JPH09101267A

JPH09101267A - 異物検査装置

Info

Publication number: JPH09101267A
Application number: JP7282563A
Authority: JP
Inventors: Kenji Yamamoto; 兼士山本
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-10-03
Filing date: 1995-10-03
Publication date: 1997-04-15

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査物における異物の付着面を精度良く判別
することができなかつた。【解決手段】絞り位置変更手段（１３、２２、３２）に
よつて絞り手段（１１、２１、３１、５１）の焦点面か
らの距離を変えながら異物に検査光（Ｌ）を照射するこ
とにより得られる異物の散乱光を対物光学系（６）で集
光し、該集光された光を絞り手段（１１、２１、３１、
５１）を通じて受光手段（１２）で受光し、該受光した
光の光量に応じた信号を得る。これにより、異物の付着
面に応じた信号を得ることができ、かくして異物の付着
面を高精度に判別し得る異物検査装置（１、２０、３
０、４０）を実現することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は異物検査装置に関
し、特に集積回路の製造工程において使用されるレチク
ル、フオトマスク又は被露光基板等の被検査物に付着し
た異物が該被検査物の表面又は裏面のどちらの面に付着
しているかを判別する異物検査装置に適用して好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、集積回路の製造工程の１つである
フオトリソグラフイ工程においては、レチクルに形成さ
れた回路パターンを露光装置を用いて被露光基板上に転
写する際、レチクルに塵等の異物が付着するのを防止す
るため、レチクル表面をペリクルと呼ばれる光透過性で
なる薄膜（異物付着防止膜）で覆うようになされたもの
がある。これはペリクルを支持枠（以下、これをペリク
ルフレームと呼ぶ）に張設し、ペリクルフレームとレチ
クルを接着固定して、レチクル表面を被覆するように装
着することにより、レチクルに直接異物が付着すること
を未然に防止し得るようになされている。

【０００３】この場合、ペリクルの裏面（レチクル側の
面）に異物が付着していると、異物が落下してレチクル
の回路パターン面に異物が付着して異物像が被露光基板
に転写され、製品に不良がでて歩留りが低下するおそれ
があるため、ペリクルに付着した異物がペリクルの表面
又は裏面のどちらの面に付着しているか（以下、これを
異物の付着面と呼ぶ）を異物検査装置を用いて判別する
必要がある。

【０００４】この種の異物検査装置として、複数の波長
のレーザ光をペリクルに対して斜入射させて受光時に波
長分離を行なうことにより異物の付着面を判別するもの
や、Ｓ偏光レーザ及びＰ偏光レーザをペリクルに対して
別々に斜入射させてＳ及びＰ偏光レーザの強度分布を比
較し、異物の付着面を判別するものがある。ところがこ
の種の異物検査装置においては、ペリクルに付着した異
物の形状（指向性の強弱）や性状（ホコリ又は粒状の実
異物なのか半透明状の異物なのか）を正確に判別するこ
とができないため、判別結果の精度が極めて低いという
問題があつた。

【０００５】このような問題を解決する１つの方法とし
て、被検査物（例えばペリクル）のいずれか一方の面を
対物光学系の焦点面とほぼ一致させたとき、一方の面に
付着した異物の画像信号（波形）と他方の面に付着した
異物の画像信号とが互いに異なることを利用して、異物
の付着面を判別する異物検査装置が提案されている（特
開平 6-27027号）。この異物検査装置によれば、被検査
物に付着した異物が被検査物のどちらの面に付着してい
るかを良好に判別することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの異物検査
装置においては、ステージを上下方向に移動させること
により、ステージ上に載置されたペリクルのいずれか一
方の面を対物光学系の焦点面とほぼ一致させるようにな
されているためステージを精度よく微少移動させなけれ
ばならず、またステージを移動させる際、ペリクル種に
よつてはペリクルが揺れたり振動するなどノイズが発生
するおそれがあり、このような点を克服することができ
れば、被検査物における異物の付着面を一段と精度良く
判別することができると考えられる。

【０００７】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、被検査物における異物の付着面を高精度に判別し得
る異物検査装置を提案しようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め第１の発明においては、光透過性を有する被検査物
（２）に付着した異物（８Ａ）を検査する異物検査装置
（１、２０、３０、４０）において、異物（８Ａ）に検
査光（Ｌ）を照射する光照射手段（９）と、被検査物
（２）のいずれか一方の面に焦点面を形成するような位
置に配置され、異物（８Ａ）に検査光（Ｌ）を照射した
際に異物（８Ａ）から生ずる散乱光を集光する対物光学
系（６）と、該対物光学系（６）で集光された光の光量
を絞る開口部（１１Ａ、Ｐ₁〜Ｐ_n）を有する絞り手段
（１１、２１、３１、５１）と、該絞り手段（１１、２
１、３１、５１）から導かれた光を受光し、該受光した
光の光量に応じた信号を出力する受光手段（１２）とに
よつて構成される共焦点検出系と、検査光（Ｌ）を異物
（８Ａ）に照射した際、対物光学系（６）の光軸（Ｌ
Ｘ）上における絞り手段（１１、２１、３１、５１）の
焦点面からの距離を変える絞り位置変更手段（１３、２
２、３２）と、受光手段（１２）の出力に基づいて異物
（８Ａ）が付着した被検査物（２）の面を判別する異物
付着面判別手段（１４）とを設けるようにした。

