JPH0646182B2 - Apparatus and method for inspecting foreign matter on mask - Google Patents
Apparatus and method for inspecting foreign matter on maskInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、LSI製造におけるレチクル等のマスクを用
いた露光工程においてマスク上に形成された回路パター
ンをウエハ上に転写する前に、マスク上に存在する塊状
異物と薄膜状異物の両方を同時に検査するマスク上の異
物検査装置およびその方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a method for exposing a mask on a mask before transferring a circuit pattern formed on the mask in an exposure process using a mask such as a reticle in LSI manufacturing. The present invention relates to an apparatus and method for inspecting foreign matter on a mask for simultaneously inspecting both lumpy foreign matter and thin-film foreign matter present in the above.
従来のレチクル等のマスク上の異物を検出する装置は、
特開昭59−65428号および特開昭54−1013
90号に開示されている。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、基板上に存在する回路パタ
ーンと異物ではその反射光の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。A conventional device for detecting foreign matter on a mask such as a reticle is
JP-A-59-65428 and JP-A-54-1013.
No. 90. Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-65428 discloses a foreign matter inspection device characterized by a linearly polarized laser, means for injecting the laser light at a specific incident angle, and an image forming optical system using a polarizing plate and a lens. . In this device, when linearly polarized light is irradiated, only the foreign matter is detected by shining it by utilizing the fact that the circuit pattern existing on the substrate and the foreign matter have different polarization directions of the reflected light.
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、回路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、この方向の回路パターンによ
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。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 54-101390 discloses a laser light source,
A foreign matter inspection apparatus is disclosed which is characterized by means for obliquely irradiating the laser beam, a Fourier transform optical system using a lens, a spatial filter installed on the Fourier transform surface, and an imaging optical system. This device pays attention to the fact that the circuit pattern is generally formed in the same direction or a combination of a few directions in the field of view, and the diffracted light by the circuit pattern in this direction is placed in the Fourier transform plane. By removing with a filter, only the reflected light from the foreign matter is emphasized and detected.
なお、異物検査として関連するものには、例えば、久保
田広著、応用光学(岩波全書)第129頁から第136
頁がある。Incidentally, as for the related matter as the foreign matter inspection, for example, Hiro Kubota, Applied Optics (Iwanami Zensho), pages 129 to 136.
There is a page.
LSIが高集積化され、配線パタンが微細になるに従
い、より小さな異物が問題になってきた。また、レチク
ル製作時のレジスト残り、回路パターン形成用のクロム
あるいは酸化クロムのエッチング残り、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
の等、平坦状薄膜の異物も問題となっている。As the LSI becomes highly integrated and the wiring pattern becomes finer, smaller foreign matter becomes a problem. In addition, foreign matter on the flat thin film also poses a problem, such as resist residue during reticle production, etching residue of chromium or chromium oxide for circuit pattern formation, and impurities that were dissolved in the reticle cleaning solution that aggregated during cleaning and drying. There is.
上記特開昭54−101390号に開示されている技術
では、微小塊状異物および薄膜状異物からの反射光が微
弱となりこれらの微小異物および薄膜状異物をパタンと
区別して検出することはできなかった。また、微小異物
については、特開昭59−65428号の技術で強調す
ることは可能であるが、照射レーザを走査することによ
り消去可能な回路パターンが限られ、同一の空間フィル
タで全ての回路パターンを消去することは不可能であっ
た。In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 54-101390, the reflected light from the minute lump foreign matter and the thin film foreign matter becomes weak, and these minute foreign matter and thin film foreign matter cannot be detected separately from the pattern. . Further, fine foreign matter can be emphasized by the technique of Japanese Patent Laid-Open No. 59-65428, but the circuit patterns that can be erased by scanning the irradiation laser are limited, and the same spatial filter is used for all circuits. It was impossible to erase the pattern.
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決すべく、回
路パターンが形成されたマスク上に存在する塊状異物と
薄膜状異物とを同時に回路パターンを誤検出することな
く強調して高信頼度で検査することができるようにした
マスク上の異物検査装置およびその方法を提供すること
にある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art by emphasizing a lump foreign substance and a thin-film foreign substance present on a mask on which a circuit pattern is formed, simultaneously without erroneously detecting the circuit pattern, thereby achieving high reliability. An object is to provide an apparatus and method for inspecting foreign matter on a mask that can be inspected by.
本発明は、上記目的を達成するために、回路パターンが
形成されたマスクを載置して2次元的に走査するテーブ
ル走査手段と、該テーブル走査手段で走査されるマスク
の表面上に、垂直方向に対して所定の角度傾斜した方向
から垂直偏光レーザ光を集光光学系により集光して静止
照明する直線偏光レーザ光の斜め集光静止照明手段と、
該直線偏光レーザ光の斜め集光静止照明手段で集光照射
される照射点をほぼ通る垂直光軸と同心状で前記直線偏
光レーザ光より短い波長の輪帯照明レーザ光を集光光学
系により集光して前記マスクの裏側から静止透過照明す
る輪帯照明レーザ光の集光静止透過照明手段と、前記垂
直光軸上に光軸を有するように前記マスクの表面側に配
置されて前記直線偏光レーザ光の斜め集光静止照明手段
による前記マスクの表面からの反射散乱光および前記輪
帯照明レーザ光の集光静止透過照明手段による前記マス
クを透過して得られる透過光を集光する対物レンズと、
該対物レンズで集光された反射散乱光と透過光とを分岐
する分岐光学系と、該分岐光学系により分岐して得られ
る光を互いに異なる波長により分離する波長分離手段
と、前記分岐光学系により分岐され、前記波長分離手段
で分離される反射散乱光および透過光の各々について前
記対物レンズによって得られるマスク上のフーリエ変換
像を共役面に再結像させるリレーレンズと、前記分岐光
学系により分岐された光路において前記リレーレンズで
再結像される共役なフーリエ変換面に配置され、前記波
長分離手段で分離される反射散乱光の内前記対物レンズ
に入射する前記回路パターンからの反射散乱光を遮光す
る第1の空間フィルタと、該第1の空間フィルタを通し
て得られるマスク上に存在する塊状異物からの反射散乱
光を受光して第1の画素信号に変換する第1の一次元固
体撮像素子と、前記分岐光学系により分岐された光路に
おいて前記リレーレンズで再結像される共役なフーリエ
変換面に配置され、前記波長分離手段で分離される透過
光の内前記対物レンズに入射する薄膜状異物以外の透過
光を減少させる位相差板または第2の空間フィルタと、
該位相差板または第2の空間フィルタを通して得られる
薄膜状異物からの回折光を受光して第2の画素信号に変
換する第2の一次元固体撮像素子と、前記第1の一次元
固体撮像素子から変換される第1の画素信号と前記第2
の一次元固体撮像素子から変換される第2の画素信号に
よりマスク上に存在する塊状異物と薄膜状異物とを検査
する検査手段とを備えたことを特徴とするマスク上の異
物検査装置である。また本発明は、前記マスク上の異物
検査装置において、前記波長分離手段として、前記分岐
光学系により分岐された各光路中に設置したことを特徴
とする。また本発明は、前記マスク上の異物検査装置に
おいて、前記分岐光学系として波長分離ミラーで構成し
て前記波長分離手段も一体化したことを特徴とする。ま
た本発明は、前記マスク上の異物検査装置において、前
記分岐光学系で分離された反射散乱光の光路中に更に偏
光フィルタを設置したことを特徴とする。また本発明
は、前記マスク上の異物検査装置において、前記リレー
レンズを前記対物レンズと前記分岐光学系との間に設置
したことを特徴とする。また本発明は、前記マスク上の
異物検査装置において、前記直線偏光レーザ光の斜め集
光静止照明手段によって照射する傾斜角度を調整できる
ように構成したことを特徴とする。また本発明は、前記
マスク上の異物検査装置において、前記検査手段とし
て、前記第1の画素信号と第2の画素信号との論理和を
とる論理和回路を有することを特徴とする。また本発明
は、回路パターンが形成されたマスクを2次元的に走査
し、該走査されるマスクの表面上に、垂直方向に対して
所定の角度傾斜した方向から直線偏光レーザ光を集光光
学系により集光して静止照明すると共に該集光照射され
る照射点をほぼ通る垂直光軸と同心状で前記直線偏光レ
ーザ光より短い波長の輪帯照明レーザ光を集光光学系に
より集光して前記マスクの裏側から静止透過照明し、前
記垂直光軸上に光軸を有するように配置された対物レン
ズで、前記直線偏光レーザ光の斜め集光静止照明による
前記マスクの表面からの反射散乱光および前記輪帯照明
レーザ光の集光静止透過照明による前記マスクを透過し
て得られる透過光を集光し、該対物レンズで集光された
反射散乱光と透過光とを分岐光学系により分岐して互い
に異なる波長により分離し、該分離された反射散乱光に
ついて前記対物レンズによって得られるマスク上のフー
リエ変換像のリレーレンズによる共役面に配置された空
間フィルタによって前記対物レンズに入射する前記回路
パターンからの反射散乱光を遮光してマスク上に存在す
る塊状異物からの反射散乱光を第1の一次元固体撮像素
子で受光して第1の画素信号に変換すると共に前記分離
された透過光について前記対物レンズによって得られる
マスク上のフーリエ変換像のリレーレンズによる共役面
に配置された位相差板または空間フィルタによって前記
対物レンズに入射する薄膜状異物以外の透過光を減少さ
せて該薄膜状異物からの回折光を第2の一次元固体撮像
素子で受光して第2の画素信号に変換し、前記第1の一
次元固体撮像素子から変換される第1の画素信号と前記
第2の一次元固体撮像素子から変換される第2の画素信
号によりマスク上に存在する塊状異物と薄膜状異物とを
検査することを特徴とするマスク上の異物検査方法であ
る。In order to achieve the above object, the present invention provides a table scanning means for placing a mask on which a circuit pattern is formed and scanning it two-dimensionally, and a vertical surface on the surface of the mask scanned by the table scanning means. A diagonally illuminating means for obliquely collecting linearly polarized laser light for collecting and statically illuminating vertically polarized laser light from a direction inclined at a predetermined angle with respect to a direction by a focusing optical system,
An annular illumination laser light concentric with a vertical optical axis that passes through an irradiation point where the linearly polarized laser light is obliquely focused and illuminated by the static illumination static illumination means and has a shorter wavelength than the linearly polarized laser light is collected by a focusing optical system. Converging and transmitting illumination means for converging and illuminating the ring-shaped illumination laser light for static transmission illumination from the back side of the mask, and the straight line arranged on the surface side of the mask so as to have an optical axis on the vertical optical axis. Objective that collects the reflected and scattered light from the surface of the mask by the obliquely converging static illumination means of the polarized laser light and the transmitted light obtained by passing through the mask by the converging stationary transmission illumination means of the annular illumination laser light. With a lens
