JPH0989790A - Defect inspection apparatus - Google Patents

Defect inspection apparatus

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JPH0989790A
JPH0989790A JP7239404A JP23940495A JPH0989790A JP H0989790 A JPH0989790 A JP H0989790A JP 7239404 A JP7239404 A JP 7239404A JP 23940495 A JP23940495 A JP 23940495A JP H0989790 A JPH0989790 A JP H0989790A
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JP
Japan
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signal
light
polarization
polarization state
light beam
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Application number
JP7239404A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneyuki Hagiwara
恒幸 萩原
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a defect inspection apparatus by which the defect of a phase shifter and a light-transmitting foreign body are detected by a method wherein a transmission-type differential interference microscope and a reflection- type differential interference microscope are installed, transmitted light and reflected light are detected and their differential output is obtained. SOLUTION: A beam of light 1 is changed into parallel light by a beam expander 2, it is polarized spatially by an X-Y scanning part 26, it is refracted by a relay lens 7, it is reflected by a semitransparent mirror 3, it is transmitted through a Nomarski prism 13, and two beams of linearly polarized light whose polarization direction is at right angles to each other are formed. They are separated into beams of light at a slight relative angle so as to advance, they are refracted by an objective lens 10, and a laser spot is formed on a binary reticle 8. A beam of light which is reflected by the binary reticle 8 is incident on the lens 10, it is refracted, it is transmitted again through the prism 13, and it is transmitted through a mirror 3 so as to reach a polarization beam splitter 14.

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】本発明は欠陥検査装置に関
し、特に半導体素子や液晶基板を製造する際のリソグラ
フィ工程で使用されるレチクルやマスク等の基板の欠陥
を検査する欠陥検査装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a defect inspection apparatus, and more particularly to a defect inspection apparatus for inspecting a substrate such as a reticle or a mask used in a lithography process for manufacturing a semiconductor element or a liquid crystal substrate. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の2値レチクルのシフターの位相差
量欠陥検査装置はたとえばSPEI, Proceedings series V
olume 2254, "Photomask and X-Ray Mask technology,
" p.294〜301 に記載されているように位相シフターの
位相量を測定する装置であって、レチクル内の検査対象
となる位相シフター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
る、位相シフター付きレチクルの位相シフト量測定装置
である。 したがって従来のこの種装置装置は、1回の
検査ごとに、サンプリングされた1点ごとの検査結果し
か得られず、レチクル内のすべての欠陥を検査すること
には不適当であった。また位相差量欠陥と異物を同時に
検出するという発想は全く無かった。
2. Description of the Related Art A conventional binary reticle shifter phase difference amount defect inspection apparatus is, for example, SPEI, Proceedings series V.
olume 2254, "Photomask and X-Ray Mask technology,
"A device for measuring the phase amount of a phase shifter as described in p.294-301, in which the phase shifter part to be inspected in the reticle is positioned in the visual field of the optical microscope, and This is a phase shift amount measuring device for a reticle with a phase shifter that measures the phase amount of one sampled point, and thus the conventional device of this kind has only one inspection result for each sampled point. It was unsuitable to inspect all the defects in the reticle, and there was no idea to detect the phase difference amount defect and the foreign substance at the same time.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明ではこのような
事情に鑑み、短時間で2値レチクル内のすべての領域の
シフターの位相差量の欠陥を検査し、加えて異物などの
露光に支障を来たす、汚染物の検出も同時に行え、また
シフターなしレチクルに対しては異物検査装置として使
用できるレチクルの欠陥検査装置を得ることを目的とす
る。
In view of such a situation, the present invention inspects defects of the phase difference amount of the shifter in all the areas in the binary reticle in a short time, and additionally interferes with the exposure of foreign matters and the like. It is an object of the present invention to obtain a reticle defect inspection apparatus which can simultaneously detect contaminants and can be used as a foreign matter inspection apparatus for a reticle without a shifter.

【0004】また、3値レチクル(位相シフター部、光
透過部、遮光部とを有するレチク)のシフターの位相差
量の欠陥、レチクルに付着した異物の検出に使用できる
欠陥検査装置を得ることを目的とする。
Further, it is possible to obtain a defect inspection apparatus which can be used for detecting a defect of a phase difference amount of a shifter of a ternary reticle (reticle having a phase shifter portion, a light transmitting portion, and a light shielding portion) and a foreign substance attached to the reticle. To aim.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では上記課題の達
成のために、遮光部と光透過部と位相シフター部とを有
するレチクルの欠陥を検査する欠陥検査装置であって、
第一の光線を射出するレーザー光源と、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
れた第一対物レンズと、レチクルから透過方向に発生す
る光線を集光し得る光軸に沿って配置された第二対物レ
ンズと、第一の光線を、光軸に沿って配置された第一対
物レンズに向けて反射させるハーフミラーと、ハーフミ
ラーで反射された第一の光線を、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を有し、対物レ
ンズは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し、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の一部は、対物レンズを通
過し、レチクルに衝突し、反射され、再び第一対物レン
ズに入射し、光線分離手段に再び入射し、第三の偏光状
態の第二の光線になって光線分離手段を射出し、ハーフ
ミラーを透過し、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
の一部は前記レチクルを透過し、第二対物レンズに入射
し、光線合成手段に入射し、第四の偏光状態の第三の光
線になって光線合成手段を射出し、さらに第一の光線の
第一の偏光状態と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、第二の光線を、第五の偏光状態
と第六の偏光状態の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、第三の光線を、第七の偏光状態と
第八の偏光状態の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、レチクル内の第一の領域内で2つの
ビームスポットを2次元走査する走査手段と、第五の偏
光状態の光線を光電変換し、第一信号を出力する第一の
光電変換素子と、第六の偏光状態の光線を光電変換し、
第二信号を出力する第二の光電変換素子と、第七の偏光
状態の光線を光電変換し、第三信号を出力する第三の光
電変換素子と、第八の偏光状態の光線を光電変換し、第
四信号を出力する第四の光電変換素子と、第一信号と第
二信号の強度比を調整し、第五信号、第六信号として出
力する第一の信号強度比調整手段と、第三信号と第四信
号の強度比を調整し、第七信号、第八信号として出力す
る第一の信号強度比調整手段と、第五信号と、第六信号
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、第七信号と、第八信号の信号強度の差
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、第一の差信号と第二の差信号の信号強度比を調整し
第三の差信号と第四の差信号として出力する第三の信号
強度比調整手段と、第三の差信号と第四の差信号の差で
ある誤差信号を算出する誤差信号算出手段と、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、誤
差信号の2値化信号に基づいて欠陥ありと判定する判定
手段とを有し、位相差調整手段は、遮光部と位相シフタ
ー部の段差及び遮光部と光透過部の段差において生じる
第一の差信号の出力と第二の差信号の出力とがほぼ一定
となるように、第一の位相差を調整することとした。
To achieve the above object, the present invention provides a defect inspection apparatus for inspecting a reticle having a light shielding portion, a light transmitting portion, and a phase shifter portion for defects.
A laser light source that emits a first light beam, a first objective lens that is arranged along the optical axis that can collect the light beam that is generated in the reflection direction from the reticle, and collects the light beam that is generated in the transmission direction from the reticle. A second objective lens arranged along the optical axis, a half mirror for reflecting the first light beam toward the first objective lens arranged along the optical axis, and a first mirror reflected by the half mirror. Has a ray splitting means for splitting the ray of light into two rays of linear polarization having a first polarization state and a second polarization state and traveling in mutually different directions, and the objective lens has two rays of linear polarization. A part of a light beam that is condensed and forms two beam spots in a first region in a reticle, and is two linearly polarized light beams having a first polarization state and a second polarization state and traveling in mutually different directions. Passes through the objective lens and onto the reticle The light beam is projected, reflected, again incident on the first objective lens, again incident on the light beam separating means, becomes a second light beam having a third polarization state, exits the light beam separating means, passes through the half mirror, and 2 of 1 polarization state and 2nd polarization state
A part of the two linearly polarized light rays traveling in mutually different directions passes through the reticle, enters the second objective lens, enters the light beam combining means, and becomes a third light ray in the fourth polarization state. A first phase difference that is a relative phase difference amount between two linearly polarized light rays of a first polarization state and a second polarization state of the first light ray. One phase difference adjusting means, a first polarization separating means for separating the second light ray into two linearly polarized light rays having a fifth polarization state and a sixth polarization state, and a third light ray A second polarization splitting means for splitting the light into two linearly polarized light rays having a seventh polarization state and an eighth polarization state; and a scanning means for two-dimensionally scanning two beam spots in a first area of the reticle. A first photoelectric conversion element that photoelectrically converts a light beam having a fifth polarization state and outputs a first signal, The sixth light polarization state converting photoelectrically,
A second photoelectric conversion element that outputs a second signal, a third photoelectric conversion element that photoelectrically converts a light beam in a seventh polarization state, and a third photoelectric conversion element that outputs a third signal, and a photoelectric conversion light beam in an eighth polarization state Then, a fourth photoelectric conversion element that outputs a fourth signal, and adjust the intensity ratio of the first signal and the second signal, the fifth signal, the first signal intensity ratio adjusting means to output as a sixth signal, A first signal strength ratio adjusting means for adjusting the strength ratio of the third signal and the fourth signal and outputting the seventh signal and the eighth signal, and a difference between the signal strengths of the fifth signal and the sixth signal. A first difference signal generating means for generating one difference signal; a second difference signal generating means for generating a second difference signal which is a difference in signal strength between the seventh signal and the eighth signal; Third signal strength ratio adjusting means for adjusting the signal strength ratio of the difference signal and the second difference signal to output as a third difference signal and a fourth difference signal, The error signal calculating means for calculating an error signal which is the difference between the third difference signal and the fourth difference signal, and the binarizing means for binarizing the error signal and outputting the binarized signal are provided. The phase difference adjusting means outputs the first difference signal generated at the step between the light shielding part and the phase shifter part and at the step between the light shielding part and the light transmitting part. The first phase difference is adjusted so that the output of the second difference signal and the output of the second difference signal are substantially constant.

