JPS63241343A

JPS63241343A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPS63241343A
Application number: JP63039615A
Authority: JP
Inventors: Shoichi Tanimoto; 昭一谷元; Kazunori Imamura; 今村　和則
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-02-24
Filing date: 1988-02-24
Publication date: 1988-10-06

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、微小なゴミ等の付着による異物欠陥を検出す
る装置に関し、特にＬＳＩ用フォトマスク、レティクル
等の基板上に付着した異物等の欠陥検査装置に関する。

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、マスク等に異物が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。

特に、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。

そこで、近年、マスクやレティクルに付着した異物のみ
をレーザ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、その光スポットを二次元的に走査する。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だけ検査時間が長くなると
いう問題があった。

そこで、本発明の目的は、被検査物上に付着した異物等
の欠陥を簡単な構成で高速に検査できる欠陥検査装置を
提供することにある。

この目的を達成するため本発明の欠陥検査装置は次のよ
うな構成となっている。即ち、本発明の装置は、光透過
性を有する被検査物を光ビームで走査し、被検査物から
生じる光情報に基づいて、付着した異物等の欠陥の有無
を検査する装置において、光ビーム（１）を被検査物の
面に斜めに照射するとともに、光ビームのスポットを一
次元走査する走査手段（２，３）と、その一次元走査範
囲（Ｌ）全体を空間的に一方向から見込み、一次元走査
範囲内で生じた散乱光の一部を集光する集光光学系（１
０又は１２）と、集光された散乱光を受光する光電検出
手段（１１又は１３）と、光電検出手段からの光電信号
の大きさに基づいて欠陥を判定する検出回路（１００〜
１０６）とを設けるようにした。

本発明の詳細な説明する前に、被検査物に光ビームを照
射したとき、異物の付着状態に応じて生じる散乱光の様
子を第１図、第２図、第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が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を設けた面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ｌは、ガラス板５ａ又は遮光部５ｂ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
を表ねす。第１図において、集光レンズと光電素子とか
ら成る受光部（Ａ）はその正反射光を受光するように表
わしであるが、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。また受光部（Ａ）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Ｓ４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Ｓ工と反対側の面Ｓ、（以下、裏面Ｓ２とする。）側
には、集光レンズと光電素子を含む受光部ＣＢ）が設け
られる。この受光部（Ｂ）は、ガラス板５ａ（特にその
パターン面Ｓ工）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Ｓ２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う
に表わしであるが、実際には、直接透過したレーザ光は
受光しないような位置に設ける。すなわち、受光部（Ａ
）、（Ｂ）は共に、異物から無指向に発生する散乱光を
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Ｆｉ５ａの透過部に付着し
た異物ｉ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（Ａ）によって検出される光電信号の大きさは、
異物１＋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
１ｔＪの大きさ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１ａの強さも等しくなるからである。

ところが、異物ｉ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
）、（Ｂ）には異物ｉの付着によって、共に何らかの光
電信号が発生する６もちろん、遮光部５ｂに付着した異
物ｊからの散乱光は受光部（Ｂ）に達しない。

そこで、受光部（Ａ）と（Ｂ）の光電信号を調べること
により、異物がガラス板５ａの透明部に付着したものな
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、無指向性の散乱光とが生じる。そこで、
上記受光部（Ａ）。

（Ｂ）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ても、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
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
Ｓ１で鏡面反射されるが、異物ｉ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０．１μ
ｍ程度でパターン面Ｓ１に密着しているため、ガラス板
５ａの外部に直接向かう散乱光１ｃと、ガラス板５ａの
内部に向かって進む散乱光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Ｓ
２より外部に出る。一方、異物の大きさは数μｍ以上あ
り異物ｉによって散乱される光は、異物ｉが表面Ｓ１よ
り高く浮き上がっているために、パターン面Ｓ工よりガ
ラス板５ａの内部に向かって進む散乱光１ｅは１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Ｓ１に対する受光部（Ａ）。

（Ｂ）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Ｓ１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ｉはその一部でのみ表面Ｓ１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Ｓ１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Ｓ工より内
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Ｓ工の側で散乱光を受光部（Ａ）によって検出
すると共に、裏面Ｓ２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倍以
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（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、すなねちレーザ光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、レーザ光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Ｓ２に入射したと
き、裏面Ｓ２に付着した異物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Ｓ□に付着
した異物ｉによる散乱の違いを示している。

