JPH02114154A - 欠陥または異物の検査方法およびその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＬＳＩあるいはプリント基板などに製造する
のに使用されるレチクルおよびマスク露光工程において
、前記レチクルおよびマスク上のパターンをウェハ上に
転写する前に行なわれる前記レチクルおよびマスク上の
異物又は欠陥を検出するレチクル検査方法およびその装
置。

〔従来の技術〕

ＬＳ　ＩｉＪ造のさいに使用される露光工程は、レチク
ルと呼ばれる厚板上のクロムパターンを半導体ウェハに
焼付転写している。この工程では、前記レチクル上に異
物および欠陥が存在した場合、パターンが正確に前記半
導体ウェハに転写しないので、ＬＳＩチップ全数が不良
になる。そのためレチクル管理上露光前の異物および欠
陥の検査は不可欠である。

これに加えて最近ではＬＳＩが高集積され配線パターン
が微細になるのに伴なってより小さな異物が問題になっ
てきている。また、レチクル製作時のレジスト残り、パ
ターン形成用のクロムあるいは酸化クロムのエツチング
が残り、さらにはレチクル洗浄液に溶けていた不純物が
洗浄乾燥時に凝集したものなど平坦状薄膜の異物が問題
になりその数は増加の傾向にある。

従来、前記の異物および欠陥の検査装置は、たとえば特
開昭５９−６５４２８に記載されているように、レーザ
光を斜方から基板に照射し走査する手段と、このレーザ
光の照射点と集光点面がほぼ一致するように基板の上方
に設けられ、このレーザ光の散乱光を集光する第１のレ
ンズと、第１のレンズのフーリエ変換面に設けられ、基
板パターンからの規則的散乱光を遮光する遮光板と、遮
光板を通して得られる異物からの散乱光を逆フーリエ変
換する第２のレンズと、第２のレンズの結像点に設けら
れ、基板上のレーザ光照射点以外からの散乱光を遮光す
るスリットと、スリットを通過した異物からの散乱光を
受光する受光器から構成されたものが提案されている。

この提案は、パターンが一般的に視界内で同一方向かあ
るいは２〜３の方向の組合せで構成されていることに着
目し、この方向のパターンによる回折光をフーリエ変換
面に設置した空間フィルタで除去することにより、異物
からの反射光だけを強調して検出するものである。

また、従来、たとえば特開昭５８−１３９２７８に記載
されているように露光装置と同様の照射、検出光学系を
用いて検出したデータと、標準レチクルのデータあるい
は設計上のデータとを比較して欠陥を検出するものが提
案されている。

さらに、従来技術としてたとえば、暗視野照明を用いた
比較検査が米国特許第４，５９５，２８９号に記載され
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記の従来技術のうち、特開昭５９−６５４２８におい
ては、異物からの反射光を遮光板によってパターンから
の反射光と分離し、かつ、スリットにより異物からの反
射光のみを検出することおよび異物を２値化法により検
出するので検出機構が簡単であることなどの特徴を有す
るが、その反面、斜上方向からのレーザ光の照明のよう
に本来の露光装置と異なったいわば間接的な照明によっ
て異物を検出しているため、特定の角度のクロムパター
ンからの反射光だけを遮光するので、全てのクロムパタ
ーンから異物を区別することができない。

また、前記のように間接的な手段によって検出する場合
には、実害にならない異物（以下虚報という）も検出し
てしまうことになる。とくにパターンが微細になり問題
になる異物の数が増加することは同程度の害は出すもの
の実害までに至らない異物の数も増加することになるの
で、虚報の数が増加し、異物のチエツク、分析および除
去といった作業も増加し１作業効率が著しく低下する課
題がある。

つぎに前記従来技術のうち、特開昭５８−１３９７２８
号においては、露光装置と同様の光学系を有するので、
前記の従来技術に比較して光学系の構成が簡単になる特
徴を有するが、その反面データを比較する画像信号処理
系が前記の従来技術に比較して複雑で検査に多くの時間
を要する課題がある。

また米国特許第４，５９５，２８９号に記載された方法
によっても、検出器１画素の中に、複数の回路パターン
コーナ一部が入り１回路パターンからの散乱光信号が大
きくなる場合にはアライメント誤差の影響を小さくする
ことは難しいという課題を有していた。即ちこれは、ア
ライメントずれにより、１画素で検出する回路パターン
コーナーの数が変わってしまうため、互いに比較する２
つの検出系の相対応する１画素が検出する信号レベルが
大きく変わってしまうからである。

