JPH09280954A - Object inspecting instrument - Google Patents

Object inspecting instrument

Info

Publication number
JPH09280954A
JPH09280954A JP11972796A JP11972796A JPH09280954A JP H09280954 A JPH09280954 A JP H09280954A JP 11972796 A JP11972796 A JP 11972796A JP 11972796 A JP11972796 A JP 11972796A JP H09280954 A JPH09280954 A JP H09280954A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
phase difference
inspection
polarization
interference
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11972796A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneyuki Hagiwara
恒幸 萩原
Koichiro Komatsu
宏一郎 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP11972796A priority Critical patent/JPH09280954A/en
Publication of JPH09280954A publication Critical patent/JPH09280954A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a detection of foreign matters disturbing exposure simultaneously with the inspection of a defect in the difference of phase by inspecting the defect in the difference of phase over the entire area of a shifter within a binary reticle in a short time. SOLUTION: Two lights EO and OE adjusted in phase difference by a polarizer 10 and a 1/4 wavelength plate 12 out of the lights supplied from a lighting means is refracted by a condenser 16 with the optical axis thereof relatively sheared by a Nomarski prism 14 to be irradiated to an object to be observed. The light passing through the object is transmitted through an objective lens 18 to be synthesized by a Nomarski prism 20 and is divided by a half mirror 22 to be admitted into a polarized beam splitters 24 and 28. As a result, a plurality of interference components are extracted to inspect the object by performing a computation utilizing the squaring of two interference images involved and other interference images.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は物体観察装置にか
かり、更に具体的には、レチクルあるいはマスクの欠陥
の検査に好適な物体検査装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an object observing apparatus, and more specifically to an object inspecting apparatus suitable for inspecting a reticle or mask for defects.

【0002】[0002]

【背景技術と発明が解決しようとする課題】2値レチク
ルのシフタの位相差量の欠陥を検査する装置としては、
例えばSPIE,Proceedings series Volume 2254,「Photom
ask and X-Ray Mask technology」のp.294〜301に記載
されている装置がある。これは、レチクル上の位相シフ
タの位相量を測定する装置であって、レチクル内の検査
対象となる位相シフタ部分を光学顕微鏡の視野内に位置
させ、その視野内のサンプリングされた1点の位相量を
計測する位相シフタ付きレチクルの位相シフト量測定装
置である。従って、1回の検査では、位相シフタ中のサ
ンプリングされた1点の検査結果しか得られない。この
ため、レチクル内のすべての部位における欠陥の有無の
検査には不向きである。
BACKGROUND OF THE INVENTION As an apparatus for inspecting a phase shift amount defect of a shifter of a binary reticle,
For example SPIE, Proceedings series Volume 2254, `` Photom
Ask and X-Ray Mask technology ”, p.294-301. This is a device that measures the phase amount of the phase shifter on the reticle. The phase shifter part to be inspected in the reticle is positioned in the visual field of the optical microscope, and the phase of one sampled phase in the visual field is measured. A phase shift amount measuring device for a reticle with a phase shifter that measures the amount. Therefore, one inspection can obtain only the inspection result of one sampled point in the phase shifter. For this reason, it is not suitable for inspecting the presence or absence of defects in all parts of the reticle.

【0003】また、位相シフタ付きレチクルの欠陥とし
ては、上述した位相に関する欠陥の他に、異物の付着な
どの欠陥も存在する。従って、物体検査装置としては、
各種の欠陥を総合的に検査できることが好ましい。しか
しながら、上述した位相シフト量測定装置では、位相差
量の欠陥について検査するのみで、他の異物の有無を同
時に検査することはできない。
Further, as the defects of the reticle with the phase shifter, there are defects such as adhesion of foreign matter in addition to the above-mentioned defects relating to the phase. Therefore, as an object inspection device,
It is preferable that various kinds of defects can be comprehensively inspected. However, the above-mentioned phase shift amount measuring device only inspects for defects of the amount of phase difference and cannot inspect for the presence or absence of other foreign matter at the same time.

【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的は、短時間で2値レチクル内のシフ
タの全領域の位相差量の欠陥を検査することである。他
の目的は、露光に支障を来たす異物の検出を、位相差量
欠陥の検査と同時に行うことである。更に他の目的は、
シフタなしレチクルに対しては、異物検査装置として使
用できる物体検査装置を提供することである。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to inspect defects of the phase difference amount in the entire area of the shifter in the binary reticle in a short time. Another object is to detect the foreign matter that interferes with the exposure simultaneously with the inspection of the phase difference amount defect. Yet another purpose is
An object inspection apparatus that can be used as a foreign matter inspection apparatus for a reticle without a shifter is provided.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、この発明は、物体を照明するための光を供給する照
明手段(50,54);これによって供給された光のうち、
直交する第1及び第2の偏光方向の光の位相差を調整す
るための位相差調整手段(10,12,14,20);これによっ
て位相差が調整された第1の偏光方向の光と第2の偏光
方向の光の光軸を相対的にシャーして観察対象の物体に
照射する光分離手段(14);物体を透過又は反射した前
記第1の偏光方向の光と第2の偏光方向の光を合成する
光合成手段(20);この光合成手段から供給された光か
ら、第1の方向,第2の方向,これら第1又は第2のい
ずれかと平行な第3の方向において可干渉な偏光成分を
それぞれ取り出して、第1,第2及び第3の干渉像を得
るためのフィルタ手段(24,26,28);これによって得ら
れた前記第1,第2及び第3の干渉像を利用して検査対
象を検査する検査手段(70,78,82,86,72,74,88,90,9209
4,66);を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an illumination means (50, 54) for supplying light for illuminating an object;
Phase difference adjusting means (10, 12, 14, 20) for adjusting the phase difference between the light beams of the first and second polarization directions which are orthogonal to each other; A light separating means (14) for irradiating an object to be observed by relatively shearing the optical axes of the light in the second polarization direction; the light in the first polarization direction and the second polarization transmitted or reflected by the object. Light combining means (20) for combining light in different directions; coherent from light supplied from the light combining means in a first direction, a second direction, and a third direction parallel to either the first direction or the second direction. Filter means (24, 26, 28) for extracting respective polarized light components to obtain first, second and third interference images; the first, second and third interference images obtained thereby Inspection means (70,78,82,86,72,74,88,90,9209
4,66); are provided.

【0006】他の発明によれば、前記光合成手段から供
給された光から、第1の方向,第2の方向,直交する第
3及び第4の方向において可干渉な偏光成分がそれぞれ
取り出され、これによって得られた前記第1,第2,第
3及び第4の干渉像を利用して検査対象が検査される。
According to another invention, coherent polarization components in the first direction, the second direction, and the third and fourth directions orthogonal to each other are extracted from the light supplied from the light combining means, respectively. The inspection target is inspected by utilizing the first, second, third and fourth interference images obtained by this.

【0007】前記検査手段は、前記第1,第2及び第3
の干渉像のうち、干渉成分間の位相差が対応する干渉像
間の差の2乗と、他の1つの干渉像とに対して、検査対
象の光学特性を考慮した演算を行って検査を行う。ある
いは、前記第1,第2,第3及び第4の干渉像のうち、
干渉成分間の位相差が対応する干渉像間の差の2乗と、
他の2つの干渉像に対して主光線以外の光線の付加的な
位相差を考慮した演算を行って得た差動信号とに対し
て、検査対象の光学特性を考慮した演算を行って検査を
行う。
The inspection means includes the first, second and third inspection means.
Of the interference image corresponding to the phase difference between the interference components and another one of the interference images, the inspection is performed by considering the optical characteristics of the inspection target. To do. Alternatively, of the first, second, third and fourth interference images,
The square of the difference between the interference images corresponding to the phase difference between the interference components,
The inspection is performed by performing the operation considering the optical characteristics of the inspection target with respect to the differential signal obtained by performing the operation considering the additional phase difference of the rays other than the principal ray on the other two interference images. I do.

【0008】主要な態様によれば、前記光合成手段から
供給された光を第1及び第2の光に分岐する分岐手段を
備え、前記フィルタ手段が、分岐された第1の光から第
1及び第2の干渉像を得るための第1のフィルタ手段
と、分岐された第2の光から第3及び第4の干渉像を得
るための第2のフィルタ手段を含むことを特徴とする。
According to a main aspect, there is provided branching means for branching the light supplied from the light combining means into first and second light, and the filter means comprises first and second light from the branched first light. It is characterized by including first filter means for obtaining the second interference image and second filter means for obtaining the third and fourth interference images from the branched second light.

【0009】前記位相差調整手段は、例えば、(1)回
転可能なポラライザ及び1/4波長板,(2)電圧によ
って屈折率が制御可能な液晶,(3)光軸を横切る方向
に前記光分離手段及び前記光合成手段の少なくとも一方
を移動させる手段,によって構成される。
The phase difference adjusting means includes, for example, (1) a rotatable polarizer and a quarter-wave plate, (2) a liquid crystal whose refractive index can be controlled by a voltage, and (3) the light in the direction crossing the optical axis. It comprises a separating means and a means for moving at least one of the photosynthetic means.

【0010】更に他の態様によれば、前記光分離手段及
び光合成手段の少なくとも一方が複屈折性プリズムによ
って構成され、前記フィルタ手段が偏光ビームスプリッ
タによって構成される。また、前記照明手段は、レーザ
光源と、これから出力されたレーザビームを走査する走
査手段を含み、前記走査手段が物体を透過又は反射した
光の光路中に配置されるとともに、物点と共役な位置に
ピンホールが設けられる。
According to still another aspect, at least one of the light separating means and the light combining means is constituted by a birefringent prism, and the filter means is constituted by a polarization beam splitter. Further, the illuminating means includes a laser light source and a scanning means for scanning a laser beam outputted from the laser light source. The illuminating means is arranged in an optical path of light transmitted through or reflected by an object, and is conjugate with an object point. A pinhole is provided at the position.

【0011】本発明の主要な態様には、次のようなもの
もある。 (1)レチクルの欠陥を検査する検査装置であって、第
一の光線を射出するレーザー光源と、第一の光線を、第
一の偏光状態と第二の偏光状態の2つの直線偏光であっ
て互いに異なる方向に進行する光線に分離する光線分離
手段と、前記2つの直線偏光の光線を集光し、レチクル
内の第一の領域内で2つのビームスポットを形成するコ
ンデンサレンズと、前記2つのビームスポットを、前記
第一の領域内で2次元走査する走査手段と、前記光透過
性のレチクルから透過方向に発生する光線を集光し得る
対物レンズと、前記レチクルを透過し、前記対物レンズ
によって屈折された前記2つの直線偏光の光線を第三の
偏光状態の第二の光線に合成する光線合成手段と、前記
第二の光線の第一及び第二の偏光状態の二つの直線偏光
の光線の成分の相対的な位相差量である第一の位相差を
調整する第一の位相差調整手段と、前記第二の光線を第
三及び第四の光線に振幅分割するハーフミラーと、前記
第三の光線を、第四及び第五の偏光状態の2つの直線偏
光の光線に分離する第一の偏光分離手段と、前記第四の
光線を、第六及び第七の偏光状態の2つの直線偏光の光
線に分離する第二の偏光分離手段と、前記第三の光線の
成分であって、前記第一の偏光状態に平行な直線偏光の
成分と第二の偏光状態に平行な直線偏光の成分の間の相
対的な位相差量である第二の位相差を調整する第二の位
相差調整手段と、
The main aspects of the present invention are as follows. (1) An inspection device for inspecting a reticle for defects, wherein a laser light source that emits a first light beam and a first light beam are two linearly polarized lights of a first polarization state and a second polarization state. And a condenser lens for condensing the two linearly polarized light rays and forming two beam spots in a first region in the reticle, Scanning means for two-dimensionally scanning two beam spots in the first region, an objective lens capable of condensing light rays generated in the transmission direction from the light transmissive reticle, and an objective lens that transmits the reticle Ray combining means for combining the two linearly polarized light rays refracted by the lens into a second light ray having a third polarization state, and two linearly polarized light rays having the first and second polarization states of the second light ray. The relative components of the rays of First phase difference adjusting means for adjusting a first phase difference which is a general phase difference amount, a half mirror for amplitude-dividing the second light ray into a third light ray and a fourth light ray, and the third light ray. Is separated into two linearly polarized light beams having fourth and fifth polarization states, and the fourth light beam is divided into two linearly polarized light beams having sixth and seventh polarization states. Between the second polarized light splitting means for splitting into a third polarized light component and a component of the third light ray, which is a linearly polarized light component parallel to the first polarization state and a linearly polarized light component parallel to the second polarization state. A second phase difference adjusting means for adjusting the second phase difference which is the relative phase difference amount of

【0012】前記第四〜第七の偏光状態の光線をそれぞ
れ光電変換する第一〜第四の光電変換素子と、前記第一
及び第二の光電変換素子の光電変換信号の信号強度の差
である第一の差信号を生成する第一の差信号生成手段
と、前記第三及び第四の光電変換素子の光電変換信号の
信号強度の相対強度を調節して出力する第一の信号強度
調整手段と、前記第一の信号強度調整手段によって相対
強度が調節された後の、二つの信号強度の差である第二
の差信号を生成する第二の差信号生成手段と、前記第一
の差信号の信号強度を2乗し、2乗信号として出力する
信号強度2乗手段と、前記2乗信号と前記第二の差信号
の相対強度を調整して出力する第二の信号強度調整手段
と、前記第二の信号強度調整手段によって相対強度が調
節された後の二つの信号強度の差である誤差信号を算出
する誤差信号算出手段と、前記誤差信号を2値化し、2
値化信号を出力する2値化手段を有し、前記2値化信号
に基づいて欠陥ありと判定することを特徴とするレチク
ルの検査装置。
The difference between the signal intensities of the photoelectric conversion signals of the first to fourth photoelectric conversion elements for photoelectrically converting the light rays of the fourth to seventh polarization states and the signal intensity of the photoelectric conversion signals of the first and second photoelectric conversion elements. First difference signal generating means for generating a certain first difference signal, and first signal strength adjustment for adjusting and outputting the relative strength of the signal strength of the photoelectric conversion signals of the third and fourth photoelectric conversion elements. Means, a second difference signal generating means for generating a second difference signal which is a difference between the two signal strengths after the relative strength is adjusted by the first signal strength adjusting means, and the first difference signal generating means. Signal strength squaring means for squaring the signal strength of the difference signal and outputting it as a square signal, and second signal strength adjusting means for adjusting and outputting the relative strength of the squared signal and the second difference signal. And the two after the relative intensity is adjusted by the second signal intensity adjusting means. Is the difference between the No. intensity and the error signal calculation means for calculating an error signal, binarizing the error signal, 2
An apparatus for inspecting a reticle, which has a binarizing means for outputting a binarized signal, and judges that there is a defect based on the binarized signal.

