JPH11304715A - パターン欠陥検査装置及びレーザ顕微鏡 - Google Patents
パターン欠陥検査装置及びレーザ顕微鏡Info
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- JPH11304715A JPH11304715A JP10619198A JP10619198A JPH11304715A JP H11304715 A JPH11304715 A JP H11304715A JP 10619198 A JP10619198 A JP 10619198A JP 10619198 A JP10619198 A JP 10619198A JP H11304715 A JPH11304715 A JP H11304715A
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- Microscoopes, Condenser (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高い解像度で欠陥検査でき、しかもコントラ
ストが高く微細欠陥も正確に検出できる欠陥検査装置を
提供する。 【解決手段】 光源から発生した検査ビームを第１の対
物レンズ（８）により集束して検査すべき試料（９）に
投射する。試料（９）を透過したビームをミラー（１
５）に垂直に入射させ、再び試料（９）に向けて反射す
る。ミラー（１５）で反射した検査ビームは光路を逆行
し、第２の対物レンズ（１２）により再び集束して試料
（９）に投射する。試料を２回透過した光ビームをピン
ホールを有する光検出器に入射させ、光検出器の出力信
号に基づいて欠陥検出を行う。このようにダブルパス方
式を利用することにより、一層高い解像度及びコントラ
ストを得ることができる。この結果、微細な透明欠陥も
正確に検出でき、しかもハーフトーン型の位相シフトマ
スクについても欠陥検出することができる。
ストが高く微細欠陥も正確に検出できる欠陥検査装置を
提供する。 【解決手段】 光源から発生した検査ビームを第１の対
物レンズ（８）により集束して検査すべき試料（９）に
投射する。試料（９）を透過したビームをミラー（１
５）に垂直に入射させ、再び試料（９）に向けて反射す
る。ミラー（１５）で反射した検査ビームは光路を逆行
し、第２の対物レンズ（１２）により再び集束して試料
（９）に投射する。試料を２回透過した光ビームをピン
ホールを有する光検出器に入射させ、光検出器の出力信
号に基づいて欠陥検出を行う。このようにダブルパス方
式を利用することにより、一層高い解像度及びコントラ
ストを得ることができる。この結果、微細な透明欠陥も
正確に検出でき、しかもハーフトーン型の位相シフトマ
スクについても欠陥検出することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク、液
晶パネル、カラーフィルタのような複数のパターンが透
明基板に形成されている試料の欠陥を検査するのに好適
な透過型欠陥検査装置に関するものである。
晶パネル、カラーフィルタのような複数のパターンが透
明基板に形成されている試料の欠陥を検査するのに好適
な透過型欠陥検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＬＳＩの製造においては、透明ガ
ラス基板上に金属クロムの遮光パターンが形成されたフ
ォトマスクを用い、投影光学系によりフォトマスクの像
がウエハ上に縮小投影されている。従って、ＬＳＩの製
造の歩留りを改善するためフォトマスクの欠陥を正確に
検出できる欠陥検査装置の開発が強く要請されている。
従来のフォトマスクの欠陥検査装置おいては、透過型顕
微鏡の原理を用い、検査すべき試料の下側から集光レン
ズを介して試料に照明光を投射し、試料からの透過光を
対物レンズを経てＣＣＤカメラのような画像検出器によ
り撮像し、画像の振幅情報を利用して欠陥が検出されて
いた。
ラス基板上に金属クロムの遮光パターンが形成されたフ
ォトマスクを用い、投影光学系によりフォトマスクの像
がウエハ上に縮小投影されている。従って、ＬＳＩの製
造の歩留りを改善するためフォトマスクの欠陥を正確に
検出できる欠陥検査装置の開発が強く要請されている。
従来のフォトマスクの欠陥検査装置おいては、透過型顕
微鏡の原理を用い、検査すべき試料の下側から集光レン
ズを介して試料に照明光を投射し、試料からの透過光を
対物レンズを経てＣＣＤカメラのような画像検出器によ
り撮像し、画像の振幅情報を利用して欠陥が検出されて
いた。
【０００３】一方、ＬＳＩの線幅の微細化に伴い、その
製造に用いられるフォトマスクとしてハーフトーン型の
位相シフトマスクのような、振幅だけでなく振幅と位相
の両方によりパターンを規定するフォトマスクが実用化
されており、これらフォトマスクについても一層正確に
欠陥検査できる検査装置の開発が強く要請されている。
製造に用いられるフォトマスクとしてハーフトーン型の
位相シフトマスクのような、振幅だけでなく振幅と位相
の両方によりパターンを規定するフォトマスクが実用化
されており、これらフォトマスクについても一層正確に
欠陥検査できる検査装置の開発が強く要請されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＬＳＩの線幅の微細化
に伴い、フォトマスクのパターンも一層微細化してお
り、パターンサイズの微細化に応じてより微細な欠陥を
正確に検出できることが要請されている。この課題を達
成するためには欠陥検査装置の横方向の分解能を一層高
くする必要がある。しかしながら、従来の透過型欠陥検
査装置では、一層良好な性能の光学素子を用いても分解
能を高くするには限界がある。
に伴い、フォトマスクのパターンも一層微細化してお
り、パターンサイズの微細化に応じてより微細な欠陥を
正確に検出できることが要請されている。この課題を達
成するためには欠陥検査装置の横方向の分解能を一層高
くする必要がある。しかしながら、従来の透過型欠陥検
査装置では、一層良好な性能の光学素子を用いても分解
能を高くするには限界がある。
【０００５】また、フォトマスクの欠陥として、例えば
レジストの滓のような透明異物や半透明異物の付着によ
る欠陥も多く存在する。しかしながら、従来の透過型欠
陥検査装置はこのような透明欠陥に対する感度が低いた
め、本来検出されるべき欠陥を検出できない不具合も指
摘されている。
レジストの滓のような透明異物や半透明異物の付着によ
る欠陥も多く存在する。しかしながら、従来の透過型欠
陥検査装置はこのような透明欠陥に対する感度が低いた
め、本来検出されるべき欠陥を検出できない不具合も指
摘されている。
【０００６】また、ハーフトーン型位相シフトマスクの
遮光パターンの透過率は、実際にパターンをウエハ上に
投影する際の投影波長において約１０％程度に設定され
ているが、欠陥検査を行う際の検査波長における透過率
は約５０％である。従って、遮光パターンが形成されて
いる部分と形成されていない部分との間の透過光量比が
小さいため検出される画像のコントラストが低く、検査
精度に関して難点があった。
遮光パターンの透過率は、実際にパターンをウエハ上に
投影する際の投影波長において約１０％程度に設定され
ているが、欠陥検査を行う際の検査波長における透過率
は約５０％である。従って、遮光パターンが形成されて
いる部分と形成されていない部分との間の透過光量比が
小さいため検出される画像のコントラストが低く、検査
精度に関して難点があった。
【０００７】さらに、パターンの微細化に伴い、チイッ
プサイズが増大する傾向にあり、欠陥検査すべき領域が
一層拡大している。従って、検査速度すなわちスループ
ットを一層高くすることも重要な課題になっている。
プサイズが増大する傾向にあり、欠陥検査すべき領域が
一層拡大している。従って、検査速度すなわちスループ
ットを一層高くすることも重要な課題になっている。
【０００８】本発明の目的は、一層高い横方向分解能を
達成できると共に透明欠陥も正確に検出でき、しかも検
出感度が一層改善された透過型欠陥検査装置を提供する
ことにある。
達成できると共に透明欠陥も正確に検出でき、しかも検
出感度が一層改善された透過型欠陥検査装置を提供する
ことにある。
【０００９】さらに、本発明の目的は、一層高い横方向
分解能を達成できると共に一層高いスループットを達成
できる透過型欠陥検査装置を提供することにある。
分解能を達成できると共に一層高いスループットを達成
できる透過型欠陥検査装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるパターン欠
陥検査装置は、光ビームを放出する光源装置と、光源装
置からの光ビームを第１の方向に偏向するビーム偏向装
置と、偏向された光ビームを集束して検査すべき試料に
投射する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支持す
る試料ステージと、前記試料を透過した光ビームを前記
試料に向けて反射するミラーと、このミラーからの光ビ
ームを再び集束して試料に投射する第２の対物レンズ
と、試料を透過した光を受光する光検出器と、この光検
出器からの出力信号を処理して欠陥検出信号を発生する
欠陥検出回路と、前記試料ステージを前記第１の方向と
直交する第２の方向に駆動するステージ駆動装置とを具
え、前記第２の対物レンズから出射し試料を透過した透
過光を前記第１の対物レンズ及びビーム偏向装置を介し
て光検出器に入射させることを特徴とする。
陥検査装置は、光ビームを放出する光源装置と、光源装
置からの光ビームを第１の方向に偏向するビーム偏向装
置と、偏向された光ビームを集束して検査すべき試料に
投射する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支持す
る試料ステージと、前記試料を透過した光ビームを前記
試料に向けて反射するミラーと、このミラーからの光ビ
ームを再び集束して試料に投射する第２の対物レンズ
と、試料を透過した光を受光する光検出器と、この光検