本発明の目的は、前記従来技術のそれぞれの課題を解決
すべく、実害になる異物または欠陥のみを任意の角度で
存在するクロムパターンから分離して検出可能とするレ
チクル検査方法およびその装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記の目的は、被検査レチクルを載置して走行させる被
検査ステージと該被検査ステージに載置された被検査レ
チクルに対して空間コヒーレンス度が調整された光を照
明する被検査照明手段と上記被検査レチクルからの透過
光又は反射光を集光させる被検査対物レンズと該被検査
対物レンズによる被検査レチクル面のフーリエ変換面に
設けられ、上記調整された空間コヒーレンス度に対応し
た光を遮光する被検査遮光手段と該被検査遮光手段を通
過した光を検出して電気信号に変換する被検査検出器と
を備えた被検査レチクル検査装置と、標準レチクルを載
置して走行させる標準ステージと該標準ステージに載置
された標準レチクルに対して空間コヒーレンス度が調整
された光を照明する標準照明手段と上記標準レチクルか
らの透過光又は反射光を集光させる標準対物レンズと該
標準対物レンズによる標準レチクル面のフーリエ変換面
に設けられ、上記調整された空間コヒーレンス度に対応
した光を遮光する標準遮光手段と該標準遮光手段を通過
した光を検出して電気信号に変換する標準検出器とを備
えた標準レチクル検査装置と、上記被検査レチクル検査
装置の被検査ステージと標準レチクル検査装置の標準ス
テージとを一体または同期走行させる制御手段と、上記
被検査レチクル検査装置の被検査検出器から検出される
電気信号と上記標準レチクル検査装置のｉＭ＄検出器か
ら検出される電気信号とを比較してレチクル上のパター
ンから得られる信号を消去して被検査レチクル上に存在
する欠陥又は異物を顕在化して検出する欠陥又は異物検
出手段とを備えたことにより達成される。

〔作用〕

本発明は、結像に寄与する光束が異物および欠陥によっ
て回折、散乱してしまうために異物および欠陥による転
写不良を発生することに着目した。

一般に縮小投影レンズの入射側（物体側）の開口数（以
下Ｎ、Ａという）は、レチクル上のパターンを結像する
のに必要十分な分解能を得る値に設計されている。その
ため、前記パターンの結像に寄与する光束は、前記縮小
投影レンズの入射側の開口を通過するが、この開口の外
側を通過する光束は、パターンの結像に寄与しない。微
細な異物が存在する場合には、この異物により散乱回折
された光束が縮小投影レンズの入射側Ｎ、Ａ、より外側
を通過し、パターンの結像の障害になる。

この点については、たとえば久保田広著「波動光学」第
３８７頁乃至第３８９頁Ｆ空間フィルタを持つ光学系の
レスポンス関数」の記載からさらに理解することができ
る。すなわち、前記の文献には、結像光学系のフーリエ
変換面に円板状の空間フィルタを載置することにより、
この円板状の空間フィルタの直径により決められる空間
周波数たとえばレンズの内側を半径ｄ′の円で覆った場
合、この半径ｄ′の大きさによって決定される特定の空
間周波数を有するパターンのみ解像しないと記載されて
いる。したがってこの記載は、パターンと異物との空間
周波数の違い、いいかえれば、パターンと異物との大き
さの違いを利用して異物のみ検出する本目的に適用する
ことができる。

本発明は前記の原理を利用して露光装置に使用される照
明系と等価な照明系および縮小投影レンズのＮ、Ａ、よ
りも大きなＮ、Ａ、を有する対物レンズを用い、この対
物レンズに入射する光束のうち、縮小投影レンズの入射
側Ｎ、Ａ、と同じ領域すなわち回折光を遮光板で遮光し
、これによって異物からの散乱光のみ取り込むものであ
る。

したがって、本発明においては、異物および欠陥により
散乱１回折して露光装置の縮小投影レンズの入射側の開
口の外側で対物レンズの開口内を通過する光束のみを選
択して検出することができるので、実害になる異物のみ
をパターンから区別して検出することができる。

また、異物の結像分解能を落とすことにより、パターン
ユーナーからの散乱光の情報が、検出器１画素の全体に
広がるので、アライメートずれの影響が小さくなり、異
物を安定して検出できる。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を、第１図乃至第４図を用いて説
明する。