【0013】(2)レチクルの欠陥を検査する物体検査
装置であって、第一の光線を射出するレーザー光源と、
光反射性のレチクルから反射方向に発生する光線を集光
し得る、光軸に沿って配置された対物レンズと、前記第
一の光線を前記対物レンズに向けて反射する第一のハー
フミラーと、前記第一のハーフミラーで反射された第一
の光線を、第一及び第二の偏光状態の2つの直線偏光で
あって、互いに異なる方向に進行する光線に分離する光
線分離手段を有し、前記対物レンズは、前記2つの直線
偏光の光線を集光して、レチクル内の第一の領域内で2
つのビームスポットを形成し、前記第一及び第二の偏光
状態の2つの直線偏光であって互いに異なる方向に進行
する光線は、前記対物レンズを通過して前記レチクルに
衝突し、反射されて再び該対物レンズ,光線分離手段に
再入射し、第三の偏光状態の第二の光線になって該光線
分離手段を射出して前記第一のハーフミラーを透過し、
更に、前記2つのビームスポットを、前記第一の領域内
で二次元走査する走査手段と、前記第一及び第二の偏光
状態の二つの直線偏光の光線の相対的な位相差量である
第一の位相差を調整する第一の位相差調整手段と、前記
第二の光線を、第三及び第四の光線に振幅分割する第二
のハーフミラーと、前記第三の光線を、第四及び第五の
偏光状態の2つの直線偏光の光線に分離する第一の偏光
分離手段と、前記第四の光線を、第六及び第七の偏光状
態の2つの直線偏光の光線に分離する第二の偏光分離手
段と、前記第三の光線の成分であって、前記第一の偏光
状態に平行な直線偏光の成分と第二の偏光状態に平行な
直線偏光の成分の間の相対的な位相差量である第二の位
相差を調整する第二の位相差調整手段と、
(2) An object inspection apparatus for inspecting a reticle for defects, which comprises a laser light source for emitting a first light beam,
An objective lens arranged along an optical axis capable of condensing a light beam generated in a reflection direction from a light-reflecting reticle, and a first half mirror for reflecting the first light beam toward the objective lens. A light ray separating means for separating the first light ray reflected by the first half mirror into two linearly polarized light rays having first and second polarization states and traveling in mutually different directions. , The objective lens collects the two linearly polarized light rays and outputs them in a first area of the reticle.
Two linearly polarized light beams having the first and second polarization states, which form two beam spots and travel in mutually different directions, pass through the objective lens, strike the reticle, are reflected, and are reflected again. The light is re-incident on the objective lens and the light beam splitting means, becomes a second light beam having a third polarization state, exits the light beam splitting means, and is transmitted through the first half mirror,
Further, a scanning means for two-dimensionally scanning the two beam spots in the first area and a relative phase difference amount between two linearly polarized light rays in the first and second polarization states. A first phase difference adjusting means for adjusting one phase difference, a second half mirror for amplitude-dividing the second light ray into third and fourth light rays, and a third light ray And a first polarization splitting means for splitting into two linearly polarized light rays of a fifth polarization state, and a fourth splitting means for splitting the fourth light ray into two linearly polarized light rays of a sixth and a seventh polarization state. A second polarization splitting means, and a relative component between the components of the third light ray, the components of the linearly polarized light parallel to the first polarization state and the components of the linearly polarized light parallel to the second polarization state. Second phase difference adjusting means for adjusting the second phase difference is the amount of phase difference,

【0014】前記第四〜第七の偏光状態の光線をそれぞ
れ光電変換する第一〜第四の光電変換素子と、前記第一
及び第二の光電変換素子の光電変換信号の信号強度の差
である第一の差信号を生成する第一の差信号生成手段
と、前記第三及び第四の光電変換素子の光電変換信号の
信号強度の相対強度を調整して出力する第一の信号強度
調整手段と、前記第一の信号強度調整手段によって相対
強度が調整された後の、二つの信号強度の差である第二
の差信号を生成する第二の差信号生成手段と、前記第一
の差信号の信号強度を2乗して2乗信号として出力す
る、信号強度2乗手段と、前記第二の信号強度調整手段
によって相対強度が調整された後の、二つの信号強度の
差である誤差信号を算出する誤差信号算出手段と、前記
誤差信号を2値化して、2値化信号を出力する2値化手
段を有し、前記2値化信号に基づいて欠陥ありと判定す
ることを特徴とするレチクルの検査装置。
The difference between the signal intensities of the photoelectric conversion signals of the first to fourth photoelectric conversion elements for photoelectrically converting the light rays of the fourth to seventh polarization states and the photoelectric conversion signals of the first and second photoelectric conversion elements. First difference signal generating means for generating a certain first difference signal, and first signal strength adjustment for adjusting and outputting the relative strength of the signal strength of the photoelectric conversion signals of the third and fourth photoelectric conversion elements. Means, a second difference signal generating means for generating a second difference signal which is a difference between the two signal strengths after the relative strength is adjusted by the first signal strength adjusting means, and the first difference signal generating means. It is the difference between the two signal intensities after the relative intensity is adjusted by the signal intensity squaring unit that squares the signal intensity of the difference signal and outputs it as a squared signal, and the second signal intensity adjusting unit. Error signal calculating means for calculating an error signal, and binarizing the error signal It has a binarizing means for outputting a binary signal, the inspection system of the reticle, characterized in that to determine that there is a defect on the basis of the binary signal.

【0015】(3)前記第一の位相差はπの整数倍であ
り、前記第二の位相差はπの整数倍にπ/2を加えた値
であることを特徴とする前記(1)又は(2)記載のレチ
クルの検査装置。 (4)前記第二の位相差はπの整数倍であり、前記第一
の位相差はπの整数倍にπ/2を加えた値であることを
特徴とする前記(1)〜(3)記載のレチクルの検査装
置。 (5)前記第一の光線は直線偏光であり、前記第一の偏
光状態の直線偏光の偏波面に対して45゜の角度をなす
ことを特徴とする前記(1)〜(4)記載のレチクルの検
査装置。
(3) The first phase difference is an integral multiple of π, and the second phase difference is a value obtained by adding π / 2 to an integral multiple of π. Alternatively, the reticle inspection device described in (2). (4) The second phase difference is an integral multiple of π, and the first phase difference is a value obtained by adding π / 2 to an integral multiple of π, (1) to (3) ) The reticle inspection device described above. (5) The first light ray is linearly polarized light, and forms an angle of 45 ° with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light in the first polarization state. Reticle inspection device.

【0016】(6)前記光線分離手段と前記光線合成手
段のどちらか一方、又は両方が複屈折性プリズムである
ことを特徴とする前記(1)〜(5)記載のレチクルの検
査装置。(7)前記第一の位相差調整手段は、1/4波
長板と、光軸を中心として回転可能なポラライザとの組
合せであることを特徴とする前記(1)〜(6)記載のレ
チクルの検査装置。 (8)前記第二の位相差調整手段は、1/4波長板であ
ることを特徴とする前記(1)〜(7)記載のレチクルの
検査装置。 (9)前記第一の位相差調整手段は、前記光線分離手段
と前記光線合成手段のどちらか一方、又は両方を光軸に
横切る方向に移動させることによって位相差を調整し得
ることを特徴とする前記(1)〜(6)記載のレチクルの
検査装置。
(6) The reticle inspection apparatus according to any one of (1) to (5) above, wherein one or both of the light beam splitting means and the light beam combining means is a birefringent prism. (7) The reticle according to (1) to (6), wherein the first phase difference adjusting means is a combination of a quarter-wave plate and a polarizer rotatable about an optical axis. Inspection equipment. (8) The reticle inspection apparatus according to any one of (1) to (7), wherein the second phase difference adjusting means is a quarter wavelength plate. (9) The first phase difference adjusting means is capable of adjusting the phase difference by moving one or both of the light beam separating means and the light beam combining means in a direction crossing the optical axis. A reticle inspection apparatus according to any one of (1) to (6) above.

【0017】(10)前記第一及び第二の偏光分離手段
は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする前記
(1)〜(9)記載のレチクルの検査装置。 (11)前記第四〜第七の偏光状態は、直線偏光であっ
て、前記第一の偏光状態の直線偏光の偏波面に対して4
5゜の角度をなすことを特徴とする(1)〜(11)記載
のレチクルの検査装置。 (12)前記第一の偏光状態の直線偏光の偏波面と前記第
二の偏光状態の直線偏光の偏波面は直交しているを特徴
とする(1)〜(11)記載のレチクル検査装置。
(10) The reticle inspection apparatus according to any one of (1) to (9), wherein the first and second polarization separation means are polarization beam splitters. (11) The fourth to seventh polarization states are linearly polarized light and are 4 with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light in the first polarization state.
The reticle inspection apparatus according to (1) to (11), wherein the reticle inspection apparatus has an angle of 5 °. (12) The reticle inspection apparatus according to (1) to (11), wherein the plane of polarization of the linearly polarized light having the first polarization state and the plane of polarization of the linearly polarized light having the second polarization state are orthogonal to each other.

【0018】本発明によれば、照明手段から供給された
光のうち、直交する第1及び第2の偏光方向の光の位相
差が、位相差調整手段によって調整される。調整後の第
1の偏光方向の光と第2の偏光方向の光の光軸は、光分
離手段によってを相対的にシャーして観察対象の物体に
照射される。物体を透過又は反射した前記第1の偏光方
向の光と第2の偏光方向の光は、光合成手段によって合
成され、更に第1〜第3,あるいは第1〜第4の異なる
方向において可干渉な偏光成分がフィルタ手段によって
取り出される。検査手段では、得られた干渉な偏光成分
に基づく干渉像に対し、干渉成分間の位相差が対応する
2つの干渉像,例えば干渉成分間の位相差の絶対値が等
しい干渉像間の差の2乗と、他の干渉像を利用した演算
が行われて、物体の検査が行われる。
According to the present invention, of the light supplied from the illumination means, the phase difference between the light in the first and second polarization directions orthogonal to each other is adjusted by the phase difference adjusting means. The adjusted optical axes of the light of the first polarization direction and the light of the second polarization direction are applied to the object to be observed while being relatively sheared by the light separating means. The light of the first polarization direction and the light of the second polarization direction transmitted or reflected by the object are combined by the light combining means, and further coherent in the first to third different directions or the first to fourth different directions. The polarization component is extracted by the filter means. In the inspection means, for the interference image based on the obtained interference polarization component, two interference images corresponding to the phase difference between the interference components, for example, the difference between the interference images in which the absolute values of the phase difference between the interference components are equal to each other, The object is inspected by performing calculations using the square and other interference images.

【0019】この発明の前記及び他の目的,特徴,利点
は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態につい
て、実施例を参照しながら詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to Examples.

【0021】[0021]

【基本的形態1】初に、第1の基本的な形態について図
1を参照しながら説明する。なお、同図中の各素子に対
して、それぞれ直交座標(X1,Y1)〜(X8,Y8)
を、光軸AXに対して直交しかつ同じ方位となるよう
に、つまり各座標軸が重なるように座標を設定する。以
下、それらの方位を単に(x,y)と表現する。また、
理解を容易にするため、以下の説明では主光線のみを用
いる。また、紙面の都合上、光軸AXが二分割して表示
されており、点A,A′は本来つながっている。
[Basic Mode 1] First, the first basic mode will be described with reference to FIG. It should be noted that, with respect to each element in the figure, Cartesian coordinates (X1, Y1) to (X8, Y8)
Are orthogonal to the optical axis AX and have the same orientation, that is, the coordinates are set so that the coordinate axes overlap. Hereinafter, those directions will be simply expressed as (x, y). Also,
For ease of understanding, only the chief ray is used in the following description. Further, due to space limitations, the optical axis AX is divided into two and displayed, and the points A and A'are originally connected.

