JPS636854A - 異物検査装置 - 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５９−６
５４２８号および特開昭５４−１０１３９０号に開示さ
れて〜・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ノく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　、　Ｎｎ２　、　Ｐ２３
２〜Ｐ２４２　、１９８１．に述べられている。）この
方式によれば、ノシターンからの散乱光強度は、２〜３
μｍ異物からの散乱光と比較して十分に小さく、２〜３
μｍ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、及び平担状であるために、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、−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

【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、シュリーレン方法は、−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１３６頁に記載されている。さらに、関連する技術と
して、位相差顕微債を応用した欠陥検査方法が特願昭５
９−１８６３２５号に、反射回折光を利用したパターン
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
、更に平担状の異物では異物の大小に関係なく、斜方照
明て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。そこで第６図Ｋ、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、パターンエツ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であられされている角度である。第６図には、φ
０．５μｍ標準粒子、φ１．０μｍ標準粒子、φ２．０
μｍ標準粒子からの散乱光検出信号の大きさｖｏ、、、
　、　Ｖｌｊ）　、　Ｖ２Ｊ）も併せて示しである。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。 −方、ホトマスク上の異物検出に対する要求性能は、Ｌ
ＳＩ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、レチクル７１上のＬＳＩチップパターン４８
は、ウェハ５９上に１チツプ毎に繰り返して露光される
。そこでレチクル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
、レチク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、将来の０．８μｍル
ールによって加工されたＬＳＩ、例えばＩＭｂ　Ｄ　Ｒ
ＡＭ　、　４Ｍｂ　Ｄ　ＲＡＭ江おいては、それぞれφ
１μｒｎ　、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ＦＪ！４査した。 その結果、第１２図に示される様な平担状の異物７３は
、その太ささにかかわらず、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、平担状の異物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、前記問題点を解決することにより、従
来技術で検出が可能な異物に加えて、散乱光の発生がパ
ターンと弁別不可能な程微弱な異物、及び散乱光が発生
しない平担状異物を検出可能とする異物検査装置を提供
することにある。 〔問題点？解決するための手段〕 微小異物の検出については、試料の透過光検出信号中か
ら、パターンエツジ部位を抽出する回路（パターン抽出
回路）を設げ、その情報に基づき散乱光検出信号中から
異物による散乱光だけを弁別して、異物の有無を判定す
る異物判定回路を設けることにより達成される。また、
特開昭５９−６５４２８号に記載されたツー　リエ変換
面上でパターンからの回折光の偏光方向が１つの方向に
そろっている平面領域が存在することを見い出し、直線
偏光レーザを使用し、この領域に偏光フィルタな左置し
、この領域以外の部分には１００％遮光する空間フィル
タを配督した。さらに、直線偏光レーザと結１元学系は
上記開示技術と同じ目的・構成で用いる。この構成によ
り、パターンからの回折光を遮光し、微小異物を強調し
て検出できる。 平担状異物の検出については、透過光検出信号から、平
担状異物を検出する平担状異物検出回路、具体的には、
異物のエツジ部を強調する微分回路を設けることにより
達成される。また薄膜状異物は、レチクル基板（材質：
　５ｉＯ２）上に屈折率の異なる物質が付着したもので
あることに着目し、透過照明と位相差顕微鏡な用いた構
成とした。この構成により、薄膜状異物をパターンも含
めた背景に対して明るく強調して検出できる。 〔作用〕 斜方照明による散乱光検出信号は、異物およびパターン
エツジ部の両者の散乱光検出信号を含んでいる。パター
ンエツジ抽出回路は、透過光検出信号を処理し、ホトマ
スク上のパターンエツジ部位を抽出する。異物判定回路
は、このバター／エツジ部位の情報に基づき、散乱光検
出信号からパターンエツジ部からの散乱光検出信号を除
去した上で異物検出の判定を行う。これにより、パター
ンエツジ部からの散乱光とは無関係に微小な異物の検出
が可能となる。 平担状異物検出回路は、透過光照明による検出信号を微
分処理し、異物のエツジ部分を強調した上で異物検出の
判定を行うつこれにより、半透明状の低コントラスト異
物まで含めた平担状異物が安定して検出できる。 自動制御学会論文集第２１巻第８号「ＬＳ■ウェハパタ
ーンからの反射光の解析」（第８６頁から第９２頁）で
の解析をさらに進めた結果、フーリエ変換面上でパター
ンエツジからの回折光の偏光方向・が１つの方向にそろ
っている領域があることが判明した。この領域に偏光を
通さない向きの偏光フィルタを設置すると、パターンエ
ツジからの回折光は通過しない。これに対し、異物から
の反射散乱光は種々の偏光方向を持つ光束となるためこ
の偏光フィルタを通過する。さらに、この領域以外の領
域は１００％遮光の空間フィルタにより光を遮光してし
まうため、これら２つのフィルタの後側には微小異物か
らの散乱光だけが到達することになる。結像光学系によ
り微小異物だけが強調され結像され、これを検出する。 薄膜状異物は、金属あるいは誘電体が薄膜状に付着した
ものであるため、ここを透過した光の位相は異物のない
部分を透過した光の位相より微かに連れる。従って、位
相差顕微鏡により、フーリエ変換面で異物のない部分を
通過した光の振幅を小さくし、位相をπ／４遅らせると
、異物の部分からだけ光が届いているように見える。す
なわち薄膜状異物だけを強調して検出することができる
