JPS5862543A - 欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、微小なゴミ等の異物を検出する装置に関し、
％に、ＬＳＩ用フォトマスク。

レティクル・等の基板上に付着した異物の検査装置［ｌ
ｌｊる。

ＬＳＩ用フォトマスクやウェハを製造する過程において
、レティクル、マスク等に異物か付着することがあり、
これらの異物は、製造された・マスク、ウェハの欠陥の
原因となる。

％に、縮小投影型のパターン焼付は装置において、この
欠陥は各マスク・ウニ□ハの全チップに共通の欠陥とし
て現われるため、製造工＠においズ厳重に検・査する必
要がある。このため、一般には目視による異物検査を行
なうことが考えられるがこの・方法は通常−検査が何時
間にもおよび、作業者の疲労を誘い、検査率の低減を招
いてしまう。そこで、近年、マスクやレティクルに付着
した異物のみ′をし−サビーム等を照射して自動的に検
出する装置が種々考えられている。例えばマスクやレテ
ィクルに垂直にレーザビームを照射し、その光スポット
を２次元的に走査する。このとき、マスクやレティクル
上のパターンエツジ（クロム等の遮光部のエツジ）から
の散乱光は指向性が強く、異物応・らの散乱光は無指向
１／Ｃ発生する。そこでこれらの散乱光を弁別するよう
に光電検出して、元スポットの走査位置からマスクやレ
ティクル上との部分に異物が付着しているのかを検査す
る装置が知られている。ところが、この装置では、マス
クやレティクルの全面を光スポットで走査するので、小
さな異物を精度よく検出するために光スポットの径を小
さくすればそれだけ検査時間が長くなるという間勉があ
った。

さらに、この装置では、異物がクロム郷の連光部の上に
付着している１のか、ガラス面（光透過部）の上に＋を
着しているのか、また、光透過部上に付着した異物でも
、それか僅検か、その裏面に付着しているのかを区別し
たりすること等のいわゆる異物の付着状態を検査するこ
とかできなかった。

そこで、本発明の目的は、被検査物上に付着した異物を
高速に検出すると共に、異物の付着状態を高速に検査で
きる異物検査装置を提供するととにある。

本発明の詳細な説明する前に、袖検査−に一１ｆ、ビー
ムを照射したとき、異物の付着状態に応じて生じる散乱
光の様子を第１．２．３図により説明する。尚、ここで
光ビームは被検査物上を斜入射で照射するものとする。

これは元ビームを一直和入射するよりも、異物からの散
乱光とクロム等の遮光部からの散乱光との分離を曳くす
るためである。

第１図は、被検査物としてマスクやレティクル（以下総
称してフォトマスクとする。）のパターンが描画された
面ＫＪｌｔ、ビームとしてのレーザ光を照射し、フォト
マスクのガラス板上忙付着した異物によるレーザ光の散
乱と遮光部の上に付着した異物虻よる散乱の様子を示し
たものである。第２図は、ガラス板上忙付着した異物に
よる散乱と、遮光部のエツジ部による散乱との様子を示
すものである。

第３図は、ガラス板の透明部の表面と裏面とに付着した
異−忙よる散乱の様子を示すものである。

第１図において、フォトマスク５のガラス板５ａＫ密着
して設けられた！１元部５ｂを設けた面８ｓ　　（以下
、この面のことをパターン面８．と呼ぶ。）Ｋ斜入射し
たレーザ光１は、ガラス板５ａ又はｍ光ｓ５ｂによって
正反射される。尚、図中、レーザ光１以外の光束は散乱
光のみを表わす。第１図において、集光レンズと光電素
子とから成る受光５（４）はその正反射光を受光するよ
５に表わして・あるが、実際には、正反射したレーザ光
を入射しないような位置に配置する。また受党部囚は、
レーザ光１の照射部分を斜めに見込むように配置する。

これはガラス板５−のパターン面８Ｉや、遮光部５ｂの
表面の微細な凹凸によって生じる散乱光をなるべく受光
しないようにするためである。

さらに、ガラス板５１のパターン面８１と反対側の面８
瀧　（以下、裏面８．とする。）儒には、集光レンズと
光電素子を含む受Ｊ／ｌｓ俤）が設けられる。この受光
部（Ｂ）は、ガラス板Ｓｍ（特にそのパターン面８１　
）Ｋ対して、受光Ｓ体）と面対称の関係忙配置されてお
り。

裏面８１側からレーザ光１の照射部分を斜めに見込んで
いる。第１図で、受光部（Ｂ）は、ガラス板５ａを直接
透過したレーザ光を受光するよ５に＊わしであるか、実
際には、直接透過したレーザ光は受光しないような位＠
に設ける・すなわち、受光部体）、■）は共和、異物か
ら無指向に発生す□本散乱元を受光するような位置に配
置される。

そこで、図のように、ガラス板５＝の透過ＩＩＫ付着し
た異Ｉ／ｌｊＭと、遮光部５ｂの上に付着した異物ｊと
から生じる散乱光のちかいについて説明する。

受光部（Ａ）ＶＣよって検出される光電信号の大きさは
、異物ｉ、ｊともはぼ同じになる。そねは、異物ｉＩｊ
にレーザ光１を照射したとき、異物１．ｊの大きさが共
に勢しいものであれば、そこで無指向に生じる散乱光１
ａの強さも等しくなるからである。ところか、異物１で
生じる一部の散乱光１ｂはガラス板５ａを透過して受光
部（Ｂ）に達する。一般Ｋ。

散乱ｆｔ１ｂは散乱ｆｔ、１ｍにくらべて小さくなるが
、受光部（Ａｌ　、　（Ｂ）には異物１の付１１ｃよっ
て、共に何らかの光電信号が発住する。もちろん、遮光
部５ｂＫ付着した異物１からの散乱光は受光部（Ｂ）　
Ｋ達しない。

そこで、受光部囚と（Ｂ）の光電信号を調べることＫよ
り、異物がガラス板５“ａ、ｌの透明部に付着したもの
なのか、＃ｉｊｔ部５ｂＫ付着したものなのかを判別す
ることができる。

ところで、遮光部５ｂのエツジ部では、かなり指向性の
強い反射光と、無指向性の散乱光とか生じる。そこで、
上記受光部（Ａ）　、　（Ｂ）ｖエツジ部からの指向性
の強い反射光をさけて散乱光のみを受−ｙｔ、ｊるよう
に配意しても、その散乱光か異物によるものなのか、エ
ツジ部によるものなのかを判別する必要かある。このこ
とＫついて、第２図に基づいて原理の説明をする。第２
図においても、散乱光を受光する受光部は、第１図と同
様に配置する。斜入射されたレーザ光１はフォトマスク
５のパターン面８．で鏡面反射されるか、異ａＩＥＳ又
は回路パターンとしての遮光部５ｂのエツジ部では散乱
される。（正反射光等は省略しである。）遮光部５ｂは
層の厚さが０．１μｍ程度でパターン面８．＆Ｃ密着し
ているため、ガラス板５ａの外部忙直接向うが散乱光１
Ｃとガラス板５ａの内部に向→て進む散乱光１ｄとの強
度ははぼ等しくなる□。散乱光１ｄはガラス板５ａの内
部を通過後、裏面８雪より外部に出る。一方、異物の大
きさは数μｍ以上あり異物量によって散乱される光は、
異物量が表面Ｓ、より高く浮き上っているためＫ。