【0022】図示しない光源から射出された照明用の光
線i00は、回転可能なポラライザ10,1/4波長板1
2,ノマルスキープリズム14を順に透過してコンデン
サレンズ16に入射する。ポラライザ10は、x軸に対
する方位角θ1が透過する光の偏光方向であり、この角
度θ1は、ポラライザ10を回転させることで変更可能
となっている。1/4波長板12は、光学軸である早い
軸neとこれに直交する遅い軸noを有し、早い軸neの
方位角はx軸に対して45゜,遅い軸noの方位角はx
軸に対して−45゜に設定されている。入射光のうち、
遅い軸noに平行な偏波面の直線偏光成分は、早い軸ne
に平行な偏波面の直線偏光成分に対して1/4波長(9
0゜)の位相遅れが生じる。1/4波長板12を透過し
た光線は、ノマルスキープリズム14とコンデンサレン
ズ16によって、物体面Sである(X3,Y3)座標平面
上で2δシャーした光線EO,OEとなる。光線EO
は、Y3軸に平行な偏波面の直線偏光となり、光線OE
はX3軸に平行な偏波面の直線偏光となる。
A light ray i00 for illumination emitted from a light source (not shown) is rotatable with a polarizer 10 and a quarter-wave plate 1
2. The light passes through the Nomarski prism 14 in order and enters the condenser lens 16. The polarizer 10 is a polarization direction of the transmitted light with an azimuth angle θ1 with respect to the x-axis, and this angle θ1 can be changed by rotating the polarizer 10. The quarter-wave plate 12 has a fast axis ne as an optical axis and a slow axis no orthogonal to the optical axis ne. The azimuth angle of the fast axis ne is 45 ° with respect to the x axis, and the azimuth angle of the slow axis no is x.
It is set at -45 ° to the axis. Of the incident light
The linear polarization component of the plane of polarization parallel to the slow axis no is fast axis ne
1/4 wavelength (9
0 °) phase delay occurs. The rays that have passed through the quarter-wave plate 12 are rays EO and OE that are 2δ sheared on the (X3, Y3) coordinate plane that is the object plane S by the Nomarski prism 14 and the condenser lens 16. Ray EO
Is a linearly polarized light with a plane of polarization parallel to the Y3 axis, and the ray OE
Is a linearly polarized light having a plane of polarization parallel to the X3 axis.

【0023】例えば、ポラライザ10の方位角θ1が1
/4波長板12の早い軸neと一致しているときは、光
線i00のうちの早い軸ne方向の偏光光がそのまま透過
する。ポラライザ10の方位角θ1が1/4波長板12
の遅い軸noと一致しているときは、光線i00のうちの
遅い軸no方向の偏光光が1/4波長板12による90
゜位相遅れの後に透過する。このように、ポラライザ1
0と1/4波長板12の作用によって、直交する2つの
直線偏光成分EO,OEの位相差が任意に調整可能とな
っている。具体的には、光線EO,OEの相対的な位相
差αは、ポラライザ角θ1を変化させることで、後述す
る(2)式のように可変できる。
For example, the azimuth angle θ1 of the polarizer 10 is 1
When it coincides with the fast axis ne of the / 4 wave plate 12, the polarized light in the fast axis ne direction of the light ray i00 is transmitted as it is. The azimuth angle θ1 of the polarizer 10 is a quarter wave plate 12
Of the ray i00, the polarized light in the slow axis no direction of the ray i00 is 90% by the ¼ wavelength plate 12.
Transmitted after phase delay. In this way, the Polarizer 1
By the action of the 0 and 1/4 wavelength plates 12, the phase difference between the two linearly polarized light components EO and OE orthogonal to each other can be arbitrarily adjusted. Specifically, the relative phase difference α between the light rays EO and OE can be changed as shown in Expression (2) described below by changing the polarizer angle θ1.

【0024】次に、物体面S上の物体を透過した光線
は、対物レンズ18,ノマルスキープリズム20の作用
により再び1つの光線に合成される。なお、物体が位相
差の無い完全な平行平板である場合に、2つのノマルス
キープリズム14,20の間で照明光EO,OE間に与
えられる位相差が2πの整数倍となるように、ノマルス
キープリズム14,20の位置が光軸AXを横切る方向
に調整される。
Next, the light rays transmitted through the object on the object surface S are again combined into one light ray by the action of the objective lens 18 and the Nomarski prism 20. When the object is a perfect parallel plate having no phase difference, the Nomarski prism is adjusted so that the phase difference given between the illumination lights EO and OE between the two Nomarski prisms 14 and 20 is an integral multiple of 2π. The positions of 14 and 20 are adjusted in the direction crossing the optical axis AX.

【0025】ノマルスキープリズム20によって再び1
つになった光線は、ハーフミラー22に入射する。そし
て、全振幅の50%の光は、ハーフミラー22を透過
し、更には偏光ビームスプリッタ(アナライザ)24に
至る。他方、ハーフミラー22に入射した光線の残りの
50%は、1/4波長板26を透過し、光軸AX2に沿
って進行して偏光ビームスプリッタ28に至る。
The Nomarski prism 20 again sets 1
The combined rays enter the half mirror 22. Then, 50% of the total amplitude of light passes through the half mirror 22 and further reaches the polarization beam splitter (analyzer) 24. On the other hand, the remaining 50% of the light beam incident on the half mirror 22 passes through the quarter-wave plate 26, travels along the optical axis AX2, and reaches the polarization beam splitter 28.

【0026】1/4波長板26は、光学軸である早い軸
neとこれに直交する遅い軸noを有し、遅い軸noの方
位はx軸に平行,早い軸neの方位はy軸に対して平行
に設定されている。従って、x軸に平行な偏波面の直線
偏光成分は、y軸に平行な偏波面の直線偏光成分に対し
て−π/2(1/4波長,90゜)の位相差(π/2の
位相遅れ)が生ずる。本実施例では、照明光EOの偏光
方向がy軸に平行となっており、照明光OEの偏光方向
がx軸に平行となっている。従って、照明光OEが照明
光EOに対して1/4波長位相遅れを生ずるようにな
る。
The quarter-wave plate 26 has a fast axis ne as an optical axis and a slow axis no orthogonal to the optical axis ne. The slow axis no has an azimuth parallel to the x-axis, and the fast axis ne has an azimuth y-axis. It is set to be parallel to. Therefore, the linear polarization component of the plane of polarization parallel to the x-axis has a phase difference (π / 2 of −π / 2 (1/4 wavelength, 90 °)) with respect to the linear polarization component of the plane of polarization parallel to the y-axis. Phase delay) occurs. In this embodiment, the polarization direction of the illumination light EO is parallel to the y axis, and the polarization direction of the illumination light OE is parallel to the x axis. Therefore, the illumination light OE has a 1/4 wavelength phase delay with respect to the illumination light EO.

【0027】次に、偏光ビームスプリッタ24に達した
光線のうち、x軸に対してθ2=45゜の方位に平行な
偏波面の成分は透過して光線i1となり、x軸に対して
θ3=135゜の方位に平行な偏波面の成分は反射され
て光線i2となり、光軸AX1に沿って進行する。これに
より、照明光OE,EOからそれぞれ干渉成分が取り出
され、それらの差から微分干渉像が得られる。
Next, of the rays reaching the polarization beam splitter 24, the component of the plane of polarization parallel to the azimuth of θ2 = 45 ° with respect to the x-axis is transmitted and becomes a ray i1, and θ3 = with respect to the x-axis. The component of the plane of polarization parallel to the azimuth of 135 ° is reflected to form a light ray i2, which travels along the optical axis AX1. As a result, interference components are extracted from the illumination lights OE and EO, and a differential interference image is obtained from the difference between them.

【0028】一方、偏光ビームスプリッタ28に達した
光線のうち、x軸に対してθ4=45゜の方位に平行な
偏波面の成分は透過して光線i11となり、x軸に対して
θ5=135゜の方位に平行な偏波面の成分は反射され
て光線i22となり、光軸AX3に沿って進行する。これ
により、照明光OE,EOからそれぞれ干渉成分が取り
出され、それらの差から微分干渉像が得られる。なお、
直交座標(X4,Y4)〜(X7,Y7)に示した矢印は、偏
波面の向きを示す。
On the other hand, of the light rays reaching the polarization beam splitter 28, the component of the plane of polarization parallel to the azimuth of θ4 = 45 ° with respect to the x-axis is transmitted and becomes a light ray i11, and θ5 = 135 with respect to the x-axis. The component of the plane of polarization parallel to the azimuth angle is reflected and becomes a ray i22, which travels along the optical axis AX3. As a result, interference components are extracted from the illumination lights OE and EO, and a differential interference image is obtained from the difference between them. In addition,
The arrows shown in the Cartesian coordinates (X4, Y4) to (X7, Y7) indicate the directions of the planes of polarization.

【0029】次に、レンズのOTFの影響は考えないも
のとし、物体,例えばレチクルなどの段差位置における
光線i1,i2,i11,i22による微分干渉像の強度を求
める。なお、観察対象の物体の段差は、基本的に1次元
の構造であるので以下の解析では光学系を含めてすべて
の1次元で行うこととする。実際の光学系は2次元であ
るが、以下の議論では1次元の仮定で全く差し支えな
い。また、以下の説明では、結像型の微分干渉顕微鏡の
結像面における点像の強度をもって説明するが、レーザ
走査光学系の微分干渉顕微鏡によっても焦点深度が異な
る以外は、結像型の微分干渉顕微鏡における照明系のσ
値を適当に設定すれば全く同一の微分干渉像が得られる
ので、走査型のものにも基本的に適用可能である。
Next, assuming that the influence of the OTF of the lens is not considered, the intensity of the differential interference image by the light rays i1, i2, i11, i22 at the step position of the object, for example, the reticle is obtained. Since the step of the object to be observed is basically a one-dimensional structure, the following analysis will be performed in all one-dimensional including the optical system. Although the actual optical system is two-dimensional, in the following discussion, one-dimensional assumption is perfectly acceptable. Further, in the following description, the intensity of the point image on the image plane of the image-forming differential interference microscope will be described. However, except that the depth of focus also differs depending on the differential interference microscope of the laser scanning optical system, the image-forming differential Σ of the illumination system in the interference microscope
Since the same differential interference contrast image can be obtained by setting the values appropriately, it is basically applicable to the scanning type.

【0030】また、この実施例は微分干渉顕微鏡の光学
系を踏襲したレーザ走査顕微鏡の構成となっている。こ
のため、光線分離手段であるノマルスキープリズム14
にって生じる物体上の2つのビームの振幅や位相情報
は、光線合成手段であるノマルスキープリズム20内に
おける2つの光波の干渉によって生じる1つの光線に保
存される。従って、像平面以外の位置,例えば瞳共役平
面近傍などに設置された光電変換素子によっても微分干
渉像を得ることができる。よって、干渉像を得るための
撮像手段(例えば光電変換素子)の設置位置は、光線合
成手段以降ならばどこでもよい。
In addition, this embodiment has a structure of a laser scanning microscope which follows the optical system of the differential interference microscope. Therefore, the Nomarski prism 14 which is the light beam separating means
Amplitude and phase information of the two beams on the object generated by the above are stored in one light beam generated by the interference of the two light waves in the Nomarski prism 20, which is the light beam combining means. Therefore, the differential interference contrast image can be obtained also by a photoelectric conversion element installed at a position other than the image plane, for example, near the pupil conjugate plane. Therefore, the installation position of the imaging unit (for example, the photoelectric conversion element) for obtaining the interference image may be any position after the light beam combining unit.

【0031】図1に示す微分干渉顕微鏡によって得られ
る一つの像点には、ノマルスキープリズム14のシャー
による間隔2δだけ互いに離れた2つの物点が対応す
る。これらをO(+δ),O(−δ)として両者の相対
的な位相差をΨとすれば、次の(1)式のようになる。
なお、この(1)式は複素表示であり、a,bは振幅成
分を表わし、exp(jΨ)は位相成分を表わす。「j」は
虚数単位である。
One image point obtained by the differential interference microscope shown in FIG. 1 corresponds to two object points which are separated from each other by the interval 2δ due to the shear of the Nomarski prism 14. If these are O (+ δ) and O (−δ) and the relative phase difference between them is Ψ, the following equation (1) is obtained.
The expression (1) is a complex representation, where a and b represent amplitude components and exp (jΨ) represent phase components. “J” is an imaginary unit.

【0032】[0032]

【数1】 [Equation 1]

【0033】微分干渉顕微鏡によって付加される位相差
をα1,α2,α11,α22とすれば、ポラライザ10の方
位角θ1との関係は、次の(2)式のようになる。そし
て、光線i1,i2,i11,i22に対応した理想的な光学
系における干渉像の強度Ii1(x,α1),Ii2(x,α
2),Ii11(x,α11),Ii22(x,α22)は、Cを定
数として次の(3)式のようになる。
Assuming that the phase difference added by the differential interference microscope is α1, α2, α11, α22, the relationship with the azimuth angle θ1 of the polarizer 10 is given by the following equation (2). Then, the interference image intensities Ii1 (x, α1), Ii2 (x, α) in the ideal optical system corresponding to the light rays i1, i2, i11, i22.
2), Ii11 (x, α11) and Ii22 (x, α22) are expressed by the following equation (3) with C as a constant.