。 〔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、Ｘ−Ｙ
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、及び入射角度設定手段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
−１１，ＩＪシレーンズ１２φ３８、検光子１３．干渉
フィルタ１４．空間フィルタ２６及び−次元固体撮像素
子１５．信号増幅器４２より構成される散１光検出部１
６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・３９９位相板２７゜干渉フィルタ４０．−次
元固体撮像素子４１より１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する特定パターン抽
出回路２３．塊状異物判定回路２４．透過光検出信号微
分強調回路２５゜平担状異物判定回路３０．ステージ制
御系３１　、　ＣＲＴデイスプレィ３２．７’リンタ３
３．マイクロコンピュータ３４より構成される側脚部３
５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−Ｘ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−Ｘ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。）上へもとれろ様に、Ｚ方向への位置決の
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、最高速度的１ｍ／秒、振幅２００龍の周期運動を
する。 Ｘ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、０．１５ｆｉｉｌずつステップ状に一方向へ送
る。１回の検査に６７０ステツプ送るとすると、約１３
０秒で１００闘送ることができる。 この構成により、１００　Ｘ　１００　ｔｘｙ、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レタ光は
、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ｔ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３
６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−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１４．空間フィルタ２６．検光子１３ヲ通り、リ
レーレンズ３８により一次元固体撮（＃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、斜方照明てよって散乱光を検出する様子を
示す。第２図（４）において検出器は、単−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ＧａＡＪＰフォトダ
イオードであり、このうちで特にＰＴＮ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。固体撮像鬼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（α）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犬異物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）〜（−）の様（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。しかし、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５
６−１１８１８７や特開昭５７−６６３４５や％開明５
６−１２６７４７や特開昭５６−１１８６４７で述べて
いる方法を用いればよい。第４図（α）において、斜方
照射４７されたパターンエツジ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ｖＯ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（α）に示す変化した
検出出力の最大値Ｖαを採用する。最大値Ｖα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ｖＯが正から負【なった時点の散乱光出
力値を最大値とする方法、同図ＣＣ）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い、リセッ
ト時点での散乱光出力値Ｖｂ；ｒ：最犬値とする方法、
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い、リセット時点での散乱光出力
値ＶＣ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にて行われ、その入射
角度ｉは、特開昭５９−８２７２７で述べてい・　　１
゜ 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１３．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．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、−
層の検出安定化が可能となる。 第６図にパターンエツ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
を斜方照明の方向、同図４８をパターンエツジとして、
θであられされる角度である。 第６図には、パターンエツ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Ｖ２ｊ）　＋　ｖｉ、ｏ　、ＶＯ５も示しであ
る。これによるとφ０．５μｍ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＝１ｃｆ〜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７α、孤立したφ０．５μｍ異
物７ｂ、非特定パターンに接触したφ０．５μｍ異物７
ｃ。 特定パターンに接触したφ０．５μｍ異物７ｄ、非特定
パターン７＃、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ｖＨ、
ｖＬの様に２つの閾値を設げる。ここで、■ＶＨを越え
る散乱光検出出力が得られた場合は大異物７α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。■ｖＬ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。■ｖＨとｖＬ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。■ｖＨとｖ