レーザ光１は裏面Ｓ２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工に至る。異物ｋによ
る散乱光１ｇは、受光部（Ａ）によって光電変換される
。また、パターン面Ｓ工の透明部分に付着した異物ｉに
よる散乱光のうち、ガラス板５ａの内部を透過して裏面
Ｓ２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（Ａ）によって光電変換される。ところで
異物ｉによる散乱光のうち、散乱光１ｈと、パターン面
Ｓ工よりガラス板５ａの内部には入らない散乱光１１と
を比較すると、散乱光１ｈはパーン面Ｓ１及び裏面Ｓ２
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（Ａ）、（Ｂ）の散乱光の受
光方向を裏面Ｓ２又はパターン面Ｓｉに対してすれすれ
にすればするほど大きくなる績向にある。これは光の入
射角が大きければ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のフォトマスク５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（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
縦軸はそれぞれ受光部（Ａ）、（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ＰＨ１を
比較すると、ＰＡＬの方が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、大きさＰＡ２とＰＨ１を比較すると、
ＰＨ１の方が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
）受光部（Ｂ）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Ｓ２に付着し
ていると判断できる。

次に本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第５図は欠陥検査装置の第１の実施例を示す斜視図であ
り、第６図は、第５図の構成に適した検出回路の一例を
示す回路図である。

この実施例は、被検査物として、複雑なパターンを有す
るフォトマスクよりも、パターンがない素ガラスや、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。

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。載置
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ｘｙｚのＸ−ｙ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等の光学部材に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
ーザ光１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ク５上のＸ
方向の範囲り内を走査する。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−ｙ平面）に対して１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１図中は
ぼＸ方向に延びた楕円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、Ｘ方向に範囲りでＸ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も同時に坊区動し、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ｌａ７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。

また、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（Ａ）に相当し、レーザ光１が照
射されるフォトマスク５の表側から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
光面にはレンズ１０．１２によって散乱光が集光される
。そしてレンズ１０の光軸はｘ　−ｙ平面に対して斜め
になるように、レーザ光１の走査範囲りのほぼ中央部を
フォトマスク５の表側から見込むように定められる６一
方、レンズ１２の光軸は、ｘ−ｙ平面に対してレンズ１
０の光軸と面対称になるように定められる。また、レン
ズ１０，１２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
小さな角度（例えば３０°〜４５°）を成すように定め
られている。

第６図において、受光素子１１，１．３の各光電信号は
、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工は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ｅ２は、増幅度にの増幅器１０
２を介して比較器１０４の他方の入力に印加される。尚
、受光素子１１．１３の受光量が等しいとき、信号ｅ工
＋　ｅｚは共に同一の大きさとなる。さらに、比較器１
０３の他方の入力は、スライスレベル発生器１０６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１０５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Ｖｓ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の照射位置までの距離が変化す
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Ｖｓを可変するように構
成する。

この構成において、増幅器１０２の増幅率には、１．５
〜２．５の範囲１例えば２に定められている。こねは、
レーザ光１の入射側に付着した異物から生じる散乱光の
うち、入射側に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の比が第３図、第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ｅ工がスライス電圧Ｖｓよ
りも大きいときのみ論理値「１」を出力する。また、比
較器１０４は信号ｅ１と信号ｅ２　をに倍にしたＫｅ２
を比較して。

ｅ□〉Ｋｅ２のときのみ論理値「１」を出力する。従っ
て、アンド回路１０５は比較器１０３゜１０４の出力が
共に論理値「１」のときのみ、論理値「１」を発生する
。

次に、この実施例の作用、動作を説明する。

まず異物がレーザ光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
は、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よ）　
Ｋ　ｅ　、になり、比較器１０４も論理値ｒｌＪ　を出
力する。このためアンド回路１０Ｅｒは論理値「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のガラス而及びパターン面で正反射し、一部が裏
面の異物散乱光として放出される。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、受光
素子１３に達する散乱光よりも小さな値、すなわちｅ、
＜Ｋｅ、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ｅ工＞Ｖｓが成立していたとし
ても、アンド回路１０５は論理値ｒＯＪを発生する。ま
た、遮光部のエツジ部から散乱光が生じた場合、第２図
に示したように、受光素子１１．１３の受光量はほぼ等
しくなるから、ｅ工＜Ｋｅ２となり、比較器１０４は論
理値ｒＯ」を出力する。従ってアンド回路１０５は論理
値「０」を発生する。

尚、スライス電圧Ｖｓの大きさは、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。

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、検査結果としてアンド
回路１０５は論理値「１」を出力する。

以上述べた如く本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、異物の付着状態として、表側と裏側の
どちらの面に付着しているのかを弁別して高速に検査で
きる特徴を備えるものである。

以上はレーザ光を１回路パターンが形成された面側から
入射し、入射した面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
置に用いられるレティクル、マスクでは、回路パターン
側に付着した異物だけでなく、裏面のパターンのない面
に付着した異物も転写されてしまう、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１回路パターン
のある面に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が必
要である。

