JPH0357945A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光透過性の平坦物体、例えばガラス、ニトロ
セルロース等の高分子薄膜等に付着した微粒子状の異物
を検査する装置に関し、 特に平坦物体の表裏面の異物欠陥を判別できる検査装置
に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の装置は、一例として第３図に示すような
構造であった。第３図において、半導体素子製造用のレ
チクル（又はマスク）３４の表面には、一定の間隔をあ
けてペリクル（高分子薄膜）３３がフレーム３５を介し
て張設されている．このペリクル３３はレチクル３４の
表面に異物が直接付着することを防止するためのもので
、ペリクル３３の厚みは１μｍ程度で露光用照明光（波
長４３６ｎｓ、３６５ｎｍ等）に対して９０％以上の透
過率を有している。またフレーム３５の厚み（スタンド
オフ）は数閣程度であり、これは露光装置の投影光学系
のレチクル側での焦点深度との兼ね合いで決められる。

このようなペリクル付きレチクルを用いてＩＣパターン
をウエハ上に投影露光する際、投影光学系の縮小倍率に
応してレチクル表面上の異物像は縮小されてウエハ上に
転写され得るが、ペリクル３３に付着した同一サイズの
異物の像は、ウエハ上では大きくデフオーカスしてしま
い、解像しないことになる。ところがペリクル３３上の
異物でも、あまりにもサイズが大きい（数＋μｍ以上）
と、それはデフォーカスした影となって現われてしまう
． そのため、第３図のように、ペリクル３３に付着した異
物についても検査する必要がある。光源３１から射出し
た照明光（コヒーレント光、又は準単色光等）は集光レ
ンズ３２を介してペリクル３３を垂直に照射する。

ペリクル３３の照射領域内（スポット照射域）に異物が
存在すると、その異物からは比較的指向性の弱い散乱光
が生しる。

この散乱光は、集光レンズ３５で光電変換器（フォトマ
ルチプライヤ等）３６の受光面に集光される。

そして光電信号のレベルの大小で異物か否かを判定して
いる． このときペリクル３３の全面について検査を行なう必要
があるので、照明光を一次元（又は二次元）に走査した
り、ペリクル３３を一次元に移動させたりする機構が設
けられる． また、その他のペリクル検査装置として、特公昭６３−
５２６９６号公報に開示されているように、被検面にす
れすれの角度でレーザビームを照射して被検査上に帯状
の照射領域を形戒するとともに、照射領域からの散乱光
のうち側方散乱光を受ける位置に一次元のアレイセンサ
ーを配置して異物検査するものも知られている． 〔発明が解決しようとする課題〕 しかしながら第３図のような従来の技術においては、ペ
リクルに付着した異物がペリクルに関してレチクル側（
以下裏面側とする）に付着しているのか、光源側（以下
表面側とする）に付着しているのかを判別できなかった
．また特公昭６３−５２６９６号公報の方法は専ら平坦
物体の表側のみの異物検出しかできない．尚、ガラス基
＋１ｉ（レチクル、マスク等）の表裏面のいずれに異物
が付着しているのかを判別する手法として、特開昭５８
−６２５４４号公報に開示された技術も知られているが
、そこでは基板の表面側の空間に生しる散乱光を受光す
る光電素子と、基板の裏面側の空間に生じる散乱光を検
出する光電素子との一対が必要である。

このためペリクル単体については同様の原理で異物付着
の表裏判別が可能であるかもしれないが、ベリクルがレ
チクルに貼付けられた状態では散乱光がレチクルのパタ
ーン（クロム層）に遮光されてしまい、検査が不可能で
ある． ペリクルに付着した異物が表面側と裏面側のどちらに存
在するのかを知ることは、フォトリソグラフィ工程上、
極めて重要な意味をもつ。異物がペリクルの裏面側に付
着していると、最悪の場合、その異物がペリクルから離
れてレチクルへ再付着することが起り、そのレチクルを
用いた露光ウエハのショットに欠陥が生じることになる
。そのため、このようなレチクルについては、ベリクル
をフレームごとレチクルから取りはずし、レチクル単体
の異物除去作業を行なって新しいペリクルに交換する必
要がある。