Ｌの中間の散乱光検相出力が得られ、かつ特定パターン
が認識さゴた場合は「異物なし」と判定する。これより
、異物の検出結果りは、特定パターンの抽出結果Ｐと合
わせて、 Ｄ＝（Ｖ□≧Ｖａ）ＩＪ（（Ｖｏ＜Ｈａ）ｌ”１（Ｖｏ
≧ＶＬ）ｎＰ）で表される。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ｖＯは、閾値
ｖＨとの比較回路５１．閾値ｖＬとの比較回路５２へ入
力される。 閾値ｖＨ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。−方、透過光検出部２
２の出力は、特定パターン抽出回路２３人力される。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。 ＡＮＤ回路５５へは、他に閾値ｖＬ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がぽ〜±４スのパターンに関
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ｖｏｐ　、閾値ｖＬ　、　ｖＨｌ及び０
°〜±４ｆ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■θ＋ＶＯ５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ΔｖＨが、パターンを誤検出しな（・ための余裕にな
る。またΔｖＬが、異物を見逃さないための余裕になる
。ここで■ｏｓを１とした場合、Δ■Ｈ１ΔｖＬ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、ｆｆＨ、ΔｖＬ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ＶＲ（メモリ上に
あらかじめ登録しである）に基づき第１０図の如く閾値
ｖＭを変化させる。 ■Ｖｏ≧ｖＭの場合「異物あり」と判定する。■Ｖｏ＜
ｖＭ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、Δ■Ｌ、ΔｖＨは第１０図の如くなりＶＯ
５−￥１とした場合の比率はΔＶＬ、ΔｖＨ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Ｖｏ
は、閾値ｖＭ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
れろ。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ｖＭ発生回路５
７へ出力する。閾値■Ｍ発生回路５７の出力ｖＭ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鎌されている画熾と
パターンマツ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、０．５μ
ｍ−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　Ｘ　１００朋の走査に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）内にパターンエツジ４８が存在
する場合、その光検出器は、第１１図（Ａ）の如くパタ
ーンエツジ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
のパターンエツジの位置）に対応する検出出力値Ｖｏ”
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
ターンエツジの角度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。１３α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。１３ｈ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１３αから切り出した様子である。１３Ｃは、１３
ｈ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℃正規
化しである。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（
ｂｌ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。１３Ｌは、１３ｄ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度
が存在した場合の判別も可能となる。本方式では、第１
２図（α）Ｋ対して、第１５図（α）　、　（ｂ）の如
く検出器６３の長平方向にパターンエツジ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θｌ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θ２を行い、算出結果θｌ。 θ２がＯ度≦１０１，２１　＜４ｓ度及び１３５匿≦１
θ１，２１＜１８０度の場合０１を、また４５度≦１０
１，２　ｌ　＜１３５度の場合０２をパターン角度θと
決定する。さらに、第１６図（α）、（ｂ）の如く、同
じ検出値でも２通りの状態が考えられろ為、第１３図に
おいて、右端Ｆ１３画素及び左端縦３′＃Ｊ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１
６図（α）の、右端の方が大きい（明るい）場合には第
１６図（ｈ）の状態にあると判定する（　Ｖｏ＝：Ａ／
Ａ＋Ｂ　、　（、’／Ｃ＋Ｄ　）。以上から、第１７図
のＱ口＜、ｐＨ〜Ｐ３３までの検出画素において検出器
出力Ｖｌｌ〜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上に入射角変器で入
射する。ホトマスク３６で反射回折した光は、対物レン
ズ１０．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６゜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７ラウンホ一フ７回折像が空間
フィルタ２６を含む平面内にできることＫ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〜を０．５〜２　ｍｓ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
〜１００１１１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２
６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上の被照明部分は惰円となりその短軸
