JPH0682379A

JPH0682379A - 欠陥検査装置

Info

Publication number: JPH0682379A
Application number: JP4235057A
Authority: JP
Inventors: Fumitomo Hayano; 史倫早野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】被検物の本来のパターンの密集度や形状等の
条件によらずに欠陥のみを検出すると共に、ペリクルフ
レームに遮光されることなく欠陥検査を行う。【構成】レチクル４に連続的に異なる方向から光ビー
ムＬ９を照射する光源２３と、レチクル４からの光を集
光する受光レンズ３０と、受光レンズ３０のフーリエ変
換面の近傍に配置され開口３２Ａ〜３２Ｄが形成された
遮光板３１と、開口３２Ａ〜３２Ｄの何れかを選択する
遮光板３３と、遮光板３３を通過した光に比例する光量
を光電変換する受光器４１と、レチクル４の共役像を撮
像する撮像装置３９とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、欠陥検査装置に関し、
例えば半導体素子等をフォトリソグラフィ技術を用いて
製造する際に使用されるフォトマスク又はレチクル等の
内の特に異物付着防止膜（ペリクル）が装着されたもの
の上の異物や欠陥等を検査する際に適用して好適なもの
である。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体素子等をフォトリソグラフ
ィ技術を用いて製造する際に使用されるフォトマスク、
レチクル若しくは露光後のウエハ又は光ディスク等のガ
ラス基板、鉄板若しくはメッシュ等の規則的な（周期的
な）構造を有する被検査物上の異物や欠陥等を検査する
際に欠陥検査装置が使用されている。以下ではフォトマ
スク又はレチクルを「レチクル」と総称する。

【０００３】図５（ａ）は従来の欠陥検査装置を示し、
この図５（ａ）において、光源１から射出された光ビー
ムＬ１は、振動ミラー（ガルバノスキャナーミラー又は
ポリゴンスキャナーミラー）２により偏向させられて走
査レンズ３に入射し、この走査レンズ３から射出された
光ビームＬ２が、被検査物としてのレチクル４上の走査
線５上を走査する。この際に、光ビームＬ２の走査周期
よりも遅い速度でレチクル４をその走査線５に垂直なＲ
方向に移動させると、光ビームＬ２によりレチクル４上
の全面を走査することができる。この場合、レチクル４
の表面上に異物等の欠陥６が存在する領域に光ビームＬ
２が照射されると散乱光Ｌ３が発生する。また、レチク
ル４上に異物等の欠陥とは異なる例えば回路パターン等
の周期的な構造（以下、「パターン」と総称する）７が
存在する領域に光ビームＬ２が照射されると、そのパタ
ーン７からは回折光Ｌ４が発生する。

【０００４】しかし、欠陥検査装置で検出するべき対象
は、レチクル４にもともと存在するパターン７ではな
く、本来存在すべきでない欠陥６である。従って、パタ
ーンと欠陥とを区別して欠陥のみを検出しなければなら
ない。そのために図５（ａ）においては、受光器８Ａ、
８Ｂ及び８Ｃが相異なる方向から走査線５に対向するよ
うに配置されている。異物等の欠陥６から発生する散乱
光Ｌ３はほとんど全方向に向かって発生する等方的散乱
光であるのに対して、パターン７から発生する回折光Ｌ
４は回折によって生じるために空間的に離散的な方向に
射出される光（指向性の強い光）である。このような性
質の違いを用いて、受光器８Ａ、８Ｂ及び８Ｃの全てで
光を検出した場合には、その光は欠陥からの散乱光であ
り、受光器８Ａ、８Ｂ及び８Ｃの内で１つでも光を検出
しない受光器が存在する場合には、その光はパターンか
らの回折光であると判断する。これにより、パターン７
と区別して欠陥６のみを検出することができる。

【０００５】また近年、図５（ｂ）に示すように、レチ
クル４のパターン形成面（又は両面）に直接異物が付着
しないように、レチクル４上に支持枠としてのペリクル
フレーム９を介して異物付着防止膜としてのペリクル１
０が張設されることが多い。ペリクル１０は１μｍ程度
の厚さの光透過性薄膜であり、ペリクルフレーム９はア
ルミニウム等を素材とした金属製の枠である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５
（ａ）に示すように、ペリクル１０が張設された状態で
レチクル４の表面上の欠陥を検査する場合には、光ビー
ムＬ２がペリクルフレーム９によってケラレてしまった
り、あるいは受光器８Ａ〜８Ｃに向かう光の光軸ＡＸ１
〜ＡＸ３がペリクルフレーム９によってケラレてしまう
ことがある。従って、ペリクルフレーム９の近傍のレチ
クル４の検査面を検査することが困難であるという不都
合があった。