従って、新たなペリクルの貼り替えが必要か否かを実デ
バイスへの露光作業前に確実に知ることが重要である． 本発明では、ペリクル等の薄膜、あるいは薄いガラス板
等に付着した異物の有無を検出するとともに、その表裏
面の判別（付着面判別）を容易にしかも確実に実効でき
る欠陥検査装置を得ることを目的とする． 〔課題を解決する為の手段〕 上記目的を達威するために、本発明では被検物としての
平坦物体を照明する光を、所定の波長帯域を持たせた多
色光、もしくは白色（ブロードバンド）光にし、異物等
の欠陥からの散乱光の受光系には波長選択性のある光学
素子（グイクロインクミラー、コールドミラー、プリズ
ム等）を設け、分光された特定波長域毎の散乱光を個別
に光電検出し、それら光電信号の大小関係を比較するこ
とによって、欠陥が平坦物体の表裏面のどちらに存在す
るのかを判別するように構威した．〔作用〕 第１図は、本発明の原理を説明する図で、ペリクル１１
の裏面側に異物１２が付着している状態で、ペリクル１
１の表面側から垂直に多色光（又は白色光）Ｓ１を照射
した場合を示す．結論から求めると、第１図のように異
物からの散乱光のべリクル１ｌを介して光電検出する場
合は、光電検出器に向う散乱光の波長分布が多色光Ｓ１
の波長分布と異なったものとなる．一方、異物がペリク
ル１１の表面側に付着している場合、異物からの散乱光
は多色光Ｓ１とほぼ同じ波長分布を保って光電検出器に
向う．従って受光系に入射する散乱光の波長分布の相違
を検知することで、異物の付着面判別が可能となる． 以上のことを、さらに第１図を参照して詳しく説明する
．第１図の状態で、異物ｌ２から発生する散乱光のうち
、多色光Ｓ１に対して角度θ１で表面側に戻る散乱光Ｓ
２に着目する． 散乱光Ｓｔはさらにペリクル１１の表面から射出して受
光系への向う光Ｓ，と、内面反射によって裏面側へ進む
光Ｓ４とに別れる．光Ｓ，の射出角θ２はペリクルｌ１
の屈折率をｎとすると、次式のようになる． θ！　＝ｓｉｎ　−’　（ｎ　−ｓｉｎ　θ．　）−・
・−−−−−−　（　１）一方、光Ｓ．ベリクル１１の
裏面で再び屈折、反射する光ＳＳ、Ｓ６に分けられ、内
面反射した光Ｓ，はべりクル１１の表面で再び屈折、反
射する．光Ｓ，の・うち、ペリクル１１の表面で屈折し
て射出した光Ｓ，は、光Ｓ，とほぼ平行に受光系に向う
．従って光Ｓ，の射出角もθ２である。

ここで光Ｓ，とＳ，の位相差δは、ペリクルｌ１の厚さ
をｄとすると、次式で表わされる。

λ そこで位相差δが丁度３６０”となる条件、すなわちδ
＝２ｍπ（ただしｍは任意の整数）となる波長λｍは次
式の通りである． ２　°　ｎ　０　ｄ　０ＣＯＳ　θ１ λｍカ ・・・・・・・・・・・・　（３） また、式（１） より角度θ１ は、 なので、 これを式（３）に代入すると、 特定波 長λｍは となる． 従って散乱光受光系の光軸とペリクル１１の法線との威
す角度をθ２にした場合、散乱光受光系に入射する光Ｓ
．、Ｓ？の分光特性は、波長λｍでピークを持ち、その
両側の波長域では減衰する。

本発明では、ペリクルに付着した異物からの散乱光の分
光特性を調べることによって、異物の付着面判別を行な
うのである． 上記原理から明らかなように、散乱光受光系の光軸とペ
リクル面との角度（９０゜一θ２）を適宜調整すると、
同一照明条件のもとでも、散乱光の分光特性上でピーク
とな・る特定波長λｍが変化することがわかる。

