JPH076923B2 - 空間周波数フィルタ、その空間周波数フィルタの製造方法及びパターン欠陥検査装置 - Google Patents
空間周波数フィルタ、その空間周波数フィルタの製造方法及びパターン欠陥検査装置Info
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- JPH076923B2 JPH076923B2 JP3180470A JP18047091A JPH076923B2 JP H076923 B2 JPH076923 B2 JP H076923B2 JP 3180470 A JP3180470 A JP 3180470A JP 18047091 A JP18047091 A JP 18047091A JP H076923 B2 JPH076923 B2 JP H076923B2
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- G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
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- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
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- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
- G01N21/956—Inspecting patterns on the surface of objects
- G01N21/95623—Inspecting patterns on the surface of objects using a spatial filtering method
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- G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
- G06V10/88—Image or video recognition using optical means, e.g. reference filters, holographic masks, frequency domain filters or spatial domain filters
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えばパターンニン
グされた半導体集積回路など、規則的に配列された被検
パターン中の欠陥や異物を、レーザ光回折パターン空間
周波数フィルタリング方式を用いて検出するパターン欠
陥検査装置に関するものである。
グされた半導体集積回路など、規則的に配列された被検
パターン中の欠陥や異物を、レーザ光回折パターン空間
周波数フィルタリング方式を用いて検出するパターン欠
陥検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１は例えば特開昭６３−２０５７７
５号公報に示されたパターン欠陥検査装置を示す構成図
であり、図において、１は可干渉光を発生するレーザ発
振器等の光源、２は光源１が発生する可干渉光を拡大し
て平行光するコリメータ、３はハーフミラー、４は被検
パターンが施された被検査面に光源１より可干渉光を照
射され、その可干渉光を検査信号（回折光）として回折
する被検物、５は被検物４が載置された載置台、６は被
検物４に回折された回折光を結像するレンズ、７はハー
フミラー、８はレンズ６により回折光の焦点（後焦点）
位置に配置され、被検パターンの欠陥に係る回折光のみ
透過、即ち被検物４の正常パターンによる回折光を除去
する空間周波数フィルタである。
５号公報に示されたパターン欠陥検査装置を示す構成図
であり、図において、１は可干渉光を発生するレーザ発
振器等の光源、２は光源１が発生する可干渉光を拡大し
て平行光するコリメータ、３はハーフミラー、４は被検
パターンが施された被検査面に光源１より可干渉光を照
射され、その可干渉光を検査信号（回折光）として回折
する被検物、５は被検物４が載置された載置台、６は被
検物４に回折された回折光を結像するレンズ、７はハー
フミラー、８はレンズ６により回折光の焦点（後焦点）
位置に配置され、被検パターンの欠陥に係る回折光のみ
透過、即ち被検物４の正常パターンによる回折光を除去
する空間周波数フィルタである。
【０００３】また、９はレンズ６の結像位置に配置さ
れ、空間周波数フィルタ８を透過する回折光を検出する
欠陥検出用ＩＴＶカメラ（欠陥検出部）、１０は欠陥検
出用ＩＴＶカメラ９が検出した回折光に基づいて欠陥位
置を検出する信号処理部、１１は欠陥を表示するＴＶモ
ニタ、１２はハーフミラー７の反射光による回折パター
ンの位置を検出する位置検出用ＩＴＶカメラ、１３は位
置検出用ＩＴＶカメラ１２が検出した反射光に基づいて
回折パターン位置を検出する信号処理部、１４は信号処
理部１０，１３で検出した欠陥位置及び回折パターン位
置に基づいて、回折パターンの正規の位置からの位置づ
れ量を算出し、アオリ角調整機構１５，１６と回転角調
整機構２８に補正命令を発する制御部である。
れ、空間周波数フィルタ８を透過する回折光を検出する
欠陥検出用ＩＴＶカメラ（欠陥検出部）、１０は欠陥検
出用ＩＴＶカメラ９が検出した回折光に基づいて欠陥位
置を検出する信号処理部、１１は欠陥を表示するＴＶモ
ニタ、１２はハーフミラー７の反射光による回折パター
ンの位置を検出する位置検出用ＩＴＶカメラ、１３は位
置検出用ＩＴＶカメラ１２が検出した反射光に基づいて
回折パターン位置を検出する信号処理部、１４は信号処
理部１０，１３で検出した欠陥位置及び回折パターン位
置に基づいて、回折パターンの正規の位置からの位置づ
れ量を算出し、アオリ角調整機構１５，１６と回転角調
整機構２８に補正命令を発する制御部である。
【０００４】次にこの装置の動作を説明する。レーザ発
振器１から発した可干渉光はコリメータ２で平行光とな
り、ハーフミラー３により反射されて、半導体集積回路
ウエハなどの被検物４の被検パターンに照射される。被
検物４からの回折光はハーフミラー３を透過し、レンズ
６で集光された後、ハーフミラー７により２つに分けら
れる。その一方はハーフミラー７を透過して空間周波数
フィルタ８に至り、他方はハーフミラー７で反射されて
位置検出用ＩＴＶカメラ１２に入光する。
振器１から発した可干渉光はコリメータ２で平行光とな
り、ハーフミラー３により反射されて、半導体集積回路
ウエハなどの被検物４の被検パターンに照射される。被
検物４からの回折光はハーフミラー３を透過し、レンズ
６で集光された後、ハーフミラー７により２つに分けら
れる。その一方はハーフミラー７を透過して空間周波数
フィルタ８に至り、他方はハーフミラー７で反射されて
位置検出用ＩＴＶカメラ１２に入光する。
【０００５】欠陥検査時には、ハーフミラー７を透過し
て空間周波数フィルタ８に至った回折光は、被検物４の
正常パターンの成分が空間周波数フィルタ８で除去さ
れ、欠陥信号のみが透過する。この欠陥信号を欠陥検出
用ＩＴＶカメラ９で観測した後、欠陥部を信号処理部１
０で検出して、モニタ１１にその欠陥を映し出す。
て空間周波数フィルタ８に至った回折光は、被検物４の
正常パターンの成分が空間周波数フィルタ８で除去さ
れ、欠陥信号のみが透過する。この欠陥信号を欠陥検出
用ＩＴＶカメラ９で観測した後、欠陥部を信号処理部１
０で検出して、モニタ１１にその欠陥を映し出す。
【０００６】この欠陥検査中に、空間周波数フィルタ８
の回折パターンと被検物４の正常パターンの回折光との
位置合わせを行なう必要がある。即ち、ハーフミラー７
の反射光を位置検出用ＩＴＶカメラ１２で観察し、その
回折パターンの位置を信号処理部１３で検出する。制御
部１４では、信号処理部１０，１３で検出した出力を入
力して、両信号から回折パターンの正規の位置からの位
置ずれ量を算出し、被検物４の光軸に対するアオリ角と
回転角のずれを補正する指示をアオリ角調整機構１５，
１６と回転角調整機構１７に与える。これにより、空間
周波数フィルタ８の回折パターンと被検物４の正常パタ
ーンの回折光との位置合わせを行なっている。
の回折パターンと被検物４の正常パターンの回折光との