パターンＩＩ　８　ｓ　よりガラス板５ａの内ｓＫ向っ
て進む散乱光１・は、面Ｓ、の異物側に進む散乱光１ｆ
よりも弱い。この傾向は、パターン面８１に対する受光
部（Ａｌ　、　（Ｂ）の受光方向の仰角を小さくすれは
するはと両者の光電信号の大きさの相異として強くなる
。この現象は、面８．に密着した迩元部Ｓｂ＆Ｃ対して
散乱光は表面波として振舞うが、異物ｊはその一部での
み表面Ｓｉに接触し、大部分は空間に突出しているので
、自由空間での散乱となり、散乱光がパターン面ＢＩＫ
すれすれの角度で入射すると、反射率か高（なり、パタ
ーン面８１より内部に入る割合か少ないことからも説明
できる。従ってパターン面８ｍの側で散乱光を受光部（
ＡＪＫよって検出すると共に。

ＩＩｋ面Ｓ！を通過した散乱光も同時に受光部（Ｂ）に
よって検出し、両者の光量の比が例えは２倍以上あるか
どうかという判定によって、散乱か異−によるものか遮
光部５ｂのエツジ部虻よるものかを判別することができ
る。

次に、ガラス板５ｍの表と裏に付着した異物を判別する
［ｌＩＫついて、ｗｌＪ３図により説明する。この図中
、受光部（Ａ）　＊　（Ｂ）は、レーザ光１の照射を受
けるフォトマスク上の□部分から後方、すなわちレーザ
党１０入射側に斜めに設けられており、いわゆる異物か
らの後方散乱光な受光する。ここでは、レーザ光１ｖフ
オトマスク５のパターンの形成されていない側の面、す
なわち鼻面Ｓ鵞に入射したとき、裏面８禦に付着した異
物ｋＫよるレーザ光の散乱と、パターンか形成されてい
る側のパターン面８１に付漫した異物ｌＫよる散乱の違
いを示している。レーザ光１は裏面Ｂ、に対し、斜入射
し、一部は反射し、一部は透過してパターン面８．に至
る。異物ｋＫよる散乱光１ｇは受光部（Ａ）虻よって光
電変換される。

また、パターン面８□の透明部分に付着した異物ＩＫよ
る散乱光のうち、ガラス板５ａの内部を透過して兼面８
曾よりレーザ光入射面に散乱光１ｈとなって表われたも
のが受光部（Ａｌによって光電変換される。ところで異
物量による散乱光のうち、散乱光１ｈとパターン１１１
ＩＳ１　よりガラス板５轟の内部には入らない散乱光１
１とを比較すると、散乱光１ｈｔ丁パターン面８１及び
裏面８．による反射損失を受けるので、散乱Ｊ１１に比
較して強度が弱。

い。この両者の強度比は受光部（ＡＩ　Ｉ　（Ｂ）の散
乱光の受光方向をＪ１面Ｓ鵞又はパターン面Ｓ１に対し
てすれ１れにすれはするほど大きくなる傾向にある。こ
れは光の入射角大きければ大きいＳ表面での反射率が増
すという事実に基づ（。そこでレーザ光１のフォトマス
ク５５に対する入射位置を変化させながら、受光部（Ａ
）　、　（Ｂ）の出力をモニターすると、第４図体）。

（ｂ）のような信号がそれぞれ得られる。ここで′： 第４図＋１）　＊　（ｂ）の縦軸は夫々受光部囚、（Ｂ
）の受光する散乱光の強さに比例した量を、横軸は、時
刻又はレーザスポットのフォトマスク５にるレーザ光の
散乱では、第４図における信号波形ＡＩ、ＢｌのようＫ
なり、その信号の大きさＦＡＩとＰＢＩを比較すると、
ＰＡＩ。

方かＦＢＩの３〜８倍位大きくなり、異物ｉによる散乱
では、信号波形Ａ２．Ｂ２のような波形が得られ、大き
？！ＰＡ２とＰＨ１を比較すると、ＰＨ１の方かＰＡ２
の３〜８倍位大きくなる。従って、散乱光がある大きさ
以上となる時、受光部（Ａ）の受光部（Ｂ）　Ｋ対する
出力比かに倍、例えば２倍以上あれば、異物はレーザビ
ーム入射側の裏面Ｓ！に付着していると判断できる。

次虻本発明の出発点となる異物検査装置の一例を第５図
及び第６図に基づき説明する。

この例は、被検査物として、僚雑なパターンを有するフ
ォトアスク等よりも、パターンがない累ガラスや、比較
的単純なパターンを有するマスクを検査するのに適して
いる。また、この例は、前述の原理をより具体的に説明
するための例であって公知ではない。

第５図において、被検査物としてのフォトマスク５は載
物台９の上に周辺部のみを支えられて載置される、載物
台９は、モータ６・と送りネジ等により図中矢印４のよ
うに一次元に移動可能である。ここで、フォトマスク′
５のパターン面を図示の如く座標系１７ｇのｘ　−ｙ平
面として定める。この載物台９の移動量はリニアエンコ
ーダのような測長器１′によって測定される。一方、レ
ーザ光源８からのレーザ光は適宜、エキスパンダー（不
図示）や集光レンズ３等の元学部材和よって任意のビー
ム径に変換されて、単位面積あたりの光強度を上げる。

このレーザ″ｙｔ１は、バイブレータ、ガルバノミラ−
の如き振動鏡を有するスキャナー２によって、フォトマ
スモ Ｘ方向の範囲ＬＰＩ走査する。このとき走査するレーザ
光１はフォトマスク５の表面（Ｘ−ｙｓＦ−Ｆｋｉ）［
対して、例えば入射角７００〜８０６で斜め九入射する
。従って、レーザ′ｙｔ、１のフォトマスク５上での照
射部分は、図中はぼｙ方向に鴬ひた楕円形状のスポット
となる。

このため、スキャナー２によってレーザ光１がフォトマ
スク５を走査する領域は、１方向に範１１Ｌでｙ方向に
所定の広がりをもつ帯状の領域となる。実際にレーザ光
１がフォトマスク５の全面を走査するために、前述のモ
ータ６も同時に駆動し、レーザ光１の走査速度よりも小
さい速度でフォトマスク５をｙ方向に移動する。このと
き測長器Ｔは、レーザ光１のフォトマスク５上における
ｙ方向の照射位置に関連した測定値を出方する。

また、フォトマスク５上に付着した異物からの元情報、
すなわち無指向に生じる散乱光を検出するために受光素
子１１．１３が設けられている、この受光素子のうち素
子１１は、前記受光Ｗ（４）に相当し、レーザ光１が照
射されるフォトマスク５０表側から生じる散乱光を受光
するように＆！置される。一方、受光素子１３は、前記
受ｆｔＩＡ（Ｂ）　Ｋ相当し、裏側から生じる散乱光を
受光するように配置される。

さらに、受光素子１１と１３の各受光ｉｌ！［ＩＫはレ
ンズ１０．１２によって散乱光か集光される。そしてレ
ンズ１００元軸はｘ　　ｙ′＋面に対して斜めになるよ
うに、レーザ光１の走査範囲りのはぼ中央部をフォトマ
スク５の底側から見込むように定められる。一方、レン
ズ１２０党軸は、Ｘ　　）’平面九対してレンズ１００
元軸と面対称になるよ５に定められる。

また、レンズ１０，１２の各元軸は走査範囲りの長手方
向に対して、斜めになるように、すなわち、Ｘ　−ｙ平
面に対して小さな角度をなすように定められている。

第６図において、受光素子１１，１３の各寛信号は、各
々増幅器１００，１０１に人力する。そして増幅された
光電信号・１は２つの比較器１０３，１０４の夫々に入
力する。