【0006】また、遮光部と光透過部と位相シフター部
とを有するレチクルの欠陥を検査する欠陥検査装置であ
って、透過微分像と反射微分像を独立に画像化し得る顕
微鏡手段と、透過微分像と反射微分像を独立に光電変換
し、透過微分信号と反射微分信号を生成する光電変換手
段と、透過微分信号と反射微分信号の相対的な強度比を
調整し得る強度調整手段と、強度調整手段によって相対
的な強度を調整した後に、双方の信号強度の差である誤
差信号を算出し、誤差信号に基づいて欠陥を判定する判
定回路とを有し、遮光部と位相シフター部の段差及び遮
光部と光透過部の段差において生じる透過微分信号の出
力と反射微分信号の出力とがほぼ一定となるような状態
で欠陥の検査を行うことを特徴とする欠陥検査装置。
A defect inspection apparatus for inspecting a reticle for defects having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a phase shifter portion, which comprises microscope means capable of independently forming a transmission differential image and a reflection differential image, and a transmission differential image. Photoelectric conversion means for photoelectrically converting the image and the reflected differential image independently to generate a transmitted differential signal and a reflected differential signal; intensity adjusting means for adjusting the relative intensity ratio of the transmitted differential signal and the reflected differential signal; After the relative intensity is adjusted by the adjusting means, an error signal that is the difference between the two signal intensities is calculated, and a determination circuit that determines a defect based on the error signal is provided. And a defect inspection apparatus, wherein a defect is inspected in such a state that an output of a transmission differential signal and an output of a reflection differential signal generated at a step between a light shielding portion and a light transmitting portion are substantially constant.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】はじめに、本発明の原理について
説明する。 〔原理〕図4に本発明の落射照明顕微鏡部分の原理説明
図を示す。各々の光学素子近傍に表示した直交座標(X
1、Y1)〜(X5、Y5)は光軸AXに対し直交し、
かつ同じ方位とする。また以下では各座標軸に対する方
位を単にX軸、Y軸に対する方位と呼ぶ。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First, the principle of the present invention will be described. [Principle] FIG. 4 shows a principle explanatory view of the epi-illumination microscope portion of the present invention. Cartesian coordinates displayed near each optical element (X
1, Y1) to (X5, Y5) are orthogonal to the optical axis AX,
And the same direction. Further, hereinafter, the azimuth with respect to each coordinate axis is simply referred to as the azimuth with respect to the X axis and the Y axis.

【0008】光軸AX0に沿って進行する光線i00は
回転可能なポラライザPを透過し、X1軸に対して方位
角φ0の偏波面の直線偏光となり、1/4波長板Qを通
過し、位相変調を受け光線i0となり、ハーフミラーH
によって光軸AXに沿って、ノマルスキープリズム
W2に向けて反射される。ノマルスキープリズムW2と
対物レンズO1によって物体面S(X3、Y3座標の平
面)上で2δシャーした照明光EOと照明光OEにな
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となる。
A light ray i00 traveling along the optical axis AX0 is transmitted through a rotatable polarizer P, becomes linearly polarized light having a plane of polarization with an azimuth angle φ0 with respect to the X1 axis, passes through a ¼ wavelength plate Q, and has a phase. The light beam i0 is modulated and the half mirror H
It is reflected by W 1 toward the Nomarski prism W2 along the optical axis AX. The Nomarski prism W2 and the objective lens O1 provide the illumination light EO and the illumination light OE that are 2δ sheared on the object plane S (the plane of the X3 and Y3 coordinates). The illumination light EO is linearly polarized light having a polarization plane parallel to the Y3 axis, and the illumination light OE is linearly polarized light having a polarization plane parallel to the X3 axis.

【0009】照明光EOと照明光OEの相対的な位相差
αはポラライザ角φ0を変化させることで可変である
((2)式参照)。物体面上Sの物体により照明光は対
物レンズO1に向かって反射され、光線は対物レンズO
1、ノマルスキープリズムW2により再び1つの光線に
なる。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W2の間で、照明光EOと照
明光OEに与えられる位相差が2πの整数倍になるよう
にノマルスキープリズムW2を光軸AXを横切る方向に
位置調整する。
The relative phase difference α between the illumination light EO and the illumination light OE is variable by changing the polarizer angle φ0 (see the equation (2)). The illumination light is reflected toward the objective lens O1 by the object on the object surface S, and the light beam is the objective lens O1.
1. The Nomarski prism W2 again forms one light beam. When the object is a perfect mirror surface with no phase difference, the optical axis of the Nomarski prism W2 is adjusted so that the phase difference given to the illumination light EO and the illumination light OE is an integral multiple of 2π between the object and the Nomarski prism W2. Adjust the position across the AX.

【0010】ノマルスキープリズムW2により再び1つ
になった光線は、偏光ビームスプリッタPBS1に至
る。ビームスプリッタPBS1に達した光線のうち、X
軸に対しφ1=45゜の方位に平行な偏波面の成分は透過
し、光線IT1となり、X軸に対しφ1+90゜=135゜の
方位に平行な偏波面の成分は反射され光線IR1となっ
てAX1に沿って進行する。
The rays that have been combined again by the Nomarski prism W2 reach the polarization beam splitter PBS1. X of the rays reaching the beam splitter PBS1
The component of the plane of polarization parallel to the azimuth of φ1 = 45 ° with respect to the axis is transmitted and becomes the light ray IT1, and the component of the plane of polarization parallel to the azimuth of φ1 + 90 ° = 135 ° with respect to the X axis is reflected and becomes the ray IR1. Proceed along AX1.

【0011】つぎにレンズのOTFの影響は考えないも
のとし、段差位置における光線IT1、光線IR1によ
る、微分干渉像の強度を求める。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1次元で行う。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。
Next, assuming that the influence of the OTF of the lens is not considered, the intensity of the differential interference image by the rays IT1 and IR1 at the step position is obtained. Since the step of the object to be observed is basically a one-dimensional structure, the following analysis is performed one-dimensionally including the optical system. Although the actual optical system is two-dimensional, in the following discussion, one-dimensional assumption is perfectly acceptable.

【0012】以下の説明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、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。ま
た、本発明は微分干渉顕微鏡の光学系を踏襲したレーザ
走査顕微鏡になっているため、光線分離手段(例えばノ
マルスキープリズム)により生じる物体上の2つのビー
ムの振幅、位相情報は光線合成手段(例えばノマルスキ
ープリズム)内における2つの光波の干渉によって生じ
る1つの光線に保存さるため、像平面以外の位置、たと
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は得られる。
In the following description, the intensity of the point image on the image plane of the image-type differential interference microscope will be described. However, the image-type differential interference microscope is different in that the depth of focus also differs depending on the differential interference microscope of the laser scanning optical system. If the σ value of the illumination system in the microscope is set appropriately, the same differential interference contrast image can be obtained. Further, since the present invention is a laser scanning microscope that follows the optical system of a differential interference microscope, the amplitude and phase information of the two beams on the object generated by the light beam separating means (for example, Nomarski prism) is the light beam combining means (for example, Since it is stored in one light beam generated by the interference of two light waves in the Nomarski prism, a differential interference contrast image can be obtained by a photoelectric conversion element installed at a position other than the image plane, for example, near the pupil conjugate plane.

【0013】したがって本発明の実施例の光電変換素子
の設置位置は光線合成手段以降ならば何処でも良い。微
分干渉顕微鏡によって得られる一つの像点には、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)として相対的な位相差をψ
とすれば(1)式のように示せる。
Therefore, the photoelectric conversion element of the embodiment of the present invention may be installed at any position after the light beam combining means. One image point obtained by a differential interference microscope corresponds to two object points that are separated from each other by a distance 2δ due to shear. Let these be O (+ δ) and O (-δ), and let the relative phase difference be ψ
Then, it can be shown as the equation (1).

【0014】[0014]

【数1】 [Equation 1]

【0015】微分干渉顕微鏡によって付加される位相差
をα1、α2とすれば、光線IT1、IR1に対応した
干渉像の強度IT1(α1)、IR1(α2)はCを定
数として(3)、(4)式のようになり、ポラライザ角
度φ0との関係は(2)式で示される。
Assuming that the phase difference added by the differential interference microscope is α1 and α2, the intensities IT1 (α1) and IR1 (α2) of the interference image corresponding to the light rays IT1 and IR1 are C (3), (3), It becomes like Formula (4), and the relationship with the polarizer angle φ0 is shown by Formula (2).

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】[0017]

【数3】 (Equation 3)

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】差動出力S+を(5)式で定義する。k+
を差動出力を求める際の、電気系のゲインを示す定数と
する。(3)、(4)式より(6)式を得る。
The differential output S + is defined by the equation (5). k +
Is a constant indicating the gain of the electric system when the differential output is obtained. Equation (6) is obtained from equations (3) and (4).

【0020】[0020]

【数5】 (Equation 5)

【0021】[0021]

【数6】 (Equation 6)

【0022】ここで物体なしのときに差動出力S+がゼ
ロとなる条件は S+ = 0, Ψ= 0 , a = b となるので、(6)式より(7)式となる。
Since the condition that the differential output S + becomes zero when there is no object is S + = 0, Ψ = 0, a = b, the equation (7) is obtained from the equation (6).