出器からの出力信号を処理して欠陥検出信号を発生する
欠陥検出回路と、前記試料ステージを前記第１の方向と
直交する第２の方向に駆動するステージ駆動装置とを具
え、前記第２の対物レンズから出射し試料を透過した透
過光を前記第１の対物レンズ及びビーム偏向装置を介し
て光検出器に入射させることを特徴とする。
【００１１】本発明では、検査すべき試料を透過した透
過光をミラーにより反射して再度試料に向けて投射し、
試料を２回透過した光を光検出器に入射させるダブルパ
ス方式を採用する。このように、集束した検査ビームが
試料を２回透過することにより、点像関数の４乗特性が
得られるため、横方向の分解能を一層高くすることがで
きる。この結果、欠陥検査すべきパターンの微細化に対
応した分解能を得ることができる。さらに、検査ビーム
が試料の同一の部分を２回透過するので、コントラスト
が一層増大し、ハーントーン型の位相シフトマスクのよ
うな検査波長域における透過率が比較的高い遮光パター
ンが用いられている試料でも正確に欠陥検査することが
できる。さらに、例えばレジスト膜の滓の付着のような
透明欠陥についても、検査ビームは透明欠陥を２回通過
するので、透明欠陥により回折し又は散乱する光が増大
する。このような光は光路外に出射して光学系の瞳に入
らないため、最終的に光検出器に入射せず、この結果透
明欠陥が存在する部分は周囲よりも暗く検出されること
になる。従って、従来の欠陥検査装置では検出できなか
った透明欠陥も明瞭に検出することができる。
過光をミラーにより反射して再度試料に向けて投射し、
試料を２回透過した光を光検出器に入射させるダブルパ
ス方式を採用する。このように、集束した検査ビームが
試料を２回透過することにより、点像関数の４乗特性が
得られるため、横方向の分解能を一層高くすることがで
きる。この結果、欠陥検査すべきパターンの微細化に対
応した分解能を得ることができる。さらに、検査ビーム
が試料の同一の部分を２回透過するので、コントラスト
が一層増大し、ハーントーン型の位相シフトマスクのよ
うな検査波長域における透過率が比較的高い遮光パター
ンが用いられている試料でも正確に欠陥検査することが
できる。さらに、例えばレジスト膜の滓の付着のような
透明欠陥についても、検査ビームは透明欠陥を２回通過
するので、透明欠陥により回折し又は散乱する光が増大
する。このような光は光路外に出射して光学系の瞳に入
らないため、最終的に光検出器に入射せず、この結果透
明欠陥が存在する部分は周囲よりも暗く検出されること
になる。従って、従来の欠陥検査装置では検出できなか
った透明欠陥も明瞭に検出することができる。
【００１２】本発明による透過型欠陥検査装置の好適例
は、前記第２の対物レンズとミラーとの間に１／４波長
板を配置し、光源装置とビーム偏向装置との間に偏光ビ
ームスプリッタを配置し、光源装置から放出された検査
ビームが偏光ビームスプリッタを透過し試料を２回透過
した光は偏光ビームスプリッタにより反射するように構
成したことを特徴とする。試料を２回透過した光の強度
と遮光パターンで反射した光の強度が接近している場
合、遮光パターンの形成部分と形成されていない部分と
の識別が困難になるおそれがある。このため、本例で
は、偏光を利用して試料からの透過光だけを光検出器に
入射させる。本例では、試料を透過した光は位相板であ
る１／４波長板を２回透過するので、その偏光面が９０
°回転して試料から出射するので、偏光ビームスプリッ
タにより反射する。これに対して、試料表面で反射した
光は１／４波長板を通過しないので、光源から出射した
検査ビームと同一の偏光状態を維持し、偏光ビームスプ
リッタを透過する。この結果、検査すべき試料を２回透
過した光だけを光検出器に入射させることができる。こ
のように構成すれば、試料からの反射光による情報は全
て除去され、試料からの透過光による情報だけを検出す
ることができる。この結果、例えば遮光パターンの膜厚
が不均一な場合、特に膜厚が規定の厚さよりも薄い場合
欠陥として検出することができる。
は、前記第２の対物レンズとミラーとの間に１／４波長
板を配置し、光源装置とビーム偏向装置との間に偏光ビ
ームスプリッタを配置し、光源装置から放出された検査
ビームが偏光ビームスプリッタを透過し試料を２回透過
した光は偏光ビームスプリッタにより反射するように構
成したことを特徴とする。試料を２回透過した光の強度
と遮光パターンで反射した光の強度が接近している場
合、遮光パターンの形成部分と形成されていない部分と
の識別が困難になるおそれがある。このため、本例で
は、偏光を利用して試料からの透過光だけを光検出器に
入射させる。本例では、試料を透過した光は位相板であ
る１／４波長板を２回透過するので、その偏光面が９０
°回転して試料から出射するので、偏光ビームスプリッ
タにより反射する。これに対して、試料表面で反射した
光は１／４波長板を通過しないので、光源から出射した
検査ビームと同一の偏光状態を維持し、偏光ビームスプ
リッタを透過する。この結果、検査すべき試料を２回透
過した光だけを光検出器に入射させることができる。こ
のように構成すれば、試料からの反射光による情報は全
て除去され、試料からの透過光による情報だけを検出す
ることができる。この結果、例えば遮光パターンの膜厚
が不均一な場合、特に膜厚が規定の厚さよりも薄い場合
欠陥として検出することができる。
【００１３】本発明によるパターン欠陥検査装置の別の
実施例は、前記光検出器が、共焦点光学系を構成するピ
ンホール開口を有することを特徴とする。欠陥検査装置
の光学系が共焦点光学系を構成すれば、光検出器にフレ
アが入射するのを一層有効に防止することができるの
で、欠陥により回折され又は散乱した光が光検出器に入
射するのを一層有効に防止され、欠陥の存在を一層明瞭
に検出することができる。
実施例は、前記光検出器が、共焦点光学系を構成するピ
ンホール開口を有することを特徴とする。欠陥検査装置
の光学系が共焦点光学系を構成すれば、光検出器にフレ
アが入射するのを一層有効に防止することができるの
で、欠陥により回折され又は散乱した光が光検出器に入
射するのを一層有効に防止され、欠陥の存在を一層明瞭
に検出することができる。
【００１４】本発明による透過型欠陥検査装置は、第１
の方向に沿って整列した複数の光ビームを放出する光源
装置と、これら複数の光ビームを集束して検査すべき試
料に投射する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支
持する試料ステージと、前記試料を透過した複数の光ビ
ームを前記試料に向けて反射するミラーと、このミラー
からの複数の光ビームを再び集束して試料に投射する第
２の対物レンズと、この第２の対物レンズと前記ミラー
との間に配置した１／４波長板と、前記光源装置と第１
の対物レンズとの間に配置され、光源装置からの光ビー
ムを透過し試料を２回透過した光ビームを反射する偏光
ビームスプリッタと、前記第１の方向と対応する方向に
配列された複数の光検出素子を有し、各光検出素子が前
記試料を透過した各透過光ビームをそれぞれ受光する光
検出素子アレイと、前記試料ステージを第１の方向と直
交する第２の方向に駆動するステージ駆動装置と、前記
光検出素子アレイからの出力信号に基づいて欠陥検出信
号を発生する欠陥検出回路とを具えることを特徴とす
る。このように構成すれば、検査すべき試料は同時に複
数の光ビームで走査されることになり、検査速度が一層
速くなり、スループットを大幅に高くすることができ
る。尚、光源装置と試料との間の光路中にズームレンズ
を配置することにより、光ビーム間のピッチを調整する
ことができるので、検査すべき試料のパターンが周期性
を有する場合、検査ビーム間のピッチをパターンの周期
に一致させることができる。
の方向に沿って整列した複数の光ビームを放出する光源
装置と、これら複数の光ビームを集束して検査すべき試
料に投射する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支
持する試料ステージと、前記試料を透過した複数の光ビ
ームを前記試料に向けて反射するミラーと、このミラー
からの複数の光ビームを再び集束して試料に投射する第
２の対物レンズと、この第２の対物レンズと前記ミラー
との間に配置した１／４波長板と、前記光源装置と第１
の対物レンズとの間に配置され、光源装置からの光ビー
ムを透過し試料を２回透過した光ビームを反射する偏光
ビームスプリッタと、前記第１の方向と対応する方向に
配列された複数の光検出素子を有し、各光検出素子が前
記試料を透過した各透過光ビームをそれぞれ受光する光
検出素子アレイと、前記試料ステージを第１の方向と直
交する第２の方向に駆動するステージ駆動装置と、前記
光検出素子アレイからの出力信号に基づいて欠陥検出信
号を発生する欠陥検出回路とを具えることを特徴とす
る。このように構成すれば、検査すべき試料は同時に複
数の光ビームで走査されることになり、検査速度が一層
速くなり、スループットを大幅に高くすることができ
る。尚、光源装置と試料との間の光路中にズームレンズ
を配置することにより、光ビーム間のピッチを調整する
ことができるので、検査すべき試料のパターンが周期性
を有する場合、検査ビーム間のピッチをパターンの周期
に一致させることができる。
【００１５】本発明による透過型欠陥検査装置は、第１
の方向に沿って整列した複数の光ビームを放出する光源
装置と、これら複数の光ビームを第１の方向と直交する
第２の方向に偏向するビーム偏向装置と、前記複数の光
ビームを集束して検査すべき試料に投射する第１の対物
レンズと、検査すべき試料を支持する試料ステージと、
前記試料を透過した複数の光ビームを前記試料に向けて
反射するミラーと、このミラーからの複数の光ビームを
再び集束して試料に投射する第２の対物レンズと、この
第２の対物レンズと前記ミラーとの間に配置した１／４
波長板と、前記光源装置とビーム偏向装置との間に配置
され、光源装置からの光ビームを透過し試料を２回透過
した光ビームを反射する偏光ビームスプリッタと、前記
第１の方向と対応する方向に配列された複数の光検出素
