JPS59186324A - 異物検査装置 - 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】 （発明の属する技術分野の説明） 本発明は、微小なゴミ等の異物を検出する装置に関し、
特にＬＳＩ用フォトマスク、レティクル等のガラス基板
上に付着した異物の検査装置に関する。

（従来技術の説明） ＬＳＩ用フォトマスクやウェハを製造する過程において
、レティクノへマスク等に異物がイτ１７ｕ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。特に、縮小投影型のパターン焼付は装
置において、との欠陥は各マスク、ウェハの全チップに
共通の欠陥として現われるため製造工程において厳重に
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。

そとで、近年、マスクやレティクルに付着しまた異物の
みを７−ザビーム等を照射し、て自動的に検出する装置
が狸々考えられている。例えばマスクやレディクルに垂
面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、マスクヤレティクル」二のパタ
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、異物からの散乱光は無指向に発生する
。そこでこれらの散乱光を弁別するように光電検出して
、光スポットの走査位置からマスクやレティクル上どの
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
れたけ検査時間が長くなるという問題があった。

さらにこの装置では、異物がクロム等の遮光部の上に付
着しているのか、カラス面（光透過部）の上に付着して
いるのか、また、光透過部上に付着した異物でも、それ
が被検介物のレーザ光入射側の面に付着しているのか、
その裏面に付着しているのかを区別したりすること、ま
たは、とのような異物が付着しているのか等のいわゆる
異物の付着状態を検査することができなかった。さらに
、ガラス面上の傷と異物とを区別することもできなかっ
た。

（発明の目的） そこで、本発明の目的は、被検査物上に付着した異物あ
るいは傷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ことにある。

（発明の構成） そこで本発明は、フォトマスク等の光透過性の板状物体
の一方の面側から、レーザ光等を走査するようにし、フ
ォトマスクの一方の面側の空間に生じる散乱光を受光す
る第１光電手段と、フォトマスクの他方の面側の空間に
生じる散乱光を受光する第２光′１）：手段と、その第
１と第２光電手段の両光゛砥伯号ケ比較して、その太良
さが予め定められた複数の大小関係のいずれであるかを
検知する比較手段と、その比較手段の検知出力に基づい
て、異物の付着に応じて、例えは背の高い異物か、低い
異物かに応じた検出信号を発生する検査手段とを設ける
。ｊうにしｔｏ 具体的にＣよ、第１光電手段の第１光電信号と、第２光
篭手最の第２光電信号とを比較して、例えば第１光電伯
号の方が第２光電信号よりも大ぎいことを検出する第１
の比較回路と、第１光電信号の方が、第２光電信号のに
倍（例えばに−２）よりも大きいことを検出する第２の
比較回路とを設け、その第１、第２の比較回路の検知出
力によって、異物の形状に関する検査を可能としたもの
である。

（実施例の説明） 本発明の二（施例を説明する前に、被検査物に光ビーム
を照射したとき、異物の付着状態や傷に応じて生じる散
乱光の様子を第１〜第５図により説明する。同、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。

これは光ビームを垂直に入射するよりも、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良くす
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
面に光ビームとしてのレーザ光を照射し、フォトマスク
のガラス板の上に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による散乱の様子を示したも
のである。第２図は、ガラス板上に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
に付着した異物に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５ａに密着
して設けられた遮光部５ｂを設は表面Ｓ１（以下、この
面のことをパターン面Ｓ１と呼ぶ。）に斜入射したレー
ザ光１は、ガラス板’ｂａ又は遮光板５ｂによって正反
射てれる。尚、図中、レーザ光１ば外の光束は散乱光の
みを表わす。第１図において、集光レンスと光電素子と
から成る受光部（５）は、正反射しだレーザ光を入射し
ないような位置に配置する。−！、だ、受光部囚は、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５ａのパターン面Ｓ、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５ａのパ
ターン面Ｓ１と反対側の面ｓ、　（１、下、裏面Ｓ、と
する。）側には、果光レンズと光電素子を含む受光部（
Ｂ）が設けられる。この受光部（Ｈ）は、ガラス板５ａ
（特にそのパターン面Ｓ、）に対して、受光部（Ａ）と
面対称の関係に配置されており、裏面Ｓ、側からレーザ
光１の照射部分を斜めに見込んでいる。このように、受
光部（Ａ）、０３）は共に、異物から無指向に発生ずる
散乱光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５ａの透過部に付佑した
異物ｌと、遮光部５ｂの上に付着した異物ｊとから生じ
る散乱光のちがいについて説明する。

受光部い）によって検出される光電信号の大きさは、異
物’％　　Ｊともほぼ同じになる。それは、異物１、Ｊ
にレーザ光１を照射したとき、異物ｊ、」の太き舌が共
に等しいものであれば、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。ところが、異物ｌ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。一般に、散乱光１ｂは散乱光１ａに
くらべて小さくなるが、受光部（Ａ）、（ロ）には異物
ｌの付着によって、共に何らかの光電１ｈ号が発生する
。もちろん、遮光部５１〕に付着した異物Ｊからの散乱
光は受光部（１Ｂ）にノ♀しな１／″ｉ。

そこで、受光部（Ａ）と（Ｂ＞の光電信号をＮｊ７４１
べることにより、異物がガラス板５ａの透明部に句着し
たものなのか、遮光部５ｂに付着した。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、無指句性の散乱光とが生じる。そこで、
上記受光部（Ａ）、σ３）を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光するように配置し、
さらにその散乱光が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がある。このことについ
て、第２図に基づいて、卯理の説明をする。第２図にお
いても、散乱光を受光する受光部い）、（ロ）は、第１
図と同様に配置する。

斜入射したレーザ光１はフォトマスク５のパターン面Ｓ
１で鏡面反射されるが、異物１１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
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Ｓｌに密着しているため、ガラス板５
ａのレーザ光１の入射側の空間に散乱する散乱光ＩＣと
、ガラス板５ａの内部に向って進む散乱光１ｄとの強度
はほぼ等しくなる。散乱光１ｄはガラス板５ａの内部を
通過後、裏面Ｓ１より９１部に出る。一方、異物の大き
さは数μ？ｎ以上あり異物１によって散乱される光は、
異物ｌが表面８１トり高く浮き十−っているために、パ
ターン面Ｓ、よりガラス板５ｄの内部に向って進む散乱
光１ｅは、面Ｓ１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Ｓｌに対する受光部（５）、但
の受光方向の仰角を小さくすればするほど両者の光電信
号の大きさの相異として強くなる。この現象は、面Ｓ。

に密着した遮光部５ｂに対して散乱光は表面波として振
舞うが、異物１はその一部でのみパターン面Ｓｌ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
乱となす、′散乱光がパターン面Ｓｌにすれすれの角度
で入射すると、反射率が高くなり、パターン面Ｓ８より
内部に入る割合が少ないことからも説明できる。従って
パターン面Ｓ１の側で散乱光を受光部（イ）によって検
出すると共に、裏面高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ば２倍μ
上あるかどうかという判定によって、散乱が異物による
ものか、遮光部５ｂのエツジ部によるものかを判別する
ことができる。

次に、ガラス板５ａの表と裏に付着した異物を判別する
原理について、第３図により説明する。この図中、受光
部（８）、（ト）は、第１図と同様レーザ光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
光１の入射側に斜めに設けられており、いわゆる異物か
らの後方散乱光を受光する、ここでは、し〜ザ光１をフ
ォトマスク５のパターンの形成されていない側の面、す
なわち裏面Ｓ。