【０００９】また第２の発明においては、絞り位置変更
手段（１３）は、開口部（１１Ａ）を対物光学系（６）
の光軸（ＬＸ）に沿つて移動させることにより、絞り手
段（１１）の焦点面からの距離を変えるようにした。

【００１０】また第３の発明においては、絞り手段（２
１、３１、５１）は、対物光学系（６）の光軸（ＬＸ）
上における焦点面からの距離がそれぞれ異なる複数の開
口部（Ｐ₁〜Ｐ_n）を有し、絞り位置変更手段（２２、
３２）は、各開口部（Ｐ₁〜Ｐ_n）を順次切り替えるこ
とにより、絞り手段（２１、３１、５１）の焦点面から
の距離を変えるようにした。

【００１１】また第４の発明においては、異物付着面判
別手段（１４）は、絞り位置変更手段（１３、２２、３
２）によつて絞り手段（１１、２１、３１、５１）の焦
点面からの距離を変えながら得られる受光手段（１２）
の出力に応じた信号の波形形状に基づいて、異物（８
Ａ）が付着した被検査物（２）の面を判別するようにし
た。

【００１２】また第５の発明においては、異物付着面判
別手段（１４）は、絞り位置変更手段（１３、２２、３
２）によつて絞り手段（１１、２１、３１、５１）の焦
点面からの距離を変えながら得られる受光手段（１２）
の出力及び絞り位置変更手段（１３、２２、３２）の出
力に基づいて、異物（８Ａ）が付着した被検査物（２）
の面を判別するようにした。

【００１３】また第６の発明においては、絞り手段（１
１、２１、３１、５１）の開口部（１１Ａ、Ｐ₁〜
Ｐ_n）を介して受光手段（１２）に入射する散乱光の光
量を調整する光量調整手段（１５）と、受光手段（１
２）の出力に基づいて、光量調整手段（１５）を絞り手
段（１１、２１、３１、５１）及び受光手段（１２）間
に移動させる移動手段（１６、１７）とを設ける。

【００１４】第１の発明においては、絞り位置変更手段
（１３、２２、３２）によつて絞り手段（１１、２１、
３１、５１）の焦点面からの距離を変えながら異物（８
Ａ）に検査光（Ｌ）を照射して得られる散乱光を対物光
学系（６）で集光し、該集光された光を絞り手段（１
１、２１、３１、５１）を通じて受光手段（１２）で受
光するようにしたことにより、異物の付着面に応じた信
号を得ることができる。

【００１５】また第２の発明においては、絞り位置変更
手段（１３）によつて開口部（１１Ａ）を対物光学系
（６）の光軸（ＬＸ）に沿つて移動させることにより絞
り手段（１１）の焦点面からの距離を変えながら異物
（８Ａ）に検査光（Ｌ）を照射して得られる散乱光を対
物光学系（６）で集光し、該集光された光を絞り手段
（１１）を通じて受光手段（１２）で受光するようにし
たことにより、異物の付着面に応じた信号を得ることが
できる。

【００１６】また第３の発明においては、絞り位置変更
手段（２２）によつて対物光学系（６）の光軸（ＬＸ）
上における焦点面からの距離がそれぞれ異なる複数の開
口部（Ｐ₁〜Ｐ_n）を順次切り替えながら異物（８Ａ）
に検査光（Ｌ）を照射して得られる散乱光を対物光学系
（６）で集光し、該集光された光を絞り手段（２１）を
通じて受光手段（１２）で受光したことにより、異物の
付着面に応じた信号を得ることができる。

【００１７】また第４の発明においては、異物付着面判
別手段（１４）は、絞り手段（１１、２１、３１、５
１）を通じて受光手段（１２）で受光した光の光量に応
じた信号の波形形状に基づいて異物（８Ａ）が付着した
被検査物（２）の面を判別することにより、異物の付着
面を容易に判別することができる。

【００１８】また第５の発明においては、異物付着面判
別手段（１４）は、絞り手段（１１、２１、３１、５
１）を通じて受光手段（１２）で受光した光の光量に応
じた信号及び絞り位置変更手段（１３、２２、３２）の
出力に基づいて、異物（８Ａ）が付着した被検査物
（２）の面を判別することにより、異物の結像点を絞り
手段（１１、２１、２２）の位置として検出することが
できる。

【００１９】また第６の発明においては、絞り手段（１
１、２１、３１、５１）の開口部（１１Ａ、Ｐ₁〜
Ｐ_n）を介して受光手段（１２）に入射する散乱光の光
量を、光量調整手段（１５）によつて調整することによ
り、受光信号を受光手段（１２）のダイナミツクレンジ
内に抑えることができ、従つて異物（８Ａ）の大きさに
係わらず、異物（８Ａ）が付着した被検査物（２）の面
を判別することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下図面について、本発明の一実
施例を詳述する。

【００２１】（１）第１実施例図１において、１は全体として本発明の第１実施例によ
る異物検査装置を示し、ペリクル２における異物の付着
面を判別するようになされている。このペリクル２はス
テージ３から所定間隔だけ離れるようにステージ３の上
面３Ａと平行となるようにペリクルフレーム４に張設さ
れており、ペリクルフレーム４はステージ３の上面３Ａ
に例えばバキユームで固定されている。

【００２２】ステージ３は、ステージ駆動部５の制御に
基づいて対物レンズ系６の光軸ＬＸと垂直な面内でＸ方
向及びＹ方向に移動し得るようになされている。このス
テージ駆動部５は制御部７によつて制御されており、制
御部７は当該制御部７のメモリ（図示せず）内に格納さ
れている異物の位置情報（異物位置）に基づいてステー
ジ駆動部５を制御する。従つてステージ駆動部５は制御
部７の制御に基づいてステージ３をＸ方向及び又はＹ方
向に移動させて、ペリクル２の異物位置８を対物レンズ
系６の焦点位置に位置決めし得るようになされている。

