JPH09304291A - Foreign matter inspecting apparatus - Google Patents

Foreign matter inspecting apparatus

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JPH09304291A
JPH09304291A JP8123159A JP12315996A JPH09304291A JP H09304291 A JPH09304291 A JP H09304291A JP 8123159 A JP8123159 A JP 8123159A JP 12315996 A JP12315996 A JP 12315996A JP H09304291 A JPH09304291 A JP H09304291A
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JP
Japan
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signal
foreign matter
square root
photomask
photoelectric conversion
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8123159A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneyuki Hagiwara
恒幸 萩原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Image Processing (AREA)
  • Image Analysis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To detect foreign matter to relax the modulation caused by the shape of a circuit pattern by photoelectrically converting lights from the inspection regions of two surfaces of a photomask and adding both square root value signals. SOLUTION: The reflected light 2 of light 1 goes toward an object lens L5 to illuminate the circuit pattern drawing screen of a photomask 5 as reflected HM. The light 3 (10) going toward a lens L5 (L6 ) in the scuttered light from the surface OB is formed into an image on an image surface IM1 (IM2 ) and an image element DR (Dr ) outputs an image signal IRO (IMO). This is signal voltage iR (ir ) of one scanning line and a signal 27 (28) containing this is inputted to a square root calculator 21 (22). Signals 29, 30 have the voltage value corresponding to the square root of the signals 27, 28 and are respectively multiplied by k', l' to become signals 31, 32 which are, in turn, added to become a signal 33. The part reflecting the foreign matter in a waveform iR of the signal 33 becomes a part d' and the signal 33 is inputted to be binarized by threshold values TH, TL and the part d' exceeds the threshold value TH by width δand, therefore, a signal 34 having a rectangular waveform DET of width δ is outputted to detect foreign matter.

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】本発明は、異物検査装置に関
し、特に半導体装置等の回路パターンが描画されている
フォトマスク上の異物を光学的に検出する装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus, and more particularly to an apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a circuit pattern of a semiconductor device or the like is drawn.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種の装置は、従来より、ビームスキ
ャンによって得られる明視野透過画像と明視野反射画像
とを用いて無欠陥の回路パターンの像を消去し、異物を
検出している。従来の異物検査装置も採用している光学
系を概略的に示す図1を参照するに、光源LNから発す
る光線1は、レンズ群L1,L2を経、ミラーM1によ
って反射され、光線2になる。光線2は、レンズ群L
3,L4を透過し、ハーフミラーHMによって反射さ
れ、対物レンズL5を透過して照明光となり、フォトマ
スク5上の回路パターン描画面7を照明する。フォトマ
スク5上には、回路パターン6が形成されている。フォ
トマスク5より発生する反射光・散乱光のうち、反射方
向に向かう光線3は、対物レンズL5に入射する。物体
面OB上のフォトマスク5の回路パターン描画面7と共
役な結像面上にその検知面11が来るようにして、1次
元光電変換素子即ち1次元撮像素子DRが配設されてい
る。光線3は、この光電変換素子DR上に結像し、反射
照明視野像を形成する。光電変換素子DRは、画像信号
R0を出力する。この画像信号IR0を、図2(b)に示
す。なお、図2(a)は、フォトマスク5上の回路パタ
ーン6の密集部分及び異物DEを拡大して示す図であ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus of this type erases an image of a defect-free circuit pattern by using a bright-field transmission image and a bright-field reflection image obtained by beam scanning to detect a foreign substance. Referring to FIG. 1 schematically showing an optical system that also employs a conventional foreign matter inspection apparatus, a light ray 1 emitted from a light source LN passes through lens groups L1 and L2 and is reflected by a mirror M1 to become a light ray 2. . Ray 2 is the lens group L
3, L4 is transmitted, is reflected by the half mirror HM, is transmitted through the objective lens L5 to become illumination light, and illuminates the circuit pattern drawing surface 7 on the photomask 5. A circuit pattern 6 is formed on the photomask 5. Of the reflected light / scattered light generated from the photomask 5, the light ray 3 traveling in the reflection direction enters the objective lens L5. The one-dimensional photoelectric conversion element, that is, the one-dimensional image pickup element D R is arranged so that the detection surface 11 is located on the imaging plane conjugate with the circuit pattern drawing surface 7 of the photomask 5 on the object plane OB. . The light ray 3 forms an image on the photoelectric conversion element D R to form a reflected illumination visual field image. The photoelectric conversion element D R outputs the image signal I R0 . This image signal I R0 is shown in FIG. Note that FIG. 2A is an enlarged view of a dense portion of the circuit pattern 6 on the photomask 5 and the foreign matter DE.