に入射したとき、裏面Ｓ、に何着した異物ｋによるレー
ザ光の散乱と、パターンが形成されている側のパターン
面Ｓｌに付着した異物１による散乱の違いを示している
。レーザ光１は裏面Ｓ、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Ｓ、に至る。異物ｋに
よる散乱光１ｇは受光部（８）によって光電変換される
。寸だ、パターン面ＳＩの透明部分に付着した異物工に
よる散乱光のうち、ガラス板５ａの内部を透過して裏面
Ｓ、よりレーザ光入射面に散乱光１１］となって表われ
だものが受光部（Ａ）によって光重、変換される。とこ
ろで異物１による散乱光のうち、散乱光１ｈと、パター
ン面Ｓ１よりカラス板５ａの内部には入らない散乱光１
１とを比較すると、散乱光］１１はパターン面Ｓ、及び
裏面Ｓ、による反射損失を受けるので、散乱光１１に比
較して強度が弱い。この両者の強度比は受光部（６）、
ノ）の散乱光の受光方向を裏面Ｓ、又はパターン面Ｓ、
に対してすれすれにすればするほど大きくなる傾向にあ
る。これは光の入射角が太きけれは大きい程表面での反
射率が増すという事実に基づく。そこで、レーザ光１の
フォー・マスク５に対する入射位置を変化させながら、
受光部（６）、σつの出力をモニターすると、第４図（
ａ）（ｂ）のような信号がそれぞれ得られる。そこで第
４図（ａ）（ｂ）の縦軸は夫々受光部（８）、但の受光
する散乱光の強さに比例した光電信号レベルを、横軸は
、時刻又はレーザスポットのフォトマスク５に対する位
置を表わすものとする。異物ｋによるレーザ光の散乱で
は、第４図における信号波形Ａｌ　、　Ｂ１のようにな
り、その信号の大きさＰＡＬとＰＢ２を比較すると、］
”ＡＩの方がＰＢＩの２〜８倍位大さくなり、異物ｌに
よる散乱では、信号波形Ａ２　、　Ｂ２のような波形が
得られ、大きさＰＡ２とＰＢ２を比較すると、ＰＢ２の
方がＰＡ、２の２〜８倍位大きくなる。従って、散乱光
がある大きさ、例えばレベルＳＬ１ｇ上となる時、受光
部（Ａ）の受光部の）に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
何着していると判断できる。

次に、第５区１により、異物の形状のちがいによる散乱
、及び傷による散乱の様子を説明する。尚、受光部（Ａ
）、０勺は第１〜第３図と同様に配置される。

今丑で述べてきた異物は、フォトマスク５の上に浮き上
がったものを考えていた。すなわち、第５は］に示す異
物１のように、−・部はガラス板５ａに接触し、大部分
が浮き上がっている。このため前述のように、異物１に
よる散乱では、パターン面８１側の空間に散乱する散乱
光１ｆの強さと、ガラス板５ａを透過して裏面Ｓ、側の
空間に散乱する散乱光１ｅの強きとは大きく異なる。こ
のような異物Ｉは、空気中にただようチリ等がフォトマ
スク５上に弱く付着した場合が多く、水分や油分の含有
が少なく乾いているとも考えられる。

ところが、フォトマスク５を洗浄した直後、ガラス板５
ａ−４二の水分が乾かないうちに、空気中のチリが付着
したり、水分中の不純物が多いと、フォトマスク５の乾
燥に従って、そのチリや不純物は第５１ン］中異物ｍの
ように、ガラス板５ａに密着してくるものと考えられる
。

このようにガラス板５ａとの接触面積が広く、背の低い
異物ｍにレーザ光１を照射すると、パターン面Ｓ１側の
空間には、異物ｉと同様の強さで散乱光１ｍが生じる。

しかし１、裏面Ｓ、側の空間には、異物ｉの散乱光１ｅ
よりも強い散乱光１ｎが生じる。そこで、この散乱光］
ｆや１ｍ金光電検出する受光部（、Ａ）の光電信号と、
散乱光１ｅと１０を光電検出する受光部（１３）の光電
信号との大きさの比率を求めることによって、異物１と
異物ｍを区別することができる。

さて、フォトマスク５のガラス板５ａに第５図のような
傷ｑが存在した場合、その傷ｑ！Ｉ′ｉパターンの遮光
部５ｂのエツジ部と同様に考えることができる。すなわ
ち、陽ｑ　Ｋ　Ｖ−ザ光１を照射すると、パターン面Ｓ
１側の空間に散乱する散乱光ＩＰと、裏面Ｓ、側の空間
に散乱する散乱光］ｒとは共に大きなものとなる。たた
し、その散乱の様子は異物ｍの散乱の様子と似ている。

このことは、遮光部５ｂのエツジ部からの散乱光と、背
の高い異物ｌからの散乱光とを分前できるように、傷か
らの散乱光も背の〜、い異物からの散乱光と分離でさ、
傷を背の「冒」い異物として４火山すること、すなわち
誤検出を防止して異物のみを正確に検出できることを意
味する。

次に本発明の実施例を図面にシｌすついて説明する。

第６図は異物検査装置の第１の実施例を−示す斜視図で
あり、第７図は、第６図の装置を制御するだめの制御装
置６１のブロック図である。

この実施例は、被検査物とし、て、複雑なパターンをイ
〕するフォトマスクよりも、パターンがない累カラスや
、比較的却−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。

第６図において、被検査物としてのフメトマスク５は載
物台９の上に周辺部のみを支えられて載碕゛さねる。載
物台９ば、モータ６と送りイ・ジ等にｋり図中矢印４の
ように一次元にｖ！、動可能である。

ここで、フメトマスク５のパターン面を（ン１示の如く
坪槓糸ＸｙＺのＸ−）・平面として定める。この載置台
９の移動量はリニアエンコーダのような測長器７によっ
て測定される。一方、レーザ光源８からのレーザ光１は
適宜、エキスパンダー（不図示）や集光レンズ３等の光
学部’４（によって任意のビーム径に変換されて、単位
面Ａ：にあたりの光強度を上げる。このレーザ光１は、
バイブレータ、ガルバノミラ−あるいは、ポリゴンミラ
ーなどのスキャナー２によってフットマスク５Ｊ二のＸ
方向の範囲り内を走査する。このと＠刈＝査するレーザ
光１はフォトマスク５の表面（Ｘ−ｙ平面）に対して、
例えば入射角７０″〜８０°で斜めに入射する。

従って、レーザ光１のフォトマスク５上での照射部分は
、１１名中はぼＸ方向に延Ｏ−だ橢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」がフ
ォトマスク５を走査する領域は、Ｘ方向に範囲［、で）
・力面に所定の広がりをもつ帯状の４１戎となる。ｆ７
；’ｊ　、レーザ光］はフォトマスク５のレーザ光入射
側１の曲に結像している。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Ｘ方向に移動する。このとき測長器７は
、レーザ光１のフォトマスク５上におけるＸ方向の照射
位置に関連した測定値を出力する。

！ｊ′り、フォトマスク５上に付着した異物からの光情
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、前記受光部面に相当し、レーザ光１が
照射されるフォトマスク５の表側の空間に生じる散乱光
を受光するように配置される。

一方、受光素子１３は、前記受光部（Ｂ）に相当し、裏
側の空間に生じる散乱光を受光するように配置される。

さらに、レンズ１０．１２は各々受光素子１１と１３の
各受光面に、走査範囲りから生じる散乱光を集光する。

そしてレンズ１０の光軸はｘ−ｙ平面に対して斜め（１
，０″−３０°）になるように、レーザ光１の走査範囲
りのほぼ中央部をフォトマスク５０表側から見込むよう
に定められる。一方、レンズ１２の光軸は’１　ｘ−ｙ
平面に対してレンズ１０の光軸と面対称になるように定
められる。まだ、レンズ１０，１．２の各光軸は走査範
囲りの長手方向に対して、斜めになるように、すなわち
、ｘ−ｚ平面に対して、３０°〜４５°程度の角度を成
すように定められている。

