JPH0752156B2

JPH0752156B2 - 異物検査装置

Info

Publication number: JPH0752156B2
Application number: JP14951986A
Authority: JP
Inventors: 弘明宍戸; 光義小泉; 稔野口; 良正大島; 幸雄宇都
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-06-27
Filing date: 1986-06-27
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2010-06-05
Also published as: JPS636444A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は半導体製造用ホトマスク上の微小異物を高速、
高感度で検出するのに好適な異物検査装置に関する。

〔従来の技術〕ホトマスク上の異物を検出する装置は、特開昭59−6542
8号および特開昭54−101390号にて開示されている。

特開昭59−65428号には、直線偏光レーザ、特定の入射
角度で該レーザ光を入射する手段，偏光板およびレンズ
を用いた結像光学系を特徴とする異物検査装置が開示さ
れている。この装置では、直線偏光を照射した際、ホト
マスク基板およびパターンからの散乱光は、異物からの
散乱光と偏光方向が異なることを利用して異物だけを輝
かせ検出している。（このことは、計測自動制御学会論
文集のVol.17,NO.2,p232〜p242,1981.に述べられてい
る。）この方式によれば、パターンからの散乱光強度
は、２〜３μｍ異物からの散乱光と比較して十分に小さ
く、２〜３μｍ異物をパターンと弁別して検出すること
が可能である。しかし、散乱光強度がパターンと同程度
にまで小さな１μｍ以下の異物，及び平坦状であるため
に、散乱光の発生しない異物に関しては、配慮されてい
なかった。

また、本発明は、画像微分の手法を参考にしている。こ
の手法は、一般の画像処理の参考書、例えば、日本工業
技術センター編、コンピュータ画像処理入門（総研出
版）第119頁から第126頁にかけて記載されている。

また、特開昭54−101390号には、レーザ光源、該レーザ
光を斜めから照射する手段、レンズによるフーリエ変換
光学系、フーリエ変換面に設置した空間フィルタおよび
結像光学系を特徴とする異物検査装置が開示されてい
る。この装置は、パターンは一般的に視野内で同一方向
かあるいは２〜３の方向の組み合わせで構成されている
ことに着目し、この方向のパタンによる回折光をフーリ
エ変換面に設置した空間フィ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、シュリーレン方法は、一般の光学の参考書、例え
ば、久保田広著、応用光学（岩波全書）第129頁から第1
36頁に記載されている。さらに、関連する技術として、
位相差顕微鏡を応用した欠陥検査方法が特願昭59−1863
25号に、反射回折光を利用したパタン欠陥検査装置が特
開昭60−154634号および特開昭60−154635号に開示され
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の異物検査装置では、斜方照明による散乱光強度の
大小で異物とパターンとの弁別を行っていた。この方式
においては、微小な異物では、斜方照明により発生する
散乱光が、パターンと同程度あるいはそれ以下にまで微
弱なため、パターンとの弁別が不能となる問題点を有
し、更に平坦状の異物では、異物の大小に関係なく、斜
方照明による散乱光が発生しないため、検出が不能であ
るという問題点を有していた。

この問題点を明確にする為に行った実験について次に述
べる。

第６図に、従来技術をホトマスクに対して用いた実験に
より、検出された散乱光の大きさを示した。第６図で
は、パターンエッジからの散乱光の大きさをパターン角
度に対して示している。ここでのパターン角度とはホト
マスクを上方から見た場合に、第６図において、同図５
を斜方照明光の方向、同図48をパターンとして、θであ
らわされている角度である。第６図には、φ0.5μｍ標
準粒子，φ1.0μｍ標準粒子，φ2.0μｍ標準粒子からの
散乱光検出信号の大きさＶ_0.5,V_1.0,V_2.0も併せて示し
てある。実験によりφ0.5,φ1.0μｍ標準粒子では、散
乱光の発生が微弱なため、散乱光強度の大小では異物と
パターンの弁別が不可能となる。このため、従来技術で
は、約２μｍの異物が、安定して検出できる限界である
ことが判明した。

一方、ホトマスク上の異物検出に対する要求性能は、LS
I加工技術の微細化に伴い、年々より微小な異物まで検
出することが求められている。ホトマスクの中でも特に
レチクルの場合、第23図における様に、レクチル71上の
LSIチップパターン48は、ウェハ59上に１チップ毎に繰
り返して露光される。そこでレクチル71上に存在する異
物49は、ウェハ59において全てのチップに共通して露光
されることとなり、全チップに共通な欠陥72が発生す
る。このため、レクチル上異物の検査装置には厳格な性
能が求められる。従来の２μｍルールにより微細加工さ
れたLSI、例えば256Kb DRAMにおいてはφ２μｍ以上の
異物検出性能がレチクル上異物の検査装置に求められ
た。しかし今日の1.3μｍルール、従来の0.8μｍルール
によって加工されたLSI、例えば1Mb DRAM,4Mb DRAMにお
いては、それぞれφ１μm,φ0.5μｍ以上の異物を検出
することが検査装置に要求されており、従来技術による
検出能力とは大きな差がある。

また、従来技術における問題点を明確にする目的で、従
来技術での異物見逃しの事例を調査した。その結果、第
12図に示される様な平坦状の異物73は、その大きさにか
かわらず、従来技術による検出が不可能であることが判
明した。その解析の結果から、これは第24図に示す如
く、平坦状の異物73の場合、斜方照明47による散乱光が
発生しないため、散乱光による検出が出来ていないため
であることが明らかになった。

本発明の目的は、前記問題点に鑑み、ホトマスクにおい
て回路パターンが形成された表面に付着した異物につい
て簡単な構成により回路パターンのエツジから発生する
散乱光反射光に基づく誤検出をなくして検査をすること
ができるようにした異物検査装置を提供することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、表面に回路パタ
ーンを形成したホトマスクに対して、前記表面側から第
１の照射光を照射する第１の照明光学系と、前記ホトマ
スクに対して裏面側から前記第１の照明光と異なる波長
の光を含む第２の照明光を照射する第２の照明光学系
と、前記第１の照明光学系で照射された第１の照明光に
よってホトマスクの表面から反射された反射光と前記第
２の照明光学系で照射された第２の照明光によってホト
マスクを透過した透過光とを集光する対物レンズ、該対
物レンズによって集光された反射光と透過光とを分岐、
波長分離する分岐・分離光学要素、該分岐・分離光学要
素によって分岐、波長分離された反射光を受光してホト
マスクの表面に存在する異物及び前記回路パターンの少
なくともエッジを示す第１の画像信号に変換する第１の
光電変換手段並びに前記分岐・分離光学要素によって分
岐、波長分離された透過光を受光して前記回路パターン
を示す第２の画像信号に変換する第２の光電変換手段を
備えた検出光学系と、該検出光学系の第２の光電変換手
段から変換して得られる第２の画像信号（透過光に基づ
く検出信号）から抽出される回路パターンのエッジを示
す信号に基づいて前記検出光学系の第１の光電変換手段
から変換して得られる第１の画像信号（散乱反射光に基
づく検出信号）に含まれる回路パターンのエッジを示す
信号を消去して異物を示す信号を出力する比較処理手段
（パターンエッジ抽出回路及び異物判定回路）とを備え
たことを特徴とする異物検査装置である。