第１図に示すように、本発明による欠陥又は異物検査装
置は、試料台部１と、透過照明部２および１０２と、落
射照明部３および１０３と、検出部４および１０４と、
信号処理部５とから構成されている。

前記試料台部上は、ペリクル７を有するレチクル６を固
定手段８により固定しＺ方向に走査する２ステージ９と
、このＺステージ９を介して前記レチクル６をＸ方向に
走査するＸステージ１０と、このＸステージ１０および
Ｚステージ９を介してレチクル６をＹ方向に走査するＹ
ステージ１１と。

前記各ステージ９，１０．１１を駆動させるステージ駆
動系１２と、前記レチクル６のＺ方向位置を検出する焦
点位置検出系１３と、この焦点位置検出系１３からの指
令により前記ステージ旺動系１２を駆動させる処理系１
４とを有し、前記レチクル６を検査中常に必要最小限の
精度で焦点合せ可能に構成されている。

前記Ｘステージ１０は、約０．１秒の等加速時間と、０
．１秒の等速運動と、０．１秒の等減速時間を１／２周
期で最高速度約ＩＩ／秒、振幅２００ｍの周期運動をす
るように形成されている。

前記Ｙステージ１１は、前記Ｘステージ１０の等加速時
間と等減速時間に同期して０．１５　ｎｘｏづつステッ
プ状に前記レチクル６をＹ方向に移送するように形成さ
れ、１回の検査時間中に６７０回移送すると約１３０秒
で１００ｍ移送することが可能であるから、１００１ｍ
四方の領域を約１３０秒で走査することができる。

なお、本実施例ではＸ、Ｙステージ１０．１１を実施し
ているが、これに限定されるものでなく、たとえば回転
方向とＸ方向とを走査するＸθステ−ジを用いることも
可能であり、かつ走査速度も前記は一例を示したもので
あって必要に応じて任意に設定すればよいことは云うま
でもないところであ机 また、前記焦点位置検出系１３はエアーマイクロメータ
を用いるものでも、レーザ干渉法で位置を検出するもの
でも、あるいは縞パターンを投影し、そのコントラスト
を検出するものでもよい。

随記透過照明部２および１０２は、同一の構成要素から
なるので、透過照明部２について説明する。

透過照明部２は水銀ランプ２１より射出した光束から色
分解フィルタ２２により露光装置（図示せず）で使用さ
れるｇ線（波長４３６ｍｅ＋）あるいは１線（波長３６
５＋ｍ＋）を選択し、集光レンズ２３により拡散板２４
上に集光したとき、この拡散板２４により拡散された光
を円形の絞り２５により限定された部分より射出し、コ
リメータレンズ２６に入って前記レチクル６に照射する
ように形成されている。

なお前記絞り２５は前記コリメータレンズ２６の略焦点
位置に設置され、前記コリメータレンズ２６および前記
検出部４の対物レンズ４１上方の鎖線にて示す焦点位置
４６に結像されるように形成されている。

また１本発明の前記目的を達成するためには。

照明光の波長を露光装置に使用される照明光の波長と同
一にするのみでなく、前記レチクルｂ上の１点１５に入
射する光束の角度θを同一にする必要がある。ここでは
ｓｉｎθを「空間コヒーレンス度」と定義する。

さらに前記露光装置の照明では、前記レチクル１上の全
範囲を均一に照明する必要があるため、前記拡散板２４
の代りにロンド状のレンズを集合した積分器（以下イン
デクレータという）と呼ばれる光学素子を用いている。

このインデクレータの機能は基本的には前記拡散板２４
と同一であり。

本発明が適用する検査範囲は前記レチクル６の数百ミク
ロンから１．２　ｗｘｍまでであるので、前記拡散板２
４で十分である。

また前記レチクル６上に入射する光束の入射角θは前記
インデクレータの大きさすなわち拡散板２４の後方に設
置した前記絞り２５の径によって決定されるので、前記
レチクル１を使用する露光装置に使用される照明と同一
の空間コヒーレンス度になるように前記絞り２５の開口
を設定している。

さらに露光装置では、前記インデクレータの位置を必ず
しも前記コリメータレンズ２６の焦点位置に設置してい
ないので、前記絞り１４の位置を必ずしもコリメータレ
ンズ２６の焦点位置に設置する必要はない。