【0003】同様に、フォトマスク5より発生する光線
のうち、透過方向に向かう光線10は、対物レンズL6
に入射する。物体面上のフォトマスク5の回路パターン
描画面7と共役な結像面上にその検知面12が来るよう
にして、1次元撮像素子DTが配設されている。光線1
0は、この撮像素子DT上に結像し、透過照明視野像を
形成する。撮像素子DTは、画像信号IT0を出力する。
この画像信号IT0を、図2(c)に示す。
Similarly, of the light rays emitted from the photomask 5, the light ray 10 directed in the transmission direction is the objective lens L6.
Incident on. The one-dimensional image pickup device D T is arranged so that the detection surface 12 is located on an image formation surface which is conjugate with the circuit pattern drawing surface 7 of the photomask 5 on the object surface. Ray 1
0 forms an image on the image sensor D T to form a transmitted illumination field image. The image sensor D T outputs the image signal I T0 .
This image signal I T0 is shown in FIG.

【0004】光電変換後の2つの画像信号IR0,IT0
入力する信号処理部(不図示)は、それらのゲインを調
整して加算することにより、電気信号IDETを生成す
る。フォトマスク5上に異物が存在しない場合におい
て、IDET信号が、次式(1)に示すように、フォトマ
スク5の移動に依らず、一定値mを示すように、ゲイン
k,lが調整される。 IDET=kIR0+lIT0=m=const (1) ゲインk,lは、回路パターン6の反射率とフォトマス
ク5のマスクブランクの透過率とをそれぞれ反映する。
A signal processing unit (not shown) to which the two image signals I R0 and I T0 after photoelectric conversion are input adjusts their gains and adds them to generate an electric signal I DET . When no foreign matter is present on the photomask 5, the gains k and l are adjusted so that the I DET signal has a constant value m, as shown in the following expression (1), regardless of the movement of the photomask 5. To be done. I DET = kI R0 + lI T0 = m = const (1) gain k, l reflects the reflectance and transmittance of the mask blank photomask 5 of the circuit pattern 6, respectively.

【0005】ところで、異物DEの振幅反射率αDE及び
振幅透過率βDEは、一般に、回路パターンの振幅透過率
β及び振幅反射率αと一致しない。このため、画像信号
R0,IT0の一部は、図2(b)及び図2(c)に示す
ように、Dr,Dtとして変調されるので、上記(1)式
は成り立たない。そこで、図2(d)に示すように、一
定値mである平均レベルの上下に適切なしきい値TL
Hを設定することにより、異物DEの信号DESの検出
が可能になる。
Incidentally, the amplitude reflectance α DE and the amplitude transmittance β DE of the foreign matter DE generally do not match the amplitude transmittance β and the amplitude reflectance α of the circuit pattern. Therefore, a part of the image signals I R0 and I T0 are modulated as D r and D t as shown in FIGS. 2B and 2C, so that the above equation (1) does not hold. . Therefore, as shown in FIG. 2D, an appropriate threshold value T L above and below the average level which is a constant value m,
By setting T H , it becomes possible to detect the signal D ES of the foreign matter DE.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2
(d)の波形が得られるのは、受光用対物レンズL5,
L6の開口数が無限大のときであり、有限の開口数では
理想通りには行かなくなる。例えば、100倍の顕微鏡
が解像することのできるL/Sは1μmピッチ程度であ
り、このようなピッチでは像のコントラストが不良とな
り、フォトマスク5上に異物がなくても透過画像と反射
画像とを足した信号に変調が生じ、異物の検出に支障を
来す。
However, FIG.
The waveform of (d) is obtained by the light receiving objective lens L5.
This is when the numerical aperture of L6 is infinite, and the finite numerical aperture does not work as ideal. For example, the L / S that can be resolved by a 100 × microscope is about 1 μm pitch, and at such a pitch, the image contrast becomes poor, and even if there is no foreign matter on the photomask 5, a transmission image and a reflection image can be obtained. Modulation occurs in the signal obtained by adding and, which hinders the detection of foreign matter.