【００２３】この対物レンズ系６は、レーザ光源９から
射出され、光軸ＬＸに対して所定角度傾けられたハーフ
ミラー１０で反射したレーザ光Ｌを集光して微小収束光
としてペリクル２の表面にフオーカスさせるようになさ
れている。ペリクル２からの反射光は、対物レンズ系
６を介してハーフミラー１０を透過した後、ペリクル２
の表面に平行となるように配置されたアパーチヤ１１に
導かれる。このアパーチヤ１１にはピンホール１１Ａが
設けられており、ハーフミラー１０を透過した光はピン
ホール１１Ａを介して光電子増倍管１２に入射する。

【００２４】ここでアパーチヤ１１は、対物レンズ系６
の焦点面（この実施例の場合、ペリクル２の表面）と共
役な関係となるような位置、すなわちペリクル２からの
反射光が対物レンズ系６によつてアパーチヤ１１のピン
ホール１１Ａで焦点が結ばれるアパーチヤ１１の位置
（以下、これを基準位置と呼ぶ）を中心に、アパーチヤ
駆動部１３によつて光軸ＬＸに沿つて一定の速度で連続
的に移動し得るようになされている。従つてアパーチヤ
１１のピンホール１１Ａを介して光電子増倍管１２に入
射される入射光の光量はアパーチヤ１１の位置に応じて
変化する。

【００２５】光電子増倍管１２はアパーチヤ１１のピン
ホール１１Ａを介して入射される入射光をその光量に応
じた電気信号（以下、これを受光信号と呼ぶ）に変換し
て異物付着面判別部１４に送出する。異物付着面判別部
１４は、光電子増倍管１２より得られる受光信号の波形
形状に基づいて異物の付着面を判別するようになされて
いる。

【００２６】すなわち実際上、この異物検査装置１で
は、まずペリクル２表面上の異物位置８以外の場所にお
いて、アパーチヤ１１を基準位置に設定した後、制御部
７の制御に基づいてステージ駆動部５によつてステージ
３をＸ方向及び又はＹ方向に移動させることにより、レ
ーザ光源９から射出されたレーザ光Ｌがペリクル２の異
物位置８に照射されるようにステージ３を位置決めす
る。

【００２７】続いてアパーチヤ駆動部１３によつてアパ
ーチヤ１１をＺ方向（ペリクル２の表面から離反する方
向）に所定距離だけ移動させてアパーチヤ１１を判別開
始位置に設定した後、レーザ光源９からレーザ光Ｌを射
出させると共に、アパーチヤ駆動部１３によつてアパー
チヤ１１を判別開始位置から基準位置を通過するように
Ｚ方向とは反対方向（ペリクル２の表面に近接する方
向、以下、これを−Ｚ方向と呼ぶ）に所定距離だけ移動
させる。

【００２８】このとき、レーザ光源９から射出されるレ
ーザ光Ｌはハーフミラー１０で反射した後、対物レンズ
系６で集光されてペリクル２の異物位置８に照射され
る。対物レンズ系６で集光されたレーザ光Ｌはペリクル
２の表面又は裏面に付着した異物によつて散乱し、この
散乱光は対物レンズ系６で集光されてハーフミラー１０
を透過してアパーチヤ１１に導かれる。

【００２９】ここでアパーチヤ１１はアパーチヤ駆動部
１３によつて判別開始位置から−Ｚ方向に移動している
ため、アパーチヤ１１の位置に応じた光が連続的にピン
ホール１１Ａを介して光電子増倍管１２に入射され、光
電子増倍管１２は入射光の光量に応じた受光信号を異物
付着面判別部１４に送出する。異物付着面判別部１４
は、異物８Ａがペリクル２の表面に付着している場合に
は、図２（Ａ）に示すような波形形状を有する受光信号
を得、異物８Ａがペリクル２の裏面に付着している場合
には、図２（Ｂ）に示すような波形形状を有する受光信
号を得る。

【００３０】すなわち異物８Ａがペリクル２の表面に付
着している場合には、図２（Ａ）に示すように、異物８
Ａの結像点は、アパーチヤ１１が判別開始位置Ｐ_Oから
基準位置Ｐ_Sを通過する前のある位置Ｐ₁、すなわち基
準位置Ｐ_Sよりペリクル２の表面から離れた位置で形成
されるので、アパーチヤ１１を判別開始位置Ｐ_Oから−
Ｚ方向に移動させたとき、光電子増倍管１２に入射する
入射光の光量はアパーチヤ１１が基準位置Ｐ_Sに到達す
る前に最大となり、基準位置Ｐ_Sを通過した後の受光信
号の波形はペリクル２の厚みに応じて変化する。

【００３１】これに対して、異物８Ａがペリクル２の裏
面に付着している場合には、図２（Ｂ）に示すように、
異物８Ａの結像点は、アパーチヤ１１が判別開始位置Ｐ
_Oから基準位置Ｐ_Sを通過した後のある位置Ｐ₁、すな
わち基準位置Ｐ_Sよりペリクル２の表面に近い位置で形
成されるので、アパーチヤ１１を判別開始位置Ｐ_Oから
−Ｚ方向に移動させたとき、光電子増倍管１２に入射す
る入射光の光量はアパーチヤ１１が基準位置Ｐ_Sを通過
した後のある位置Ｐ₁で最大となり、基準位置Ｐ_Sを通
過する前の受光信号の波形はペリクル２の厚みに応じて
変化する。