しかしながら、前記レチクル６上の光の照射範囲内任意
の位置で光束の入射角度θを一定にするためには、前記
絞り２５が前記コリメータレンズ２６の焦点位置に設置
する方が望ましい。これは測定範囲内の光束の照明条件
を同一にして異物の検出条件を同一にすることができる
効果がある。

前記落射照明部３および１０３は、同じ構成要素からな
るので、落射照明部３について説明する。

落射照明部ｌは、水銀ランプ３１から射出し色分解フィ
ルタ３２と、集光レンズ３３と拡散板３４と絞り３５と
を通過した光をリレーレンズ３６を通過し、前記検出部
土のハーフミラ−４２と対物レンズ４１とを介して前記
レチクル６に照射するように形成されている。

なお、前記対物レンズ４１は前記透過照明部主のコリメ
ータレンズ２６と同一機能を有している。

また前記リレーレンズ３６は、前記対物レンズ４１の上
方の焦点位置４６にみかけ上の絞りを作成するために設
置されている。具体的には、前記絞り３５の実像を前記
焦点位置４６に結像している。

さらに前記落射照明部−β−においても、前記透過照明
部２と同様に照射光の波長と前記レチクル６上の任意の
１点１５に入射する光束の角度ｅ３を露光装置に使用さ
れる照明光のそれと同一になるように前記絞り３５の開
口を決定している。

また前記落射照明部−β−は前記レチクル６上のクロム
パターン上の異物を検出するために設置されているので
、前記クロムパターン上の異物を検出する必要がない場
合には不要である。

さらに前記落射照明部且を前記透過照明部２と同時に使
用する場合には、パターンのエツジからの信号が大きく
なるという問題を有するので、これが問題になるときに
は別々に使用する必要がある。

前記照射光の波長は必ずしもｇ線およびｉ線にする必要
はなく、ｇ線およびｉ線を含んだ他の広帯域の光であっ
てもよい。その理由は、異物とパターンとでは、全ての
波長の光で回折状況が異なるため、広帯域の光であって
も異物をパターンと区別して検出できるからである。

前記検出部４および１０４は、同じ要素から構成される
ので、検出部４について説明する。

前記検出部４は対物レンズ４１と、ハーフミラ−４２と
フィールドレンズ４３と遮光板４４と結像４５とを有し
、前記レチクル６上の検査点１５を前記対物レンズ４１
および結像レンズ４５により検出器５１に結像するよう
に形成されている。

また前記検出部ｔには、前記対物レンズ４１の結像位置
付近に視域レンズ（以下フィールドレンズという）４３
を有する。このフィールドレンズ４３は前記対物レンズ
４１の上側の焦点位置４６を前記円形状の遮光板４４上
に結像する。すなわち、前記透過照明部２の絞り２５は
前記コリメータレンズ２６および対物レンズ４１を通過
し、前記レチクル６上で反射して再び前記対物レンズ４
１を通り前記フィールドレンズ４６を通って前記遮光板
４４上に結像する。このとき、前記遮光板４４の位置は
、光源の位置すなわち絞り２５の位置について前記レチ
クル６の位置のフーリエ変換の位置になっている。

ここで、一般に露光装置の縮小投影レンズの前記レチク
ル６側のＮ、Ａ、は露光装置の照明系の空間コヒーレン
ス度よりも（前記透過照明部２のもつ空間コヒーレンス
度と同等）よりも１割乃至４割程度で大きく設定され、
その多くは約１割程度である。

また前記対物レンズ４１は前記縮小投影レンズの入射側
開口の外側を通る光束を開口内に通過させる必要がある
ため、そのＮ、Ａ、を前記縮小投影レンズのＮ、Ａ、よ
りも大きくし、前記縮小投影レンズのＮ、Ａ、内に入射
する光束を断光するため、前記遮光板４４を設けている
。