また増幅された光電信号ｓ　＠　ｋ辷’増幅［Ｋの増幅
器１０２を介して比較器１０４の他方の人力印加される
。尚、受光素子１１．１３の受光量が等しいとき、信号
ｃｌ　　ｔ・、は共に同一の大きさとなる。さらに、比
較器１０３の他方の入力には、スライスレベル発生器１
０６からのスライス電圧Ｖｓが印加される。

そして、比較器１０３，１０４の各出力はアンド回路１
０５に印加する。このスライスレベル発生器１０６は、
スキャナー２を振動するための走査信号ＳＣに同期して
スライス電圧Ｖ−の大きさを変える。こハは、レーザ光
１の走査により受光素子１１からレーザ光１の照射位置
までの距離か変化する、すなわち、レンズ１０の散乱光
受光の立体角か変化するためである。そこで、走査に同
期して、レーザ光１の照射位置に応じてスライス電圧Ｖ
ｓを可変するように構成する。

この構成において、増幅器１０２の増幅率に″・　１５
〜２．５　ｆ）　＊　ＭＬ例″−ｘＡ１２に５１“５れ
ている。これは、レー　泪の入射側に付着した異物から
生じる散乱光のうち、入射側圧生じる散乱光の大きさと
、フォトマスク５を透過した散乱光の大きさとの比が第
３図、４図で説明−したように２倍以上になるからであ
る。

また、比較器１０３は、信号＠、がスライス電圧Ｖａよ
りも大きいときのみ一理ｆｌｒｌＪを出力する。また、
比較器１０４は信号・１と信号ｅ！をに倍にしたＫｅｚ
　を比較して、ｅｌ）Ｋｅｙのときのみ＆ｉ埋値「１」
を出力Ｔる。従ってアンド回路１０５は比較器１０３゜
１０４の出力か共に論理値「１」のときのみ、−即値「
１」を発生する。

次に第５図及び第６図の例の作用、動作を説、明する。

まず異物がレーザ光の入射側の−に付着していた場合、
レーザ光１かその異物のみを照射すると、信号ｅｌは、
スライス電圧Ｖｓよりも大きくなり、比較器１０３は論
町！仙「１」な出力する。また、このとき、ｅｓ＞Ｋｅ
ｌ＆τなり、比較器１０４も論理値「１」を出力する。

このためアンド回路１０５は論理値ｒｌＪを発生する。

次に異物か裏面に付着していた場合、レーザ′ｙｔ１は
、フォトマスク５に斜入射しているから、大部分がフォ
トマスク５のガラス面で正反射し、一部が裏面の異物を
照射する。このため、異物からの散乱光のうち、受光素
子１１に達する散乱光は、受ｊｔ、素子１３に達する散
乱光よりも小さな値、丁なわち・、〈Ｋ＠＠になり、比
較器１０４は論理値「０」を出力する。このため、この
とき・１　＞　Ｖ　ｓが成立していたとしても、アンド
回路１０５は論理値「０」を発生する。また、ｍ元部の
エツジ部から散乱光か生じた場合、＠２図に示したよう
に、受光素子１１．１３の受光量ははば等しくなるから
、＠１（Ｋｅｇ　となり、比較器１０４は論理値「０」
を出力する。従ってアンド回路１０５は論理値ｒＯＪを
発生する。

尚、スライス電圧Ｖ−の大きさは、異物の検知能力Ｗｃ
＠連し、スライス電圧Ｖｓが小さけれは小さいはと、よ
り小さな異物の検出が可能となる。

このように、異物かフォトマスク５ＯＮｌｌｌ（レーザ
元入射側）Ｋ付着していたときのみ、検査結果としてア
ンド回路１０５は論理値ｒｌＪを出力する。

以上述べた如く、この例は回路パターン等による散乱か
弱（、大きな異物の検出しか要求されない＃ｈ台に、き
わめて簡単な構成で、異物の付着状態として＊１ｉｉｉ
と１！に側のどちらか面に付着しているのかを弁別して
＾連に検査できる％１ｉｌＩｖ備えるものである。

以上はレーザ元を、回路パターンか形成さ１＋た面側か
ら入射し、入射したｍＫ＋ＴＮした異物の検出を行なう
場合について述べたものである。ところで、細小投影露
光装置に用いられるレティクル、マスクでは、回路パタ
ーン１ＩｌｌＫ付着した異物だけでなく、裏面のパター
ンのない面に付着しに′異物も転与されてしまう。１／
ｌＯ倍の縮小レンズを用いると、転４されるパターンの
ない換向に付着した異物で転写可能な最小の大きさは、
回路パターンのあるＩｉ］Ｖｃ付着した異物で転写可能
な最小の大きさの長さで約１．５倍、面積比で約２倍で
ある。従って裏面に付着した異物の検出も、必要な感度
で行なうことか必要である。裏面の異物を検出するには
第５図及び第６図の例で説明した装置において、フォト
マスクを裏返した形で使用すればよい。ところがこのよ
うにしても、複雑なパターンを有するフォトマスクでは
次のような間髄が生じる。即ち、回路パターンのない（
３）側の異物による散乱光の検出強度と異物の大きさと
の関係により、異物の大きさを判定しようとする場合、
回路パターン面倒の異物による散乱光の検出強度と異物
の大きさの関係は違ったものになるので、異物の大きさ
の判定に誤りを生じろことＫなる。それは牟りか、パタ
ーンの迩元部のエツジからの散乱“光の影響によって異
物の検出そのものも困難となる。

そこで、次に示すような例が考えられる。

この例は、前述の第５図及び第６図の例をさらに発展さ
せたものであり、公知でけないか本発明の基礎となる技
術として開示する。

そこで、本発明の基礎となる技術（以１、基礎技術とす
る）を第７図乃至第９図に基づいて説明−ｆる。第７図
は、異物検査装置の基礎技術による斜視図を示し、第５
図に示した例と異なる点は、さらにもう１組の受光部を
設けたことである。第８図は、異物からの散乱光による
４！ｒ受光素子の光電出力の様子を示１−図である。ざ
らに第９図は、この基礎技術に適した検出回路の接続鮪
である。

ＷＡ７図において、第５図の例と同一のＪｌｌ成、作用
を有するものは説明を省略する。この１礎技術において
、さらにフォトマスク５のレーザ党１の入射側と、それ
と反対側［ｆｉぼ等しい受光立体角を有する受光系を設
ける。この受光糸は糖７図に示すように、フォトマスク
５の表＠（レーサ光入射ＩＩＩ）を斜めに見込む集光レ
ンズ２０と受光素子２１、及びフォトマスク“５の裏負
な斜めに見込む集光レンズ２２と受光素子２３とから構
成されている。

もちろん、レンズ２０．２２の各元軸は、走査範囲りの
ほぼ中央部を向いている。さらに、その各元軸は、走査
範囲りの長手方向Ｘを含む面（ｘｙｓｌ！樟系のｘ−ｚ
面と平行な面）と一致するように定められている。また
、この際、レンズ２０とレンズ１０の光軸か成す角度は
３０〜４５°ａ前後に定められる。レンズ２２とレンズ
１２の元軸が成す角度ニついても同様である。

従ってここでは、異物回路パターンによる散乱光の指向
性がフォトマスク５の表側に進む光について異なること
を利用する上に、さらＫ１４物と回路パターンとによっ
てフォトマスク５の表側と裏側に進む光の強度比の違い
も利用して、異物の検査を行う。