同様に、多色光ＳＩの照射光軸をペリクルに対して垂直
から傾けることによっても、特定波長λｍは変化するが
、照射光軸の傾きを大きくしていくと、ペリクル表面上
の異物を照射するビーム強度とペリクル裏面上の異物を
照射するビーム強度とに差が生し、しかも裏面に貫けた
照射ビームの分光特性が変わることがある。そのため多
色光（白色光）Ｓ１の照射軸は被検面に対して垂直に近
い方が望ましい。

ここで一例をあげてみると、ペリクルの厚さｄを１μｍ
、屈折率ｎを１．５として散乱光受光角θ２を８０゜と
すると、先の式（４）よりピークとなる特定波長λｍは
、 λｍ″．２．２６／ｍ（ただしｍは整数）となる．ピー
ク波長λｍが可視域に現われるものとすると、ｍ＝４と
してλ４ξ５６５ｎ一になる。

尚、この可視域のピーク波長の隣りのピーク波長はｍ−
３、ｍ＝５のときで、それぞれλ３ξ７５３　ｒ＋ａ＋
，　　λ５！＝ｉ４５２ｎｗ＋である．また散乱光の検
出にあたっては、受光系が隣りのピーク波長λ３よりも
長波長とλ５よりも短波長に感度をもたないようにする
か、又は照明光の波長帯域を波長λ３とλ５の間に制限
するようにした方がよい． 〔実施例〕 第２図は本発明の第ｌの実施例による検査装置の構戒を
示し、光源２１はタングステンランプ、ハロゲンランプ
等の白色光源であり、本実施例では分光特性が連続した
広帯域波長の照明光を使うものとする． 光Ｂ２１からの照明光（白色光）は、ビームスブリッタ
２６を介して集光レンズ２２に入射する。

集光レンズ２２の光軸は、レチクル２４に張設されたベ
リクル２３の面と垂直に設定され、照明光をベリクル２
３上の局所領域（例えば１鵬角）内に集光する．この際
、照明光学系内のベリクル２３と共役な位置に照明視野
絞り（開口）を設けて、ペリクル２３上の照明局所領域
をきれいな矩形、微小スリット状、又は円形にするとよ
い。

一方、散乱光受光系はべりクル２３の法線に対して角度
θだけ傾いた光軸を有する集光レンズ２５を含み、ベリ
クル２３の照明領域を見込んでいる。ここで角度θは、
先に説明したように散乱光の分光特性上でピークとなる
特定波長λｍが十分に識別できるように定められるが、
実際上は４５〜８５゜の範囲に設定される。

さて、異物からの散乱光の一部はレンズ２５を介してグ
イクロイックミラ−２７ｃで２つの波長域の光に分割さ
れ、グイクロイックミラ−２７ｃで反射する波長域の光
は光電変換器２８ｄに受光される。そしてグイクロイッ
クミラ−２７ｃを透過する波長域の光は、グイクロイッ
クミラ−２７ｄでさらに２つの波長域の光に分割される
。グイクロイックミラ−２７ｄで反射する波長域の光は
光電変喚器２８ｅで受光され、グイクロイックミラ−２
７ｄを透過する波長域の光は光電変換器２８ｆで受光さ
れる。

一例としてグイクロイックミラ−２７ｃを境界波長が５
００ｎ−のコールド壽ラー（短波長側を反射して長波長
側を透過）とし、グイクロイックミラ−２７ｄを境界波
長が６００ｎｍのコールドミラーとすると、 光電変換器２７ｄの出力信号の大きさＶｄは、異物（ペ
リクル照射領域）からの散乱光のうち、波長５００ｎ■
よりも短い波長域に分布する光の総量に応したものとな
る。さらに光電変換器２８ｅの出力信号の大きさＶｅは
、５　０　０ｎｍ〜６　０　０ｒ＋ｎ＋の波長域に分布
する光の総量に応じたものとなり、光電変換器２８ｆの
出力信号の大きさＶｆは、６００ｒｖ＋よりも長い波長
域に分布する光の総量に応じたものとなる。