【0034】[0034]

【数2】 [Equation 2]

【数3】 (Equation 3)

【0035】ここで、ポラライザ10の方位角θ1=π
/4として整理すると、次の(4)式が得られる。この
とき1/4波長板12から射出される光線は、直線偏光
で偏波面も1/4波長板12の入射前と同じとなり、何
ら位相変調は被らない。従って、θ1=π/4のとき
は、1/4波長板12はなくてもよい。なお、より一般
的には、θ1がπの整数倍にπ/4を加えたときは、1
/4波長板12はなくてよい。
Here, the azimuth angle of the polarizer 10 is θ1 = π
By rearranging it as / 4, the following equation (4) is obtained. At this time, the light beam emitted from the quarter-wave plate 12 is linearly polarized light and has the same plane of polarization as that before the incidence on the quarter-wave plate 12, and no phase modulation is performed. Therefore, when θ1 = π / 4, the quarter wave plate 12 may be omitted. More generally, when θ1 is an integral multiple of π and π / 4 is added, 1
The quarter wave plate 12 may be omitted.

【0036】また、図1では、光源に直線偏光以外の偏
光を想定し、ポラライザ10によって任意の偏波面の方
向の直線偏光を取り出せるようにしているが、口述する
実施例のようにレーザ光源を用いるときは、直線偏光の
光がレーザ光源から直接射出されるため、ポラライザ1
0は必要ない。この場合に偏光面を回転させるには、例
えばポラライザ10の代わりに回転可能な1/2波長板
を設け、これを回転させることでポラライザ角度の二倍
に相当する角度だけ偏波面を回転させることができる。
Further, in FIG. 1, polarized light other than linearly polarized light is assumed as the light source, and the linearly polarized light having an arbitrary polarization plane direction can be taken out by the polarizer 10. However, as in the embodiment described above, a laser light source is used. When used, linearly polarized light is emitted directly from the laser light source, so the polarizer 1
0 is not necessary. In this case, in order to rotate the plane of polarization, for example, a rotatable half-wave plate is provided instead of the polarizer 10, and this is rotated to rotate the plane of polarization by an angle corresponding to twice the angle of the polarizer. You can

【0037】[0037]

【数4】 (Equation 4)

【0038】ここで、差動出力S+(x)を、次の(5
A)式のように定義する。なお、一般的に、α11=−α2
2のとき、前記(5A)式は(5B)式のようになる。そし
て、(5B)式において、α11=π/2+nπ(n=0,1,2,3,
……)のとき、S+(x)は(5A)のように最大となる
が、必ずしもその必要はない。更に、この差動出力に対
し、誤差信号Seをkを定数として次の(6)式で定義す
る。
Here, the differential output S + (x) is given by the following (5
A) It is defined like the formula. In general, α11 = -α2
When 2, the above equation (5A) becomes equation (5B). Then, in the expression (5B), α11 = π / 2 + nπ (n = 0,1,2,3,
……), S + (x) becomes maximum like (5A), but it is not always necessary. Further, for this differential output, the error signal Se is defined by the following equation (6) with k being a constant.

【0039】[0039]

【数5】 (Equation 5)

【数6】 (Equation 6)

【0040】ところで、無欠陥の2値レチクル上の回路
パターンを透過照明によって観察するとき、振幅差動出
力S+(x),画像信号Ii2(x,α2=π)は、いずれ
も段差部分でのみゼロ以外の値を持つ。すなわち、段差
以外の部分では、シャーした2つの光線に対して同一の
位相変化がレチクルによって付与されるので、それら差
動出力はゼロとなる。ところが、段差部分では、一方の
光線が段差にかかるため、両者の間に異なる位相差が付
与されるようになり、その結果段差部分では差動出力が
ゼロ以外の値を持つようになる。ただし、差動出力S+
(x)は、段差の立ち上がりと立ち下がりで符号が変わ
る。この2乗は画像信号Ii2(x,α2=π)と全く相似
な画像信号となる。一方、簡単な2値化処理による欠陥
検出を行う場合を考えると、2値レチクル上の回路パタ
ーンが無欠陥の場合に最小(若しくはゼロ)となるよう
な誤差信号Seが得られることが望ましい。
By the way, when observing a circuit pattern on a defect-free binary reticle by transmitted illumination, the amplitude differential output S + (x) and the image signal Ii2 (x, α2 = π) are all at the step portion. Only has a non-zero value. That is, in the portion other than the step, the same phase change is imparted to the two sheared light rays by the reticle, so that their differential outputs become zero. However, in the step portion, since one light ray impinges on the step, different phase differences are given between the two, and as a result, the differential output has a value other than zero in the step portion. However, differential output S +
The sign of (x) changes at the rise and fall of the step. The squared image signal is completely similar to the image signal Ii2 (x, α2 = π). On the other hand, considering the case of performing defect detection by a simple binarization process, it is desirable to obtain the error signal Se that is the minimum (or zero) when the circuit pattern on the binary reticle is defect-free.

【0041】無欠陥の2値レチクル上の回路パターンの
段差を示す複素振幅透過率分布としては、2つの場合が
考えられる。第一にはガラス部分と位相シフタ部分の境
界の段差であり、第二にはガラス部分とクロム遮光膜と
の境界の段差である。これらは、いずれも次の(7)式
の形で表わされ、定数a0,b0,Ψ0の値が変わるだけ
である。従って、検査対象のレチクルの品種が決定すれ
ば、定数a0,b0,Ψ0の値が決まり、この値に基づい
て、次の(8)式から定数kを算出すれば、誤差信号Se
をレチクルの無欠陥部分のあらゆる段差及び平坦部分,
つまりすべての部分でゼロにすることが可能となる。
There are two possible cases of the complex amplitude transmittance distribution showing the step of the circuit pattern on the defect-free binary reticle. The first is the step at the boundary between the glass portion and the phase shifter portion, and the second is the step at the boundary between the glass portion and the chromium light shielding film. These are all expressed in the form of the following equation (7), and only the values of the constants a0, b0 and Ψ0 change. Therefore, if the type of reticle to be inspected is determined, the values of the constants a0, b0, Ψ0 are determined, and if the constant k is calculated from the following equation (8) based on these values, the error signal Se
For all steps and flat parts of the reticle with no defects,
In other words, it is possible to make all parts zero.

【0042】[0042]

【数7】 (Equation 7)

【数8】 (Equation 8)

【0043】なお、(8)式に示す係数によって(6)式
の誤差信号Seを完全にゼロにできることが、つまり、
光学系の伝達特性(開口数,コヒーレント照明,イン・
コヒーレント照明などの条件)によらずに実現可能であ
ることが、計算機によるシミュレーションによって確認
されている。従って、誤差信号Seを適当なスライスレ
ベルで2値化すれば、位相シフタ部分の位相シフト量の
欠陥や異物などの汚染物の検出を同時に行うことが可能
となる。なお、定数a0,b0,Ψ0が未知である場合
は、無欠陥部分における誤差信号がゼロとなるように定
数kを実験的に定めるようにしてもよい。
It should be noted that the error signal Se in the equation (6) can be made completely zero by the coefficient shown in the equation (8), that is,
Transfer characteristics of optical system (numerical aperture, coherent illumination, in-
It has been confirmed by computer simulation that it can be realized without depending on the conditions such as coherent illumination). Therefore, if the error signal Se is binarized at an appropriate slice level, it becomes possible to detect contaminants such as defects and foreign matters in the phase shift amount of the phase shifter portion at the same time. When the constants a0, b0, Ψ0 are unknown, the constant k may be experimentally determined so that the error signal in the defect-free portion becomes zero.

【0044】以上は、対物レンズ18が理想的で画像信
号Ii2(x,α12=π)が物体の平坦部分でゼロとなる
ことを仮定したが、実際の対物レンズでは完全にゼロと
はならない。一方、前記差動出力S+(x)は、物体の
平坦部分で完全にゼロとなる。画像信号Ii2(x,α12
=π)が物体の平坦部分でゼロとならないことは、誤差
信号Seをレチクルの無欠陥部分のあらゆる段差及び平
坦部分(つまりすべての部分)でゼロとするという目的
の障害となる。以下では、これを克服する手法について
説明する。
Although it has been assumed above that the objective lens 18 is ideal and the image signal Ii2 (x, α12 = π) becomes zero in the flat portion of the object, it does not become completely zero in the actual objective lens. On the other hand, the differential output S + (x) becomes completely zero in the flat part of the object. Image signal Ii2 (x, α12
= Π) does not become zero in the flat portion of the object, which is an obstacle to the purpose of making the error signal Se zero in all steps and flat portions (that is, all portions) of the defect-free portion of the reticle. Below, the method of overcoming this is demonstrated.

【0045】例えば、透過照明型の微分干渉顕微鏡で、
物体が存在しないときに照明系の開口絞りを小さくする
ことによって主光線のみを干渉させて、前記(4)式の
画像信号Ii2(x,α2=π)を、ほとんどゼロにするこ
とができる。しかし、開口絞りを開けていくと、背景
(バックグラウンド)が徐々に明るくなるという現象が
実験的に観察できる。これは、主光線以外の光線には対
物レンズによる付加的な位相差の残留するからである。
For example, in a transmission illumination type differential interference microscope,
By reducing the aperture stop of the illumination system when no object is present, only the chief rays are caused to interfere with each other, and the image signal Ii2 (x, α2 = π) of the equation (4) can be made almost zero. However, as the aperture stop is opened, the phenomenon that the background gradually becomes brighter can be observed experimentally. This is because the additional phase difference due to the objective lens remains in the rays other than the principal ray.

【0046】残留している主光線以外の光線の付加的な
位相差を、物体の位置によらない位相物体O0として考
慮し、次の(9)式にのように定義する。この式で、
「a0」は照明光の振幅を示し、γは主光線以外の光線
の付加的な位相差の平均値である。なお、「j」は、前
記(1)式と同様に虚数単位である。
The additional phase difference of the rays other than the remaining principal ray is considered as the phase object O0 which does not depend on the position of the object, and is defined as in the following equation (9). In this formula,
“A0” indicates the amplitude of the illumination light, and γ is the average value of the additional phase difference of the rays other than the principal ray. It should be noted that “j” is an imaginary unit as in the equation (1).

【0047】[0047]

【数9】 [Equation 9]

【0048】主光線以外の光線の付加的な位相差は、実
際には一つの値ではなく、光線が対物レンズ18の瞳平
面を通過するときの瞳平面上の位置によって変化する。
従って、ノマルスキープリズム20などでその位相差を
調整しても、開口絞りを開けた状態における物体がない
ときの画像信号Ii2(x,α2=π)を完全にゼロとする
ことはできない。しかし、主光線以外の光線の付加的な
位相差は一般に小さな値であるので、平均値で代表して
も差し支えない。そこで、位相物体O0を理想的な光学
系で観察したときの強度,つまり開口絞りを開けた状態
における背景の強度画像信号Ii2(O0,x),Ii1(O
0,x)を、次の(10),(11)式のように得る。これら
は、前記(4)式に前記(9)式の振幅及び位相を代入し
て得られる。
The additional phase difference of the rays other than the chief ray is not actually a single value, but varies depending on the position on the pupil plane of the objective lens 18 as it passes through the pupil plane.
Therefore, even if the phase difference is adjusted by the Nomarski prism 20 or the like, the image signal Ii2 (x, α2 = π) when there is no object in the state where the aperture stop is opened cannot be made completely zero. However, since the additional phase difference of rays other than the principal ray is generally a small value, it may be represented by an average value. Therefore, the intensity when the phase object O0 is observed with an ideal optical system, that is, the background intensity image signals Ii2 (O0, x), Ii1 (O
0, x) is obtained by the following equations (10) and (11). These are obtained by substituting the amplitude and phase of the equation (9) into the equation (4).

【0049】[0049]

【数10】 (Equation 10)

【数11】 [Equation 11]

【0050】次に、背景の強度の差動出力S0を、kbを
定数として次の(12)式で定義する。この(12)式に前
記(7),(8)式を代入すると、次の(13)式が得られ
る。そして、定数kbを次の(14)式の値に設定する
と、S0=0となり、背景に関する差動出力を完全にゼ
ロとすることができる。このようにして、主光線以外の
光線の付加的な位相差が消去されるのと等価な像を得る
ことができる。
Next, the differential output S0 of the background intensity is defined by the following equation (12) with kb being a constant. By substituting the equations (7) and (8) into the equation (12), the following equation (13) is obtained. Then, when the constant kb is set to the value of the following expression (14), S0 = 0, and the differential output related to the background can be completely zero. In this way, it is possible to obtain an image equivalent to the fact that the additional phase difference of the rays other than the principal ray is eliminated.

【0051】[0051]

【数12】 (Equation 12)

【数13】 (Equation 13)

【数14】 [Equation 14]

【0052】次に、前記(1)式で示した物体を開口絞
りを開けた状態で観察する場合、付加的な位相差の平均
値γを考慮した物体をOrと表現すれば、次の(15)式
のようになる。このときの前記(12)式に対応する差動
信号Srは、(12)式と同じ定数kbによって次の(16)
式で示される。
Next, when observing the object represented by the equation (1) with the aperture stop open, if the object in consideration of the average value γ of the additional phase difference is expressed as Or, the following ( It becomes like the formula 15). At this time, the differential signal Sr corresponding to the equation (12) is given by the following (16) by the same constant kb as the equation (12).
It is shown by the formula.