第８図（ａｌ　ｔ　（ｂ）　、　（ｃ）　、　（ｄｉは
受光素子２１゜１１．２３．１３からの光電信号の大き
さをそれぞれ縦軸にとり、横軸に、第８図（ａ）〜（ｄ
）共通に時間をとって示したものである。レーザ光１の
スポットをフォトマスク５上で等速走査すれば、横軸は
スポット位置にも対応している。レーザ光が回路パター
ンに入射して散乱された場合、第７図の光電素子２１゜
１１．２３．１３からの出力４［！８図テソｔｔぞれＡ
１　、Ｂｌ　、０１　、Ｄｌのようになり、七ねぞれの
ピーク価はＦＡＩ　、ＦＢＩ　、ＰＣＩ。

ＰＤＩとなる。この場合、散乱ｆｔ、に指向性があるた
めに、受光素子２１と１１０元電出力として、ビークＰ
ＢＩよりもＰＡＩの方か大きいが、完全な指向性ではな
いので、ピークＰＢ１は零ではない。フォトマスク５０
ａ＠の受光素子２３．１３の出力ピーク値ＰＣＩ　。

ＰＤｌはそれぞれＰＡｌ　、ＰＢｌに近いイＩｍを持っ
ている。このことは、前記第２図で説明した通りである
。ところか、異物によってレーザ光が散乱された場合、
各誉晃素子からの出力はＡ２．Ｂ２．Ｃ２，Ｄ２となり
、それぞれビークイ山はＰＡ２　、ＰＨ１、ＰＯ２。

ＰＤ２となる。散乱光の指向性が少ないために、ＰＡ２
とＰＨ１の間では差は小さいが、ＰＡ２とＰＯ２の間、
及びＰＨ１とＰＤ２の間には大きな差かあり、３〜８倍
位の比でＰＡ２．ＰＨ１の方が大きい。回路パターンか
らの散乱信号のうち例えは小さい方のピーク値ＰＲ１よ
り小さなレベルＳＬをスライス電圧として、第８図（ａ
）　、　（ｂｌの各信号をスライスし、できるだけ小さ
な異物による弱い散乱光を検出しようとした場合、この
ままでは回路パターンも異物として判定してしまう。し
かし、第７図の受光素子２１と受光素子２３の出力の比
、及び受光素子１１と受光素子１３の出力の比を求め、
＠８図（１３の信号がＳＬｌに越え、かつ第８図（１＋
）の信号もＳＬｖ越えている場合に、さらＫこの比が一
定以上例えは２倍以上ある場合にのみ異物と判定すれば
、上記のような低いレベルＳ・′１鉱を用いても異物の
みを正しく検出できる。

第９図は本発明の基礎技術としての検出回路のブロック
図であって、給７図に示した受２２子２１，１１，２３
，１３は夫々、増幅器１１０，１１１．１１２，１１３
ｊＣ入力する。この４つの増幅器１１０〜１１３は、受
光素子２１，１１，２３．１３に入射する九ｋか共に％
しけれは店その出力（１８ｊ９・、。

＠ｔ　　＊”ｍ　　＊＠４　も等しくなるように作られ
ている。比較器１１４は、出力信＋３−ｅ、と、第８図
（ｍｌに示したレベルＳＬとしてのスライス電圧Ｖｓ１
　とを比較して、ｅｌ、）Ｖｓ、のとき論理値「１」を
出力する。比較器１１５は、出力（Ｉｉ号ｅ！と第８図
（ｂｌ［示したレベルＳＬとしてのスライス電圧Ｖ　ｔ
ｒ　１とを比較して５ｌ）Ｖｓｌのとき論理１１［ｌ「
１」を出力する。また、異物とエツジ部とによりフォト
マスク５０表Ｉｇ＋１と１！に翻に生じる散乱光のちが
いを判別するために、出力信号Ｃ３とＣ４は夫夫増幅度
にの増幅器１１６　、１１７に人力１゛る。この増幅度
には、第６図の例と同様に１．５〜２，５の範囲の１つ
佃、例えは２に定められている。比較器１１８は、出力
信号・１と増幅器１１６の出力信号にｍｌとを比較して
、壷１　＞　Ｋ・１のときのみ論理値「１」を出力する
、比較器１１９は出力信号・雪と増幅器１１７の出力信
号に・４とを比較して、・ｌ＞Ｋ・、のときのに論理値
「１」を出力する。そして、比較器１１４　、１１５　
、１１８゜１１１１の各出力はアンド回路１２０に入力
し、アンドが成立したとき、検査結果として異物か存在
することを表わす論理値「１」を発生する。またスライ
ス電圧Ｖｓｌ　　、Ｖ口、はスライスレベル発生器１２
１から出力され、第６図の例と同様、走査信号８ＣＫ応
答してその大きさか変化する。ただし、スライス電圧Ｖ
ｓｌ　　、Ｖｓｌの個々の大きさ、変化の程度は、少し
ずつ異なっている。このことについて、第１０図（Ａ）
　、　（ｂ）　Ｋより説明する。第１０図（Ａ）は第７
図における斜視図をフォトマスク５の上方から見たとき
の図である。

ここで、レーザ光１のフォトマスク５上の走査範囲りに
おいて、その中央部を位＠Ｃ，、両端部を各々位置Ｃ１
＊Ｃａとする。前述のように、受光素子２１と１１とが
ら位［Ｃ１までの各距離は共に等しい。そこで、則−の
異物が位＆、Ｃ＋　　＋　Ｃｍ　　ｔ　Ｃｍ　Ｋ付着シ
”ＣイＴｓものとして以下に述べる。

異物が位置ＣＩに付着していた場合、その異物から生じ
る散乱光に対して受光素子２１　。

１１の各受光立体角はほぼ等しくなるから、前述の信号
”Ｉ　　＋・、の大きさもほぼ等しくなる。このためレ
ーザ元１のスポットが位置Ｃ，にあるとき、スライス電
圧Ｖｓｌ、Ｖｓｌは等しい大きさに定められる。

また異物か位置Ｃ，に付着していた場合、受光素子２１
の受光量よりも、受光素子１１の受光量の方か多（なる
。このため信号−１の方が信号・、よりも太き（なるか
ら、スライス電圧はＶ　ｓ　＠　）　Ｖ’ｓ””１に定
める必要がある。しかしながら、位置Ｃ２は各受光素子
２１．１１から共に遠方にあるため、イぎ号・、。

・嘗にはそれ程大きな差がない。従って、スライス電圧
Ｖｓｌ　　、Ｖａｎはほぼ等しい大きさで、Ｖｓｌ）Ｖ
ｓｌを満足し、位置Ｃ８のときのスライス電圧よりも小
さく定められる。

一方、異物か位置Ｃ，に付着した場合、位置Ｃｍは受光
素子２１に墓も近づいた場所であるから、信号・、は極
めて大きな値となる。

また、受光素子１１は、位ｔｌｌ　Ｃｓを見込む受光立
体角か、位置ＣＩ＊Ｃ１に対して太き（変化するから、
信号・、は位ｍｅ、、ｃ、でのそれよりも小さな値とな
る。このため、スライス電圧はかなり大きな差でＶａｌ
）Ｖｓ２を満足し、位置Ｃ１のときのスライス電圧より
もそれぞれ太き（定められる、 以上述べた位＠Ｃ，〜Ｃ８に対する各スライス電圧の変
化の様子を第１０図（ｂ）Ｋ示す。