A branching optical system for branching the reflected and scattered light and the transmitted light collected by the objective lens, a wavelength separating means for separating the lights obtained by the branching optical system by different wavelengths, and the branching optical system. A relay lens that refocuses the Fourier-transformed image on the mask obtained by the objective lens on the conjugate plane for each of the reflected and scattered light and the transmitted light that are split by the branching optical system. Reflected scattered light from the circuit pattern that is incident on the objective lens among the reflected scattered light that is arranged on the conjugate Fourier transform surface that is re-imaged by the relay lens in the branched optical path and that is separated by the wavelength separation means. A first spatial filter for shielding the light, and a first spatial filter that receives reflected scattered light from the lumpy foreign matter existing on the mask obtained through the first spatial filter. The first one-dimensional solid-state image sensor for converting into an elementary signal and the first Fourier transform plane which is re-imaged by the relay lens in the optical path branched by the branch optical system are arranged and separated by the wavelength separation means. A phase difference plate or a second spatial filter that reduces the transmitted light other than the thin-film foreign matter incident on the objective lens in the transmitted light
A second one-dimensional solid-state imaging device for receiving diffracted light from a thin-film foreign substance obtained through the phase difference plate or the second spatial filter and converting it into a second pixel signal; and the first one-dimensional solid-state imaging device. A first pixel signal converted from an element and the second pixel signal;
An inspecting apparatus for foreign matter on a mask, comprising: an inspecting unit for inspecting lumpy foreign matter and thin-film foreign matter existing on the mask by a second pixel signal converted from the one-dimensional solid-state image pickup device. . Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter inspection device on the mask, the wavelength separating means is installed in each optical path branched by the branching optical system. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter inspection device on the mask, the branching optical system is composed of a wavelength separating mirror and the wavelength separating means is also integrated. Further, according to the present invention, in the foreign matter inspection device on the mask, a polarization filter is further installed in the optical path of the reflected scattered light separated by the branch optical system. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter inspection device on the mask, the relay lens is installed between the objective lens and the branch optical system. Further, the present invention is characterized in that, in the foreign matter inspection device on the mask, the inclination angle of the linearly polarized laser light emitted by the obliquely focused static illumination means can be adjusted. Further, according to the present invention, in the foreign matter inspection device on the mask, as the inspection means, there is provided a logical sum circuit for performing a logical sum of the first pixel signal and the second pixel signal. Further, according to the present invention, a mask on which a circuit pattern is formed is two-dimensionally scanned, and linearly polarized laser light is condensed on the surface of the scanned mask from a direction inclined by a predetermined angle with respect to the vertical direction. The system condenses the light for static illumination, and condenses the annular illumination laser light, which is concentric with the vertical optical axis passing through the irradiation point to be condensed and irradiated and has a shorter wavelength than the linearly polarized laser light, by the condensing optical system. Then, static transmission illumination is performed from the back side of the mask, and the objective lens is arranged so as to have an optical axis on the vertical optical axis. An optical system that collects scattered light and the transmitted light obtained by passing through the mask by converging static transmission illumination of the annular illumination laser light and splits the reflected scattered light and the transmitted light collected by the objective lens. Branched by and different from each other Reflection from the circuit pattern that is separated according to wavelength and is incident on the objective lens by a spatial filter arranged on a conjugate plane of a Fourier transform image on a mask obtained by the objective lens with respect to the separated reflected scattered light. The first-dimensional one-dimensional solid-state imaging device receives the scattered light reflected from the lumped foreign substance existing on the mask by shielding the scattered light, converts the scattered light into the first pixel signal, and the separated transmitted light is the objective lens. Diffraction from the thin-film foreign matter by reducing the transmitted light other than the thin-film foreign matter entering the objective lens by the phase difference plate or the spatial filter arranged on the conjugate plane of the Fourier transform image on the mask obtained by the relay lens. The light is received by the second one-dimensional solid-state image sensor, converted into a second pixel signal, and converted from the first one-dimensional solid-state image sensor. On the mask, the lump-like foreign matter and the thin-film foreign matter existing on the mask are inspected by the first pixel signal and the second pixel signal converted from the second one-dimensional solid-state imaging device. It is a foreign matter inspection method.
上記構成により、マスク上に形成された回路パターンの
エッジから生じる反射散乱光と透過回折光に対して、高
感度で、即ち強調して、マスク上に存在する塊状異物か
らの反射散乱光を第1の一次元固体撮像素子で第1の画
素信号として検出すると共にマスク上に存在するガラス
基板と屈折率が異なる金属あるいは誘電体の薄膜状異物
からの透過回折光を第2の一次元固体撮像素子で第2の
画素信号として検出することができ、その結果マスク上
に存在する塊状異物と薄膜状異物とを同時に高信頼度で
検査することができる。With the above-described configuration, the reflected and scattered light from the edges of the circuit pattern formed on the mask is highly sensitive, that is, emphasized, to the reflected and scattered light generated from the edge of the circuit pattern, and the reflected and scattered light from the lumped foreign matter existing on the mask is The first one-dimensional solid-state imaging device detects the first pixel signal and the transmitted diffracted light from the thin film foreign substance of metal or dielectric having a different refractive index from the glass substrate existing on the mask is used as the second one-dimensional solid-state imaging device. The element can detect it as the second pixel signal, and as a result, it is possible to simultaneously inspect the lump-like foreign matter and the thin-film-like foreign matter existing on the mask with high reliability.
以下、本発明の具体的実施例を第1図ないし第18図を
用いて説明する。A specific embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 18.
(1)構成 本発明は、第1図に示すようにXYステージ1とステー
ジ駆動系2,クランプ3とより構成される試料台部4,
He−Neレーザ8と、ビームエキスパンダ9と集光レ
ンズ10と入射光角度設定手段11とより構成される微
小異物照明部12,対物レンズ13と、光路を反射して
分岐するハーフミラー15と、対物レンズ13のフーリ
エ変換面と共役なフーリエ変換面を形成するリレーレン
ズ14と、前記ハーフミラー15で反射して分岐された
対物レンズ13のフーリエ変換面と共役なフーリエ変換
面に配置された空間フィルタ16と、偏光板17と、前
記He−Neレーザ光による反射回折光を通す干渉フィ
ルタ18と、画素信号を出力する一次元固体撮像素子1
9より構成される微小異物検出部20,He−Cdレー
ザ31とレンズ32,輪帯板33と結合レンズ,コンデ
ンサレンズ34とより構成される薄膜状異物照明部3
5,対物レンズ13と光路を透過して分岐するハーフミ
ラー15と、対物レンズ13のフーリエ変換面と共役な
フーリエ変換面を形成するリレーレンズ14と、前記ハ
ーフミラー15を透過して分岐された対物レンズ13の
フーリエ変換面と共役なフーリエ変換面に配置された空
間フィルタ21と、前記He−Cdレーザ光による透過
回折光を通す色フィルタ22と、画素信号を出力する一
次元固体撮像素子23とより構成される薄膜状異物検出
部24,2値化回路114,115と論理和作成回路2
5とステージ制御系26とCRTディスプレイ28とプ
リンタ29とマイクロコンピュータ27とより構成され
る制御部30より構成される。レチクル5はXYステー
ジ1上に載置され、2次元方向に固定された微小異物照
明部12、微小異物検出部20、薄膜状異物照明部35
および薄膜状異物検出部24に対して2次元的に走査さ
れる。(1) Structure The present invention is, as shown in FIG. 1, a sample stage part 4 composed of an XY stage 1, a stage drive system 2 and a clamp 3.