また、スキャナー２によるレーザ光１の１走査の開始点
と終了点とを検出するために、レーザ光１の走査光路の
両脇に光電素子１４．１５が設けられている。尚、受光
素子１１は第１光電手段を構成し、受光素子１３は第２
光電手段を構成する。

さて、第６図の装置は第７図の中央処理装置２０（以下
、ＣＰＵ２０とする）によって統括制御される。

ＣＰＵ２０は公知のマイクロ・コンピュータのように、
演算部や記憶部を備え゛ている。このＣＰＵ　２０は前
述のモータ６にインターフェイス回路２］（以下、■・
Ｆ２１とする）を介して駆動指令を出力すると共に、測
長器７の測定値を１・Ｆ２１を介して読み込む。

また、発振器２２１はレーザ光１の走査の基準となる走
査クロック信号ＳＣを出力する。走査クロック信号ＳＣ
は、スキャナー２を駆動するだめの走査駆動回路２３に
入力すると共に、■・Ｆ２１を介Ｌ５てＣＰＵ　２０に
も入力している。

そして、異物検出回路２４ば、受光素子１１．１３の光
′嘱信号を入力して、異物の付着状態に応じて、フォ）
・マスク５上で真に害をなす異物を検出したとき、検出
信号ＳＡ、、ＳＢを■・Ｆ２１を介してＣＰＵ２０に出
力する。

ＣＰＵ２０は測長器７の測定値、走査クロックイ言号Ｓ
Ｃ１及び検出信号Ｓｋ、８Ｂに基づいて、フォトマスク
５上で異物が検出された領域を座標イ直として演算し、
その結果を１・Ｆ２１を介して表示装置２５に表示する
。表示装置２５は、例えばＣＲＴであり、画面中にフオ
Ｉ・マスク５のマド１ルクス状のマツプを作画し、異物
が存在する領域に、異物の大きさを例えば３ランクに分
けた表示（ランクＡ、　Ｂ。

Ｃ）を行なう。

さて、異物検出回路２４は第１〜第５図で説明したよう
な条件に従って、異物のみを正確に検出するためのロジ
ック演算機能が組み込まれている。

この異物検出回路２４の詳細な構成を、第８図の回路プ
ロ、ツク図により説明する。

第８図において、受光素子１１．１３の各ツ０電信号は
、各々増幅器１００．１０１に入力する。そして増幅さ
れた光電信号ｅ、は２つの比較器’１０３．１０４の夫
々に入力する。寸だ増幅された光電信号ｅ、は、増幅度
にの増幅器］０２を介して比較器１０４の他方の入力に
印加される。伺、受光素子１１．１３の受プ色量カニ等
しいとき、信号ｅ１．ｅ＋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１０６からのスライス電圧ＶＳ７％印加される
。そして比較器ＩＱ３．１０４の各出カイ言号はアンド
回路１０５に印加される。このスライスレベル発生器１
０６は、スキャナー２を振動するだめの走査クロック信
号ＳＣに同期してスライス電圧ＮＴＳの大きさを変える
。これは、レーザ光１の走査により、受光素子１１から
レーザ光１の照射位置寸での距離が変化する、すなわち
レンズ１０の散乱光受光の立体角が変化するだめである
。そこで、レーザ光１の照射位置に応じてスライス電圧
Ｎ１Ｓを可変するように構成する。このことを、第９．
１０１ｍにより詳述する。第９図は第７図のフォトマス
ク５とレンズ１０、受光素子１１との配置関係を上方よ
り見た図である。

レンズ１０の光軸のｘ−ｙ平面の斜影が走査範囲りと成
す角度は３０°〜４５°に定められている。このため、
同一の異物が走査範囲りの中央の位置Ｃ１１右端部の位
置Ｃ，，左端部の位置Ｃ１の各々に付着した場合、レー
ザ光１の走査位置の変化によるパワー変化がないものと
すれば、受光素子１１は位置Ｃ。

で発生した散乱光暫最も強く受光し、位置Ｃ，１位置Ｃ
１の順に受光量は弱くなってくる。

そこで第１０図のように、縦軸にスライス電圧Ｖｓ。

横軸にレーザ光１の走査位置を表わすと、レーザ光１が
位置Ｃ８を走査するときは、スライス電圧ＶＳを最も太
きくし、位置Ｃ８を走査するときは小さくするような傾
向とすればよい。

はて、第８図の説明に戻って、増幅器１０２の増幅率に
は、１５〜２５の範囲、例１えば２に定められている。

これは、レーザ光１の入射側に付＊　Ｉ、に異物から生
じる散乱光のうち、入射側の空間に生じる散乱光の大き
さと、フ第１・マスク５を透過した散乱光の犬ききとの
比が第３図、４図で説明したように一般には２倍は上に
なるからである。

寸た、比較器１０３は、信号ｅ、がスライス電圧Ｖｓよ
りも太きいとき論理値「１」を出力する。また、比較器
１０４は信号ｅ、と、信号ｅ、をに倍にし７た］ぐｅＩ
とを比較して、ｅ、）Ｋｅｓのとき論理値「１」　を出
力する。従って、アンド回路１０５は比較器１０３゜１
０４の出力が共に論理値「１」のとき検出信号ＳＡとし
て論理値「１」を出力する。

さらに、比較器１０７は、信号ｅ、と信号ｅ、を比較し
てｅｌ）ｅｌのとき論理値「１」を出力する。

！！た、３人力のアンド回路１０８は、比較器１０３の
出力信号、比較器１０４の出力信号をインバータ１０９
で反転した信号、及び比較器１０７の出力信号の３つが
共に論理値「１」のとき、検出信号８Ｂとして論理値「
１」を出力する。伺、比較器１０４．、１．０７により
、本発明の比較手段が構成される。

次に、この実施例の作用、動作を説明する。−！。

す異物がレーザ光１の入射側の面に付着していた場合、
レーザ光１がその異物のみを照射すると、信号ｅ１け、
スライス電圧Ｖｓよりも大きくなり、比較器１０３は論
理値「１」を出力する。また、このとき、ｅ、）Ｋｅ、
になり、比較器１０４も論理値「１」を出力する。この
・ためアンド回路１０５は検出信号ＳＡとして論理値「
１」を発生する。

次に異物が裏面に付着していた場合、レーザ光１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１
１に達する散乱光は、受光索子１３に達する散乱光より
も小さな値、すなわちｅ、（Ｉぐｅ２になり、比較器１
０４は論理値「０」を出力する。このため、このときｅ
、）Ｖｓが成立していたと１〜ても、アンド回路１０５
は論理値「０」全発生する。甘た、遮光部のエツジ部か
ら散乱光が生じた場合、受光素子１１．１３の受光量は
パターンが単純なだめ、十分小さく、比較器１０３け論
理値「０」を出力する。従ってアンド回路１０５は諭Ｉ
理値［□Ｊを発生ずる。

同、スライス電圧Ｖｓの大きさに、異物の検知能力に関
連し、スライス電圧Ｖｓが小さければ小さいほど、より
小さな異物の検出が可能となる。

さて、アンド回路１０５で検出信号ＳＡが論理値「１」
の場合は、フォトマスク５上で受光素子１１のある側（
レーザ光入射側）に異物が付着しているとわかる。この
異物は、第５図に異物工として示したように、比較的背
の高いものである。一方、アンド回路１０５で異物と判
定されないような背の低い異物の場合、光電信号ｅ、が
十分太きいにもかかわらず、比較器１０４が論理値１０
Ｊを出力している場合がある。このとき比較器１０４の
出力信号を反転させるインバータ１０９ヲ介してアンド
回路１０８には、論理値「１」が入力される。さらに、
信号ｅ１は十分大きいからｅ、〉Ｖｓとなり、比較器１
０３は論理値「１」を出力する。又、光電信号ｅ。