【０００７】更に、従来の欠陥検査装置においては、レ
チクル４上のパターン７の密集度や形状によっては、パ
ターンからの回折光であっても全ての受光器８Ａ、８Ｂ
及び８Ｃに光が入射して、誤って欠陥と判断する場合が
あるという不都合があった。本発明は斯かる点に鑑み、
被検物の本来のパターンの密集度や形状等の条件によら
ずに欠陥のみを検出することができると共に、被検物が
ペリクル付きであってもペリクルフレームに遮光される
ことなく欠陥検査を行うことができる欠陥検査装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による欠陥検査装
置は、例えば図１に示す如く、被検物（４）に検査用の
光を照射して、被検物（４）からの光により被検物
（４）の欠陥を検査する装置において、被検物（４）に
連続的に異なる方向から検査用の光（Ｌ９）を照射する
光照射手段（２３，２４，２７，３０）と、被検物
（４）と光照射手段（２３，２４，２７，３０）との相
対位置を変化させる移動手段（２０〜２２）と、被検物
（４）からの光を集光する集光光学系（３０）と、集光
光学系（３０）による被検物（４）のフーリエ変換面の
近傍に配置され被検物（４）からの光のフーリエ変換パ
ターンの一部の領域のみに対応する光を通過させる開口
（３２Ａ〜３２Ｄ）が形成された絞り手段（３１）と、
絞り手段（３１）で通過させる被検物（１９）からの光
のフーリエ変換パターンの領域を選択する選択手段（３
３，３５）とを有する。

【０００９】更に本発明は、絞り手段（３１）を通過し
た光に比例する光量を光電変換する光検出手段（４１）
と、絞り手段（３１）を通過した光を逆フーリエ変換し
て被検物（４）の共役像を結像する変換光学系（３８）
と、その共役像を撮像する撮像手段（３９）と、被検物
（４）の照明領域に応じて光照射手段（２３，２４，２
７，３０）から被検物（４）に対する検査用の光（Ｌ
９）の照射方向及び／又は照射角度と、選択手段（３
３，３５）で選択する被検物（４）からの光のフーリエ
変換パターンの領域との少なくとも一方を指示する制御
手段（２９）とを有するものである。

【００１０】

【作用】図６を参照して本発明の基礎となる光学原理を
説明する。図６において、１１を被検査面として、被検
査面１１に対し光ビームＬが照射される。但し、ここで
は説明を簡略化するため、被検査面１１が少なくとも部
分的に光を透過する物体であり、被検査面１１の裏面方
向から垂直に光ビームＬが入射するものとしているが、
本発明は透過照明でなくとも落射照明でも同様に適用さ
れる。更に、本発明は、明視野でも暗視野でも何れの照
明方法でも成立する。

【００１１】被検査面１１から光ビームＬが射出される
方向に、受光レンズ１２が配置され、受光レンズ１２の
像側の瞳面Ｐ１には、被検査面１１上のパターン１３の
フーリエ変換像１３Ｆが形成される。受光レンズ１２の
瞳面Ｐ１はフーリエ変換面とも呼ばれる。更に、瞳面Ｐ
１から光ビームが射出される方向にレンズ１４が配置さ
れ、レンズ１４により瞳面Ｐ１と共役な第２の瞳面Ｐ２
上にそのフーリエ変換像１３Ｆの縮小像が結像される。
第２の瞳面Ｐ２に受光器１５の受光面が配置され、受光
器１５により第２の瞳面Ｐ２上の縮小像が光電変換され
る。従って、被検査面１１に対して受光レンズ１２及び
レンズ１４により共役となる位置１１Ｃは第２の瞳面Ｐ
２とは異なっている。