〔作用〕

前記簡単な構成により、ホトマスクにおいて回路パター
ンが形成された表面に付着した異物について回路パター
ンのエッジから発生する散乱反射光に基づく該検出をな
くして検査をすることができる。即ち、透過光に基づく
検出信号（第２の画像信号）から抽出される回路パター
ンのエッジを示す信号に基づいて散乱反射光に基づく検
出信号（第１の画像信号）に含まれる回路パターンのエ
ッジを示す信号を消去して異物を示す信号を出力する比
較処理手段（パターンエッジ抽出回路及び異物判定回
路）を備えた簡単な構成により、ホトマスクにおいて回
路パターンが形成された表面に付着した異物について回
路パターンのエッジから発生する散乱反射光に基づく誤
検出をなくして検査をすることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の具体的実施例を第１図〜第19図を用いて
説明する。

（１）構成第１図に本発明の全体構成例を示す。本発明は、XYステ
ージ１、ステージ駆動系２、クランプ３より構成される
試料台部４と、偏光レーザ５、ビームエキスパンダ６、
集光レンズ７、及び入斜角度設定手段８より構成される
斜方照明部９と、対物レンズ10、ハーフミラー11、リレ
ーレンズ12・38、検光子13、干渉フィルタ14、空間フィ
ルタ26及び一次元固体撮像素子15、信号増幅器42より構
成される散乱光検出部16と、水銀ランプ17、リング絞り
28、コンデンサレンズ18、干渉フィルタ19、集光レンズ
20より構成される透過光照明部21と、対物レンズ10、リ
レーレンズ12・39、位相板27、干渉フィルタ40、一次元
固体撮像素子41より構成される透過光検出部22と、パタ
ーン部分抽出回路または後述の特定パターン抽出回路2
3、塊状異物判定回路24、透過光検出信号微分強調回路2
5、平坦状異物判定回路30、ステージ制御系31、CRTディ
スプレイ32、プリンタ33、マイクロコンピュータ34より
構成される制御部35とから構成される。

（２）構成要素間の関係以下、各構成部内の構成要素の関係を説明する。

試料台部４では、Ｘ・Ｙステージ１上にホトマスク36が
クランプ３により固定される。Ｘ・Ｙステージ１は、被
検査面を、ホトマスク36上の他に、ペリクル膜37（これ
は、ホトマスク36上へ異物を近づけなくする為の透明薄
膜で、詳しくは特開昭59−65428等に記載されてい
る。）上へもとれる様に、Ｚ方向への位置決め機構を有
する。

Ｘステージは、約0.1秒の等加速時間と、0.1秒の等速運
動、および0.1秒の等減速時間を、２分の１周期とし、
最高速度約1m/秒、振幅200mmの周期運動をする。

Ｙステージは、Ｘステージの等加速時間と等減速時間に
同期し、0.15mmずつステップ状に一方向へ送る。１回の
検査に670ステップ送るとすると、約130秒で100mm送る
ことができる。

この構成により、100×100mmの領域を、約130秒で検査
できる。

斜方照明部９では、直線偏光レーザから射出された光
は、ビームエキスパンダ６、及び集光レンズ７を通して
ホトマスク36上へ入射する。この時の入射角度ｉは、入
射角度設定手段８により設定されている。ホトマスク36
上で散乱した光は、散乱光検出部16に入り、対物レンズ
10、リレーレンズ12を通じてハーフミラー11で反射す
る。そして透過照明光を遮断するための干渉フィルタ1
4、空間フィルタ26、検光子13を通り、リレーレンズ38
により一次元固体撮像素子15上へ結像される。検出され
た信号は、信号増幅器42により増幅され、制御部35の異
物判定回路24へ導かれる。

第２図では、斜方照明によって散乱光を検出する様子を
示す。第２図（ａ）において検出器は、単一型の検出器
29である。第２図（ｂ）において検出器は並列型の固体
撮像素子アレイ43である。固体撮像素子アレイの受光部
はシリコンフォトダイオードやGaAsPフォトダイオード
であり、このうちで特にPIN接合型のものが高速応答
性、高感度の特性を有し、本発明の用途に最適である。

第３図は固体撮像素子アレイ43の受光部分について説明
する。固体撮像素子アレイの隣接画素の間には不感帯が
存在する。この為、第３図（ａ）の様な矩形画素の固体
撮像素子アレイでは、不感帯を異物が通過した場合、不
感帯の幅よりも大きな大異物45は、検出可能であるが、
第３図（ｂ）に示す微小異物44は検出不能となる。そこ
で第３図（ｃ）〜（ｅ）の様に平行四辺形画素の固体撮
像素子アレイを用いることによりこの問題を解決する。
この場合、異物46は複数の画素により検出され、ダブル
カウントされる。しかも、このダブルカウントを避ける
方法として特開昭56−132549や特開昭56−118187や特開
昭57−66345や特開昭56−126747や特開昭56−118647で
述べている方法を用いればよい。第４図（ａ）におい
て、斜方照射47されたパーターンエッジ48及び塊状異物
49上を散乱光検出器50が走査する場合、検出器50による
検出出力V_oは、同図（ｂ）の様に変化する。そこで散乱
光検出の結果としては、第５図（ａ）に示す変化した検
出出力の最大値V_aを採用する。最大値V_aであることを認
識する方式としては、第５図（ｂ）の様に散乱光出力の
微分出力V_o′が正から負になった時点の散乱光出力値を
最大値とする方法、同図（ｃ）の様に一定区間ｔごとに
リセットのかかるピークホールドを行ない、リセット時
点での散乱光出力値V_bを最大値とする方法、同図（ｄ）
の様に一定閾値より下がるとリセットのかかるピークホ
ールドを行ない、リセット時点での散乱光出力値V_cを最
大値とする方法等が考えられる。第２図において、斜方
照明はＳ偏光レーザ５にて行なわれ、その入射角度ｉ
は、特開昭59−82727で述べている様に、ホトマスク上
に貼付けられたペリクル枠との干渉を避ける様に設定さ
れる。散乱光は、対物レンズ10にて拡大されＰ検光子1
3、リレーレンズ（図示せず）を経て検出器に投影され
る。本異物検査装置では、必ずしも偏光レーザ５及び検
光子13、及び空間フィルタ26を必要とはしないが、それ
ぞれを用いることにより、一層の検出安定化が可能とな
る。