子を有し、各光検出素子が前記試料を透過した各透過光
ビームをそれぞれ受光する光検出素子アレイと、この光
検出素子アレイからの出力信号に基づいて欠陥検出信号
を発生する欠陥検出回路とを具え、前記第２の対物レン
ズから試料を透過した光ビームを第１の対物レンズ、ビ
ーム偏向装置及び偏光ビームスプリッタを介して光検出
素子アレイに入射させることを特徴とする。本例では、
複数の光ビームをその配列方向と直交する方向にスキャ
ンすることにより、試料を２次元的に走査する。尚、ビ
ーム偏向装置を介して光検出素子アレイに入射する試料
からの透過光はビーム偏向装置によりデスキャンされる
ので、光検出素子アレイ上では静止した状態に維持され
ることになる。従って、偏光ビームスプリッタと光検出
素子アレイとの間にズームレンズを配置することによ
り、試料からの各透過ビームを光各光検出素子にそれぞ
れ入射させることができる。
の方向に沿って整列した複数の光ビームを放出する光源
装置と、これら複数の光ビームを第１の方向と直交する
第２の方向に偏向するビーム偏向装置と、前記複数の光
ビームを集束して検査すべき試料に投射する第１の対物
レンズと、検査すべき試料を支持する試料ステージと、
前記試料を透過した複数の光ビームを前記試料に向けて
反射するミラーと、このミラーからの複数の光ビームを
再び集束して試料に投射する第２の対物レンズと、この
第２の対物レンズと前記ミラーとの間に配置した１／４
波長板と、前記光源装置とビーム偏向装置との間に配置
され、光源装置からの光ビームを透過し試料を２回透過
した光ビームを反射する偏光ビームスプリッタと、前記
第１の方向と対応する方向に配列された複数の光検出素
子を有し、各光検出素子が前記試料を透過した各透過光
ビームをそれぞれ受光する光検出素子アレイと、この光
検出素子アレイからの出力信号に基づいて欠陥検出信号
を発生する欠陥検出回路とを具え、前記第２の対物レン
ズから試料を透過した光ビームを第１の対物レンズ、ビ
ーム偏向装置及び偏光ビームスプリッタを介して光検出
素子アレイに入射させることを特徴とする。本例では、
複数の光ビームをその配列方向と直交する方向にスキャ
ンすることにより、試料を２次元的に走査する。尚、ビ
ーム偏向装置を介して光検出素子アレイに入射する試料
からの透過光はビーム偏向装置によりデスキャンされる
ので、光検出素子アレイ上では静止した状態に維持され
ることになる。従って、偏光ビームスプリッタと光検出
素子アレイとの間にズームレンズを配置することによ
り、試料からの各透過ビームを光各光検出素子にそれぞ
れ入射させることができる。
【００１６】本発明による透過型欠陥検査装置の好適実
施例は、前記光検出素子アレイを複数のフォトダイオー
ドを有するフォトダイオードアレイで構成し、各フォト
ダイオードからの出力信号を並列に出力させ、各出力信
号同士を比較することにより欠陥を検出することを特徴
とする。この場合、リアルタイムで欠陥検査を行うこと
ができ、スループットが大幅に向上する。
施例は、前記光検出素子アレイを複数のフォトダイオー
ドを有するフォトダイオードアレイで構成し、各フォト
ダイオードからの出力信号を並列に出力させ、各出力信
号同士を比較することにより欠陥を検出することを特徴
とする。この場合、リアルタイムで欠陥検査を行うこと
ができ、スループットが大幅に向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明によるパターン欠陥
検査装置の一例の構成を示す線図である。レーザ光源１
から検査ビームを放出する。この検査ビームは偏光ビー
ムスプリッタ２を透過してビーム偏向装置であるポリゴ
ンスキャナ３に入射する。ビーム偏向装置として、振動
ミラー、ガルバノミラー等の種々のビーム偏向装置を用
いることができる。ポリゴンスキャナ３は検査ビームを
第１の方向（紙面内）に所定の周波数で周期的に偏向す
る。検査ビームは、さらにリレーレンズ４、高速ポジシ
ョナ５、リレーレンズ６、及びダイクロイックミラー７
を経て第１の対物レンズ系８に入射する。この第１の対
物レンズ系８は検査ビームを集束して検査すべき試料９
に投射する。試料９は、Ｘ−Ｙ駆動機構を有する試料ス
テージ１０上に載置し、欠陥検査中第１の方向と直交す
る第２の方向に周期的に移動させる。従って、試料９は
集束した検査ビームにより２次元的に走査されることに
なる。
検査装置の一例の構成を示す線図である。レーザ光源１
から検査ビームを放出する。この検査ビームは偏光ビー
ムスプリッタ２を透過してビーム偏向装置であるポリゴ
ンスキャナ３に入射する。ビーム偏向装置として、振動
ミラー、ガルバノミラー等の種々のビーム偏向装置を用
いることができる。ポリゴンスキャナ３は検査ビームを
第１の方向（紙面内）に所定の周波数で周期的に偏向す
る。検査ビームは、さらにリレーレンズ４、高速ポジシ
ョナ５、リレーレンズ６、及びダイクロイックミラー７
を経て第１の対物レンズ系８に入射する。この第１の対
物レンズ系８は検査ビームを集束して検査すべき試料９
に投射する。試料９は、Ｘ−Ｙ駆動機構を有する試料ス
テージ１０上に載置し、欠陥検査中第１の方向と直交す
る第２の方向に周期的に移動させる。従って、試料９は
集束した検査ビームにより２次元的に走査されることに
なる。
【００１８】本例において、検査すべき試料は透明なガ
ラス基板上に金属クロムの遮光パターンが形成されてい
るフォトマスクとする。フォトマスクに入射した光のう
ち遮光パターンが形成されている部分に入射した光は試
料表面で反射し、パターンが形成されていない部分に入
射した光は透過する。フォトマスクを透過した光は、板
厚補正素子１１、第２の対物レンズ１２、１／４波長板
１３、及びリレーレンズ１４を経て全反射ミラー１５に
垂直に入射する。ミラー１５に入射した透過光は同一の
光路を逆行し、再びリレーレンズ１４、１／４波長板１
３、第２の対物レンズ系１２、及び板厚補正素子１１を
経て試料９に入射する。第２の対物レンズ系１２は第１
の対物レンズ系８とほぼ同一の焦点位置を有し、ミラー
１５で反射した光を集束して試料９に投射する。尚、検
査すべき試料の透明基板の厚さが異なる場合あるため、
板厚補正素子１１を配置して第１の対物レンズ系と第２
の対物レンズ系の焦点位置をほぼ一致させる。尚、例え
ば、０．１ｍｍ程度の透明基板の厚さのバラツキは、対
物レンズ系のレンズ素子間の距離を調整して収差を低減
することができる。
ラス基板上に金属クロムの遮光パターンが形成されてい
るフォトマスクとする。フォトマスクに入射した光のう
ち遮光パターンが形成されている部分に入射した光は試
料表面で反射し、パターンが形成されていない部分に入
射した光は透過する。フォトマスクを透過した光は、板
厚補正素子１１、第２の対物レンズ１２、１／４波長板
１３、及びリレーレンズ１４を経て全反射ミラー１５に
垂直に入射する。ミラー１５に入射した透過光は同一の
光路を逆行し、再びリレーレンズ１４、１／４波長板１
３、第２の対物レンズ系１２、及び板厚補正素子１１を
経て試料９に入射する。第２の対物レンズ系１２は第１
の対物レンズ系８とほぼ同一の焦点位置を有し、ミラー
１５で反射した光を集束して試料９に投射する。尚、検
査すべき試料の透明基板の厚さが異なる場合あるため、
板厚補正素子１１を配置して第１の対物レンズ系と第２
の対物レンズ系の焦点位置をほぼ一致させる。尚、例え
ば、０．１ｍｍ程度の透明基板の厚さのバラツキは、対
物レンズ系のレンズ素子間の距離を調整して収差を低減
することができる。
【００１９】このように、検査ビームが試料を２回透過
するダブルパス方式を利用することにより分解能は大幅
に増大する。すなわち、検査すべきパターンはフィルタ
とみなすことができるので、ダブルパス方式により横方
向の分解能に関して点像関数の２乗にパターン関数の２
乗を掛け合わせた特性が得られ、解像度は約２倍に増大
する。この場合、通常の共焦点顕微鏡解像度は点像関数
の２乗特性であるから、本発明により解像度は相当増大
することになる。さらに、検査ビームが試料の同一部分
を２回透過するので、コントラストが増大し、ハーフト
ーン型位相シフトマスクのような遮光パターンの透過率
が大きな試料であって特に投影光の波長における透過率
と検査ビームの波長にける透過率とが相違するような試
料でもパターンの欠陥を正確に検査することができる。
するダブルパス方式を利用することにより分解能は大幅
に増大する。すなわち、検査すべきパターンはフィルタ
とみなすことができるので、ダブルパス方式により横方
向の分解能に関して点像関数の２乗にパターン関数の２
乗を掛け合わせた特性が得られ、解像度は約２倍に増大
する。この場合、通常の共焦点顕微鏡解像度は点像関数
の２乗特性であるから、本発明により解像度は相当増大
することになる。さらに、検査ビームが試料の同一部分
を２回透過するので、コントラストが増大し、ハーフト
ーン型位相シフトマスクのような遮光パターンの透過率
が大きな試料であって特に投影光の波長における透過率
と検査ビームの波長にける透過率とが相違するような試
料でもパターンの欠陥を正確に検査することができる。
【００２０】第２の対物レンズ系１２を出射し、再び試
料９を透過した光は第１の対物レンズ系８により集光さ
れる。この透過ビームは１／４波長板１３を２回通過し
ているので、その偏光面は試料に入射する検査ビームの
偏光面に対して９０°回転している。一方、試料９の遮
光パターンにより反射し第１の対物レンズ８により集光
される反射ビームは１／４波長板を通過していないの
で、その偏光面は試料に入射する検査ビームと同一であ
る。
料９を透過した光は第１の対物レンズ系８により集光さ
れる。この透過ビームは１／４波長板１３を２回通過し
ているので、その偏光面は試料に入射する検査ビームの
偏光面に対して９０°回転している。一方、試料９の遮
光パターンにより反射し第１の対物レンズ８により集光
される反射ビームは１／４波長板を通過していないの
で、その偏光面は試料に入射する検査ビームと同一であ
る。
【００２１】これら試料からの透過光及び反射光は第２
の対物レンズにより集光され、ダイクロイックミラー７