A minute foreign matter illuminating section 12 including an He-Ne laser 8, a beam expander 9, a condenser lens 10, and an incident light angle setting means 11, an objective lens 13, and a half mirror 15 that reflects an optical path and branches. A relay lens 14 forming a Fourier transform plane conjugate with the Fourier transform plane of the objective lens 13, and a Fourier transform plane conjugate with the Fourier transform plane of the objective lens 13 reflected and branched by the half mirror 15. Spatial filter 16, polarizing plate 17, interference filter 18 that allows reflected and diffracted light from the He-Ne laser light to pass through, and one-dimensional solid-state image sensor 1 that outputs a pixel signal.
A thin foreign matter illuminating unit 3 including a minute foreign matter detecting unit 20 configured by 9 and a He-Cd laser 31 and a lens 32, an annular plate 33, a coupling lens, and a condenser lens 34.
5, a half mirror 15 that passes through the optical path from the objective lens 13 and branches, a relay lens 14 that forms a Fourier transform surface conjugate with the Fourier transform surface of the objective lens 13, and a branch that passes through the half mirror 15 A spatial filter 21 arranged on a Fourier transform plane conjugate with the Fourier transform plane of the objective lens 13, a color filter 22 that passes the transmitted diffracted light by the He-Cd laser light, and a one-dimensional solid-state image sensor 23 that outputs a pixel signal. A thin-film foreign matter detection unit 24, binarization circuits 114 and 115, and an OR circuit 2
5, a stage control system 26, a CRT display 28, a printer 29, and a control unit 30 including a microcomputer 27. The reticle 5 is placed on the XY stage 1 and fixed in a two-dimensional direction by the minute foreign matter illuminating section 12, the minute foreign matter detecting section 20, and the thin film foreign matter illuminating section 35.
And the thin-film foreign matter detection unit 24 is two-dimensionally scanned.
(2)構成要素関の関係 以下、各構成部内の構成要素の関係を説明する。(2) Relationship between constituent elements The relationship between the constituent elements in each constituent part will be described below.
試料台部4では、XYステージ1上にルチクル5が機械
的なクランプ3により固定される。In the sample stage 4, the reticle 5 is fixed on the XY stage 1 by the mechanical clamp 3.
Xステージ1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1m/秒、振幅200mmの周期運動をす
る。The X stage 1 has a uniform acceleration time of approximately 0.1 seconds, a constant velocity motion of 0.1 seconds, and a constant deceleration time of 0.1 seconds as a half cycle, and a maximum speed of 1 m / second and an amplitude of 200 mm. exercise.
Yステージは、Xステージ1の等加速時間と等減速時間
に周期し、0.15mmずつステップ状に一方向に送る。
1回の検査時間に670回送ると、約130秒で100
mm送ることができる。The Y stage is cycled in equal acceleration time and equal deceleration time of the X stage 1, and is fed in 0.15 mm stepwise in one direction.
If you send 670 times in one inspection time, it will be 100 in about 130 seconds.
mm can be sent.
この構成により、100mm四方の領域を約130秒で走
査できる。With this configuration, a 100 mm square area can be scanned in about 130 seconds.
本実施例では、XYステージにより走査したが、第2図
に示す、Xθステージにより走査しても良い。In this embodiment, scanning is performed by the XY stage, but scanning may be performed by the Xθ stage shown in FIG.
Xθステージは、Xステージ33,Xステージ駆動系
2,θステージ94,θステージギア32,θステージ
駆動系31,マスク95,クランプ3より構成される。The Xθ stage includes an X stage 33, an X stage drive system 2, a θ stage 94, a θ stage gear 32, a θ stage drive system 31, a mask 95, and a clamp 3.
θステージ94は、4回/秒で等速回転する。The θ stage 94 rotates at a constant speed of 4 times / second.
Xステージ33は0.6mm/secで等速で約70mm送
られる。The X stage 33 is fed at a constant speed of about 70 mm at 0.6 mm / sec.
従って、100mm四方の領域を約120秒で走査でき
る。Therefore, a 100 mm square area can be scanned in about 120 seconds.
この際、θステージに固定されたマスク95により、検
査領域以外は遮光される。At this time, the mask 95 fixed to the θ stage shields light except the inspection region.
微小異物照明部12では、He−Neレーザ8および集
光レンズ10が入射角度設定手段11により固定されて
いる。このHe−Neレーザは直線偏光を射出する。H
e−Neレーザ8から射出された光はビームエキスパン
ダ9および集光レンズ10を通してレチクル5上に一定
した入射角度iで入射する。レチクル5で反射回折した
光は、対物レンズ13,リレーレンズ14を通して、ハ
ーフミラー15で反射して分岐された対物レンズ13の
フーリエ変換面と共役なフーリエ変換面に配置された空
間フィルタ16上で集光するように設計されている。す
なわち、ビームエキスパンダ9,集光レンズ10,対物
レンズ13,リレーレンズ14を通して、He−Neレ
ーザ8の光源の実像が、空間フィルタ16上に結像す
る。この構成により、レチクル上のパタン7のフラウン
ホーファ回折像が空間フィルタ16を含む平面内にでき
ることになる。In the minute foreign matter illuminating section 12, the He—Ne laser 8 and the condenser lens 10 are fixed by the incident angle setting means 11. This He-Ne laser emits linearly polarized light. H
The light emitted from the e-Ne laser 8 is incident on the reticle 5 at a constant incident angle i through the beam expander 9 and the condenser lens 10. The light reflected and diffracted by the reticle 5 passes through the objective lens 13 and the relay lens 14, and is reflected on the half mirror 15 and is branched on the spatial filter 16 arranged on the Fourier transform plane conjugate with the Fourier transform plane of the objective lens 13. Designed to collect light. That is, a real image of the light source of the He—Ne laser 8 is formed on the spatial filter 16 through the beam expander 9, the condenser lens 10, the objective lens 13, and the relay lens 14. With this configuration, the Fraunhofer diffraction image of the pattern 7 on the reticle can be formed in the plane including the spatial filter 16.
また、光束55の偏光の向きは入射面(光束55と光軸
96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。The polarization direction of the light beam 55 is perpendicular (P-polarized light or parallel (S-polarized light)) to the incident surface (the surface including the light beam 55 and the optical axis 96).
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
10に入射する光束の径dpを0.5〜2mm程度とし、
集光レンズ10からレチクル5までの距離Lpを30〜
100mm程度とし、レチクル5上に光源の像を結像す
る。さらに対物レンズ13およびリレーレンズ14だけ
を考えた時のフーリエ変換面に空間フィルタ16を設置
する。この構成とした場合、レチクル5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13
およびリレーレンズ14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、レチクル
5上の照明部97は楕円となりその短軸長さαiは以下
の式で決定される。However, in terms of device design, the configuration described above may be approximated to the following configuration. That is, the diameter dp of the light beam incident on the condenser lens 10 is set to about 0.5 to 2 mm,
The distance Lp from the condenser lens 10 to the reticle 5 is 30 to
The image of the light source is formed on the reticle 5 with a length of about 100 mm. Further, the spatial filter 16 is installed on the Fourier transform plane when only the objective lens 13 and the relay lens 14 are considered. With this configuration, since the light beam emitted onto the reticle 5 is close to a parallel light beam, the objective lens 13 is practically used.
And it is approximately considered to be Fourier-transformed by only the relay lens 14. Further, in this case, the illumination section 97 on the reticle 5 becomes an ellipse, and its minor axis length α i is determined by the following equation.
αi=1.22.λ.Lp/dp……(1) ここでλは照射光の波長である。このαi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=50
mmとしαi=40μmとしている。α i = 1.22. λ. Lp / dp (1) where λ is the wavelength of the irradiation light. This α i should be determined by the light intensity required for detection and the size of the object to be illuminated. In this embodiment, dp = 1 mm, Lp = 50
mm and α i = 40 μm.
また、照明は、斜方からでなく、第3図に示すように、
ハーフミラー35を通して上方から行ってもよいが、回
路パターン7からの正反射光が対物レンズ13すること
になり、この反射光を完全に遮光する必要があり、好ま
しくはない。Also, the illumination is not from the oblique direction, but as shown in FIG.
Although it may be performed from above through the half mirror 35, the specularly reflected light from the circuit pattern 7 is reflected on the objective lens 13, and this reflected light needs to be completely shielded, which is not preferable.
このように上方から照明する場合、第4図に示すような
薄膜36,わく37,hより構成される異物付着防止具
が設けられたレチクルの検査で有効である。(この異物
付着防止具は、レチクル5上に異物を近づけないように
することを目的に設置されるもので詳しくは特開昭59
−65428号等に記載されている。)すなわち、斜方
から照明する場合、わく37により光束38が遮られ照
明できない領域39ができるのに対し上方からの光束4
0により照明する場合は、この領域39は、きわめてわ
ずかになる。以上、上方からの照明は検出万能領域を小
さくする効果がある。Such illumination from above is effective in the inspection of a reticle provided with a foreign matter adhesion preventive tool composed of a thin film 36, frames 37, and h as shown in FIG. (This foreign matter adhesion preventive tool is installed for the purpose of preventing foreign matter from coming close to the reticle 5.