【0023】[0023]

【数7】 (Equation 7)

【0024】(7)式を満たすとき、差動出力(5)式
は物体の無いときに出力がゼロの暗視野の画像となり、
任意の顕微鏡の位相差の設定値α1について暗視野画像
を得られる。また 0 + 1 のとき定数k+はアッテネーター(減衰器)によって構
成できる。このとき(7)式から顕微鏡の位相差の設定
値α1は −π/2α1 π/2 このときポラライザ角度φ1は(2)式より 0φ1π/2 他の条件すなわち π/2<φ 1 π,π/2<α13π/2 においては、定数kーを用いて差動出力Sーを(8)式
のように定義する。
When the expression (7) is satisfied, the differential output expression (5) becomes a dark field image with zero output when there is no object,
A dark field image can be obtained with respect to the set value α1 of the phase difference of an arbitrary microscope. Further, when 0 < k + < 1, the constant k + can be constituted by an attenuator (attenuator). At this time, from the equation (7), the set value α1 of the phase difference of the microscope is −π / 2 < α1 < π / 2 At this time, the polarizer angle φ1 is 0 < φ1 < π / 2 from the equation (2). In the case of 2 <φ 1 < π, π / 2 <α1 < 3π / 2, the differential output S− is defined by the equation (8) using the constant k−.

【0025】[0025]

【数8】 (Equation 8)

【0026】定数kーは(9)式で示され、(10)式
で示される範囲内で、これはアッテネーター(減衰器)
によって構成できる。
The constant k-is represented by the equation (9), and within the range represented by the equation (10), this is an attenuator (attenuator).
Can be configured.

【0027】[0027]

【数9】 [Equation 9]

【0028】[0028]

【数10】 (Equation 10)

【0029】(6)式、(8)式をまとめると(11)
式のように示せる。
Equations (6) and (8) can be summarized as (11)
It can be shown as a formula.

【0030】[0030]

【数11】 [Equation 11]

【0031】ここで物体の段差部分の平均位相をΨa
微小な位相変化量δとし、(12)式を満たすように顕
微鏡の位相差α1を決定すると、(13)式のように、
位相物体の段差部分の平均位相Ψa からの微小な位相変
化量δのコントラストを最大にすることができる。この
ことは例えば2値レチクルであるハーフトーンレチクル
の位相シフター部分の欠陥を検出する際に位相シフター
部分の段差部分つまりエッジ部の平均位相をΨa に一致
させれば最大のコントラストで検査が行える。
Here, the average phase of the step portion of the object is Ψ a ,
When the phase difference α1 of the microscope is determined so as to satisfy the expression (12) with a small amount of phase change δ, as shown in the expression (13),
It is possible to maximize the contrast of the minute phase change amount δ from the average phase Ψ a of the step portion of the phase object. This means that when detecting a defect in the phase shifter portion of a halftone reticle, which is a binary reticle, if the average phase of the step portion of the phase shifter portion, that is, the edge portion is matched with Ψ a , inspection can be performed with the maximum contrast. .

【0032】[0032]

【数12】 (Equation 12)

【0033】[0033]

【数13】 (Equation 13)

【0034】図5は本発明のもう一つの原理説明図であ
り、透過照明方法の顕微鏡部分の原理説明図である。物
体を透過した光線OE、光線EOは、対物レンズO2、
ノマルスキープリズムW1により再び1つの光線にな
る。2つのノマルスキープリズムW1、W2の間で二つ
の光線に与えられる位相差がα1t、α2tになるよう
にノマルスキープリズムW1を光軸AXを横切る方向に
位置調整する。
FIG. 5 is an explanatory view of another principle of the present invention, which is an explanatory view of the principle of the microscope portion of the transillumination method. The light rays OE and EO transmitted through the object are the objective lens O2,
The Nomarski prism W1 again forms one light beam. The position of the Nomarski prism W1 is adjusted in the direction crossing the optical axis AX so that the phase difference given to the two light beams between the two Nomarski prisms W1 and W2 becomes α1t and α2t.

【0035】ビームスプリッタPBS2に達した光線の
うち、X軸に対しφ2=45゜の方位に平行な偏波面の成
分は透過し、光線IT2となり、X軸に対しφ2+90゜=
135゜の方位に平行な偏波面の成分は反射され光線IR
2となってAX2に沿って進行する。微分干渉顕微鏡に
よって付加される位相差α1、α2や、光線IT2、I
R2対応した像点における強度IT2(α1)、IR2
(α2)などは落射照明と同様に議論できる。透過照明
に対する物体を(1)式に対応して(14)式となる。
位相差α1t、α2tの関係は(15)式で示される。
(以下の添え字のtは透過照明を示す。)このときの強
度IT2(α1)、IR2(α2)は(16)、(1
7)式で示せる。
Of the rays reaching the beam splitter PBS2, the component of the plane of polarization parallel to the azimuth of φ2 = 45 ° with respect to the X axis is transmitted and becomes a ray IT2, and φ2 + 90 ° = with respect to the X axis.
The component of the plane of polarization parallel to the azimuth of 135 ° is reflected and the light beam IR
2 and proceed along AX2. Phase differences α1 and α2 added by the differential interference microscope and rays IT2 and I
Intensity IT2 (α1), IR2 at the image point corresponding to R2
(Α2) etc. can be discussed in the same way as epi-illumination. The object for transmitted illumination is expressed by the expression (14) corresponding to the expression (1).
The relationship between the phase differences α1t and α2t is expressed by equation (15).
(The following subscript t indicates transmitted illumination.) The intensities IT2 (α1) and IR2 (α2) at this time are (16) and (1
It can be shown by the equation 7).

【0036】[0036]

【数14】 [Equation 14]

【0037】[0037]

【数15】 (Equation 15)

【0038】[0038]

【数16】 (Equation 16)

【0039】[0039]

【数17】 [Equation 17]

【0040】透過照明の差画像S+tは(18)とな
る。
The transmitted illumination difference image S + t is (18).

【0041】[0041]

【数18】 (Equation 18)

【0042】ここで物体なしのときに差動出力S+tが
ゼロとなる条件は S+t= 0,Ψt =0,at =bt であって、(18)式より(19)式を得る。
Here, the condition that the differential output S + t becomes zero when there is no object is S + t = 0, Ψ t = 0, a t = b t , and from equation (18), equation (19) is changed to obtain.

【0043】[0043]

【数19】 [Equation 19]

【0044】(19)式を満たすとき、差動出力(1
8)式は物体の無いときに出力がゼロの暗視野の画像と
なり、任意の顕微鏡の位相差の設定値α1tについて暗
視野画像を得られる。また 0 +t1 のとき定数ktはアッテネーター(減衰器)によって構
成できる。このとき(19)式から顕微鏡の位相差の設
定値α1tは −π/2α1t π/2 となる。また、他の条件 π/2<α1t 3π/2 においては、定数kーtを用いて差動出力Sーtを(2
0)式のように定義する。
When the equation (19) is satisfied, the differential output (1
The expression (8) becomes a dark field image in which the output is zero when there is no object, and a dark field image can be obtained for any phase difference setting value α1t of the microscope. Further, when 0 < k + t < 1, the constant kt can be configured by an attenuator (attenuator). At this time, the set value α1t of the phase difference of the microscope is −π / 2 < α1t < π / 2 from the equation (19). Further, under other conditions π / 2 <α1t < 3π / 2, the differential output S−t is set to (2
0) is defined as follows.

【0045】[0045]

【数20】 (Equation 20)

【0046】定数kーtは(21)式で示され、(2
2)式で示される範囲内で、定数kーtはアッテネータ
ー(減衰器)によって構成できる。
The constant k−t is expressed by the equation (21), and (2
The constant k−t can be configured by an attenuator (attenuator) within the range represented by the formula (2).

【0047】[0047]

【数21】 (Equation 21)

【0048】[0048]

【数22】 (Equation 22)

【0049】(18)、(20)式をまとめて(23)
式のように示す。
Equations (18) and (20) are summarized in (23)
It is shown as an expression.

【0050】[0050]

【数23】 (Equation 23)

【0051】ここで物体の段差部分の平均位相をΨ
a t、微小な位相変化量δtとし、(24)式を満たす
ように顕微鏡の位相差α1tを決定すると、(25)式
のように、位相物体の段差部分の平均位相Ψa tからの
微小な位相変化量δtのコントラストを最大にすること
ができる。このことは例えば2値レチクルであるハーフ
トーンレチクルの位相シフター部分の欠陥を検出する際
に位相シフター部分の段差部分の平均位相をΨa tとす
れば最大のコントラストで検査が行える。
Here, the average phase of the step portion of the object is Ψ
a t, a minute phase variation .DELTA.t, if so to determine the phase difference α1t microscope so as to satisfy the expression (24), (25) as in equation a minute from the average phase [psi a t of the stepped portion of the phase object It is possible to maximize the contrast of the phase change amount δt. This is done is examined average phase of [psi a t Tosureba maximum contrast of the stepped portion of the phase shifter portion when detecting the defect of the phase shifter portion of the half-tone reticle is a binary reticle, for example.