従って、２つのダイクロイック゜ミラー２７Ｃ１２７ｄ
は散乱光の波長分布を３つの波長域に分割する分光手段
として機能する。

ところで第２図中、照明光路中にはビームスプリンタ２
６が配置され、照明光の一部を参照系の向へ導びいてい
るが、この参照系については後で詳しく説明する。

さて、第４図は光電変換器２８ｄ、２８ｅ、２８ｆの各
出力信号を評価する処理回路の一例を示す。本実施例で
は説明を簡単にするため、ベリクル付きレチクル２４が
２次元走査ステージ４ｏに載置され、照射ビームに対し
てｘ．，ｙ方向に移動するものとする。また走査ステー
ジ４０の移動は座標位置測定器（エンコーダ等）４２に
よって、照明局所領域のサイズよりも細かい分解能で計
測される。

第４図において、プロセッサー４４は、ステージコント
ローラ４６に移動指令を出力する．ステージコントロー
ラ４６はエンコーダ４２からの位置情報をフィードバッ
ク入力として、モータ４８を制御してステージ４０を２
次元移動する．エンコーダ４２の位置情報は、異物の存
在位置をＬｍ角、又は５一角のマップ上で表示できるよ
うに変換するマンプ座標作威回路５０に入力する。

各光電変換器２８ｄ、２８ｅ、２８ｆの出力信号レベル
は、アンブ６０ｄ，６０ｅ、６０ｆで増幅された後、ア
ナログーデジタル変換器（Ａ／Ｄ）６２ｄ、６２ｅ，６
２ｆによってデジタル値に変換され、プロセッサー４４
を介してメモリ５２に格納される。

ディスプレイ５４はカラーブラウン管を用いて検査結果
を表示するもので、ペリクル２３の全面を１閣角、又は
５ｍｏ＋角の格子マップで表わし、検出した異物が表面
側なら、その存在位置に対応したＩＩＩＩ１角又は５！
ＩＩＩｌ角の領域を例えば緑色にぬりつぶし、裏面側な
ら赤色にぬりつぶす．また検出した異物の大きさを、 ３ランク程度に分類して、例えばＡランク、Ｂランク、
Ｃランクの文字表示も同時に行なう。ランク表示は緑色
、又は赤色にぬりつぶすときの階ｆｆｌ（ｇ度）で表わ
してもよいし、わずかずつ色調を変えて表わしてもよい
． さて実際の検査にあたっては、ステージ４０をＸ方向に
一次元に移動させた後、ｙ方向に照明局所領域のサイズ
分だけステッピングさせて、再びＸ方向に移動させるこ
とを順次くりかえす．メモリ５２には、各光電信号の大
きさの相互の標準的な比に関する情報が予め記憶されて
いる．この標準的な比は、例えば異物が表面側に付着し
ているときに得られた光電信号Ｖｄ、Ｖｅ、■『の比、
Ｖ　ｄ　／　Ｖ　ｅ、又はＶｆ／Ｖｅとほぼ等しく定め
られている．本実施例では光電変換器２８ｅが受光する
波長域において分光特性上のピーク波長λｍが表われる
ように設定されている。従って異物が表面側のときの比
Ｖｄ／Ｖｅ（又はＶｆ／Ｖｅ）は、標準的な比とほぼ等
しくなり、異物が裏面側のときの比Ｖｄ／Ｖｅ（又はＶ
　ｆ　／　Ｖ　ｅ　）は標準的な比と大きく異なったも
の（例えば大きな値）になる。

プロセッサー４４は、例えば１鴫だけステージ４２が移
動するたびに、マップ座標作戒回路５０から出力される
サンプリング指令に応答して、Ａ／Ｄ６２ｄ、６２ｅ、
６２ｆの各出力値をメ−Ｅ−　＋Ｊ５２に記憶していく
。

ステージ４０の走査終了後、プロセッサー４４はメモリ
５２から各走査位Ｗ（サンプリング位Ｗ）毎の検査デー
タ（Ｖｄ，Ｖｅ，Ｖｆ）を読み出し、比Ｖ　ｄ　／　Ｖ
　ｅ、（又はＶ　ｆ　／　Ｖ　ｅ　）を演算し、さらに
その結果と標準的な比との大小関係を比較して、付着面
の判別を行ない、その結果をディスプレイ５４に表示す
る． またプロセッサー５２は、光電信号レベルの大きさに基
づいて、異吻サイプのランク分けを行ない、その結果も
表示する． 本実施例では光電変換器２８ｅが受ける光は、第ｌ図で
説明したように位相差が２ｍπだけずれて強め合ったも
のであるため、必ずしも異物サイズに応じた光量レベル
とはならない。