第６図にパターンエッジからの散乱光の大きさをパター
ン角度に対して示す。ここでのパターン角度とは、ホト
マスクを上方から見た場合に、第６図において、同図５
を射方照明の方向、同図48をパターンエッジとして、θ
であらわされる角度である。

第６図には、パターンエッジからの散乱光出力の他にφ
２μm,φ１μm,φ0.5μｍ標準粒子からの散乱光検出出
力Ｖ_2.0,V_1.0,V_0.5も示してある。これによるとφ0.5μ
ｍ標準粒子までの検出を考慮した場合、散乱光の大きさ
による検出だけではパターン角度θ＝10゜〜30゜のパタ
ーン（以下特定パターンと呼ぶ）と異物との弁別が不可
能であることがわかる。このための異物検出判定法につ
いて次に述べる。

第７図に孤立した大異物7a、孤立したφ0.5μｍ異物7
b、非特定パターンに接触したφ0.5μｍ異物7c、特定パ
ターンに接触したφ0.5μｍ異物7d、非特定パターン7
e、特定パターン7fからの、Ｓ偏光レーザ５照射による
各々の散乱光検出出力を示す。同図V_H,V_Lの様に２つの
閾値を設ける。ここで、V_Hを越える散乱光検出出力が
得られた場合は大異物7aまたは特定パターンに接触して
いる異物7dなので「異物あり」と判定する。V_Lを越え
ない散乱光検出出力が得られた場合は「異物なし」と判
定する。V_HとV_Lの中間の散乱光検出出力が得られ、か
つ特定パターンが認識され無い場合は、「異物あり」と
判定する。V_HとV_Lの中間の散乱光検出出力が得られ、
かつ特定パターンが認識された場合は「異物なし」と判
定する。これにより、異物の検出結果Ｄは、特定パター
ンの抽出結果Ｐと合わせて、Ｄ＝（V_O≧V_H）∪｛V_O＜H_H）∩（V_O≧V_L）∩｝で表わされる。第８図に上記アルゴリズムの回路例を示
す。散乱光検出部16の出力V_Oは、閾値V_Hとの比較回路5
1、閾値V_Lとの比較回路52へ入力される。閾値V_Hとの比
較回路51の出力は、OR回路56、及びNOT回路54へ入力さ
れる。一方、透過光検出部22の出力は、特定パターン抽
出回路23へ入力される。特定パターン抽出回路23の出力
Ｐ（特定パターンが抽出された場合に“1"を出力）は、
NOT回路53により反転されてAND回路55へ入力される。AN
D回路55へは、他に閾値V_Lとの比較回路52、NOT回路54の
出力が入力される、AND回路55の出力はOR回路56へ入力
される。

第９図に、パターン角度θが０゜〜±45゜のパターンに
関する散乱光検出出力Ｖθ，φ0.5μｍ標準粒子からの
散乱光検出出力Ｖ_0.5、閾値V_L,V_H、及び０゜±45゜のパ
ターンにφ0.5μｍ標準粒子が近接していた場合の散乱
光検出出力Ｖθ＋Ｖ_0.5、を示す。前述のアルゴリズム
によるパターンと異物の弁別では、第９図ΔV_Hが、パタ
ーンを誤検出しないための余裕になる。またΔV_Lが、異
物を見逃さないための余裕になる。ここでＶ_0.5を１と
した場合、ΔV_H,ΔV_Lはそれぞれ約0.25となる。

以上のアルゴリズム及び回路により微小異物の検出は可
能となるが、ΔV_H,ΔV_Lを大きくしてさらに安定した検
出を行うアルゴリズムについて次に述べる。

パターンは、そのパターン角度θにより固有の強度の散
乱光を発する（第６図）。そここで透過光検出により
ホトマスク上のパターン角度θを認識する。認識され
たパターンに対応した散乱光検出出力値V_R（メモリ上に
あらかじめ登録してある）に基づき第10図の如く閾値V_M
を変化させる。V_O≧V_Mの場合「異物あり」と判定す
る。V_O＜V_Mの場合「異物なし」と判定する。このアル
ゴリズムにおいては、ΔV_L,ΔV_Hは第10図の如くなり、
Ｖ_0.5を１とした場合の比率はΔV_L,ΔV_Hともに約0.5と
なる。よって、前述のアルゴリズムと比較して２倍の余
裕を持った検出が可能となる。本アルゴリズムの回路例
を第11図に示す。散乱光検出部16の出力Δ_Ｏは、閾値V_M
との比較回路58へ入力される。透過光検出部22の出力
は、パターン部分抽出回路23へ入力される。パターン部
分抽出回路23は、入力されたパターンのパターン角度θ
を認識し、θを閾値V_M発生回路57へ出力する。閾値V_M発
生回路57の出力V_Mは、V_Mとの比較回路58へ入力される。

第12図〜第17図に特定パターンを抽出する方法について
述べる。パターンの抽出法としては、透過光照明画像に
おいて、特定パターンとして登録されている画像とパタ
ーンマッチングを行う方法が考えられるが、この方法で
は特定パターンの抽出を高精度に行うためには、画素を
非常に小さくする必要がある。このため試料の走査回数
が増加し、検査時間が長くなる。例えば、0.5μｍ異物
の検出に対し、0.5μｍの画素で検出を行った場合、試
料走査テーブル及び検出器の動作速度の制限から、100
×100mmの走査に46分かかる。