位置合わせを行なう必要がある。即ち、ハーフミラー７
の反射光を位置検出用ＩＴＶカメラ１２で観察し、その
回折パターンの位置を信号処理部１３で検出する。制御
部１４では、信号処理部１０，１３で検出した出力を入
力して、両信号から回折パターンの正規の位置からの位
置ずれ量を算出し、被検物４の光軸に対するアオリ角と
回転角のずれを補正する指示をアオリ角調整機構１５，
１６と回転角調整機構１７に与える。これにより、空間
周波数フィルタ８の回折パターンと被検物４の正常パタ
ーンの回折光との位置合わせを行なっている。
【０００７】上記のように用いる空間周波数フィルタ８
は、レンズ６の後焦点位置で正常パターンの回折パター
ンを写真乾板で露光して作製され、現像処理後、再び露
光位置に正確に戻し固定したものである。
は、レンズ６の後焦点位置で正常パターンの回折パター
ンを写真乾板で露光して作製され、現像処理後、再び露
光位置に正確に戻し固定したものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来のパターン欠陥検
査装置は以上のように構成されているので、欠陥検査中
は常にウエハ表面の反射角即ちアオリ角の変化をモニタ
し、アオリ角補正機構１５，１６を有する載物台５によ
って空間周波数フィルタ８と回折光との位置合わせを行
う必要があった。
査装置は以上のように構成されているので、欠陥検査中
は常にウエハ表面の反射角即ちアオリ角の変化をモニタ
し、アオリ角補正機構１５，１６を有する載物台５によ
って空間周波数フィルタ８と回折光との位置合わせを行
う必要があった。
【０００９】また、実際の被検物、例えば半導体ウエハ
などは様々な熱処理を経ているために、表面が大きくう
ねった状態になっている場合が多い。しかも、被検物４
が大きくうねっている状態ではアオリ補正量が大きくな
り、所定の時間内で補正が完了しない場合があった。逆
の言い方をすれば補正量が大きくなるために、補正時間
が長くなり全体の検査時間が長くなってしまうことがあ
った。また、このような場合において、アオリ補正が十
分に完了しない状態で欠陥検出を行うと、空間周波数フ
ィルタ８とフーリエ変換パターンが部分的に（場合によ
っては全体に）一致しないような場合も起こっていた。
そのため、一致しない部分から透過してくる光信号のせ
いで、検出しようとする欠陥信号と本来検出してはなら
ない正常パターン等の他からの信号即ちノイズとの比が
小さくなり、結果として検出できる欠陥の大きさに限界
を与える原因となるなどの課題があった。
などは様々な熱処理を経ているために、表面が大きくう
ねった状態になっている場合が多い。しかも、被検物４
が大きくうねっている状態ではアオリ補正量が大きくな
り、所定の時間内で補正が完了しない場合があった。逆
の言い方をすれば補正量が大きくなるために、補正時間
が長くなり全体の検査時間が長くなってしまうことがあ
った。また、このような場合において、アオリ補正が十
分に完了しない状態で欠陥検出を行うと、空間周波数フ
ィルタ８とフーリエ変換パターンが部分的に（場合によ
っては全体に）一致しないような場合も起こっていた。
そのため、一致しない部分から透過してくる光信号のせ
いで、検出しようとする欠陥信号と本来検出してはなら
ない正常パターン等の他からの信号即ちノイズとの比が
小さくなり、結果として検出できる欠陥の大きさに限界
を与える原因となるなどの課題があった。
【００１０】また、半導体集積回路ウエハのような複雑
なパターンを有する被検物４に対しては、メモリセルな
どの繰り返し成分が十分多いパターン以外の、回折光強
度が１桁以上小さくなるような繰り返し数の少ないパタ
ーンに関しては、１度の露光では空間周波数フィルタ８
に十分な記録がなされず、回折光を完全に遮断すること
ができずに消え残りパターンを生じ、また、空間周波数
フィルタ８を、この繰り返し成分が十分でない回折光を
完全に遮断できる濃度になるまで記録すると、繰り返し
周期が十分なパターンからの回折光を記録する部分に
は、図１０の曲線の右肩の部分に該当する過剰の露光エ
ネルギーが与えられ、繰り返し成分が十分多いパターン
からの回折光を記録する部分が露光量過剰となってハレ
ーションと呼ばれる状態を起こし、記録部分よりはみだ
して周囲に不必要な遮断部を形成し、空間周波数フィル
タ８の欠陥信号透過率を低下させてしまったり、場合に
よっては本来遮断パターンとなるべき部分が逆に光を通
してしまうような状態になることさえあって、現実には
消え残りパターンが多数存在する状態で検査することに
なり、結果として検査領域が特定（メモリセルの中な
ど）の部分に限られてしまうなどの課題があった。
なパターンを有する被検物４に対しては、メモリセルな
どの繰り返し成分が十分多いパターン以外の、回折光強
度が１桁以上小さくなるような繰り返し数の少ないパタ
ーンに関しては、１度の露光では空間周波数フィルタ８
に十分な記録がなされず、回折光を完全に遮断すること
ができずに消え残りパターンを生じ、また、空間周波数
フィルタ８を、この繰り返し成分が十分でない回折光を
完全に遮断できる濃度になるまで記録すると、繰り返し
周期が十分なパターンからの回折光を記録する部分に
は、図１０の曲線の右肩の部分に該当する過剰の露光エ
ネルギーが与えられ、繰り返し成分が十分多いパターン
からの回折光を記録する部分が露光量過剰となってハレ
ーションと呼ばれる状態を起こし、記録部分よりはみだ
して周囲に不必要な遮断部を形成し、空間周波数フィル
タ８の欠陥信号透過率を低下させてしまったり、場合に
よっては本来遮断パターンとなるべき部分が逆に光を通
してしまうような状態になることさえあって、現実には
消え残りパターンが多数存在する状態で検査することに
なり、結果として検査領域が特定（メモリセルの中な
ど）の部分に限られてしまうなどの課題があった。
【００１１】さらに、空間周波数フィルタ８が銀塩感光
材料などのような写真乾板である場合には、その黒化す
る部分の濃度は一定値以上にならないため、空間周波数
フィルタ８の光信号遮断能力は１／１０００から１／１
００００程度と決ってしまい、そのため検出できる欠陥
の信号強度は、フィルタ部分で遮断されずに透過してし
まう正常パターン信号が背景ノイズの信号となるため、
信号対雑音比の関係から検出できる欠陥信号強度の限界
の大きさが必然的に決定され、正常パターンの信号強度
の１／１０００から１／１００００以下の信号強度を持
つ微細な欠陥の検出ができないなどの課題があった。
材料などのような写真乾板である場合には、その黒化す
る部分の濃度は一定値以上にならないため、空間周波数
フィルタ８の光信号遮断能力は１／１０００から１／１
００００程度と決ってしまい、そのため検出できる欠陥
の信号強度は、フィルタ部分で遮断されずに透過してし
まう正常パターン信号が背景ノイズの信号となるため、
信号対雑音比の関係から検出できる欠陥信号強度の限界
の大きさが必然的に決定され、正常パターンの信号強度
の１／１０００から１／１００００以下の信号強度を持
つ微細な欠陥の検出ができないなどの課題があった。
【００１２】この発明は上記のような課題を解消するた
めになされたもので、半導体集積回路のような複雑なパ
ターンや、うねり等の変化した表面形状を有する被検物
に対して、空間周波数フィルタが目的の光信号、即ち正
常パターンからの反射回折光を効率的に遮断できるよう
にすることで、表面がうねっていてもいちいちアオリ角
を補正する必要がなく、しかもノイズを最小にして、よ
り微弱な欠陥信号の検出ができ、アオリ角の補正を不要
にすることで検査時間を短縮して高速検査ができるパタ
ーン欠陥検査装置を得ることを目的とする。
めになされたもので、半導体集積回路のような複雑なパ
ターンや、うねり等の変化した表面形状を有する被検物
に対して、空間周波数フィルタが目的の光信号、即ち正
常パターンからの反射回折光を効率的に遮断できるよう
にすることで、表面がうねっていてもいちいちアオリ角
を補正する必要がなく、しかもノイズを最小にして、よ
り微弱な欠陥信号の検出ができ、アオリ角の補正を不要
にすることで検査時間を短縮して高速検査ができるパタ
ーン欠陥検査装置を得ることを目的とする。
【００１３】また、繰り返し成分が十分なパターンであ
っても、１枚の空間周波数フィルタではノイズに埋もれ
てしまうような微弱な欠陥信号の検出を可能とするパタ
ーン欠陥検査装置を得ることを目的とする。
っても、１枚の空間周波数フィルタではノイズに埋もれ
てしまうような微弱な欠陥信号の検出を可能とするパタ