そこで異物サイズを判定するためには、その他の光電変
換器２８ｄ，２８ｆからの信号レベル（Ｖｅ、Ｖｆ）を
評価するようにするとよい。

次に本発明の第２の実施例を、第２図を参照して説明す
る．第２の実施例では照明光（白色光）そのものを、散
乱光受光系中の分光手段と同一の特性で分光して各波長
域毎の参照信号を作り、この参照信号で規格化を計るも
のである。第２図において、ビームスプリンタ２６で分
岐された照明光はグイクロインクミラ−２７ａで２つの
波長域に分割され、ここを透過した光はダイクロインク
ミラー２７ｂでさらに２つの波長域に分割される。

グイクロイックミラ−２７ａの波長選択特性はグイクロ
イックミラ−２７ｃと同一であり、グイクロイックミラ
−２７ｂの波長選択特性はダイクロイックξラー２７ｄ
と同一である。従って、光電変換器２８ａは、例えば５
００ｎ−よりも短波長側の波長戒分の総光量を受光し、
光電変換器２８ｂは５００ｎｍ〜６００ｎｍの中間波長
域の戒分の総光量を受光し、モして光電変換器２８ｃは
６００ｎｍよりも長波長域の成分の総光量を受光する。

第５図は第２の実施例における処理回路の構戒の一例を
示し、割算器を用いて規格化を行なう。

ここではアナログ的に割算を行なうが、プロセッサーの
プログラムによって割算を行なってもよい。

光電変換器２８ａから出力され、アンプで増幅された信
号Ｖａと、光電変換器２８ｄから出力され、アンプで増
幅された信号Ｖｄとは割算器７０Ａに人力され、割算器
７０ＡはＳＡ＝Ｖａ／Ｖｄの値を出力する。

同様に光電変換器２８ｂからの信号ｖｂと光電変換器２
８ｅからの信号Ｖｅとは、割算器７０ＢによってＳ　Ｂ
　＝　Ｖ　ｂ　／　Ｖ　ｅの演算が行なわれ、光電変換
器２８ｃからの信号Ｖｃと光電変換器２８ｆからの信号
ｖｆとは割算器７０ＧによってＳＣ＝　Ｖ　ｃ　／　Ｖ
　ｆの演算が行なわれる。

第４図と同様に、プロセッサー４４はアナログデジタル
変換器を介して出力値ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを入力してメモ
リ５２に記憶する。

第１の実施例では、異なる波長域間の信号レベルの変化
を標準値を用いて比較したが、ここでは規格化された出
力値ＳＡＳＳＢ，ＳＣ同志の大小関係を評価するだけで
付着面の判定ができる。

プロセッサー４４は出力値ＳＡ，ＳＢ，ＳＣを比較して
、ＳＡ；ＳＢ＃ＳＣであるときは、その異物がペリクル
の表面側（受光系側）にあると判定し、 ＳＡ＞ＳＢ＜ＳＣであるときは裏面側にあると判定する
．これは、裏面の異物からの散乱光は、信号レベルとし
てＶｄ，Ｖｆが、表側の異物の場合とくらべて小さくな
り、相対的に信号Ｖｅの方が大きくなるからである． 尚、このような判定回路はアナログコンパレータ、ロジ
ックＩＣ等によってディスクリートで組むこともできる
． 第６図は本発明の第３の実施例による欠陥検査装置の構
成を示し、照明光学系には母線の方向がｙ方向と直交し
たシリンドリカル（又はトーリック）レンズ８０が設け
られる。シリンドリ力ルレンズ８０の光軸ＡＸｏはべり
クル２３の面と垂直であり、シリンドリカルレンズ８０
によって集光された白色照明光はべりクル２３上でＸ方
向に延びたスリット状照明光ＳＬとなる。ペリクル付き
レチクル２４は不図示の一次元スライダー等によってｙ
方向に一定速度で移動する。スリット状照明光ＳＬはべ
りクル２３のＸ方向の幅とほぼ等しい長さを有し、レチ
クル２４のｙ方向の走査のみで、全面の検査ができる． 一方、散乱光受光系は光軸ＡＸｒに沿って配置されたミ
ラーＭ１結像光学系８２、グイクロイック【ラー２７ｃ
１リレー系８６、グイクロイックミラ−２７ｄ、及び３
つの一次元撮像素子（ＣＯＤ等）８４ｄ、８４ｅ、８４
ｆで構戒される．ξラーＭは結像光学系８２の光軸ＡＸ
ｒをペリクル２３の面に対して所定の角度（５′〜２０
゜程度）に設定するように折り曲げるものであり、結像
光学系８２はミラーＭで反射されたスリット状照明光Ｓ
Ｌの照射領域部分の像を、一次元撮像素子８４ｄ上に結
像する。このとき照射領域からの散乱光は、グイクロイ
ックミラ−２７ｃによって、例えば５００ｎｍ以下の短
波長戒分による異物暗視像が一次元撮像素子８４上に形
威される。結像光学系８２で作られた像は、リレー系８
６によってほぼ等倍にレリーされ、グイクロイックミラ
−２７ｄによって２つの波長域（５　０　０ｎｎ＋〜６
　０　０ｎｍと６００ｎ船以上）に分けられた後、それ
ぞれ一次元撮像素子８４ｅ、８４ｆ上に再結像する。