以下に、より大きな検出器画素を用いて、高分解能な特
定パターンの抽出を行う方式について述べる。

第12図（ａ）に示す様に、光検出器の長方形画素63（正
方形画素でも良い）内にパターンエッジ48が存在する場
合、その光検出器は、第11図（ｂ）の如くパターンエッ
ジ48の検出器画素63長辺方向に対する平均位置64（検出
器画素63短辺方向における中心線上でのパターンエッジ
の位置）に対応する検出出力値Δ_Ｏ∝A/A＋Ｂを示す。
従って第12図（ｃ）の如く検出器を複数個用いることに
より、検出器画素内に存在するパターンエッジの角度θ
を認識することができる。以上の様に、本方式は、大き
な検出器画素を用いても高分解能な特定パターンの抽出
が可能であり、高速な異物検査に適している。第13図に
本方式の抽出例を示す。13aは、並列形の検出器又は、
単一型の検出器を走査することにより得られた透過光照
明画像である。13bは、パターン形状を認識するための
着目画素65及び、その周辺を３×３画素で13aから切り
出した様子である。13cは、13bにおける各画素の検出出
力値を示したものであり、各検出出力値は、検出器の飽
和出力値を100として正規化してある。13dは、13cの検
出出力値をＸ方向に３画素分加算した結果である。この
結果は、第12図（ｂ）に対応する。隣接する２組の３画
素での加算値からパターン角度θは求められる。13iは1
3dの加算結果からパターン角度を算出したものである。
パターン角度の算出を、上部２列及び下部２列の画素か
ら行うことにより、第14図の如く、着目画素中にパター
ン角部が存在した場合の判別も可能となる。本方式で
は、第12図（ａ）に対して、第15図（ａ），（ｂ）の如
く検出器63の長手方向にパターンエッジ48が横断してい
る場合には、算出結果が不正確となる。このため、３×
３画素をＸ方向に加算した結果から求めたパターン角度
θ_１の他に、Ｙ方向に加算した結果からもパターン角度
の算出θ_２を行い、算出結果θ₁,θ_２が０度≦｜θ_1,2
｜＜45度及び135度≦｜θ_1,2｜＜180度の場合θ_１を、
また45度≦｜θ_1,2｜＜135度の場合θ_２をパターン角度
θと決定する。さらに、第16図（ａ），（ｂ）の如く、
同じ検出値でも２通りの状態が考えられる為、第13図に
おいて、右端縦３画素及び左端縦３画素の和の大小を比
較し、左端の方が大きい（明るい）場合には第16図
（ａ）、右端の方が大きい（明るい）場合には第16図
（ｂ）の状態にあると判定する（V_O∝A/A＋B,C/C＋
Ｄ）。以上から、第17図の如く、P₁₁〜P₃₃までの検出画
素において検出器出力V₁₁〜V₃₃が得られた場合、着目画
素P₂₂におけるパターン角度θは、となる。尚、パターン抽出法は、透過光検出法によらず
に、他の照明法でも適用できる。

次に、第１図中の空間フィルタ26の効果について述べ
る。

第１図において、斜方照明部９では、直線偏光レーザ５
が入射角度設定手段により固定されている。直線偏光レ
ーザ５から射出された光はビームエキスパンダ６及び集
光レンズ７を通してホトマスク36上に入射角度ｉで入射
する。ホトマスク36で反射回折した光は、対物レンズ1
0、リレーレンズ12を通して空間フィルタ26上で集光す
る様に設計されている。すなわち、ビームエキスパンダ
０、集光レンズ７、対物レンズ10、リレーレンズ12を通
して直線偏光レーザ５の光源の実像が、空間フィルタ26
上に結像する。この構成により、ホトマスク上のパター
ン48のフラウンホーファ回折像が空間フィルタ26を含む
平面内にできることになる。

また、光束74の偏光の向きは、入射面（光束74と光軸75
を含む面）に対して垂直（Ｐ偏光）、あるいは平行（Ｓ
偏光）とする。

ただし、装置設計上は上記の構成をとらず近似的に以下
に示す構成とすることができる。すなわち、集光レンズ
７に入射する光束の径dpを0.5〜2mm程度とし、集光レン
ズ７からホトマスク36までの距離Lpを30〜100mm程度と
し、ホトマスク36上に光源の像を結像する。さらに対物
レンズ10およびリレーレンズ12だけを考えた時のフーリ
エ変換面に空間フィルタ26を設置する。この構成とした
場合、ホトマスク36上に照射される光束は平行光束に近
いため、事実上は、対物レンズ10およびリレーレンズ12
だけによりフーリエ変換されると、近似的に考えられ
る。また、この場合、ホトマスク36上の被照明部分は楕
円となりその短軸長さa_iは以下の式で決定される。

a_i＝1.22・λ・Lp/dp ……（１）ここでλは、照射光の波長である。このa_iは検出に必要
な光強度と照明すべき対象の大きさにより決定されるべ
きものである。本実施例では、dp＝1mm、Lp＝50mmとしa
_i＝40μｍとしている。

散乱光検出部16では、対物レンズ10およびリレーレンズ
12により、ホトマスク36上のパターン48や異物49が一次
元固体撮像素子15上に結合される。

ここで、直線偏光レーザ５の光源のビームエキスパンダ
６、集光レンズ７、リレーレンズ12および対物レンズ10
の結像面に、空間フィルタ26が設置される。また、検光
子（偏光フィルタ）13もこの位置に設置される。

検光子13の向きは、直線偏光レーザ５の光束を遮断する
方向にする。具体的には、Ｓ偏光入射の時は、偏光軸が
入射面に垂直に、Ｐ偏光入射の時は平行に設置する。

ここで検光子13は、上記の位置でなく、ホトマスク36
と、一次元固体撮像素子15の間のどの位置に設置されて
いても良い。

また、空間フィルタ26の位置は、ホトマスク36と対物レ
ンズ10の間で、対物レンズ10の直前の位置であっても良
い。これは、直線偏光レーザ５による光束74は近似的に
平行光であり、またホトマスク上のパターン48は微細で
あるので、対物レンズ10等を用いなくてもフラウンホー
ファ回折像が得られるためである。しかし、平坦状異物
の検出も行う場合は、平坦状異物検出部内に入れない方
が良い。

リレーレンズ12は用いなくても良いが、実際は対物レン
ズ10として集合レンズを用いる場合が多く、ビームエキ
スパンダ６、集光レンズ７、対物レンズ10による直線偏
光レーザ５の光源の結像位置が、対物レンズ10の内部に
なることがある。この場合、リレーレンズ12を通過した
後の結像位置に、空間フィルタ26を設置すべきである。
さらに、リレーレンズ12として、フーリエ変換レンズを
用いることもできる。この際、パターン48のフーリエ変
換像がシャープになるため、空間フィルタにより、効果
的に、パターン48からの光を遮光できる。