ーン欠陥検査装置を得ることを目的とする。
【００１４】また、繰り返し成分が十分でないパターン
が繰り返し成分が十分多いパターン中に混在する場合で
あっても、欠陥信号の減衰を極力押さえ、検査領域内の
消え残りパターンを最小限に減らすことのできるパター
ン欠陥検査装置を得ることを目的とする。
が繰り返し成分が十分多いパターン中に混在する場合で
あっても、欠陥信号の減衰を極力押さえ、検査領域内の
消え残りパターンを最小限に減らすことのできるパター
ン欠陥検査装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るパターン欠陥検査装置は、被検パターンの欠陥に係る
検査信号のみ透過させる空間周波数フィルタに反射角の
異なる検査信号を照射すべく、被検物を載置してその被
検物の傾斜を変化させる載置台を設けたものである。
るパターン欠陥検査装置は、被検パターンの欠陥に係る
検査信号のみ透過させる空間周波数フィルタに反射角の
異なる検査信号を照射すべく、被検物を載置してその被
検物の傾斜を変化させる載置台を設けたものである。
【００１６】また、請求項２記載の発明に係るパターン
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに反射角の異なる
検査信号を照射すべく、ハーフミラーの角度を変化させ
るミラー角度移動機構を設けたものである。
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに反射角の異なる
検査信号を照射すべく、ハーフミラーの角度を変化させ
るミラー角度移動機構を設けたものである。
【００１７】また、請求項３記載の発明に係るパターン
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに照射する検査信
号の照射方向に対して垂直面内でその空間周波数フィル
タを移動させるフィルタ移動機構を設けたものである。
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに照射する検査信
号の照射方向に対して垂直面内でその空間周波数フィル
タを移動させるフィルタ移動機構を設けたものである。
【００１８】また、請求項４記載の発明に係るパターン
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを複数枚のフィル
タを重ね合わせて構成したものである。
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを複数枚のフィル
タを重ね合わせて構成したものである。
【００１９】また、請求項５記載の発明に係るパターン
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを二枚のフィルタ
を重ね合わせて構成し、その二枚のフィルタのうちレン
ズ側に配置されるフィルタのみ設置した状態で、そのフ
ィルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射した
のち、一方のフィルタを欠陥検出部側に配置して二枚重
ねにし、その二枚重ねのフィルタに正常な被検物に回折
された検査信号を照射するようにしたものである。
欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを二枚のフィルタ
を重ね合わせて構成し、その二枚のフィルタのうちレン
ズ側に配置されるフィルタのみ設置した状態で、そのフ
ィルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射した
のち、一方のフィルタを欠陥検出部側に配置して二枚重
ねにし、その二枚重ねのフィルタに正常な被検物に回折
された検査信号を照射するようにしたものである。
【００２０】
【作用】請求項１記載の発明におけるパターン欠陥検査
装置は、被検物が載置され、空間周波数フィルタに反射
角の異なる検査信号を照射すべく、その被検物の傾斜を
変化させる載置台を設けたことにより、入射角の異なる
条件で被検物からの検査信号が空間周波数フィルタに一
度あるいは複数回多重して撮影され、正常パターンから
の検査信号が効率的に遮断される。
装置は、被検物が載置され、空間周波数フィルタに反射
角の異なる検査信号を照射すべく、その被検物の傾斜を
変化させる載置台を設けたことにより、入射角の異なる
条件で被検物からの検査信号が空間周波数フィルタに一
度あるいは複数回多重して撮影され、正常パターンから
の検査信号が効率的に遮断される。
【００２１】また、請求項２記載の発明におけるパター
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに反射角の異な
る検査信号を照射すべく、ハーフミラーの角度を変化さ
せるミラー角度移動機構を設けたことにより、入射角の
異なる条件で被検物からの検査信号が空間周波数フィル
タに一度あるいは複数回多重して撮影され、正常パター
ンからの検査信号が効率的に遮断される。
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに反射角の異な
る検査信号を照射すべく、ハーフミラーの角度を変化さ
せるミラー角度移動機構を設けたことにより、入射角の
異なる条件で被検物からの検査信号が空間周波数フィル
タに一度あるいは複数回多重して撮影され、正常パター
ンからの検査信号が効率的に遮断される。
【００２２】また、請求項３記載の発明におけるパター
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに照射する検査
信号の照射方向に対して垂直面内でその空間周波数フィ
ルタを移動させるフィルタ移動機構を設けたことによ
り、被検物からの検査信号が空間周波数フィルタに一度
あるいは複数回多重して撮影され、正常パターンからの
検査信号が効率的に遮断される。
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタに照射する検査
信号の照射方向に対して垂直面内でその空間周波数フィ
ルタを移動させるフィルタ移動機構を設けたことによ
り、被検物からの検査信号が空間周波数フィルタに一度
あるいは複数回多重して撮影され、正常パターンからの
検査信号が効率的に遮断される。
【００２３】また、請求項４記載の発明におけるパター
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを複数枚のフィ
ルタを重ね合わせて構成したことにより、一枚の空間周
波数フィルタではノイズに埋もれてしまうような微弱な
欠陥信号も検出される。
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを複数枚のフィ
ルタを重ね合わせて構成したことにより、一枚の空間周
波数フィルタではノイズに埋もれてしまうような微弱な
欠陥信号も検出される。
【００２４】また、請求項５記載の発明におけるパター
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを二枚のフィル
タを重ね合わせて構成し、その二枚のフィルタのうちレ
ンズ側に配置されるフィルタのみ設置した状態で、その
フィルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射し
たのち、一方のフィルタを欠陥検出部側に配置して二枚
重ねにし、その二枚重ねのフィルタに正常な被検物に回
折された検査信号を照射するようにしたことにより、繰
り返し成分の十分多いパターンからの強い検査信号の正
常パターン成分が、レンズ側に配置された空間周波数フ
ィルタに遮断され、繰り返し成分が十分でないパターン
からの弱い検査信号の正常パターン成分が欠陥検出部側
に配置された空間周波数フィルタに遮断される。
ン欠陥検査装置は、空間周波数フィルタを二枚のフィル
タを重ね合わせて構成し、その二枚のフィルタのうちレ
ンズ側に配置されるフィルタのみ設置した状態で、その
フィルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射し
たのち、一方のフィルタを欠陥検出部側に配置して二枚
重ねにし、その二枚重ねのフィルタに正常な被検物に回
折された検査信号を照射するようにしたことにより、繰
り返し成分の十分多いパターンからの強い検査信号の正