したがって、本発明の目的を達成するためには、前記遮
光板４４の直径ｄｍはつぎの式（１）により算式するの
が望ましい。すなわち。

が望ましい。ここでｄ、は絞り２５の直径、αは絞り２
５と遮光板４４の結像系の倍率、Ｎ、Ａ。

は縮小投影レンズのレチクル６側の値ｓｉｎθ、は露光
装置の空間コヒーレンス度である。

この場合θ＝θ８とすると異物の検出条件を同一にする
ことができることは既に述べたとおりである。またδは
余裕分で数％でよいことは実験により確認している。

なお、前記レチクル６上のすべての検査領域を同時に検
査した場合には、前記対物レンズ４１の形状が大形化し
、実際上製作困難になる。そこで本発明は、前記レチク
ル６上の検査領域を限定し、レチクル６を前記試料台部
１により走査して全ての検査領域を検査可能にしている
ので、通常使用されている縮小投影レンズよりもＮ、Ａ
、の大きい対物レンズ４１を使用することができる。

また、前記遮光板４４は、実害になる異物に限らず異物
を検出するためには、必ずしも露光装置に使用される縮
小投影レンズの入射側のＮ、Ａ。

に合せる必要はなく、前記透過照明部２および落射照明
部３の空間コヒーレンス度に合せれば良い。

すなわち、前記透過照明部２および透過照明部３からの
照明光のＯ次回折光を遮光すれば良く、またこの大きな
よりも大きくても良い。具体的にはＮ、　Ａ。

前記式（１）における　、　　＝１とおき、δを１ｎ　
ｅ 数％より大きな任意の値にすれば良い。

さらに、前記照明光の空間コヒーレンス度は必ずしも露
光装置のコヒーレンス度に合せる必要がなく、前記遮光
板４４によりＯ次回折光を遮光できるようにすなわち、
前記式（１）を満足する範囲内で前記絞り２５．３５と
前記遮光板４４の大きさを決定すればよい。

また前記落射照明部３を設置しない場合には、前記ハー
フミラ４２、フィールドレンズ４３および結像レンズ４
５も省略し、遮光板４４を焦点位置４６にかつ検出器５
１をフィールドレンズ４３が設置されていた位置にそれ
ぞれ設置しても本発明の効果を得ることが可能である。

この場合、きわめて簡単な構成の光学系を得ることがで
きる。

前記信号処理部５は比較回路７０と２値化処理回路５２
と、マイクロコンピュータ５３と表示手段５４とを有し
ている。

前記検出器５１はたとえば電荷移動形の一次元固体撮像
素子などにて形成され、Ｘステージ１０を走査しながら
該検出器５１にて信号を検出する。

すなわち、もし、レチクル６上に異物が存在している場
合には、レベルおよび光強度が大きくなるので該検出器
５１の出力は大きくなるように形成されている。

なお、前記検出器５１は、前記のように一次元ものある
いは単素子のものでも使用可能である。

前記比較回路７０は、前記検出器５１および１５１から
の信号をとりこみ、２つの信号の差を出力するものであ
る。

前記２値化処理回路５２は２値化のしきい値をあらかじ
め設定して異物の有無を判定するように形成されている
。

前記マイクロコンピュータ５３はあらかじめ評価関数す
なわち、異物により転写不良という実害になるか否かは
、この異物による散乱光の強度と異物の大きさとの関数
であるので、実害になる異物の関数をあらかじめ評価し
、この評価関数により実害となる異物の存在の有無を判
定し、その結果を前記表示手段５４に出力するように形
成されている。

本発明によるパターン欠陥または異物検査装置は、前記
のように構成されている。

次に検査方法及び３の動作について、第２図乃至第６図
に基いて説明する。

検査対象となるレチクル６の平面図を第２図（α）に示
し、直線８０での断面図を第６図（α）に示す。

同様に、検査標準とするレチクルの平面図を第５図（ｂ
）に示し、その断面図を第６図（ｂ）に示す。

第５図に示すように、レチクル６および１０６上に、異
物８１および８２．パターン欠陥８３、正常パターンの
エツジ部８４，１８４、正常パターンのコーナ一部８５
，１８５．微細な正常パターン８５，１８５が存在する
場合を例にとって、本発明の動作について説明する。

異物８２は、微小であるため、正常パターンのエツジ部
８４に比較して光をより散乱あるいは回折する。すなわ
ち、遮光板４４により遮光される範囲θより外側に散乱
する光束８８がエツジ部８４およびコーナ一部８６の光
束９０，９１よりも多くなる。異物８１およびパターン
欠陥８３についても同様であり、異物８１の周辺部の空
間周波数が高いため、遮光板４４により遮光される範囲
θより外側に散乱する光束８７、がエツジ部８４および
コーナ一部８６の光束９０．９２よりも多くなる。