若干フィルタ14により、透過光照明部21による照明光を
遮光することができ、直線偏光レーザ５からの光だけを
検出することができる。

次に、空間フィルタ26の形状について、第74図ないし第
88図を用いて説明する。この形状は、照明光の照明方
法、偏光方法により最適なものに設計されるべきもので
ある。

まず、照明光の挙動について説明する。

第74図はホトマスク105の拡大図である。方向148に平行
なエッジ147を持つパタン107が、ホトマスク基板146上
に形成されている。パタン107は酸化クロム、基板146は
S_iO₂で形成されている。また第75図は、ホトマスクに照
明する際の照明光155と方向148のパタン107による回折
光159,160および対物レンズ10の開口164の関係を示す見
取図である。偏光方向を矢印158,162,163で示してあ
る。また、対物レンズ10の開口164と接する球面165を想
点し、回折光159および160と球面165との交点161,198上
に、それぞれの回折光の偏光162,163を示してある。ま
た、これら交点161,198を含む曲線は円166になる。

第76図は、第75図の平面図である。パタン方向148を変
えた時の回折光と球面165の交点を含む円は直線199ない
し202で示されている。

また、入射光156および射出光157と球面165との交点は
それぞれ点205および点157で示される。

ここで、任意の入射角ｉで屈折率ｎなる物質に入射した
直線偏光の反射光の偏光方向は以下の式で求められる。
（「LSIウェハパタンの反射光の解析」より）（R_S,R_P）＝（Ｓ（ｉ）E_S,P（ｉ）E_P ……（２）ここで、E_S,E_Pは入射光の、R_S,R_Pは反射光のそれぞれＳ
偏光成分、Ｐ偏光成分の強さである。またＳ（ｉ）,P
（ｉ）は以下の式で求められる。

この式を用いて、Ｐ偏光（入射面に平行な電界ベクトル
を持つ直線偏光）を入射した際の、回折光159の交点161
での偏光162を計算する。この際、第74図において、パ
タン107のエッジ147は、法線ベクトル152,153および154
を持つ平面149,150、および151の集合と考え、それぞれ
の平面での反射を考えている。すなわち、該平面149な
いし151に入射角ｉで入射する光の反射光の方向と偏光
方向を式（２）で計算し、それを回折光159の方向と偏
光162としている。

この結果を第76図に偏光方向162の矢印で示している。

以下、パタンからの回折光の遮断について説明する。パ
タンからの回折光の遮断は、入射光155の入射角度ｉ、
空間フィルタ26、検光子13の３要素を用いて効果的に遮
断している。

第76図によれば、範囲167の範囲に回折する光は、レン
ズ開口164内に入射しない。すなわち、これらの回折光
は、照明光の入射角度の設定により遮断される。入射角
度ｉを大きくとった時、射出点157がレンズ開口164から
離れ射出点174になるため、遮断できる回折光の範囲167
は範囲206となりより広範囲な回折光を遮断できる。

この入射角度ｉの設定により、この回折光を示す円166
に垂直な方向148のパタンすなわち、第76図に示した範
囲171の方向を持つパタンからの回折光を遮断できる。

次に、第76図において、範囲168内の偏光は、近似的に
入射面に平行であることがわかる。これに対し、範囲16
9および170内の偏光方向は、平行でない。

そこで、範囲168に入射する回折光は、偏光フィルタ13
により遮断する。さらに、範囲169および170に入射する
回折光は、空間フィルタ16により遮断する。空間フィル
タ26の形状を第77図に示す。

遮光部175、透過部176により形成される。ここで、空間
フィルタ26のエッジ208が曲線なのは、レンズ開口164が
平面であり、回折光159がレンズ開口164と交わる点の集
合が曲線となるからである。レンズ開口164は、フーリ
エ変換面になっているため、ここでの形状を考えれば良
い。

すなわち空間フィルタ26はレンズ開口164上での回折光
の状態を考えて、その相似形に設計すれば良い。ただし
開口164は平面であることは注意を要する。

範囲168に入射するのは、範囲172の方向を持つパタンか
らの回折光であり、範囲169および170に入射するのは、
範囲173および174の方向を持つパタンからの回折光であ
る。

以上の、３要素（入射角度ｉ、偏光フィルタ13、空間フ
ィルタ26）により、全ての方向を持つパタンからの回折
光が遮断される。

これに対し、異物からの散乱光の偏光方向は、上記回折
光のごとく、一つの方向にそろわないため、範囲168に
も、方向209以外の偏光が入射するため、これらのフィ
ルタにより遮光されることになり、異物からの散乱光の
偏光方向の解析は、Born ＆ Wolf著、Prirciples of Op
tics第652頁から第656頁に記載されている。

同様に、Ｓ偏光（入射面に垂直な電界ベクトルを持つ直
線偏光）を入射した際の回折光の偏光方向を第78図に示
す。

この場合は、第77図に示すのと同じ空間フィルタによ
り、範囲178および210に入射する回折光を遮断し、範囲
177に入射する回折光は、第77図に示す様に第76図の場
合の検光子を90゜回転して設置したものにより遮断す
る。

また、第79図に、垂直に入射した際の、入射光の偏光方
向211と、回折光の偏光方向212を示す。この場合は、範
囲179,180,181,182および187に入射する回折光を、空間
フィルタ26で遮光し、範囲185,186,187および188に入射
する回折光を検光子13により遮光すれば良い。

また、直線偏光レーザ５の光束の入射角度を約60゜にし
た場合、パターン角度θが約23゜のパターンからの反射
光が強いことが実験によりわかった。そこで第81図に示
すような形状を持つ空間フィルタを用いるとよい。この
フィルタは、上記23゜のパターンからの回折光を効果的
に遮光し、異物からの散乱光をより多くとりこむことが
できる。

さらに、この入射角度を大きくとった方が、異物からの
散乱光を大きくすることができることも実験により判明
した。

ホトマスク105は、第82図に示した様な透明薄膜（ペリ
クル膜）136とそれを保持する枠（ペリクル枠）137から
構成される異物付着防止具（ペリクル）を用いる場合も
ある。この場合、入射角度ｉを大きくとると、枠137に
より遮光されて、照明できない領域139が生じる。ここ
で、180゜回転させた側からの照明として、斜方照明部
９と同じ構成の斜方照明部120も合わせて用いる構成に
より、この領域に照明し、検査を可能にする。この場
合、第84図に示す様に、ハーフミラー188により光束を
分け、空間フィルタ189、検光子（偏光フィルタ）190、
干渉フィルタ191、リレーレンズ110、一次元固体撮像素
子192による構成を追加し、それぞれに、第81図に示し
た空間フィルタ26を26及び189として互いに180゜回転し
て用いて、領域139を検査する場合は、光束141の照明に
より、検出器192で検査する。これにより検査不能領域
がなくなる。