常パターン成分が、レンズ側に配置された空間周波数フ
ィルタに遮断され、繰り返し成分が十分でないパターン
からの弱い検査信号の正常パターン成分が欠陥検出部側
に配置された空間周波数フィルタに遮断される。
【００２５】
実施例１．以下、請求項１記載の発明の一実施例を図に
ついて説明する。図１は請求項１記載の一実施例による
パターン欠陥検査装置を示す構成図であり、図におい
て、従来のものと同一符号は同一又は相当部分を示すの
で説明を省略する。
ついて説明する。図１は請求項１記載の一実施例による
パターン欠陥検査装置を示す構成図であり、図におい
て、従来のものと同一符号は同一又は相当部分を示すの
で説明を省略する。
【００２６】１８，１９は反射鏡、２０はコリメータ２
からの平行光の通過を制御するシャッタ機構、２１はハ
ーフミラー、２２はハーフミラー２１に反射された平行
光を結像するレンズ、２３は被検物４が載置され、空間
周波数フィルタ８に反射角の異なる検査信号（回折光）
を照射すべく、その被検物４の傾斜を変化させる載置
台、２３ａは載置台２３のアオリステージとＺ軸を兼ね
た３軸ステージ、２３ｂは載置台２３のＺ軸まわりの回
転ステージである。
からの平行光の通過を制御するシャッタ機構、２１はハ
ーフミラー、２２はハーフミラー２１に反射された平行
光を結像するレンズ、２３は被検物４が載置され、空間
周波数フィルタ８に反射角の異なる検査信号（回折光）
を照射すべく、その被検物４の傾斜を変化させる載置
台、２３ａは載置台２３のアオリステージとＺ軸を兼ね
た３軸ステージ、２３ｂは載置台２３のＺ軸まわりの回
転ステージである。
【００２７】次に動作について説明する。
【００２８】半導体集積回路ウエハなどの被検物４の欠
陥検出を開始する前に、まず空間周波数フィルタ８が作
製される。この空間周波数フィルタ８の作製では、まず
この空間周波数フィルタ８が配置されるレンズ６の後焦
点位置での、被検物４からの回折光の強度を検出して当
該フィルタを作製するための露光時間を決定する。今仮
に、フィルタ用写真感光材料の標準露光エネルギーが１
００mJ/cm2であるとし、レンズ６の後焦点位置での到達
平均光量が１０ｍＷであるとする。この時の最適露光時
間は次式より、
陥検出を開始する前に、まず空間周波数フィルタ８が作
製される。この空間周波数フィルタ８の作製では、まず
この空間周波数フィルタ８が配置されるレンズ６の後焦
点位置での、被検物４からの回折光の強度を検出して当
該フィルタを作製するための露光時間を決定する。今仮
に、フィルタ用写真感光材料の標準露光エネルギーが１
００mJ/cm2であるとし、レンズ６の後焦点位置での到達
平均光量が１０ｍＷであるとする。この時の最適露光時
間は次式より、
【００２９】１００（標準露光エネルギー、J/cm2 ）÷
１０（平均光量、ｍＷ）＝１０（最適露光時間、sec ）
１０（平均光量、ｍＷ）＝１０（最適露光時間、sec ）
【００３０】となる、この露光は１０秒間分を１度に、
もしくは数回に分けて行われる。
もしくは数回に分けて行われる。
【００３１】この時、制御部１４からの指令で載置台２
３（３軸ステージ２３ａ）を動作させることにより、被
検物４の表面の反射角が光軸を中心に立体角（方位角）
φだけ変化した情報を記録する。図７にそれを説明する
ための模式図を示す。図７（ａ）には座標軸を示すとと
もに、立体角（方位角）φを変化させる様子を示してい
る。また、図７（ｂ）は角度を変化させないで作製した
場合の空間周波数フィルタ８の記録部分の一部を示すも
のであり、図７（ｃ）は立体角（方位角）φだけ変化さ
せながら作製した場合の空間周波数フィルタ８の記録部
分の一部を示すものである。この立体角（方位角）φの
値は、しばしば経験的な数値として与えられ、もっぱら
熱処理後の被検物４としての半導体集積回路ウエハの表
面のうねり量をアオリ角に換算した値より１０％程度大
きい値とする。
３（３軸ステージ２３ａ）を動作させることにより、被
検物４の表面の反射角が光軸を中心に立体角（方位角）
φだけ変化した情報を記録する。図７にそれを説明する
ための模式図を示す。図７（ａ）には座標軸を示すとと
もに、立体角（方位角）φを変化させる様子を示してい
る。また、図７（ｂ）は角度を変化させないで作製した
場合の空間周波数フィルタ８の記録部分の一部を示すも
のであり、図７（ｃ）は立体角（方位角）φだけ変化さ
せながら作製した場合の空間周波数フィルタ８の記録部
分の一部を示すものである。この立体角（方位角）φの
値は、しばしば経験的な数値として与えられ、もっぱら
熱処理後の被検物４としての半導体集積回路ウエハの表
面のうねり量をアオリ角に換算した値より１０％程度大
きい値とする。
【００３２】また、露光時間については、最適露光時間
の２ないし３倍長い時間、すなわち標準露光エネルギー
を２ないし３倍することで高次の回折光の記録状態が良
好になる場合がある。これは後焦点位置に現れるフーリ
エ変換パターンによって異なるので、露光時間の設定は
パターン毎に経験的に決められる。
の２ないし３倍長い時間、すなわち標準露光エネルギー
を２ないし３倍することで高次の回折光の記録状態が良
好になる場合がある。これは後焦点位置に現れるフーリ
エ変換パターンによって異なるので、露光時間の設定は
パターン毎に経験的に決められる。
【００３３】ここで、この露光の方法は次の２通りの方
法が挙げられる。即ち、第１の方法は、ある露光時間
（例えば、この実施例では１０秒間）感光材料に光エネ
ルギーが照射されている間に、被検物４の反射角を光軸
を中心にゆっくり立体角（方位角）φを一定にして１回
転させるものである。この場合、空間周波数フィルタ８
にはあらゆる方向のアオリ角の情報は記録されることに
なる。第２の方法は、立体角（方位角）φを一定にする
のは同じだが、Ｘ−Ｙ面内の回転角については均等にｎ
分割し、露光時間もこの分割に従ってｎ分割して、ｎ回
の露光を行う多重露光の方法である。この多重露光は高
次の回折光があまり現れない様な試料に対して、空間周
波数フィルタ１７自身の欠陥信号の透過効率をあまり下
げずに済むという利点を持つ。
法が挙げられる。即ち、第１の方法は、ある露光時間
（例えば、この実施例では１０秒間）感光材料に光エネ
ルギーが照射されている間に、被検物４の反射角を光軸
を中心にゆっくり立体角（方位角）φを一定にして１回
転させるものである。この場合、空間周波数フィルタ８
にはあらゆる方向のアオリ角の情報は記録されることに
なる。第２の方法は、立体角（方位角）φを一定にする
のは同じだが、Ｘ−Ｙ面内の回転角については均等にｎ
分割し、露光時間もこの分割に従ってｎ分割して、ｎ回
の露光を行う多重露光の方法である。この多重露光は高
次の回折光があまり現れない様な試料に対して、空間周
波数フィルタ１７自身の欠陥信号の透過効率をあまり下
げずに済むという利点を持つ。
【００３４】また、角度を一定にしたまま露光時間を極
端に長くして空間周波数フィルタ８を作製すると、光強
度の強い低次の回折光ほど露光エネルギーが大きくな
り、その結果として低次の回折光ほどスポットの大きさ
も大きくなるのに比べ、反射角の異なる面からの光を記
録するこの発明の方式では、高次の回折光ほど回転によ
る記録面内の移動量が大きくなるので、記録されるスポ
ットの径も大きくなり、記録される状態は異なってく
る。そのことを模式的に表したのが図７（ｂ）および
（ｃ）である。このことから、被検物４の反射角の変化
によって大きく影響を受けるのは高次の回折光からであ
り、被検物４の表面の反射角の変化に影響を受けにく
く、なおかつ欠陥信号の透過効率を高くするには、単純
に露光エネルギーを大きくしただけでは効果がないこと
がわかる。このようにして露光された空間周波数フィル
タ８は現像処理が終わると、再びレンズ６の後焦点位置
に戻されて固定される。
端に長くして空間周波数フィルタ８を作製すると、光強
度の強い低次の回折光ほど露光エネルギーが大きくな
り、その結果として低次の回折光ほどスポットの大きさ
も大きくなるのに比べ、反射角の異なる面からの光を記
録するこの発明の方式では、高次の回折光ほど回転によ
る記録面内の移動量が大きくなるので、記録されるスポ
ットの径も大きくなり、記録される状態は異なってく
る。そのことを模式的に表したのが図７（ｂ）および
（ｃ）である。このことから、被検物４の反射角の変化
によって大きく影響を受けるのは高次の回折光からであ
り、被検物４の表面の反射角の変化に影響を受けにく
く、なおかつ欠陥信号の透過効率を高くするには、単純