とｅ、を比較しで、信号ｅ１の方が信号ｅ、よりも大き
くなるため、比較器１０７は論理値「１」を出力する。

このだめ、アンド回路１０８は論理敏「１」を出力する
。この検出信号ＳＢはフォトマスク５の受光索子１１の
ある側、すなわちレーザ光入射側の面に付着した異物で
はあるが、比較的背の低い異物、あるいはガラス版−ト
の傷を検出し、たことを表わす。

伺、検出信号ＳＡ、ＳＢがともに論理値１−０」の場合
は、レーザ光入射側の面に異物や傷がないと判定される
ことは言う寸でもない。

このように、異物がフォトマスク５の表側（レーザ光入
射側）に付着していたときのみ、検査結果として検出信
号ｓｈや信号ＳＢは論理値「１」となる。しかも検出信
号ＳＡが論理値「０」の場合であっても、検出信号ＳＢ
が論理値「１」のときす、第５図のような背の低い異物
ｍ１あるいは傷ｑであり、普通の異物Ｉとは弁別して検
出される。

尚、比較器１０７が、どれぐらいの比率でｅ、）ｅ。

になったとき、論理値「１」を出力するかは、異物の形
状によって実験的に設定されるものであり、一義的に決
定されるものではない。

１＋、第１の実施例の異物検出回路の変形例と（、て、
第１１図のように、スライス電圧Ｖｓと同様の１１泊向
で変化するスライス電圧Ｖｓ’と、出力信号ｅ。

と全比較して、ｅ、）Ｖｓ’のとき論理値「１」を出力
する比較器１５０を設け、その出力をアンド回路１０５
に印加するように構成した第２の実施例によれば、パタ
ーンの遮光部上に付着した異物は検出せず、透明部上に
付着した異物のみを検出することができる。

第１１図において、異物が透明部上に付着している場合
、出力信号ｅ、とｅ、はｅ、）ｅ、となり、かつ出力信
号ｅ、ばあるレベルになる。そこでこの時ｅ、）Ｖｓ’
となるようにスライス電圧Ｖｓ′が設定されている。こ
のため、異物が透明部上にあれば、比較器１０３．１０
４．１５０が共に論理値「１」を出力し、アンド回路１
０５は検出信号ＳＡを出力する。

一方、異物が遮光部上にあれば、第１図で説明したよう
にフォトマスク５の裏面側にはほとんど散乱光が発生し
ないので、ｅ＋（Ｖｓ’となり、比較器１５０は論理値
「０」を出力する。このためアンド回路１０５は論理値
「０」を出力し、検出信号ＳＡは出力されない。

このように、本実施例では異物の付着状態として、パタ
ーンの遮光部と透明部のうち、真に害をなす透明部に付
着した異物のみを検出することが可能となる。

以上述べた各実施例は回路パターン等による散乱が弱く
、大きな異物の検出しか要求されない場合にきわめて簡
単な構成で、フォトマスク５の表側と裏側に付着した異
物を弁別して検出すると共に、その異物の形状をも高速
に検査できる特徴を備えるものである。

す、上はレーザ光を、回路パターンが形成されプこ面側
から人射し、入射した而に付着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、縮小投影露
光装置に用いられるレディクル、マスクでは、回路パタ
ーン側に付着した異物たけでなく、裏面のパターンのな
い面に付着した異物も転写されてし甘う。１／１０倍の
縮小レンズを用いると、転写されるパターンのない裏面
に付着した異物で転写可能な最小の大きさは、回路パタ
ーンのある面に刺着した異物で転写可能な最小の大きさ
の、長さで約１５倍、面積比で約２倍である。

従って裏面に何着した異物の検出も、必要な感度で行な
うことが必要である。裏面の異物を検出するには第１の
実施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問題
が生じる。即ち、パターンの遮光部のエツジからの散乱
光の影響が顕著になり、異物の検出そのものが困難とな
ることである。

そこで、本発明の第３の実施例を第１２〜１５図に基つ
いて説明する。第１２図は、異物検査装置の第３の実施
例による斜視図を示し、第１の実施例と異なる点は、さ
らにフォトマスク５の表側、裏側を見込むもう１組の受
光部と、冗長な方向に１つの受光素子とを設けたことで
ある。さらに第１３図は、この第３の実施例に適した異
物検出回路の接続図である。

第１２図において、第１の実施例と同一の構成、作用を
有するものは説明を省略する。との第３の実施例におい
て、まずフォトマスク５のレーザ光１の入射側と、それ
と反対側にほぼ等しい受光立体角を有する受光系を設け
る。この受光系は第１２１図に示すように、フォトマス
ク５の表側（レーザ光入射側）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の裏側を斜
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の各光軸は、走査範囲１」の
ほぼ中央部を向いている。さらに、レンズ２０．２２０
両光軸は、走査範囲りの長手方向Ｘを含む面のうち、ｘ
ｙｚ座標系のｘ　−ｚ面と平行な面と一致するように定
められている。

従って、レンズ２０とレンズ１ｏの光軸が成す角度１３
０６〜４５６前後に定められる。レンズ２２とレンズ１
２の光軸が成す角度についても同様である。

きらに集光レンズ３０と受光素子３１が、レンズ２０゜
レンズ１０の光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
ように配置されている。

ここ１、レンズ１０．２（１，３０の各光軸の関係につ
いてス７トベる。伺、この３つのレンズ１０．２０．３
０は同一の光学特性とし、３つの受光素子１１．２１．
３１の特性も同一であるとする。また、各光軸を各々ｔ
１、ｔ３、ムとする。光軸ｚ−Ｉ　Ｘｔｒ　、Ａ、は共
にフォトマスク５のパターン面に対して、小さな角度、
例えば１０°〜３０°前後に向められている。また、レ
ーザ光１の走査範１１Ｌの中央部から各受光素子１１゜
２１、３１４での距離は共に等しく定められている。

そして、図中、フォトマスク５を上方より見をとき、第
１４図のように光軸ｔ２は、走査範囲りの長手方向（走
査方向）と一致し、光＋１．ｌｔ＋、ノ８は走査範囲り
に対して小さな角度、例えば３０°前後に定められてい
る。

このように、各光軸ｔ１、ム、ｔｓを定めることによっ
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１１．２］、、　３１のうぢ、確実に１つの受光素
子ではほとんど受光されない。′！１：だ、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、受光素
子１１．２１に共に強く受光されているとき（は、受光
素子３１の受光量は極めて小さくなる。

寸た異物からは無指向に散乱光が発生するので、異物が
走査範囲りの中央部にあれば、各受光素子１．１．．２
１．３１の受光部はほぼ同程度になる。

従ってこの実施例では異物と回路パターンによる散乱光
の指向性がフォトマスク５のレーザ光入射側の空間に進
む光について異なることを利用する上に、さらに異物と
回路パターンとによってフォトマスク５０表側と裏側に
進む散乱光の強度比の違いも利用して、異物の検査を行
う。

尚、受光素子１１．２１に、１：す本発明の第１光電手
段がイ”１％成でれ、受光素子１３．２３により第２光
電手段が構成される。

妊て、第１３図は、第３の実施例による異物検出回路の
ブロツク図］であって、第７図の検出回路２４と置きか
えられるものでりる。第１２図に示した受光素子２１．
１１．２３．１３及び３１は夫々、増幅器１１０゜１１
１、１１２．１１３及び１４０に入力する。この５つの
３１１９幅器１１０〜１１３．１４０は、受光素子２１
．　ｉｌ、　２３．１３及び；３１に入射する光’ｒｌ
Ｆ、が共に等しければ、ぞの出カイｄ号ｅｒ　、ｅｒ　
、ｅｌ、、ｅｔ　、ｅｓも等しくなるように作られてい
る。