裏面の異物を検出するには本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。そ
のために、適宜、光路切替部材によって、レーザ光１が
第５図中のフォトマスク５の上面から入射する状態と、
フォトマスク５の下面から入射する状態とを選択的に切
替えてやればよい。さらに、この切替えに連動して、第
６図中の増幅器１００の出力（ｅｌ）を増幅器１０２に
接続し、増幅器１０１の出力（ｅ２）を比較器１０３，
１０４に接続するように切替えることが望ましい。

このように構成すれば、フォトマスク５を機械的に裏返
して検査する必要もなく、検査時間が短縮される。また
、第６図に示したスライスレベル発生器１０６からのス
ライス電圧Ｖｓは、かならずしも直線的になるとは限ら
ず、曲線的になることが多い。従って、この曲線的な変
化を得るために、スライスレベル発生器１’０６には、
例えば対数特性を有する変換回路や折線近似回路等を用
いるとよい。

次に、本発明の第２の実施例による検出回路を第７図に
よって簡単に説明する。先の第１の実施例と比較して異
なる点は、コンパレータ１５１．オア回路１５４、及び
スライス電圧Ｖｓとして２種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。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Ｓ
Ｃに応じて変化する。

そしてプレアンプ１００の出力信号ｅ１はコンパレータ
１５１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Ｖｓと比較される。この際、コンパレー
タ１５１に入力するスライス電圧は比較器１０３に入力
するスライス電圧よりも高く、回路パターンによる光の
散乱がどのように強く起こる場合でも、出力信号ｅｉの
最小値よりも高くなるように設定されている。従って、
コンパレータ１５１は、異物から非常に強い散乱光が生
じたときだけ、論理値「１」を発生する。コンパレータ
１５１の出力はアンド回路１０５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は検査結果
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「１」を出力する。前記第１の実施例と比較して
次のような特徴がある。異物による散乱で、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
近くなって、被検査物の裏側にある受光素子１３用の増
幅器１０１　の出力の大きさのに倍と、増幅器１００か
らの出力の大きさを比較する比較器１０４が正確に動作
せず、異物からの散乱光であるのに、比較器１０４が回
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、先の実施例では異物を検出できないが、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１０３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１５１を設け、
強い散乱光を生ずる異物はこのコンパレータにより検出
するからである。

この実施例のように、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、一方高い
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に、強い散乱光に
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。

次に第８図を参照して第３の実施例について説明する。

第３の実施例において、各受光素子の配置は第１の実施
例の説明に用いた第５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、フォトマスクのガラス
板５ａの透過部に付着した異物ｉからの散乱光は受光部
（Ａ）と受光部（Ｂ）によって検出されるが、遮光部５
ｂ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、第５図の各受光素子の光電信号とし
て第９図により説明する。第９図（ａ）（ｂ）は夫々受
光素子１１．１３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ｊによってレーザ光が散
乱された場合、受光素子１１は第９図（、）の如く光電
信号Ｂ３を発生する。

一方、受光素子１３は第９図（ｂ）の如く、光電信号Ｄ
３として略零を出力する。また第１図に示したような異
物ｉによってレーザ光が散乱された場合、第９図のよう
に、受光素子１１．１３は夫々光電信号Ｂ４．Ｄ４を発
生する。即ち、第９図（ｂ）に示すように受光素子１３
の光電信号Ｄ４は零ではなく、いくらかの出力が得られ
る。尚、ＰＢ４．ＰＤ４は光電信号Ｂ４．Ｄ４の各ピー
ク値である。

そこで、小さなスライス電圧Ｖｓ″をピーク値ＰＤ４の
中間に設定すれば、異物ｉの場合受光素子１３の光電信
号はスライス電圧Ｖｓ’を越えるが、異物ｊの場合はス
ライス電圧Ｖｓ’を越えず、異物ｉとｊの区別ができる
。そこで次に第３の実施例を具体的に述べる。

第８図は本実施例の信号処理のブロック図である。第８
図において、受光素子１１，１３、アンプ１００，１０
１、コンパレータ１０３゜１０４及び増幅器１０２は第
１の実施例における回路と同じ機能を持っている。異な
る点はコンパレータ２０５が設けられており、その出力
がコンパレータ１０３，１０４の各出力とともにアンド
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２０５は増幅器１０１の出力ｅ２をスライス
電圧Ｖｓ’と比較し−ｅ　２　＞　Ｖ　ｓ’ならば論理
値「１」を。

そうでなければ論理値「０」を出力する。ここでスライ
ス電圧Ｖｓ’の大きさは、上記第９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。その変化の仕方は先の各実施例において説明し
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）に付着した異物にレーザ光が当った場合、
コンパレータ２０５は論理値「１」を出力し、他のコン
パレータ１０３゜１０４も論理値「１」を出力するので
、アンド回路２０２の出力は論理値「１」となり異物を
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する時にはコンパレータ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ｒＱＪ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遮光部に付着した異物は無
視することができる。