に露光エネルギーを大きくしただけでは効果がないこと
がわかる。このようにして露光された空間周波数フィル
タ８は現像処理が終わると、再びレンズ６の後焦点位置
に戻されて固定される。
【００３５】レーザ発振器１より発した光はハーフミラ
ー３で反射されて半導体集積回路ウエハなどの被検物４
に照射される。この被検物４による回折光のうち、ハー
フミラー３を透過したものがレンズ６によって集光され
てその結像位置に結像する。このとき、レンズ６の焦点
位置には空間周波数フィルタ８が配置されており、正常
パターンによる回折光が除去される。この空間周波数フ
ィルタ８に記録された回折パターンは前述のように被検
物４表面の反射角を変化させながら記録しているため、
被検物４の表面に熱処理などで発生したうねりがあって
も、正常パターンによる回折光を確実に除去することが
できる。従って、レンズ６の結像位置に配置された欠陥
検出用カメラ９には欠陥信号のみが透過し、信号処理部
１０による信号処理によって欠陥がモニタ１１に映し出
される。
ー３で反射されて半導体集積回路ウエハなどの被検物４
に照射される。この被検物４による回折光のうち、ハー
フミラー３を透過したものがレンズ６によって集光され
てその結像位置に結像する。このとき、レンズ６の焦点
位置には空間周波数フィルタ８が配置されており、正常
パターンによる回折光が除去される。この空間周波数フ
ィルタ８に記録された回折パターンは前述のように被検
物４表面の反射角を変化させながら記録しているため、
被検物４の表面に熱処理などで発生したうねりがあって
も、正常パターンによる回折光を確実に除去することが
できる。従って、レンズ６の結像位置に配置された欠陥
検出用カメラ９には欠陥信号のみが透過し、信号処理部
１０による信号処理によって欠陥がモニタ１１に映し出
される。
【００３６】実施例２．以下、請求項２記載の発明の一
実施例を図について説明する。図２は請求項２記載の一
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２４は空間周波数フィルタ８に反射角
の異なる検査信号（回折光）を照射すべく、ハーフミラ
ー３の角度を変化させるミラー角度移動機構である。
実施例を図について説明する。図２は請求項２記載の一
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２４は空間周波数フィルタ８に反射角
の異なる検査信号（回折光）を照射すべく、ハーフミラ
ー３の角度を変化させるミラー角度移動機構である。
【００３７】次に動作について説明する。
【００３８】この実施例による露光の方法では、ある時
間、例えば１０秒間感光材料に光エネルギーが照射され
ている間に、制御部１４からの指令でミラー角度移動機
構２４を制御してハーフミラー３を動作させることによ
り、被検物４への照明光の入射角を光軸を中心にゆっく
り立体角（方位角）φを一定にして１回転させる。ある
いは、高い周波数で露光中ずっと回転させる。これによ
り、空間周波数フィルタ８に異なる入射条件の回折光の
情報が記録されることになり、空間周波数フィルタ８に
はあらゆる方向のアオリ角の情報が記録される。他の動
作については実施例１と同様であるため説明を省略す
る。
間、例えば１０秒間感光材料に光エネルギーが照射され
ている間に、制御部１４からの指令でミラー角度移動機
構２４を制御してハーフミラー３を動作させることによ
り、被検物４への照明光の入射角を光軸を中心にゆっく
り立体角（方位角）φを一定にして１回転させる。ある
いは、高い周波数で露光中ずっと回転させる。これによ
り、空間周波数フィルタ８に異なる入射条件の回折光の
情報が記録されることになり、空間周波数フィルタ８に
はあらゆる方向のアオリ角の情報が記録される。他の動
作については実施例１と同様であるため説明を省略す
る。
【００３９】実施例３．図３は実施例２と同様の結果を
得るように構成した他の実施例による欠陥検査装置を示
す構成図である。この実施例では、光源１からの可干渉
光をミラー３により被検物４に斜めから入射させるよう
に導いている。また図８（ｂ）は斜入射における集光ス
ポットの移動の様子を示している。
得るように構成した他の実施例による欠陥検査装置を示
す構成図である。この実施例では、光源１からの可干渉
光をミラー３により被検物４に斜めから入射させるよう
に導いている。また図８（ｂ）は斜入射における集光ス
ポットの移動の様子を示している。
【００４０】実施例４．図４は請求項３記載の発明の一
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２５は空間周波数フィルタ８に照射す
る検査信号（回折光）の照射方向に対して垂直面内でそ
の空間周波数フィルタ８を移動させるフィルタ移動機構
である。
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２５は空間周波数フィルタ８に照射す
る検査信号（回折光）の照射方向に対して垂直面内でそ
の空間周波数フィルタ８を移動させるフィルタ移動機構
である。
【００４１】次に動作について説明する。
【００４２】実施例２，３では入射角を変化させている
が、この実施例では入射角を変化させるのではなく、空
間周波数フィルタ８をフィルタ移動機構２５により、例
えば光軸に対してｘ−ｙ面内で円を描くように微少移動
させている。このように構成すれば、実施例１の場合の
空間周波数フィルタ８の記録面での回折光スポットの移
動量とほぼ同じだけの移動量を露光時に空間周波数フィ
ルタ８に与えることができる。即ち、光軸に対してｘ−
ｙ面内で回転移動を与えたり、分割露光時には特定の方
向への移動を与えることで、実施例１の場合と同様な効
果を得ることができる。
が、この実施例では入射角を変化させるのではなく、空
間周波数フィルタ８をフィルタ移動機構２５により、例
えば光軸に対してｘ−ｙ面内で円を描くように微少移動
させている。このように構成すれば、実施例１の場合の
空間周波数フィルタ８の記録面での回折光スポットの移
動量とほぼ同じだけの移動量を露光時に空間周波数フィ
ルタ８に与えることができる。即ち、光軸に対してｘ−
ｙ面内で回転移動を与えたり、分割露光時には特定の方
向への移動を与えることで、実施例１の場合と同様な効
果を得ることができる。
【００４３】実施例５．図５は請求項４記載の発明の一
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２６は複数枚フィルタを重ね合わせて
構成した空間周波数フィルタ、２６ａは第１のフィル
タ、２６ｂは第２のフィルタである。
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２６は複数枚フィルタを重ね合わせて
構成した空間周波数フィルタ、２６ａは第１のフィル
タ、２６ｂは第２のフィルタである。
【００４４】次に動作について説明する。まず、第１の
面（レンズ６側）に第１のフィルタ２６ａを配置し、第
２の面（欠陥検出部９側）に第２のフィルタ２６ｂを配
置して、正常な被検物４からの回折光中の最も強い回折
パターンを写真撮影などにて記録する。
面（レンズ６側）に第１のフィルタ２６ａを配置し、第
２の面（欠陥検出部９側）に第２のフィルタ２６ｂを配
置して、正常な被検物４からの回折光中の最も強い回折
パターンを写真撮影などにて記録する。
【００４５】このように、２枚のフィルタを同時撮影に
よって回折パターンを記録することによって、第１のフ
ィルタ２６ａと第２のフィルタ２６ｂを作製した場合に
は、同一の空間周波数フィルタを２回通過させるのに近
い効果を得るため、正常パターンが遮断部から洩れて透
過することによる背景ノイズの発生が、１枚のフィルタ
の場合のほぼ２乗倍で低減させることが可能となり、１
枚のフィルタでは検出できなかった微弱な欠陥信号を検
出することができるようになる。なお、このような２枚
のフィルタを同時に製作するには、２枚の写真乾板を重
ねて写真撮影すればよく、また、それ以外にも、例えば
感光面が基板の両面に存在するようなものを用いてもよ
い。
よって回折パターンを記録することによって、第１のフ
ィルタ２６ａと第２のフィルタ２６ｂを作製した場合に
は、同一の空間周波数フィルタを２回通過させるのに近
い効果を得るため、正常パターンが遮断部から洩れて透
過することによる背景ノイズの発生が、１枚のフィルタ
の場合のほぼ２乗倍で低減させることが可能となり、１