【0007】例えば、対物レンズの解像限界に近いフー
コーパターン(デューティが50%の格子)を例にとっ
て説明すると、図3(a)に示すように、ピッチP=2
μm程度であって、破線で示されている振幅反射率分布
αf1(x)が、すべて像面上で再現できれば理想的であ
る。また、破線で示されている振幅透過率分布βf
2(x)も全て像面上で再現できれば理想的である。しか
しながら、対物レンズの開口数は有限であり、図3
(c)及び図3(d)に示すように、フーリエ変換面上
の|y|<y0のエリア内のスペクトルは結像させ得る
が、それ以外のスペクトルは結像されない。図3(c)
及び図3(d)には、全スペクトルのうち、|y|<y
0のエリアのスペクトルαF10(y),βF20(y)のみを
描いている。これらのスペクトルは、0次光と±1次光
の3本のみを含む。従って、再現できる光波の振幅分布
は、図3(a)及び図3(b)に実線で描いた正弦的な
振幅分布αf10(x),βf20(x)だけであり、エッジ部
分が落ちている。この場合、光電変換される強度信号
は、振幅分布の2乗に比例するので、図3(e)及び図
(f)に示されているように、縦方向に非対象な、先の
とがった波形となり、最早、上記(1)式は満足され得
ない。
For example, a Foucault pattern (grating with a duty of 50%) close to the resolution limit of the objective lens will be described as an example. As shown in FIG. 3A, the pitch P = 2.
It is ideal if the amplitude reflectance distribution αf 1 (x) indicated by the broken line is approximately μm and can be reproduced on the image plane. Also, the amplitude transmittance distribution βf indicated by the broken line
It would be ideal if all 2 (x) could be reproduced on the image plane. However, the numerical aperture of the objective lens is finite, and FIG.
As shown in (c) and FIG. 3D, the spectrum within the area of | y | <y 0 on the Fourier transform plane can be imaged, but the other spectra are not imaged. Figure 3 (c)
In addition, in FIG. 3D, | y |
Only the spectra αF 10 (y) and βF 20 (y) in the area of 0 are drawn. These spectra include only three rays of 0th order light and ± 1st order light. Therefore, the amplitude distribution of the light wave that can be reproduced is only the sinusoidal amplitude distributions αf 10 (x) and βf 20 (x) drawn by the solid lines in FIGS. ing. In this case, since the intensity signal photoelectrically converted is proportional to the square of the amplitude distribution, as shown in FIGS. 3 (e) and 3 (f), it has a point that is asymmetric in the vertical direction. It becomes a waveform, and the above equation (1) cannot be satisfied any longer.

【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、高度の画像処理技術に依存すること
なく、回路パターンの形状に起因する変調を緩和し得る
異物検査装置を提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a foreign matter inspection apparatus which can alleviate the modulation caused by the shape of the circuit pattern without depending on the advanced image processing technique. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、所定のパターンが一の面にのみ描
画されているフォトマスク上の異物を光学的に検出する
異物検査装置であって、フォトマスクの一の面内の検査
領域内を照明する照明手段と、フォトマスクの一の面に
臨む第1の光電変換手段であって、フォトマスクの検査
領域内より発生する光線を受光して光電変換するもの
と、フォトマスクの他の面に臨む第2の光電変換手段で
あって、フォトマスクの検査領域内より発生する光線を
受光して光電変換するものと、第1の光電変換手段より
出力される第1の光電変換信号値の平方根に比例する第
1の平方根値信号を出力する第1の平方根値算出手段
と、第2の光電変換手段より出力される第2の光電変換
信号値の平方根に比例する第2の平方根値信号を出力す
る第2の平方根値算出手段と、第1の平方根値信号と第
2の平方根値信号とを加算して加算値信号を出力する加
算値算出手段と、加算値信号に基づいて異物を検出する
信号処理手段とを具備する異物検査装置が提供される。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a foreign matter inspection device for optically detecting a foreign matter on a photomask having a predetermined pattern drawn on only one surface. There is an illuminating means for illuminating the inside of the inspection area on the one surface of the photomask, and a first photoelectric conversion means facing the one surface of the photomask, and a light beam generated from the inside of the inspection area on the photomask. A first photoelectric conversion unit that receives and photoelectrically converts light; and a second photoelectric conversion unit that faces the other surface of the photomask and that receives and photoelectrically converts light rays generated from the inspection region of the photomask. A first square root value calculating unit that outputs a first square root value signal that is proportional to a square root of a first photoelectric conversion signal value that is output from the photoelectric conversion unit, and a second square root value output unit that outputs the first square root value signal from the second photoelectric conversion unit. Proportional to the square root of photoelectric conversion signal value Second square root value calculating means for outputting a second square root value signal, additional value calculating means for adding the first square root value signal and the second square root value signal, and outputting an additional value signal, and an additional value There is provided a foreign matter inspection device including a signal processing unit that detects a foreign matter based on a signal.

