of a substrate on which a predetermined pattern is formed, illuminating means for irradiating an inspection light beam on an inspection area having a predetermined area on the surface of the substrate, and a light beam from the substrate. A Fourier transform optical element for performing a Fourier transform of, and a bright portion of the Fourier transform pattern of the error-free reference pattern, which is arranged in the vicinity of the Fourier transform surface of the Fourier transform optical element and has no defect in the predetermined pattern on the substrate. A spatial filter having a matching portion as a light-shielding portion, a photoelectric conversion means for photoelectrically converting the light flux passing through the spatial filter, and a turn for rotating the substrate about a rotation axis parallel to the optical axis of the Fourier transform optical element. A table; filter rotating means for rotating the spatial filter about a predetermined axis in synchronization with rotation of the turntable; D) moving means for moving the substrate in a plane perpendicular to the optical axis of the conversion optical element, and by causing the substrate to rotate and move via the turntable and the moving means, The surface of the substrate is spirally scanned in the inspection area of the area, the spatial filter is rotated through the filter rotating means in synchronization with the rotation of the substrate, and a photoelectric conversion signal output from the photoelectric conversion means. A rotary defect inspection apparatus, which inspects defects of a predetermined pattern on the substrate.
【請求項2】 前記フィルター回転手段は、前記無誤り
基準パターンのフーリエ変換パターンの0次光成分の位
置を中心として前記空間フィルタを回転することを特徴
とする請求項1記載の回転型欠陥検査装置。
2. The rotary defect inspection according to claim 1, wherein the filter rotating means rotates the spatial filter around the position of the 0th-order light component of the Fourier transform pattern of the error-free reference pattern. apparatus.
【請求項3】 前記フーリエ変換光学素子を、前記所定
面積の検査領域を中心とする球面上にそれぞれ一端が配
され、他端が前記一端の所定の平面上への正射影と相似
な位置に配されている複数の光ファイバー束を束ねて形
成したことを特徴とする請求項1又は2記載の回転型欠
陥検査装置。
3. The Fourier transform optical element has one end disposed on a spherical surface centered on the inspection area having the predetermined area, and the other end located at a position similar to the orthogonal projection of the one end on a predetermined plane. The rotary defect inspection apparatus according to claim 1 or 2, wherein a plurality of arranged optical fiber bundles are formed by bundling.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004501371A (en) * 2000-06-20 2004-01-15 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Optical inspection method and apparatus having a spatial filter
JP2009025221A (en) * 2007-07-23 2009-02-05 Hitachi High-Technologies Corp Method and device for inspecting defects

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