もちろん、この検査不能領域は、レチクル５を180゜回
転させることにより、検査することも可能である。

また、斜方照明部12と、斜方照明部220の光源の波長を
変え、光束155と219の波長をそれぞれλ₁,λ_２とし、ハ
ーフミラー188の変わりに波長分離ミラー用いλ₁,λ_２
を分離する構成でも良い。この方法によれば、光源のス
イッチングをしなくて良い。

さらに、これらの２方向照明には、別の効果もある。第
74図に示したように実際の微小異物は、対称なものでな
い。光束155による照明と光束219による照明では、反射
面221,222の大きさ、形状の相違により散乱光の強度、
偏光などが異なる。このような場合、一方だけの場合、
誤検出の恐れがあるのに対し、二方向照射の場合、２つ
の照明が同時に照射される第83図の領域220では、どち
らか一方では検出できる可能性が高くなり検出の信頼性
が向上する。

また第85図に示した空間フィルタを用いて、微小異物検
出部16は１つの光学系で検出することも可能である。

また、この計算結果を用いれば、第86図に示したよう
に、部分的に検光子の向きを変えて効果的に、パタン10
7からの反射光を遮光することができる。また、微小な
領域内で偏光方向が極端に変わる場合は、近似すること
ができないため、遮光板と併用しても良い。

この場合、パタン107を形成する材質、および基板146の
材質により、偏光の分布が異なるため、式（２）により
計算し、偏光板213の組み合わせを設計しなおせば良
い。

また、照明手段は、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を用いて説明
したが、Ｓ偏光あるいはＰ偏光以外の偏光方向を持つ直
線偏光照明に対する反射光の偏光を計算することで、任
意の偏光の直線偏光照明に対して効果的にパタンからの
反射光を遮光する偏光フィルタを設計することができ
る。

また、実際のホトマスク105のパターン107は、第87図に
示した様に、θ＝０゜及び90゜のパターンだけの組み合
わせによる場合がある。この場合、第88図に示した様な
空間フィルタによって、θ＝０゜のパターンからの散乱
光を遮光部175により遮光するフィルタを設置すれば良
い。斜方からの照明によりθ＝90゜のパターンからの散
乱光は、対物レンズ10に入斜しないことはすでに説明し
た。パターンのコーナ部223からの散乱光は、無視でき
る強度である。

入斜光の偏光方向、入斜角度、空間フィルタの形状、偏
光フィルタの向きは、上記の考え方によって設計される
べきものである。

第１図及び第18図〜第22図を用いて平坦状異物の検出に
ついて述べる。

第１図の透過光照明部21において、水銀ランプ又はキセ
ノン−水銀ランプ等の透過光光源17を出た光は、リング
絞り28、コンデンサレンズ18、波長選択フィルタ19、集
光レンズ20を通りホトマスクへ照射される。リング絞り
は、後述の位相差顕微鏡を構成する場合のみ用いられ
る。ホトマスク736を透過した透過光は対物レンズ10で
集光され、リレーレンズ12、ハーフミラー11、散乱光と
波長分離するための干渉フィルタ40、位相板27、リレー
レンズ39を通り一次元固体撮像素子41上へ結像する。位
相板は、後述の位相差顕微鏡を構成する場合のみ用いら
れる。検出された透過光像は、平坦状異物を強調するた
めの透過光検出信号の微分強調回路25へ送られ、平坦状
異物判定回路30においてパターンと弁別して異物を検出
される。

また、低遮光性の異物では、透過光が通過する際内部で
多重干渉を起こし、透過光量が減少する場合がある。こ
の現象は光の干渉によるものなので、透過光の波長によ
り、発生状況が変化する。そこで、露光時に有害となる
異物を発見するためには、検査の透過光を露光光と同一
の波長にする必要がある。このため、透過光照明部21に
は、露光光と同一の波長を選択するためのフィルタ19を
設ける。

透過光検出信号の微分強調回路25について説明する。第
18図の如く、ホトマスク36上の異物が高遮光性60の場
合、ウェハ59上での光強度分布Ｉは著しく小さくなり、
その結果、高遮光性異物60が転写に及ぼす影響は大き
い。

一方、ホトマスク36上の異物が低遮光性61の場合、ウェ
ハ59上での光強度分布Ｉは、高遮光性異物60の場合より
小さくならない。従って、低遮光性異物61が転写に及ぼ
す影響は高遮光性異物60の場合と比較して小さい。

しかし、異物を構成する物質が低遮光性の物質であって
も、異物に微小な凹凸またはエッジ部が存在する場合、
異物が露光へ及ぼす影響が大きくなることが実験により
明らかにされた。

これは、第19図に示すごとく、微小な凹凸部、エッジ部
68で露光光（透過光）69が回折70を起こし、その結果、
透過光量V_Tが減少するためである。そこで、低遮光性の
異物の場合、微小な凹凸部、エッジを顕在化させて検出
する必要がある。その方法としては、透過光検出系22を
位相差顕微鏡で構成する方法や、透過光検出信号を電気
的に微分処理して行う方法等が考えられる。第19図
（ｂ）に示す如く、透過光検出信号V_Tを微分処理|V_T′
｜では、微小な凹凸部、エッジ部68が顕在化されてい
る。

次に異物とパターンの弁別について述べる。第20図
（ａ）は、ホトマスク36上のパターン48及び低遮光性平
坦状大異物66、及び光遮光性の平坦状小異物67である。
パターン48は光遮光性の金属膜で形成されているため
に、透過光照明による検出出力は著しく小さい。また、
第20図（ｂ）〜（ｄ）は、同図（ａ）の透過光照明によ
る検出信号V_Tである。同図（ｂ）では、高遮光性の平坦
状小異物67とパターン48による検出信号を閾値により弁
別することは不可能である。第20図（ｃ）は、同図
（ｂ）よりも低解像な光学系による検出結果である。第
20図（ｄ）は、同図（ｂ）よりも大きい寸法の検出器に
よる検出結果である。どちらも、検出系の分解能が低
く、高遮光性の平坦状異物67による検出信号V_Tは、パタ
ーン48による検出信号V_Tまでは低くならない。このた
め、閾値V_n,V_gを設定することによりパターンとの弁別
が可能である。この様に、適度な分解能と閾値により透
過光検出信号を２値化した信号V_P（第20図（ｅ）から、
これを画素拡大した信号V_M（第20図（ｆ））を作る。こ
のV_Mを用いて第21図の如く透過光検出信号V_Tを微分処理
した信号|V_T′｜をマスキング処理することにより、異
物だけを、パターン48と弁別して検出した信号V_Sが得ら
れ、異物が検出できる。