【００３２】従つて図２（Ａ）及び（Ｂ）より明確なよ
うに、異物８Ａがペリクル２の表面に付着している場合
と、異物８Ａがペリクル２の裏面に付着している場合の
光電子増倍管１２で得られる受光信号の波形形状は異な
るので、受光信号の波形形状に基づいて異物の付着面を
判別することができる。因みに図２（Ｃ）に示すよう
に、異物８Ａだけのときには光電子増倍管１２からの受
光信号の波形はガウス型の分布となり、その信号波形は
異物８Ａを中心に対称となるのに対して、図２（Ａ）及
び（Ｂ）の場合には異物８Ａを中心に非対称であり、ま
た図２（Ａ）及び（Ｂ）はほぼ正反対の波形形状となつ
ている。

【００３３】従つてこの異物検査装置１では、アパーチ
ヤ１１を−Ｚ方向に移動させながら異物位置８にレーザ
光Ｌを照射して得られる散乱光を対物レンズ系６で集光
し、該集光された光をピンホール１１Ａを通じて光電子
増倍管１２で受光したことにより、異物８Ａの付着面に
応じた波形形状を有する受光信号を得ることができるの
で、光電子倍管１２からの受光信号の波形形状に基づい
て異物の付着面を判別することができる。またこの異物
検査装置１では、被検査物としてのペリクル２側を固定
し、アパーチヤ１１を−Ｚ方向に移動させて異物の付着
面を判別したことにより、ペリクル２に対する振動など
のノイズの原因を防止することができる。

【００３４】以上の構成によれば、アパーチヤ１１を−
Ｚ方向に移動させながら異物位置８にレーザ光Ｌを照射
して得られる散乱光を対物レンズ系６で集光し、該集光
された光をピンホール１１Ａを通じて光電子増倍管１２
で受光したことにより、光電子増倍管１２からの受光信
号の波形形状に基づいて異物の付着面を判別することが
でき、かくして異物の付着面を高精度に判別し得る異物
検査装置１を実現することができる。

【００３５】（２）第２実施例図１との対応部分に同一符号を付して示す図３におい
て、２０は全体として本発明の第２実施例による異物検
査装置を示し、この異物検査装置２０は、アパーチヤ１
１に代えて、複数のピンホールＰ₁〜Ｐ_nを有する所定
の厚みでなる回転式アパーチヤ２１をアパーチヤ駆動部
２２によつて回転させて得られる受光信号の波形形状に
基づいて、異物の付着面を判別するようになされてい
る。

【００３６】アパーチヤ２１は、該アパーチヤ２１が回
転したときに各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nが光軸ＬＸを横切
るように配置されている。各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nは、
図４（Ａ）に示すように、それぞれアパーチヤ２１の中
心Ｃから同距離かつ互いの距離が一定となるように形成
されている。また図４（Ｂ）に示すように、各ピンホー
ルＰ₁〜Ｐ_nの絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnはペリクル２の表面か
らの距離がそれぞれ異なるように設けられており、アパ
ーチヤ２１に形成されるピンホール数に応じて各ピンホ
ールＰ₁〜Ｐ_nの絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnの位置が設定されて
いる。また各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nのうちいずれか１つ
は、対物レンズ系６の焦点面と共役な関係となるような
位置に絞り部が設けられている（以下、このピンホール
を基準ピンホールＰ_Sと呼ぶ）。

【００３７】例えば、厚さｄでなるアパーチヤ２１にｎ
個のピンホールが形成されている場合、各ピンホールＰ
₁〜Ｐ_nの絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnは、ピンホールＰ₁の絞り
部Ｐ ₁₁をアパーチヤ２１の裏面２１Ａに形成するとする
と、ピンホールＰ₂の絞り部Ｐ₂₂は裏面２１Ａから１／
ｎ・ｄだけ離れた位置に設けられ、ピンホールＰ_iの絞
り部Ｐ_iiは裏面２１Ａからｉ／ｎ・ｄだけ離れた位置に
設けられ、ピンホールＰ_nの絞り部Ｐ_nnは裏面２１Ａか
らｎ／ｎ・ｄだけ離れた位置、すなわちアパーチヤ２１
の表面２１Ｂに設けられ、各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nの絞
り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnは等間隔に設けられる。

【００３８】以上の構成において、回転式アパーチヤ２
１をアパーチヤ駆動部２２によつて矢印Ｒで示す方向に
回転させると、光軸ＬＸにおける絞り部の位置がＺ方向
に移動することになるので、各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nの
絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnの位置に応じた光が光電子増倍管１２
に入射し、第１実施例の場合と同様に、異物８Ａの付着
面に応じた波形形状を有する受光信号を得ることができ
る。従つてこの異物検査装置２０では、アパーチヤ２１
をＲ方向に回転させながら異物位置８にレーザ光Ｌを照
射して得られる散乱光を対物レンズ系６で集光し、該集
光された光を各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nを通じて光電子増
倍管１２で受光したことにより、光電子増倍管１２から
の受光信号の波形形状に基づいて異物の付着面を判別す
ることができる。