-65428 and the like. That is, when illuminating from an oblique direction, the beam 37 blocks the light beam 38 and forms an area 39 that cannot be illuminated, whereas the light beam 4 from above
If illuminated with 0, this area 39 will be very small. As described above, the illumination from above has the effect of reducing the universal detection area.
さらに、He−Neレーザ8は(波長633nm)は、H
e−Cdレーザ,Arレーザなど他の波長を持つレーザ
でも良くさらには、レーザ以外のキノセンランプ,ハロ
ゲンランプなどであっても良い。ただし、これらの光源
のいずれの場合も、直線偏光であることが望ましく、直
線偏光でない光源の場合は光源の直後に、偏光フィルタ
を設置する必要がある。Furthermore, the He-Ne laser 8 (wavelength 633 nm) is
A laser having another wavelength such as an e-Cd laser or an Ar laser may be used, and a quinocene lamp or a halogen lamp other than the laser may be used. However, in any of these light sources, linearly polarized light is desirable, and in the case of a light source that is not linearly polarized light, it is necessary to install a polarizing filter immediately after the light source.
微小異物検出部では、対物レンズ13およびリレーレン
ズ14により、レチクル5上のパタン7や異物6が、一
次元固体撮像素子19上に結像される。In the minute foreign matter detecting section, the pattern 7 and the foreign matter 6 on the reticle 5 are imaged on the one-dimensional solid-state imaging device 19 by the objective lens 13 and the relay lens 14.
ここで、He−Neレーザ8の光源のビームエキスパン
ダ9,集光レンズ10,リレーレンズ14および対物レ
ンズ13の結像面に、空間フィルタ16が設置される。
また、偏光フィルタ17もこの位置に設置される。Here, the spatial filter 16 is installed on the image forming planes of the beam expander 9, the condenser lens 10, the relay lens 14, and the objective lens 13 of the light source of the He—Ne laser 8.
The polarization filter 17 is also installed at this position.
偏光フィルタ17の向きは、He−Neレーザ8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。The polarization filter 17 is oriented so that the light flux of the He—Ne laser 8 is blocked. Specifically, when S-polarized light is incident, the polarization axis is perpendicular to the incident surface, and when P-polarized light is incident, it is installed in parallel.
ここで偏光フィルタ17は、上記の位置でなく、レチク
ル5と、一次元固体撮像素子19間のどの位置に設置さ
れても良い。Here, the polarization filter 17 may be installed at any position between the reticle 5 and the one-dimensional solid-state imaging device 19, instead of the above position.
また、空間フィルタ16の位置はレチクル5と対物レン
ズ13の間で対物レンズ13の直前の位置であっても良
い。これは、He−Neレーザ8による光束55は近似
的に平行光でありまた、パターン(以下パタンと称す
る。)7は微細であるので、対物レンズ13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、薄膜状異物の検出を行う場合は、薄膜状異物検
出部内入らないほうが望ましい。The position of the spatial filter 16 may be a position between the reticle 5 and the objective lens 13 and immediately before the objective lens 13. This is because the luminous flux 55 by the He-Ne laser 8 is approximately parallel light and the pattern (hereinafter referred to as pattern) 7 is fine, so that a Fraunhofer diffraction image can be obtained without using the objective lens 13 or the like. This is because
However, when detecting thin-film foreign matter, it is desirable not to enter the thin-film foreign matter detector.
リレーレンズ14は用いなくてもよいが、実際は、対物
レンズ13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9,集光レンズ10,対物レンズ13
による、He−Neレーザ8の光源の結像位置が、対物
レンズ13の内部になることがある。この場合、リレー
レンズ14を通過した後の結像位置に、空間フィルタを
設置すべきである。さらに、リレーレンズ14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
タン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、パタンからの光を遮光できる。The relay lens 14 may not be used, but in reality, a collective lens is often used as the objective lens 13, and the beam expander 9, the condenser lens 10, and the objective lens 13 are used.
The image forming position of the light source of the He—Ne laser 8 may be inside the objective lens 13. In this case, a spatial filter should be installed at the imaging position after passing through the relay lens 14. Furthermore, as the relay lens 14,
A Fourier transform lens can also be used. At this time, since the Fourier transform image of the pattern becomes sharp, the spatial filter can effectively shield the light from the pattern.
干渉フィルタ18により、薄膜状異物照明部35による
照明光を遮光することができ、He−Neレーザ8から
の光だけを検出することができる。The interference filter 18 can block the illumination light from the thin-film foreign matter illumination unit 35, and can detect only the light from the He—Ne laser 8.
ここで、一次元固体撮像素子19として、第5図に示し
たような、平行四辺形の検出部開口42を有するピンシ
リコンフォトダイオードを50個並べたものを、Xステ
ージの方向に垂直に設置している。また、1素子に対し
て、レチクル5上の約3μm四方程度の領域が結像する
ように、光学系の倍率および、素子の大きさを設計して
いる。Here, as the one-dimensional solid-state image pickup device 19, as shown in FIG. 5, an array of 50 pin silicon photodiodes having a parallelogrammatic detector opening 42 is arranged vertically in the direction of the X stage. is doing. Further, the magnification of the optical system and the size of the element are designed so that an area of about 3 μm square on the reticle 5 is imaged with respect to one element.
これにより、異物以外からの光が検出器に入射しないた
め、より微弱な光を散乱する異物すなわち微小な異物の
検出を可能にしている。また、素子を並べたことによ
り、一度に多くの領域を検出することができ検査速度を
向上している。ピンシリコンフォトダイオードは高感度
で応答速度も速いため、微弱光の高速検出が可能とな
る。As a result, light from other than the foreign matter does not enter the detector, which makes it possible to detect foreign matter that scatters weaker light, that is, minute foreign matter. Moreover, by arranging the elements, many areas can be detected at one time, and the inspection speed is improved. Since the pin silicon photodiode has high sensitivity and fast response speed, it is possible to detect weak light at high speed.
ところで、ピンシリコンダイオードの開口を平行四辺形
にした理由は、XYステージ1の走査により、異物6の
像が、開口42の間の不感帯台に入ってしまい検出不能
になることをなくすためである。By the way, the reason why the opening of the pin silicon diode is formed into a parallelogram is to prevent the image of the foreign matter 6 from entering the dead zone between the openings 42 and becoming undetectable due to the scanning of the XY stage 1. .
しかし、微小異物の検出という本発明の目的を達成する
ためには、ピンシリコンフォトダイオードではなく、電
荷移動形の固体素子でも良く、また特開昭59−654
28号に示されているピンホールと光電子倍増管を用い
た構成であっても良い。However, in order to achieve the object of the present invention of detecting minute foreign matter, a charge transfer type solid-state element may be used instead of the pin silicon photodiode.
The structure using a pinhole and a photomultiplier shown in No. 28 may be used.
薄膜状異物照明部35では、He−Cdレーザ(波長4
42nm)からの光が、レンズ32を通して、輪帯状の開
口を持つ輪帯板33上を照明する。輪帯板33から射出
した光は、結合レンズ34を通して、レチクル5を裏側
から照明し、対物レンズ13,ハーフミラー14,およ
びリレーレンズ14を通して、空間フィルタ21上に結
像する。In the thin film foreign matter illuminating section 35, a He-Cd laser (wavelength 4
(42 nm) passes through the lens 32 and illuminates the annular plate 33 having an annular opening. The light emitted from the annular plate 33 passes through the coupling lens 34 to illuminate the reticle 5 from the back side, passes through the objective lens 13, the half mirror 14, and the relay lens 14, and forms an image on the spatial filter 21.
ここで、レーザ光源が十分な強度の場合、レンズ32
は、ビームエキスパンダであってもよく、また、なくて
もよい。また、輪帯板33は、ピンホールを開口に持つ
ものであっても良い。これも光源が十分な強度の場合で
ある。Here, when the laser light source has a sufficient intensity, the lens 32
May or may not be a beam expander. Further, the ring plate 33 may have a pinhole as an opening. This is also the case when the light source has sufficient intensity.
さらに、He−Cdレーザ31等のレーザ光源は空間的
にコヒーレントな光を射出するため、輪帯板33および
結合レンズ34を用いずに、直接レチクル5を照明して
も良い。この場合も、He−Cdレーザ31の光源の像
ができるリレーレンズ14によるフーリエ変換面位置に
空間フィルタ21を設置する。また、十分な光強度を得
るためにレンズ32は残して、レチクル5上に、集光し
ても良い。微小異物照明部同様、近似により、空間フィ
ルタ21の位置を設計すれば良い。Further, since the laser light source such as the He-Cd laser 31 emits spatially coherent light, the reticle 5 may be directly illuminated without using the ring plate 33 and the coupling lens 34. Also in this case, the spatial filter 21 is installed at the position of the Fourier transform plane by the relay lens 14 where the image of the light source of the He-Cd laser 31 can be formed. Further, in order to obtain a sufficient light intensity, the lens 32 may be left and the light may be condensed on the reticle 5. Similar to the minute foreign matter illuminating section, the position of the spatial filter 21 may be designed by approximation.