従って、一次元撮像素子８４ｅ上にはスリント状の照射
領域内での中間波長成分（５００ｎｍ〜６００ｎｍ）に
よる異物暗視像が形戊され、一次元撮像素子８４ｆ上に
は照射領域内での長波長戒分（６００ｎｍ以上）による
異物暗視像が形威される．ここで一次元撮像素子８４ｄ
，８４ｅ，８４ｆスリット状照明光ＳＬの照射領域の長
手方向（Ｘ方向）に沿って複数の画素を有するため、照
射領域の長手方向に関する異物位置の計測分解能は、一
次元撮像素子８４ｄ、８４ｅ、８４ｆの画素数によって
決まる。例えばスリット状照明光ＳＬの長さ（ペリクル
２３のＸ方向の幅）を約８０ＩｌｌＩ１とし、５１２画
素の一次元撮像素子を使うものとすると、有効画素数を
４００（両側の５６画素分にはべりタルフレームの像が
できる）にしたとしても、■画素分でペリクル上０．２
ｍ＋＊　（２　０　０　μｍ）の分解能が得られる． さらに参照系は第２図と同様に照明光の一部をビームス
ブリソタ２６で分岐して、グイクロイフクミラ−２７ａ
、２７ｂで３つの波長域に分割し、それぞれの波長域で
の光量を光電素子８４ａ、８４ｂ，８４ｃで受光する． 処理回路としては、第５図と同様に割算器を用いて規格
化を行なうようにする。

第７図は、一次元撮像素子８４ｄ，８４ｅ、８４ｆの画
像信号の１ライン分の波形を例示したものである。１ラ
イン分の読み出しサイクルとレチクル２４のｙ方向の移
動速度とは一定の関係になるように同期が働いており、
ここではスリット状照明光ＳＬのｙ方向の幅分だけレチ
クル２４が移動するたびに、１ライン分の画像信号が得
られる。

第７図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ一次元撮像素
子８４ｄ、８４ｅ，８４ｆの画像信号を示し、縦軸は画
素の信号レベルＶｄ，Ｖｅ，Ｖｒを表わし、横軸は画素
数を表わす。信号レベル■ｄ，Ｖｅ，Ｖｆは、それぞれ
光電素子８４ａ、８４ｂ、８４ｃの出力信号レベルを基
準として規格化された後で大小関係が比較される． 第７図において、画素位置Ｐ，　、Ｐｔ，Ｐ３で一定値
以上の信号レベルが得られたものとする。