【００１２】図６では瞳面Ｐ１の位置には何らかの光学
素子が置かれているわけではなく、瞳面Ｐ１は仮想的平
面である。即ち、図６の構成では、被検査面１１上の光
学情報の全てが受光器１５に入射するため、このままで
は被検査面１１上の本来のパターン１３の光学情報と共
に、仮に欠陥が存在している場合にはその欠陥の光学情
報も受光器１５に入射する。従って、欠陥とパターンと
を区別して欠陥のみを検出することは困難である。同様
に、被検査面１１と共役な位置１１Ｃにおいても、本来
のパターンと欠陥とが混じって観察されるので、欠陥の
みを観察することはできない。

【００１３】そこで、本発明では図７のように構成す
る。図６と同じ部分に同一符号を付して示す図７におい
て、被検査面１１、受光レンズ１２、瞳面Ｐ１、レンズ
１４、第２の瞳面Ｐ２及び受光器１５の光学的位置関係
は図６と同じである。図７においては、更に開口１６を
有する遮光板１７が瞳面Ｐ１内に設けられている。この
とき瞳面Ｐ１に形成されるパターン１３のフーリエ変換
像１３Ｆ（図６参照）と、開口１６との相対位置を変化
させると、フーリエ変換像１３Ｆの内の光スポットが開
口１６内に存在しない場合や、あるいは光スポットが開
口１６内に存在してもその光スポットの光量が弱い場合
等が起こり得る。これに対して、被検査面１１上に存在
する異物等の欠陥から生じる散乱光は既述したように等
方的に発生しているので、そのようにフーリエ変換像１
３Ｆと開口１６との相対位置を変化させても、開口１６
を通過する散乱光の光量の増減は緩やかか、あるいはそ
の開口１６を透過する散乱光の光量はほとんど変化しな
い。この特性を利用して欠陥とパターンとを区別して欠
陥のみを検出する。

【００１４】このとき開口１６を通過する光は瞳共役位
置にある受光器１５で検出される。受光器１５の光電変
換信号Ｓが最も小さくなるようにフーリエ変換像１３Ｆ
と開口１６との相対位置を決定すれば、そのときにはフ
ーリエ変換像１３Ｆのスポットが開口１６を通らない
か、通ってもその光量が少ないことになり、相対的にフ
ーリエ変換像１３Ｆよりも欠陥からの光学情報がより多
く開口１６を通ることになる。このとき被検査面１１と
ほぼ共役な位置１１Ｃにおいて、その開口１６を通過し
た光を用いて被検査面１１の像を観測すれば、欠陥のみ
を検出することができる。観測手段としては電荷結合型
撮像デバイス（ＣＣＤ）等の撮像手段を用いてもよく、
目視観察でもよい。以上が本発明の原理である。

【００１５】前記のようにフーリエ変換像１３Ｆと開口
１６との相対位置を変化させる相対位置可変手段には大
別して２つの手段がある。第１の手段は、瞳面Ｐ１の面
内で遮光板１７を移動（並進及び／又は回転）して開口
１６の位置を変化させる駆動手段である。第２の手段
は、開口１６の位置は固定したままで光ビームＬの入射
ベクトル、即ち被検査面１１に対する入射方向や入射角
度を変化させる入射方向可変手段である。前者を図８を
参照して説明し、後者を図９を参照して説明する。

【００１６】図８（ａ）は図６及び図７の瞳面Ｐ１をこ
の瞳面Ｐ１に垂直な方向から見た状態を示し、この図８
（ａ）において、１３Ｆが図６のパターン１３のフーリ
エ変換像であり、開口１６は図７の遮光板１７の一部で
ある。瞳面Ｐ１上の与えられた原点ＰＯに対する開口１
６の位置を表す位置ベクトルを〈Ｃ〉としたとき、図７
の受光器１５の光電変換信号Ｓは、位置ベクトル〈Ｃ〉
の変化に対して図８（ｂ）に示すように変化する。即
ち、フーリエ変換像１３Ｆの光スポットが開口１６を通
過するときに、光電変換信号Ｓは大きくなるが、そうで
ない場合にはパターン１３以外の欠陥情報が開口１６を
透過するので、光電変換信号Ｓは小さい。