透過光による位１８０，１８０での検出信号を第７図（
α）、（ｂ）に示している０本発明による検出信号は、
上記作用により、異物部コーナー部が強い出力となり、
第８図（α）、（ｂ）のようになる。

従って、これらの場合、直線９３の位置で２値化すれば
、パターンのエツジ部８４とコーナ一部８６に対して、
異物８１および８２を分けて検出することができる。

ところが、ＬＳＩが微細になり、パターン８５のような
、微細な正常パターンが用いられる。このようなパター
ンでは、空間周波数が高いため遮光板４４により遮光さ
れる範囲θより外側に散乱する光束９２が、異物８１．
８２およびパターン欠陥８３と同等以上になってしまう
。

この結果、直線９３の位置で２値化したのでは、パター
ン９２と、異物８１，８２．欠陥８３とを分けて検出す
ることはできない。

第６図（ｂ）に示した検査標準レチクルの検出位置１８
０での検出信号を第８図（ｂ）に示す。

検査対象レチクル６の検出信号第８図（、）と検査＋１
１ｆｓレチクル１０６の検出信号第８図（ｂ）をとりつ
み比較回路７０では、この２つの信号の違いの絶対値を
得る。第９図に結果を示す。

第９図の場合、しきい値９４を設けると、異物８１．８
２および欠陥８３をパターン８４，８５゜８６と弁別し
て検出できる。

ここで、比較回路７０の出力は第９図のごとく絶対値で
出力したが、必ずしもこの限りではない。

第１０図に示したごとく、２回路の差として出力しても
良い。第１０図には、信号第８図（、ｚ）から信号第８
図（ｂ）を差し引いた値を示している。

ここで、しきい値９５は信号第８図（ａ）の値が高い場
合に、異物あるいは欠陥として検出する。

すなわち、信号第８図（ａ）を出力した被検査対象レチ
クル６に異物あるいは欠陥が存在することを示している
。一方、しきい値９６は、信号第８図（ｂ）の値が高い
こと、すなわち、標準レチクル１０６に異物あるいは欠
陥が存在することを示す。

次に動作について説明する。

被検査対象レチクル６および同一のパターンを描画した
標準レチクル１０６をそれぞれ検査ステージ９上の固定
治具、８および１０８で固定する。

２つのレチクル６および１０６は２合せマーク検出手段
７１および１７１により合せマークを検出する。この信
号に基づいて、ＸＹθ微調機端９゜１０．１１が移動し
、２つのレチクル６および１０６の検査対象位置が、検
出器４５および１４５の相対応する位置に結像するよう
に調整する。

次に、Ｘステージ９およびＹステージ１０を、前述のよ
うに走査する。この時、レチクル６および１０６は同時
に移動する。走査中は、自動焦点機４＄１３および１１
３により２つのレチクルの焦点を独立に合わせる。

この時、２つのレチクルの位置合せには、必ず誤差δが
生じる。

この誤差・δが生じた場合、検出信号第８図（α）およ
び（ｂ）は、比較回路７０により第１１図のように重な
るため、比較回路７０の出力は、第１２図のようになる
。この場合、しきい値９５によって、異物８１，８２．
８３を、正常パターン８４．８５．８６から弁別して検
出することはできない。

以下、許容可能な位置合せ誤差δを求めて見る。

回路パターンコーナ一部８６の本検出光学系による像は
第１３図のようになる。回路パターンコーナ一部８６の
全出力信号をＴｃ　、回路パターンコーナ一部８６の像
の直径をＤＣ，同様に異物の全出力信号をＴ□、直径を
Ｄｌとする。ＷＸＷの検出画素による回路パターンコー
ナ一部８６および異物８２の検出を考える。

合せずれδによるコーナ一部の検出信号の変化ΔＩｃは
以下の式（１）となる。検出波形を第１３図のごとく直
径Ｄｃ、高さｈの円すい形に近似し、変化が極大値をと
っている。

（Ｗ＞Ｄ）・・・・・・（１） また、異物の像が、第１４図に示すように隣接する検出
画素にまたがって結像される場合、異物の検出信号工、
は式（２）に示すように最小になる。

■ｆ＝Ｔ−Ｔ、・・・・・・・・（２）式（１）２式（
２）より、比較回路７０によって異物８２を検出するた
めに許容される合せ誤差δは以下の式（３）を満たす必
要がある。