【００３９】以上の構成によれば、アパーチヤ２１をＲ
方向に回転させながら異物位置８にレーザ光Ｌを照射し
て得られる散乱光を対物レンズ系６で集光し、該集光さ
れた光を各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nを通じて光電子増倍管
１２で受光したことにより、光電子増倍管１２からの受
光信号の波形形状に基づいて異物の付着面を判別するこ
とができ、かくして異物の付着面を高精度に判別し得る
異物検査装置２０を実現することができる。

【００４０】（３）第３実施例図１との対応部分に同一符号を付して示す図５におい
て、３０は全体として本発明の第３実施例による異物検
査装置を示し、アパーチヤ３１はアパーチヤ２１と同様
の構成を有するがピンホールＰの数はアパーチヤ２１よ
りも少なく、アパーチヤ駆動部３２によつて回転するよ
うになされていると共に、光軸ＬＸに沿つて移動し得る
ようになされている。

【００４１】以上の構成において、まずアパーチヤ駆動
部３２によつてアパーチヤ３１のいずれかのピンホール
Ｐを光軸ＬＸ上に位置決めしてレーザ光Ｌをペリクル２
の異物位置８に照射し、アパーチヤ駆動部３２によつて
アパーチヤ３１をＺ方向又は−Ｚ方向に移動させること
により、光軸ＬＸ上に位置決めされたピンホールＰにお
いて異物の結像点が形成されるようにアパーチヤ３１を
位置決めした後、アパーチヤ駆動部３２によつてアパー
チヤ３１を回転させる。

【００４２】従つてこの異物検査装置３０では、第１実
施例の場合と同様に、光軸ＬＸにおける絞り部の位置が
Ｚ方向又は−Ｚ方向に移動することになるので、各ピン
ホールの絞り部の位置に応じた光が光電子増倍管１２に
入射し、異物の付着面に応じた波形形状を有する受光信
号を得ることができると共に、異物が小さい場合でも、
各ピンホールを通じて得られる光の光量の微小な変化を
精度良く検出し得るので、異物の付着面によつて波形形
状が明確に異なる受光信号を得ることができる。

【００４３】以上の構成によれば、アパーチヤ３１のい
ずれかのピンホールＰを光軸ＬＸ上に位置決めし、アパ
ーチヤ３１をＺ方向又は−Ｚ方向に移動させて異物の結
像点が光軸ＬＸ上に位置決めされたピンホールＰで形成
されるようにアパーチヤ３１を位置決めした後、アパー
チヤ３１を回転させながら異物位置８にレーザ光Ｌを照
射して得られる散乱光を対物レンズ系６で集光し、該集
光された光を各ピンホールを通じて光電子増倍管１２で
受光したことにより、異物が小さい場合でも、異物の付
着面に応じた波形形状を有する受光信号を得ることがで
き、かくして異物が小さい場合でも異物の付着面を高精
度に判別し得る異物検査装置３０を実現することができ
る。

【００４４】（４）他の実施例なお上述の実施例においては、レーザ光源９から射出さ
れるレーザ光Ｌをハーフミラー１０で反射させて対物レ
ンズ系６を介してペリクル２の表面に照射した場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、図１との対応部
分に同一符号を付した図６に示す異物検査装置４０に示
すように、レーザ光Ｌを直接異物位置８に入射させるよ
うにしてもよい。この場合、ハーフミラー１０を用いる
必要がなくるなのでその分異物検査装置４０の構成を簡
略化し得る。

【００４５】また上述の実施例においては、レーザ光Ｌ
をペリクル２の表面に照射して異物の付着面を判別する
場合について述べたが、本発明はこれに限らず、所定の
大きさの開口部（口状）が設けられたステージ３の裏面
側からペリクル２の裏面にレーザ光Ｌを照射して異物の
付着面を判別するようにしてもよい。この場合、図７に
示すように、フレーム枠の底面にだけ接着剤保護膜（保
護シール）４Ａが貼られているペリクルフレーム４を用
いて、レーザ光Ｌをこのフレーム枠の底面側からペリク
ル２の裏面に照射する。

【００４６】さらに上述の実施例においては、被検査物
としてペリクル２における異物の付着面を判別する場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、被検査物と
してレチクル、フオトマスク、被露光基板及び透明又は
半透明の薄膜等における異物位置の検出及び異物の付着
面の判別を行う場合に適用し得る。さらに上述の実施例
においては、検査光としてレーザ光Ｌを用いた場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、検査光として単
色光であればこの他種々の検査光を適用し得、また白色
光を検査光として用いることもできる。

【００４７】さらに上述の実施例においては、受光した
光の光量に応じた信号を出力する受光手段として光電子
増倍管１２を用いた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、受光手段としてこの他種々の受光手段を適
用し得る。さらに上述の実施例においては、共焦点検出
系を対物レンズ系６、レーザ光源９、ハーフミラー１
０、アパーチヤ１１（２１、３１）、光電子増倍管１２
で構成した場合について述べたが、本発明はこれに限ら
ず、共焦点検出系としてこの他種々の構成の共焦点検出
系を適用し得る。さらに上述の実施例においては、対物
レンズ系６の焦点面をペリクル２の表面に形成した場合
について述べたが、本発明はこれに限らず、対物レンズ
系６の焦点面をペリクル２の裏面に形成してもよく、ま
た対物レンズ系６を可動し得るように構成してもよい。