第１０図（ｂｌで、縦軸はスライス電圧の大きさ、： を、横軸には走誉範囲りの位置を取っである。

前述のように、スライス電圧Ｖ　ｓ　１　　＠　Ｖｓ２
の大きさは位置Ｃ，において、共に等しくなり、位置Ｃ
２において、７口ｇ）Ｖｓｌ、位ｌ＆Ｃ，におｌｖ”ｃ
Ｖｓｌ　）Ｖｓ、となるように連続的に変化する。この
変化は、かならずしも直線的になるとは限らす、スライ
ス電圧Ｖｌ、の変化のように、曲線的になることか多い
。この曲線的な変化を得るには、スライスレベル発生器
１２１に例えは対数特性を有する変換（ロ）路や、折憩
近似回路等を用いればよい。

次に＃！９図に示した回路の動作をｌＧ２明する。

パターンのエツジ部がち生じた散乱光に対して、この散
乱光は指向性か強く、例えは受光集子２１の受ｉ蓄より
も受光素子１１の受光量の方が大きくなったとする。こ
のため、出力信号ｅ、とｅ、はｅｔ＞ｅ＋になる。さら
−に、第２図で示したように、受光素子２３゜１３の受
光量も夫々対を２ｆ丁受元業子２１゜１１の受光量とほ
ば岬しくなり、出力信彰ｅ、とＣ４は、ｅｓφ”Ｉｓ＠
４軒りとなる。

このため、・１　＜Ｋ＠ａ　　Ｉ・＠　＜　Ｋ　＠　４
であり、比較器１１８，１１９は共に論理値「０」を出
力する。従ってエツジ部がらの散乱光に対して、アンド
回路１２０は論理値「０」を発生する。

また、フォトマスクのパターン面に付着した異物から散
乱光が生じた場合、出力信ち・８．・、は共にスライス
電圧Ｖｌｌ、Ｖ８！よりも大きくなり、また出力信号・
＄　、・。

は、夫々重力信号・１．・、に対して１／３〜１７８倍
の大きさになる。そして、出力信号＠１　、・、はに倍
になるか、Ｋが１．５〜２．５に定められているため、
・ｌ＞Ｋ＠ｍ。

・鵞＞Ｋ＠ｔとなる０このため、比較回路１１４、Ｉｔ
ｓ、１１８，１１９は共に論理値「１」を出力し、アン
ド回路１２０は論理値「１」を出力する。

フォトマスクの裏面に付着した異物から散乱光が生じた
場合、ｗｇ３図に示したように、受光素子２３．１３の
受光量は、受光素子２１゜Ｉの受光量よりも大きくなる
。このためか　　　　本発明の第っす□＜Ｋ＠ｓ＊。１
（Ｋｓ４　となり、　　　した検出回路９器１１８，１
１９の各出力は共に論理値　　　により説明す）」とな
る。従って、裏面に付着した異物　　　明した検出同寸
して、アンド回路１２０は論理値「０」　　　実施例で
は、出力する。　　　　　　　　　　　　　　　　　素
子２１，１試上のように、本発明の基礎技術によれは、
　　ｆｔ、素子に着目ターンのエツジ部で生じる散乱光
を選択的　　　うに・裏面側舘く受光するよりに受光素
子１１．１３の　　出力の比かにヒ受光素子２１．２３
の対との２つの対を　　　ように構成さすであるので、
複雑なパターンを有するフ　　　　第１１図にトマスク
に対しても、七のパターンによる　　　作するものに化
の影響なさけて付着した異物ケ正確に検　　　る０そこ
で１１−ることかできる。　　　　　　　　　　　　　
　明する。増幅ところか、このような検出回路において
、　　　−Ｉ　―・！はちに問題となるのは、パターン
による散乱　　出力信号・ｌすを極めて強い５合、被検
査物の表裏からの　　　コンパレータ乱光の強度比較が
不能となるこ・、とである。　　　き・論理値「そこで
、この間組を解決するための本発明　　　き論理値「０
よる実施例を以下で説明する。　　　　　　　　１３０
の七の１の実施例として、第９図に示 り）１１４成を変えたものを第１１図 る。基本的な構成は第９図で説 賂と同じである。しかし、この レーザ光入射側に配置した受光 １のうち、出力か小さい方の受 し、その受光素子と対をなすよ に配置された受光素子との間で、 倍以上あるかどうかを判別する れている。

おいて、第９図と同じ作用、動 ついては−一の符号をつけてあ 第９図と異なる構成について説 器１１０，１１１の各出力信号 １コンパレータ１３０に入力し１ 、・！の大小を検出する。この １３０は例えば・１〉ｅ、のと １」を出力１１、・１〈・２のと 」を出力する。コンパレータ ままの出力と、その出力をイン バーク１３１で反転したものとは夫々アンド　　“つ・
−ト１３３，１３２の一方の入力に接続さ　　・オ］る
。また、アンドゲート１３２　、１３３の一方の入力に
は、夫々比ＩＩ９器１１８，１１９からの出力信号が接
続される。このアンドゲート１３２，１３３の各出力信
号＆、言オアゲート１３４を介して、検査結果′１に発
生するアンド回路１２０へ入力する。　　　　　　　　
　　　ｊこのような構成において、例えば受光素子２１
の受光蓋が受光素子１１の受光蓋よりも大きい場合（パ
ターンのエツジ部等の散乱による）出力信号ｅ１＊”ｌ
け＠Ｂ＞ｅ＠となろ。このにめコンパレータ１３０け論
理値「１」を出力し、アンドゲート１３２は閉じられ、
アンドゲート１３３は開かれる。従ってこの時比較器１
１８，１１９か例えば共に誦坤値「１」を出力していれ
ば、比較器１１９の出力のみがアンドゲート１３３を介
してオアゲート１３４　＆ｊ印加される。

このようにオアケート１３４の出力は、受光素子２１．
１１のうち受光蓋の少ない方の受′ｙｔ素子と、、それ
と対になる受光素子（素子２３．１３のいずれか一方）
との光１１信号の比によって異物がエツジ部かン判別し
た結果Ｖ表わす。

以上のように、本案・施例の如く出力信号・１と・鵞の
小さい方を選択することは、回路−パターンの散乱の影
畳の小さい受光方向を選択することｔ意味し、細か□い
回路パターンから指向性の強い散乱光が一方向の受光゛
系のみに入り、信号処理系の飽和、％に増幅器の出力信
号の飽和を引き起して、被検査物の表裏の受光系の強度
比較が不能となるのを防止するのみならず、フォトマス
クの１１を見込む受光系の集光レンズの幾何学的配ＩＩ
Ｋ誤差があって、表層の集光方向が完全に対称でない場
合、異物の誤検出を低減するという利点もある。

尚、以上の実施例において、比較器１１８゜１１９は、
第４図（８３、（ｂ）のような光電信号に対して、・Ｉ
　−に＠Ｓ　　＠・宮−Ｋｅ４を求め、この結果か正か
負かＫよって出力を決めている。しかしなから、割算器
＠によって、・。

とに・、及び・、とに・、との比を演算し、その結果か
に以上か否かを判別するような回路を設けても上記実施
例と同様の機能Ｖ果た丁ことができる、 次に本発明の＠２の実施例について第１２図、＠１３図
に基づいて説明する。この実施例は、第１の実施例にさ
らにもう１つの受光素子３１を設け、パターンからの散
乱光の影響をさらに低減するものである。