【0010】この場合において、好適に、信号処理手段
は、第1及び第2の平方根値信号の相対的な利得を調整
する光学的又は電気的な利得調整手段を有し、加算値信
号に対して所定のしきい値を設けることによって異物を
検出する。また、第1及び第2の光電変換手段と検査領
域との間に、その視野がそれぞれ検査領域内に位置させ
られる第1及び第2の対物レンズを具備するのが好まし
い。更に、第1及び第2の光電変換手段が、検査領域と
共役な結像面上に配設されている1次元又は2次元の撮
像素子であるのが好ましい。
In this case, preferably, the signal processing means has an optical or electrical gain adjusting means for adjusting the relative gains of the first and second square root value signals, and for the added value signal. A foreign substance is detected by setting a predetermined threshold value. Further, it is preferable that the first and second objective lenses, whose fields of view are respectively located in the inspection area, are provided between the first and second photoelectric conversion means and the inspection area. Further, it is preferable that the first and second photoelectric conversion means are one-dimensional or two-dimensional image pickup elements arranged on an image plane conjugate with the inspection region.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明においては、反射像の振幅
の絶対値と透過像の振幅の絶対値とを検出することので
きる信号処理系とし、反射像及び透過像の各振幅分布の
絶対値の和が一定となる、次の(2)式の関係を用いて
異物の検査を行う。 k'α|f0(x)f1(x)|+l'β|f0(x)f2(x)|=f0(x)=const (2) ここで、f0(x)は照明光の振幅分布、αf1(x)は回路
パターンの反射率分布、βf2(x)は回路パターンの透
過率分布を表しており、また、k'α=l'β=1となる
ように、k',l'を定める。ところで、2乗法則センサ
(square law detector)である光電変換素子で観察さ
れるのは波面の強度分布に比例した量であるが、これ
は、強度=|振幅|2であるので、信号処理によって|
振幅|の値を再現することができる。従って、本発明に
おいては、フォトマスク上の異物を検出するに当たり、
検査位置を反射照明して得られる反射画像及び同じ位置
を透過照明して得られる透過画像の各光強度に比例した
画像信号の信号値の平方根をとることで、振幅の絶対値
に比例する信号値を有する2つの振幅画像信号を生成す
る。そして、これらの2つの振幅画像信号を足し合わせ
ることにより、既知の反射率分布及び透過率分布を有す
る回路パターンによる画像情報を除去し、その反射率及
び透過率がランダムである異物の画像情報のみを、簡単
な信号処理、例えばしきい値処理により、描出する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a signal processing system capable of detecting the absolute value of the amplitude of a reflected image and the absolute value of the amplitude of a transmitted image is used. The foreign matter is inspected by using the relationship of the following expression (2) in which the sum of the values becomes constant. k'α | f 0 (x) f 1 (x) | + l'β | f 0 (x) f 2 (x) | = f0 (x) = const (2) where f 0 (x) is Amplitude distribution of illumination light, αf 1 (x) represents the reflectance distribution of the circuit pattern, βf 2 (x) represents the transmittance distribution of the circuit pattern, and k′α = 1′β = 1 Then, k'and l'are determined. By the way, what is observed in the photoelectric conversion element, which is a square law detector, is an amount proportional to the intensity distribution of the wavefront. Since this is intensity = | amplitude | 2 , |
The value of the amplitude | can be reproduced. Therefore, in the present invention, when detecting the foreign matter on the photomask,
The signal proportional to the absolute value of the amplitude is obtained by taking the square root of the signal value of the image signal proportional to each light intensity of the reflection image obtained by illuminating the inspection position and the transmission image obtained by illuminating the same position. Generate two amplitude image signals with values. Then, by adding these two amplitude image signals, the image information of the circuit pattern having the known reflectance distribution and transmittance distribution is removed, and only the image information of the foreign matter whose reflectance and transmittance are random. Are visualized by simple signal processing, for example, threshold processing.

【0012】[0012]