ΔＴｃ（Ｉ（・・・・・・・・（３） 式（３）′より、パターン出力信号の直径ＤＣを大きく
すると許容誤差δを大きくできる。一方で、異物の全出
力信号Ｔｃを検出器の１画素に効率良くとりこむために
は、以下の式を満たす必要がある。

Ｗ　＞　Ｄ　ｔ　（：　Ｄ　Ｃ）　　・・・・（４）従
って、Ｄ　ｃ　＝　Ｗとするのが最も効率が良い。

一方、 Ｔｃ＝５　・Ｔ、・・・・・（５） 程墨、の異物まで検出するには（５）、（３）’　よ′
つ ｌ δく了ｗ−ＤＣ・・・・・・・・（６）ここで、δ＜０
．２μｍとするにはＤｃ＝７．６μｍとなる。

すなわち７．６μｍに像の分解能を落とせば良い。

次に、結像分解能をいかに落とすか説明する。

結像の分解能は対物レンズの開口数により設定される。

したがって、開口数を小さくすれば良い。

ところが、開口数を小さくすると、検出信号レベルも下
がってしまう、そこで、開口数を小さくせずに分解能を
下げるため第１５図および第１６図に示すような形状の
位相フィルタ７２を第１図像のフーリエ変換の位置に設
置する。

位相フィルタ７２は、第１５図に示すように輪帯状の部
分に分け、各部分の位相をπずつ変えている。また第１
６図には直線状に分けたものを示している。この場合の
各部分の幅Ｑを以下の式に示される値程度にすることに
より、像を概ね目的のＤｔまで広げることができる。

ここで、Ｎ、Ａ、は対物レンズの開口数、Ｌはフーリエ
変換面の大きさである。

本発明は、検出系４のみ、すなわち比較せずに２値化す
るだけでも、特定の大きざ以上の異物を検出できる。以
下、この原理および動作を説明する。

第２図に示すように、ガラス基板１６上にパターン１７
と、２個の異物１８ａ、１８ｂと欠陥１９とが存在する
場合について述べると、一方の小さい異物１８ａは微小
であるため、パターン１７のエツジ１７ａに比較して光
をより散乱あるいは回折する。すなわち遮光板４４によ
り遮光される範囲θより外側に散乱する光束５６がパタ
ーン１７のエッジ１７ａ光束５５よりも多くなる。

また他方の大きい異物１８ｂあるいはパターン１７の欠
陥１９もその周辺部の空間周波数が高いため、遮光板４
４により遮光される範囲θより外側に散乱する光束５７
．５８がパターン１７ａのエラ：、；　１７　ａの光束
５５よりも多くなる。

したがって、検出器５１の出力は第３図に示すように前
記各光束５５．５６，５７．５８による出力ピーク５９
，６０，６１．６２を発生する。

一方、２値化処理化回路５２で第３図に示すようにしき
い値６３を設定すると、このしきｂ′）値６３以上の出
力として前記３個の出方ピーク６０゜６１．６２が突出
するので、これにより２個の異物１８ａ、１８ｂおよび
パターン１７の欠陥１９のみを検出することができる。

このときのＸ、Ｙステージ１０．１１の座標と、前記出
力ビークロ０．６１のレベルを前記マイクロコンピュー
タ５３が管理するメモリに記憶するとともに、この記憶
内容を処理して前記ＣＲＴ５４に出力する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、露光装置の照明と光学的に等価な照明
を使用し、異物および欠陥により散乱、回折し、ｒａ光
装置の縮小投影レンズに入射しなくなった光を選択的に
検出できるので、パターンがら検出信号を消去して実害
となる欠陥や異物からの検出信号を顕在化して欠陥や異
物を検出することができる。