第１２図において、第７図の構成と異なる点は、集光レ
ンズ３０と受光素子３１がレンズ２０．レンズ１０の元
軸とは反対側の方向から、フォトマスク５のレーザ光入
射側の面、すなわちパターン面を見込むように配ｔＩＩ
Ｌされていることである。　・“： ここで、レンズ１０，２０．３０の各元軸の関％につい
て述べる。尚、この３つのレンズ１０，２０．３０は同
一の元手特性とし、３つの受光素子１．１，２１．３１
の特性も四−であるとする。また各元軸を各々ＺｌｅＺ
Ｉ＊Ｚｌ　とする。光軸ｔ１　　＋　ｚ、、　　ｔ　Ｚ
ｌは共（フォトマスク５のパターン面に対して、小さな
角度、例えは１０〜３０°前後に定められている。また
、レーザ光１の走査範囲りの中央部から各受光素子１１
，２１．３１までの距離は共に尋しく定められている。

そして、図中、フォトマスク５を上方より見たとき、光
軸ｔ、は、走査範囲りの長手方向、（走査方向）と一致
し、光軸ｚ、　　Ｉ　１ｍは走査範囲ＬＫ対して小さな
角Ｉ１例えば３０°前後に定めら１ている。

このように、各元軸７ｔ　　＊　Ｚｔ　　＊　Ｚｓ　’
ｌ定めることによって、パターンのエツジ部で生じる散
乱光は、３つの受光素子ｉｆ、２１゜３１のうち、確−
に１つの受光素子でははとんど受光されない。また、一
般的な傾向として、パターンのエツジ部からの散乱光が
、受ｉ本子１ｔ、２１に共に強く受光されているときは
、受ｆｔ、素子３１の受光蓋は極めて小さくなる。また
異物からは無指向に散乱光が発生するので、各受光素子
１１，２１．３１の受光量はほぼ同程度になる。

この受光素子３１の出力は、第１３図に示す検出回路で
処理される。基本的には・第１１図の検出回路と同じで
ある。受光素子３１の出力ｋｔ増−器１４０ｖ経て比Ｉ
Ｉ２器１４１に入力する。比較器１４１にはスライスレ
ベル発生器１２１から走査信号ＢＣＫ応答してレーザ光
のスポット位ｆｉＩＫ応じたスライス電圧Ｖａｓが入力
する。この比較器１４１は、増幅器１４０の出力信号・
Ｉがスライス電圧Ｖｓｌケ越えると、Ｗａ埋値ｒｌＪを
、その他の場合は一理個゛「０」を出力する。第１３図
の他の回路要素は笥１の実施例と同じである。この第２
の実施例は、第１の実施例と比べると、１つの冗長な方
向の受光量（受光素子３１゜レンズ３０）な持つために
１回路パターンによる散乱光を誤って異物として検出し
てしまう確率が極めて小さくなるという特徴がある。

尚、受光素子１１．２１と受光素子３１とは互いに反対
の方向から走査範囲りの中央部を見込んでいるから、ス
ライス電圧Ｖｓｌ　　。

ＶｓｌＫ対して、スライス電圧■ｓ、の変化の傾向は逆
になるようにする。すなわち、前述した第１０図（ｂ）
　Ｋおけるスライス電圧Ｖｓｌの傾きを逆にしたものを
スライス電圧Ｖｓｌとする。

第１４図はｗ、３の実施例による検出回路を示すブロッ
ク図である。第２の実施例と比較して、異なる点は、３
個のコンパレータ１５０゜１５１．１５２、アンド回路
１５３、オア回路１５４、及びスライス電圧Ｖｓｌ　　
、Ｖｓｌ　。

■−１として夫々２８にの電圧を発生するスライスレベ
ル発生器１６０が付加されたことである。各スライス電
圧の２つの電圧は互いに所定の差を保ち、走査信号ＢＣ
Ｋ応じて変化する。

プレアンプ１１０，１１１，１４０の出力信号・１　　
＊”＊　　＊”ｌはそれぞれ、コンパレータ１５０，１
５１，１５２によりスライスレベル発生器１６０から出
力されるスライス電圧Ｖｓｌ　　、Ｖｓｌ　　、Ｖｓｌ
と比較される。

この際、コンパレータ１５０，１５１，１５２に入力す
るスライス電圧は比較器１１４゜１１５．１４１に入力
するスライス電圧よりも萬＜、回路パターンによる元の
散乱かどのように強く起る場合でも、出力信号ｅｉ　。

・８．・、の最小値よりも高（なるように設定されてい
る。従ってコンパレータ１５０゜１５１、第５２とアン
ド回路１５３によって、アンド回路１５３は、異物から
非常に強い散乱光が生じたときだけ、論理値ｒｌＪ％−
発生する。アンド回路１５３の出力はアンド回路１２０
の出力と共にオア回路１５４に入力する。このためオア
回路１５４は一査結果として異物の大小にかかわらず、
異物を検出した場合に論理値ｒｌＪを出力する。第３の
実施例においては、前記各実施例と比較して次のような
特徴がある。異物忙よる散乱で、大きな光電信号が信号
処理系に入り、各増幅器の出力が電源電圧に近（なって
、被検物の′ＩｋＩｌ１１にある受光素子２３．１３用
の増幅器１１２゜１１３の出力の大きさのに信と、増幅
器１１ｏ。

１１１からの出力の大きさを比較する比較器１１８．１
１９が正＠に動作せず、異物からの散乱光であるのに、
比較器１１８，１１１が両方弁回路パターンからの散乱
光を検出したかのように動作する場合、他の実施例では
異物を検出できないのが本実施例では検出が可能である
。それは以上のように低いスライス電圧との比較を行な
う比較器１１４　、１１’５’。

１４１の他に、高いスライス電圧との比較を行なうコン
パレータ１．Ｓ、０．１．５１．１５２を設け、強い散
乱光を生、７する異物はこのコンパレータにより検出す
る・′１［からである。

この実施例のよう和、低いスライス電圧を用いて異物を
検出することは、異物の検知能力を高めること、すなわ
ち、より小さな異物を検知することに寄与し、一方＾い
スライス電圧を用いることは、増幅器の飽和等による誤
検出を防止することに寄与する。従って、より小さな異
物からの弱い散乱光を検出できると共和、強い散乱′ｙ
ｔＫ対しても正確に異物のみを検出できる利点がある。

このことは、異物の検出レンジを拡大したことを意味す
る。

以上、第３の実施例による検出回路は、受ｙｅｓ子の個
数を被検査物のレーザ光入射１１Ｊに３個、反対１１ｉ
［２個の例で説明したが、前述の第５図、第７図のよう
にそれぞれの側に１個ずつ以上の受光素子があ第１ば、
第３の実施例の意図する機能を持たせるようＫｆＩＩｉ
成できることは１うまでもない。

また第１１．１３．１４図においては、コンパレータ１
３０とアンドゲート１３２゜１３３及びオア回路１３４
を用いているか、第９図のように比較器１１８，１１９
の各出力を直接アンド回路１２０に印加するように接続
してもよい。・ 次に本発明の第４の実施例を第１５図に基づいて説明す
る。この実施例は第３の実施例に加えてさらにもう１つ
の受Ｊｌｔ、素子４１と集光レンズ４０を設けたもので
ある。このレンズ４０の光軸はフォトマスク５のパター
ン面に対してレンズ３００元軸と面対称になるように定
められている。もちろん、レンズ４゜の光軸は、走査範
囲りの中部をフォトマスク５の裏面から見込むように決
められる。

この実施例において、レーザ党入射側がらの散乱光を受
光する受光素子１１，２１゜３１の各光電信号は、前述
の実施例と同様に各々スライス電圧と比較して、アンド
を求めるように処理すれる。これにより、パターンのエ
ツジ部からの散乱光か異物からの散乱光かを判別する。