【実施例】本発明では、上記(2)式が成立する光学系
を用い、信号処理部は、平方根を算出する機能を有する
もので構成する。本発明に適用可能な光学系は、結像面
上に光電変換素子即ち撮像素子が配設されているタイプ
のものである。本発明に係る異物検出装置の第1実施例
に使用される光学系を示す図1を参照するに、光源LN
から出射する光線1は、レンズ群L1,L2によって拡
大され、ミラーM1に反射されて光線2となる。光線2
は、レンズ群L3,L4により、所定の開口角で対物レ
ンズL5の後側焦点面付近に集光し、ハーフミラーHM
により、対物レンズL5に向けて反射される。光線2
は、対物レンズL5によって屈折され、ほぼ平行な光線
となってフォトマスク5の回路パターン描画面7上を照
明する。対物レンズL5の物体面OB上に、フォトマス
ク5の回路パターン描画面7が位置するように、保持部
8により、フォトマスク5が保持されている。フォトマ
スク5は、水平移動機構9によって物体面OBに平行に
移動させられ得、もって、フォトマスク5の任意の点
が、対物レンズL5,L6の視野内に位置させられ得
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, an optical system satisfying the above equation (2) is used, and the signal processing section has a function of calculating a square root. The optical system applicable to the present invention is of a type in which a photoelectric conversion element, that is, an image pickup element is arranged on the image plane. Referring to FIG. 1 showing an optical system used in a first embodiment of a foreign matter detecting apparatus according to the present invention, a light source LN
A light ray 1 emitted from is magnified by the lens groups L1 and L2 and is reflected by the mirror M1 to become a light ray 2. Ray 2
Is focused by the lens groups L3 and L4 near the rear focal plane of the objective lens L5 at a predetermined aperture angle, and the half mirror HM
Is reflected toward the objective lens L5. Ray 2
Is refracted by the objective lens L5 and becomes a substantially parallel light beam, and illuminates the circuit pattern drawing surface 7 of the photomask 5. The photomask 5 is held by the holding unit 8 so that the circuit pattern drawing surface 7 of the photomask 5 is located on the object plane OB of the objective lens L5. The photomask 5 can be moved in parallel to the object plane OB by the horizontal moving mechanism 9, so that any point of the photomask 5 can be positioned within the field of view of the objective lenses L5, L6.

【0013】物体面OBより発生する散乱光のうち、対
物レンズL5に向かって進行する光線である、例えば光
線3は、対物レンズL5によって屈折され、物体面OB
に共役な像面IM1上に結像する。像面IM1にその光
検知面11が位置させられている撮像素子DRは、画像
信号IR0を出力する。対物レンズL5,L6は、光軸A
Xに沿って配設されており、対物レンズL6の物体面
は、対物レンズL5の物体面OBに一致させられてい
る。物体面OBより発生する散乱光のうち、対物レンズ
L6に向かう光線である、例えば光線10は、対物レン
ズL6によって屈折され、物体面OBに共役な像面IM
2上に結像する。像面IM2上にその光検知面12が位
置させられている撮像素子DTは、画像信号IT0を出力
する。
Of the scattered light generated from the object plane OB, a light ray traveling toward the objective lens L5, for example, a light ray 3 is refracted by the objective lens L5, and the object plane OB.
The image is formed on the image plane IM1 that is conjugate with. The image sensor D R having the light detection surface 11 positioned on the image plane IM1 outputs an image signal I R0 . Objective lenses L5 and L6 have an optical axis A
It is arranged along X, and the object plane of the objective lens L6 is matched with the object plane OB of the objective lens L5. Of the scattered light generated from the object plane OB, a light ray that is directed toward the objective lens L6, for example, a light ray 10 is refracted by the objective lens L6 and is conjugate to the object plane OB.
Image on 2. The image sensor D T whose light detection surface 12 is located on the image plane IM2 outputs an image signal I T0 .

【0014】図4は、本発明に係る信号処理部を示すブ
ロック図である。撮像素子DR,DTが1次元のリニアセ
ンサ又は2次元の撮像素子である場合において、出力さ
れる信号IR0,IT0の1本の走査線を例にとって説明す
る。出力信号IR0及びIT0は、それぞれ1本の走査線の
信号電圧iR及びiTであり、次の(3)式及び(4)式
で表される。 iR=α2|f0(x)f1(x)|2 (3) iT=β2|f0(x)f2(x)|2 (4) 図4に模式的に示されている信号波形の縦方向の変位は
相対的な電圧値を示していると共に、横方向はx座標の
相対位置を示している。
FIG. 4 is a block diagram showing a signal processing unit according to the present invention. In the case where the image pickup devices D R and D T are one-dimensional linear sensors or two-dimensional image pickup devices, one scanning line of the output signals I R0 and I T0 will be described as an example. The output signals I R0 and I T0 are the signal voltages i R and i T of one scanning line, respectively, and are represented by the following formulas (3) and (4). i R = α 2 | f 0 (x) f 1 (x) | 2 (3) i T = β 2 | f 0 (x) f 2 (x) | 2 (4) schematically shown in FIG. The vertical displacement of the signal waveform indicates the relative voltage value, and the horizontal direction indicates the relative position of the x coordinate.