【0052】[0052]

【数24】 (Equation 24)

【0053】[0053]

【数25】 (Equation 25)

【0054】無欠陥のレチクル上の回路パターンを観察
するとき、差動出力S±、S±tはいずれも段差部分で
のみゼロ以外の値を持つ。簡単な2値化処理による欠陥
検出を考えると、無欠陥の2値レチクル上の回路パター
ンを含むあらゆる部分で最小値(ゼロ)であるような信
号が得られることがことが望ましい。ここで2値レチク
ルの段差の一例として透過光について定数at1、bt
1、Ψt1、反射光についてar1、br1、Ψr1と
し、(26)式で段差を示す。対応する差動出力の透過
差動出力S±r1、透過差動出力S±t1は(27)、
(28)式となる。位相差α1、α1tは本質的には任
意である。例えば、位相シフターの欠陥を主に検出する
際には、シフターの平均位相値をもとに(8)、(2
0)式にしたがって、決定する。 定数k±、k±tは
(7)、(9)、(19)、(21)式にしたがって決
定するか、または実験的に物体なしのときに透過差動出
力S±t1がゼロとなり、物体が完全な鏡面のときに反
射差動出力S±r1がゼロとなるように決定する。
When observing a circuit pattern on a defect-free reticle, both the differential outputs S ± and S ± t have values other than zero only at the step portion. Considering defect detection by a simple binarization process, it is desirable to obtain a signal having a minimum value (zero) in every portion including a circuit pattern on a defect-free binary reticle. Here, as an example of the step of the binary reticle, constants at1 and bt for transmitted light are given.
1, Ψt1, and ar1, br1, Ψr1 for the reflected light, and the step is shown by the equation (26). The transparent differential output S ± r1 and the transparent differential output S ± t1 of the corresponding differential outputs are (27),
Equation (28) is obtained. The phase differences α1 and α1t are essentially arbitrary. For example, when mainly detecting a phase shifter defect, (8), (2
It is determined according to the equation 0). The constants k ± and k ± t are determined according to the equations (7), (9), (19), and (21), or the transmission differential output S ± t1 becomes zero when there is no object experimentally. The reflection differential output S ± r1 is determined to be zero when the object is a perfect mirror surface.

【0055】定数jは定数at1、bt1、Ψt1、a
r1、br1、Ψr1に基づいて、(29)式をゼロと
置いて、算出する。そして、その値を用いて誤差信号E
を生成すればすれば、誤差信号E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)でゼロとすることが可能である。このような設定
で、誤差信号Eを適当なスライスレベルで2値化すれば
位相シフター部の位相シフト量の欠陥や異物などの汚染
物の検出が同時に行える。
The constant j is a constant at1, bt1, Ψt1, a
Based on r1, br1, and Ψr1, the equation (29) is set to zero and calculation is performed. Then, using the value, the error signal E
If the error signal E is generated, it is possible to make the error signal E zero at all steps and flat portions (that is, all portions) of the defect-free portion of the reticle. With such a setting, if the error signal E is binarized at an appropriate slice level, it is possible to detect contaminants such as defects in the phase shift amount of the phase shifter portion and foreign substances at the same time.

【0056】実際に定数at1、bt1、Ψt1、ar
1、br1、Ψr1が未知であっても、無欠陥部分での
誤差信号Eがゼロとなるように、定数jを実験的に定め
れば良い。
Actually constants at1, bt1, Ψt1, ar
Even if 1, br1 and Ψr1 are unknown, the constant j may be experimentally determined so that the error signal E becomes zero in the defect-free portion.

【0057】[0057]

【数26】 (Equation 26)

【0058】[0058]

【数27】 [Equation 27]

【0059】[0059]

【数28】 [Equation 28]

【0060】[0060]

【数29】 (Equation 29)

【0061】次に3値レチクルの場合は、段差は二種類
あって、反射光についてはクロム膜とガラス部分の段差
Orcgとクロム膜とシフター部分の段差Orcsが有
り(30)、(31)式で示される。対応する差動出力
の反射差動出力S±rcg、反射差動出力S±rcsは
(34)、(35)式となる。位相差α1は(38)式
を満たすように決定する。係数k±は(7)式または
(9)式にしたがって決定する。このとき反射差動出力
Srcg、反射差動出力Srcsは段差部分で同じ強度
値を示し、また段差の無い平坦な部分ではそれぞれゼロ
である。
Next, in the case of a three-valued reticle, there are two types of steps, and there is a step Orcg between the chrome film and the glass portion and a step Orcs between the chrome film and the shifter portion for reflected light (30) and (31). Indicated by. The reflection differential output S ± rcg and the reflection differential output S ± rcs of the corresponding differential outputs are given by the equations (34) and (35). The phase difference α1 is determined so as to satisfy the expression (38). The coefficient k ± is determined according to the equation (7) or the equation (9). At this time, the reflected differential output Srcg and the reflected differential output Srcs show the same intensity value in the step portion, and are zero in the flat portion without the step.

【0062】透過光については、クロム膜とガラス部分
の段差のOtcgと、クロム膜とシフター部分の段差の
Otcsが有り(34)、(35)式で示される。対応
する差動出力の透過差動出力Stcg、透過差動出力S
tcsは(36)、(37)式となる。位相差α1tは
(39)式を満たすように決定する。係数k±tは(1
9)式または(21)式にしたがって決定する。このと
き透過差動出力S±tcg、透過差動出力S±tcsは
段差部分で同じ強度値を示し、また段差の無い平坦な部
分ではそれぞれゼロである。
Regarding the transmitted light, there are Otcg of the step between the chrome film and the glass portion and Otcs of the step between the chrome film and the shifter portion, which are represented by the equations (34) and (35). Corresponding differential output transparent differential output Stcg, transparent differential output S
tcs is given by the equations (36) and (37). The phase difference α1t is determined so as to satisfy the expression (39). The coefficient k ± t is (1
It is determined according to the equation (9) or the equation (21). At this time, the transmission differential output S ± tcg and the transmission differential output S ± tcs show the same intensity value in the step portion, and are zero in the flat portion without the step.

【0063】定数k±、k±tは(7)、(9)、(1
9)、(21)式にしたがって決定するか、または実験
的に物体なしのときに透過差動出力がゼロとなり、物体
が完全な鏡面のときに反射差動出力がゼロとなるように
決定する。(40)式の定数jpは定数arcg、br
cg、Ψrcg、arcs、brcs、Ψrcs、at
cg、btcg、Ψtcg、atcs、btcs、Ψt
csに基づいて、(40)式をゼロと置いて、算出す
る。そして、その値を用いて誤差信号Eを生成すれば、
誤差信号E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)でゼロとすること
が可能である。このような設定で、誤差信号Eを適当な
スライスレベルで2値化すれば位相シフター部の位相シ
フト量の欠陥や異物などの汚染物の検出が同時に行え
る。
The constants k ± and k ± t are (7), (9), (1
9), (21) or experimentally determined so that the transmission differential output becomes zero when there is no object and the reflection differential output becomes zero when the object is a perfect mirror surface. . The constant jp in the equation (40) is a constant arcg, br.
cg, Ψrcg, arcs, brcs, Ψrcs, at
cg, btcg, Ψtcg, atcs, btcs, Ψt
Based on cs, the formula (40) is set to zero and calculated. Then, if the error signal E is generated using that value,
It is possible to make the error signal E zero in every step of the defect-free part of the reticle and in the flat part (that is, all parts). With such a setting, if the error signal E is binarized at an appropriate slice level, it is possible to detect contaminants such as defects in the phase shift amount of the phase shifter portion and foreign substances at the same time.

【0064】実際に定数arcg、brcg、Ψrc
g、arcs、brcs、Ψrcs、atcg、btc
g、Ψtcg、atcs、btcs、Ψtcsが未知で
あっても、無欠陥部分での誤差信号Epがゼロとなるよ
うに、定数jpを実験的に定めれば良い。
Actually constants arcg, brcg, Ψrc
g, arcs, brcs, Ψrcs, atcg, btc
Even if g, Ψtcg, atcs, btcs, Ψtcs are unknown, the constant jp may be experimentally determined so that the error signal Ep in the defect-free portion becomes zero.

【0065】[0065]

【数30】 [Equation 30]

【0066】〔構成・動作〕図1は本発明の第1実施例
による欠陥検査装置の構成を示す図である。詳細な光学
素子の方位などは「原理」の項で説明した通りである。
光源1はレーザー光源であって射出する光線は紙面に45
゜の方位の偏波面の直線偏光とする。この光線はビーム
エキスパンダー2によって平行光となってXY走査部2
6で空間的に偏向され、リレーレンズ7によって屈折さ
れ、ハーフミラー3によって光軸AXに沿って反射さ
れ、、ノマルスキープリズム13を通過し互いの偏光方
向が直交する二つの直線偏光であって、僅かな相対角度
をなす光線に分離して進行し、対物レンズ10によって
屈折され、2値レチクル8上でレーザースポットを形成
する。二つの直線偏光の一方は紙面に平行な偏波面の直
線偏光もう一方は紙面に垂直な直線偏光である。
[Structure / Operation] FIG. 1 is a view showing the structure of a defect inspection apparatus according to the first embodiment of the present invention. The detailed azimuth of the optical element is as described in the "Principle" section.
Light source 1 is a laser light source and the emitted light is 45
Linear polarization of the plane of polarization in the azimuth direction. This light beam is converted into parallel light by the beam expander 2 and the XY scanning unit 2
Two linearly polarized lights that are spatially deflected by 6, are refracted by the relay lens 7, are reflected by the half mirror 3 along the optical axis AX, pass through the Nomarski prism 13, and have their polarization directions orthogonal to each other, The light beam splits into light rays having a slight relative angle, travels, is refracted by the objective lens 10, and forms a laser spot on the binary reticle 8. One of the two linearly polarized lights is a linearly polarized light having a plane of polarization parallel to the paper surface and the other is a linearly polarized light perpendicular to the paper surface.

【0067】2値レチクル8上ではノマルスキープリズ
ム13の働きによりわずかに位置のずれた2つのスポッ
トが近接して成形され、これらのスポットはXY走査部
26の働きによって物体9上を1次元走査する。2値レ
チクル8で反射した光線は対物レンズ10に入射し、屈
折され、対物レンズ10の瞳位置近傍に位置するノマル
スキープリズム13を再度通過し、ハーフミラー3を透
過し、偏光ビームスプリッタ14に達する。偏光ビーム
スプリッタ14を透過する光線は光線IT1となりX軸
に45゜の方位の直線偏光となる。偏光ビームスプリッタ
14で反射される光線は光線IR1となりX軸に135゜
の方位の直線偏光となる。
On the binary reticle 8, two spots slightly displaced by the action of the Nomarski prism 13 are formed close to each other, and these spots are one-dimensionally scanned on the object 9 by the action of the XY scanning section 26. . The light beam reflected by the binary reticle 8 enters the objective lens 10, is refracted, passes through the Nomarski prism 13 located near the pupil position of the objective lens 10 again, passes through the half mirror 3, and reaches the polarization beam splitter 14. . The light ray passing through the polarization beam splitter 14 becomes a light ray IT1 and becomes a linearly polarized light having an azimuth of 45 ° with respect to the X axis. The light ray reflected by the polarization beam splitter 14 becomes a light ray IR1 and becomes a linearly polarized light having an azimuth of 135 ° on the X axis.