【００１７】そのため、図８（ｂ）の光電変換信号Ｓの
最小値Ｓ_min を検出すれば欠陥のみを検出することがで
きる。具体的には、所定の欠陥に対する１対の閾値Ｓ
_TH1 及びＳ_TH2 （Ｓ_TH2 ＞Ｓ_TH1 ＞０）を定めておき、
その光電変換信号Ｓの最小値Ｓ _min が次式を充すときに
はその欠陥があるものと判定する。Ｓ_TH1 ≦Ｓ_min ≦Ｓ_TH2 この際に、その最小値Ｓ_min には被検査面１１の本来の
パターン１３の影響がほとんど無いため、そのパターン
１３によらずに正確に欠陥のみを検出することができ
る。

【００１８】次に図９を参照して光ビームＬの入射ベク
トルが変化した場合について説明する。図９において、
光ビームＬの初期の入射ベクトル（被検査面１１に入射
する光ビームＬに平行な単位長さのベクトル）を〈ｅ
₀ 〉としたときに、瞳面Ｐ１上にはパターン１３の０次
回折光のスポット１８が形成される。瞳面Ｐ１上に固定
された開口１６に対するスポット１８の位置ベクトルを
〈Ｃ₀ 〉とする。

【００１９】そして、入射する光ビームＬの被検査面１
１に対する入射方向や入射角度を変えると入射ベクトル
は〈ｅ′〉となる。このとき、瞳面Ｐ１上の０次回折光
のスポットは１８′となり、そのスポット１８′の開口
１６に対する位置ベクトルは〈Ｃ′〉となるが、〈Ｃ
₀ 〉≠〈Ｃ′〉である。即ち、図８に示したように開口
１６の位置を変えた場合と全く同様に、位置ベクトル
〈Ｃ₀ 〉が変化するので、入射ベクトル、即ち入射方向
を変えることによっても欠陥の光学情報のみを得ること
ができる。

【００２０】また、図６において、被検査面１１を回転
させると、瞳面Ｐ１上で被検査面１１のパターン１３の
フーリエ変換像１３Ｆが回転する。従って、被検査面１
１を回転させることによっても、図８の位置ベクトル
〈Ｃ〉が変化することになり、欠陥の光学情報のみを得
ることができる。更に、欠陥の検出能力を向上させるた
めには、上記の３個の方法を組み合わせてもよいし、ま
た瞳空間内で複数の開口１６を形成するようにしてもよ
い。例えば受光レンズ１２を１つとして受光レンズ１２
の瞳面Ｐ１内に複数の開口１６を有する構成や、受光レ
ンズ１２を１つではなく複数にして複数の瞳面と複数の
開口とを有する構成なども本発明に含まれていることは
言うまでもない。

【００２１】さて、図７の被検査面１１上の光ビームＬ
が照射している照明領域を仮に「視野」と呼ぶことにす
ると、被検査面１１と共役な位置１１Ｃで得られる情報
は、その視野内の情報に限られる。その被検査面１１の
全領域を検査するには、光ビームＬを被検査物１１上で
走査する又は被検査物１１をステージ等で移動させる等
の方法を用いればよい。

【００２２】その際に図７では省略されているが、仮に
被検査面１１の周囲にペリクルフレームが装着されてい
る場合には、受光レンズ１２で受光できる光束、開口１
６の移動可能範囲及び光ビームＬの入射ベクトルの変動
可能範囲が制限される。そのため、受光器１５で開口１
６を通過してくる光量が最小となる場合を求めても、実
はただ単にそのペリクルフレームにより入射した光ビー
ムＬや受光光束がケラレているだけであることがあり、
被検査面１１上の正常なパターンを誤って欠陥と判定し
てしまう場合がある。そこで、被検査面１１上のペリク
ルフレームの配置や視野（照明領域）に応じて、最初か
ら光ビームＬの入射ベクトルの有効範囲や開口１６の位
置の有効範囲を設定しておくというのが本発明の原理で
ある。

【００２３】

【実施例】以下、本発明による欠陥検査装置の一実施例
につき図１〜図３を参照して説明する。本実施例は、被
検査物に対する光ビームの入射ベクトルを変化させて瞳
面上で、開口と被検査物のフーリエ変換像との相対位置
を変化させる場合に本発明を適用したものである。