比較器１１４は、出力信号ｅ１とスライスレベル発生器
１２１からのスライス電圧ＶＳ、とを比較して、ｅ、）
Ｖｓ、のとき論理値「１」を出力する。比較器１１５は
、出力信号ｅ、とスライス電圧ＶＳ、とを比較してｅ、
）Ｖｓ、のとき論理値「１」を出力する。

さて、受光素子３１の出力信号は増幅器１４０を経て比
較器１４１に入力する。比較器１４１にはスライスレベ
ル発生器１２１から走査クロック信号ＳＣに応答してレ
ーザ光のスポットの走査位置に応じて変化するスライス
電圧ＶＳ、が入力する。乙の比較器１４１は、増幅器１
４０の出力信号ｅ、がスライス電圧ＶＳ、を越えると、
論理値「〕」を、その他の場合は論理値「０」を出力す
る。

同、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Ｖｓ＋　、Ｖ　Ｓ、に対して、クラ４１４図
は第１２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、その中央部を位置Ｃ８、両端部を各々−位置Ｃ
，、Ｃ，とする。前述のように、受光素子３１．２１と
１１とから位置Ｃ，までの各距離は共に等しい。そこで
、同一の異物が位置ＣＩ　、Ｃ１、ＣＭに付着していた
ものとして以下に述べる。異物が位置Ｃ３に何着してい
た場合、その異物から生じる散乱光に対し、て受光素子
２１．１１．３１の名受光立体角はほぼ等しくなるから
、前述の信号ｅ、、ｅ、、ｅ。

の大きさもほぼ等しくなる。このためレーザ光１のスボ
ノ］・が位置Ｃ１にあるとき、スジイス電圧Ｖｓ、、Ｖ
ｓ、　、Ｖｓ、は等しい大きさに定められる。

また、異物が位置Ｃ２に付着していた場合、受光素子２
】の受光部よりも、受光素子１１の受光部の方が多くな
る。このだめ信号ｅ、の方が信号０１よりも大きくなる
から、スライス電圧はＶｓ、　）Ｖｓ、に定める必要が
ある。しかしながら、位置Ｃ２は各受光素子２１，１．
１から共に遠方にあるノこめ、信号ｅ、、ｅ、の大きさ
は大差ない。従って、スライス霜４圧としてそれ程差の
ない大きさでＶｓ、）Ｖｓ、を満足し、位置Ｃ１のとき
のスライス電圧よりも小さく定められる。

一方、異物が位ＭＣ，に付着した場合、位置Ｃ８は受光
素子２１に最も近づいブζ場所であるから、信号ｅ１は
極めて大きな値となる。また、受光素子１１は、位置Ｃ
２を見込む受光立体角が、位置ｃ、　、Ｃ，に対して大
きく変化するから、信号ｅ、は位置Ｃ，、Ｃ。

でのそれよりも小さな値となる。このだめ、スライス電
圧はかなり大きな差でＶｓ、）Ｖ’ｓ、　　を（満足し
、位置ＣＩのときのスライス電圧よりもそれぞれ大きく
定められる。同、スライス電圧Ｖｓ、ば＼／３゜と逆の
傾向に定められる。

は上述べた位置Ｃ，−Ｃ，に対する各スジイス電圧の変
化の様子を第１５図に示す。第１５図で、縦軸はスライ
ス電圧の大きさを、横軸には走査範ＩＩＨＬの位置を取
っである。

前述のように、スライス電圧Ｖｓ、　、Ｖｓ、　、Ｖｓ
、　　の大きさは位置Ｃ，において、共に等しくなり、
位置Ｃ１において、ＶＳＩ＞ｖＳ、〉Ｖｓ□、位置Ｃ８
においてＶｓ、　＞　Ｖｓ、　）　ＶＳ・となるように
連続的に変化する。

このＶＳ、　、　Ｖｓ、の変化は、かならずしも直線的
になると（は限らず、スンイス電圧■Ｓｌの変化のよう
に、曲線的になることが多い。この曲線的な変化葡得る
には、スライスレベル発生器１２１に例えは対数特性を
有する変換回路や、折線近似回路等を用いれはよい。

さて、第１３図の説明に戻って、異物とエツジ部とによ
りフォトマスク５の表側と裏側に生じる散乱光のちがい
を判別するために、出力信号Ｃ！Ｌ（！＊ｄ、夫々増幅
度Ｉ（の増幅器１１６．１１７に人力する。この増幅度
には、第１の実施例と同様に１．５〜２．５の範囲の１
つ植、り・１］えば２に定められている。

比１校器１１８は、出力係号ｅ１と増１陥器１１６の出
力信号Ｋｅ、と全比較して、ｅｌ　＞Ｊ（ＣＩのとき論
理値「１」を出力する。比較器１１９は出力係号ｅ、と
増幅器１．１７の出カイｕ’　−ｒ）’　１＜、ｅ　ｈ
とを比較して、ｅ　Ｈ＞　Ｋ　ｅｌのとさ論理値「１」
を出力する。

さて、この実施例では、レーザ光入射側に配置した受光
朱子２１．１１のうち、出力が小さい方の受光素子に看
目し、その受光素子と対をなすように、裏面側に配置さ
れた受光素子との間で、出力の比かに倍以上あるかどう
かを判別するように構成されている。

増幅器１１．０．１１１の各出力係号ｅ、Ｘｅ、け、コ
ンパレータ１３０に入力し、出力信号ｅ、、ｅ、の大小
を検出する。このコンパレータ１３０はｅｌ＞　ｅｌの
とき、論理値［１−１を出力し、ｅｌ＜ｅ、のとき論理
値「０」を出力する。コンパレータ１３０のその神まの
出力と、その出力をインバータ１３１で反転したものと
は夫々アンドゲート１．３３．１３２の一方の入力に接
続される。呼り、アントゲ−）　１．３２．１．３３の
他方の人力には、夫々比較器１１８．１１９からの出力
信号が印加される。このアンドグー）　１３２．１．３
３の各出力係号はオアゲート１３４を介して、検出信号
ＳＡを発生するアンド回路１２０へ入力する。アンド回
路１２０は比較器１１．４．１．］、５．１４１の３つ
の出力信号も入力する。

一方、比較器１３５は信号ｅ、と信号ｅ、との太き坪を
比較して、ｅ、〉（・３のとき、論理値「１」を出力す
る。また、比較器１３６は信号ｅ、と信号Ｃ４七を比較
して、ｅｌ：）ｅ、のとき論理値「１」を出力する。ア
ンド回路１３７　ｔ−１：インバータ１３１の出力信号
と比較器１３５の出力信号との論理積をオア回路１：３
８の一方の人力に印加する。そしてアンド回路１３９ｉ
ｊコンパレータ１３０の出力係号と比軟回路１３６の出
力信号との論理積をオア回路１３８の他方の入力に印加
する。５人力のアンド回路１４３はオア回路１３８の出
ノ月Ｊ弓と、オア回路１：３４の出力信号をインバータ
１４２で反転した信号と、前述の３つの比較器］、１．
４．１１５．１４１の各出力信号とを入力して、検出信
刊ＳＢを出力する。尚、比較器１１８．１１９゜１３５
、１．３６によって不発明の比較手段が栖成される。

次に、第３の実施列の動作を説明する。

第１６（シｊ（は各受光素子の光電信号の太き６とレー
ザ光の走・７上位ｉｉ′ｌｉとの（力係について説明す
る図でりる。

第１６　ｉ′／／−１に；）、（１ノフ、（シ）、（（
１）は受光索子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１６Ｌン１に
〕）〜（ｄＪ−ｔｌ：通に時間をとって示しだものであ
る。レー゛す光１のス不ノトをフォトマスク５上で卯ｊ
連走査すれば、横軸は定食範囲Ｊ・内のスポット位置に
も対応している。レーザ光が回路パターンに入射してエ
ツジ部で散乱された場合、第１２図の光電素子２１．１
．１．２３．１３からの各出力は第１６図でそれぞれ、
Ａ１．　ｌ−１１，Ｃ１，、ＤＩのようになり、それぞ
れのピーク値ばＰＡｌ−、ＰＢｌ、　ＰＣｌ、、同月と
なる。この場合、散乱光に指向性がある。そめに、受光
素子２１と１１の光電出力として、ビークＰ１（１より
もＰＡｌの方が太きいが、完全な指向性ではないのテ、
ビークＦＢＩは零では々、い。フォトマスク５の裏側の
受光素子２３．ｉ３の出力ピーク値、、　Ｐｃ１．円）
１はそれぞれＰＡＬ、　ＰＢｌに近い値を持っている。