長さαｔは以下の式で決定される。 αｌ　＝　１．２２・λ・Ｌｐ／ｄｐ　　　　・・・・
・・・・・・・・・・・（１）ここでλは照射光の波長
である。このαｔ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、ｃｔｐ＝１朋、Ｌｐ＝５００としくＬｉ＝４０ｔ
ｔｒｎ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上に結像される。 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ト、−次元固体撮像素子１５０間のどの位置に設貨
代れていても良い。 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
もフラウンホーフッ回折像が得られるためである。しか
し、平担状異物の検出も行う場合は、平担状異物検出部
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
直線偏向レーザ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。 干渉フィルタ１４により、透過光熱明部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１４
８に平行なエツジ１４７を持つパターン１０７カ、ホト
マスク基板１４６上に形成されている。パターン１０７
は酸化クロム、基板１４６は５ｉＯｚ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１
５５と方向１４８のパターン１０７による回折［１５９
、１６０および対物レンズの開口１６４の関係を示す見
取図である。偏光方向を矢印１５８　、１６２゜１６３
で示しである。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を示しである。寸だ、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。パターン方向１
４８を変えた時の回折光と球面１６５の交点を含む円１
６６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で屈折率ル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ウェハパターンの反射光の解析」より） （Ｒｓ　、　Ｒｐ　）　＝　（Ｓ（ｇ）Ｅｓ　、　Ｐ（
ｉ）Ｅｐ　）　　・−・−−−−−−−−−（２）ここ
で、Ｅｓ　、　Ｅｐは入射光の、Ｒｓ　、　Ｒｐ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　（ｔ）　、　Ｐ　（ｔ）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
おいてパターン１０７のエツジ】４７は、法線ベクトル
１５２　、１５３および１５４を持つ平面１４９　、１
５０および１５１の集合と考え、それぞれの平面での反
射を考七、ている。すなわち、該平面１４９たいし１５
１に入射角ｔ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、これを回折光１５９の方向と偏光１
６２としている。 この結果を第７６図に偏光方向コロ２の矢印で示してい
る。 以下、パターンからの回折光の遮断について説明する。 パターンからの回折光のＩ断は、入射光１５５０入射角
度り、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の範囲に回折する元はレ
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
射角変器を大きくとった時、射出点１５７がレンズ開口
１６４から離れ、射出点１７４テなるため、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１６
６に垂直な方向１４８のパターンすなわち、第７６図（
（示した範囲１７１の方向を持つパターンからの回折光
を遮断できる。 次に、第７６図において範囲１６８内の箔光は、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
１６９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：（より遮断する。さらに、範囲１６９および１７
０に入射する回折光は、空間フィルタ２６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のエツジ２０８が曲寡なのは、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つ゛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２
６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
ター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
ター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、全ての方向を持つノくターンから
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はない、異物からの散乱
光の偏光方向の解析は、Ｂｏｒｎ　＆　Ｗｏｌｆ著Ｐｒ
１ｒｃｉｐｌｅｓ　ｏｆ　０ｐｔｉｃｓ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　、１８
２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１８
８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２ｆ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Ｊｉ
ｇ　（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ＬｔＸ：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、１８００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、
ノーーフミラー１８８により元来を分け、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．−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１℃９として互いに１８
ｃｆ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λｌ。 λ２としハーフミラ−１８８の変わりに波長分離ミラー