【００２４】図１は本実施例の欠陥検査装置の機構部の
構成を示し、この図１において、４は被検査物としての
レチクルであり、レチクル４にはペリクルフレーム９を
介してペリクル１０が装着されている。また、レチクル
４上には本来のパターン１９が形成されている。レチク
ル４はステージ２０に載置され、駆動部２１及び２２に
よりそれぞれステージ２０及びレチクル４をＸ方向及び
Ｙ方向に移動させることができ、ステージ２０のＸ方向
及びＹ方向の移動量は不図示の測長器（リアエンコーダ
等）により測定されている。

【００２５】２３は光源を示し、光源２３から発生した
光Ｌ５はレンズ２４によりほぼ平行な光束Ｌ６となる。
レンズ２４の光源２３と対称な方向に円形の遮光板２５
が配置され、レンズ２４から射出された光束Ｌ６は、遮
光板２５により中央部の光束が遮光されて、輪帯照明光
Ｌ７として開口２６を有する輪帯遮光板２７に入射す
る。輪帯照明光Ｌ７の外径は輪帯遮光板２７の外径より
僅かに小さく、輪帯照明光Ｌ７の内径は輪帯遮光板２７
の内径より僅かに大きい。また、輪帯遮光板２７は駆動
部２８により円周方向であるθ方向に回転自在に支持さ
れ、その回転角をもθ（０゜≦θ≦３６０゜）で表す。
回転角θはＹ軸を起点として、Ｙ軸の正の方向と輪帯遮
光板２７の開口２６の中心とがなす角度を意味する。そ
の駆動部２８の動作を制御するのが主制御系２９であ
る。輪帯遮光板２７の開口２６を通過した光ビームＬ８
は、受光レンズ３０により光ビームＬ９となってレチク
ル４に対して斜めに入射する。

【００２６】一方、レチクル４のパターン１９及び異物
等の欠陥から発生する回折光及び散乱光よりなる光Ｌ１
０は、受光レンズ３０を経て受光レンズ３０の瞳面（即
ち、レチクル４の検査面のフーリエ変換面）に設けられ
た遮光板３１に達する。これは、受光レンズ３０の焦点
距離をｆとしたとき、レチクル４から受光レンズ３０の
主点までの距離と、受光レンズ３０の主点から遮光板３
１までの距離とを等しくｆとおくことにより、遮光板３
１をフーリエ変換面上に配置したのと等価である。その
遮光板３１には、Ｙ軸の正の方向を起点として９０°間
隔で４個の開口３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ及び３２Ｄが形
成されている。本実施例では輪帯遮光板２７の内側に遮
光板３１がほぼ内接するように配置されている。

【００２７】また、遮光板３１から円形の遮光板２５の
方向に順に、開口３４が形成された遮光板３３、ハーフ
ミラー３７、レンズ３８及び２次元の電荷結合型撮像デ
バイス（ＣＣＤ）よりなる撮像装置３９が配置され、ハ
ーフミラー３７で光を反射した方向に順にレンズ４０及
び受光器４１が配置されている。その内の遮光板３３は
遮光板３１の直後にほぼ密着するように配置され、遮光
板３３は駆動部３５により駆動軸３６を中心に円周方向
であるφ方向に回転自在に支持され、駆動部３５の動作
は主制御系２９により制御される。遮光板３３をφ方向
に回転することにより、遮光板３３の開口３４により遮
光板３１の４個の開口３２Ａ〜３２Ｄの内の任意の１個
の開口からの光を選択することができる。

【００２８】例えば図１の配置では、遮光板３１の４個
の開口３２Ａ〜３２Ｄを通過する光の内、３個の開口３
２Ｂ，３２Ｃ及び３２Ｄを通過する光は遮光板３１によ
り遮光されるが、開口３２Ａを通過する光Ｌ１１のみは
遮光板３３に設けられた開口３４を通過する。この場
合、４個の開口３２Ａ〜３２Ｄに対して開口３４が等し
いか又は大きくなるように構成されているため、開口３
２Ａを通過する光Ｌ１１は開口３４で遮られることがな
い。即ち、遮光板３３は４個の開口３２Ａ〜３２Ｄの内
の何れか１個の開口を通過した光を選択する選択手段又
はシャッター手段として機能するものである。従って、
駆動部３５は４個の開口３２Ａ〜３２Ｄのそれぞれに対
応した位置に開口３４が来るように遮光板３３を間欠的
に回転すればよく、駆動部３５は連続的に遮光板３３を
回転させる必要はない。