また、He−Cdレーザ31は、He−Neレーザ,H
e−Cdレーザ(325nm),Arレーザ等他のレーザ
光源であっても良く、水銀ランプ,キノセンランプ,ハ
ロゲンランプなどの他の光源であっても良い。Further, the He-Cd laser 31 is a He-Ne laser, H
Other laser light sources such as e-Cd laser (325 nm) and Ar laser may be used, and other light sources such as mercury lamp, quinocene lamp, and halogen lamp may be used.
また、薄膜状異物が、特定の波長に対して透過率が低い
場合、位相差顕微鏡法を用いなくても良い。ただしこの
場合、パタン7との識別のため、検出信号を計算機上に
処理する構成を用いる。Further, when the thin-film foreign matter has a low transmittance for a specific wavelength, phase contrast microscopy may not be used. However, in this case, in order to distinguish from the pattern 7, a configuration for processing the detection signal on a computer is used.
ここで、He−Cdレーザを用いる場合、照明光の波長
の違いにより、微小異物と薄膜状異物とを区別して検出
する効果がある。また、位相差顕微鏡としては、波長の
短い光源を用いた方が、より薄い膜を検出できる。さら
に、He−Cdレーザ光の波長は露光によるレチクル5
からのパタンの転写を行う際と、近い波長であるため、
実際に問題になる異物を同じ条件で検出できる効果があ
る。Here, when the He-Cd laser is used, there is an effect that the minute foreign matter and the thin-film foreign matter are distinguished and detected by the difference in the wavelength of the illumination light. Further, as the phase contrast microscope, it is possible to detect a thinner film by using a light source having a shorter wavelength. Further, the wavelength of the He-Cd laser light is the reticle 5 by the exposure.
Since the wavelength is close to that when transferring the pattern from,
There is an effect that a foreign matter that is actually a problem can be detected under the same conditions.
薄膜状異物検出部24では、輪帯板33と同じ形状をし
た空間フィルタ21により位相差顕微鏡が形成される。
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) 色フィルタ22により、微小異物照明部12からの光を
遮光し、薄膜状異物だけの光を検出する。In the thin-film foreign matter detection unit 24, the phase difference microscope is formed by the spatial filter 21 having the same shape as the ring plate 33.
Since the phase contrast microscope is described in many documents, its description is omitted here. (Example: Kubota, Applied Optics, Iwanami Zensho, pages 129 to 136) The color filter 22 blocks the light from the minute foreign matter illuminating section 12 and detects only the thin-film foreign matter.
また、レーザを光源とした際、輪帯板をピンホールとす
る場合や、輪帯板を用いない場合、空間フィルタの形状
は、別に設計する必要がある。すなわち、これらの光源
の実像は、点となるので、空間フィルタも中央の一点の
光強度をおとし、位相を1/2波長だけ遅らせるものと
する。Further, when a laser is used as a light source, when the annular plate is used as a pinhole or when the annular plate is not used, it is necessary to separately design the shape of the spatial filter. That is, since the real images of these light sources become points, the spatial filter also reduces the light intensity at one point in the center and delays the phase by 1/2 wavelength.
さらに、薄膜状異物のエッジ部を明るくすれば検出は可
能であるから、位相を1/2波長遅らせるのでなく、遮
光してしまう空間フィルタでもよい。これは、シュリー
レン法であり、周知の方法である。Further, since it is possible to detect by thinning the edge portion of the thin-film foreign matter, a spatial filter that shields light instead of delaying the phase by 1/2 wavelength may be used. This is the Schlieren method and is a well-known method.
一次元固体撮像素子は、微小異物検出部と同様に、電荷
移動形の素子でも良く、ピンシリコンフォトダイオード
を一次元に並列に並べたものでも良い。また、特開昭5
9−65428号に記載されているような、ピンホール
と、光電子倍増管などの検出器を組み合わせた構成でも
良い。The one-dimensional solid-state image pickup device may be a charge transfer type device or one in which pin silicon photodiodes are arranged in parallel one-dimensionally, similarly to the minute foreign matter detection unit. In addition, JP-A-5
A configuration in which a pinhole and a detector such as a photomultiplier tube are combined as described in 9-65428 may be used.
この検出系で検出できる薄膜状異物は、位相差がでれば
良いから、10nm程度以上のものである。また厚い場合
も、異物の厚さの不均一さから位相差が生じ検出でき
る。従って実際は10nmから数μmまでの任意の厚さの
異物の検出が可能である。The thin-film foreign matter that can be detected by this detection system has a phase difference of about 10 nm or more, as long as it has a phase difference. Further, even when the particle is thick, it is possible to detect the phase difference due to the nonuniformity of the thickness of the foreign matter. Therefore, in fact, it is possible to detect a foreign substance having an arbitrary thickness of 10 nm to several μm.
制御部では、マイクロコンピュータ27により、ステー
ジ制御系26が制御されXYステージが駆動される。同
時に、一次元固体撮像素子19および23からの画素信
号は、2値化回路114および115により2値化され
論理和作成回路25により結合されたマイクロコンピュ
ータ27にとりこまれる。In the control unit, the microcomputer 27 controls the stage control system 26 to drive the XY stage. At the same time, the pixel signals from the one-dimensional solid-state image pickup devices 19 and 23 are binarized by the binarization circuits 114 and 115 and taken into the microcomputer 27 connected by the logical sum generation circuit 25.
結果は、プリンタ29およびCRTディスプレイ28に
表示される。The result is displayed on the printer 29 and the CRT display 28.
本実施例では、一次元固体撮像素子23および19から
の画素信号を論理和作成回路25により処理した後に、
マイクロコンピュータ27にとりこんでいる。しかし、
論理和作成回路25を省いて2値化回路114および1
15の信号を直接マイクロコンピュータ27にとりこん
でもよい。この場合、2種の異物を、区別して検出する
ことができる。In this embodiment, after the pixel signals from the one-dimensional solid-state image pickup devices 23 and 19 are processed by the logical sum generation circuit 25,
It is incorporated in the microcomputer 27. But,
The OR circuit 25 is omitted and the binarization circuits 114 and 1
The 15 signals may be directly taken into the microcomputer 27. In this case, the two types of foreign matter can be detected separately.
また、論理和作成回路25と同じ機能をマイクロコンピ
ュータ27にもたせ、2種の異物を区別しないで検出す
ることもできる。Further, the same function as that of the logical sum generation circuit 25 can be provided to the microcomputer 27 to detect two kinds of foreign matters without distinguishing them.
さらに、制御部30は第20図に示すように、アナログ
加算回路116,2値化回路117によって構成しても
良い。Further, the control unit 30 may be configured by an analog addition circuit 116 and a binarization circuit 117, as shown in FIG.
(3)空間フィルタの形状の設計 ここで、微小異物検出に用いる空間フィルタの形状につ
いて、第6図ないし第18図を用いて説明する。この形
状は、照明光の照明方法,偏光方法によって最適なもの
に設計されるべきものである。(3) Design of Shape of Spatial Filter Here, the shape of the spatial filter used for detecting the minute foreign matter will be described with reference to FIGS. 6 to 18. This shape should be designed optimally according to the illumination method and the polarization method of the illumination light.
まず、照明光の挙動について説明する。First, the behavior of illumination light will be described.
第6図はレチクルの拡大図である。方向48に平行なエ
ッジ47を持つパタン7が、レチクル基板46上に形成
されている。パタン7は酸化クロム,基板46はSiO
2で形成されている。FIG. 6 is an enlarged view of the reticle. A pattern 7 having an edge 47 parallel to the direction 48 is formed on the reticle substrate 46. Pattern 7 is chrome oxide, substrate 46 is SiO
It is formed by 2 .
第7図は、レチクルに照明する際の、照明光55と方向
48のパタン7による回折光59,60および対物レン
ズ13の開口64の関係を示す見取図である。偏光方向
を矢印58,62,63で示してある。また、対物レン
ズ13の開口64と接する球面65を想点し、回折光5
9および60と球面65と公転61,98上に、それぞ
れの回折光の偏光62,63を示してある。また、これ
ら交点61,98を含む曲線Yは円66になる。FIG. 7 is a sketch showing the relationship between the illumination light 55, the diffracted light 59, 60 by the pattern 7 in the direction 48, and the aperture 64 of the objective lens 13 when the reticle is illuminated. The polarization directions are indicated by arrows 58, 62 and 63. Also, the spherical surface 65 that is in contact with the aperture 64 of the objective lens 13 is considered, and the diffracted light 5
9 and 60, the spherical surface 65, and the revolutions 61 and 98, the polarizations 62 and 63 of the diffracted light are shown. The curve Y including these intersections 61 and 98 becomes a circle 66.
第8図は、第7図の平面図である。パタン方向48を変
えた時の回折先と球面65の交点を含む円は直線99な
いし102で示されている。FIG. 8 is a plan view of FIG. A circle including the intersection of the diffraction destination and the spherical surface 65 when the pattern direction 48 is changed is shown by straight lines 99 to 102.