一方、フォトマスク５の裏面からの散乱光を処理するた
めの受光素子１３゜２３の光電信号は、前述の実施例の
ような検出回路にて処理してもよいが、より簡単な検出
１１路によって処理できる。

それは、燃えは受光素子１３．２３．４１の光電信号を
、受光素子１１，２１．３’１の検出回路と同＆に構成
した回路で処理することである。このようＫすると、レ
ーザ光入射側の受光素子１１　、２１　、’　３’　１
か異物を検出し、裏面側め□受光素子１３，２３．４１
によっても異物が検出された場合、その異物はフォトマ
スク５の透明部上に付着したものと判別で“きる。この
場合、異物を検出したときの各受光素子の光電信号のピ
ーク値を、フォトマスク５の表側と裏側とで考慮するこ
とによって、極めて正確に異物の大きさが求まるという
利点がある。

また、第２．第３０冥施例における検出回路をそのまま
用いるときＫは、第１６図のような切替回路２００を設
けるとよい。この切替回路２００は、レーザ誉入射側の
受光素子１１．２１．３１の各扁電信ちと裏面−の受光
素子１３，２３．４１の各光電信号とを夫夫切替えて出
力信号の、〜・、′１に発生するように構成されている
。もちろん、この切替える場所は、各受光素子の光電信
号な一度増幅した後の方かよい。この切替えは、信号２
０１により行なわれる。このように構成することＫより
、例えばフォトマスク５の裏面を検査する場合、フォト
マスク５を裏返してＭ重する操作が不用となる。このた
め、レーザ光１を、適宜光路切替部材によって、第１４
図におけるフォトマスク５の裏面へ、表側を照射するの
と同様に導くよ５にすわはよい。

そこで、光路切替部材の切替えに応答して、信号２０１
を変えてやれば、フォトマスク５を裏返す操作を必要と
しないから両面に付着した異物が極めて短時間に、しか
も正確に検出されることになる。

次に第５の実施例について説明する。第５の実施例にお
いて−６受光素子の配室は、発明の基礎技術の説明に用
いた第７図と同じであるものとする。先に第１図を用い
て説明したように、フォトマスクのカラス８＋５１の透
過部に付着した異１ｉｌｌｉからの散乱光は受光部（Ａ
ｌと受ｆｔ、部（Ｂ）　［よって検出されるが、透光部
５ｂの上に付着した異物ｊからの散乱光は受光部（Ａ）
のみによって検出され、受光部（Ｂ）によっては検出さ
れない。このことを、＠７図の各受光素子の光電信号と
して第１７図により説明する。第１７図（＆）　Ｉ　（
ｂλ（ｅ）　１　（（１）　ｅ　（ｄｌは夫々受光素子
２１，１１，２３．１３からの光電１６号の大きさをそ
れぞれ縦軸にとり、横軸に共通に時間をとって示したも
ので、横軸はレーザスポット位置にも対応している。こ
こで第１図に示すような異物ｊＫよってレーザ光が散乱
された場合、受光素子２１．１１は夫夫８ｇ１７図体１
　、　（ｂｌの如（光電信号＾３，８３を発生する、一
方、受光素子２３．１３は第１７図（ｃ）　’＊　（ｄ
ｌの如く、夫々光電信号Ｃ３゜Ｄ３として略零を出力す
る。また第１図に示したような異物ＩＫよってレーザ光
が散乱された場合、第１７図のように受光素子２１゜１
１．２３．１３は夫々光電信号Ａ４　、Ｂ４　。

Ｃ４，Ｄ４ｔ’発’１ｊる。ＮＩＩち、第ｘ７図（ｃｌ
ｔ（ｄｌＫ示すように受光素子２３．１３ね各光電信号
Ｃ４，Ｄ４は零ではな（、いくらかの出力が得られる。

尚、ＰＡ４．ＰＢ４．ＰＣ４゜ＰＤ４は光電信号Ａ４．
Ｂ４．Ｃ４，Ｄ４の各ピーク値である。□そこで、小さ
なスライス電圧Ｖｓ４．Ｖｓ１４各々ピーク値ＰＣ４。

ＰＤ４の中間に殴定すれば、異物量の場合受光素子２３
．１３の光電信号は共和スライス電圧Ｖｓ４　　、Ｖｓ
ｇを越えるが、異物ｊの場合はスライス電圧Ｖｓ４　５
ｅｌｌｓ　’に越えず、異物量とｊとの区別ができる。

そこで次に第５の実施例を具体的に述べる。

第１８図は本実施例の信号処理のブロック図である。第
１８図において、受光素子２１゜１１．２３，１３、ア
ンプ１１０〜１１３、コンパレータ１１４　、１１　Ｓ
　、　１１８　、１１９及び増幅器１１６，１１７は第
９図に示した回路と同じ機能を持っている。異なる点は
コンパレータ２’　０４　、２　ＯＳが設けら１ており
、その出力がアンド回路２０２にパラレルに入力されて
いることである。コンパレータ２０４は増−器１１２の
出力・Ｓをスライスレベル発生器２０３から出力さねる
スライス電圧Ｖｓ４　と比較し、・ｓ＞Ｖｌａ　ならば
論理値「１」を、そうでたけれは−理イ直「０」を化カ
シ、一方コンパレータ２０５は増＠５１１３の出力・、
をスライス電圧■Ｓｓと比較し、６、、）Ｖｓｌならば
論理値「１」を、そうでなければ論理１１１ｉｒＯＪを
出力する。ここでスライス電汁Ｖ　１４　　、　Ｖ　１
９の大きさは上記第１６図で説明したように定められる
と共に、スポット位置に対応して大きさが変化する。

そる変化のし方げ本発明の基礎技術において説明した通
りである。このような構成において、ガラス板゛上（光
の透過部）Ｋ付層した異物にレーザ光が当った場合、孔
パレータ２０４．２０５は論理値「１」を出力し、他の
コンパレータ１１４，１１５，１１８゜１１１１も論理
値ｒｌＪを出力するので、アンド回路２０２の出力はｗ
ｉｉ理値即値Ｊとかり異物を検出したことを示す。とこ
ろが、遮光部上に付着した異物にレーザ光が入射てる時
にはコンパレータ２０４，２０５の出力は論理値「０」
となり、アンド回路２０２の出力は論理値「０」となる
。従って異物が光透過部のみに付着している場合のみ、
異物の存在を検出でき、マスクパターンの焼付けに影響
を与えない透光部に付着した異物は無視することができ
る。

このように本笑施例は異物の付着した場所が　透過部か
透光部かを区別せずして検出する場合に比ベー、透光部
のみに異物が付着していてマスクの洗浄度がパターンの
焼付けに耐え得るのにもかかわらず、汚染されているも
のとして再度洗浄を行ったり、同一パターンｌｓｉ　： を待った別のフォトマスクと交換したりする等の必要性
が低減される。このため、半導体装置の製造において、
時間的、経済的“Ｋ有利な％像がある。

この第５の実施例においてけコン１＜レータ２０４．２
０５の出力を共にアンド回路２０′２に入力しているが
、コンパレータ２０４又は２０５のどちらかの出力□の
みをアンド回路２０２に入力してもよい。その場合、＃
４或は藺単になる特徴かあるが、−力雑音か光電信号に
入った場合、誤動作し易いという欠点もある。またコン
パレータ２０４と２０５の各出力のオアを求め、その結
果をアンド回路２０２に入力することも考えられる。