このように本実施例は異物の付着した場所が光透過部か
遮光部かを区別せずに検出する場合に比べ、遮光部のみ
に異物が付着していてフォト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なったり、同一パターンを持っ
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
、経済的に有利な特徴がある。

以上、説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
乱光を受光する受光素子とは被検査物の面に対して対称
に配置されている。

これは、被検査物としてフォトマスクを用いるからであ
り、例えば透明基板上に遮光部によるパターンを描いた
ものでも、エツジ部が存在しないような被検査物の検査
を行なう場合など、基板の表側と裏側とを見込む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置に応じて変化させる
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せる必要はない。

また、散乱光受光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をレーザスポッ
ト走査の位置に対応して、すなわち走査信号ｓｃに同期
して変化させるようにすれば、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、
例えば、スライス電圧Ｖｓは走査中は共通の一定電圧と
する。そして、増幅器１００のゲインをレーザ光１のス
ポット位置に応じて可変とする。その−例として、増幅
器１００のゲインの関係を第１０図に示すように定める
とよい。この図の位ｆＦｆｃ工において、増幅器１００
のゲインＧは規格化して１とする。

そして例えば位置Ｃ２でのゲインＧは、位置Ｃ１におけ
るゲインに対して、１．２〜１．５倍に定め、位置Ｃ３
でのゲインＧは位置Ｃ工におけるゲインに対して、０．
７〜０．９倍に定めるとよい。尚、位置Ｃ，，Ｃ２，Ｃ
，は第５図に示すように走査範囲り上の中央と左右の２
ケ所である。

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。

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置を求めれば、被検査物上での異物
の存在位置を知ることも可能である。

以上のように、本発明によれば、特にＩＣ製造用のフォ
トマスクやレティクルを検査する際、光ビームを斜入射
にしたので回路パターンの影響を防止して異物等の欠陥
のみを高速に検出することができる。さらに、散乱光の
強さと欠陥の大きさとの相関から、欠陥の大きさを検知
し、真に害をもたらす大きさの欠陥のみを検出できる。

このため、必要以上に小さな欠陥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
を防止することができる。

本発明はレティクルマスクに付着した異物の検出のみな
らず、一般の透明物体に付着した異物等の欠陥の検出に
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画された面におけ
る異物に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遮光
部のエツジ部による散乱とを示す図。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１本発明の第１の実施例による欠陥
検査装置を示す図。第７図は第２の実施例による検出回路の構成を示す図、第８図は第３の実施例による検出回路の構成を示す図、第９図は異物からの散乱光による各受光素子の光電出力
を示す図、第１０図は伝送系のゲインの変化を示す図である。［主要部分の符号の説明コト・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・　レーザ光２・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・スキャナー５・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・被検査
物１０、１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・集光レンズ１００、Ｌｏｔ、１０２・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・増幅器１０３．１０
４，１５１，２０５・・・・・・・・・・・・・・・・
・比較器１０５．２０２・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・アンド回路Ｖｓ、Ｖｓ’　・・・・・・
・・・・・・・・・・・・スライス電圧才４区第５図第７図第８図第ｑ図

Claims

【特許請求の範囲】１、光透過性の平面的な被検査物の面を光ビームで走査
し、該被検査物から生じる光情報を光電検出することに
より該被検査物に付着した異物等の欠陥を検査する装置
において、前記被検査物の面に斜めに前記光ビームを照射するとと
もに、該光ビームのスポットを所定方向に一次元走査す
る光ビーム走査手段と；前記光ビームの一次元走査範囲の全体を空間的に一方向
から見込むとともに、前記一次元走査範囲内で生じた散
乱光の一部を集光する集光光学系と；該集光された散乱光を受光する光電検出手段と；該光電検出手段からの光電信号の大きさに基づいて前記
被検査物の欠陥を判定する検出回路とを備えたことを特
徴とする欠陥検査装置。２、前記集光光学系は、前記被検査物の光ビーム入射側の面を見込む第１集光レンズと、前記被
検査物の光ビーム射出側の面を見込む第２集光レンズと
を有し；前記光電検出手段は、前記第１集光レンズによ
り集光された散乱光を受光する第１受光素子と、前記第
２集光レンズにより集光された散乱光を受光する第２受
光素子とを有し；前記検出回路は、該第１受光素子と第
２受光素子の夫々の光電信号の大きさを比較して、所定
の大小関係が成立しているときに前記欠陥を表わす検出
信号を出力する比較器を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の装置。３、前記集光光学系は、前記一次元走査によって前記光ビームの前記被検査物での正反射光が進
む方向、及び前記被検査物をそのまま通過した透過光が
進む方向のいずれからも異なった方向から前記一次元走
査範囲を見込む光軸を有し、該光軸を前記被検査物の面
に対して斜めに配置したことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の装置。