【0015】輝度信号iRを含む信号27は平方根算出
器21に入力される一方、輝度信号iTを含む信号28
は平方根算出器22に入力される。信号29,30は、
輝度信号27,28の平方根に相当する電圧値をそれぞ
れ有し、それらの波形は図示のようになる。次に、信号
29,30は、増幅器23,24によってそれぞれk’
倍,l’倍され、図示の波形を有する信号31,32と
なる。これらの信号31,32は、加算器25によって
足し合わされ、図示の波形を有する信号33となる。信
号33は、(2)式により、欠陥のない部分即ち異物の
存在しない部分ではx座標に依らず一定の直流的波形と
なるが、波形iR内の、回路パターン上の異物を反映す
る部分dに相当する部分は、信号33にも残留して部分
d’となる。
The signal 27 containing the luminance signal i R is input to the square root calculator 21, while the signal 28 containing the luminance signal i T
Is input to the square root calculator 22. Signals 29 and 30 are
Each of them has a voltage value corresponding to the square root of the luminance signals 27 and 28, and their waveforms are as shown. The signals 29, 30 are then respectively sent to the amplifiers 23, 24 by k '.
The signals 31 and 32 having the waveforms shown in the figure are multiplied by 1 '. These signals 31 and 32 are added up by the adder 25 to become a signal 33 having the waveform shown in the figure. According to the equation (2), the signal 33 has a constant direct-current waveform regardless of the x coordinate in the portion having no defect, that is, the portion having no foreign matter, but the portion in the waveform i R that reflects the foreign matter on the circuit pattern. The portion corresponding to d remains in the signal 33 and becomes the portion d ′.

【0016】信号33は、ウインドコンパレータ26に
入力され、所定の2つのしきい値TH,TLによって2値
化信号D0となる。図4に示されている例では、信号3
3の波形のうちの部分d’の一部が、しきい値THをx
方向の幅δに亘って超えているので、ウインドコンパレ
ータ26は、図示のような、その幅がδである矩形の波
形DETを有する信号34を出力し、もって、異物が検出
される。なお、信号33は、信号IR0,IT0に含まれる
異物情報によって上下に動揺するので、2つのしきい値
による2値化が必要となる。
The signal 33 is input to the window comparator 26 and becomes a binarized signal D 0 by two predetermined threshold values T H and T L. In the example shown in FIG. 4, signal 3
A part of the part d ′ of the waveform of 3 has a threshold value T H of x
Since it exceeds the width δ in the direction, the window comparator 26 outputs a signal 34 having a rectangular waveform D ET whose width is δ as shown in the figure, so that the foreign matter is detected. Since the signal 33 fluctuates up and down according to the foreign substance information included in the signals I R0 and I T0 , it is necessary to binarize it with two threshold values.

【0017】図5は、アナログ方式の平方根算出回路の
一例を示すブロック図である。入力信号電圧eiは、対
数増幅器41によってlneiの信号44となり、増幅器
42によって1/2lneiの信号ei'となる。信号ei'は、
逆対数増幅器43により、出力信号電圧e0=expei'=
i 1/2 となる。図6は、図4に示されている回路構成
をデジタル回路で構成した例を示すブロック図であり、
このデジタル回路には、アナログ/デジタル変換器5
1,52が付加されている。そして、破線で囲まれてい
る信号処理部53で実行される信号処理は、デジタル回
路による数値計算であり、信号処理部53内の各ユニッ
トの機能は、図4における同一の参照符号を有するユニ
ットのそれに対応する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of an analog type square root calculating circuit. The input signal voltage e i becomes a signal 44 of lne i by the logarithmic amplifier 41 and a signal e i ′ of 1/2 lne i by the amplifier 42. The signal e i 'is
The output signal voltage e 0 = expe i '= by the antilogarithmic amplifier 43
It becomes ei 1/2 . FIG. 6 is a block diagram showing an example in which the circuit configuration shown in FIG. 4 is configured by a digital circuit,
This digital circuit has an analog / digital converter 5
1, 52 are added. Then, the signal processing executed by the signal processing unit 53 surrounded by a broken line is a numerical calculation by a digital circuit, and the function of each unit in the signal processing unit 53 is a unit having the same reference numeral in FIG. Corresponding to that.