【0068】2値レチクル8上に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ときに、
ノマルスキープリズム13とレチクル8の間で二つの光
線に与えられる位相差が往復で光線IT1についてα
1、光線IR1についてα2=π+α1になるようにノ
マルスキープリズム13を光軸AXを横切る方向にアク
チェータ41によって位置調整する。アクチェータ41
はコンピュータ20によって制御される。
When there is no circuit pattern on the binary reticle 8 that causes a phase difference between the two beams,
The phase difference given to the two rays between the Nomarski prism 13 and the reticle 8 is a round trip, and the ray IT1 is α.
1. The position of the Nomarski prism 13 is adjusted by the actuator 41 in the direction crossing the optical axis AX so that α2 = π + α1 for the light ray IR1. Actuator 41
Are controlled by the computer 20.

【0069】2値レチクル8を透過した光束は集光レン
ズ42、ノマルスキープリズム6を通過し1つの平行光
束に合成され、偏光ビームスプリッタ27に達する。偏
光ビームスプリッタ27を透過する光線は光線IT2と
なりX軸に45゜の方位の直線偏光となる。偏光ビームス
プリッタ27で反射される光線は光線IR2となりX軸
に135゜の方位の直線偏光となる。
The light beam transmitted through the binary reticle 8 passes through the condenser lens 42 and the Nomarski prism 6, is combined into one parallel light beam, and reaches the polarization beam splitter 27. The light ray passing through the polarization beam splitter 27 becomes a light ray IT2 and becomes a linearly polarized light having an azimuth of 45 ° with respect to the X axis. The light beam reflected by the polarization beam splitter 27 becomes a light beam IR2 and becomes a linearly polarized light having an azimuth of 135 ° on the X axis.

【0070】図1における各光学素子の光軸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、ノ
マルスキープリズム6、ノマルスキープリズム13の楔
の向きは0゜、偏光ビームスプリッタ14のアナライザ
角(θ2)は+45゜、偏光ビームスプリッタ27のア
ナライザ角(θ4)は+45゜にする。なお、これらは
図2、図3と同じである。
Assuming that the azimuth angle of each optical element in FIG. 1 with respect to the X axis about the optical axis AX is positive in the Y axis direction, the wedges of the Nomarski prism 6 and the Nomarski prism 13 are oriented at 0 ° and the polarization beam splitter 14 is used. And the analyzer angle (θ4) of the polarization beam splitter 27 is + 45 °. Note that these are the same as those in FIGS. 2 and 3.

【0071】また、2値レチクル8上に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と
きに、二つのノマルスキープリズム6とノマルスキープ
リズム13の間で二つの光線に与えられる位相差が往復
で光線IT2についてα1t、光線IR2についてα2
t=π+α1tになるようにノマルスキープリズム6を
光軸AXを横切る方向にアクチェータ23によって位置
調整する。アクチェータ23はコンピュータ20によっ
て制御される。
When there is no circuit pattern or the like on the binary reticle 8 that causes a phase difference between the two beams, the two rays are given to the two rays between the two Nomarski prisms 6 and 13. The phase difference is round-trip, α1t for ray IT2 and α2 for ray IR2.
The position of the Nomarski prism 6 is adjusted by the actuator 23 in the direction crossing the optical axis AX so that t = π + α1t. The actuator 23 is controlled by the computer 20.

【0072】光線IT1はレンズ15によって屈折さ
れ、光電変換素子17により光電変換される。光電変換
素子17は映像信号S1を差動増幅器19に出力する。
光線IR1はレンズ16によって屈折され、光電変換素
子18により光電変換される。光電変換素子18は映像
信号S2を出力する。映像信号S1または映像信号S2
は減衰器40によってコンピュータ20によって指定さ
れた割合で信号強度を減衰され((7)、(9)式の定
数k±が乗じられて)、差動増幅器19に入力される。
The light beam IT1 is refracted by the lens 15 and photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 17. The photoelectric conversion element 17 outputs the video signal S1 to the differential amplifier 19.
The light ray IR1 is refracted by the lens 16 and photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 18. The photoelectric conversion element 18 outputs the video signal S2. Video signal S1 or video signal S2
Is attenuated in signal strength by the attenuator 40 at a rate designated by the computer 20 (multiplied by the constant k ± in the equations (7) and (9)) and input to the differential amplifier 19.

【0073】光線IT2はレンズ29によって屈折さ
れ、光電変換素子31により光電変換される。光電変換
素子31は映像信号S3を差動増幅器32に出力する。
光線IR2はレンズ28によって屈折され、、光電変換
素子30により光電変換される。光電変換素子31は映
像信号S4を出力する。映像信号S3または映像信号S
4は減衰器39によってコンピュータ20によって指定
された割合で信号強度を減衰され((19)、(21)
式の定数k±tが乗じられて)、差動増幅器32に入力
される。
The light ray IT2 is refracted by the lens 29 and photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 31. The photoelectric conversion element 31 outputs the video signal S3 to the differential amplifier 32.
The light ray IR2 is refracted by the lens 28 and photoelectrically converted by the photoelectric conversion element 30. The photoelectric conversion element 31 outputs the video signal S4. Video signal S3 or video signal S
4 attenuates the signal strength by the attenuator 39 at a rate designated by the computer 20 ((19), (21)).
It is input to the differential amplifier 32 after being multiplied by the constant k ± t of the equation).

【0074】第二差動増幅器24は2つの差動増幅器1
9、差動増幅器32の出力をコンピュータ20によって
指定された割合になるように、ゲイン調整した後に(2
9)式の定数jまたは(40)式の定数jpが乗じられ
た後、これらの差信号である誤差信号を出力する。第二
差動増幅器24は2つの差動増幅器19、差動増幅器3
2の出力S5とS6の差をとることにより誤差信号Eを
出力する。第二作動増幅器24に入力直前の出力S5、
S6はコンピュータ20によって指定された割合になる
ように相対ゲインが調整される。第二作動増幅器24に
入力直前の出力S5とS6の相対的な信号強度の調整
は、相対ゲイン調整回路50、50aによって行われ
る。すなわち相対ゲイン調整回路50、50aは、出力
S5と出力S6との少なくとも一方に(29)式の定数
jまたは(40)式の定数jpを乗じて、出力S5と出
力S6の相対的な信号強度を調整する。以上のようにし
て、第二差動増幅器24はゲイン調整された後の出力S
5とS6の差をとることにより誤差信号Eを出力する。
The second differential amplifier 24 is composed of two differential amplifiers 1.
9. After adjusting the gain of the output of the differential amplifier 32 to the ratio specified by the computer 20, (2
After being multiplied by the constant j in the equation (9) or the constant jp in the equation (40), an error signal which is a difference signal between them is output. The second differential amplifier 24 includes two differential amplifiers 19 and three differential amplifiers 3.
The error signal E is output by taking the difference between the two outputs S5 and S6. The output S5 immediately before being input to the second operational amplifier 24,
In S6, the relative gain is adjusted so that the ratio is designated by the computer 20. Relative gain adjustment circuits 50 and 50a adjust the relative signal strengths of the outputs S5 and S6 immediately before being input to the second operational amplifier 24. That is, the relative gain adjusting circuits 50 and 50a multiply at least one of the output S5 and the output S6 by the constant j of the equation (29) or the constant jp of the equation (40) to obtain the relative signal strength of the outputs S5 and S6. Adjust. As described above, the second differential amplifier 24 outputs the output S after the gain adjustment.
An error signal E is output by taking the difference between 5 and S6.

【0075】誤差信号はプラス側とマイナス側の二つの
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33に入力され
る。信号処理回路33は誤差信号の二値化結果、誤差信
号の強度値などを、同期装置34に出力する。信号処理
回路33のウインドウコンパレータ回路のプラス側とマ
イナス側の二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レベルに設定
する。なおスライスレベルはインターフェース22、コ
ンピュータ20を介して外部より設定可能である。
The error signal is input to the signal processing circuit 33 having a window comparator circuit which is a binarizing circuit having two slice levels on the plus side and the minus side. The signal processing circuit 33 outputs the binarization result of the error signal, the intensity value of the error signal, and the like to the synchronizer 34. The two slice levels on the plus side and the minus side of the window comparator circuit of the signal processing circuit 33 are set to a level at which a pseudo defect does not occur due to optical noise or electrical noise. The slice level can be set externally via the interface 22 and the computer 20.

【0076】同期装置34は検査実行中のXY走査部2
6とX-Yステージ37の同期制御を行う。XY走査部
26はアクチュエータ25を介して駆動される。X-Y
ステージ37はアクチュエータ38を介して駆動され
る。XY走査部26により光源1からの光線がX方向に
走査されるとともにX-Yステージ37がY方向に移動
することによりレチクル上の2次元領域が検査される。
同期装置34はXY走査部26とX-Yステージ37の
制御信号(位置信号)と同期して誤差信号の二値化結
果、誤差信号の強度値などコンピュータ20に出力す
る。
The synchronizing device 34 is used for the XY scanning unit 2 during the inspection.
6 and the XY stage 37 are synchronously controlled. The XY scanning unit 26 is driven via the actuator 25. XY
The stage 37 is driven via an actuator 38. A light beam from the light source 1 is scanned in the X direction by the XY scanning unit 26, and the two-dimensional area on the reticle is inspected by moving the XY stage 37 in the Y direction.
The synchronizing device 34 outputs the binarization result of the error signal and the intensity value of the error signal to the computer 20 in synchronization with the control signals (position signals) of the XY scanning unit 26 and the XY stage 37.