【００４８】さらに上述の実施例においては、対物レン
ズ系６の光軸ＬＸ上におけるアパーチヤ１１、２１、３
１の焦点面からの距離を変える絞り位置変更手段として
アパーチヤ駆動部１３、２２、３２を用いた場合につい
て述べたが、本発明はこれに限らず、絞り位置変更手段
としてこの他種々の絞り位置変更手段を適用し得る。さ
らに上述の実施例においては、光電子増倍管１２からの
受光信号の波形形状に基づいて異物が付着したペリクル
２の面を判別する異物付着面判別手段として異物付着面
判別部１４を用いた場合について述べたが、本発明はこ
れに限らず、異物付着面判別手段としてこの他種々の異
物付着面判別手段を適用し得る。

【００４９】さらに上述の実施例においては、光電子増
倍管１２からの受光信号の波形形状に基づいて異物の付
着面を判別した場合について述べたが、本発明はこれに
限らず、光電子増倍管１２の出力及びアパーチヤ駆動部
１３、２２又は３２の出力に基づいて異物の付着面を判
別するようにしてもよい。

【００５０】すなわち第１実施例の場合、異物付着面判
別部１４は、図２に示すように、光電子増倍管１２の出
力及びアパーチヤ駆動部１３からのアパーチヤ１１の位
置情報に基づいて、光電子増倍管１２の受光量が最大と
なつたときのアパーチヤ１１の位置Ｐ₁（すなわち異物
の結像点位置）を検出し、当該アパーチヤ１１の位置Ｐ
₁が基準位置Ｐ_Sに対して−方向（基準位置Ｐ_Sよりペ
リクル２の表面に近い方向）にあるか、又は＋方向（基
準位置Ｐ_Sよりペリクル２の表面から離れた方向）にあ
るかによつて異物の付着面を判別する。

【００５１】この場合、異物付着面判別部１４は、光電
子増倍管１２の受光量が最大となつたときのアパーチヤ
１１の位置Ｐ₁が基準位置Ｐ_Sに対して＋方向にある場
合にはペリクル２の表面に異物８Ａが付着していると判
別し、アパーチヤ１１の位置Ｐ₁が基準位置Ｐ_Sに対し
て−方向にある場合にはペリクル２の裏面に異物８Ａが
付着していると判別する。従つて異物検査装置１では、
光電子増倍管１２の受光量が最大となつたときのアパー
チヤ１１の位置Ｐ₁の基準位置Ｐ_Sに対する相対的な位
置に基づいて異物の付着面を判別することができる。

【００５２】またこの場合、受光量が最大となつたとき
のアパーチヤ１１の位置Ｐ₁が、アパーチヤ１１が基準
位置Ｐ_Sを通過する前に検出された場合には、ペリクル
２の表面に異物８Ａが付着していると判別し、検出した
アパーチヤ１１の位置Ｐ₁が、アパーチヤ１１が基準位
置Ｐ_Sを通過した後に検出された場合には、ペリクル２
の裏面に異物８Ａが付着していると判別するようにして
もよい。このことは、アパーチヤ１１を−Ｚ方向に移動
させたときに言い得ることで、アパーチヤ１１をＺ方向
に移動させたときには、異物の付着面の判別は反対にな
る。

【００５３】第２実施例の場合、異物付着面判別手段１
４は、光電子増倍管１２の出力及びアパーチヤ駆動部２
２からのピンホールＰの種別情報（Ｐ₁〜Ｐ_n）に基づ
いて、光電子増倍管１２の受光量が最大となつたときの
ピンホールＰ₁〜Ｐ_nを検出し、当該受光量が最大とな
つたときのピンホールＰ₁〜Ｐ_nにおける絞り部Ｐ₁₁〜
Ｐ_nnの位置が基準ピンホールＰ_Sにおける絞り部Ｐ_SSの
位置に対して、−方向（基準ピンホールＰ_Sにおける絞
り部Ｐ_SSの位置よりペリクル２の表面に近い方向）にあ
るか、又は＋方向（基準ピンホールＰ_Sにおける絞り部
Ｐ_SSの位置よりペリクル２の表面から離れた方向）にあ
るかによつて異物の付着面を判別する。

【００５４】すなわち、異物付着面判別部１４は、アパ
ーチヤ２１がＲ方向に回転する場合、光電子増倍管１２
の受光量が最大となつたときのピンホールＰ₁〜Ｐ_nに
おける絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnの位置が基準ピンホールＰ
_S（例えばピンホールＰ_iを基準ピンホールとする）に
おける絞り部Ｐ_iiに対して＋方向にある場合にはペリク
ル２の表面に異物８Ａが付着していると判別し、光電子
増倍管１２の受光量が最大となつたときのピンホールＰ
₁〜Ｐ_nにおける絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnの位置が基準ピンホ
ールＰ_iにおける絞り部Ｐ_iiに対して−方向にある場合
にはペリクル２の裏面に異物８Ａが付着していると判別
する。従つて異物検査装置２０では、光電子増倍管１２
の受光量が最大となつたときのピンホールＰ₁〜Ｐ_nに
おける絞り部Ｐ₁₁〜Ｐ_nnの基準ピンホールＰ_Sにおける
絞り部Ｐ_SSに対する相対的な位置に基づいて異物の付着
面を判別することができる。

【００５５】またこの場合、光電子増倍管１２の受光量
が最大となつたときのピンホールＰ₁〜Ｐ_nが、アパー
チヤ２１の回転方向Ｒに対して基準ピンホールＰ_iより
先に光軸ＬＸを横切る場合には、ペリクル２の表面に異
物が付着していると判定し、光電子増倍管１２の受光量
が最大となつたときのピンホールＰ₁〜Ｐ_nが、アパー
チヤ２１の回転方向Ｒに対して基準ピンホールＰ_iより
後に光軸ＬＸを横切る場合には、ペリクル２の裏面に異
物が付着していると判定するようにしてもよい。以上の
ことは第３実施例の異物検査装置３０についても同様で
ある。