【0053】[0053]

【数15】 (Equation 15)

【数16】 (Equation 16)

【0054】他方、前記(4)式に前記(15)式を代入
すると、次の(17),(18)式が得られる。これらを前
記(16)式に代入すると、次の(19)式が得られる。こ
の(19)式の近似は、対物レンズ18などによる付加的
な位相差の平均値γが通常1〜2゜程度であることから
すると、精度よく成り立つ。従って、以上の観察手法に
よれば、光学系に残留する位相の回転が良好に消去され
るとともに、開口絞りを開けた状態でも、(4)式で示
される理想的な光学系の干渉像Ii2(x,α2=π)と等
価な像を得ることができる。
On the other hand, by substituting the equation (15) into the equation (4), the following equations (17) and (18) are obtained. By substituting these into the equation (16), the following equation (19) is obtained. The approximation of the equation (19) is accurately established, since the average value γ of the additional phase difference due to the objective lens 18 or the like is usually about 1 to 2 °. Therefore, according to the above observation method, the rotation of the phase remaining in the optical system is satisfactorily erased, and even if the aperture stop is opened, the ideal interference image Ii2 of the optical system shown by the equation (4) is obtained. An image equivalent to (x, α2 = π) can be obtained.

【0055】[0055]

【数17】 [Equation 17]

【数18】 (Equation 18)

【0056】[0056]

【数19】 [Equation 19]

【0057】つまり、(6)式の誤差信号Seを算出する
際に、(4)式の画像信号Ii2(x,α2=π)の代わり
に(16),(19)式の差動信号Srを用いれば、対物レ
ンズ18の実際の特性に関わらず、レチクルの平坦部分
で(8)式による係数によって(6)式を完全にゼロにす
ることが、光学系の伝達特性,つまり開口数やコヒーレ
ント照明、あるいはイン・コヒーレント照明などの条件
によらずに実現可能である。
That is, when calculating the error signal Se of the equation (6), the differential signal Sr of the equations (16) and (19) is used instead of the image signal Ii2 (x, α2 = π) of the equation (4). Using, the expression (6) can be made completely zero by the coefficient according to the expression (8) in the flat part of the reticle, regardless of the actual characteristics of the objective lens 18, that is, the transfer characteristic of the optical system, that is, the numerical aperture or It can be realized regardless of conditions such as coherent illumination or in-coherent illumination.

【0058】[0058]

【基本的形態2】次に、図2を参照しながら第2の基本
的形態について説明する。この形態は、上述した第1の
形態を落射照明法で実施するようにしたものである。こ
の落射照明法では、前記コンデンサーレンズ16と対物
レンズ18が対物レンズ34によって共用されており、
ノマルスキープリズム14,20もノマルスキープリズ
ム32一つになる。また、物体からの反射光は、ハーフ
ミラー30によって照明光学系の光軸AX0と別の方向
に取り出される。
[Basic Form 2] Next, the second basic form will be described with reference to FIG. In this mode, the above-described first mode is implemented by an epi-illumination method. In this epi-illumination method, the condenser lens 16 and the objective lens 18 are shared by the objective lens 34,
The Nomarski prisms 14 and 20 also become one Nomarski prism 32. Also, the reflected light from the object is extracted by the half mirror 30 in a direction different from the optical axis AX0 of the illumination optical system.

【0059】詳述すると、光線i00は、ポラライザ10
によって、x(X1)軸に対して方位角θ1の偏波面の直
線偏光となり、1/4波長板12を透過して位相変調を
受ける。そして、光軸AX0に沿って進行し、ハーフミ
ラー30に入射する。ハーフミラー30によって反射さ
れた光線は、光軸AXに沿って進み、ノマルスキープリ
ズム32,対物レンズ34を順に透過する。これらノマ
ルスキープリズム24,対物レンズ26の作用によっ
て、(X3,Y3)座標面である物体面S上で2δシャー
した照明光EO,OEが得られる。照明光EOは、Y3
軸に平行な偏波面の直線偏光,照明光OEはX3軸に平
行な偏波面の直線偏光である。同様に、照明光EO,O
E間の相対的な位相差αは、ポラライザ10の方位角θ
1を変化させることによって可変できる(前記(2)式参
照)。
More specifically, the light ray i00 is transmitted by the polarizer 10
Is linearly polarized in the plane of polarization having an azimuth angle θ1 with respect to the x (X1) axis, passes through the quarter-wave plate 12, and undergoes phase modulation. Then, the light travels along the optical axis AX0 and enters the half mirror 30. The light beam reflected by the half mirror 30 travels along the optical axis AX and passes through the Nomarski prism 32 and the objective lens 34 in order. By the actions of the Nomarski prism 24 and the objective lens 26, the illumination light EO, OE which is 2δ sheared on the object plane S which is the (X3, Y3) coordinate plane is obtained. Illumination light EO is Y3
The linearly polarized light having the plane of polarization parallel to the axis and the illumination light OE are the linearly polarized light having the plane of polarization parallel to the X3 axis. Similarly, the illumination light EO, O
The relative phase difference α between E is the azimuth angle θ of the polarizer 10.
It can be changed by changing 1 (see the above formula (2)).

【0060】物体面S上の物体によって反射された照明
光は、対物レンズ34,ノマルスキープリズム32の作
用により再び1つの光線に合成される。なお、物体が位
相差の無い完全な鏡面である場合に、物体とノマルスキ
ープリズム32との間で照明光EO,OE間に与えられ
る位相差が2πの整数倍となるように、ノマルスキープ
リズム32の位置が光軸AXを横切る方向に調整され
る。ノマルスキープリズム32によって再び1つになっ
た光線は、ハーフミラー30に入射する。そして、これ
を透過した光線がハーフミラー22に入射する。以後の
作用は、上述した第1の形態と同様である。
The illumination light reflected by the object on the object surface S is again combined into one light beam by the action of the objective lens 34 and the Nomarski prism 32. When the object is a perfect mirror surface having no phase difference, the phase difference of the Nomarski prism 32 is adjusted so that the phase difference given between the illumination light EO and OE between the object and the Nomarski prism 32 becomes an integral multiple of 2π. The position is adjusted across the optical axis AX. The rays that have been combined again by the Nomarski prism 32 enter the half mirror 30. Then, the light ray that has passed through this enters the half mirror 22. The subsequent operation is similar to that of the above-described first embodiment.

【0061】[0061]

【シミュレーションの一例】次に、図3〜図6を参照し
ながら、主要信号に対する理想対物レンズを想定した場
合の一次元のシミュレーション結果を説明する。各種条
件は、以下の通りである。 (1)照明光の波長;488nm, (2)照明条件;コヒーレント照明の落射照明, (3)対物レンズの開口数NA;0.4, (4)検査対象の物体;レチクル上の50nmのクロム
膜を想定する。クロム膜中には5μm幅のクロムなし部
分があり、ここではガラスが露出している。また、膜の
段差による位相差ψは、2×(50nm/488nm)
×360゜=73.77゜である。クロム部分の強度反
射率は48%,ガラス部分の強度反射率は4%とする。
[Example of Simulation] Next, referring to FIGS. 3 to 6, one-dimensional simulation results when an ideal objective lens for a main signal is assumed will be described. Various conditions are as follows. (1) Wavelength of illumination light: 488 nm, (2) Illumination condition: Epi-illumination of coherent illumination, (3) Numerical aperture NA of objective lens; 0.4, (4) Object to be inspected; 50 nm chromium on reticle Imagine a membrane. There is a 5 μm wide chrome-free portion in the chrome film, and the glass is exposed here. In addition, the phase difference ψ due to the step of the film is 2 × (50 nm / 488 nm)
× 360 ° = 73.77 °. The intensity reflectance of the chrome portion is 48%, and the intensity reflectance of the glass portion is 4%.

【0062】このような条件でシミュレーション計算を
行って得た主要な信号を示すと、図3,図4のグラフの
ようになる。いずれも、横軸はレチクル上における一次
元位置を表わし、単位はμmである。図3の縦軸は強度
ないし反射率を表わし、「1」が反射率100%に相当
する。図4の縦軸は規格化された強度を表わす。図3に
は、画像信号Ii2(x,α2=π),差動出力S+(x)
のグラフとともに、微分干渉顕微鏡のアナライザをはず
したときに観察される明視野画像IMのグラフが同時に
示されている。明視野画像IMは、ノマルスキープリズ
ムの影響で多少像がだぶっているが、ほぼレチクル上の
パターンの反射率分布を示している。従って、明視野画
像IMが大きく変化している部分がパターンの段差部分
に相当する。
The main signals obtained by performing the simulation calculation under such conditions are shown in the graphs of FIGS. In each case, the horizontal axis represents the one-dimensional position on the reticle, and the unit is μm. The vertical axis of FIG. 3 represents intensity or reflectance, and “1” corresponds to reflectance of 100%. The vertical axis of FIG. 4 represents the normalized intensity. In FIG. 3, the image signal Ii2 (x, α2 = π) and the differential output S + (x) are shown.
The graph of the bright field image IM observed when the analyzer of the differential interference microscope is removed is also shown. In the bright field image IM, although the image is somewhat uneven due to the influence of the Nomarski prism, it shows almost the reflectance distribution of the pattern on the reticle. Therefore, the portion where the bright-field image IM changes greatly corresponds to the stepped portion of the pattern.

【0063】図4には、図3に示す画像信号Ii2(x,
α2=π),差動出力S+(x)に対して一定の演算を行
った結果が示されている。すなわち、位相差73.7゜
において前記(6)式の誤差信号Seが最小になるように
(前記(8)式を満たすように)定数kを定め、その後
に(6)式の右辺の第一項,第二項に係数k1を乗じて規
格化した2つのグラフと、これらの差に当る誤差信号S
eに係数k1を乗じたグラフの合計3つが描かれている。
この図4から明らかなように、(6)式の右辺の第一項
のグラフと第二項のグラフは完全に重なっている。従っ
て、両者の差である誤差信号Seは完全にゼロとなる。
FIG. 4 shows the image signal Ii2 (x, shown in FIG.
α2 = π), the result of performing a constant calculation on the differential output S + (x) is shown. That is, the constant k is set so that the error signal Se of the equation (6) is minimized (to satisfy the equation (8)) when the phase difference is 73.7 °, and then the right side of the equation (6) is calculated. Two graphs normalized by multiplying the first and second terms by a coefficient k1 and the error signal S corresponding to the difference between them
A total of three graphs obtained by multiplying e by a coefficient k1 are drawn.
As is apparent from FIG. 4, the graph of the first term and the graph of the second term on the right side of the equation (6) completely overlap. Therefore, the error signal Se, which is the difference between the two, becomes completely zero.

【0064】次に、図5には、先に定めた定数kの値を
固定するとともに、クロム膜厚を変化させたときに誤差
信号Seがどのように変化するかを計算した結果が示さ
れている。縦軸,横軸は前記図4と同様である。クロム
膜厚は位相差に対応しており、位相差ψ=60゜(=73.7
7−13.7゜),90゜(=73.77+16.3゜)の場合を計算し
た。同図に示すように、位相差が大きくなると、段差部
分で信号強度は増大する。
Next, FIG. 5 shows the result of calculation of how the error signal Se changes when the value of the constant k determined previously is fixed and the chrome film thickness is changed. ing. The vertical axis and the horizontal axis are the same as in FIG. The chrome film thickness corresponds to the phase difference, and the phase difference ψ = 60 ° (= 73.7
7-13.7 °) and 90 ° (= 73.77 + 16.3 °) were calculated. As shown in the figure, as the phase difference increases, the signal strength increases at the step portion.

【0065】ここで、例えばスライスレベルthで信号
検出を行ったとすると、ψ=73.77゜の場合は検出され
ないものの、ψ=60゜及び90゜の場合は検出される。両
者の間の相違は、73.77−60=13.77゜である。この値
は、落射照明光に対して往復で2倍の光路差が与えられ
た結果であることを考慮すると、13.77゜/360゜×488
nm/2=9.33nm(=λ/52)という非常に小さな段差
の変動に相当する。このように、本発明によれば、非常
に小さな段差変動でも容易に検出できる。
Here, for example, if the signal is detected at the slice level th, it is not detected when ψ = 73.77 °, but it is detected when ψ = 60 ° and 90 °. The difference between the two is 73.77-60 = 13.77 °. This value is 13.77 ° / 360 ° × 488, considering that it is the result of giving twice the optical path difference to the epi-illumination light in the round trip.
This corresponds to a very small step variation of nm / 2 = 9.33 nm (= λ / 52). As described above, according to the present invention, even a very small step change can be easily detected.

【0066】更に、図6には、図5の縦軸を100倍以
上に拡大したものが表示されている。このグラフからも
明らかなように、位相差ψ=73.77゜のときの誤差信号
Seは完全にゼロである。従って、信号検出用のスライ
スレベルthの設定によっては、更に微小な段差変動を
も検出可能である。
Further, FIG. 6 shows the vertical axis of FIG. 5 magnified 100 times or more. As is clear from this graph, the error signal Se when the phase difference ψ = 73.77 ° is completely zero. Therefore, depending on the setting of the slice level th for signal detection, it is possible to detect even a minute step change.

【0067】このように、本発明によれば、無欠陥の段
差,すなわち特定の正常な高さ(膜厚)や反射率の段差
の信号を消去することで、欠陥のある段差,すなわち異
常な高さや反射率の段差を良好に検出することができ、
レチクル上の異物はもとより、位相シフタなどの位相シ
フト量の異常も容易に検出できる。また、無欠陥の段差
の像を完全に消去することが可能である。このため、対
物レンズの解像限界(=λ/NA(コヒーレント照明)
〜λ/2NA(イン・コヒーレント照明))程度の物体
の段差に対しても、高さや反射率の異常を良好に検出で
きる。
As described above, according to the present invention, by eliminating the signal of a defect-free step, that is, a step of a specific normal height (film thickness) or reflectance, a step having a defect, that is, an abnormal step. It is possible to satisfactorily detect steps in height and reflectance,
Abnormalities in the amount of phase shift, such as phase shifters, can be easily detected, as well as foreign matter on the reticle. In addition, it is possible to completely erase an image of a defect-free step. Therefore, the resolution limit of the objective lens (= λ / NA (coherent illumination)
It is possible to favorably detect an abnormality in height or reflectance even with respect to a step of an object of about λ / 2NA (in-coherent illumination).