に入射し、その一部は反射して自動焦点光学装置１６に
入射し、オートフォーカス用の信号が取り出される。こ
の自動焦点光学装置１６は、例えば非点収差素子を有す
る所謂ダフルフォーカルト法のような既知の自動焦点装
置を用いることができ、その詳細な説明は省略する。こ
の自動焦点光学装置１６からの出力信号に基づいて形成
された駆動信号により、試料ステージ１０を対物レンズ
の光軸に移動制御して検査中常時検査ビームを試料表面
に合焦させることができる。
の対物レンズにより集光され、ダイクロイックミラー７
に入射し、その一部は反射して自動焦点光学装置１６に
入射し、オートフォーカス用の信号が取り出される。こ
の自動焦点光学装置１６は、例えば非点収差素子を有す
る所謂ダフルフォーカルト法のような既知の自動焦点装
置を用いることができ、その詳細な説明は省略する。こ
の自動焦点光学装置１６からの出力信号に基づいて形成
された駆動信号により、試料ステージ１０を対物レンズ
の光軸に移動制御して検査中常時検査ビームを試料表面
に合焦させることができる。
【００２２】ダイクロイックミラー７を透過した光は高
速ポジショナ５に入射する。この高速ポジショナ５は、
２個の平行平面板を有し、これらの平行平面板をを回動
させることにより光ビームを試料のＸ及びＹ方向に変位
させることができ、従って例えば検査すべきフォトマス
クのダイがＸ又はＹ方向に変位している場合、光ビーム
を高速で変位させることができる。
速ポジショナ５に入射する。この高速ポジショナ５は、
２個の平行平面板を有し、これらの平行平面板をを回動
させることにより光ビームを試料のＸ及びＹ方向に変位
させることができ、従って例えば検査すべきフォトマス
クのダイがＸ又はＹ方向に変位している場合、光ビーム
を高速で変位させることができる。
【００２３】高速ポジショナ５を出射した光ビームはリ
レーレンズ４を経てポリゴンスキャナ３に入射してデス
キャンされる。ポリゴンスキャナからの出射ビームは偏
光ビームスプリッタ２に入射する。この偏光ビームスプ
リッタ２に入射する光のうち、フォトマスクの表面から
の反射光はレーザ光源からの光ビームと同一の偏光面を
有しているから透過し、フォトマスクからの透過光は偏
光面が９０°回転しているので反射する。従って、フォ
トマスクからの反射と透過光は、この偏光ビームスプリ
ッタ２により分離され、透過光を検査光学系に入射させ
ることができる。
レーレンズ４を経てポリゴンスキャナ３に入射してデス
キャンされる。ポリゴンスキャナからの出射ビームは偏
光ビームスプリッタ２に入射する。この偏光ビームスプ
リッタ２に入射する光のうち、フォトマスクの表面から
の反射光はレーザ光源からの光ビームと同一の偏光面を
有しているから透過し、フォトマスクからの透過光は偏
光面が９０°回転しているので反射する。従って、フォ
トマスクからの反射と透過光は、この偏光ビームスプリ
ッタ２により分離され、透過光を検査光学系に入射させ
ることができる。
【００２４】偏光ビームスプリッタ２により分離された
試料からの透過光は、リレーレンズ１７を通過し、光検
出器１８の前面に配置したピンホール１９を経て光検出
器１８に入射する。この光検出器１８は、例えばフォト
ダイオードで構成することができる。光検出器に入射す
る光ビームはポリゴンスキャナ３によりデスキャンされ
ているので、光検出器上では常時静止した状態で入射す
ることになる。このように、光検出器１８の前面にピン
ホールを配置することにより、共焦点光学系が構成さ
れ、フレヤが除去され、解像度を一層高くすることがで
きる。
試料からの透過光は、リレーレンズ１７を通過し、光検
出器１８の前面に配置したピンホール１９を経て光検出
器１８に入射する。この光検出器１８は、例えばフォト
ダイオードで構成することができる。光検出器に入射す
る光ビームはポリゴンスキャナ３によりデスキャンされ
ているので、光検出器上では常時静止した状態で入射す
ることになる。このように、光検出器１８の前面にピン
ホールを配置することにより、共焦点光学系が構成さ
れ、フレヤが除去され、解像度を一層高くすることがで
きる。
【００２５】光検出器１８からの出力信号は欠陥検出回
路２０に供給する。図２は欠陥検出回路２０の一例の構
成を示す回路図である。光検出器であるフォトダイオー
ド１８からの出力信号をＡ／Ｄ変換器２１に供給してデ
ィジタル信号に変換してからメモリ２２に供給し、予め
定めた時間経過してから順次出力する。そして、Ｄ／Ａ
変換器に供給してアナログ信号に変換して差動増幅器２
４の一方の入力端子に供給する。また、フォトダイオー
ド１８の出力信号も差動増幅器２４の他方の端子に直接
供給する。Ａ／Ｄ変換器２１、メモリ２２及びＤ／Ａ変
換器２３は遅延回路を構成するものとし、その遅延時間
は例えば検査すべきパターンの周期性を考慮して設定す
ることができ、本例ではポリゴンスキャナ３の１ライン
周期とする。従って、本例では互いに隣接する走査ライ
ン毎に比較されることになる。差動増幅器２４の出力信
号は比較回路２５の一方の入力端子に供給し、その他方
の入力端子には基準電圧発生器２６からの所定の基準電
圧を供給し、差動増幅器２４からの出力が基準電圧を超
えるか否かを比較する。そして、基準電圧を超える場合
欠陥検出信号を発生し、欠陥が存在していると判定す
る。尚、この欠陥検出回路は種々の型式のものを用いる
ことができ、例えば検査すべきフォトマスク全体につい
ての基準値をメモリに記憶しておき、光検出器の出力信
号をメモリに記憶した基準値と直接比較することができ
る。また、検査すべき１個のダイ又はチイップのデータ
をメモリに記憶しておき、このデータと比較して欠陥検
出信号を発生させることもできる。
路２０に供給する。図２は欠陥検出回路２０の一例の構
成を示す回路図である。光検出器であるフォトダイオー
ド１８からの出力信号をＡ／Ｄ変換器２１に供給してデ
ィジタル信号に変換してからメモリ２２に供給し、予め
定めた時間経過してから順次出力する。そして、Ｄ／Ａ
変換器に供給してアナログ信号に変換して差動増幅器２
４の一方の入力端子に供給する。また、フォトダイオー
ド１８の出力信号も差動増幅器２４の他方の端子に直接
供給する。Ａ／Ｄ変換器２１、メモリ２２及びＤ／Ａ変
換器２３は遅延回路を構成するものとし、その遅延時間
は例えば検査すべきパターンの周期性を考慮して設定す
ることができ、本例ではポリゴンスキャナ３の１ライン
周期とする。従って、本例では互いに隣接する走査ライ
ン毎に比較されることになる。差動増幅器２４の出力信
号は比較回路２５の一方の入力端子に供給し、その他方
の入力端子には基準電圧発生器２６からの所定の基準電
圧を供給し、差動増幅器２４からの出力が基準電圧を超
えるか否かを比較する。そして、基準電圧を超える場合
欠陥検出信号を発生し、欠陥が存在していると判定す
る。尚、この欠陥検出回路は種々の型式のものを用いる
ことができ、例えば検査すべきフォトマスク全体につい
ての基準値をメモリに記憶しておき、光検出器の出力信
号をメモリに記憶した基準値と直接比較することができ
る。また、検査すべき１個のダイ又はチイップのデータ
をメモリに記憶しておき、このデータと比較して欠陥検
出信号を発生させることもできる。
【００２６】図３はミラー１５の変形例を示す。上述し
た実施例では、ミラー１５として全面が反射性のミラー
を用いたが、本例では反射面が全面ではなく、ポリゴン
スキャナ３のビーム走査方向に延在する線状の反射面１
５ａが形成されているミラーを用いる。この場合、試料
９を透過した形成ビームは、線状のミラー面１５ａ上に
沿って周期的に移動し、線状のミラー面に入射した光だ
けがミラー１５により反射され再び試料９に入射するこ
とになる。このように構成すれば、フレヤが一層大幅に
除去され、コンフォーカリティを一層増強することがで
きる。
た実施例では、ミラー１５として全面が反射性のミラー
を用いたが、本例では反射面が全面ではなく、ポリゴン
スキャナ３のビーム走査方向に延在する線状の反射面１
５ａが形成されているミラーを用いる。この場合、試料
９を透過した形成ビームは、線状のミラー面１５ａ上に
沿って周期的に移動し、線状のミラー面に入射した光だ
けがミラー１５により反射され再び試料９に入射するこ
とになる。このように構成すれば、フレヤが一層大幅に
除去され、コンフォーカリティを一層増強することがで
きる。
【００２７】さらに、本例では、ダイクロイックミラー
７と第１の対物レンズ８との間の光路中に１／４波長板
を挿脱自在に配置することができる。この場合、この１
／４波長板が光路から除去されている場合試料９を２回
透過した透過光だけが光検出器１８に入射する。一方、
１／４波長板が光路中に配置されると、試料からの透過
光は偏光ビームスプリッタ２を透過し光検出器１８に入
射せず、試料９の表面で反射した反射光だけが偏光ビー
ムスプリッタ２で反射し光検出器１８に入射する。この
ように構成すれば、１／４波長板を挿脱するだけで反射
モード検査と透過モード検査とを切り換えることができ
る。
７と第１の対物レンズ８との間の光路中に１／４波長板
を挿脱自在に配置することができる。この場合、この１
／４波長板が光路から除去されている場合試料９を２回
透過した透過光だけが光検出器１８に入射する。一方、
１／４波長板が光路中に配置されると、試料からの透過
光は偏光ビームスプリッタ２を透過し光検出器１８に入
射せず、試料９の表面で反射した反射光だけが偏光ビー
ムスプリッタ２で反射し光検出器１８に入射する。この
ように構成すれば、１／４波長板を挿脱するだけで反射
モード検査と透過モード検査とを切り換えることができ
る。
【００２８】図１に示す欠陥検査装置は、光検出器１８
から出力信号をクロック信号により一定の周波数でサン
プリングして映像信号を発生させ、ポリゴンスキャナ３
による走査を主走査と、ステージ１０をスキャン方向と
直交する方向に移動させることによりレーザ顕微鏡を構
成することができる。従って、前述した１／４波長板を
挿脱自在に光路中に配置することにより試料の透過像及
び反射像を選択的に撮像することができる。
から出力信号をクロック信号により一定の周波数でサン