を用い、λ１．λ２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、−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−方では検
出できる可能性が高（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、パターン
１０７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、パターン１０７を形成する材質、および基板
１４６の材質により、偏［１６２０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２ｇ４元を用いて説
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１
．任意の偏光の直線偏光照明に対して効果的にパターン
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つ℃、θ＝０゜のパター
ンからの散乱光な遮光部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に入射しない
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。 入射光の偏光方何、入射角度、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図を用いて平担状異物の検
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臨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を通りホトマスタへ照射される
。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３６を透過した透過は対物レン
ズ１０で集光され、リレーレンズ１２．ハーフミラ−１
１，散乱光と波長分雅するための干渉フィルタ４０９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揚台のみ用い
られろ。検出された透過光像は、平担状異物を強調する
ための透過光検出信号の微分強調回路２５へ送られ、平
担状異物判定回路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？皮
長な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６
０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。−方、ホトマスク３６上の異物が低遮光性
６１の場合、ウェハ５９上での光強度分布工は、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ツ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、エツジ部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ｖＴ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
、エツ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（ｈ）に示す如く、透過光
検出信号ｖＴを微分処理ＩＶＴ’ｌでは、微小な凹凸部
。 エツジ部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１８図体
）は、ホトマスク３６上のパターン４８及び低遮光性平
担状大異物６６及び高遮光性の平担状小異物６７である
。パターン４８は高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１８図（Ａ１−（ｅｔ）は、同図（α）の透過光照
明による検出信号ｖＴである。同図（ｈ）では、高遮光
性の平担状小異物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１８図（Ｃ）は、同図＜ｈ＞よりも低解像な光学系に
よる検出結果である。第１８図（ｄ）は、同図（Ａ）よ
りも大きな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、高遮光性の平担状異物６７に
よる検出信号ｖＴは、パターン４８による検出信号ｖＴ
まセは低くならない。このため、閾値■ユ、■！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Ｖｐ　（第１８図（ｅ））から、これを画素拡
大した信号ＶＭ（第１８図（イ））を作る。 このｖＭを用いて第２１図の如く透過光検出信号ｖＴを
微分処理した信号ＩＶＴ’ｌをマスヤング処理すること
により、異物だけを、パターン４８と弁別して検出した
信号Ｖｓが得られ、異物が検出できる。 第２２図に平和状異物検出回路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ｖＴは、微
分強調回路２５にて微分強調される（　ｌＶＴ’ｌ　）
。 −方、ｖＴは比較回路７７にて閾値ｖｒＬ又はｖｇと比
較され、パターン部分が認識される。（Ｖｐ）。画素拡
大回路７８はｖｐを拡大し、マスキング用信号ｖＭを作
る。そして、ｖＭは反転回路５３を通り、ＡＮＴ）回路
８０によりｌＶＴ’ｌ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Ｖｓを得る。Ｖｓは、比
較回路７９にて閾値Ｖｋと比較され、異物検出信号りを
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．集光レンズ２０を通してホトマスク３
６を裏側から照明し、対物レンズ１３、リレーレンズ１
２．ハーフミラ−１１，斜方照明部９からの光を遮光す
る干渉フィルタ４０１！を通して位相板２１上に結像す
る。 位相差顕微鋼については、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担状異物は、位相差が生じれ
ば良いので、１０ｎｒ４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、１０ルｍ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明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
。透過光段は、透過光検出系２２にて光電変換さｎる。 平担状異物検出回路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、平担状異物を噴
出する。散乱光像は、散乱光検出系１６ににて光電変換
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。検出された平担状異物と塊状異物