枚のフィルタでは検出できなかった微弱な欠陥信号を検
出することができるようになる。なお、このような２枚
のフィルタを同時に製作するには、２枚の写真乾板を重
ねて写真撮影すればよく、また、それ以外にも、例えば
感光面が基板の両面に存在するようなものを用いてもよ
い。
【００４６】実施例６．図６は請求項５記載の発明の一
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２７は空間周波数フィルタを二枚のフ
ィルタ２７ａ，２７ｂを重ね合わせて構成し、その二枚
のフィルタのうちレンズ６側に配置される第１のフィル
タ２７ａのみ設置した状態で、その第１のフィルタ２７
ａに正常な被検物４に回折された検査信号（回折光）を
照射したのち、一方の第２のフィルタ２７ｂを欠陥検出
部９側に配置して二枚重ねにし、その二枚重ねのフィル
タに正常な被検物に回折された検査信号を照射するもの
である。
実施例によるパターン欠陥検査装置を示す構成図であ
り、図において、２７は空間周波数フィルタを二枚のフ
ィルタ２７ａ，２７ｂを重ね合わせて構成し、その二枚
のフィルタのうちレンズ６側に配置される第１のフィル
タ２７ａのみ設置した状態で、その第１のフィルタ２７
ａに正常な被検物４に回折された検査信号（回折光）を
照射したのち、一方の第２のフィルタ２７ｂを欠陥検出
部９側に配置して二枚重ねにし、その二枚重ねのフィル
タに正常な被検物に回折された検査信号を照射するもの
である。
【００４７】次に動作について説明する。
【００４８】被検物４からの回折光のうちハーフミラー
３を透過した光は、レンズ６に至る。その回折光のう
ち、被検物４上の繰り返し数の十分多いパターンからの
光は、レンズ６の後焦点位置において強い光強度分布の
フーリエ変換パターンを形成する。そこで、この十分に
強い光強度のフーリエ変換パターンを最適に記録する条
件で第１のフィルタ２７ａを作製する。次にこの第１の
フィルタ２７ａをセットした状態で、被検物４中の繰り
返しパターンであるが、その繰り返し数が十分でないた
めに、第１のフィルタ２７ａを作製した条件では十分に
記録することができなかったフーリエ変換パターンを、
第１のフィルタ２７ａ透過後に最も強い強度分布を形成
している状態になり、該パターンを十分に記録できる条
件にして第２のフィルタ２７ｂを作製する。
３を透過した光は、レンズ６に至る。その回折光のう
ち、被検物４上の繰り返し数の十分多いパターンからの
光は、レンズ６の後焦点位置において強い光強度分布の
フーリエ変換パターンを形成する。そこで、この十分に
強い光強度のフーリエ変換パターンを最適に記録する条
件で第１のフィルタ２７ａを作製する。次にこの第１の
フィルタ２７ａをセットした状態で、被検物４中の繰り
返しパターンであるが、その繰り返し数が十分でないた
めに、第１のフィルタ２７ａを作製した条件では十分に
記録することができなかったフーリエ変換パターンを、
第１のフィルタ２７ａ透過後に最も強い強度分布を形成
している状態になり、該パターンを十分に記録できる条
件にして第２のフィルタ２７ｂを作製する。
【００４９】このようにして作製した第１のフィルタ２
７ａおよび第２のフィルタ２７ｂを、作製したときと同
じ位置に正確に位置決めした後、これらで形成される光
空間周波数フィルタ２７を透過してきた光信号を欠陥信
号として欠陥検出用カメラ９で取り込み、検出する。こ
のときの映像は繰り返し数の多いパターンは第１のフィ
ルタ２７ａで、繰り返し数が十分でないパターンは第２
のフィルタ２７ｂでそれぞれ消去されるので、欠陥が明
るく光って検出される状態となる。
７ａおよび第２のフィルタ２７ｂを、作製したときと同
じ位置に正確に位置決めした後、これらで形成される光
空間周波数フィルタ２７を透過してきた光信号を欠陥信
号として欠陥検出用カメラ９で取り込み、検出する。こ
のときの映像は繰り返し数の多いパターンは第１のフィ
ルタ２７ａで、繰り返し数が十分でないパターンは第２
のフィルタ２７ｂでそれぞれ消去されるので、欠陥が明
るく光って検出される状態となる。
【００５０】ここで、図９に繰り返しパターンとそのフ
ーリエ変換パターンの関係を示す。図９（ａ）は単純な
繰り返しパターンを１次元で表した模式図であり、図９
（ｂ）はそのフーリエ変換パターンを示している。さら
に、図９（ｃ）は繰り返し周期の異なるものが混在する
パターンを１次元表現した模式図で、図９（ｄ）はその
フーリエ変換パターンを示している。前記欠陥検出用カ
メラ９からの欠陥信号を信号処理部１０で処理すること
により、モニタ１１に欠陥が映し出される。以下同様の
処理が被検物４の全面について実行される。またこの
時、位置検出用カメラ１２によって検出された、被検物
４の反射角の変化量は、信号処理部１３を介して、前記
フーリエ変換パターンの位置ずれ量に換算され、当該換
算量を元に制御部１４が載置台２３に補正指令を与え
る。
ーリエ変換パターンの関係を示す。図９（ａ）は単純な
繰り返しパターンを１次元で表した模式図であり、図９
（ｂ）はそのフーリエ変換パターンを示している。さら
に、図９（ｃ）は繰り返し周期の異なるものが混在する
パターンを１次元表現した模式図で、図９（ｄ）はその
フーリエ変換パターンを示している。前記欠陥検出用カ
メラ９からの欠陥信号を信号処理部１０で処理すること
により、モニタ１１に欠陥が映し出される。以下同様の
処理が被検物４の全面について実行される。またこの
時、位置検出用カメラ１２によって検出された、被検物
４の反射角の変化量は、信号処理部１３を介して、前記
フーリエ変換パターンの位置ずれ量に換算され、当該換
算量を元に制御部１４が載置台２３に補正指令を与え
る。
【００５１】実施例７．なお、本実施例では、被検物４
からの回折光のうち、強い光強度を形成する繰り返し数
の十分多いパターンからのフーリエ変換パターンは空間
周波数フィルタ２７の第１のフィルタ２７ａで遮断し、
繰り返しパターンではあるがその数が十分でないフーリ
エ変換パターンは、第２のフィルタ２７ｂによって遮断
するものを示したが、この２枚のフィルタを同時に光路
に挿入した状態で、さらに第３のフィルタを作製し、そ
の３枚のフィルタを同時に光路に配置することで、更に
繰り返し周期の少ないパターンが存在している被検物に
対して有効となる。また、空間周波数フィルタの構成枚
数を３枚以下としてもほぼ同様であるが、あまり多くの
フィルタを光路に挿入すると、フィルタを透過する度に
欠陥信号強度が減衰するため、逆に弊害が出る危険性も
ある。さらに、空間周波数フィルタはレンズの後焦点位
置付近に配置する必要があるため、フィルタの数が多く
なりすぎるとそれを支持する基板の厚みによってフィル
タ面が後焦点位置から大きく外れてしまう場合もあるた
め、目的の性能を発揮できなくなる危険性もある。
からの回折光のうち、強い光強度を形成する繰り返し数
の十分多いパターンからのフーリエ変換パターンは空間
周波数フィルタ２７の第１のフィルタ２７ａで遮断し、
繰り返しパターンではあるがその数が十分でないフーリ
エ変換パターンは、第２のフィルタ２７ｂによって遮断
するものを示したが、この２枚のフィルタを同時に光路
に挿入した状態で、さらに第３のフィルタを作製し、そ
の３枚のフィルタを同時に光路に配置することで、更に
繰り返し周期の少ないパターンが存在している被検物に
対して有効となる。また、空間周波数フィルタの構成枚
数を３枚以下としてもほぼ同様であるが、あまり多くの
フィルタを光路に挿入すると、フィルタを透過する度に
欠陥信号強度が減衰するため、逆に弊害が出る危険性も
ある。さらに、空間周波数フィルタはレンズの後焦点位
置付近に配置する必要があるため、フィルタの数が多く
なりすぎるとそれを支持する基板の厚みによってフィル
タ面が後焦点位置から大きく外れてしまう場合もあるた
め、目的の性能を発揮できなくなる危険性もある。
【００５２】実施例８．また、上記各実施例では半導体
集積回路ウエハの欠陥検査を例に説明したが、ＴＦＴ液
晶ディスプレイなど、繰り返しパターンをもつものであ
れば他の被検物の欠陥検査にも適用可能であり、上記実
施例と同様の効果を奏する。
集積回路ウエハの欠陥検査を例に説明したが、ＴＦＴ液
晶ディスプレイなど、繰り返しパターンをもつものであ
れば他の被検物の欠陥検査にも適用可能であり、上記実
施例と同様の効果を奏する。
【００５３】
【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば被検物が載置され、空間周波数フィルタに反射角の