【００５６】さらに上述の第１実施例においては、アパ
ーチヤ１１を一定の速度で連続して移動させた場合につ
いて述べたが、本発明はこれに限らず、異物の大きさに
よつてアパーチヤ１１の移動間隔を変えるようにしても
よい。さらに上述の第１実施例においては、アパーチヤ
１１を−Ｚ方向に移動させた場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、アパーチヤ１１をＺ方向に移動さ
せることにより異物の付着面を判別するようにしてもよ
い。

【００５７】さらに上述の第２実施例においては、アパ
ーチヤ２１をＲ方向に回転させた場合について述べた
が、本発明はこれに限らず、アパーチヤ２１をＲ方向と
は反対方向に回転させて異物の付着面を判別するように
してもよい。さらに上述の第２実施例においては、ピン
ホールＰ₁〜Ｐ_nの順にｎ個のピンホールが形成された
アパーチヤ２１を用いた場合について述べたが、本発明
はこれに限らず、ピンホールＰ₁〜Ｐ_nが他の順序で形
成されたアパーチヤ２１を用いてもよい。

【００５８】さらに上述の第２実施例においては、ピン
ホールＰ₁〜Ｐ_nのうち所定のピンホールにおける絞り
部の位置を対物レンズ系６の焦点面と共役な関係となる
ような位置に設け、このピンホールを基準ピンホールと
して異物の付着面を判別した場合について述べたが、本
発明はこれに限らず、対物レンズ系６の焦点面と共役な
関係にない複数のピンホールＰ₁〜Ｐ_nでアパーチヤ２
１を構成し、該ピンホールＰ₁〜Ｐ_nのうち所定のピン
ホールを基準ピンホールとして、光電子増倍管１２の受
光量が最大となつたときのピンホールにおける絞り部の
基準ピンホールにおける絞り部に対する相対的な位置に
基づいて異物の付着面を判別するようにしてもよい。

【００５９】さらに上述の第２及び第３実施例において
は、回転式アパーチヤ２１、３１を用いた場合について
述べたが、これに代えて、図８に示すように、各ピンホ
ールＰ₁〜Ｐ_nが横に一列に形成されたスライド式のア
パーチヤ５１を用いてもよい。この場合、アパーチヤ駆
動部１３、２２又は３２は各ピンホールＰ₁〜Ｐ_nが順
次光軸ＬＸを通るようにスライド移動させる。

【００６０】さらに上述の第３実施例においては、アパ
ーチヤ３１を光軸ＬＸに沿つて移動させて、異物の結像
点がアパーチヤ３１のいずれかのピンホールで形成され
るようにアパーチヤ３１を位置決めした後、アパーチヤ
３１を回転させながら異物位置８にレーザ光Ｌを照射し
て異物の付着面を判別した場合について述べたが、本発
明はこれに限らず、単にアパーチヤ３１を回転させなが
ら異物位置８にレーザ光Ｌを照射して異物の付着面を判
別するようにしてもよい。特に異物が大きい場合には、
異物の結像点がアパーチヤ３１のいずれかのピンホール
で形成されるようにアパーチヤ３１を位置決めしなくて
も、異物の付着面を判別することができる。

【００６１】また上述の第１、第２、第３実施例及び他
の実施例（図６）において、光電子増倍管１２で受光さ
れる受光散乱光は、異物の大小によつてその強弱が異な
る。すなわち光電子増倍管１２の感度を例えば径が10〜
20〔μｍ〕の小さい異物に合わせている場合に、ペリク
ル２上の異物の径が例えば40〔μｍ）程度の大きな異物
のとき、光電子増倍管１２のダイナミツクレンジを越え
て受光信号が頭打ちして、測定できなくなることが考え
られる。

【００６２】この場合、以下の方法によつて入射光量を
調整する。まず第１の方法は、異物の付着面の判定は異
物検査後に行うため、異物検査データを基に異物の大き
さによつて光電子増倍管１２に印加される電圧を制御
し、受光信号がダイナミツクレンジを越えないように調
整するものである。

【００６３】また第２の方法は、例えば図９に示すよう
に、アパーチヤ１１と光電子増倍管１２との間に移動可
能なＮＤフイルタ１５を設け、フイルタ駆動部１６によ
つて当該ＮＤフイルタ１５をアパーチヤ１１と光電子増
倍管１２との間に移動させて、アパーチヤ１１のピンホ
ール１１Ａを通過した光の光量を減らして光電子増倍管
１２に入射させるものである。

【００６４】すなわち検査開始時には、ＮＤフイルタ１
５をアパーチヤ１１と光電子増倍管１２との間に移動さ
せず、この状態で光電子増倍管１２が受光した受光信号
を光量モニタ部１６に送出する。光量モニタ部１６は光
電子増倍管１２からの受光信号が光電子増倍管１２のダ
イナミツクレンジを越えているか否かを判断し、ダイナ
ミツクレンジを越えている場合には、指令信号をフイル
タ駆動部１６に送出する。フイルタ駆動部１６はこの指
令信号に基づいてＮＤフイルタ１５をアパーチヤ１１と
光電子増倍管１２との間に移動させてピンホール１１Ａ
を通過した光の光量を減らして光電子増倍管１２に入射
させる。これにより、受光信号を光電子増倍間１２のダ
イナミツクレンジ内に抑えることができ、従つて異物８
Ａの大小にかかわらず、異物８Ａの付着面を判別するこ
とができる。