位置Ｐ１では３つの信号レベルＶｄ，Ｖｅ，Ｖｆがとも
に大きく、規格化した後では、Ｖ　ａ　／　Ｖ　ｄ、Ｖ
ｂ／ＶｅＳＶｃ／Ｖｆはほぼ等しくなり、位置Ｐ１の異
物が表面側であると判定される。また位置Ｐ２では信号
レベルＶｄ，Ｖｅ，Ｖｆがともに小さくなってはいるが
、規格化した後の比Ｖａ／Ｖｄ，Ｖｂ／Ｖｅ，Ｖｃ／Ｖ
ｆはほぼ等しくなり、位置Ｐ２の異物も表面側であると
判定される。また信号レベルの大小で、位ｉｔＰ，の異
物の方が位置Ｐ！の異物よりも大きいことがわかる．一
方、位置Ｐ，では、信号レベルＶｄ，Ｖｆに対して信号
レベルＶｅがかなり大きくなっている．このため規格化
した後の位置Ｐ，での比Ｖａ／Ｖｄ，Ｖｂ／Ｖｅ、Ｖ　
ｃ　／　Ｖ　ｆの大小を比較すると、Ｖ　ｂ　／　Ｖ　
ｅだけが他の２つの異なった値になり、位置Ｐ，の異物
が裏面側に存在することがわかる。

本実施例のようにスリット状照明光ＳＬを一括にベリク
ルに照射し、照射領域の像を撮像する場合、照明光ＳＬ
の長手方向の照度分布が均一であることが望ましい。し
かしながら均一性が得られない場合は、照度分布のデー
タを予め求めておいて、画像信号の画素毎（又は一定区
間の複数画素毎）に信号レベルを補正すればよい．そし
て補正された信号レベルを使って規格化を行ない、規格
化された比の大小関係を評価すればよい。

信号レベルの補正方法については、特公昭６３５２６９
６号公報にも開示されている。

以上、本発明の各実施例を説明したが、その他にいくつ
かの変形例が考えられる． そこで以下にそれら変形例について述べる。

まず照明光としては、複数の輝線スペクトルを含む水銀
放電灯からの光、又は互いに中心波長の異なる発光ダイ
オード（又は半導体レーザ）の複数個からの光を同軸に
合成した光、等が利用できる。また照明光をスポット化
してポリゴンミラーガルバノくラー等でペリクル上を一
次元に走査する方式にした場合、一次元の走査位置に応
じて照明光（ビーム）のべリクルへの入射角が変化する
こともある。通常この種の方式では一次元の走査軌跡全
体を特定の空間方向から見込むように散乱光受光系（結
像レンズ等）が固定されているため、スポットビームの
走査位置に応じて変化する入射角のために散乱光の受光
レベル（感度）が変化することになる。そこで受光系の
光電素子の信号レベル、又は異物有無を判定するスライ
スレベル等をスポットビームの走査位置に応じて変化さ
せる回路を設ける必要がある． ところで各実施例では散乱光受光系を、ペリクルに対し
て照明光入射側の空間に配置したが、ペリクルがフレー
ムに張設された状熊で単体で検査できる場合、受光系は
照明光人射側と反対の空間に配置することもできる．こ
の場合でも受光系の光軸はペリクル面に対して小さな角
度（５＠〜４５゜程度）に設定し、ペリクル自体からの
散乱光の受光量を少なくするようにすることが望ましい
．さらに散乱光受光系は、照明光の照射領域を互いに異
なる方向から見込むように複数を配置し、各受光系で得
られた検出結果を比較することで、異物の検出精度サイ
ズ特定能力等を増すこともできる．この場合、付着した
異物に比較的大きな散乱指向性があっても、確実に検出
できるといった利点がある． また、散乱光受光系に使う波長選択素子としてのグイク
ロイックミラーは他の色フィルターやプリズム（分散素
子）にしてもよい． プリズムにする場合は、入射する散乱光のスペクトル分
布を一次元アレイセンサーで光電検出して、表面側の異
物からのスペクトル分布と裏面側の異物からのスペトク
ル分布との差異を判定すればよい．ただしプリズムによ
る分光は、異物からの散乱光強度が小さいことから、光
電検出時のＳ／Ｎ比を確保することが難しいこともある
。