プリングして映像信号を発生させ、ポリゴンスキャナ３
による走査を主走査と、ステージ１０をスキャン方向と
直交する方向に移動させることによりレーザ顕微鏡を構
成することができる。従って、前述した１／４波長板を
挿脱自在に光路中に配置することにより試料の透過像及
び反射像を選択的に撮像することができる。
【００２９】図４は本発明による透過型欠陥検査装置の
構成を示す。尚、図１で用いた構成要素と同一の構成要
素には同一符号を付して説明する。本例では、マルチビ
ーム照明方式を利用してスループットを大幅に改善す
る。レーザ光源１から発生したレーザビームを回折格子
３０に入射させ、第１の方向すなわち紙面と直交する方
向に整列した複数の光ビームに変換する。これら複数の
光ビームは第１及び第２のリレーレンズ３１及び３２を
経て偏光ビームスプリッタ２に入射し、この偏光ビーム
スプリッタ２を透過してポリゴンスキャナ３に入射す
る。ポリゴンスキャナ３は、入射した複数の光ビームを
第１の方向と直交する第２の方向（紙面内方向）に所定
の周波数で周期的に偏向する。ポリゴンスキャナ３で反
射した複数の光ビームは第３のリレーレンズ４、高速ポ
ジショナ５、第４のリレーレンズ６及びイクロイックミ
ラー７を経て第１の対物レンズ８に入射する。第１の対
物レンズ８は、入射した複数の光ビームを微小スポット
状に集束して欠陥検査すべき試料９に投射する。従っ
て、試料９上には複数の微小な光スポットが第１の方向
と対応する方向に沿ってライン状に形成される。
構成を示す。尚、図１で用いた構成要素と同一の構成要
素には同一符号を付して説明する。本例では、マルチビ
ーム照明方式を利用してスループットを大幅に改善す
る。レーザ光源１から発生したレーザビームを回折格子
３０に入射させ、第１の方向すなわち紙面と直交する方
向に整列した複数の光ビームに変換する。これら複数の
光ビームは第１及び第２のリレーレンズ３１及び３２を
経て偏光ビームスプリッタ２に入射し、この偏光ビーム
スプリッタ２を透過してポリゴンスキャナ３に入射す
る。ポリゴンスキャナ３は、入射した複数の光ビームを
第１の方向と直交する第２の方向（紙面内方向）に所定
の周波数で周期的に偏向する。ポリゴンスキャナ３で反
射した複数の光ビームは第３のリレーレンズ４、高速ポ
ジショナ５、第４のリレーレンズ６及びイクロイックミ
ラー７を経て第１の対物レンズ８に入射する。第１の対
物レンズ８は、入射した複数の光ビームを微小スポット
状に集束して欠陥検査すべき試料９に投射する。従っ
て、試料９上には複数の微小な光スポットが第１の方向
と対応する方向に沿ってライン状に形成される。
【００３０】試料９を透過した透過光は、板厚補正素子
１１、第２の対物レンズ１２、１／４波長板１３及びリ
レーレンズ１４を経てミラー１５に垂直に入射する。ミ
ラーに入射した複数の透過ビームは、光路を逆行し、再
びリレーレンズ１４及び１／４波長板１４を経て第２の
対物レンズ１３に入射し、再び微小スポット状に集束さ
れ、板厚補正素子１１を透過して試料９に入射する。
１１、第２の対物レンズ１２、１／４波長板１３及びリ
レーレンズ１４を経てミラー１５に垂直に入射する。ミ
ラーに入射した複数の透過ビームは、光路を逆行し、再
びリレーレンズ１４及び１／４波長板１４を経て第２の
対物レンズ１３に入射し、再び微小スポット状に集束さ
れ、板厚補正素子１１を透過して試料９に入射する。
【００３１】試料９を２回透過した光及び試料の表面で
反射した光は第１の対物レンズにより集光され、光路を
逆光してポリゴンスキャナ３に入射する。そして、ポリ
ゴンスキャナ３によりデスキャンされて偏光ビームスプ
リッタ２に入射する。ここで、試料９の表面で反射した
反射光は、１／４波長板を通過していないので、レーザ
光源から出射した光と同一の偏光状態にあり、一方試料
を２回透過した光は１／４波長板を２回通過しているの
で、その偏光面は光源からの出射ビームの偏光面に対し
て９０°回転している。この結果、試料からの反射光は
偏光ビームスプリッタ２を透過し、試料からの透過光は
偏光ビームスプリッタで反射し、試料からの反射光と透
過光とが互いに分離される。
反射した光は第１の対物レンズにより集光され、光路を
逆光してポリゴンスキャナ３に入射する。そして、ポリ
ゴンスキャナ３によりデスキャンされて偏光ビームスプ
リッタ２に入射する。ここで、試料９の表面で反射した
反射光は、１／４波長板を通過していないので、レーザ
光源から出射した光と同一の偏光状態にあり、一方試料
を２回透過した光は１／４波長板を２回通過しているの
で、その偏光面は光源からの出射ビームの偏光面に対し
て９０°回転している。この結果、試料からの反射光は
偏光ビームスプリッタ２を透過し、試料からの透過光は
偏光ビームスプリッタで反射し、試料からの反射光と透
過光とが互いに分離される。
【００３２】偏光ビームスプリッタ２で反射した試料か
らの複数の透過ビームはリレーレンズ１７を経て光検出
器３３に入射する。ここで、光検出器３３に入射する光
ビームは、ポリゴンスキャナによりデスキャンされてい
るので、光検出器３３に対して静止した状態で入射す
る。本例では、光検出器３３は、複数の光ファイバと複
数のフォトダイオードとの組合せにより構成する。複数
の光ファイバの入射端をライン状に配列し、各光ファイ
バの出射端にはフォトダイオードをそれぞれ光学的に結
合する。従って、この光検出器は、複数の受光素子がラ
イン状に配列されたリニァイメージセンサと考えること
ができる。ライン状に配列された複数の光ファイバの入
射端は第１の方向に対応する方向に配置する。従って、
試料からの複数の透過ビームはそれぞれ対応する光ファ
イバに入射し、各フォトダイオードにそれぞれ入射し、
電気信号に変換されて並列に出力される。このように構
成することにより、共焦点光学系が構成されると共に、
フォトダイオードアレイは任意の位置に配置できるの
で、光学系の設計の自由度が増大する。尚、試料９と光
検出器３３との間の光路に配置したいずれかのリレーレ
ンズをズームレンズで構成し、ズームレンズの倍率を調
整することにより、試料からの複数の透過ビームのピッ
チを光ファイバアレイのピッチに整合させることができ
る。本例では、リレーレンズ１７をズームレンズで構成
し、その倍率を調整して試料からの各透過ビームをそれ
ぞれ対応する光ファイバに入射させる。
らの複数の透過ビームはリレーレンズ１７を経て光検出
器３３に入射する。ここで、光検出器３３に入射する光
ビームは、ポリゴンスキャナによりデスキャンされてい
るので、光検出器３３に対して静止した状態で入射す
る。本例では、光検出器３３は、複数の光ファイバと複
数のフォトダイオードとの組合せにより構成する。複数
の光ファイバの入射端をライン状に配列し、各光ファイ
バの出射端にはフォトダイオードをそれぞれ光学的に結
合する。従って、この光検出器は、複数の受光素子がラ
イン状に配列されたリニァイメージセンサと考えること
ができる。ライン状に配列された複数の光ファイバの入
射端は第１の方向に対応する方向に配置する。従って、
試料からの複数の透過ビームはそれぞれ対応する光ファ
イバに入射し、各フォトダイオードにそれぞれ入射し、
電気信号に変換されて並列に出力される。このように構
成することにより、共焦点光学系が構成されると共に、
フォトダイオードアレイは任意の位置に配置できるの
で、光学系の設計の自由度が増大する。尚、試料９と光
検出器３３との間の光路に配置したいずれかのリレーレ
ンズをズームレンズで構成し、ズームレンズの倍率を調
整することにより、試料からの複数の透過ビームのピッ
チを光ファイバアレイのピッチに整合させることができ
る。本例では、リレーレンズ１７をズームレンズで構成
し、その倍率を調整して試料からの各透過ビームをそれ
ぞれ対応する光ファイバに入射させる。
【００３３】光検出器３３からの出力信号を並列に出力
して電流−電圧変換増幅器アレイ３４にそれぞれ供給
し、電圧信号に変換された各信号を比較回路３５に供給
する。比較回路３５において、各光検出素子からの出力
信号を比較し、例えば隣接する光検出素子間の出力信号
同士を比較して欠陥検出信号を発生する。尚、欠陥検出
は、隣接する素子からの出力信号を比較するだけでな
く、１個おき又は２おき等の素子間の出力信号同士を比
較することもできる。このように構成すれば、試料が同
時に複数の光ビームで走査されると共に、光検出器から
の出力信号を同時に並列に出力して欠陥検出を行うこと
ができるので、欠陥検査時間が大幅に短縮し、スループ
ットを大幅に改善することができる。
して電流−電圧変換増幅器アレイ３４にそれぞれ供給
し、電圧信号に変換された各信号を比較回路３５に供給
する。比較回路３５において、各光検出素子からの出力
信号を比較し、例えば隣接する光検出素子間の出力信号
同士を比較して欠陥検出信号を発生する。尚、欠陥検出
は、隣接する素子からの出力信号を比較するだけでな
く、１個おき又は２おき等の素子間の出力信号同士を比
較することもできる。このように構成すれば、試料が同
時に複数の光ビームで走査されると共に、光検出器から
の出力信号を同時に並列に出力して欠陥検出を行うこと
ができるので、欠陥検査時間が大幅に短縮し、スループ
ットを大幅に改善することができる。
【００３４】尚、本例では、ビーム偏向装置３と第１の
対物レンズ８との間に第２の１／４波長板３６を光路に
対して挿脱自在に配置して、試料からの透過光による欠
陥検査と反射光による欠陥検査とを自由に切り換えられ
るように構成する。第２の１／４波長板３６が光路から
除外されている場合、上述したように、試料からの透過
光だけが光検出器に入射し、透過型の欠陥検査が行われ
る。一方、第２の１／４波長板３６を光路中に挿入する
と、試料からの反射光はその偏光面がレーザ光源から出
射した光に対して９０°回転し、偏光ビームスプリッタ
２で反射する。これに対して、試料からの透過光は２個
の１／４波長板をそれぞれ２回通過するので、その偏光
面はレーザ光源から出射した光の偏光面と一致し、偏光
ビームスプリッタ２を透過する。この結果、試料からの
反射光だけが偏光ビームスプリッタ２により反射され光
検出器に入射し、反射光による反射型の欠陥検査が行わ