第22図に平坦状異物検出回路30の構成を示す。透過光検
出回路71により得られた検出信号V_Tは、微分強調回路25
にて微分強調される（|V_T′｜）。一方、V_Tは比較回路7
7にて閾値V_n又はV_qと比較され、パターン部分が認識さ
れる。（V_P）画素拡大回路78はV_Pを拡大し、マスキング
用信号V_Mを作る。そして、V_Mは反転回路53を通り、AND
回路80により|V_T′｜と論理積がとられ、パターンの影
響を除いた透過光微分強調信号V_Sを得る。V_Sは、比較回
路79にて閾値V_kと比較され、異物検出信号Ｄを得る。

次に透過光検出部を位相差顕微鏡として構成した場合に
ついて述べる。

第１図において透過光照明部では、光源17からの光が輪
帯状の開口を有するリング絞り28上を照明する。リング
絞りから射出した光は、コンデンサレンズ18、干渉フィ
ルタ19、集光レズ20を通してホトマスク36を裏側から照
明し、対物レンズ13、リレーレンズ12、ハーフミラー1
1、斜方照明部９からの光を遮光する干渉フィルタ40を
通して位相板27上に結像する。

位相差顕微鏡については、多くの文献に説明されている
ので、ここでは説明を省略する。（例：久保田著，応用
光学，岩波全書，第129頁から第136頁）この検出系で検出できる平坦状異物は、位相差が生じれ
ば良いので、10nm程度以上のものである。また厚い場合
でも、異物の不均一さから位相が生じて検出可能とな
る。従って実際には、10nmから数μｍまでの任意の厚さ
の異物の検出が可能となる。

位相差顕微鏡による構成では、位相差の生じた部分、即
ち異物が存在する部分のみが翌るくなり検出することが
可能であり、この場合前述の様なパターン部分を認識す
る必要がなく、装置構成が簡単になる特徴を有する。

（３）装置構成のブロック図以上の考案は、以下第25図〜第72図のブロック図で示す
様に構成される。

第25図において、試料36は、透過光検出用の透過光照明
21と散乱光検出用の斜方照明９により照明される。透過
光像は、透過光検出系22にて光電変換される。平坦状異
物検出回路83は、透過光検出信号を必要によっては微分
強調するなどの処理を行い、平坦状異物を検出する。散
乱光像は、散乱光検出系16にて光電変換される。塊状異
物検出回路93は、散乱光検出信号から塊状異物を検出す
る。検出された平坦状異物と塊状異物は、OR回路81にて
２つの検出系の結果の重なりを除去された後の異物表示
装置82にて表示される。第26図の構成は、第25図のもの
に平坦状異物表示装置84と塊状異物表示装置85を設け、
OR回路81に入る前の検出結果をも表示させる様にしたも
のである。

第27図の構成は、第25図の構成に、パターン抽出回路23
を設け、平坦状異物判定回路86（必要に応じて微分強調
回路25を含む）の平坦状異物判定結果から、透過光検出
用のパターン部分インヒビット回路87にてパターン部分
の虚報をインヒビットし、さらに塊状異物判定回路88の
判定結果から、散乱光検出用のパターン部分インヒビッ
ト回路89にてパターン部分からの散乱光による虚報をイ
ンヒビットする様にしたものである。

第28図の構成は、第26図の構成に、パターン抽出回路2
3、及びパターン部分のインヒビット回路87,89を設けた
ものである。

第29図の構成は、第27図の構成がパターン部分のインヒ
ビット回路87,89を異物判定回路86,88の後に設けたのに
対して、前に設けたものである。

第30図の構成は、第28図の構成がパターン部分のインヒ
ビット回路87,89を異物判定回路86,88の後に設けたのに
対して、前に設けたものである。又は検光子又は空間フ
ィルタと検光子101を設け、光学的にパターン部分から
の検出像をインヒビットするものである。

第31図，第32図の構成は、第25図，第26図の構成に散乱
光検出用の空間フィルタ又は検光子、又は空間フィルタ
と検光子96及び位相差顕微鏡用の光源94と位相差顕微鏡
用の空間フィルタ95を設け光学的にパターン部分からの
検出像をインヒビットするものである。

第33図〜第36図の構成は、第27図〜第30図の構成に、空
間フィルタ又は検光子又は空間フィルタと検光子95,96
を設け、パターン抽出回路23、インヒビット回路87,89
と併用することにより、パターン部分からの検出信号の
インヒビットを電気的にも光学的にも行うものである。

第37,38,40,41,43,44,46,47,49,50,52,53図の構成は、
第25図〜第36図の構成に試料58を走査するステージ１、
及びその駆動系２を設けたものである。異物検出の結果
は、駆動系２から得られたステージの座標、つまり検出
された異物の座標と合わせて、異物表示装置82にて表示
される。

第39,42,45,48,51,54図の構成は、第38,41,44,48,50,53
図の構成が、ステージの座標を異物表示装置82にて異物
検出結果と合わせて表示しているのに対し、ステージの
座標を、OR回路81の前に異物検出結果と合わせ、平坦状
異物表示装置84または、塊状異物表示装置85にて検出結
果とその異物の座標を示す。