ところで本発明の原理で説明したように、ペリクルの裏
面側の異物からの散乱光は、特定波長λｍのところでピ
ークとなり、その両側の波長域（λｍとλｍ＋１との間
、及びλｍとλｍ−１との間）では強度が著しく減衰す
る． そこで特定波長λｍを中心としたバンド幅１００ｎ一程
度の第１照明光と、この照明光の中心波長λｍに対して
数＋ｎｗ以上長波長側、又は短波長側に離れたバンド幅
１００ｎ一程度の第２照明光とを別光源又は同一光源で
作り、ペリクル上の同一領域に照射するようにしてもよ
い．この場合、受光系には第１照明光の波長域と第２照
明光の波長域とを分離するグイクロイックミラーを設け
、２つの光電検出手段からの信号レベルの大小関係を評
価する． 従って特定波長λｍが５６５ｎ一程度の場合、ハロゲン
ランプ等の白色光源を用いるときは、ハロゲンランプか
らの光のうち、例えば５００ｒｖ〜７００ｎｍの間の波
長域のみをフィルタリングしてペリクルに照射し、第１
受光系には５００ｎ一〜６０Ｑｎａ＋に感度分布をもた
せ、第２受光系には６００ｎ一〜７００ｎｓに感度分布
をもたせるようにする。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、ペリクル等の薄い透明物体
に付着した異物等の欠陥の有無を検出するだけでなく、
その欠陥が透明体の表裏のいずれであるかも判定でき、
リソグラフィ工程での欠陥発生を未然に防ぐことができ
る。

さらに、この検査装置を自動ペリクル貼付装置と一体に
して使えば、ペリクルをマスクやレチクルに仮止めした
状態でペリクル裏面の異物付着がチェックできるととも
に、裏面に異物がなければそのまま本貼りを行ない、問
題があれば仮止めをはずして別のペリクルと交換すると
いった一連の作業を安全に自動化することも可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の原理を説明する図、第２図は、本発
明の第１実施例による装置の構戒を示す図、 第３図は、従来装置の構成を示す図、 第４図は、第１実施例における信号処理系の構成を示す
ブロック図、 第５図は第２実施例による検査装置における信号処理系
の構或を示すブロック図、 第６図は第３実施例による検査装置の構戒を示す傾斜図
、 第７図は、第３実施例における光電検出の様子を説明す
るグラフ図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ２１・・・・・・光源、 ２２、２５・・・・・・集光レンズ、 ２３・・・・・・ペリクル、 ２４・・・・・・レチクル、 ２６・・・・・・ビームスプリンタ ２７ａ、２７ｂ、２７ｃ，２７ｄ ・・・・・・グイクロイック珈ラー ２　８　ａ，　２　８　ｂ，　２　８　ｃ，　２　８　
ｄ，　２　８　ｅ，２８ｆ・・・・・・光電変換器

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光透過性の平坦物体を照明し、該平坦物体の表裏
   面に存在する異物等の欠陥を検査する装置において、 所定の波長帯域に渡って強度分布を有する多色光を、前
   記平坦物体のいずれか一方の面に向けて照射する照射手
   段と； 前記多色光の照射によって前記欠陥で生ずる散乱光を波
   長選択素子により特定の波長域に分けて受光する複数の
   光電検出器と； 該複数の光電検出器の夫々から出力される信号の大きさ
   の比較に基づいて、前記欠陥が前記平坦物体の表裏面の
   どちらに存在するかを判定する判定手段 とを備えたことを特徴とする欠陥検査装置。
2. （２）光透過性の平坦物体を照明し、該平坦物体の表裏
   面に存在する異物等の欠陥を検査する装置において、 所定の波長帯域に渡って強度分布を有する多色光を、前
   記平坦物体のいずれか一方の面に向けて照射する照射手
   段と； 該照射手段からの多色光を分光する第１分光手段と； 該第１分光手段で分光された特定の波長域毎の光量を個
   別に検出する第１光電検出手段と；前記多色光の照射に
   よって前記欠陥で生ずる散乱光を、前記第１分光手段と
   ほぼ等しい特性で分光する第２分光手段と； 該第２分光手段で分光された特定波長域毎の光量を個別
   に検出する第２光電検出手段と； 前記第１光電検出手段と第２光電検出手段の各々からの
   信号の大きさの比を、前記特定波長域毎に求めると共に
   、異なる特定波長域間での該比の大小関係に基づいて、
   前記平坦物体の表裏面のどちらに前記欠陥が存在するか
   を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする欠陥検
   査装置。