【００６５】ここでＮＤフイルタ１５としては、濃度可
変ＮＤフイルタや図４（Ａ）に示す回転式で各ピンホー
ルに光の透過率が異なるＮＤフイルタを設けてｎ段階に
濃度可変し得るようにしたものや、図８に示すようにス
ライド式にしてもよい。また光の透過率が異なる複数の
ＮＤフイルタ１５を用意しておくようにしてもよい。

【００６６】この場合、光量モニタ部１７は、光電子増
倍管１２の受光信号に基づいて、フイルタ駆動部１６に
よつて最も適切なＮＤフイルタ１５が選択されるよう
に、指令信号をフイルタ駆動部１６に送出する。フイル
タ駆動部１６は当該指令信号に基づいてＮＤフイルタ１
５を選択し、選択したＮＤフイルタ１５をアパーチヤ１
１と光電子増倍管１２との間に移動させる。

【００６７】

【発明の効果】上述のように本発明によれば、絞り位置
変更手段によつて絞り手段の焦点面からの距離を変えな
がら異物に検査光を照射することにより得られる異物の
散乱光を対物光学系で集光し、該集光された光を絞り手
段を通じて受光手段で受光して、該受光した光の光量に
応じた信号を得ることにより、異物の付着面に応じた信
号を得ることができ、かくして異物の付着面を高精度に
判別し得る異物検査装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例による異物検査装置の構成
を示す斜視図及びブロツク図である。

【図２】異物の付着面と光量との関係の説明に供するグ
ラフ及び略線図である。

【図３】本発明の第２実施例による異物検査装置の構成
を示す斜視図及びブロツク図である。

【図４】回転式アパーチヤの説明に供する平面図（Ａ）
及び略線的断面図（Ｂ）である。

【図５】本発明の第３実施例による異物検査装置の構成
を示す斜視図及びブロツク図である。

【図６】本発明の他の実施例による異物検査装置の構成
を示す斜視図及びブロツク図である。

【図７】レーザ光をステージの裏面側から照射する場合
のペリクルフレームの裏面の構造の説明に供する斜視図
である。

【図８】スライド式アパーチヤの説明に供する平面図で
ある。

【図９】本発明の他の実施例による異物検査装置の構成
を示す斜視図及びブロツク図である。

【符号の説明】

１、２０、３０、４０……異物検査装置、２……ペリク
ル、３……ステージ、４……ペリクルフレーム、４Ａ…
…保護シート、５……ステージ駆動部、６……対物レン
ズ系、７……制御部、８……異物位置、８Ａ……異物、
９……レーザ光源、１０……ハーフミラー、１１、２
１、３１、５１、……アパーチヤ、１１Ａ、Ｐ₁〜Ｐ_n
……ピンホール、１２……光電子増倍管、１３、３２…
…アパーチヤ駆動部、１４……異物付着面判別部、Ｐ₁₁
〜Ｐ_nn……絞り部、１５……ＮＤフイルタ、１６……フ
イルタ駆動部、１７……光量モニタ部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過性を有する被検査物に付着した異物
を検査する異物検査装置において、前記異物に検査光を照射する光照射手段と、前記被検査
物のいずれか一方の面に焦点面を形成するような位置に
配置され、前記異物に前記検査光を照射した際に前記異
物から生ずる散乱光を集光する対物光学系と、該対物光
学系で集光された光の光量を絞る開口部を有する絞り手
段と、該絞り手段から導かれた光を受光し、該受光した
光の光量に応じた信号を出力する受光手段とによつて構
成される共焦点検出系と、前記検査光を前記異物に照射した際、前記対物光学系の
光軸上における前記絞り手段の前記焦点面からの距離を
変える絞り位置変更手段と、前記受光手段の出力に基づいて前記異物が付着した前記
被検査物の面を判別する異物付着面判別手段とを具える
ことを特徴とする異物検査装置。
【請求項２】前記絞り位置変更手段は、前記開口部を前記対物光学系の光軸に沿つて移動させる
ことにより、前記絞り手段の前記焦点面からの距離を変
えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の異物
検査装置。
【請求項３】前記絞り手段は、前記対物光学系の光軸上における前記焦点面からの距離
がそれぞれ異なる複数の前記開口部を有し、前記絞り位置変更手段は、各前記開口部を順次切り替えることにより、前記絞り手
段の前記焦点面からの距離を変えるようにしたことを特
徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項４】前記異物付着面判別手段は、前記絞り位置変更手段によつて前記絞り手段の前記焦点
面からの距離を変えながら得られる前記受光手段の出力
に応じた信号の波形形状に基づいて、前記異物が付着し
た前記被検査物の面を判別するようにしたことを特徴と
する請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項５】前記異物付着面判別手段は、前記絞り位置変更手段によつて前記絞り手段の前記焦点
面からの距離を変えながら得られる前記受光手段の出力
及び前記絞り位置変更手段の出力に基づいて、前記異物
が付着した前記被検査物の面を判別するようにしたこと
を特徴とする請求項１に記載の異物検査装置。
【請求項６】前記絞り手段の前記開口部を介して前記受
光手段に入射する前記散乱光の光量を調整する光量調整
手段と、前記受光手段の出力に基づいて、前記光量調整手段を前
記絞り手段及び前記受光手段間に移動させる移動手段と
を具えることを特徴とする請求項１に記載の異物検査装
置。