【0018】図7は、本発明に係る異物検出装置の第2
実施例に使用される光学系を示す。図7に示されている
光学系において、光源LNから出射する光線1は、レン
ズ群L1,L2によって拡大され、振動ミラーMmによ
って反射される。レンズ群L3,L4は、対物レンズL
5の瞳面に共役である瞳共役面AP上にリレーする役割
を果たす。リレーレンズ群L3,L4は、ハーフミラー
HMによって光軸AXが折り返されて生じる光軸AX’
に沿って配置されている。振動ミラーMmは、回転中心
Mpを有しており、回転中心Mpは、紙面に垂直であ
り、瞳共役面AP上に含まれ、光軸AX’と交わってい
る。対物レンズL5,L6は、光軸AXに沿って配置さ
れている。対物レンズL5は、その物体面OBをフォト
マスク5のパターン描画面7に位置させられており、対
物レンズL6は、その物体面を物体面OBに位置させら
れている。対物レンズL5の像面IM1には撮像素子D
Rの光検知面11が位置させられていると共に、対物レ
ンズL6の像面IM2には撮像素子DTの光検知面12
が位置させられている。
FIG. 7 shows a second foreign matter detection device according to the present invention.
The optical system used for an Example is shown. In the optical system shown in FIG. 7, the light beam 1 emitted from the light source LN is magnified by the lens groups L1 and L2 and reflected by the vibrating mirror Mm. The lens groups L3 and L4 include the objective lens L
5 plays a role of relaying on the pupil conjugate plane AP which is conjugate to the pupil plane. In the relay lens groups L3 and L4, the optical axis AX ′ is generated by folding the optical axis AX by the half mirror HM.
Are arranged along. The oscillating mirror Mm has a rotation center Mp, which is perpendicular to the paper surface, is included on the pupil conjugate plane AP, and intersects the optical axis AX ′. The objective lenses L5 and L6 are arranged along the optical axis AX. The objective lens L5 has its object surface OB positioned on the pattern drawing surface 7 of the photomask 5, and the objective lens L6 has its object surface positioned on the object surface OB. The image sensor D is provided on the image plane IM1 of the objective lens L5.
The light detection surface 11 of R is positioned, and the light detection surface 12 of the image sensor D T is attached to the image plane IM2 of the objective lens L6.
Is located.

【0019】フォトマスク5の回路パターン描画面7か
ら発生する散乱光のうち、対物レンズL6に向かって進
行する光線である、例えば光線10は、像面IM1上に
結像する。照明光線2は、振動ミラーMmによって反射
され、リレーレンズ群L3,L4を経、ハーフミラーH
Mによって反射され、対物レンズL5によって屈折さ
れ、物体面上でビームスポットを形成する。振動ミラー
Mmを回転中心Mpを軸として振動させることにより、
ビームスポットは、物体面OB上でx方向に1次元に光
走査される。像面IM1,IM2上には、光走査に伴っ
て連続して移動する照明点に対応する点に、像が形成さ
れる。
Of the scattered light generated from the circuit pattern drawing surface 7 of the photomask 5, a light ray traveling toward the objective lens L6, for example, a light ray 10 is imaged on the image plane IM1. The illumination light beam 2 is reflected by the vibrating mirror Mm, passes through the relay lens groups L3 and L4, and then the half mirror H.
It is reflected by M and refracted by the objective lens L5 to form a beam spot on the object plane. By vibrating the vibrating mirror Mm about the rotation center Mp as an axis,
The beam spot is one-dimensionally optically scanned in the x direction on the object plane OB. An image is formed on each of the image planes IM1 and IM2 at a point corresponding to an illumination point that continuously moves as a result of optical scanning.

【0020】撮像素子DR,DTは、1次元のラインセン
サであり、光走査された各物点に相当する像点の光量を
1次元の画像信号として出力する。このように、本第2
実施例においても、第1実施例と同様に、1次元の画像
出力が得られる。本第2実施例においては、照明光束を
集光して照明輝度を向上させ、もって、電気的なS/N
比を向上させることが可能である。なお、本第2実施例
においても、信号処理の方法は、第1実施例におけるそ
れと何ら変わらない。
The image pickup devices D R and D T are one-dimensional line sensors, and output the light quantity of the image points corresponding to the respective optically scanned object points as a one-dimensional image signal. Thus, the second book
Also in the embodiment, one-dimensional image output can be obtained as in the first embodiment. In the second embodiment, the illumination luminous flux is condensed to improve the illumination brightness, so that the electrical S / N ratio is increased.
It is possible to improve the ratio. The signal processing method in the second embodiment is no different from that in the first embodiment.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高度の
画像処理技術に依存することなく、回路パターンの形状
に起因する変調を緩和し得る異物検査装置を提供するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a foreign matter inspection apparatus which can alleviate the modulation caused by the shape of the circuit pattern without depending on the advanced image processing technique.

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

【図1】本発明に係る異物検査装置の第1実施例に使用
される光学系を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system used in a first embodiment of a foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【図2】従来の異物検査装置における検査原理を説明す
る図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an inspection principle in a conventional foreign matter inspection apparatus.

【図3】従来の異物検査装置における検査原理を説明す
る図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating an inspection principle in a conventional foreign matter inspection apparatus.

【図4】本発明に係る異物検査装置における信号処理部
を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a signal processing unit in the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【図5】平方根算出回路を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a square root calculation circuit.