この“ことは、前記第２図で説明した通りである。ト−
１、受光素子３１にはエツジカーらの散乱光が受光され
、ｉ：い。ところが、異物によってレーザ光が散乱され
た場合、各受光素子ン於らの出力は１〜２．　Ｂ２．　
Ｃ２，１）２となり、それぞゼｔビーク値はＰＡ２．　
ＰＨ１，ＰＣ２，Ｊ’切となる。散乱光の指向性が少な
いために、Ｐへ２とＰＢ２０間では差は小さいが、ＰＡ
２とＰ（、：２のｊＵｊ　、及びＰＨ１とＰＨ２の間に
は大きな差がるり、２〜８倍位の比でＰｉ’ｔ２　、　
ＰＨ１の方が大きい。回路パターンからの散乱信号のう
ち、例えば小さい方のピーク値ＦＢＩより小さなレベル
ＳＬをスライス電圧として、第１６図（ａ）、（１））
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じだ場合、この−！ｆ、までは
回路パターンも異物として判定してしオう。しかし、第
１２図の受光素子２１と受光素子２３の出力の比、及び
受光素子Ｊ１と受光素子１３の出力の比を求め、第１６
図（ａ）の信号がＳＬを越え、かつ第１６図（１））の
信号もＳＬを越えている場合に、さらにこの比が一定以
上例えば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Ｓｉ、ｆ：用いても異物のみを
正しく検出できる。

次に第１３図の回路の動作の説明に戻る。

パターンのエツジ部から生じた散乱光に対して、この散
乱光は指向性が強く、例えは゛受光素子２１の受光量よ
りも受光素子１１の受光量の方が大きくなったとする。

受光素子３１の受光量は、当然素子２１の受光用−より
も小さい。このため、出力係号ｅ、とｅ、はｅ、）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、対をなす受光素子２１．１１
の受光量とほぼ等しくなり、出力信号ｅ、とｅ、は、ｅ
、キｅ１、Ｃ４キｅツとなる。このため、ｅ、　（Ｋｅ
、　、、ｅ、　（Ｋｅ、であゆ、比較器１１８゜１１９
は共に論理値「０」を出力する。同、Ｃ１〉ｅＩテアル
から、コンパレータ１３０は論理値「０」全出力し、ア
ンド回路１３３は閉じられ、アンド回路１３２は開かれ
ている。このだめオア回路工３４は論理値「０」を出力
するから、この時、Ｖｓ、　）　ｅ、　。

ＶｓＩ：＞　ｅｔ　、　Ｖｓ、　）　ｅ、となっていた
としても、エツジ部か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（レーザ光入射側）に
付着した異物から散乱光が生じた場合、出力信号ｅ、　
、　ｅ、　、　ｅ、は共にスライス電圧■ｓ、　、Ｖｓ
、　。

Ｖｓ、よりも大きくなり、また出力係号ｅｌ　、　ｅｌ
は、夫々出力信号ｅ＋　、　ｅ−＋に対して１／３〜１
／８倍の大きさになる。そして、出力信号ｅ、　、　ｅ
、はに倍になるが、Ｋが１．５〜２．５に定められてい
るため、ｅｌ〉Ｋｅ、　、　ｅ、　）Ｋｅ、となる。

このだめ、比較器１１４．１１５．１４１．１１８．１
１９は共に論理値「１」を出力する。

またこの時、異物の散乱形状により、自〉ｅｌ　になっ
ていたとすると、コンパレータ１３０は論理値「１」を
出力するから、アンド回路１３２と１３３のうち、アン
ド回路１３３が開き、論理値「１」を出力する。このた
めオア回路１３４も論理値「１」を出力し７、この結果
、アンド回路１２０は検出信号ＳＡとして論理値「１」
を出力する。

−１だ、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、第３図に示したように、受光素子２３．
１３の受光量は、受光素子２１．１１の受光量よりも犬
さくなる。このためかならずｅｒ　＜Ｋ　ｅｓ。

ｅメヌｅ４となり、比較器１１．８．１１９の各出力は
共に論理価［Ｏ］となる。従って、裏面に刺着した異物
に対して、アンド回路１２０は論理値「０」を出力する
。

さて、マスク５の表面（レーザ光入射側の面）に句着し
た異物であっても、背の低い異物の場合、受光素子２１
と２３の受光量の比や、受光素子１１と１３の受光量の
比が、Ｉ（＠ｌａ上にならないことがある。

このような場合、フォトマスク５の裏面側にも異物から
の散乱光が強く生じるだめ、ｅ、　〈Ｋｅ、　、　ｅｌ
　＜Ｋｅ＋となり、比較器１１８．１１９は共に論理値
ｒＯＪを出力する。このためオア回路１３４の出力はコ
ンパレータ１３０．インバータ１３１の出力信号にかか
わらず、論理値「０」となってし捷い、アンド回路１２
０は比較器１１４．１１５．１４１が共に論理値「１」
を出力しているにもかかわらず、論理イ直ｒＯＪを出力
する。このように背の低い異物の場合は、検出信号ＳＡ
が出力されない。また傷である場合も同様である。とこ
ろが、比較器１３５と１３６は各々出力信号ｅ１とＣ３
の大きさの比較、及び出力信号ｅ。

とＣ４の大きさの比較を行なっている。このだめ、例え
背の低い異物であっても、ｅｌ＞　ｅｍ　、　ｅｘ　＞
　ｅ、となるから、比較器１３５．１３６は共に論理値
「１」を出力する。まだ信号ｅ１とｅ、の大小関係から
、コンパレータ１３０とインバータエ３１によってアン
ド回路１３７と１３９のうち、いずれか一方のケートが
開かれ、オア回路１３８は論理値「１」を出力する。

さらに、オア回路１３４は背の低い異物や傷に対しては
論理値「０」を出力するが、このときインバ、−夕１４
２の出力は論理値「１」となる。もちろん、フォトマス
ク５のレーザ入射側の空間に配置された３つの受光素子
２］、、　］、ｉｌ　、　３１の出力信号ｅＩ、　ＣＩ
　＋０６は各々スライス重圧Ｖ　Ｓ　ｒ　、、　Ｖ　ｓ
　、、八１５．よりも大きくなる。従って、アンド回路
１４３の５人力は全て論理値「１」となり、検出信号Ｓ
Ｂとして論理値「１」が出力される。

このように、検出信号ＳＡが出力されないとき、検出信
閃ＳＢが出力されると、フォトマスク５の表面に背の低
い異物、あるいは陽が存在しているものと判断できる。

マタ、前述のようにパターンのエツジ部から第１６図に
示すように指向性の強い散乱光が受光素子２１の方向に
生じた場合、受光素子３１の方向にはほとんど散乱光が
生じない。このだめ、出力（Ｇ号ｅ５はスライス電圧Ｖ
ｓ、よりも小さくなり、比較器１４１は論理値「０」を
出力ずろ。

従っ−（−、／・ターンのエツジ部からの散乱光に対し
て、比較器１３５．］：３６の出力信号が不安定になっ
て、アンド回路１３７．１３９のいずれか一方が論理値
「１」を出力したとしても、比較器１４１が論理値ＪＯ
ｊ　を出力するため・、アンド回路１４３は論理値「０
」を出力する。