【0077】コンピュータ20は欠陥のレチクル内の位
置と欠陥位置での誤差信号の強度を示すマップを生成
し、表示部21に表示する。コンピュータ20はアクチ
ュエータ23、41、25、38を制御し、前述のノマ
ルスキープリズム6、ノマルスキープリズム13を微調
整可能で、検査開始前の顕微鏡の位相差量や減衰器3
9、40のゲイン、定数j、jpのセットアップが自動
で可能である。このセットアップには無欠陥のレチクル
や欠陥ありのレチクルの無欠陥部分が用いられる。
The computer 20 generates a map showing the position of the defect in the reticle and the intensity of the error signal at the defect position, and displays it on the display unit 21. The computer 20 controls the actuators 23, 41, 25, and 38, and can finely adjust the Nomarski prism 6 and the Nomarski prism 13 described above. The phase difference amount of the microscope and the attenuator 3 before the inspection is started.
It is possible to automatically set up gains of 9 and 40 and constants j and jp. This setup uses a defect-free reticle or a defect-free reticle.

【0078】定数j、jpの選択はレチクルの種類に応
じて行われる。レチクルが2値レチクル(クロムコンベ
ンショナルレチクル、ハーフトーンレチクル)であれば
前者が用いられ顕微鏡の位相差α1、α1tは特に位相
シフター部分の欠陥の検出感度を(13)、(25)式
によって最適化を行うことが無い限り、任意である。レ
チクルが3値レチクル(レベンソンタイプなどの、位相
シフターと遮光膜の混在するレチクル)であれば後者が
用いられ、顕微鏡の位相差α1、α1tは(38)、
(39)式を満たすように、つまり、落射照明の差動出
力、反射照明の差動出力ともに、遮光膜と位相シフター
の段差、遮光膜と光透過部分の段差の2つの場合におい
て一定の値となるように決定する。
The constants j and jp are selected according to the type of reticle. If the reticle is a binary reticle (chrome conventional reticle, halftone reticle), the former is used, and the phase difference α1 and α1t of the microscope are optimized by the equations (13) and (25), especially the detection sensitivity of the phase shifter defect. Is optional unless If the reticle is a ternary reticle (such as a Levenson type reticle in which a phase shifter and a light-shielding film are mixed), the latter is used, and the microscope phase differences α1 and α1t are (38),
In order to satisfy the expression (39), that is, both the differential output of the epi-illumination and the differential output of the reflective illumination are constant values in two cases of the step of the light shielding film and the phase shifter and the step of the light shielding film and the light transmitting portion. To be

【0079】したがって、本実施例における検査モード
は検査対象が2値レチクルの場合と3値レチクルの場合
の2種類の検査モードを含む複数が存在する。他の検査
モードは例えば検査対象が2値レチクルであって、特に
位相シフター部分の欠陥の検出感度を(13)、(2
5)式によって最適化を行う場合が有る。このような複
数の検査モード各々に誤差出力が存在することは言うま
でもない。また検査前の顕微鏡の位相差量や減衰器3
9、40のゲイン、定数j、jpの自動セットアップも
検査モード各々に応じて行われる。
Therefore, there are a plurality of inspection modes in this embodiment including two kinds of inspection modes when the inspection object is a binary reticle and when the inspection object is a ternary reticle. In other inspection modes, for example, the inspection target is a binary reticle, and the detection sensitivity of defects in the phase shifter portion is (13), (2
There are cases where optimization is performed according to the equation (5). It goes without saying that there is an error output in each of such a plurality of inspection modes. In addition, the phase difference of the microscope before the inspection and the attenuator 3
Automatic setup of gains of 9 and 40 and constants j and jp is also performed according to each inspection mode.

【0080】外部のオペレータは、インターフェース2
2を介して、コンピュータ20に対し、被検査レチクル
の種類(2値レチクルか、3値レチクルか等)、検査モ
ード、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。図2は本発明の第二実施例の
装置構成を示す図である。第二実施例は前述の第一実施
例におけるノマルスキープリズム(6、13)を偏光ビ
ームスプリッタ面を有するプリズムで置き換えたもので
ある。他の構成は同様なので、偏光ビームスプリッタ面
を有するプリズムの部分のみを説明する。説明の便宜
上、図1の装置におけるノマルスキープリズム13とア
クチュエータ41を図2の装置(反射ミラーM3、プリ
ズム81、アクチュエータ83)に置き換えることとし
て説明する。
The external operator uses the interface 2
Input the type of reticle to be inspected (binary reticle, ternary reticle, etc.), inspection mode, inspection sensitivity, inspection area, execution of initial setting of the apparatus, execution of inspection, etc. to the computer 20 via 2. To do. FIG. 2 is a diagram showing the device configuration of the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the Nomarski prism (6, 13) in the first embodiment is replaced with a prism having a polarization beam splitter surface. Since other configurations are the same, only the portion of the prism having the polarization beam splitter surface will be described. For convenience of explanation, it is assumed that the Nomarski prism 13 and the actuator 41 in the apparatus of FIG. 1 are replaced with the apparatus of FIG. 2 (reflection mirror M3, prism 81, actuator 83).

【0081】図2において、光源1からの光線はハーフ
ミラー3で反射され、図2の反射ミラーM3に入射す
る。ミラーM3で反射された光線はプリズム81に入射
する。プリズム81は2つの反射平面M1、M2と偏光
ビームスプリッタ平面PBS1からなる。これらの平面
は紙面に垂直である。偏光ビームスプリッター平面PB
S1は紙面に平行な偏波面の直線偏光を透過させ、垂直
な直線偏光を反射させる。反射平面M1と偏光ビームス
プリッター平面PBS1は平行であって、反射平面M2
と偏光ビームスプリッター平面PBS1は平行から若干
(例えば数度)角度が付いている。プリズム81は回転
軸82を中心にアクチュエータ83によって回転可能
で、また紙面に平行で、かつ偏光ビームスプリッター平
面PBS1に平行な方向にもアクチュエータ83によっ
て移動可能である。アクチュエータ83もコンピュータ
20によって制御される。
In FIG. 2, the light beam from the light source 1 is reflected by the half mirror 3 and enters the reflecting mirror M3 in FIG. The light beam reflected by the mirror M3 enters the prism 81. The prism 81 is composed of two reflection planes M1 and M2 and a polarization beam splitter plane PBS1. These planes are perpendicular to the plane of the paper. Polarization beam splitter plane PB
S1 transmits linearly polarized light having a plane of polarization parallel to the paper surface and reflects vertically polarized linearly polarized light. The reflection plane M1 and the polarization beam splitter plane PBS1 are parallel to each other, and the reflection plane M2
And the polarization beam splitter plane PBS1 is at an angle (for example, several degrees) from parallel. The prism 81 can be rotated about an axis of rotation 82 by an actuator 83, and can also be moved by the actuator 83 in a direction parallel to the paper surface and parallel to the polarization beam splitter plane PBS1. The actuator 83 is also controlled by the computer 20.

【0082】プリズム81はノマルスキープリズムと全
く同様の機能を有する。つまり、入射光線を互いに直交
する偏波面であって僅かな角度(分離角度)を有する2
つの光線に分離する。2つの光線は対物レンズ10を経
てレチクル8に入射し、レチクル8上で僅かに位置のず
れた2つのスポットを形成する。2つの光線はレチクル
8によって反射され、もとの光路を遡り再び一つの光線
になってプリズム81の外に出る。
The prism 81 has exactly the same function as a Nomarski prism. That is, the incident light beams are polarized planes orthogonal to each other and have a slight angle (separation angle).
Split into two rays. The two light rays enter the reticle 8 through the objective lens 10 and form two spots on the reticle 8 that are slightly displaced. The two light rays are reflected by the reticle 8 and go back to the original optical path to become one light ray again and go out of the prism 81.

【0083】プリズム81をアクチュエータ83によっ
て回転軸80を中心に回転させると、シャー量を変化さ
せることができる。また紙面に平行で、かつ偏光ビーム
スプリッター平面PBS1に平行な方向(レンズ10の
光軸と直交する方向)に移動させることで2つの光線の
位相差を調整できる。反射ミラーM3が常にPBS1と
平行になるようにプリズム81の回転にあわせて、反射
ミラーM3を回転軸80を中心にアクチュエータ84に
よって回転させれば、一方の光線の移動を減少させて、
他方の光線のみを移動することができる。アクチュエー
タ83、84もコンピュータ20によって制御される。
このようにプリズム81はシャー量(レチクル8上での
ずれ量)と初期位相差量を調整でき、ノマルスキープリ
ズムと同様に扱える。したがって光線分離手段以外の構
成、機能は第一実施例から第二実施例と同様で全く問題
無い。同様にノマルスキープリズム6とアクチュエータ
23も図2の装置(反射ミラーM3、プリズム81、ア
クチュエータ83、84)に置き換え可能である。
When the prism 81 is rotated about the rotary shaft 80 by the actuator 83, the shear amount can be changed. Further, the phase difference between the two light rays can be adjusted by moving the light beam in a direction parallel to the plane of the drawing and parallel to the polarization beam splitter plane PBS1 (direction orthogonal to the optical axis of the lens 10). If the reflecting mirror M3 is rotated by the actuator 84 about the rotation axis 80 in accordance with the rotation of the prism 81 so that the reflecting mirror M3 is always parallel to the PBS1, the movement of one light beam is reduced.
Only the other ray can move. The actuators 83 and 84 are also controlled by the computer 20.
In this way, the prism 81 can adjust the shear amount (shift amount on the reticle 8) and the initial phase difference amount, and can be handled in the same manner as a Nomarski prism. Therefore, the configuration and functions other than the light beam splitting means are the same as those in the first to second embodiments, and there is no problem at all. Similarly, the Nomarski prism 6 and the actuator 23 can be replaced with the device (reflection mirror M3, prism 81, actuators 83, 84) shown in FIG.