第55図〜第72図の構成は、第37図〜第54図の構成が試料
58を走査する手段1,2を有しているのに対し、検出系90
を走査する手段、検出系走査機構91、検出系走査駆動系
92を有するものである。第73図には、第１図に示す斜方
照明部９を、ハーフミラー135で反射させて垂直方向か
ら照明する実施例を示した図である。この場合、ホトマ
スク36の表面からの正反射光が対物レンズ10に多く入射
し、散乱反射光については一部分対物レンズ10から逃げ
ることになることは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、透過光に基づく検出信号（第２の画像
信号）から抽出される回路パターンのエッジを示す信号
に基づいて散乱反射光に基づく検出信号（第１の画像信
号）に含まれる回路パターンのエッジを示す信号を消去
して異物を示す信号を出力する比較処理手段（パターン
エッジ抽出回路及び異物判定回路）を備えた簡単な構成
により、ホトマスクにおいて回路パターンが形成された
表面に付着した異物について回路パターンのエッジから
発生する散乱反射光に基づく誤検出をなくして検査をす
ることができる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は異物
検査の斜視図、第３図は検出器と異物の平面図、第４図
は異物検出の側面図、第５図は異物検出出力のグラフ、
第６図はパターンからの散乱光検出出力のグラフ、第７
図は異物及びパターンからの散乱光検出出力のグラフ、
第８図，第11図は塊状異物判定回路のブロック図、第９
図，第10図は塊状異物判定回路の動作を説明するグラ
フ、第12図は、検出器画素の平面図、第13図はパターン
角度抽出のアルゴリズム、第14図〜第17図は検出器画素
の平面図、第18図は、異物転写の側面図、第19図はV_Tの
グラフ、第20図はV_T,V_P,V_Mのグラフ、第21図はV_T,V_M,V_S
のグラフ、第22図は平坦状異物判定回路のブロック図、
第23図は全チップ共通欠陥の斜視図、第24図は斜方照明
の側面図、第25図乃至第72図は本発明の構成のブロック
図、第73図、及び第84図は塊状異物検出系のブロック
図、第74図はホトマスクの斜視図、第75図はパターン回
折光の斜視図、第76図、及び第78図はパターン回折光の
平面図、第77図及び第79図〜第81図、及び第85図乃至第
86図及び第88図は空間フィルタの平面図、第82図、及び
第83図はホトマスクの断面図と平面図、第87図はホトマ
スクの平面図である。１……XYステージ、２……ステージ駆動系３……クランプ、４……試料台部５……直線偏光レーザ、６……ビームエキスパンダ７……集光レンズ、８……入射角度設定手段９……斜方照明部、10……対物レンズ 11……ハーフミラー、12……リレーレンズ 13……検光子、14……干渉フィルタ 15……一次元固体撮像素子 16……散乱光検出部、17……水銀ランプ 18……コンデンサレンズ、19……干渉フィルタ 20……集光レンズ、21……透過光照明部 22……透過光検出部 23……パターン部分抽出回路又は特定パターン抽出回路 24……塊状異物判定回路 25……透過光検出信号微分強調回路 26……空間フィルタ、27……位相板 28……リング絞り、29……単一型検出器 30……平坦状異物判定回路 31……ステージ制御系、32……CRTディスプレイ 33……プリンタ 34……マイクロコンピュータ 35……制御部、36……試料又はホトマスク 37……ペリクル膜、38……リレーレンズ 39……リレーレンズ、40……干渉フイルタ 41……一次元固体撮像素子 42……信号増幅器 43……並列型固体撮像素子アレイ 44……微小異物、45……大異物 46……ダブルカウントされる異物 47……斜方照明、48……パターン（エッジ） 49……塊状異物、50……散乱光検出器 51……Ｓ偏向レーザ、52……V_Hとの比較回路 52……V_Lとの比較回路、53,54……NOT回路 55……３入力AND回路、56……２入力OR回路 57……V_M発生回路、58……V_Mとの比較回路 59……ウェハ、60……高遮光性異物 61……低遮光性異物、62……露光レンズ 63……光検出器の長方形画素 64……パターンエッジ平均位置 65……パターン形状を認識するための着目画素 66……低遮光性平坦状大異物 67……高遮光性平坦状小異物 68……異物の凹凸又はエッジ部 69……露光光、70……回折光 71……レチクル 72……全チップに共通な欠陥 73……平坦状異物、74……光束 75……光軸、76……スリット 77……V_n,V_gとの比較回路 78……画素拡大回路、79……V_kとの比較回路 80……AND回路、81……OR回路 82……異物表示装置、83……平坦状異物検出回路 84……平坦状異物表示装置 85……塊状異物表示装置 86……平坦状異物判定回路又は平坦状異物判定回路と微
分強調回路 87……透過光検出用のパターン部分インヒビット回路 88……塊状異物判定回路 89……散乱光検出用のパターン部分インヒビット回路 90……検出系、91……検出系走査機構 92……検出系走査駆動系、93……塊状異物検出装置 94……位相差顕微鏡光源 95……位相差顕微鏡用の空間フィルタ（位相板） 96……散乱光検出用の空間フィルタ又は検光子又は空間
フィルタと検光子 105……ホトマスク、107……パターン 110……リレーレンズ、120……斜方照明部 136……ペリクル膜、137……ペリクル枠 146……ホトマスク基板、147……パターンエッジ 155……照明光光束、156……入射光 157……射出光、158……偏光方向 156,160……回折光 161……回折光と球面との交点 162,163……回折光の偏光方向 164……対物レンズ開口 165……対物レンズの開口と接する球面 175……空間フィルタ遮光部 176……空間フィルタ透過部 188……ハーフミラー、189……空間フィルタ 190……検光子（偏光フィルタ） 191……干渉フィルタ 192……一次元固体撮像素子 198……回折光と球面の交点 208……空間フィルタエッジ 219……斜方照明の光束 220……２方向照射領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大島良正神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者宇都幸雄神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献特開昭59−65428（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−65107（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−43539（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−58449（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に回路パターンを形成したホトマスク
に対して、前記表面側から第１の照明光を照射する第１
の照明光学系と、前記ホトマスクに対して裏面側から前
記第１の照明光と異なる波長の光を含む第２の照明光を
照射する第２の照明光学系と、前記第１の照明光学系で
照射された第１の照明光によってホトマスクの表面から
反射された反射光と前記第２の照明光学系で照射された
第２の照明光によってホトマクスを透過した透過光とを
集光する対物レンズ、該対物レンズによって集光された
反射光と透過光とを分岐、波長分離する分岐・分離光学
要素、該分岐・分離光学要素によって分岐、波長分離さ
れた反射光を受光してホトマスクの表面に存在する異物
及び前記回路パターンの少なくともエッジを示す第１の
画像信号に変換する第１の光電変換手段並びに前記分岐
・分離光学要素によって分岐、波長分離された透過光を
受光して前記回路パターンを示す第２の画像信号に変換
する第２の光電変換手段を備えた検出光学系と、該検出
光学系の第２の光電変換手段から変換して得られる第２
の画像信号から抽出される回路パターンのエッジを示す
信号に基づいて前記検出光学系の第１の光電変換手段か
ら変換して得られる第１の画像信号に含まれる回路パタ
ーンのエッジを示す信号を除去して異物を示す信号を出
力する比較処理手段とを備えたことを特徴とする異物検
査装置。