れることになる。このように、本例の欠陥検査装置は、
第２の１／４波長板の光路への挿入を切り換えるだけ
で、透過型と反射型とを容易に切り換えることができ、
欠陥検査装置の機能が大幅に増大する。尚、第２の１／
４波長板は、偏光ビームスプリッタ２と試料９との間の
いずれの位置にも配置することができる。
対物レンズ８との間に第２の１／４波長板３６を光路に
対して挿脱自在に配置して、試料からの透過光による欠
陥検査と反射光による欠陥検査とを自由に切り換えられ
るように構成する。第２の１／４波長板３６が光路から
除外されている場合、上述したように、試料からの透過
光だけが光検出器に入射し、透過型の欠陥検査が行われ
る。一方、第２の１／４波長板３６を光路中に挿入する
と、試料からの反射光はその偏光面がレーザ光源から出
射した光に対して９０°回転し、偏光ビームスプリッタ
２で反射する。これに対して、試料からの透過光は２個
の１／４波長板をそれぞれ２回通過するので、その偏光
面はレーザ光源から出射した光の偏光面と一致し、偏光
ビームスプリッタ２を透過する。この結果、試料からの
反射光だけが偏光ビームスプリッタ２により反射され光
検出器に入射し、反射光による反射型の欠陥検査が行わ
れることになる。このように、本例の欠陥検査装置は、
第２の１／４波長板の光路への挿入を切り換えるだけ
で、透過型と反射型とを容易に切り換えることができ、
欠陥検査装置の機能が大幅に増大する。尚、第２の１／
４波長板は、偏光ビームスプリッタ２と試料９との間の
いずれの位置にも配置することができる。
【００３５】光源装置から発生する複数の光ビーム間の
ピッチは、用いる回折格子の条件により規定されるが、
欠陥検査すべき試料の特性に応じて検査ビーム間のピッ
チを自在に設定することを希望する場合も多い。特に、
試料に形成されている検査すべきパターンが周期性を有
する場合、光源装置から発生する複数の検査ビームのピ
ッチをパターンのピッチに整合させて欠陥検査すること
を望む場合がある。このような要求に適合させるため、
光源装置と第１の対物レンズとの間にズームレンズ系を
配置し、その倍率を調整することにより検査ビームのピ
ッチを検査すべきパターンのピッチに整合させることが
できる。このように構成すれば、各検査ビームが各パタ
ーンの同一の部分を走査するので、光検出器からの出力
信号を互いに比較するだけで欠陥の存在を見出すことが
できる。
ピッチは、用いる回折格子の条件により規定されるが、
欠陥検査すべき試料の特性に応じて検査ビーム間のピッ
チを自在に設定することを希望する場合も多い。特に、
試料に形成されている検査すべきパターンが周期性を有
する場合、光源装置から発生する複数の検査ビームのピ
ッチをパターンのピッチに整合させて欠陥検査すること
を望む場合がある。このような要求に適合させるため、
光源装置と第１の対物レンズとの間にズームレンズ系を
配置し、その倍率を調整することにより検査ビームのピ
ッチを検査すべきパターンのピッチに整合させることが
できる。このように構成すれば、各検査ビームが各パタ
ーンの同一の部分を走査するので、光検出器からの出力
信号を互いに比較するだけで欠陥の存在を見出すことが
できる。
【００３６】さらに、本例では、ビーム偏向装置である
ポリゴンスキャナ３と第１の対物レンズ８との間に、ノ
マルスキープリズム３７を光路に挿入可能に配置する。
このノマルスキープリズムは第１の対物レンズと共に差
分干渉光学系を構成する。従って、第２の１／４波長板
３６を光路中に配置した反射型の検査モードにおいて、
ノマルスキープリズム３７も光路中に配置すると、所定
量だけ横ずらしされた像と横ずらしされていない像とが
合成された差分干渉画像が形成される。この差分干渉画
像を形成することにより、試料に存在する位相情報、例
えば位相シフトマスクの位相シフタの形成の有無や表面
の高さの差による干渉情報を電気信号として取り出すこ
とができ、位相シフトマスクの検査に有用である。ま
た、透過モードにおいて、ノルマルスキープリズムを光
路中に配置することにより透過光の位相差による干渉情
報を得ることができる。
ポリゴンスキャナ３と第１の対物レンズ８との間に、ノ
マルスキープリズム３７を光路に挿入可能に配置する。
このノマルスキープリズムは第１の対物レンズと共に差
分干渉光学系を構成する。従って、第２の１／４波長板
３６を光路中に配置した反射型の検査モードにおいて、
ノマルスキープリズム３７も光路中に配置すると、所定
量だけ横ずらしされた像と横ずらしされていない像とが
合成された差分干渉画像が形成される。この差分干渉画
像を形成することにより、試料に存在する位相情報、例
えば位相シフトマスクの位相シフタの形成の有無や表面
の高さの差による干渉情報を電気信号として取り出すこ
とができ、位相シフトマスクの検査に有用である。ま
た、透過モードにおいて、ノルマルスキープリズムを光
路中に配置することにより透過光の位相差による干渉情
報を得ることができる。
【００３７】図４に示す欠陥検査装置の光学系を利用し
て反射モードと透過モードとの間で切り換え可能なレー
ザ顕微鏡を構成することも可能である。レーザ顕微鏡と
して構成する場合、光検出器３３を各素子に蓄積された
電荷を順次読み出して映像信号を発生するリニアイメー
ジセンサで構成する。この場合、１／４波長板３６を光
路に挿入又は取り出すだけで反射モードと透過モードと
を切り換えることができる。従って、１個の光検出器を
用いるだけで試料の透過像及び反射像の両方を撮像する
ことができる。
て反射モードと透過モードとの間で切り換え可能なレー
ザ顕微鏡を構成することも可能である。レーザ顕微鏡と
して構成する場合、光検出器３３を各素子に蓄積された
電荷を順次読み出して映像信号を発生するリニアイメー
ジセンサで構成する。この場合、１／４波長板３６を光
路に挿入又は取り出すだけで反射モードと透過モードと
を切り換えることができる。従って、１個の光検出器を
用いるだけで試料の透過像及び反射像の両方を撮像する
ことができる。
【００３８】図５は本発明による欠陥検査装置の光学系
を利用したレーザ顕微鏡の構成を示す。本例では、図１
に示す欠陥検査装置の光学系を利用して試料の反射像及
び透過像を同時に撮像することができ、又は光路を切り
換えることにより反射像又は透過像のいずれをも撮像す
ることができるレーザ顕微鏡について説明する。尚、図
１で用いた構成要素と同一の構成要素には同一符号を付
して説明する。レーザ光源１から発生したレーザ光、例
えばＰ偏光したレーザ光は、第１の偏光ビームスプリッ
タ４０を透過し、１／２波長板４１及びファラディロー
テータ４２を経て第２の偏光ビームスプリッタ４３に入
射する。１／２波長板４１を透過したレーザ光はファラ
ディローテータ４２により元の偏光状態の光すなわちＰ
偏光した光に変換されるので、第２の偏光ビームスプリ
ッタ４３を第１の偏光ビームスプリッタと同一の偏光面
に設定することにより、入射したレーザ光は第２の偏光
ビームスプリッタ４３を透過する。この透過光はポリゴ
ンスキャナ３により周期的に１方向に偏向され、第１の
対物レンズ８を経て試料９に入射する。そして、試料９
の表面で一部のレーザ光が反射し、残りのレーザ光は試
料を透過する。試料９を透過したレーザ光は１／４波長
板１３を経てミラー１５で反射し、再び１／４波長板１
３を透過した試料９に入射し、再び試料を透過する。試
料９の表面で反射した反射光及び試料９を２回透過した
透過光は同一の逆行し、ポリゴンスキャナ３によりデス
キャンされ、第２の偏光ビームスプリッタ４３に入射す
る。
を利用したレーザ顕微鏡の構成を示す。本例では、図１
に示す欠陥検査装置の光学系を利用して試料の反射像及
び透過像を同時に撮像することができ、又は光路を切り
換えることにより反射像又は透過像のいずれをも撮像す
ることができるレーザ顕微鏡について説明する。尚、図
１で用いた構成要素と同一の構成要素には同一符号を付
して説明する。レーザ光源１から発生したレーザ光、例
えばＰ偏光したレーザ光は、第１の偏光ビームスプリッ
タ４０を透過し、１／２波長板４１及びファラディロー
テータ４２を経て第２の偏光ビームスプリッタ４３に入
射する。１／２波長板４１を透過したレーザ光はファラ
ディローテータ４２により元の偏光状態の光すなわちＰ
偏光した光に変換されるので、第２の偏光ビームスプリ
ッタ４３を第１の偏光ビームスプリッタと同一の偏光面
に設定することにより、入射したレーザ光は第２の偏光
ビームスプリッタ４３を透過する。この透過光はポリゴ
ンスキャナ３により周期的に１方向に偏向され、第１の
対物レンズ８を経て試料９に入射する。そして、試料９
の表面で一部のレーザ光が反射し、残りのレーザ光は試
料を透過する。試料９を透過したレーザ光は１／４波長
板１３を経てミラー１５で反射し、再び１／４波長板１
３を透過した試料９に入射し、再び試料を透過する。試
料９の表面で反射した反射光及び試料９を２回透過した
透過光は同一の逆行し、ポリゴンスキャナ３によりデス
キャンされ、第２の偏光ビームスプリッタ４３に入射す
る。
【００３９】試料９を２回透過した透過光は１／４波長
板１３を２回透過しているから、試料への入射光に対し
て偏光面が９０°回転しており、従って偏光ビームスプ
リッタ４３で反射する。偏光ビームスプタッタ４３で反
射した試料からの反射光はリレーレンズ１７及びピンホ
ール１８を経て第１の光検出器４４に入射する。第１の
光検出器４４は、蓄積された電荷を駆動回路（図示せ
ず）からの駆動信号に基づいて順次読み出して映像信号
を発生する。従って、試料９の反射像が形成されること
になる。
板１３を２回透過しているから、試料への入射光に対し
て偏光面が９０°回転しており、従って偏光ビームスプ
リッタ４３で反射する。偏光ビームスプタッタ４３で反
射した試料からの反射光はリレーレンズ１７及びピンホ
ール１８を経て第１の光検出器４４に入射する。第１の
光検出器４４は、蓄積された電荷を駆動回路（図示せ
ず）からの駆動信号に基づいて順次読み出して映像信号
を発生する。従って、試料９の反射像が形成されること
になる。
【００４０】一方、試料９の表面で反射した反射光は偏