【0084】図3は本発明の第三実施の装置構成を示す
図である。第三実施例は第二実施例の変形例である。第
二実施例との違いはやはり光線分離手段(もしくは光線
合成手段)に有る。説明の便宜上、本実施例においても
図1の装置におけるノマルスキープリズム13とアクチ
ュエータ41を図3の装置(反射ミラーM1、M2、M
3、偏光ビームスプリッタPBS1、PBS2、アクチ
ュエータ90)に置き換えることとして説明する。
FIG. 3 is a diagram showing a device configuration of a third embodiment of the present invention. The third embodiment is a modification of the second embodiment. The difference from the second embodiment lies in the light beam separating means (or the light beam combining means). For the sake of convenience of explanation, the Nomarski prism 13 and the actuator 41 in the apparatus of FIG. 1 are replaced by the apparatus of FIG. 3 (reflection mirrors M1, M2, M) for convenience of explanation.
3, the polarization beam splitters PBS1 and PBS2, and the actuator 90) will be replaced.

【0085】本実施例ではノマルスキープリズムの代わ
りに二つの反射ミラーM1、M2と二つの偏光ビームス
プリッターPBS1、PBS2で光線分離手段(もしく
は光線合成手段)を構成している。PBS1、PBS2
の偏光ビームスプリッター平面と反射ミラーM1、M2
の反射平面は紙面に垂直であってPBS1、PBS2の
偏光ビームスプリッター平面とミラーM1の反射平面は
平行であり、ミラーM2は紙面に垂直な回転軸91を中
心にアクチュエータ90により回転可能である。またア
クチュエータ90により、これらの光学系全体もしくは
一部(例えばミラーのみ)をX方向に平行移動させるこ
ともできる。
In this embodiment, instead of the Nomarski prism, two reflection mirrors M1 and M2 and two polarization beam splitters PBS1 and PBS2 constitute a light beam separating means (or a light beam combining means). PBS1 and PBS2
Polarization beam splitter plane and reflection mirrors M1 and M2
Is parallel to the polarizing beam splitter planes of PBS1 and PBS2 and the reflecting plane of the mirror M1. The mirror M2 can be rotated by an actuator 90 about a rotation axis 91 perpendicular to the sheet. The actuator 90 can also move the whole or a part of these optical systems (for example, only the mirror) in parallel in the X direction.

【0086】偏光ビームスプリッタPBS1、PBS2
は紙面に平行な偏波面の直線偏光を透過させ、紙面に垂
直な偏波面の直線偏光を透過させる。したがってミラー
M3により反射される照明光はPBS1により偏光分離
され互いに偏光方向が直交する光線OE、EOに分かれ
て、反射ミラーM1、M2に向かいそれぞれ反射され
る。光線OEは偏光ビームスプリッタPBS2を透過
し、光線EOは反射され、対物レンズ10に向かって進
行する。光線EOは反射ミラーM2を僅かな角度だけ回
転軸91を中心に傾けることで、光線OEに対して僅か
の角度だけことなる方向でPBS2から射出する。した
がって対物レンズを通過した後のシャー量2δを任意に
調整可能である。また反射ミラーM2をX方向にアクチ
ュエータ90によって移動させることで、OE光線OE
と光線EOの初期位相差量を調整可能である。
Polarizing beam splitters PBS1 and PBS2
Transmits linearly polarized light having a plane of polarization parallel to the plane of paper and transmits linearly polarized light having a plane of polarization perpendicular to the plane of paper. Therefore, the illumination light reflected by the mirror M3 is polarized and separated by the PBS1, split into the light rays OE and EO whose polarization directions are orthogonal to each other, and reflected toward the reflection mirrors M1 and M2, respectively. The light ray OE passes through the polarization beam splitter PBS2, the light ray EO is reflected, and travels toward the objective lens 10. The light ray EO is emitted from the PBS 2 in a different direction with respect to the light ray OE by tilting the reflection mirror M2 around the rotation axis 91 by a slight angle. Therefore, the shear amount 2δ after passing through the objective lens can be arbitrarily adjusted. Further, by moving the reflecting mirror M2 in the X direction by the actuator 90, the OE light beam OE
And the initial phase difference amount of the light beam EO can be adjusted.

【0087】このようにして二つの偏光ビームスプリッ
タと2枚の平面ミラーによってもノマルスキープリズム
の代用になり、全く同じ機能をさせることができる。同
様にノマルスキープリズム6とアクチュエータ23も図
3の装置(反射ミラーM1、M2、M3、偏光ビームス
プリッタPBS1、PBS2、アクチュエータ90)に
置き換え可能である。
In this way, the two polarization beam splitters and the two plane mirrors can be used as substitutes for the Nomarski prism, and the same functions can be achieved. Similarly, the Nomarski prism 6 and the actuator 23 can also be replaced with the device of FIG. 3 (reflection mirrors M1, M2, M3, polarization beam splitters PBS1, PBS2, actuator 90).

【0088】前述の実施例では位相差の調整機構をノマ
ルスキープリズムを光軸を横切る方向に出し入れする機
構で構成したが、光軸AX0(あるいはAX)を回転軸
として回転可能なポラライザとポラライザに近接した設
けた1/4波長板によって構成することでも達成可能で
ある。ポラライザと1/4波長板を光源1とレチクル8
との間に設け、ポラライザを回転することによりノマル
スキープリズムを移動するのと同様にノマルスキープリ
ズムで分離された2つの光束の間の位相差を調整するこ
とができる。
In the above-mentioned embodiment, the phase difference adjusting mechanism is constituted by a mechanism for moving the Nomarski prism in and out of the optical axis in a direction crossing the optical axis. However, it is close to the polarizer and the polarizer which can rotate about the optical axis AX0 (or AX) as the rotation axis. It can also be achieved by configuring with the provided quarter-wave plate. Polarizer and 1/4 wave plate are used as light source 1 and reticle 8
It is possible to adjust the phase difference between the two light beams separated by the Nomarski prism in the same manner as moving the Nomarski prism by rotating the polarizer provided between the Nomarski prism and the Nomarski prism.

【0089】また、目視観察系を設け、欠陥の検出結果
に基づいて欠陥を観察し、異物か位相シフターの欠陥か
を観察するようにしてもよい。また上述した各実施例に
おいて、対物レンズの瞳近傍に光線分離手段(ノマルス
キープリズム等)を設置可能なときは2つの直線変更が
わずかに角度をなすものがよく、それ以外の場所では平
行に分離する装置でよい。対物レンズ等の光学系と使用
する光線分離手段の光学設計に応じて、設置場所を適宜
選択すればよい。
It is also possible to provide a visual observation system and observe the defect based on the defect detection result to observe whether it is a foreign substance or a phase shifter defect. Further, in each of the above-described embodiments, when the light beam separating means (Nomarski prism or the like) can be installed in the vicinity of the pupil of the objective lens, it is preferable that the two straight line changes make a slight angle, and in other places, they are separated in parallel. Any device can be used. The installation location may be appropriately selected according to the optical design of the optical system such as the objective lens and the light beam separating means used.

【0090】また、上述の実施例ではレチクルと光源1
からの光線との相対走査は、レチクルステージ37と光
源1からの光線との少なくとも一方を2次元移動するよ
うにしてもよい。
Further, in the above embodiment, the reticle and the light source 1 are used.
The relative scanning with respect to the ray from the light source may be performed by moving at least one of the reticle stage 37 and the ray from the light source 1 two-dimensionally.

【0091】[0091]

【発明の効果】このように本発明によれば、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、
光透過性の薄膜による位相シフター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、レベンソンタイプ
などの位相シフターレチクルの欠陥検査を良好に行うこ
とができる。また位相シフター部分の位相シフト量の異
常と光透過性の位相物体の異物の付着の有無との両方を
検査できる検査装置を提供可能である。
As described above, according to the present invention, a conventional reticle having a circuit pattern using a chrome light-shielding film,
It is possible to satisfactorily perform a defect inspection of a phase shifter reticle such as a halftone reticle or a Levenson type in which a circuit pattern is drawn only by the phase shifter made of a light-transmissive thin film. Further, it is possible to provide an inspection apparatus capable of inspecting both the abnormal phase shift amount of the phase shifter portion and the presence / absence of foreign matter adhered to the light transmissive phase object.

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

【図1】本発明の第一実施例の装置構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a device configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第二実施例の装置構成を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a device configuration of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第三実施例の装置構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a device configuration of a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の原理説明図FIG. 4 is an explanatory view of the principle of the present invention.