【0068】[0068]

【実施例1】次に、図7を参照しながら本発明の実施例
について説明する。基本的な構成は、前記図1と同様で
ある。図7において、レーザー光源50から射出された
光線は、紙面に45゜の方位の偏波面の直線偏光であ
る。この光線は、ビームエキスパンダー52によって平
行光となり、反射ミラー53で反射されてXY走査部5
4に入射する。光線は、XY走査部54で空間的に走査
偏向される。走査後の光線は、第1リレーレンズ56,
第2リレーレンズ58を経て、コンデンサーレンズ16
の瞳位置近傍に位置するノマルスキープリズム14に入
射する。ノマルスキープリズム14を通過すると、互い
の偏光方向が直交する二つの直線偏光であって、僅かな
相対角度をなす光線に分離され、コンデンサレンズ16
に入射する。コンデンサレンズ16によって屈折された
各光線は、回路パターン62が描画された2値レチクル
60上でビームスポットを形成する。
[Embodiment 1] Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The basic structure is the same as that shown in FIG. In FIG. 7, the light beam emitted from the laser light source 50 is linearly polarized light having a polarization plane of 45 ° on the paper surface. This light beam is converted into parallel light by the beam expander 52, is reflected by the reflection mirror 53, and is reflected by the XY scanning unit 5.
4 is incident. The light beam is spatially scanned and deflected by the XY scanning unit 54. The light beam after scanning is the first relay lens 56,
After passing through the second relay lens 58, the condenser lens 16
It enters the Nomarski prism 14 located in the vicinity of the pupil position. After passing through the Nomarski prism 14, it is separated into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other and which make a slight relative angle, and the condenser lens 16
Incident on. Each light beam refracted by the condenser lens 16 forms a beam spot on the binary reticle 60 on which the circuit pattern 62 is drawn.

【0069】2値レチクル60上には、ノマルスキープ
リズム14の作用により、わずかに位置のずれた2つの
スポットが近接して形成される。これらのスポットは、
XY走査部54の作用によってパターン62上をX方向
に1次元走査する。光走査とステージの駆動で物体検査
を行う場合、図1のような装置における光走査手段は、
特に2次元走査を行う必要はなく、1次元の走査でよ
い。しかし、検査結果から任意位置の欠陥部分を観察し
たい場合には、2次元の光走査を行うとともに、ステー
ジ59を静止させて2次元の画像を表示する方が便利で
ある。
On the binary reticle 60, two spots, which are slightly displaced from each other, are formed close to each other by the action of the Nomarski prism 14. These spots
By the action of the XY scanning unit 54, the pattern 62 is one-dimensionally scanned in the X direction. When performing an object inspection by optical scanning and driving of a stage, the optical scanning means in the apparatus as shown in FIG.
It is not particularly necessary to perform two-dimensional scanning, and one-dimensional scanning may be used. However, when it is desired to observe a defective portion at an arbitrary position from the inspection result, it is more convenient to perform two-dimensional optical scanning and display the two-dimensional image with the stage 59 stationary.

【0070】2値レチクル60を透過した光線は、対物
レンズ18に入射して屈折され、対物レンズ18の瞳位
置近傍に位置するノマルスキープリズム20を通過して
ハーフミラー22に入射する。全振幅の一部分はハーフ
ミラー22を透過し、偏光ビームスプリッタ24に達す
る。偏光ビームスプリッタ24を透過した光線i1は、
x軸に対して45゜の方位の直線偏光となる。偏光ビー
ムスプリッタ24で反射された光線i2は、x軸に対し
て135゜の方位の直線偏光となる。
The light beam that has passed through the binary reticle 60 is incident on the objective lens 18, is refracted, passes through the Nomarski prism 20 located near the pupil position of the objective lens 18, and is incident on the half mirror 22. A part of the total amplitude passes through the half mirror 22 and reaches the polarization beam splitter 24. The light ray i1 transmitted through the polarization beam splitter 24 is
It becomes a linearly polarized light having an azimuth of 45 ° with respect to the x axis. The light ray i2 reflected by the polarization beam splitter 24 becomes linearly polarized light having an azimuth of 135 ° with respect to the x-axis.

【0071】一方、ハーフミラー22で反射された光線
は、1/4波長板26を透過して偏光ビームスプリッタ
28に達する。偏光ビームスプリッタ28を透過した光
線i11は、x軸に対して45゜の方位の直線偏光とな
る。偏光ビームスプリッタ28で反射された光線は、光
線i22は、x軸に対して135゜の方位の直線偏光とな
る。
On the other hand, the light beam reflected by the half mirror 22 passes through the quarter-wave plate 26 and reaches the polarization beam splitter 28. The light ray i11 transmitted through the polarization beam splitter 28 becomes linearly polarized light having an azimuth of 45 ° with respect to the x-axis. The light ray i22 reflected by the polarization beam splitter 28 becomes a linearly polarized light having an azimuth of 135 ° with respect to the x-axis.

【0072】なお、上述した各光学素子の光軸AXを中
心としたx軸に対する方位角は、y軸方向を正とする
と、1/4波長板26の光学軸は0゜,ノマルスキープ
リズム14,20の楔の向きは0゜,偏光ビームスプリ
ッタ24のアナライザ角(θ2)は+45゜,偏光ビー
ムスプリッタ28のアナライザ角(θ4)は+45゜と
なっている。なお、これらは、前記図1と同じである。
With respect to the azimuth angle with respect to the x-axis centering on the optical axis AX of each of the above-mentioned optical elements, assuming that the y-axis direction is positive, the optical axis of the quarter-wave plate 26 is 0 °, the Nomarski prism 14, The direction of the wedge of 20 is 0 °, the analyzer angle (θ2) of the polarization beam splitter 24 is + 45 °, and the analyzer angle (θ4) of the polarization beam splitter 28 is + 45 °. Note that these are the same as those in FIG.

【0073】また、上述したように、2値レチクル60
上における2つのビーム間に位相差を生じるような回路
パターンなどが全くない場合,例えば平行平板のような
ときに、2つのノマルスキープリズム14,20の間で
二つの光線に与えられる位相差の初期値が2πの整数倍
になるように、光軸AXを横切る方向にノマルスキープ
リズム14をアクチュエータ64によって位置調整す
る。アクチュエータ64は、コンピュータ66によって
制御されている。
Further, as described above, the binary reticle 60
When there is no circuit pattern that causes a phase difference between the above two beams, for example, in the case of a parallel plate, the initial phase difference given to the two rays between the two Nomarski prisms 14 and 20. The position of the Nomarski prism 14 is adjusted by the actuator 64 in the direction crossing the optical axis AX so that the value becomes an integral multiple of 2π. The actuator 64 is controlled by the computer 66.

【0074】光線i1は、レンズ68によって屈折し、
CCDなどで構成された光電変換素子70によって光電
変換されて映像信号が出力される。この映像信号は、減
衰器(乗算器)72に入力され、前記(14)式に示した
定数kbが乗じられて差動増幅器74に入力される。こ
の定数kbは光学系毎に決まる固定値であり、一度設定
すればすべての検査対象について変更の必要はない。
The ray i1 is refracted by the lens 68,
A video signal is output after being photoelectrically converted by a photoelectric conversion element 70 composed of a CCD or the like. The video signal is input to the attenuator (multiplier) 72, multiplied by the constant kb shown in the equation (14), and input to the differential amplifier 74. This constant kb is a fixed value determined for each optical system, and once set, it need not be changed for all inspection objects.

【0075】一方、光線i2は、レンズ76によって屈
折し、光電変換素子78によって光電変換されて映像信
号が出力される。この映像信号は、差動増幅器74に入
力され、差動増幅器74から差動信号が出力される。
On the other hand, the light ray i2 is refracted by the lens 76 and photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 78 to output a video signal. This video signal is input to the differential amplifier 74, and the differential signal is output from the differential amplifier 74.

【0076】光線i11は、レンズ80によって屈折し、
光電変換素子82によって光電変換されて映像信号が出
力される。光線i22は、レンズ84によって屈折し、光
電変換素子86によって光電変換されて映像信号が出力
される。これらの映像信号は、差動増幅器88に入力さ
れ、差動増幅器88から差動信号が出力される。
The ray i11 is refracted by the lens 80,
A video signal is output after being photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 82. The light ray i22 is refracted by the lens 84, photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 86, and a video signal is output. These video signals are input to the differential amplifier 88, and the differential signal is output from the differential amplifier 88.

【0077】上述した差動増幅器74,88の出力は、
減算器90に供給され、この減算器90で前記(6)式
に基づいて誤差信号Seが演算される。この演算には、
差動増幅器88の出力値を二乗する演算も含まれる。減
算器90の出力に対する増幅率は、コンピュータ66に
より制御可能である。この増幅率を、オペレータが登録
することで、レチクルの欠陥の検出感度を変更すること
ができる。なお、(6)式の係数kは、レチクル上の回
路パターンにおける無欠陥の段差部分を利用して、誤差
信号Seが最小となるように、欠陥検査に先立って決定
する。あるいは、他の手法として、(8)式によって係
数kを決定してもよい。
The outputs of the differential amplifiers 74 and 88 described above are
The error signal Se is supplied to the subtractor 90, and the error signal Se is calculated by the subtractor 90 based on the equation (6). For this operation,
An operation of squaring the output value of the differential amplifier 88 is also included. The amplification factor with respect to the output of the subtractor 90 can be controlled by the computer 66. By registering this amplification factor by the operator, the detection sensitivity of the reticle defect can be changed. The coefficient k in the equation (6) is determined prior to the defect inspection so as to minimize the error signal Se by utilizing the defect-free step portion in the circuit pattern on the reticle. Alternatively, as another method, the coefficient k may be determined by the equation (8).

【0078】従って、コンピュータ66によりアクチュ
エータ64を制御してノマルスキープリズム14を微調
整することによる検査開始前の顕微鏡の初期位相差量の
設定や、(6)式の係数kに対するオペレータの必要作
業を、レチクル60内の無欠陥部分を登録する行為のみ
とするような自動化が、コンピュータ66のプログラミ
ングによって可能である。
Therefore, the computer 66 controls the actuator 64 to finely adjust the Nomarski prism 14 to set the initial phase difference amount of the microscope before the inspection is started, and the operator's necessary work for the coefficient k of the equation (6). The computer 66 can be programmed so as to automate only the act of registering a defect-free portion in the reticle 60.

【0079】減算結果である誤差信号Seは、プラス側
とマイナス側の2つのスライスレベルを有する2値化回
路であるウインドウコンパレータ回路を有する信号処理
回路92に入力される。信号処理回路92では、誤差信
号の2値化信号が求められるとともに、2値化信号の
値,誤差信号Se,2つの差動信号の値などが同期装置
94に出力され、更にはコンピュータ66に供給され
る。
The error signal Se which is the subtraction result is input to the signal processing circuit 92 which has a window comparator circuit which is a binarizing circuit having two slice levels on the plus side and the minus side. In the signal processing circuit 92, the binarized signal of the error signal is obtained, the value of the binarized signal, the error signal Se, the values of the two differential signals, etc. are output to the synchronizer 94, and further to the computer 66. Supplied.

【0080】なお、信号処理回路92のウインドウコン
パレータ回路のプラス側とマイナス側の2つのスライス
レベルは、光学的なノイズ,電気的なノイズによって疑
似欠陥を生じないようなレベルに設定される。また、そ
れらスライスレベルは、インターフェイス96,コンピ
ュータ66を介して外部より設定可能となっている。同
期装置94では、検査実行中のXY走査部54と、X−
Yステージ59の同期制御が行なわれる。X−Y走査部
54は、アクチュエータ98を介して駆動される。X−
Yステージ59は、アクチュエータ99を介して駆動さ
れる。
The two slice levels on the plus side and the minus side of the window comparator circuit of the signal processing circuit 92 are set to a level at which a pseudo defect does not occur due to optical noise or electrical noise. The slice levels can be set from the outside via the interface 96 and the computer 66. In the synchronizer 94, the XY scanning unit 54 that is performing the inspection and the X-
The Y stage 59 is synchronously controlled. The XY scanning unit 54 is driven via the actuator 98. X-
The Y stage 59 is driven via the actuator 99.

【0081】コンピュータ66では、欠陥ありを示す二
値化信号と、欠陥の位置を示す同期装置94からの位置
情報に基づいて欠陥のマップが作成され、これが表示部
100に表示される。また、二値化回路によって検出さ
れる欠陥の程度は、二値化される以前の誤差信号Seや
二つの差動増幅器の出力値などに略々比例するので、そ
れらをもって欠陥の程度を表示部100に表示するよう
にしてもよい。すなわち、2値レチクル60内における
欠陥の位置と、欠陥位置における誤差信号Sr又は振幅
差動出力Saの信号量を示すマップが生成され、これが
表示部100に表示される。
The computer 66 creates a defect map based on the binarized signal indicating the presence of a defect and the position information from the synchronizer 94 indicating the position of the defect and displays it on the display unit 100. Further, the degree of the defect detected by the binarization circuit is approximately proportional to the error signal Se before being binarized, the output values of the two differential amplifiers, etc. It may be displayed on 100. That is, a map showing the position of the defect in the binary reticle 60 and the signal amount of the error signal Sr or the amplitude differential output Sa at the defect position is generated and displayed on the display unit 100.