尚、第１３図の回路のように、コンパレータ１３０Ｉイ
ンバータ１３１．アンド回路１３２．１３３１．１設け
ることにより、オアゲー１−１３４の出力は、受光素子
２１゜１１０うち、受光量の少ない方の受光素子と、そ
れと対になる受光素子（素子２３．１３のいずれか一方
）との光電信号のと比によって異物か、エツジ部かを判
別した結果を表わす。

従って、このように出力信号ｅ１とｅ、の小さい方を選
択することは、回路パターンの散乱の影響の小さい受光
方向を選択することを意味し、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、髄に増幅器の出力信号の飽和を引き起し
で、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、フォトマスクの表裏を見込む受
光系の集光レンズの幾可学的配置に誤差があって、表裏
の集光方向が完全に対称でない場合、異物の誤検出を低
減するという側照も生じる。

聾だ、１以上の実施例において、比較器１１８．１１９
は、ｅｌ　　Ｋｅ４　、　ｅｒ　　Ｋｅａを求め、この
結果が正か負かによって出力論理値を決めている。しか
しなから、割算−聯等によって、ｅｌとＫｅ、及びｅ、
とＫｅ。

との比を演算し、その結果が１（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を果たす
ことができる。

さらに、増幅器１．１６．１１７の増幅度Ｋを可変でき
るようにしてお・けば、異物の筒さによる判定基準を調
整でき、増幅度にと異物の高さ、すなわち、異物の形状
や傷のり能性等の相関を知ることができるととは、いう
址でもない。又、フォトマスク５の下面側の検査では、
第１２図でレーザ光１をフォトマスク５の表面へ斜入射
させるための光路切替ミラー等を設ければよい。

さて、以上のようにして検査はれた異物の付着状態は、
第７図の表示装置によって表示されるが、このとき各受
光素子の出力信号（・ｒ　、　ｅｓ　、　ｅｘ　、　ｅ
ｒ　。

ｅ５の大きさから、異物のだいたいの太きさも求められ
る。このとき、その大きさに応じてランク分けして表示
するとともに、検出信号ＳＡ、　ＳＢに基づいて、異物
の形状（背が高いか低いか）を判別して表示することが
できる。

一１上、第３の実施例によれば、パターンのエツジ部か
ら生じる散乱光を選択的に受光するように、レーザ光１
の走査範囲りをフォトマスク５の上下面で異なる方向か
ら見込む２組の受光素子と、冗長な方向から見込む１つ
の受光素子とを設けだので、複雑な回路パターン上に付
着した異物を高速に、高精度で検出することができる。

次に、フォトマスクの両面の異物検査を行なうのに、光
路切換えミラーを使用せず、フォトマスクの一方の面側
からレーザ光を照射するだけで、両面の異物を検出して
、検査時間を短縮できる本発明の第４の実施例を第１７
図、第１８図に依って説明する。第１７図はフォトマス
ク５の断面をＸ方向から見たもので、各受光素子は第１
２図の実施例と同じ配置をとるものとする。ただしレー
ザ光１はフォトマスク５の下面より入射する。つまり、
レーザ光１は集光レンズ３により集束光となり、フォト
マスク５上に斜入射するが、裏面Ｓ２に入射したレー＝
−ザ光は、フォ）・マスク５のガラス部利５ａを透過し
てパターン面Ｓ１に結像して再び空間に射出する。

このとき、フォトマスク５上の異物’＋Ｌｋにレーザ光
を照射したときの散乱光の様子は異物１゜ｋについては
既に、第３図に依って原理の説明の所で述べた。すなわ
ち、異物の付着している面側の空間に生じる散乱光は、
異物の付着していない面側の空間に生じる散乱光より強
い。また、パターン面Ｓ１の遮光部５ｂ上の異物Ｊにつ
いては、レーザ光が遮光部５ｂにより遮られるため、異
物からの散乱光は生じない。

第１８図は、本実施例の異物検出回路の回路ブロック図
であり、基本的には第１３図の回路と同一機能の構成に
ついては、同一の番号をつけである。

尚、受光素子２１．１１．３１はフォトマスク５のパタ
ーン１ｆｉｉ　Ｓ　１側にあり、受光素子１３．２３は
、裏面Ｓ２側にある点については、ｉ１１述の実施例と
同様である。

たたし、第１８図において、増幅器１１（ｉ、　１１７
は、増巾率Ｋを翁し、光電信号ｅ＋　、　ｅｒを各ｋ　
Ｒｅ、　、　Ｉ（ｅｔとして出力するが、増巾率にの値
は０５〜２，０程度の値であり、例えばに＝１．６と定
められる。

甘り、スライス電圧発生器１２１は、さらにスライス電
圧Ｖｓ、　、　Ｖｓ、　、　Ｖｓ、と同様にレーザ光の
走査位置、に応じてレベル変化する電圧ｖＳ４とＶｓ、
を発生する。このスライス電圧Ｖｓ、とＶｓ、は各々比
較器１４６゜１４７に入力する。比較器１４６は信号ｅ
、とスライス電圧Ｖｓ、とを比較して、ｅｌ　）　Ｖｓ
ｔのとき、論理値「１」を出力し、比較器１４７は信号
Ｃ４とスライス電圧ＶＳ、とを比較して、ｅａ　：）Ｖ
ｓ、のとき、論理値「１」を出力する。さらに、この比
較器１４６と１４７の岡山力信号は、３人力のアンド回
路１４５に入力する。址だ、アンド回路１４５には、オ
ア回路１３４の出刃信号の論理値をインバータ１４２で
反転した信号も入力する。

そして、アンド回路１４５の出力信号は、検出信号ＳＧ
と呼ぶことにする。

さて、次にこの第４の実施例の動作を説明する。

外す、異物がパターン面Ｓｌ上に付着していた場合、す
なわち第１７図でガラス板５ａ上の異物ｌの場合、レー
ザ光１がカラス板５ａを透過して異物１を照射すると、
５つの受光素子１．１．２１．３１．１３．２３　には
各々異物１からの散乱光が受光される。

このとき、信＋９’　Ｃ，、ｅ、　、　ｅ、は各々スラ
イス電圧へ’ｓ、　、　Ｖｓ、　、　Ｖｓｔ　ｊ　’Ｑ
　モ犬キ＜ナルから、比較器１１４゜１．１５．１４１
は共に論理値「】」を出力する。又、比較器１．１８，
１１９により、パターン面Ｓ１側の光電’ｆｃ３号ｅ＋
　１　ｅｓと裏面Ｓ２側の光電信号ＫｅｓとＫｅ、とが
それぞれ比較され、Ｋ＝１．０であるがら、ｅ　Ｉ＞ｅ
　ｌ、　ｅｊ＞ｅ、のときそれぞれの比較器１１８．１
１９は論理値「１」を出力する。さらに、コンパレータ
１３０、インバータ１３１、アンド回路１３２．１３３
、オア回路１３４により、信号（ゴ１とｅ、で信号の小
さい方を優先的にアンド回路１２０に人力する。すなわ
ち、ｅＩ＞　ｅｌならｃ＋）Ｋｅｉのとぎに、オア回路
１３４は論理値「１」を出力し、又ｅ、）ｅ、ならｅＩ
：）Ｋｅｉのときに、オア回路１３４ば１．トｉ理値「
１」を出力する。

このようにして、アンド回路１２０の４人力すべてが論
理値「１］のとき、パターン面Ｓ１側の異物ｌとして、
アンド回路１２０の検出信号ＳＰは、論理値ｌ−１」と
なる。また、このとき、遮光部５１）のエツジからの散
乱光は、指向性の違いにより、比較器１１４、１１５．
１４１のいずれかが論理値「０」を出力するため、検出
信号ＳＰは論理値「０」となる。