【００２９】なお、遮光板３３の代わりに、開口３２Ａ
〜３２Ｄのそれぞれに独立に光の透過及び遮断の切り換
えを行うことができる液晶シャッター等を設けてもよ
い。更に、固定されている遮光板３１の代わりに、回転
自在な遮光板３３自体を配置して、必要に応じて遮光板
３３の開口３４の位置を開口３２Ａ〜３２Ｄの何れかの
位置に設定するようにしてもよい。

【００３０】遮光板３３の開口３４を通過した光Ｌ１１
の内で、ハーフミラー３７を透過した光は、レンズ３８
により撮像装置３９の撮像面に集束される。受光レンズ
３０及びレンズ３８に関してレチクル４と撮像装置３９
の撮像面とは共役であり、撮像装置３９の撮像面にはレ
チクル４の共役像が結像される。但し、撮像装置３９の
代わりに接眼レンズを配置して、目視でレチクル４の像
を観察するようにしてもよい。

【００３１】一方、遮光板３４の開口３４を通過した光
Ｌ１１の内でハーフミラー３７で反射された光は、レン
ズ４０により受光器４１の受光面に集束される。受光レ
ンズ３０の瞳面に設けられた遮光板３１と受光器４１の
受光面とは共役であり、受光器４１は遮光板３３の開口
３４を通過した光にほぼ比例した量の光を光電変換し
て、検出信号Ｖを出力する。この場合、受光器４１の受
光面４１ａは、遮光板３１に設けられた４個の開口３２
Ａ〜３２Ｄの全部に対して共役な瞳共役面となっている
ため、開口３２Ａ〜３２Ｄの内の任意の開口を通過して
くる光に比例する量の光が受光器４１の受光面４１ａに
入射する。勿論、遮光板３３の開口３４により４個の開
口３２Ａ〜３２Ｄの内の１個の開口のみが選択される。

【００３２】図２を参照して、遮光板３１の形状を詳細
に説明する。図２は遮光板３１を遮光板３３側から見た
ときのＸＹ平面内の平面図であり、図２のＸ方向及びＹ
方向と図１のＸ方向及びＹ方向はそのまま対応してい
る。図２に示すように、本実施例では遮光板３１上の４
個の開口３２Ａ〜３２Ｄはそれぞれ円形をしているが、
正方形でも長方形でも構わない。また、４個の開口３２
Ａ〜３２Ｄの内径及び中心３１ａ（受光レンズ３０の光
軸又は駆動軸３６と同軸）から各開口の中心までの距離
はそれぞれ４個の開口共に等しい。

【００３３】次に、図３を参照して本例の欠陥検査動作
の一例を説明する。図３は、ペリクル１０がペリクルフ
レーム９を介して装着された図１のレチクル４を受光レ
ンズ３０側から見たときの平面図であり、図３のＸ方向
及びＹ方向と図１のＸ方向及びＹ方向とはそのまま対応
している。また、本例のペリクルフレーム９の内面９ａ
は長方形であり、その内面９ａの対向する頂点を結ぶ２
本の対角線４２及び４３により、レチクル４のペリクル
フレーム９の内面を４個の検査領域４４Ａ〜４４Ｄに区
分けする。

【００３４】この場合、それぞれの検査領域でレチクル
４に斜めに入射する光ビームＬ９がペリクルフレーム９
によって遮られずに確実にレチクル４を照射するため
に、図１の輪帯遮光板２７の開口２６の回転角θが連続
的に変化できる範囲は、図３の第１検査領域４４Ａでは
９０゜≦θ≦２７０゜、第２検査領域４４Ｂでは１８０
゜≦θ≦３６０゜、第３検査領域４４Ｃでは０゜≦θ≦
９０゜及び２７０゜≦θ≦３６０゜を合わせた範囲、第
４検査領域４４Ｄでは０゜≦θ≦１８０゜である。ま
た、レチクル４からの光Ｌ１０が、ペリクルフレーム９
で遮られないためには、４個の開口３２Ａ〜３２Ｄの内
から開口３４により１個の開口を選択する際に、第１検
査領域４４Ａでは開口３２Ｃ、第２検査領域４４Ｂでは
開口３２Ｄ、第３検査領域４４Ｃでは開口３２Ａ、第４
検査領域４４Ｄでは開口３２Ｂをそれぞれ選択すればよ
い。その回転角θの有効範囲と４個の開口３２Ａ〜３２
Ｄからの選択方法の切り換えは、ステージ２０のＸ方向
及びＹ方向の位置に対応する図示省略された測長器の測
長データに基づいて図１の主制御系２９が行う。