【0082】次に、本実施例によれば、XYステージ5
9によって、レチクル60上の任意の領域を検査でき
る。以下、図8を参照してその様子を説明する。オペレ
ータは、例えばレチクル60上の一部の領域を、検査領
域Dとして指定する。他方、図7に示す本実施例の装置
は、例えば視野FV内を観察可能であるとする。この場
合、XYステージ59によってレチクル60を等速で、
例えばY方向に移動させながら光線EO,OEをX方向
に往復の光走査が行われる。図示の例では、光線EO,
OEのシャーの方向が光走査方向に一致しており、いず
れもX方向となっている。従って、シャー量2δが存在
するため、走査距離Lは、最大でも視野FVの直径より
2δ短くなる。もちろん、シャーの方向は、光走査方向
と必ずしも一致させる必要はない。1度の光走査によっ
て検査される領域は、EO,OEのいずれの光線によっ
ても走査されるSIで示す領域である。これにより、斜
線で示す領域Sについて、欠陥の有無が検査される。
Next, according to the present embodiment, the XY stage 5
9 allows any area on the reticle 60 to be inspected. This will be described below with reference to FIG. The operator designates a part of the area on the reticle 60 as the inspection area D, for example. On the other hand, the device of this embodiment shown in FIG. 7 is supposed to be able to observe the inside of the visual field FV, for example. In this case, the reticle 60 is moved at a constant speed by the XY stage 59.
For example, while moving in the Y direction, reciprocal optical scanning of the light rays EO and OE in the X direction is performed. In the illustrated example, the rays EO,
The shear direction of the OE coincides with the optical scanning direction, and both are in the X direction. Therefore, since the shear amount 2δ exists, the scanning distance L becomes 2δ shorter than the diameter of the visual field FV at the maximum. Of course, the shear direction does not necessarily have to match the optical scanning direction. The area to be inspected by one-time optical scanning is an area indicated by SI that is scanned by any light beam of EO and OE. As a result, the presence or absence of defects is inspected in the hatched region S.

【0083】なお、帯状の領域Sの幅WをY方向に連続
的に拡大又は縮小したり、領域SをX方向に拡大するた
めに、レチクル60をX方向にステップ移動させるな
ど、各種の走査処理を行ってよい。また、Y方向のレチ
クル60の送り速度は、顕微鏡の解像限界の1/2以下
とすることがサンプリング定理から望ましい。そうする
ことで、顕微鏡の解像可能なすべての情報を画像情報と
して取り込むことができる。同様に、画像信号を時系列
のデジタルデータにコンバートする際も、解像限界の1
/2以下の細かさで取り込むことが好ましい。
The width W of the band-shaped area S is continuously expanded or reduced in the Y direction, or the reticle 60 is stepwise moved in the X direction to expand the area S in the X direction. You may proceed. Further, from the sampling theorem, it is desirable that the feeding speed of the reticle 60 in the Y direction be equal to or less than 1/2 of the resolution limit of the microscope. By doing so, all resolvable information of the microscope can be captured as image information. Similarly, when converting an image signal into time-series digital data, the resolution limit of 1
It is preferable to take in with a fineness of / 2 or less.

【0084】また、上述したように、ノマルスキープリ
ズム14(又は20)は、コンピュータ66によるアク
チュエータ64の制御によって微調整可能となってお
り、これにより、検査開始前のセットアップが自動で可
能である。このセットアップ時には、例えば無欠陥で回
路パターンの無いレチクルが用いられる。また、インタ
ーフェイス96は、外部のオペレータがコンピュータ6
6に対して検査感度,検査領域,装置の初期設定の実
行,検査の実行などを入力するためにも使用される。
Further, as described above, the Nomarski prism 14 (or 20) can be finely adjusted by the control of the actuator 64 by the computer 66, whereby the setup before the start of the inspection can be automatically performed. At the time of this setup, for example, a reticle that is defect-free and has no circuit pattern is used. In addition, the interface 96 is a computer 6 operated by an external operator.
It is also used to input the inspection sensitivity, the inspection area, the initial setting of the apparatus, the execution of the inspection, etc.

【0085】以上のように、本実施例によれば、クロム
遮光膜による回路パターンのコンベンショナルなレチク
ルや、光透過性の薄膜による位相シフタのみで回路パタ
ーンが描画されたハーフトーンレチクルのいずれに対し
ても対応が可能であり、位相シフタ部分の位相シフト量
の異常や光透過性の位相物体の異物の付着の有無を、同
時に検査することが可能である。
As described above, according to the present embodiment, the conventional reticle of the circuit pattern made of the chrome light shielding film and the halftone reticle in which the circuit pattern is drawn only by the phase shifter made of the light transmissive thin film are used. However, it is possible to simultaneously inspect whether or not the phase shift amount of the phase shifter portion is abnormal and whether or not a foreign object is attached to the optically transparent phase object.

【0086】[0086]

【実施例2】次に、図9を参照しながら実施例2につい
て説明する。この実施例2は、前記実施例1を落射照明
法によって構成した例であり、前記第2の基本的形態に
対応する。同図において、レーザー光源50から射出さ
れた光線は、ビームエキスパンダー52によって平行光
となり、更にXY走査部54で空間的に走査偏向され
る。走査後の光線は、第1リレーレンズ56,第2リレ
ーレンズ58を経て瞳投影レンズ102に入射する。瞳
投影レンズ102によって屈折された光線は、ハーフミ
ラー30によって光軸AXに沿った方向に反射され、ノ
マルスキープリズム32に入射する。ノマルスキープリ
ズム32を通過すると、互いの偏光方向が直交する二つ
の直線偏光であって、僅かな相対角度をなす光線に分離
され、対物レンズ34に入射する。対物レンズ34によ
って屈折された各光線は、2値レチクル60上でビーム
スポットを形成する。
Second Embodiment Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The second embodiment is an example in which the first embodiment is configured by the epi-illumination method, and corresponds to the second basic form. In the figure, the light beam emitted from the laser light source 50 becomes parallel light by the beam expander 52, and is further spatially scanned and deflected by the XY scanning unit 54. The light beam after scanning enters the pupil projection lens 102 through the first relay lens 56 and the second relay lens 58. The light beam refracted by the pupil projection lens 102 is reflected by the half mirror 30 in the direction along the optical axis AX, and enters the Nomarski prism 32. After passing through the Nomarski prism 32, the two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other are separated into light beams having a slight relative angle, and are incident on the objective lens 34. Each light beam refracted by the objective lens 34 forms a beam spot on the binary reticle 60.

【0087】2値レチクル60上には、ノマルスキープ
リズム32の作用により、わずかに位置のずれた2つの
スポットが近接して形成される。これらのスポットは、
XY走査部54の作用によってパターン62上を2次元
走査する。
On the binary reticle 60, two spots, which are slightly displaced from each other, are formed close to each other by the action of the Nomarski prism 32. These spots
The pattern 62 is two-dimensionally scanned by the action of the XY scanning unit 54.

【0088】2値レチクル60によって反射された光線
は、対物レンズ34に入射して屈折され、対物レンズ3
4の瞳位置近傍に位置するノマルスキープリズム32を
再度通過してハーフミラー30に入射する。全振幅の一
部分はハーフミラー30を透過してハーフミラー22に
入射する。そして、ハーフミラー22を透過した光線
は、偏光ビームスプリッタ24に達する。一方、ハーフ
ミラー22で反射された光線は、1/4波長板26を介
して偏光ビームスプリッタ28に達する。以後の作用
は、上述した実施例1と同様であり、減算器90におい
て誤差信号Seが生成され、2値レチクル60の検査が
行われる。
The light beam reflected by the binary reticle 60 enters the objective lens 34 and is refracted, and the objective lens 3
After passing through the Nomarski prism 32 located near the pupil position 4 again, the light enters the half mirror 30. A part of the total amplitude passes through the half mirror 30 and enters the half mirror 22. Then, the light beam transmitted through the half mirror 22 reaches the polarization beam splitter 24. On the other hand, the light beam reflected by the half mirror 22 reaches the polarization beam splitter 28 via the quarter-wave plate 26. The subsequent operation is similar to that of the first embodiment described above, the error signal Se is generated in the subtractor 90, and the binary reticle 60 is inspected.

【0089】[0089]

【実施例3】次に、図10を参照しながら実施例3につ
いて説明する。この実施例3は、前記実施例2とほぼ同
様であるが、本実施例ではXY走査部54の位置が異な
っている。すなわち、2値レチクル60からの反射光
が、もう一度XY走査部54を通過する配置となってお
り、いわゆるコンフォーカル顕微鏡の光学構成となって
いる。
Third Embodiment Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. The third embodiment is almost the same as the second embodiment, but the position of the XY scanning unit 54 is different in the present embodiment. That is, the reflected light from the binary reticle 60 is arranged so as to pass through the XY scanning unit 54 once again, which is an optical configuration of a so-called confocal microscope.

【0090】このため、光電変換素子70,78,8
2,86に入射する光束は、2値レチクル60上におけ
るレーザビームの2次元走査にかかわらず常に静止す
る。従って、レンズ68,76,80,84によって光
を集光するとともに、集光点(2値レチクルと共役な
点)にピンホール110,112,114,116を設
けてフレアなどの不必要な光を減少させている。コンフ
ォーカル顕微鏡の解像度は、インコヒーレント照明の結
像タイプの顕微鏡と同等になり、アパーチャなしの場合
と比較して解像限界が1/2になる。また、焦点面以外
の物体の影響を低減できる。
Therefore, the photoelectric conversion elements 70, 78, 8
The luminous fluxes incident on 2,86 are always stationary regardless of the two-dimensional scanning of the laser beam on the binary reticle 60. Therefore, light is condensed by the lenses 68, 76, 80, 84, and pinholes 110, 112, 114, 116 are provided at the condensing points (points conjugate with the binary reticle) to eliminate unnecessary light such as flare. Is decreasing. The resolution of the confocal microscope is equivalent to that of the imaging type microscope of incoherent illumination, and the resolution limit is halved as compared with the case without the aperture. Moreover, the influence of objects other than the focal plane can be reduced.

【0091】[0091]

【他の実施例】この発明には数多くの実施の形態があ
り、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能で
ある。例えば、次のようなものも含まれる。 (1)前記実施例では、シャーした2つのビームの位相
差の調整手段を、光軸を横切る方向にノマルスキープリ
ズムを出し入れする機構で構成したが、周知のように、
1/4波長板と回転可能なポラライザによっても同様の
作用を得ることができる。他に、例えば液晶などの屈折
率を可変な素子を用いて位相差調整を行うようにしても
よい。2つのビームのシャー量も可変としてよい。
Other Embodiments The present invention has many embodiments and can be variously modified based on the above disclosure. For example, the following is also included. (1) In the above-described embodiment, the means for adjusting the phase difference between the two sheared beams is constituted by a mechanism for moving the Nomarski prism in and out in the direction crossing the optical axis.
The same effect can be obtained by a quarter wavelength plate and a rotatable polarizer. Alternatively, the phase difference may be adjusted using an element such as a liquid crystal having a variable refractive index. The shear amounts of the two beams may be variable.

【0092】(2)前記実施例では、CCDなどの2次
元撮像素子を用いたが、撮像手段であれば、どのような
ものを用いてもよい。また、偏光ビームスプリッタ出力
を光学的に観察するようにしてもよい。その他、必要に
応じてリレー光学系やミラーを用いてよい。
(2) Although a two-dimensional image pickup device such as a CCD is used in the above embodiment, any image pickup means may be used. Further, the output of the polarization beam splitter may be optically observed. In addition, a relay optical system or a mirror may be used if necessary.

【0093】(3)前記実施例はレーザ走査型の顕微鏡
の例であるが、ハロゲンランプや水銀ランプを使った結
像型の顕微鏡を用いて装置を構成するようにしてもよ
い。この場合、照明光は、レーザのビームスポットと異
なり、対物レンズを一括照明することになる。従って、
光電変換素子として複数の画素を持つイメージセンサを
用い、これを物体と共役な結像位置に配置する。
(3) The above embodiment is an example of a laser scanning microscope, but the apparatus may be constructed by using an imaging microscope using a halogen lamp or a mercury lamp. In this case, unlike the beam spot of the laser, the illumination light collectively illuminates the objective lens. Therefore,
An image sensor having a plurality of pixels is used as a photoelectric conversion element, and this is arranged at an image forming position conjugate with an object.

【0094】(4)前記実施例は、本発明を主としてレ
チクルの欠陥検査に適用したものであるが、物体の表面
検査装置全般に本発明は適用可能である。例えば、物体
の段差測定,磁気ヘッド,ウエハなどの欠陥検査,物体
の表面形状を加味した位置測定などにも有効である。
(4) In the above-mentioned embodiment, the present invention is mainly applied to the defect inspection of the reticle, but the present invention can be applied to all surface inspection apparatuses for objects. For example, it is also effective for measuring the step of an object, inspecting a defect of a magnetic head, a wafer, etc., and measuring the position in consideration of the surface shape of the object.