は、ＯＲ回路８１にて２つの検出系の結果の重なりを除
去された後に異物表示装置８２にて表示される。第２６
図の構成は、第２５図のものに平担状異物表示装置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（パターン抽出回路
２３ｆ！！：設け、・平担状異物判定回路８６（必要に
応じて微分強調回路２５を含む）の平担状異物判定結果
から、透過光検出用のパターン部分インヒビット回路８
７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２３、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　、８
８の後に設けたのに対して、前に設けたものである。 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
３８４１・４４・４７・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８
１の前に異物検出結果と合わせ、平担状異物表示装置８
４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、検出系走青機構９１．
検出系走査駆動系９２を有するものである。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、ホトマスクの透過
光信号を用いてパターンを認識し、異物からの散乱光と
パターンからの散乱光を弁別できるので、従来技術では
不可能なサブミクロンの異物検出が可能となる効果を奏
する。 また、本発明によれば、透過光信号を微分処理すること
により、平担状異物のエツジ部分を強調できるので、従
来技術では不可能な平担状異物の検出が可能となる効果
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１
９図ハｖでツクラフ、第２０図ハｖＴ−ｖＰ−ｖＭツク
ラフ第２１図はｖＴ　−ｖＭ　−Ｖｓのグラフ、第２２
図は平担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図乃至第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・・・ビームエキスノ（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−１１２・・・リレーレンズ、１３・
・・検光子、　　　　１４・・・干渉フィルタ、１５・
・・−次元固体撮像素子、 １６・・・散乱光検出部、　１７・・・水銀ランプ、１
８・・・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）くターン抽出回
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・・・平担状異
物判定回路、 ３１・・・ステージ制御系、 ３２・・・ＣＲＴデイスプレィ、 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！、　　３８・・・リレーレ
ンズ、３９・・・リレーレンズ、４０・・・干渉フィル
タ、４１・・・−次元固体撮像素子、 ４２・・・信号増幅器、 ４３・・・並列型固体撮像素子プレイ、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（エツジ）、４９・・・塊状異物、　　　５０・・
・散乱光検出器、５１・・・Ｓ偏光レーザ、　５２・・
・ｖＨとの比較回路、５２・・・ｖＬとの比較回路、 ５３　、５４・・・ＮＯＴ回路、５５・・・３人力ＡＮ
Ｄ回路、５６・・・２人力ＯＲ回路、５７・・・ｖＭ発
生回路、５８・・・ｖＭ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、６
３・・・光検出器の長方形画素、 ６４・・・パターンエツジ平均位置、 ６５・・・パターン形状ヲ認識するだめの着目画素、６
６・・・低遮光性平担状大異物、 ６７・・・高遮光性平担状小異物、 ６８・・・異物の凹凸又はエツジ部、 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・・・平担状異物、　　７４・・・光束、７５・・
・光軸、　　　　　７６・・・スリット、７７・・・鳳
、弓との比較回路、 ７８・・・画素拡大回路、　７９・・・ＶＡとの比較回
路、８０・・・ＡＮＤ回路、　　８１・・・ＯＲ回路、
８２・・・異物表示装置、　８３・・・平担状異物検出
回路、８４・・・平担状異物表示装置、 ８５・・塊状異物表示装置、 ８６・・・平担状異物判定回路又は平担状異物判定回路
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ノド回
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ノド回
路、 ９０・・・検出系、　　　　９１・・・検出系走査機構
、９２・・・検出糸走を、駆動系、 ９３・・・塊状異物検出装置、 ９４・・・位相差類Ｗ、鏡光曾０． ９５・・・位相差顕微鏡用の空間フィルタ（位相板）９
６・・・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、１１
０・・・リレーレンズ、１２０・・・斜方照明部、１３
６・・・ペリクル膜、　　１３７・・・ペリクル枠、１
４６・・・ホトマスク基板、 １４７・・・パターンエツジ、 １５５・・・照明光光束、　　１５６・・・入射光、１
５７・・・射出光、　　　　１５９　、１６０・・・回
折光、１６４・・・対物レンズ開口、 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−１１８つ・・・空間フィルタ
、１９０・・・検光子（偏光フィルタ）、１９１・・・
干渉フィルタ、１９２・・・−次元固体撮像素子、。 ２０８・・・空間フィルタエツジ、 ２１９・・・斜方照明の光束、 ２２０・・・２方向照射領域。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ホトマスクやレチクル等の回路パターンを有するガ
   ラス基板試料を照明する斜方照明手段と、該斜方照明手
   段による該試料からの散乱光を検出する第１の光電変換
   手段と、該第１の光電変換手段の検出信号から異物の存
   在状況を判定する第１の異物判定手段と、上記試料を透
   過照明する透過照明手段と、該透過照明手段による該試
   料からの透過光を検出する第２の光電変換手段と、該第
   ２の光電変換手段の検出信号の微分処理により、異物の
   存在状況を判定する第２の異物判定手段と、該第２の光
   電変換手段の検出信号から回路パターン情報を認識する
   回路パターン情報認識手段と、上記第１及び第２の異物
   判定手段の判定結果から、該回路パターン情報認識手段
   から得られる回路パターン情報の認識結果を除去する除
   去手段とを備えたことを特徴とする異物検査装置。