また、入射光56および射出光57と球面65との交点
はそれぞれ点105および点57で示される。The intersections of the incident light 56 and the emitted light 57 and the spherical surface 65 are indicated by points 105 and 57, respectively.
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) (Rs,Rp)=(S(i)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(φ),P(φ)は以下の式で求められる。Here, the polarization direction of the linearly polarized reflected light incident on the substance having the refractive index n at an arbitrary incident angle i is obtained by the following formula.
(From “Analysis of reflected light of LSI wafer pattern”) (Rs, Rp) = (S (i) Es, P (i) Ep) ...
(2) Here, Es and Ep are the intensities of the incident light and Rs and Rp are the intensities of the S-polarized component and the P-polarized component of the reflected light, respectively. Also,
S (φ) and P (φ) are calculated by the following equations.
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59の交点6
1での偏光62を計算する。この際、パタン7のエッジ
47は、法線ベクトル52,53および54を持つ平面
49,50および51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49ないし51
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、これを回折光59の方向と偏光62とし
ている。 Using this equation, the intersection point 6 of the diffracted light 59 when P-polarized light (linearly polarized light having an electric field vector parallel to the incident surface) is incident
The polarization 62 at 1 is calculated. At this time, the edge 47 of the pattern 7 is considered to be a set of planes 49, 50 and 51 having normal vectors 52, 53 and 54, and reflection on each plane is considered. That is, the planes 49 to 51
The direction of the reflected light and the polarization direction of the light incident on the
It is calculated in (2), and this is the direction of the diffracted light 59 and the polarized light 62.
この結果を第8図に偏光方向62,63等の矢印で示し
ている。The results are shown in FIG. 8 by the arrows of the polarization directions 62, 63 and the like.
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55の入射角度i,
空間フィルタ16,偏光フィルタ17の3要素を用いて
効果的に遮断している。Hereinafter, blocking of diffracted light from the pattern will be described. The blocking of the diffracted light from the pattern is performed by the incident angle i of the incident light 55,
The three elements of the spatial filter 16 and the polarization filter 17 are used to effectively block the light.
第8図によれば、範囲67の範囲に回折する光はレンズ
開口64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57がレンズ開口64か
ら離れ、射出点74になるため、遮断できる回折光の範
囲67は範囲106となりより広範囲な回折光を遮断で
きる。According to FIG. 8, the light diffracted in the range 67 does not enter the lens opening 64. That is, these diffracted lights are blocked by setting the incident angle of the illumination light. When the incident angle i is large, the exit point 57 is separated from the lens opening 64 and becomes the exit point 74, so that the range 67 of diffracted light that can be blocked becomes the range 106, and a wider range of diffracted light can be blocked.
この入射角度iの設定によりこの回折光を示す円66に
垂直な方向48のパタンすなわち、第8図に示した範囲
71の方向を持つパタンからの回折光を遮断できる。By setting this incident angle i, it is possible to block the diffracted light from the pattern of the direction 48 perpendicular to the circle 66 showing the diffracted light, that is, the pattern having the direction of the range 71 shown in FIG.
次に、範囲68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69および70内の
偏光方向は、平行でない。It can then be seen that the polarization within range 68 is approximately parallel to the plane of incidence. On the other hand, the polarization directions in the ranges 69 and 70 are not parallel.
そこで、範囲68に入射する回折光は、偏光フィルタ1
7により遮断する。さらに、範囲69および70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16の形状を第9図に示す。遮光部75,透過
部76により形成される。ここで、空間フィルタ16の
エッジ108が曲線なのは、レンズ開口64が平面であ
り、回折光59がレンズ開口64と交わる点の集合が曲
線となるからである。レンズ開口64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。即
ち空間フィルタ16はレンズ開口64上での偏光状態を
考えて、その相似形に設計すればよい。ただし開口64
は平面であることは注意を要する。Therefore, the diffracted light that enters the range 68 is not reflected by the polarization filter 1
Shut off by 7. Further, the spatial filter 16 blocks the diffracted light entering the ranges 69 and 70. The shape of the spatial filter 16 is shown in FIG. It is formed by the light shielding portion 75 and the transmission portion 76. Here, the edge 108 of the spatial filter 16 is a curve because the lens aperture 64 is a plane and the set of points where the diffracted light 59 intersects the lens aperture 64 is a curve. Since the lens opening 64 is a Fourier transform surface, the shape here may be considered. That is, the spatial filter 16 may be designed in a similar shape in consideration of the polarization state on the lens aperture 64. However, the opening 64
Note that is a plane.
範囲68に入射するのは、範囲72の方向を持つパタン
からの回折光であり、範囲69および70に入射するの
は、範囲73および74の方向を持つパタンからの回折
光である。The incident on the range 68 is the diffracted light from the pattern having the direction of the range 72, and the incident on the ranges 69 and 70 is the diffracted light from the pattern having the directions of the ranges 73 and 74.
以上の、3要素(入射角度i,偏光フィルタ17,空間
フィルタ16)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。The above three elements (incident angle i, polarization filter 17, spatial filter 16) block diffracted light from patterns having all directions.
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68に
も、方向109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、Prirciples of
Optics 第652頁から第656頁に記載されている。On the other hand, the polarization direction of the scattered light from the foreign matter is not aligned in one direction like the above-mentioned diffracted light, so that the polarized light other than the direction 109 is also incident on the range 68, so that it is blocked by these filters. There is no such thing. The analysis of the polarization direction of scattered light from foreign matter is described by Born & Wolf, Principles of
Optics, pages 652-656.
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10図に
示す。Similarly, FIG. 10 shows the polarization direction of the diffracted light when S-polarized light (linearly polarized light having an electric field vector perpendicular to the incident surface) is incident.
この場合は、第9図に示すと同じ空間フィルタにより、
範囲78および110に入射する回折光を遮断し、範囲
77に入射する回折光は、第9図に示す偏光フィルタを
90゜回転して設置した偏光フィルタにより遮断する。In this case, with the same spatial filter as shown in FIG.
The diffracted light that enters the ranges 78 and 110 is blocked, and the diffracted light that enters the range 77 is blocked by the polarization filter installed by rotating the polarization filter shown in FIG. 9 by 90 °.
また、第11図に、垂直に入射した際の、入射光の偏光
方向111と、回折光の偏光方向112を示す。この場
合は、範囲79,80,81,82および87に入射す
る回折光を、空間フィルタ16で遮光し、範囲85,8
6,87および88に入射する回折光を、偏光フィルタ
17により遮光すれば良い。Further, FIG. 11 shows a polarization direction 111 of incident light and a polarization direction 112 of diffracted light when vertically incident. In this case, the diffracted light that enters the ranges 79, 80, 81, 82 and 87 is blocked by the spatial filter 16, and the ranges 85, 8
The diffracted light incident on 6, 87 and 88 may be blocked by the polarization filter 17.
また、He−Neレーザ8の光束の入射角度を約60゜
にした場合、パタン角度βが約23゜のパタンからの反
射光が強いことが実験によりわかった。そこで、第13
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込
むことができる。Further, it was found by experiments that when the incident angle of the luminous flux of the He-Ne laser 8 was set to about 60 °, the reflected light from the pattern having the pattern angle β of about 23 ° was strong. Therefore, the thirteenth
It is preferable to use a spatial filter having a shape as shown in the figure. This filter effectively shields the diffracted light from the above 23 ° pattern and can take in more scattered light from foreign matter.
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、わ
かった。Further, it was found from experiments that the larger the incident angle, the larger the scattered light from the foreign matter.
レチクル5は、第4図に示したような、わく37,薄膜
36から構成される異物付着防止具を用いる場合もあ
る。この場合、入射角度を大きくとると、わく37によ
り遮光されて、照明できない領域39が生じる。ここ
で、180゜回転させた側からの照明として、微小異物
照明部12と同じ構成の微小異物照明部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14図に示すように、ハーフミラー
88により光束を分け、空間フィルタ89,偏光フィル
タ90,干渉フィルタ91,一次元固体撮像素子92に
よる構成を追加しそれぞれに、第13図に示した空間フ
ィルタ16を16および89として互いに180゜回転
して用いて、領域39を検査する際は、光束41により
照明だけにより、検出器92で検査する。これにより、
検査不能領域がなくなる。The reticle 5 may use a foreign matter adhesion preventive tool composed of the frame 37 and the thin film 36 as shown in FIG. In this case, when the incident angle is large, there is a region 39 which is blocked by the frame 37 and cannot be illuminated. Here, with the configuration in which the minute foreign matter illuminating section 120 having the same configuration as the minute foreign matter illuminating section 12 is also used as illumination from the side rotated by 180 °, this area is illuminated and inspection is enabled. In this case, as shown in FIG. 14, the light flux is divided by the half mirror 88, and the configuration including the spatial filter 89, the polarization filter 90, the interference filter 91, and the one-dimensional solid-state imaging device 92 is added, and each is shown in FIG. When the spatial filter 16 is used as 16 and 89 rotated by 180.degree. With respect to each other, when the region 39 is inspected, it is inspected by the detector 92 only by illumination with the light beam 41. This allows
There are no uninspectable areas.