【0095】[0095]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レチクル内の位相シフタパターンにおける位相シフト量
の欠陥や光透過性の位相物体の異物の検査を、いずれも
短時間で同時に行うことができ、更には、シフタなしレ
チクルに対しては異物検査装置として使用することもで
きるという効果がある。
As described above, according to the present invention,
Both defects of the phase shift amount in the phase shifter pattern in the reticle and foreign matter of the light-transmissive phase object can be simultaneously inspected in a short time. It has the effect that it can also be used.

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

【図1】この発明の第1の基本的形態を示す斜視図であ
る。
FIG. 1 is a perspective view showing a first basic form of the present invention.

【図2】この発明の第2の基本的形態を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing a second basic form of the present invention.

【図3】前記形態による主要信号のシミュレーションの
一例を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an example of a simulation of a main signal according to the above embodiment.

【図4】前記形態による主要信号のシミュレーションの
一例を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing an example of a simulation of a main signal according to the above embodiment.

【図5】前記形態による主要信号のシミュレーションの
一例を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing an example of a simulation of a main signal according to the above embodiment.

【図6】前記形態による主要信号のシミュレーションの
一例を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing an example of a simulation of a main signal according to the above embodiment.

【図7】この発明の実施例1の構成を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図8】実施例1におけるレチクルの検査の様子を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing how a reticle is inspected in the first embodiment.

【図9】この発明の実施例2の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図10】この発明の実施例3の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…ポラライザ 12…1/4波長板 14,20,32…ノマルスキープリズム 16…コンデンサレンズ 18,34…対物レンズ 22,30…ハーフミラー 24,28…偏光ビームスプリッタ(アナライザ) 50…レーザ光源 52…ビームエキスパンダ 54…X−Y走査部 56,58…リレーレンズ 59…X−Yステージ 60…2値レチクル 62…パターン 64,98,99…アクチュエータ 66…コンピュータ 68,76,80,84…レンズ 70,78,82,86…光電変換素子 72…減衰器 74,88…差動増幅器 90…減算器 92…信号処理回路 94…同期装置 96…インターフェース 100…表示部 102…瞳投影レンズ 110,112,114,116…ピンホール D,S…検査領域 FV…視野 L…走査距離 W…検査範囲 10 ... Polarizer 12 ... Quarter wave plate 14, 20, 32 ... Nomarski prism 16 ... Condenser lens 18, 34 ... Objective lens 22, 30 ... Half mirror 24, 28 ... Polarization beam splitter (analyzer) 50 ... Laser light source 52 ... Beam expander 54 ... XY scanning unit 56, 58 ... Relay lens 59 ... XY stage 60 ... Binary reticle 62 ... Pattern 64, 98, 99 ... Actuator 66 ... Computer 68, 76, 80, 84 ... Lens 70 , 78, 82, 86 ... Photoelectric conversion element 72 ... Attenuator 74, 88 ... Differential amplifier 90 ... Subtractor 92 ... Signal processing circuit 94 ... Synchronizing device 96 ... Interface 100 ... Display unit 102 ... Pupil projection lens 110, 112, 114, 116 ... Pinhole D, S ... Inspection area FV ... Field of view L ... Scan Away W ... inspection range

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 物体を照明するための光を供給する照明
手段;これによって供給された光のうち、直交する第1
及び第2の偏光方向の光の位相差を調整するための位相
差調整手段;これによって位相差が調整された第1の偏
光方向の光と第2の偏光方向の光の光軸を相対的にシャ
ーして観察対象の物体に照射する光分離手段;物体を透
過又は反射した前記第1の偏光方向の光と第2の偏光方
向の光を合成する光合成手段;この光合成手段から供給
された光から、第1の方向,第2の方向,これら第1又
は第2のいずれかと平行な第3の方向において可干渉な
偏光成分をそれぞれ取り出して、第1,第2及び第3の
干渉像を得るためのフィルタ手段;これによって得られ
た前記第1,第2及び第3の干渉像を利用して検査対象
を検査する検査手段;を備えたことを特徴とする物体検
査装置。
1. Illumination means for supplying light for illuminating an object; first of the lights supplied thereby orthogonal to each other
And a phase difference adjusting means for adjusting the phase difference between the light in the second polarization direction; and the optical axes of the light in the first polarization direction and the light in the second polarization direction, the phase differences of which are adjusted by the phase difference adjusting means. Light separating means for irradiating an object to be observed after shearing; light combining means for combining the light of the first polarization direction and the light of the second polarization direction transmitted or reflected by the object; supplied from the light combiner From the light, coherent polarization components in the first direction, the second direction, and the third direction parallel to either the first direction or the second direction are extracted, and the first, second, and third interference images are extracted. An object inspecting device, comprising: a filter unit for obtaining an inspection target; an inspection unit that inspects an inspection target by using the first, second, and third interference images obtained thereby.
【請求項2】 前記検査手段は、前記第1,第2及び第
3の干渉像のうち、干渉成分間の位相差が対応する干渉
像間の差の2乗と、他の1つの干渉像とに対して、検査
対象の光学特性を考慮した演算を行って検査を行うこと
を特徴とする請求項1記載の物体検査装置。
2. The inspection means is configured to square the difference between the interference images corresponding to the phase difference between the interference components of the first, second and third interference images and another interference image. The object inspection apparatus according to claim 1, wherein the inspection is performed by performing a calculation in consideration of the optical characteristics of the inspection target.
【請求項3】 物体を照明するための光を供給する照明
手段;これによって供給された光のうち、直交する第1
及び第2の偏光方向の光の位相差を調整するための位相
差調整手段;これによって位相差が調整された第1の偏
光方向の光と第2の偏光方向の光の光軸を相対的にシャ
ーして観察対象の物体に照射する光分離手段;物体を透
過又は反射した前記第1の偏光方向の光と第2の偏光方
向の光を合成する光合成手段;この光合成手段から供給
された光から、第1の方向,第2の方向,直交する第3
及び第4の方向において可干渉な偏光成分をそれぞれ取
り出して、第1,第2,第3及び第4の干渉像を得るた
めのフィルタ手段;これによって得られた前記第1,第
2,第3及び第4の干渉像を利用して検査対象を検査す
る検査手段;を備えたことを特徴とする物体検査装置。
3. Illumination means for supplying light for illuminating an object; first of the lights supplied thereby orthogonal to each other
And a phase difference adjusting means for adjusting the phase difference between the light in the second polarization direction; and the optical axes of the light in the first polarization direction and the light in the second polarization direction, the phase differences of which are adjusted by the phase difference adjusting means. Light separating means for irradiating an object to be observed after shearing; light combining means for combining the light of the first polarization direction and the light of the second polarization direction transmitted or reflected by the object; supplied from the light combiner From the light, the first direction, the second direction, the third orthogonal
And filter means for respectively extracting coherent polarization components in the fourth and fourth directions to obtain first, second, third, and fourth interference images; the first, second, and second filters thus obtained. An object inspection apparatus, comprising: an inspection means for inspecting an inspection object using the third and fourth interference images.
【請求項4】 前記検査手段は、前記第1,第2,第3
及び第4の干渉像のうち、干渉成分間の位相差が対応す
る干渉像間の差の2乗と、他の2つの干渉像に対して主
光線以外の光線の付加的な位相差を考慮した演算を行っ
て得た差動信号とに対して、検査対象の光学特性を考慮
した演算を行って検査を行うことを特徴とする請求項3
記載の物体検査装置。
4. The inspection means includes the first, second, and third
In the fourth interference image, the square of the difference between the interference images corresponding to the phase difference between the interference components and the additional phase difference of the rays other than the chief ray with respect to the other two interference images are considered. 4. The inspection is performed by performing an operation in consideration of the optical characteristics of the inspection target on the differential signal obtained by performing the above operation.
The object inspection device described.
【請求項5】 前記光合成手段から供給された光を、第
1及び第2の光に分岐する分岐手段を備え、前記フィル
タ手段が、分岐された第1の光から第1及び第2の干渉
像を得るための第1のフィルタ手段と、分岐された第2
の光から第3及び第4の干渉像を得るための第2のフィ
ルタ手段を含むことを特徴とする請求項1,2,3又は
4記載の物体観察装置。
5. A branching unit that branches the light supplied from the light combining unit into first and second lights, and the filter unit includes first and second interferences from the branched first light. A first filtering means for obtaining an image and a second branched one
5. The object observing apparatus according to claim 1, further comprising a second filter means for obtaining third and fourth interference images from the light.
【請求項6】 前記位相差調整手段が、回転可能なポラ
ライザ及び1/4波長板を含むことを特徴とする請求項
1,2,3,4又は5記載の物体観察装置。
6. The object observation apparatus according to claim 1, wherein the phase difference adjusting means includes a rotatable polarizer and a quarter-wave plate.
【請求項7】 前記位相差調整手段が、電圧によって屈
折率が制御可能な液晶であることを特徴とする請求項
1,2,3,4又は5記載の物体観察装置。
7. The object observing apparatus according to claim 1, wherein the phase difference adjusting means is a liquid crystal whose refractive index is controllable by a voltage.
【請求項8】 前記位相差調整手段が、光軸を横切る方
向に前記光分離手段及び前記光合成手段の少なくとも一
方を移動させる手段であることを特徴とする請求項1,
2,3,4又は5記載の物体観察装置。
8. The phase difference adjusting means is means for moving at least one of the light separating means and the light combining means in a direction crossing an optical axis.
The object observation device according to 2, 3, 4 or 5.
【請求項9】 前記光分離手段及び光合成手段の少なく
とも一方が複屈折性プリズムであることを特徴とする請
求項1,2,3,4,5,6,7又は8記載の物体観察
装置。
9. The object observing apparatus according to claim 1, wherein at least one of the light separating means and the light synthesizing means is a birefringent prism.
【請求項10】 前記フィルタ手段は、偏光ビームスプ
リッタを含むことを特徴とする請求項1,2,3,4,
5,6,78又は9記載の物体観察装置。
10. The filter means comprises a polarization beam splitter, 1, 2, 3, 4, 4.
The object observation device according to 5, 6, 78 or 9.
【請求項11】 前記照明手段が、レーザ光源と、これ
から出力されたレーザビームを走査する走査手段を含む
ことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,6,7,
8,9又は10記載の物体観察装置。
11. The illuminating means includes a laser light source and a scanning means for scanning a laser beam output from the laser light source, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 7.
The object observation device according to 8, 9, or 10.
【請求項12】 前記走査手段を、物体を透過又は反射
した光の光路中に配置するとともに、物点と共役な位置
にピンホールを設けたことを特徴とする請求項10記載
の物体観察装置。
12. The object observing apparatus according to claim 10, wherein the scanning means is arranged in an optical path of light transmitted or reflected by the object, and a pinhole is provided at a position conjugate with an object point. .
JP11972796A 1996-04-17 1996-04-17 Object inspecting instrument Pending JPH09280954A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11972796A JPH09280954A (en) 1996-04-17 1996-04-17 Object inspecting instrument

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11972796A JPH09280954A (en) 1996-04-17 1996-04-17 Object inspecting instrument

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09280954A true JPH09280954A (en) 1997-10-31

Family

ID=14768637

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11972796A Pending JPH09280954A (en) 1996-04-17 1996-04-17 Object inspecting instrument

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09280954A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506203A (en) * 2006-10-06 2010-02-25 カール ツァイス マイクロイメージング ゲーエムベーハー Method and apparatus for parallel microscopic imaging
CN109655457A (en) * 2017-10-11 2019-04-19 住友化学株式会社 The manufacturing method of flaw detection apparatus, defect detecting method and film

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010506203A (en) * 2006-10-06 2010-02-25 カール ツァイス マイクロイメージング ゲーエムベーハー Method and apparatus for parallel microscopic imaging
CN109655457A (en) * 2017-10-11 2019-04-19 住友化学株式会社 The manufacturing method of flaw detection apparatus, defect detecting method and film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5764363A (en) Apparatus for observing a surface using polarized light
US7046355B2 (en) Dual stage defect region identification and defect detection method and apparatus
JP6328468B2 (en) Defect inspection apparatus and inspection method
TWI402498B (en) An image forming method and image forming apparatus
JP2006029881A (en) Inspection method of pattern defect and inspection device thereof
KR20180019243A (en) Method and apparatus for suppressing spots in a laser dark field system
JP2016038302A (en) Defect inspection device and defect inspection method
JP7427763B2 (en) Methods and systems for optical surface defect material characterization
JPH095252A (en) Inspecting equipment of foreign substance on mask
JP4645113B2 (en) Optical inspection method, optical inspection apparatus, and optical inspection system
US20080043313A1 (en) Spatial filter, a system and method for collecting light from an object
JP5571969B2 (en) Defect inspection method and apparatus
JPH08327557A (en) Device and method for inspecting defect
JP2009109263A (en) Apparatus and method for inspection
JPH09280954A (en) Object inspecting instrument
JP2712362B2 (en) Inspection equipment for resist patterns
JPH09281401A (en) Object inspecting instrument
WO2021199340A1 (en) Defect inspection device and defect inspection method
JP4007043B2 (en) Grating inspection apparatus and inspection method
JP2653853B2 (en) Inspection method of periodic pattern
JPH1073542A (en) Detector and detecting method
JPH10239589A (en) Interference microscope
JPH0682373A (en) Inspection of defect
JP7296296B2 (en) Inspection device and inspection method
JPH0961366A (en) Differential interference microscope, and defect inspecting device using the same