光面が回転していないので、偏光ビームスプタッタ４３
を透過する。そして、ファラディローテータ４２及び１
／２波長板４１を通過して第１の偏光ビームスプリッタ
４０に入射する。ファラディローテータ４２及び１／２
波長板４１を通過することにより、試料からの反射光は
偏光面が９０°回転しているので、この反射光は第１の
偏光ビームスプリッタ４０で反射する。そして、リレー
レンズ４５及びピンホール４６を経て第２の光検出器４
７に入射する。第２の光検出器４７は、蓄積された電荷
を駆動回路（図示せず）からの駆動信号に基づいて順次
読み出して映像信号を発生する。従って、試料９の透過
像が形成されることになる。このように構成すれば、試
料の反射像及び透過像の両方を同時に撮像することがで
きる。
光面が回転していないので、偏光ビームスプタッタ４３
を透過する。そして、ファラディローテータ４２及び１
／２波長板４１を通過して第１の偏光ビームスプリッタ
４０に入射する。ファラディローテータ４２及び１／２
波長板４１を通過することにより、試料からの反射光は
偏光面が９０°回転しているので、この反射光は第１の
偏光ビームスプリッタ４０で反射する。そして、リレー
レンズ４５及びピンホール４６を経て第２の光検出器４
７に入射する。第２の光検出器４７は、蓄積された電荷
を駆動回路（図示せず）からの駆動信号に基づいて順次
読み出して映像信号を発生する。従って、試料９の透過
像が形成されることになる。このように構成すれば、試
料の反射像及び透過像の両方を同時に撮像することがで
きる。
【００４１】尚、上述した実施例では、第２のビームス
プリッタ４０を偏光ビームスプリッタで構成したが、入
射する光のうち一部の光を反射し残りの光を透過するニ
ュートラル形のビームスプリッタで構成することもでき
る。この場合、偏光変換光学系として機能する１／２波
長板４１及びファラディローテータ４２は不要である。
プリッタ４０を偏光ビームスプリッタで構成したが、入
射する光のうち一部の光を反射し残りの光を透過するニ
ュートラル形のビームスプリッタで構成することもでき
る。この場合、偏光変換光学系として機能する１／２波
長板４１及びファラディローテータ４２は不要である。
【００４２】図５に示すレーザ顕微鏡は、試料からの反
射像及び透過像を同時に撮像することができるので、こ
れらの反射光及び透過光を利用して欠陥検査装置として
も用いることができる。すなわち、第１及び第２の光検
出器４４及び４７の出力信号を信号処理回路に供給し、
例えばこれらの信号の極性を互いに反転しレベル調整を
行ってから加算することにより試料に形成されたパター
ンの欠陥を検出することができる。例えば、試料の表面
にレジストのかすが残存している場合、光検出器４４に
入射する試料からの反射光の光量が低下するため、加算
された出力信号のレベルが基準のレベルよりも低下し、
欠陥の存在を検出することができる。また、遮光パター
ンの膜厚が基準値よりも薄い場合透過光のレベルが基準
値よりも高くなり、この結果加算された出力信号のレベ
ルが基準レベルよりも上昇し、同様に欠陥の存在を検出
することができる。勿論、上述した欠陥検査に加えて、
試料からの反射光だけによる欠陥検査及び透過光だけに
よる欠陥検査も併せて同時に行うことができる。従っ
て、本例の場合３種類の欠陥検査を行うことができる。
さらに、本例においても、図４に示す実施例と同様にノ
マルスキープリズムを光路中に配置して差分干渉像を形
成し、表面の高さの差による欠陥情報や透過光の位相差
による欠陥情報を得ることもできる。従って、本例の欠
陥検査装置は１個の検査装置で多種多様な欠陥検査を行
うことができる利点が達成される。
射像及び透過像を同時に撮像することができるので、こ
れらの反射光及び透過光を利用して欠陥検査装置として
も用いることができる。すなわち、第１及び第２の光検
出器４４及び４７の出力信号を信号処理回路に供給し、
例えばこれらの信号の極性を互いに反転しレベル調整を
行ってから加算することにより試料に形成されたパター
ンの欠陥を検出することができる。例えば、試料の表面
にレジストのかすが残存している場合、光検出器４４に
入射する試料からの反射光の光量が低下するため、加算
された出力信号のレベルが基準のレベルよりも低下し、
欠陥の存在を検出することができる。また、遮光パター
ンの膜厚が基準値よりも薄い場合透過光のレベルが基準
値よりも高くなり、この結果加算された出力信号のレベ
ルが基準レベルよりも上昇し、同様に欠陥の存在を検出
することができる。勿論、上述した欠陥検査に加えて、
試料からの反射光だけによる欠陥検査及び透過光だけに
よる欠陥検査も併せて同時に行うことができる。従っ
て、本例の場合３種類の欠陥検査を行うことができる。
さらに、本例においても、図４に示す実施例と同様にノ
マルスキープリズムを光路中に配置して差分干渉像を形
成し、表面の高さの差による欠陥情報や透過光の位相差
による欠陥情報を得ることもできる。従って、本例の欠
陥検査装置は１個の検査装置で多種多様な欠陥検査を行
うことができる利点が達成される。
【００４３】本発明は上述した実施例だけに限定され
ず、種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した
図５に示したパターン欠陥検査装置及びレーザ顕微鏡は
１本のレーザビームで試料を走査する構成としたが、勿
論図４に示すように複数本のレーザビームを用いて試料
を走査することもでき、この場合光検出器を複数の受光
素子を有する光検出器で構成し、試料からの反射光又は
透過光が対応する受光素子に入射するように構成する。
ず、種々の変形や変更が可能である。例えば、上述した
図５に示したパターン欠陥検査装置及びレーザ顕微鏡は
１本のレーザビームで試料を走査する構成としたが、勿
論図４に示すように複数本のレーザビームを用いて試料
を走査することもでき、この場合光検出器を複数の受光
素子を有する光検出器で構成し、試料からの反射光又は
透過光が対応する受光素子に入射するように構成する。
【図１】本発明による欠陥検査装置の一例の構成を示す
線図である。
線図である。
【図２】欠陥検査回路の一例の構成を示す回路図であ
る。
る。
【図３】ミラーの変形例を示す線図である。
【図４】本発明による欠陥検査装置の変形例を示す線図
である。
である。
【図５】本発明によるレーザ顕微鏡の一例を示す線図で
ある。
ある。
１ レーザ光源 ２ 偏光ビームスプリッタ ３ ビーム偏向装置 ４ ４、６、１４、１７、３１、３２ リレーレンズ ５ 高速ポジショナ ７ ダイクロイックミラー ８ 第１の対物レンズ ９ 試料 １０ 試料ステージ １１ 板厚補正素子 １２ 第２の対物レンズ １３、３６ １／４波長板 １５ ミラー １８ 光検出器 １９ ピンホール ２０ 欠陥検出回路 ３０ 回折格子
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年４月１７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】本発明では、検査すべき試料を透過した透
過光をミラーにより反射して再度試料に向けて投射し、
試料を２回透過した光を光検出器に入射させるダブルパ
ス方式を採用する。検査ビームが試料の同一の部分を２
回透過するので、コントラストが一層増大し、ハーフト
ーン型の位相シフトマスクのような検査波長域における
透過率が比較的高い遮光パターンが用いられている試料
でも正確に欠陥検査することができる。さらに、例えば
レジスト膜の滓の付着のような透明欠陥についても、検
査ビームは透明欠陥を２回通過するので、透明欠陥によ
り回折し又は散乱する光が増大する。このような光は光
路外に出射して光学系の瞳に入らないため、最終的に光
検出器に入射せず、この結果透明欠陥が存在する部分は
周囲よりも暗く検出されることになる。従って、従来の
欠陥検査装置では検出できなかった透明欠陥も明瞭に検
出することができる。
過光をミラーにより反射して再度試料に向けて投射し、
試料を２回透過した光を光検出器に入射させるダブルパ
ス方式を採用する。検査ビームが試料の同一の部分を２
回透過するので、コントラストが一層増大し、ハーフト
ーン型の位相シフトマスクのような検査波長域における
透過率が比較的高い遮光パターンが用いられている試料
でも正確に欠陥検査することができる。さらに、例えば
レジスト膜の滓の付着のような透明欠陥についても、検
査ビームは透明欠陥を２回通過するので、透明欠陥によ
り回折し又は散乱する光が増大する。このような光は光
路外に出射して光学系の瞳に入らないため、最終的に光
検出器に入射せず、この結果透明欠陥が存在する部分は
周囲よりも暗く検出されることになる。従って、従来の
欠陥検査装置では検出できなかった透明欠陥も明瞭に検
出することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】このように、検査ビームが試料を２回透過
するダブルパス方式を利用することにより検査ビームが
試料の同一部分を２回透過するので、コントラストが増
大し、ハーフトーン型位相シフトマスクのような遮光パ
ターンの透過率が大きな試料であって特に投影光の波長
における透過率と検査ビームの波長における透過率とが
相違するような試料でもパターンの欠陥を正確に検査す
ることができる。
するダブルパス方式を利用することにより検査ビームが
試料の同一部分を２回透過するので、コントラストが増
大し、ハーフトーン型位相シフトマスクのような遮光パ
ターンの透過率が大きな試料であって特に投影光の波長
における透過率と検査ビームの波長における透過率とが
相違するような試料でもパターンの欠陥を正確に検査す
ることができる。
Claims (20)
- 【請求項１】 透明基板に形成されたパターンの欠陥を
検査するパターン欠陥検査装置であって、光ビームを放
出する光源装置と、光源装置からの光ビームを第１の方
向に偏向するビーム偏向装置と、偏向された光ビームを
集束して検査すべき試料に投射する第１の対物レンズ
と、検査すべき試料を支持する試料ステージと、前記試
料を透過した光ビームを前記試料に向けて反射するミラ