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。Of course, this non-inspectable region can also be inspected by rotating the reticle 5 by 180 °.
また、微小異物照明部12と、微小異物照明部120の
光源を変え、光束55と119の波長をそれぞれλ1,
λ2とし、ハーフミラー88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。Further, the light sources of the minute foreign matter illuminating section 12 and the minute foreign matter illuminating section 120 are changed so that the wavelengths of the light beams 55 and 119 are λ 1 , respectively.
and lambda 2, lambda 1 using a wavelength separation mirror in place of the half mirror 88, may be configured to separate the lambda 2. According to this method, it is not necessary to switch the light source.
さらに、これらの2方向照明には、別の効果もある。第
6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55による照明と光束119による照明では、
反斜面121,122の大きさ、形状の違いにより散乱
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、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。Moreover, these two-way illumination has another effect. As shown in FIG. 6, the actual minute foreign matter is not symmetrical. With the illumination by the light flux 55 and the illumination by the light flux 119,
The intensity and polarization of scattered light differ depending on the size and shape of the anti-slopes 121 and 122. In such a case, erroneous detection may occur in the case of only one, whereas in the case of bidirectional irradiation, there is a high possibility of detection in either one, and the reliability of detection is improved.
また第15図に示した空間フィルタを用いて、微小異物
検出部20は1つの光学系で検出することも可能であ
る。Further, the minute foreign matter detection unit 20 can also be detected by one optical system by using the spatial filter shown in FIG.
また、この計算結果を用いれば、第16図に示したよう
に、部分的に偏光フィルタの向きを変えて効果的に、パ
タン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、遮光板と並用しても良い。Further, by using this calculation result, the reflected light from the pattern 7 can be effectively shielded by partially changing the direction of the polarization filter as shown in FIG. Further, when the polarization direction extremely changes in a minute area, it cannot be approximated, and thus it may be used together with the light shielding plate.
この場合、パタン7を形成する材質および基板46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113の組み合わせを設計しなおせば良い。In this case, since the distribution of polarized light differs depending on the material forming the pattern 7 and the material of the substrate 46, the combination of the polarized light 113 may be redesigned by calculation using Expression (2).
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。Further, although the illuminating means has been described by using S-polarized light or P-polarized light, linearly polarized light of arbitrary polarization is calculated by calculating the polarization of reflected light for linearly polarized light having a polarization direction other than S-polarized light or P-polarized light. On the other hand, it is possible to design a polarization filter that effectively shields the reflected light from the pattern.
また、実際のレチクル5のパタン7は、第17図に示し
たようにβ=0゜および90゜のパタンだけの組み合わ
せによる場合がある。この場合、第18図に示したよう
な空間フィルタによって、β=0゜のパタンからの回折
光を遮光部75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β=90゜のパタンからの回
折光は、対物レンズ13に入射しないことは既に説明し
た。パタンの端部123からの散乱光は、無視できる強
度である。The pattern 7 of the actual reticle 5 may be a combination of only the patterns of β = 0 ° and 90 ° as shown in FIG. In this case, a filter for blocking the diffracted light from the β = 0 ° pattern by the light blocking unit 75 may be installed by the spatial filter as shown in FIG. It has already been described that the diffracted light from the β = 90 ° pattern due to the oblique illumination does not enter the objective lens 13. The scattered light from the end portion 123 of the pattern has a negligible intensity.
また、このようなパタンの検査に、第3図に示した垂直
入射による装置を用いた場合の空間フィルタを第19図
に示した。Further, FIG. 19 shows a spatial filter in the case of using the apparatus for vertical incidence shown in FIG. 3 for inspecting such a pattern.
第18図および第19図に示した空間フィルタ16によ
れば、パタン7からの回折光を完全に遮光できる。従っ
て、第17図に示したようなパタンであることがあらか
じめわかっている場合、これらの空間フィルタは有効で
ある。従って、空間フィルタ16は、交換ができる機構
にしておき、第17図に示したパタンであることがわか
っている場合に第18図または第19図に示した空間フ
ィルタ16につけかえて用いる。The spatial filter 16 shown in FIGS. 18 and 19 can completely block the diffracted light from the pattern 7. Therefore, when it is known in advance that the pattern is as shown in FIG. 17, these spatial filters are effective. Therefore, the spatial filter 16 has a mechanism that can be exchanged, and is used in place of the spatial filter 16 shown in FIG. 18 or FIG. 19 when the pattern shown in FIG. 17 is known.
以上、3つの場合の説明をしたが、入射光の偏光方向,
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。The three cases have been described above. The polarization direction of the incident light,
The incident angle, the shape of the spatial filter, and the orientation of the polarization filter should be designed according to the above concept.
(4)動作 レチクル5が載置され、He−Neレーザ8およびHe
−Cdレーザ31から光が照射される。(4) Operation The reticle 5 is placed, the He-Ne laser 8 and the He
-Light is emitted from the Cd laser 31.
He−Neレーザ8からの光は、パタン7および異物6
から反射あるいは散乱し、そのうち、パタン7からの光
は空間フィルタ16および、偏光フィルタ17により遮
光され、異物6からの散乱光のみが、対物レンズ13お
よびリレーレンズ14により一次元固体撮像素子19上
に結像される。The light from the He-Ne laser 8 emits the pattern 7 and the foreign matter 6
The light from the pattern 7 is reflected or scattered by the spatial filter 16 and the polarization filter 17, and only the scattered light from the foreign matter 6 is reflected by the objective lens 13 and the relay lens 14 on the one-dimensional solid-state image sensor 19. Is imaged.
He−Cdレーザ31からの光は、対物レンズ13,輪
帯板33および空間フィルタ21により構成される位相
差顕微鏡により、薄膜状異物からの透過光だけが強調さ
れ、一次元固体撮像素子23上に結像される。With respect to the light from the He-Cd laser 31, only the transmitted light from the thin-film foreign matter is emphasized by the phase contrast microscope composed of the objective lens 13, the annular plate 33 and the spatial filter 21, and the light on the one-dimensional solid-state imaging device 23. Is imaged.
ここで、XYステージ1が駆動され、一次元固体撮像素
子19および23からの信号が2値化回路114,11
5および論理和作成回路25を通してマイクロコンピュ
ータ27にとりこまれる。同時にマイクロコンピュータ
27はステージ制御系26を制御するため、異物が検出
された際の、XYステージ1の位置がマイクロコンピュ
ータ27内のメモリに記憶される。Here, the XY stage 1 is driven, and the signals from the one-dimensional solid-state image pickup devices 19 and 23 are binarized.
5 and the logical sum generation circuit 25 to be incorporated into the microcomputer 27. At the same time, since the microcomputer 27 controls the stage control system 26, the position of the XY stage 1 when a foreign substance is detected is stored in the memory inside the microcomputer 27.
異物の検出に際しては、あるしきい値を決めておき、そ
の値より大きな信号が入った場合、異物と判断する。When detecting a foreign substance, a certain threshold value is determined, and if a signal larger than that value is input, it is determined as a foreign substance.
以下、第21図に示した試料を検出した際の信号処理
を、第22ないし第28図を用いて説明する。The signal processing when the sample shown in FIG. 21 is detected will be described below with reference to FIGS. 22 to 28.
パタン7の形成されたレチクル5上に、微小異物6およ
び薄膜状異物118が載っている。The minute foreign matter 6 and the thin film foreign matter 118 are placed on the reticle 5 on which the pattern 7 is formed.
このレチクル5をXYステージ1上に載置しXステージ
により、方向124の走査をする。この場合、一次元固
体撮像素子19内の1素子からの信号を、第23図に示
した。微小異物6からの散乱光がピーク125となって
検出される。The reticle 5 is placed on the XY stage 1, and the X stage scans in the direction 124. In this case, a signal from one element in the one-dimensional solid-state image pickup element 19 is shown in FIG. The scattered light from the minute foreign matter 6 is detected as a peak 125.
また、一次元固体撮像素子23内の1素子からの信号
は、第23図に示した。薄膜状異物118からの信号が
ピーク126となって検出される。A signal from one element in the one-dimensional solid-state image pickup element 23 is shown in FIG. The signal from the thin-film foreign matter 118 is detected as a peak 126.
また、通常の透過光照明による検出信号を第22に示し
た。この信号は本実施例で、薄膜状異物照明部のランプ
をキセノンランプとし、空間フィルタ21および色フィ
ルタ22を除いた時に、一次元固体撮像素子23内の7
素子により検出される信号である。The 22nd detection signal obtained by ordinary transmitted light illumination is shown. In the present embodiment, this signal is 7 in the one-dimensional solid-state image pickup device 23 when the thin film foreign matter illuminating unit is a xenon lamp and the spatial filter 21 and the color filter 22 are removed.
This is the signal detected by the element.
この信号は、パタン7と、基板46を区別しているが、
微小異物6および薄膜状異物118を検出していない。
本発明による効果は、第22図と第23図および第24
図を比較すると明確である。This signal distinguishes between the pattern 7 and the substrate 46,
The minute foreign matter 6 and the thin-film foreign matter 118 are not detected.