【図5】本発明の原理説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of the principle of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ─光源 6 、13─ノマルスキープリズム 17、18、30、31─光電変換素子 19、32─差動増幅器 24─第二差動増幅器 50、50a─相対ゲイン調整回路 1 ─ Light source 6, 13 ─ Nomarski prism 17, 18, 30, 31 ─ Photoelectric conversion element 19, 32 ─ Differential amplifier 24 ─ Second differential amplifier 50, 50a ─ Relative gain adjustment circuit

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】遮光部と光透過部と位相シフター部とを有
するレチクルの欠陥を検査する欠陥検査装置であって、 第一の光線を射出するレーザー光源と、 前記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第一対物レンズと、 前記レチクルから透過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第二対物レンズと、 前記第一の光線を、前記光軸に沿って配置された前記第
一対物レンズに向けて反射させるハーフミラーと、 前記ハーフミラーで反射された第一の光線を、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、
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の一部は、前
記対物レンズを通過し、前記レチクルに衝突し、反射さ
れ、再び該第一対物レンズに入射し、前記光線分離手段
に再び入射し、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、前記ハーフミラーを透過し、 前記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の一部は前記
レチクルを透過し、第二対物レンズに入射し、光線合成
手段に入射し、第四の偏光状態の第三の光線になって該
光線合成手段を射出し、 さらに前記第一の光線の第一の偏光状態と第二の偏光状
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、第五の偏光状態と第六の偏光状態の
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、 前記第三の光線を、第七の偏光状態と第八の偏光状態の
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、 前記レチクル内の第一の領域内で前記2つのビームスポ
ットを2次元走査する走査手段と、 前記第五の偏光状態の光線を光電変換し、第一信号を出
力する第一の光電変換素子と、 前記第六の偏光状態の光線を光電変換し、第二信号を出
力する第二の光電変換素子と、 前記第七の偏光状態の光線を光電変換し、第三信号を出
力する第三の光電変換素子と、 前記第八の偏光状態の光線を光電変換し、第四信号を出
力する第四の光電変換素子と、 前記第一信号と第二信号の強度比を調整し、第五信号、
第六信号として出力する第一の信号強度比調整手段と、 前記第三信号と第四信号の強度比を調整し、第七信号、
第八信号として出力する第一の信号強度比調整手段と、 前記第五信号と、前記第六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、 前記第七信号と、前記第八信号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、 前記第一の差信号と第二の差信号の信号強度比を調整し
第三の差信号と第四の差信号として出力する、第三の信
号強度比調整手段と、前記第三の差信号と第四の差信号
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、 前記誤差信号の2値化信号に基づいて欠陥ありと判定す
る判定手段とを有し、 前記位相差調整手段は、前記遮光部と前記位相シフター
部の段差、及び前記遮光部と前記光透過部の段差におい
て生じる前記第一の差信号の出力と前記第二の差信号の
出力とがほぼ一定となるように、前記第一の位相差を調
整することを特徴とする欠陥検査装置。
1. A defect inspection device for inspecting a defect of a reticle having a light shielding part, a light transmitting part, and a phase shifter part, wherein a laser light source for emitting a first light beam and a laser beam emitted from the reticle in a reflection direction. A first objective lens arranged along an optical axis capable of collecting a light beam; a second objective lens arranged along an optical axis capable of collecting a light beam generated in the transmission direction from the reticle; A half mirror that reflects one light beam toward the first objective lens that is arranged along the optical axis, and a first light beam that is reflected by the half mirror has a first polarization state and a second polarization state. And a light beam splitting device for splitting into two linearly polarized light beams traveling in mutually different directions, the objective lens condensing the two linearly polarized light beams,
The two beam spots forming the two beam spots in the first region in the reticle, and the two linearly polarized light beams of the first polarization state and the second polarization state, which travel in different directions, are partially The light beam passes through the objective lens, collides with the reticle, is reflected, enters the first objective lens again, and then enters the light beam splitting means again to become a second light beam having a third polarization state. A part of a ray of light which is emitted from the means, is transmitted through the half mirror, and is two linearly polarized lights having the first polarization state and the second polarization state and traveling in different directions, is transmitted through the reticle, The second light beam enters the objective lens, then enters the light beam combining means, becomes a third light beam having a fourth polarization state, and exits from the light beam combining means. The relative phase of two linearly polarized rays of different polarization states A first phase difference adjusting means for adjusting a first phase difference which is an amount, and separating the second light ray into two linearly polarized light rays having a fifth polarization state and a sixth polarization state, One polarization splitting means; a second polarization splitting means for splitting the third light ray into two linearly polarized light rays having a seventh polarization state and an eighth polarization state; and a first polarization splitting means in the reticle. Scanning means for two-dimensionally scanning the two beam spots in a region of, a first photoelectric conversion element that photoelectrically converts the light beam in the fifth polarization state and outputs a first signal, and the sixth polarization Photoelectric conversion of the light beam of the state, a second photoelectric conversion element that outputs a second signal, and photoelectric conversion of the light beam of the seventh polarization state, a third photoelectric conversion element that outputs a third signal, the Photoelectric conversion of a light beam of the eighth polarization state, a fourth photoelectric conversion element for outputting a fourth signal, Adjust the intensity ratio of the first signal and the second signal, the fifth signal,
A first signal intensity ratio adjusting means for outputting as a sixth signal, adjusting the intensity ratio of the third signal and the fourth signal, a seventh signal,
A first signal strength ratio adjusting means for outputting as an eighth signal, a fifth difference signal, and a first difference signal generating means for generating a first difference signal which is a difference in signal strength of the sixth signal, and A second difference signal generating means for generating a second difference signal which is a difference in signal strength between the seventh signal and the eighth signal, and a signal of the first difference signal and the second difference signal Third signal strength ratio adjusting means for adjusting the intensity ratio and outputting as a third difference signal and a fourth difference signal, and calculating an error signal which is the difference between the third difference signal and the fourth difference signal. Error signal calculating means, and binarizing means for binarizing the error signal and outputting the binarized signal, and determining means for determining that there is a defect based on the binarized signal of the error signal. Comprising, the phase difference adjusting means, the step between the light shielding portion and the phase shifter portion, and the light shielding portion and the light transmitting portion As the output of the first difference signal and an output of said second difference signal is substantially constant resulting in a difference, defect inspection apparatus characterized by adjusting the first phase difference.
【請求項2】前記光線分離手段と前記光線合成手段のど
ちらか一方、または両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記載の欠陥検査装置。
2. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein either one or both of the light beam separating means and the light beam combining means is a birefringent prism.
【請求項3】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み
合わせであることを特徴とする請求項1記載の欠陥検査
装置。
3. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the first phase difference adjusting means is a combination of a quarter-wave plate and a polarizer which can rotate about an optical axis.
【請求項4】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、または両方を
光軸を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請求項1記載の欠陥検査装
置。
4. 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 transverse to the optical axis. The defect inspection apparatus according to claim 1.
【請求項5】前記第一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請求項1記載の欠陥検査
装置。
5. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the first polarization separation means is a polarization beam splitter.
【請求項6】前記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請求項1記載の欠陥検査
装置。
6. The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the second polarization separation means is a polarization beam splitter.
【請求項7】前記第一の光線は直線偏光であって、該偏
波面が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請求項1記載の欠陥
検査装置。
7. The first light ray is linearly polarized light, and the plane of polarization is relative to the plane of polarized light of the linearly polarized light in the first polarization state.
The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the defect inspection apparatus forms an angle of 45 °.
【請求項8】前記第五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45゜の
角度をなすことを特徴とする請求項1記載のレチクルの
検査装置。
8. The fifth polarization state is linear polarization,
The reticle inspection apparatus according to claim 1, wherein an angle of 45 ° is formed with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light in the first polarization state.
【請求項9】前記第六の偏光状態は直線偏光であって、
前記第二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請求項1記載の欠陥検査装
置。
9. The sixth polarization state is linearly polarized light,
The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein an angle of 45 ° is formed with respect to the polarization plane of the linearly polarized light in the second polarization state.
【請求項10】前記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45
゜の角度をなすことを特徴とする請求項1記載の欠陥検
査装置。
10. The seventh polarization state is linearly polarized light, and is 45 with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light of the first polarization state.
The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the defect inspection apparatus forms an angle of °.
【請求項11】前記第八の偏光状態は直線偏光であっ
て、前記第二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請求項1記載の欠陥検
査装置。
11. The eighth polarization state is linearly polarized light and is 45 with respect to the plane of polarization of the linearly polarized light of the second polarization state.
The defect inspection apparatus according to claim 1, wherein the defect inspection apparatus forms an angle of °.
【請求項12】遮光部と光透過部と位相シフター部とを
有するレチクルの欠陥を検査する欠陥検査装置であっ
て、 透過微分像と反射微分像を独立に画像化し得る顕微鏡手
段と、前記透過微分像と反射微分像を独立に光電変換
し、透過微分信号と反射微分信号を生成する、光電変換
手段と、前記透過微分信号と反射微分信号の相対的な強
度比を調整し得る強度調整手段と、 前記強度調整手段によって相対的な強度を調整した後
に、双方の信号強度の差である誤差信号を算出し、該誤
差信号に基づいて欠陥を判定する判定回路とを有し、 前記遮光部と前記位相シフター部の段差、及び前記遮光
部と前記光透過部の段差において生じる前記透過微分信
号の出力と前記反射微分信号の出力とがほぼ一定となる
ような状態で前記欠陥の検査を行うことを特徴とする欠
陥検査装置。
12. A defect inspection apparatus for inspecting defects of a reticle having a light-shielding portion, a light-transmitting portion, and a phase shifter portion, comprising microscope means capable of independently forming a transmission differential image and a reflection differential image, and the transmission means. Photoelectric conversion means for independently photoelectrically converting a differential image and a reflected differential image to generate a transmitted differential signal and a reflected differential signal, and an intensity adjusting means capable of adjusting a relative intensity ratio of the transmitted differential signal and the reflected differential signal. And, after adjusting the relative intensity by the intensity adjusting means, calculating an error signal that is a difference between the two signal intensities and determining a defect based on the error signal. And the inspection of the defect in a state where the output of the transmission differential signal and the output of the reflection differential signal generated at the step of the phase shifter section and the step of the light shielding section and the light transmitting section are substantially constant. thing Defect inspection apparatus according to claim.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
WO2020246015A1 (en) * 2019-06-07 2020-12-10 株式会社日立ハイテク Optical inspection device

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