ーと、このミラーからの光ビームを再び集束して試料に
投射する第２の対物レンズと、試料を透過した光を受光
する光検出器と、この光検出器からの出力信号を処理し
て欠陥検出信号を発生する欠陥検出回路と、前記試料ス
テージを少なくとも前記第１の方向と直交する第２の方
向に駆動するステージ駆動装置とを具え、前記第２の対
物レンズから出射し試料を透過した透過光を前記第１の
対物レンズ及びビーム偏向装置を介して光検出器に入射
させることを特徴とするパターン欠陥検査装置。 - 【請求項２】 第１の偏光状態の光ビームを放出するレ
ーザ光源と、レーザ光源からの光ビームを第１の方向に
偏向するビーム偏向装置と、偏向された光ビームを集束
して検査すべき試料に投射する第１の対物レンズと、検
査すべき試料を支持する試料ステージと、前記試料ステ
ージを前記第１の方向と直交する第２の方向に駆動する
ステージ駆動装置と、前記試料を透過した光ビームを前
記試料に向けて反射するミラーと、このミラーからの光
ビームを再び集束して試料に投射する第２の対物レンズ
と、前記ミラーと試料との間に配置され、２回通過した
光の偏光状態を第１の偏光状態から第２の偏光状態に変
換する１／４波長板と、試料からの光を受光する光検出
器と、前記第１の対物レンズと光検出器との間に配置さ
れ、第１の偏光状態の光を透過させ第２の偏光状態の光
を反射する偏光ビームスプリッタと、前記光検出器から
の出力信号を処理して欠陥検出信号を発生する欠陥検出
回路と、を具え、前記第２の対物レンズから出射し試料
を透過した透過光を前記第１の対物レンズ、ビーム偏向
装置及び偏光ビームスプリッタを介して光検出器に入射
させることを特徴とするパターン欠陥検査装置。 - 【請求項３】 前記光検出器が、共焦点光学系を構成す
るピンホール開口を有することを特徴とする請求項１又
は２に記載の光学式欠陥検査装置。 - 【請求項４】 前記偏光ビームスプリッタと試料との間
に１／４波長板を挿脱自在に配置し、試料からの反射光
又は透過光を選択的に光検出器に入射させるように構成
したことを特徴とする請求項２又は３に記載のパターン
欠陥検査装置。 - 【請求項５】 前記第１の対物レンズと第２の対物レン
ズとの間に、検査すべき試料の透明基板の厚さを補正す
る光学素子を配置したことを特徴とする請求項４に記載
の光学式欠陥検査装置。 - 【請求項６】 前記ミラーが線状の反射面を有し、この
線状反射面の方向を、試料を透過した光ビームの走査方
向に一致させたことを特徴とする請求項４に記載のパタ
ーン欠陥検査装置。 - 【請求項７】 透明基板に形成されたパターンの欠陥を
検査するパターン欠陥検査装置であって、第１の方向に
沿って整列した複数の光ビームを放出する光源装置と、
これら複数の光ビームを集束して検査すべき試料に投射
する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支持する試
料ステージと、前記試料ステージを第１の方向と直交す
る第２の方向に駆動するステージ駆動装置と、前記試料
を透過した複数の光ビームを前記試料に向けて反射する
ミラーと、このミラーからの複数の光ビームを再び集束
して試料に投射する第２の対物レンズと、前記第１の方
向と対応する方向に配列された複数の光検出素子を有
し、各光検出素子が前記試料を透過した各透過光ビーム
をそれぞれ受光する光検出素子アレイと、前記光検出素
子アレイからの出力信号に基づいて欠陥検出信号を発生
する欠陥検出回路とを具えることを特徴とするパターン
欠陥検査装置。 - 【請求項８】 第１の方向に沿って整列した複数の光ビ
ームを放出するレーザ光源と、これら複数の光ビームを
第１の方向と直交する第２の方向に偏向するビーム偏向
装置と、前記複数の光ビームを集束して検査すべき試料
に投射する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支持
する試料ステージと、前記試料を透過した複数の光ビー
ムを前記試料に向けて反射するミラーと、このミラーか
らの複数の光ビームを再び集束して試料に投射する第２
の対物レンズと、前記レーザ光源とビーム偏向装置との
間の光路中に配置したビームスプリッタと、前記第１の
方向と対応する方向に配列された複数の光検出素子を有
し、各光検出素子が前記試料を透過した各透過光ビーム
をそれぞれ受光する光検出素子アレイと、この光検出素
子アレイからの出力信号に基づいて欠陥検出信号を発生
する欠陥検出回路とを具え、前記第２の対物レンズから
試料を透過した光ビームを第１の対物レンズ及びビーム
偏向装置を介して光検出素子アレイに入射させることを
特徴とするパターン欠陥検査装置。 - 【請求項９】 前記ビームスプリッタを偏光ビームスプ
リッタで構成し、さらに前記ミラーと試料との間に１／
４波長板を配置し、前記試料を２回通過した透過光だけ
を光検出素子アレイに入射させることを特徴とする請求
項８に記載のパターン欠陥検査装置。 - 【請求項１０】 前記ビームスプタッタと第１の対物レ
ンズとの間の光路中に１／４波長板を挿脱自在に配置
し、試料で反射した光又は試料を２回透過した光を前記
光検出素子アレイに選択的に入射させるように構成した
ことを特徴とする請求項９に記載のパターン欠陥検査装
置。 - 【請求項１１】 前記光検出素子アレイを複数のフォト
ダイオードを有するフォトダイオードアレイで構成し、
各フォトダイオードからの出力信号を並列に出力させ、
各出力信号同士を比較することにより欠陥を検出するこ
とを特徴とする請求項７から９までのいずれか１項に記
載のパターン欠陥検査装置。 - 【請求項１２】 前記光検出素子アレイと第１の対物レ
ンズとの間にリレーレンズを配置し、このリレーレンズ
をズームレンズで構成し、このズームレンズの倍率を調
整することにより試料からの光ビームが対応する光検出
素子に入射するように構成したことを特徴とする請求項
８に記載のパターン欠陥検査装置。 - 【請求項１３】 前記ビーム偏向装置と第１の対物レン
ズとの間の光路中にノマルスキープリズムを挿脱自在に
配置したことを特徴とする請求項８に記載のパターン欠
陥検査装置。 - 【請求項１４】 第１の偏光状態の光ビームを放出する
レーザ光源と、レーザ光源からの光ビームを第１の方向
に偏向するビーム偏向装置と、偏向された光ビームを集
束して検査すべき試料に投射する第１の対物レンズと、
検査すべき試料を支持する試料ステージと、前記試料ス
テージを少なくとも前記第１の方向と直交する第２の方
向に駆動するステージ駆動装置と、前記試料を透過した
光ビームを前記試料に向けて反射するミラーと、このミ
ラーからの光ビームを再び集束して試料に投射する第２
の対物レンズと、前記ミラーと試料との間に配置され、
２回通過した光の偏光状態を第１の偏光状態から第２の
偏光状態に変換する１／４波長板と、前記レーザ光源と
ビーム偏向装置との間の光路中に配置され、前記第１の
偏光状態の光を透過し第２の偏光状態の光を反射する第
１の偏光ビームスプリッタと、前記レーザ光源とビーム
偏向装置との間の光路中に配置され、前記試料を２回透
過し、前記ビーム偏向装置及び第１の偏光ビームスプリ
ッタを経て入射する試料からの透過光を受光する第１の
光検出器と、前記試料で反射し、前記ビーム偏向装置及
び第２の偏光ビームスプリッタを経て入射する試料から
の反射光を受光する第２の光検出器と、前記第１及び第
２の光検出器からの出力信号を処理して欠陥検出信号を
発生する欠陥検出回路とを具えることを特徴とするパタ
ーン欠陥検査装置。 - 【請求項１５】 前記第２のビームスプリッタを前記第
１の偏光状態の光を透過し第２の偏光状態の光を反射す
る第２の偏光ビームスプリッタで構成し、この偏光ビー
ムスプリッタと前記ビーム偏向装置との間の光路中に前
記試料からの反射光の偏光状態を第１の偏光状態から第
２の偏光状態に変換する偏光変換光学系を配置し、前記
試料からの反射光を前記偏光ビームスプリッタを経て第
２の光検出器に入射させることを特徴とする請求項１４
に記載のパターン欠陥検査装置。 - 【請求項１６】 前記偏光変換光学系を、１／２波長板
とファラディローテイタで構成したことを特徴とする請
求項１４に記載のパターン欠陥検査装置。 - 【請求項１７】 前記第２のビームスプリッタを、入射
光の一部を反射し残りの光を透過するニュートラル形の
ビームスプリッタで構成したことを特徴とする請求項１
４に記載のパターン欠陥検査装置。 - 【請求項１８】 第１の方向に沿って整列した複数の光
ビームを放出するレーザ光源と、これら複数の光ビーム
を第１の方向と直交する第２の方向に偏向するビーム偏
向装置と、前記複数の光ビームを集束して検査すべき試
料に投射する第１の対物レンズと、検査すべき試料を支
持する試料ステージと、前記試料を透過した複数の光ビ
ームを前記試料に向けて反射するミラーと、このミラー
からの複数の光ビームを再び集束して試料に投射する第
２の対物レンズと、前記第１の方向と対応する方向に配
列された複数の光検出素子を有し、各光検出素子が前記
試料を透過した各透過光ビームをそれぞれ受光する光検
出素子アレイと、この光検出素子アレイからの出力信号
に基づいて映像信号を形成する信号処理回路と、前記レ
ーザ光源とビーム偏向装置との間に配置され、レーザ光
源からの光ビームと試料からの光ビームとを分離するビ
ームスプリッタとを具え、前記第２の対物レンズから試
料を透過した光ビームを第１の対物レンズ、ビーム偏向
装置及びビームスプリッタを介して光検出素子アレイに
入射させることを特徴とするレーザ顕微鏡。 - 【請求項１９】 前記ミラーと第２の対物レンズとの間
の光路中に１／４波長板を配置し、前記ビームスプリッ
タを偏光ビームスプリッタとしたことを特徴とする請求
項１８に記載のレーザ顕微鏡。 - 【請求項２０】 前記ビーム偏向装置と第１の対物レン
ズとの間の光路中に別の１／４波長板を挿脱自在に配置
し、試料の透過像又は反射像を選択的に撮像できるよう
に構成したことを特徴とする請求項１９に記載のレーザ
顕微鏡。
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