【００３５】これによりレチクル４の各検査領域４４Ａ
〜４４Ｄに対して、輪帯遮光板２７の開口２６の回転角
θの有効範囲と、４個の開口３２Ａ〜３２Ｄの内から選
択する１個の開口とが決定される。それぞれの検査領域
４４Ａ〜４４Ｄにおいて、回転角θの有効範囲内で駆動
部１６を動作させて輪帯遮光板２７を回転させることに
より、受光器４１の検出信号Ｖが最小となるときの回転
角θ₀ が求められる。輪帯遮光板２７の開口２６の回転
角θをその回転角θ₀ に固定して撮像装置３９でレチク
ル４の共役像を観察する。この回転角θ₀ においては既
述したように、遮光板３３の開口３４を通過する光の内
にレチクル４の本来のパターン１９からの回折光が比較
的少ないので、撮像装置３９ではレチクル４上の異物等
の欠陥のみをパターン１９とは区別して明瞭に検出（観
察）することができる。

【００３６】なお、図３のようにレチクル４の検査領域
を４個の検査領域に分割するのではなく、図４に示すよ
うに、レチクル４上のペリクルフレーム９の内面９ａで
囲まれた検査領域を５個に分けてもよい。図４の例は、
図３の４分割された検査領域の中央部に５番目の検査領
域を設けたものであり、レチクル４の検査領域は周辺部
の４個の検査領域４５Ａ〜４５Ｄと中央部の１個の検査
領域４６とに分割されている。そして、図４の検査領域
４５Ａ〜４５Ｄでの回転角θの有効範囲及び遮光板３１
の開口の選択方法はそれぞれ図３の検査領域４４Ａ〜４
４Ｄに対する回転角θの有効範囲及び開口の選択方法と
同じである。但し、図４の中央部の検査領域４６はペリ
クルフレーム９から離れているため、レチクル４に入射
する光ビームＬ９やレチクル４からの光Ｌ１０がペリク
ルフレーム９によって遮られることはない。従って、そ
の検査領域４６では、輪帯遮光板２７の開口２６の回転
角θの有効範囲は０°≦θ≦３６０°にすることがで
き、より多くの光学情報の中からより最適な回転角θ₀
を決定することができる。

【００３７】また、ペリクルフレーム９が矩形の枠では
なく円形の枠である場合には、光ビームＬ９がレチクル
４のどこに入射しているのかを極座標で表しておくこと
により、輪帯遮光板２７の開口２６の回転角θの有効範
囲と４個の開口３２Ａ〜３２Ｄからの選択方法とを容易
に決定することができる。

【００３８】次に、以上述べた実施例の種々の変形例等
を説明する。（１）図１の受光レンズ３０の光軸をレチクル４に対し
て傾ける。この場合、レチクル４のパターン１９の０次
回折光に対して空間的により離れた方向から、そのパタ
ーン１９からの光を受光することができるので、そのパ
ターン１９のフーリエ変換像の強度が小さくなり検出の
精度が向上する。この現象は、０次光から離れれば離れ
るほど回折光量は小さくなるという回折の光学原理に基
づいたものである。

【００３９】（２）レチクル４は光透過性を有したガラ
ス基板であるため、透過照明にすることができる。（３）レチクル４を照明する光としては単一波長の光で
も白色光でも良い。但し、単一波長の光の方がフーリエ
変換像の明暗の差がはっきりする点で好ましい。（４）図１の光学系（受光レンズ３０等）をレチクル４
に対して複数組設け、レチクル４から複数の方向に発生
する光学情報を得るようにしてもよい。この場合、より
多くの光学情報が得られる利点がある。