またレチクル上の検査領域を限定し、レチクルを走査し
て全ての検査領域を検査可能にしたので、通常使用され
ている縮小投影レンズよりもＮ、Ａ。

の大きい対物レンズを使用することができる。

さらに照明系の構成を簡単にすることができるとともに
検出系の構成を簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略構成図、第２図は
検査するレチクルを示す断面図、第３図は第１図に示す
検出器５１の出方信号を示す図。 第４図は第３図に示す信号を２値化回路で２値化した２
値化信号波形を示す図。 第５図は異物、欠陥が存在する被検査レチクルと標準レ
チクルとを示す平面図。 第６図は第５図の断面を示す図、 第７図は従来技術による検出信号を示した図。 第８図乃至第１２図は第１図に示す被検査レチクル側及
び標準レチクル側の検出器５１の出方信号波形を示す図
、 第１３図は本発明に係る回路パターンコーナー部及び異
物から検出される検出信号の模式図。 第１４図は検出器上に結像された異物の模式図。 第１５図及び第１６図は各々第１図に示す位相フィルタ
７２の構成例を示す平面図である。 ｉ−・試料台部、−３工・・・透過照明部、−β−・・
・落射照明部、±・・・検出部、５・・・検出処理部、
６・・・レチクル。 ７・・・ペリクル。 発２区 晃す圀 晃４区 尾ｊ兄 晃デ呂 晃／θ圀 晃／７日 尾７２目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被検査ステージに載置走行される被検査レチクルに
   対して空間コヒーレンス度が調整された光を被検査照明
   手段により照明し、上記被検査レチクルからの透過光又
   は反射光を被検査対物レンズにより集光させると共に被
   検査レチクル面のフーリエ変換面に設けられた被検査遮
   光手段により上記調整された空間コヒーレンス度に対応
   した光を遮光し、該被検査遮光手段を通過した光を被検
   査検出器により検出して電気信号に変換する被検査レチ
   クル検査工程と、標準ステージに載置走行される標準レ
   チクルに対して空間コヒーレンス度が調整された光を標
   準照明手段により照明し、上記標準レチクルからの透過
   光又は反射光を標準対物レンズにより集光させると共に
   標準レチクル面にフーリエ変換面に設けられた標準遮光
   手段により上記調整された空間コヒーレンス度に対応し
   た光を遮光し、該標準遮光手段を通過した光を標準検出
   器により検出して電気信号に変換する標準レチクル検査
   工程と、上記被検査ステージと標準ステージとを制御手
   段により一体または同期走行させる制御工程と、上記被
   検査検出器から検出される電気信号と上記標準検出器か
   ら検出される電気信号とを比較してレチクル上のパター
   ンから得られる信号を消去して被検査レチクル上に存在
   する欠陥又は異物を顕在化して検出する欠陥又は異物検
   出工程とを備えたことを特徴とするレチクル検査方法。 ２、被検査レチクルを載置して走行させる被検査ステー
   ジと該被検査ステージに載置された被検査レチクルに対
   して空間コヒーレンス度が調整された光を照明する被検
   査照明手段と上記被検査レチクルからの透過光又は反射
   光を集光させる被検査対物レンズと該被検査対物レンズ
   による被検査レチクル面のフーリエ変換面に設けられ、
   上記調整された空間コヒーレンス度に対応した光を遮光
   する被検査遮光手段と該被検査遮光手段を通過した光を
   検出して電気信号に変換する被検査検出器とを備えた被
   検査レチクル検査装置と、標準レチクルを載置して走行
   させる標準ステージと該標準ステージに載置された標準
   レチクルに対して空間コヒーレンス度が調整された光を
   照明する標準照明手段と上記標準レチクルからの透過光
   又は反射光を集光させる標準対物レンズと該標準対物レ
   ンズによる標準レチクル面のフーリエ変換面に設けられ
   、上記調整された空間コヒーレンス度に対応した光を遮
   光する標準遮光手段と該標準遮光手段を通過した光を検
   出して電気信号に変換する標準検出器とを備えた標準レ
   チクル検査装置と、上記被検査レチクル検査装置の被検
   査ステージとを標準レチクル検査装置の標準ステージと
   を一体または同期走行させる制御手段と、上記被検査レ
   チクル検査装置の被検査検出器から検出される電気信号
   と上記標準レチクル検査装置の標準検出器から検出され
   る電気信号とを比較してレチクル上のパターンから得ら
   れる信号を消去して被検査レチクル上に存在する欠陥又
   は異物を顕在化して検出する欠陥又は異物検出手段とを
   備えたことを特徴とするレチクル検査装置。 ３、上記被検査対物レンズ及び標準対物レンズの開口度
   を、上記被検査レチクルを縮小投影露光する際の縮小投
   影露光レンズの開口度よりも大きくし、上記被検査遮光
   手段及び標準遮光手段は、上記被検査レチクル及び標準
   レチクルからの散乱光の内、上記縮小投影レンズの開口
   に入射する光を遮光すべく形成することを特徴とする請
   求項２記載のレチクル検査装置。