【図6】本発明に係る異物検査装置における別の信号処
理部を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing another signal processing unit in the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【図7】本発明に係る異物検査装置の第2実施例に使用
される光学系を示す概略図である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an optical system used in a second embodiment of the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

5 フォトマスク 6 回路パターン 7 回路パターン描画面 8 保持部 11,12 光検知面 21,22 平方根算出器 23,24 増幅器 25 加算器 26 ウインドコンパレータ 41 対数増幅器 42 増幅器 43 逆対数増幅器 51,52 アナログ/デジタル変換器 53 信号処理部 AP 瞳共役面 AX 光軸 DE 異物 DR,DT 撮像素子(光電変換素子) IM 像面 Mm 振動ミラー Mp 回転中心 OB 物体面5 Photomask 6 Circuit pattern 7 Circuit pattern drawing surface 8 Holding part 11, 12 Light detection surface 21,22 Square root calculator 23,24 Amplifier 25 Adder 26 Wind comparator 41 Logarithmic amplifier 42 Amplifier 43 Inverse logarithmic amplifier 51,52 Analog / Digital converter 53 Signal processing unit AP Pupil conjugate plane AX Optical axis DE Foreign matter D R , D T Image sensor (photoelectric conversion element) IM Image plane Mm Vibration mirror Mp Rotation center OB Object plane

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のパターンが一の面にのみ描画され
ているフォトマスク上の異物を光学的に検出する異物検
査装置であって、 前記フォトマスクの前記一の面内の検査領域内を照明す
る照明手段と、 前記フォトマスクの前記一の面に臨む第1の光電変換手
段であって、前記フォトマスクの前記検査領域内より発
生する光線を受光して光電変換するものと、 前記フォトマスクの他の面に臨む第2の光電変換手段で
あって、前記フォトマスクの前記検査領域内より発生す
る光線を受光して光電変換するものと、 前記第1の光電変換手段より出力される第1の光電変換
信号値の平方根に比例する第1の平方根値信号を出力す
る第1の平方根値算出手段と、 前記第2の光電変換手段より出力される第2の光電変換
信号値の平方根に比例する第2の平方根値信号を出力す
る第2の平方根値算出手段と、 前記第1の平方根値信号と前記第2の平方根値信号とを
加算して加算値信号を出力する加算値算出手段と、 前記加算値信号に基づいて前記異物を検出する信号処理
手段と、を具備する異物検査装置。
1. A foreign matter inspection apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask in which a predetermined pattern is drawn only on one surface, wherein an inspection region within the one surface of the photomask is formed. An illuminating means for illuminating; a first photoelectric conversion means facing the one surface of the photomask, for receiving and photoelectrically converting a light beam generated from the inspection region of the photomask; Second photoelectric conversion means facing the other surface of the mask, which receives and photoelectrically converts a light beam generated in the inspection area of the photomask, and is output from the first photoelectric conversion means. A first square root value calculating means for outputting a first square root value signal proportional to a square root of the first photoelectric conversion signal value; and a square root of a second photoelectric conversion signal value output from the second photoelectric conversion means. The second which is proportional to A second square root value calculating means for outputting a root value signal; an addition value calculating means for adding the first square root value signal and the second square root value signal and outputting an addition value signal; A signal processing unit for detecting the foreign matter based on a value signal, the foreign matter inspection apparatus.
【請求項2】 前記信号処理手段が、前記第1及び第2
の平方根値信号の相対的な利得を調整する光学的又は電
気的な利得調整手段を有し、前記加算値信号に対して所
定のしきい値を設けることによって前記異物を検出する
請求項1に記載の異物検査装置。
2. The signal processing means comprises the first and second signal processing means.
2. The foreign matter is detected by having an optical or electrical gain adjusting means for adjusting the relative gain of the square root value signal of the above, and by setting a predetermined threshold value for the added value signal. The foreign matter inspection device described.
【請求項3】 前記第1及び第2の光電変換手段と前記
検査領域との間に、その視野がそれぞれ前記検査領域内
に位置させられる第1及び第2の対物レンズを更に具備
する請求項1又は2に記載の異物検査装置。
3. A first objective lens and a second objective lens, the fields of view of which are respectively located in the inspection area, between the first and second photoelectric conversion means and the inspection area. The foreign matter inspection device according to 1 or 2.
【請求項4】 前記第1及び第2の光電変換手段が、前
記検査領域と共役な結像面上に配設されている1次元又
は2次元の撮像素子である請求項3に記載の異物検査装
置。
4. The foreign matter according to claim 3, wherein the first and second photoelectric conversion means are one-dimensional or two-dimensional image pickup devices arranged on an image plane conjugate with the inspection region. Inspection device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015516568A (en) * 2012-03-20 2015-06-11 ケーエルエー−テンカー コーポレイション Using reflection and transmission maps to detect reticle degradation

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