以上述べＴ−ように、この第５の実施例は第７図の構成
に、光透過部にのみ付着した゛異物を検出するという新
しい機能を付加したものとして鰭明してきたが、この機
能は本発明のね・１〜紀４の実施例においても一１様に
付加できることは■うまでもない、 以上、１明した各実施例において、レーザ光入射側で発
生した散乱光を受光する受光素子と、裏面で発生した散
乱光Ｖ受光する受光素子とは被検査物のｒｋＪＫ対して
対称に配ｔｉｉされている。

いるからであり、例えば透明基板上［Ｍｙｔ、部による
パターンを描いたものでも、エツジ部か存在しないよう
な被検査物の検査を行なう場合など、基板の表側と躾側
とを見込む１対の受光素子は、かならずしも面対称に配
置する必要はない。

また、以上の各実施例の検出回路において、スライス電
圧はレーザ光のスポット走査の位ｔＶＣ応じて変化させ
るものとしたが、そのスポット走査の位置に対して各受
光素子の散乱光の受光立体角の変化が小さい場合には、
スライスレベルは一定で変化される必要はない。

また、散乱党受元の立体角がレーザスポット走査により
変化する場合でも必ずしもスライス電圧を変化させる必
要はなく、光電信号の伝送系のゲインなレーザスポット
走査の位置に対応して、すなわち走査信号ＳＣＫ同期し
て変化させるように′ｆれば、スライス電圧を一定値に
固定できる。

このように、伝送系のゲインをコントロールする場合、
例えは、第９，１１図におけるスライス電圧Ｖａｌ　　
、Ｖｓｌは共通σ）一定電圧とする。そして、増幅器１
１０，１１１σ）ゲインなレーザ光１のスポット位置に
応じてｏ１変とする。七の一例として、増幅器１１０゜
１１１の各ゲインの関係を第１９図に示１ように定める
とよい。この図は、前述の第１０図（ｂ）Ｋ対応するも
ので、位ＩＩ　Ｃ＋におけて、増幅器１１０のゲインＧ
１と増幅器１１１０ゲインＧ、とは共に等しり１゛る。

このときσ）ゲインを正規化して１とする。

そして例えば位１１１０　＊において、位＆　Ｃ＋にお
けるゲインに対して、ゲインＧＩ＆言約２倍、ゲインＧ
、は１．２〜１．５倍に定め、位置Ｃ，において位６Ｍ
　ＣＩ−おけるゲインに対して、ゲインＧｌは０．２〜
０．４倍、ゲインＧ。

は０．７〜０．９倍に定めるとよい。

また、以上の各実施では、被検査物の衣層に対応して設
けられた対の受光素子の出力の比を、ある値にと比較し
ていたか、例えは表１ＩＫ位置した受光素子１１と２１
の出力の和と、裏側に位置した受光素子１３と２３の出
力の和とを、それぞれ求めておき、２つの和の比かＫよ
り大きいかどうかの判断によっても異物であるか回路パ
ターンであるかの識別又は、レーザ光入射側に付着した
異物かどうかの判別を行なうことかできる、 また、異物の大きさと、散乱信号の大きさには相関があ
るので、異物を検出した時の光電信号等のピーク値によ
り異物の大きさを知ることも可能である。この場合のビ
ーク餉を求める対象の信号としては、レーザ光照射側の
受光素子のうちの複数個のものの出力の和であり１も良
パ、！・決″６１個′）光電菓子力゛らの信号であつそ
、も良い。

また、異物を検出した時の、被検査物の移動位置とレー
ザスポット走査の位１１を求めれば被検査物上での異物
の存在位１１ｖ知ることもＥＩ＋１能である。

以上、本発明によれは、レーザ光入射側の面を見込む第
１０党電累子群としての各受光素子の光電信号に基づい
て、パターンからの散乱光と異物からの散乱光とを判別
する際、フォトマスク等の被検査物の矢面を見込む第２
光電素子群としての２つ以上の受光素子のうち、最も小
さな光電信号を発生する受光素子を検知して、その受光
素子の光電信号を、使っているから、異物の検出は、パ
ターンの散乱光が強くても、付着状態に応じて極めて正
確に行なわれる。

また、ｑ＃に■ＣＩ！！！造用のフォトマスクやレティ
クルを検査する際、複数の受光素子を異なる方向に配置
し、元ビームを斜入射にしたので回路パターンの影ＷＶ
防止して異物のみを高速和検出することかできる。さら
に、散乱光の強さと異物の大きさとの相関から、異物の
大きさを検知し、真に＠をもたらす太きさの異物のみを
検出できる。このため、必要以上に小さな異物まで検出
することにより、露光に用いることのできるレティクル
、マスクを、汚染したものと判断して再洗浄するという
時間的な損失を防止することかできる。

本発明はレディクルマスクに付着した異物の検出のみな
らず、透明物体にパターンか密着されたような物体上の
異物の検出にも利用できるので、ゴミ等の異物の付着を
嫌う精密パターンの製造時の検査にも非常に有用である
。

【図面の簡単な説明】

第１図はフォトマスクのパターンが描ＩＩｋｌされた面
における異物ｆよるレーザ光の散乱を示す図。 第２図は、ガラス板上に付着した異物による散乱と迩元
部のエツジ部忙よる散乱とを示す図、 第３図はガラス板の透明部の光面と！ｌＩｆ［１とに付
着した異物による散乱の様子を示す図、第４図は第３図
示の受光部が受光する散乱光を示す図、 第５図及び第６図は、本発明の出発点となる異物検査装
置の一例を示す図、 第７図は異物検査装置を示す図、 第８図は異物からの散乱ｊｔＫよる各受光素子の光電出
力を示す図、 第９図は検出ｕ路ケ示す図、 第１０図（ｍｌは、フォトマスクの上面図、第１０図（
ｂ）＆″ｓ、、スライス電圧の変化を示す図、 第１１図は本発明の第一の実施例を示す図、＠１２図は
、本発明の第２の実施例を示す図、 第１３図は、本発明の第２の実施例の検出回路を示す図
、 第１４図は、本発明の第３の実施例の検出回路を示す図
、 第１５図は、本発明の第４の実施例を示す図、 第１６図は切替回路を示す図、 第１７図は、受光素子の−ｆ電信号を示１図、第１８図
は本発明による信号処理を示す図、及び 第１９図は、増幅器の利得を示す図である。 〔主ｌ！Ｌ部分の符号の説明〕 被検査物・・・５　第１光電素子群・・・１１．．２１
第２九１１素子群・・・１３．２３ 検知す□る回路・・・１３０，１３１ 検出装置・・・１１８，１１９，１３２，１３３１３４
．１２０ １′ □ オロ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光透過性を有する被検査物を元ビームで走査し、被検査
   物から生じる元情報に基づいて、異物の付着を検査する
   装置において、 被検査物の一方の面側で前記党ビームの被照射部をそれ
   ぞれ異なる方向から見込むと共に、該一方の面側に出射
   する散乱光を受光するように配置したＷＪｌ光電素子群
   と；前記一方の面に対して、該第１光電素子群とはぼ面
   対称の位置に被検査物の他方の面側に出射する散乱光を
   受光するように配置した第２光電素子群と； 前記第１光電素子群の中で、最も小さい光電信号を発生
   する光電素子を検知する回路と該検知された光電素子の
   光電信号と、前記第２光電素子群の一部、又は全部の光
   電信号とを比較して、異物の付着状態に応じた検出信号
   を発生する検出装置とを備えたことを特徴とする異物検
   査装置。