異なる検査信号を照射すべく、その被検物の傾斜を変化
させる載置台を設けるように構成したので、入射角の異
なる条件で被検物からの検査信号が空間周波数フィルタ
に一度あるいは複数回多重して撮影されるため、半導体
集積回路ウエハのような複雑なパターンのうねり等の変
化した表面形状を有する被検物に対して、アオリ角補正
による空間周波数フィルタと回折光との位置合わせ作業
を行うことなく、空間周波数フィルタが効率的に目的の
光信号すなわち正常パターンからの回折光を遮断するこ
とができ、より微弱な欠陥信号の検出ができるようにな
り、その結果、欠陥検査において今までアオリ角補正を
行っていた時間分を検査時間から省くことができるよう
になって、検査の高速化がはかれ、さらに、被検物の表
面反射角の変化量（うねり量）が極端に大きく、アオリ
角補正を行う必要がある場合であっても、その補正機構
に要求される精度が従来のものに比べてはるかに緩くな
るので、制御機構及び装置の負担が軽減され、検査の高
速化がはかれるなどの効果がある。
れば被検物が載置され、空間周波数フィルタに反射角の
異なる検査信号を照射すべく、その被検物の傾斜を変化
させる載置台を設けるように構成したので、入射角の異
なる条件で被検物からの検査信号が空間周波数フィルタ
に一度あるいは複数回多重して撮影されるため、半導体
集積回路ウエハのような複雑なパターンのうねり等の変
化した表面形状を有する被検物に対して、アオリ角補正
による空間周波数フィルタと回折光との位置合わせ作業
を行うことなく、空間周波数フィルタが効率的に目的の
光信号すなわち正常パターンからの回折光を遮断するこ
とができ、より微弱な欠陥信号の検出ができるようにな
り、その結果、欠陥検査において今までアオリ角補正を
行っていた時間分を検査時間から省くことができるよう
になって、検査の高速化がはかれ、さらに、被検物の表
面反射角の変化量（うねり量）が極端に大きく、アオリ
角補正を行う必要がある場合であっても、その補正機構
に要求される精度が従来のものに比べてはるかに緩くな
るので、制御機構及び装置の負担が軽減され、検査の高
速化がはかれるなどの効果がある。
【００５４】また、請求項２記載の発明によれば、空間
周波数フィルタに反射角の異なる検査信号を照射すべ
く、ハーフミラーの角度を変化させるミラー角度移動機
構を設けるように構成したので、入射角の異なる条件で
被検物からの検査信号が空間周波数フィルタに一度ある
いは複数回多重して撮影されるため、上記請求項１発明
と同様の効果が得られる。
周波数フィルタに反射角の異なる検査信号を照射すべ
く、ハーフミラーの角度を変化させるミラー角度移動機
構を設けるように構成したので、入射角の異なる条件で
被検物からの検査信号が空間周波数フィルタに一度ある
いは複数回多重して撮影されるため、上記請求項１発明
と同様の効果が得られる。
【００５５】また、請求項３記載の発明によれば、空間
周波数フィルタに照射する検査信号の照射方向に対して
垂直面内でその空間周波数フィルタを移動させるフィル
タ移動機構を設けるように構成したので、被検物からの
検査信号が空間周波数に一度あるいは複数回多重して撮
影されるため、上記請求項１記載の発明と同様の効果が
得られる。
周波数フィルタに照射する検査信号の照射方向に対して
垂直面内でその空間周波数フィルタを移動させるフィル
タ移動機構を設けるように構成したので、被検物からの
検査信号が空間周波数に一度あるいは複数回多重して撮
影されるため、上記請求項１記載の発明と同様の効果が
得られる。
【００５６】また、請求項４記載の発明によれば空間周
波数フィルタを複数枚のフィルタを重ね合わすように構
成したので、正常パターンが遮断部から洩れて透過する
ことによる背景ノイズの発生を、１枚のフィルタの場合
のほぼフィルタ枚数乗倍で低減させることができ、１枚
のフィルタでは検出できなかった微弱な欠陥信号の検出
が可能になるなどの効果がある。
波数フィルタを複数枚のフィルタを重ね合わすように構
成したので、正常パターンが遮断部から洩れて透過する
ことによる背景ノイズの発生を、１枚のフィルタの場合
のほぼフィルタ枚数乗倍で低減させることができ、１枚
のフィルタでは検出できなかった微弱な欠陥信号の検出
が可能になるなどの効果がある。
【００５７】また、請求項５記載の発明によれば空間周
波数フィルタを二枚のフィルタを重ね合わせて構成し、
その二枚のフィルタのうちレンズ側に配置されるフィル
タのみ設置した状態で、そのフィルタに正常な被検物に
回折された検査信号を照射したのち、一方のフィルタを
欠陥検出部側に配置して二枚重ねにし、その二枚重ねの
フィルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射す
るように構成したので、繰り返し成分の十分多いパター
ンからの強い回折光の正常パターン成分が第１のフィル
タで、繰り返し成分が十分でないパターンからの弱い回
折光の正常パターン成分が第２のフィルタでそれぞれ遮
断され、繰り返し成分が十分でないパターンが繰り返し
成分が十分多いパターン中に混在する場合であっても、
欠陥信号の減衰を極力押さえ、検査領域内の消え残りパ
ターンを最小限に減らすことが可能となり、高速でしか
も１度に広範囲の欠陥を検出することができるなどの効
果がある。
波数フィルタを二枚のフィルタを重ね合わせて構成し、
その二枚のフィルタのうちレンズ側に配置されるフィル
タのみ設置した状態で、そのフィルタに正常な被検物に
回折された検査信号を照射したのち、一方のフィルタを
欠陥検出部側に配置して二枚重ねにし、その二枚重ねの
フィルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射す
るように構成したので、繰り返し成分の十分多いパター
ンからの強い回折光の正常パターン成分が第１のフィル
タで、繰り返し成分が十分でないパターンからの弱い回
折光の正常パターン成分が第２のフィルタでそれぞれ遮
断され、繰り返し成分が十分でないパターンが繰り返し
成分が十分多いパターン中に混在する場合であっても、
欠陥信号の減衰を極力押さえ、検査領域内の消え残りパ
ターンを最小限に減らすことが可能となり、高速でしか
も１度に広範囲の欠陥を検出することができるなどの効
果がある。
【図１】請求項１記載の発明の一実施例によるパターン
欠陥検査装置を示す構成図である。
欠陥検査装置を示す構成図である。
【図２】請求項２記載の発明の一実施例によるパターン
欠陥検査装置を示す構成図である。
欠陥検査装置を示す構成図である。
【図３】請求項２記載の発明の他の実施例を示すパター
ン欠陥検査装置の構成図である。
ン欠陥検査装置の構成図である。
【図４】請求項３記載の発明の一実施例によるパターン
欠陥検査装置を示す構成図である。
欠陥検査装置を示す構成図である。
【図５】請求項４記載の発明の一実施例によるパターン
欠陥検査装置を示す構成図である。
欠陥検査装置を示す構成図である。
【図６】請求項５記載の発明の一実施例によるパターン
欠陥検査装置を示す構成図である。
欠陥検査装置を示す構成図である。
【図７】図１のパターン欠陥検査装置の動作を説明する
ための模式図である。
ための模式図である。
【図８】請求項２記載の発明によるパターン欠陥検査装
置の動作を説明する光路図である。
置の動作を説明する光路図である。
【図９】繰り返しパターンとそのフーリエ変換パターン
の関係を示す説明図である。
の関係を示す説明図である。
【図１０】典型的な写真記録材料の特性を示す特性図で
ある。
ある。
【図１１】従来のパターン欠陥検査装置を示す構成図で
ある。
ある。
１ 光源（レーザ発振器） ３ ハーフミラー ４ 被検物 ６ レンズ ８ 空間周波数フィルタ ９ 欠陥検出部（欠陥検出カメラ） ２３ 載置台 ２４ ミラー角度移動機構 ２５ フィルタ移動機構 ２６ 空間周波数フィルタ ２６ａ 第１のフィルタ（フィルタ） ２６ｂ 第２のフィルタ（フィルタ） ２７ 空間周波数フィルタ ２７ａ 第１のフィルタ（フィルタ） ２７ｂ 第２のフィルタ（フィルタ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小坂 宣之 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社 生産技術研究所内 (72)発明者 大重 豊実 兵庫県尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三 菱電機株式会社 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平２−114386（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−297542（ＪＰ，Ａ)