【００４０】なお、図１の実施例において、輪帯遮光板
２７の開口２６は回転できるだけではなく、その輪帯遮
光板２７に平行な面内で２次元的に移動できるように構
成しておき、被検物としてのレチクル４に対する光ビー
ムの入射角度をも可変にしておいても良い。この場合、
例えば図３のレチクル４の各検査領域４４Ａ〜４４Ｄに
応じてその光ビームの入射角度の有効範囲を設定する。
そして、レチクル４の各検査領域４４Ａ〜４４Ｄに応じ
て、レチクル４に対する光ビームの入射方向の有効範
囲、光ビームの入射角度の有効範囲又は遮光板３１中で
選択される開口の位置の有効範囲を設定する。これ以
後、レチクル４の各検査領域４４Ａ〜４４Ｄの欠陥検査
を良好に行うためには、その検査領域に応じてレチクル
４に対する光ビームの入射方向、光ビームの入射角度又
は遮光板３１中で選択される開口の位置を予め設定され
ている有効範囲内に設定すれば良い。

【００４１】なお、本発明は上述実施例に限定されず本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得るこ
とは勿論である。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、光照射手段からの被検
物に対する検査用の光の照射方向を調整して、被検物か
らの光の内の欠陥に関する光のみを絞り手段を介して撮
像手段に送ることができ、被検物上の本来のパターンの
密集度や形状等の条件によらずに、欠陥のみを検出する
ことができる利点がある。しかも、その撮像手段により
その欠陥の形状等を観察することができる。

【００４３】また、その被検物にペリクルフレーム等が
装着されていても、被検物の照明領域に応じて光照射手
段からその被検物に対する検査用の光の照射方向、照射
角度又は選択手段で選択するその被検物からの光のフー
リエ変換パターンの領域を指定することにより、そのペ
リクルフレーム等に遮光されることなく欠陥検査を行う
ことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による欠陥検査装置の一実施例の機構部
の構成を示す斜視図である。

【図２】図１の遮光板３１の開口の形状を示す平面図で
ある。

【図３】図１のレチクル４の検査領域の分割方法の一例
を示す平面図である。

【図４】図１のレチクル４の検査領域の分割方法の他の
例を示す平面図である。

【図５】（ａ）は従来の欠陥検査装置の構成を示す斜視
図、（ｂ）はペリクル付きのレチクルを示す断面図であ
る。

【図６】本発明の検出原理の説明に供する斜視図であ
る。

【図７】本発明の検出原理の説明図であり、瞳面Ｐ１に
開口を有する遮光板を配置した場合を示す斜視図であ
る。

【図８】（ａ）は瞳面Ｐ１における開口１６とフーリエ
変換像１３Ｆとの位置関係を示す正面図、（ｂ）は開口
１６とフーリエ変換像１３Ｆとの位置関係が変化した場
合の図５の受光器１５の光電変換信号Ｓの変化の一例を
示す波形図である。

【図９】本発明の検出原理の説明図であり、被検査面に
対する光ビームＬの入射ベクトルが変化した場合を示す
斜視図である。

【符号の説明】

４レチクル９ペリクルフレーム１０ペリクル２０ステージ２３光源２４，３８，４０レンズ２５，３１，３３遮光板２６，３２Ａ〜３２Ｄ，３４開口２７輪帯遮光板２８，３５駆動部２９主制御系３０受光レンズ３７ハーフミラー３９撮像装置４１受光器４４Ａ〜４４Ｄ，４５Ａ〜４５Ｄ，４６検査領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検物に検査用の光を照射して、前記被
検物からの光により前記被検物の欠陥を検査する装置に
おいて、前記被検物に検査用の光を照射する光照射手段と、前記被検物と前記光照射手段との相対位置を変化させる
移動手段と、前記被検物からの光を集光する集光光学系と、前記集光光学系による前記被検物のフーリエ変換面の近
傍に配置され前記被検物からの光のフーリエ変換パター
ンの一部の領域のみに対応する光を通過させる開口が形
成された絞り手段と、該絞り手段で通過させる前記被検物からの光のフーリエ
変換パターンの領域を選択する選択手段と、前記絞り手段を通過した光に比例する光量を光電変換す
る光検出手段と、前記絞り手段を通過した光を逆フーリエ変換して前記被
検物の共役像を結像する変換光学系と、前記共役像を撮像する撮像手段と、前記被検物の照明領域に応じて前記光照射手段から前記
被検物に対する検査用の光の照射方向及び／又は照射角
度と、前記選択手段で選択する前記被検物からの光のフ
ーリエ変換パターンの領域との少なくとも一方を指示す
る制御手段とを有する事を特徴とする欠陥検査装置。