又、フォトマスク５の裏面縁に＋１魚した異物にの場合
、レーザ光１が異物ｋにのみ照射されたときは、信号ｅ
、　、　ｅ、に対して信号ｅ、　、　ｅ、が大きくなり
、比較器１１８と１１９は共に論理値「０」を出力する
。このだめ、アンド回路１３２．１３３　　の岡山力も
論理値「０」となり、オア回路１３４は論理値「０」を
出力する。従って、信号ｅｌ＋　ｅＩ　＋　ｅＨが、た
とえスライス電圧Ｖｓ、　、　Ｖｓｔ　、　Ｖｓｔより
も大きくなってい九としても、検出信号ＳＰは論理値「
０」となる。一方、このとき、信号ｅ、　、　ｅ、はス
ライス電圧へｆＳ＋　、　Ｖｓｔよりも犬きくなるから
、比較器１４６゜１４７は論理値「１」を出力する。こ
のため、アンド回路１４５０３人力は共に論理値「１」
となり、検出信号ＳＧは論理値「１」となる。すなわち
、検出信号ＳＰとＳＧのうち、検出信号ＳＧのみが発生
したときは、フォトマスク５の裏面Ｓ２に異物が付着し
ているものと判定される。

まだ、裏面Ｓ２に付着した異物ｋにレーザ光１を照射し
たとき、バノーンの遮光部５ｂのエツジからの散乱光も
同時に生じた場合について説明する。

パターンエツジからの散乱光が、受光素子２１．２３の
方向に強く発生し、ｅ、））ｅ、になったものとする。

この場合、コンパレータ１３０は論理値［］−１を出力
し、インバータ１３１は論理値「０」を出力するから、
アンド回路１３２は論理値「０」を出力する。このため
、信号ｅ、と信号ｅ、とを比較する比較器１１９の出力
信号が優先される。すなわち、異物には裏面Ｓ２に付着
しているから、ｅ、（Ｋｃ。

（ただしに−１）となり、比較器１１９は論理値「０」
を出力し、アンド回路１３３は論理値「０」を出力する
。このため、オア回路１３４は論理値「０」を出力する
ので、前述のように、検出信号Ｓ（）のみが発生し、異
物が裏面Ｓ２に付着していると判定される。

ところで、異物の大きさを知るためには、光電信号の大
きさを知らなければならない。前述のように、光路切換
えミラーでフォトマスクの両面へのレーザ光入射を切換
えている場合は、入射している側の各受光素子の光電信
号を用いればよいが、本実施例の場合は、検出信号ＳＰ
が論理値「１」になったときは、パターン面ＳＩ側の異
物２といえるので、異物の大きさを知るための光電信号
としては、信号ｅｒ　、　ｅｘ　、　ｅ＋を用いるよう
にして、検出信号ＳＧが論理値「１」になったときは、
裏面Ｓ２に付着した異物にといえるので、光電信号とし
ては、信号ｅｓ、　ｅ４を用いるようにするのがよい。

このためには、第１の光電手段（受光素子２１．１１゜
３１）と第２の光電手段（受光素子１３．２３）の光電
信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器に入力して、検出信号ＳＰ
、　８Ｇの出力によって、最終的にどちらの光電手段の
光電信号を用いるか決定する方法が考えられる。

なお、第１７図で、レーザ光１の集束点（結像点）をパ
ターン面Ｓｌ上にして示しているが、この場合、単位面
積尚りの光強度は当然パターン面Ｓｌ上の方が、裏面Ｓ
２上のレーザ光より強く、異物の検出性能もパターン面
Ｓ１上の方が高い。しかし、この集束点を任意にずらし
ても、すなわち、パターン面Ｓ１、裏面Ｓ２と垂直方向
にずらしても、本発明が実施できることはいうまでもな
く、さらに又、平行光束でもかまわない。この集束点の
調節によって、パターン面Ｓｌ上と裏面Ｓ２上の異物の
検出感度を調整できる。

μ上、第４の実施例によれば光路切換えミラー、−を用
いなくても、フォトマスクの両面の異物検査ができ、か
つパターン面にある異物か、裏面にある異物かを判別で
きるのみならず、異物が付着していても、転写に影響の
ない遮光部上の異物は検出ぜす、合理的である。又、フ
第１・マスク両面を一度に検査できるので、検査時間も
半分になり、効率的である。

さらに、レーザ光の集束光のＮ、Ａ及び集束点を適当に
選ぶことにより、パターン面上と裏面上の異物検出の感
度比を調整できるという利点を有する。

なお、第４の実施例に第３の実施例のような異物の高さ
方向の知見及び傷か異物かの知見を得るロジック回路を
付加できることはいう壕でもない。

この場合、パターン面上の異物検出信号ＳＰが、さらに
背の高い異物の場合の検出信号ＳＰＡと、背の低い異物
あるいは傷である場合の検出信号ＳＰＢとにわけられ、
また裏面上の異物検出信号ＳＧが同様に背の高い異物の
場合の検出信号５（）Ａと、背の低い異物あるいは傷で
ある場合の検出信号ＳＧＢとにわけられる。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、異物の検出の際、異物の
高さ方向の知見、及び傷か異物かの知見が得られるとい
う効果がある。さらに、異物の畠さ方向の検出情報から
、統計的な性質を用いて異物の形状についての予測がで
きるとともに、異物の種類（乾いたチリか、しめったチ
リかのちがい）や、その発生原因までも予想できるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は、本発明における異物検出の原理を説
明するだめの図、第６図は本発明の第１の実施例による
異物検出装置の斜視図、第７図は、その装＠を制御する
だめの制御装置のブロック図、第８図は第６図の装置に
適した異物検出回路の回路ブロック図、第９．１０図は
第８図の回路において、スライス電圧のレーザ光走査位
暗に応じた補正の様子を説明する図、第１］図は、第２
の実施例による異物検出回路の回路ブロック図、紀１２
図は第３の実施例による異物検出装置の斜視図、第１３
図は第１２図の装置に適した異物検出回路の回路ブロッ
ク図、第１４．１５図は第１３図の回路において、スラ
イス電圧の補正の様子を説明する図、第１６図は各受光
素子の受光量のちがいを説明する図、第１７図は本発明
の第４の実施例を説明する図、第１８図は第４の実施例
による異物検出回路の回路ブロック図でを〕る。 （主要部分の符号の説明） １・・・・・・レーザ光、２・・・・・・振動鏡、５・
・・フォトマスク、 １１．２］・・・・・第１光電手段としての受光素子、
１３、２３・・・・・第２光電手段としての受光索子、
１０４、１０７．１１８．１１９．１３５．１３６・・
・・比較＋段としての比較器 出願人　日本光学工梨株式会社 代理人　　渡　辺　隆　男

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過性の板状物体の一方の面側から光ビームを
   照射し、該板状物体に付着した異物から生じる散乱光を
   検出して、異物の有無を検査する装置において、前記板
   状物体の一方の面側に生じる散乱光を受光するように配
   置されて、散乱光に応じた第１光電信号を出力する第１
   光電手段と；前記板状７物体を透過した光ビームが射出
   する他方の面側に生じる散乱光を受光するように配置さ
   れて、散乱光に応じた第２光電信号を出力する第２光電
   手段と：前記第１、第２光電信号を入力して、その２つ
   の光電信号が予め定められた複数の大小関係のいずれで
   あるかを検知する比較手段と；該比較手段の検知出力に
   基ついて、異物の付着に応じた検出信号を発生する検査
   手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置。
2. （２）前記第１光電手段は、前記板状物体の一方の面を
   斜めに見込むように配置され、前記第２光電手段は、前
   記板状物体の他方の面を斜めに見込むとともに、板状物
   体に関して前記第１光電手段と路面対称に配置されてい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の装置。