Claims (5)
- 【請求項１】 被検パターンが施された被検査面に光源
より可干渉光を照射され、その可干渉光を検査信号とし
て回折する被検物と、上記被検物に回折された検査信号
として結像するレンズと、上記レンズの後焦点位置に配
置され、該被検パターンの欠陥に係る検査信号のみ透過
させる空間周波数フィルタと、上記レンズの結像位置に
配置され、上記空間周波数フィルタを透過する検査信号
を検出する欠陥検出部と、上記被検物が載置され、上記
空間周波数フィルタに反射角の異なる検査信号を照射す
べく、その被検物の傾斜を変化させる載置台とを備えた
パターン欠陥検査装置。 - 【請求項２】 被検パターンが施された被検査面に、ハ
ーフミラーを介して光源より可干渉光を照射され、その
可干渉光を検査信号として回折する被検物と、上記被検
物に回折された検査信号を結像するレンズと、上記レン
ズの後焦点位置に配置され、該被検パターンの欠陥に係
る検査信号のみ透過させる空間周波数フィルタと、上記
レンズの結像位置に配置され、上記空間周波数フィルタ
を透過する検査信号を検出する欠陥検出部とを備えたパ
ターン欠陥検査装置において、上記空間周波数フィルタ
に反射角の異なる検査信号を照射すべく、上記ハーフミ
ラーの角度を変化させるミラー角度移動機構を設けたこ
とを特徴とするパターン欠陥検査装置。 - 【請求項３】 被検パターンが施された被検査面に光源
より可干渉光を照射され、その可干渉光を検査信号とし
て回折する被検物と、上記被検物に回折された検査信号
を結像するレンズと、上記レンズの後焦点位置に配置さ
れ、該被検パターンの欠陥に係る検査信号のみ透過させ
る空間周波数フィルタと、上記レンズの結像位置に配置
され、上記空間周波数フィルタを透過する検査信号を検
出する欠陥検出部と、上記空間周波数フィルタに照射す
る検査信号の照射方向に対して垂直面内でその空間周波
数フィルタを移動させるフィルタ移動機構とを備えたパ
ターン欠陥検査装置。 - 【請求項４】 被検パターンが施された被検査面に光源
より可干渉光を照射され、その可干渉光を検査信号とし
て回折する被検物と、上記被検物に回折された検査信号
を結像するレンズと、上記レンズの後焦点位置に配置さ
れ、該被検パターンの欠陥に係る検査信号のみ透過させ
る空間周波数フィルタと、上記レンズの結像位置に配置
され、上記空間周波数フィルタを透過する検査信号を検
出する欠陥検出部とを備えたパターン欠陥検査装置にお
いて、上記空間周波数フィルタを複数枚のフィルタを重
ね合わせて構成したことを特徴とするパターン欠陥検査
装置。 - 【請求項５】 被検パターンが施された被検査面に光源
より可干渉光を照射され、その可干渉光を検査信号とし
て回折する被検物と、上記被検物に回折された検査信号
を結像するレンズと、上記レンズの後焦点位置に配置さ
れ、該被検パターンの欠陥に係る検査信号のみ透過させ
る空間周波数フィルタと、上記レンズの結像位置に配置
され、上記空間周波数フィルタを透過する検査信号を検
出する欠陥検出部とを備えたパターン欠陥検査装置にお
いて、上記空間周波数フィルタを二枚のフィルタを重ね
合わせて構成し、その二枚のフィルタのうち上記レンズ
側に配置されるフィルタのみ設置した状態で、そのフィ
ルタに正常な被検物に回折された検査信号を照射したの
ち、一方のフィルタを上記欠陥検出部側に配置して二枚
重ねにし、その二枚重ねのフィルタに正常な被検物に回
折された検査信号を照射するようにしたことを特徴とす
るパターン欠陥検査装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3180470A JPH076923B2 (ja) | 1990-11-09 | 1991-06-26 | 空間周波数フィルタ、その空間周波数フィルタの製造方法及びパターン欠陥検査装置 |
| US07/787,929 US5289260A (en) | 1990-11-09 | 1991-11-06 | Pattern defect detection device and a spatial frequency filter used therein |
| DE4136698A DE4136698C2 (de) | 1990-11-09 | 1991-11-07 | Verfahren zur Herstellung eines Frequenzfilters und Musterdefekt-Nachweiseinrichtung |
| KR1019910019887A KR960010269B1 (ko) | 1990-11-09 | 1991-11-09 | 패턴결함 검사장치 |
| US08/176,571 US5379150A (en) | 1990-11-09 | 1993-12-30 | Method of manufacturing a spatial frequency filter for use in a pattern defect detection device |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30521690 | 1990-11-09 | ||
| JP30521590 | 1990-11-09 | ||
| JP2-305216 | 1991-05-24 | ||
| JP3-120248 | 1991-05-24 | ||
| JP2-305215 | 1991-05-24 | ||
| JP12024891 | 1991-05-24 | ||
| JP3180470A JPH076923B2 (ja) | 1990-11-09 | 1991-06-26 | 空間周波数フィルタ、その空間周波数フィルタの製造方法及びパターン欠陥検査装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113407A JPH05113407A (ja) | 1993-05-07 |
| JPH076923B2 true JPH076923B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=27470670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3180470A Expired - Lifetime JPH076923B2 (ja) | 1990-11-09 | 1991-06-26 | 空間周波数フィルタ、その空間周波数フィルタの製造方法及びパターン欠陥検査装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5289260A (ja) |
| JP (1) | JPH076923B2 (ja) |
| KR (1) | KR960010269B1 (ja) |
| DE (1) | DE4136698C2 (ja) |
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1991
- 1991-06-26 JP JP3180470A patent/JPH076923B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-11-06 US US07/787,929 patent/US5289260A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-07 DE DE4136698A patent/DE4136698C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-11-09 KR KR1019910019887A patent/KR960010269B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-12-30 US US08/176,571 patent/US5379150A/en not_active Expired - Fee Related
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