The effect of the present invention is shown in FIGS. 22, 23 and 24.
It is clear when comparing the figures.
第23図および第28図に示した信号は、2値化114
および115内で設定されたしきい値127および12
8により2値化されそれぞれ第25図および第26図に
示した信号,ピーク129および130が得られる。論
理和作成回路25により第28図に示した信号が作ら
れ、マイクロコンピュータ27にとりこまれる。The signals shown in FIGS. 23 and 28 are binarized 114.
And the thresholds 127 and 12 set in 115
8 is binarized to obtain the signals and peaks 129 and 130 shown in FIGS. 25 and 26, respectively. The signal shown in FIG. 28 is generated by the logical sum generation circuit 25 and is incorporated in the microcomputer 27.
ここで、異物118の種類や空間フィルタ21の形状に
よっては、異物118のエッジが強調され信号133の
ようになることがある。この場合、2値化信号は、第2
6図,ピーク134,135となり、2つの異物として
カウントされるが、異物検出の本来の目的を達成すると
いう意味からはさしつかえない。Here, depending on the type of the foreign matter 118 and the shape of the spatial filter 21, the edge of the foreign matter 118 may be emphasized and become a signal 133. In this case, the binarized signal is the second
The peaks 134 and 135 in FIG. 6 are counted, and are counted as two foreign matters, but it does not matter in the sense that the original purpose of foreign matter detection is achieved.
マイクロコンピュータ27では、ステージ制御系26を
制御する際の信号から、この2つのピーク129および
130の位置131および132が計算される。In the microcomputer 27, the positions 131 and 132 of these two peaks 129 and 130 are calculated from the signal when controlling the stage control system 26.
ここで、第20図に示した回路構成によれば、アナログ
加算回路116により、第27図に示した信号が得ら
れ、2値化回路117により、第28図に示した2値化
信号が得られる。この信号がマイクロコンピュータ27
にとりこまれ、位置131および132が計算される。Here, according to the circuit configuration shown in FIG. 20, the analog addition circuit 116 obtains the signal shown in FIG. 27, and the binarization circuit 117 outputs the binarized signal shown in FIG. 28. can get. This signal is sent to the microcomputer 27
, Positions 131 and 132 are calculated.
以上、実施例により、本発明を説明した。この実施例で
は、ハーフミラー15,干渉フィルタ18および色フィ
ルタ22により、微小異物および薄膜状異物を別の検出
系で検出する構成とした。これにより2種の異物を区別
できる効果がある。The present invention has been described above with reference to the embodiments. In this embodiment, the half mirror 15, the interference filter 18, and the color filter 22 are used to detect minute foreign matter and thin-film foreign matter by another detection system. This has the effect of distinguishing the two types of foreign matter.
本発明によれば、マスク上に形成された回路パターンの
エッジから生じる反射散乱光と透過回折光に対して、高
感度で、即ち強調して、マスク上に存在する塊状異物か
らの反射散乱光を第1の一次元固体撮像素子で第1の画
素信号として検出すると共にマスク上に存在するガラス
基板と屈折率が異なる金属あるいは誘電体の薄膜状異物
からの透過回折光を第2の一次元固体撮像素子で第2の
画像信号として検出することができ、その結果マスク上
に存在する塊状異物と薄膜状異物とを同時に高信頼度で
検査することができる効果を奏する。According to the present invention, the reflected and scattered light from the block-like foreign substance existing on the mask is highly sensitive, that is, emphasized to the reflected and scattered light and the transmitted diffracted light generated from the edge of the circuit pattern formed on the mask. Is detected as a first pixel signal by the first one-dimensional solid-state image sensor, and transmitted diffracted light from a thin film foreign substance of a metal or a dielectric having a different refractive index from the glass substrate existing on the mask The solid-state image sensor can detect the second image signal, and as a result, the lump foreign substance and the thin film foreign substance existing on the mask can be inspected at the same time with high reliability.
第1図は本発明の一実施例のブロック図,第2図はステ
ージの断面図,第3図は照明部のブロック図,第4図は
レチクルの側面図、第5図は一次元固体撮像素子の斜視
図,第6図はレチクルの拡大図,第7図は射出光の偏光
方向を示した射視図,第8図,第10図および第11図
は第7図の平面図,第9図,第12図,第13図,第1
5図,第18図および第19図は空間フィルタの平面
図,第14図は検出部のブロック図,第16図は偏光フ
ィルタの平面図,第17図はパタンの平面図,第20図
は制御部のブロック図,第21図はレチクルの断面図,
第22図ないし第28図は信号を示す図である。 1……XYステージ,5……レチクル,8……He−N
eレーザ,31……He−Cdレーザ,13……対物レ
ンズ,16……空間フィルタ,17……偏光フィルタ,
21……空間フィルタ,19,23……一次元固体撮像
素子,27……マイクロコンピュータ。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a stage, FIG. 3 is a block diagram of an illumination unit, FIG. 4 is a side view of a reticle, and FIG. 5 is one-dimensional solid-state imaging. FIG. 6 is a perspective view of the device, FIG. 6 is an enlarged view of the reticle, FIG. 7 is a perspective view showing the polarization direction of the emitted light, and FIGS. 8, 10 and 11 are plan views of FIG. Figure 9, Figure 12, Figure 13, Figure 1
5, FIG. 18 and FIG. 19 are plan views of the spatial filter, FIG. 14 is a block diagram of the detector, FIG. 16 is a plan view of the polarization filter, FIG. 17 is a plan view of the pattern, and FIG. Fig. 21 is a block diagram of the control unit. Fig. 21 is a sectional view of the reticle.
22 to 28 are diagrams showing signals. 1 ... XY stage, 5 ... reticle, 8 ... He-N
e laser, 31 ... He-Cd laser, 13 ... Objective lens, 16 ... Spatial filter, 17 ... Polarization filter,
21 ... Spatial filter, 19, 23 ... One-dimensional solid-state imaging device, 27 ... Microcomputer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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61−65107(JP,A) 特開 昭59−65428(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Yukio Utsu 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Institute of Industrial Science, Hitachi, Ltd. (56) Reference JP-A-61-65107 (JP, A) Kai 59-65428 (JP, A)
Claims (8)
て2次元的に走査するテーブル走査手段と、該テーブル
走査手段で走査されるマスクの表面上に、垂直方向に対
して所定の角度傾斜した方向から垂直偏光レーザ光を集
光光学系により集光して静止照明する直線偏光レーザ光
の斜め集光静止照明手段と、該直線偏光レーザ光の斜め
集光静止照明手段で集光照射される照射点をほぼ通る垂
直光軸と同心状で前記直線偏光レーザ光より短い波長の
輪帯照明レーザ光を集光光学系により集光して前記マス
クの裏側から静止透過照明する輪帯照明レーザ光の集光
静止透過照明手段と、前記垂直光軸上に光軸を有するよ
うに前記マスクの表面側に配置されて前記直線偏光レー
ザ光の斜め集光静止照明手段による前記マスクの表面か
らの反射散乱光および前記輪帯照明レーザ光の集光静止
透過照明手段による前記マスクを透過して得られる透過
光を集光する対物レンズと、該対物レンズで集光された
反射散乱光と透過光とを分岐する分岐光学系と、該分岐
光学系により分岐して得られる光を互いに異なる波長に
より分離する波長分離手段と、前記分岐光学系により分
岐され、前記波長分離手段で分離される反射散乱光およ
び透過光の各々について前記対物レンズによって得られ
るマスク上のフーリエ変換像を共役面に再結像させるリ
レーレンズと、前記分岐光学系により分岐された光路に
おいて前記リレーレンズで再結像される共役なフーリエ
変換面に配置され、前記波長分離手段で分離される反射
散乱光の内前記対物レンズに入射する前記回路パターン
からの反射散乱光を遮光する第1の空間フィルタと、該
第1の空間フィルタを通して得られるマスク上に存在す
る塊状異物からの反射散乱光を受光して第1の画素信号
に変換する第1の一次元固体撮像素子と、前記分岐光学
系により分岐された光路において前記リレーレンズで再
結像される共役なフーリエ変換面に配置され、前記波長
分離手段で分離される透過光の内前記対物レンズに入射
する薄膜状異物以外の透過光を減少させる位相差板また
は第2の空間フィルタと、該位相差板または第2の空間
フィルタを通して得られる薄膜状異物からの回折光を受
光して第2の画素信号に変換する第2の一次元固体撮像
素子と、前記第1の一次元固体撮像素子から変換される
第1の画素信号と前記第2の一次元固体撮像素子から変
換される第2の画素信号によりマスク上に存在する塊状
異物と薄膜状異物とを検査する検査手段とを備えたこと
を特徴とするマスク上の異物検査装置。1. A table scanning means for placing a mask on which a circuit pattern is formed and scanning it two-dimensionally, and a predetermined angle with respect to the vertical direction on the surface of the mask scanned by the table scanning means. Obliquely converging static illumination means for linearly polarized laser light for concentrating vertically polarized laser light from a tilted direction by means of a condensing optical system and for static illumination, and converging and irradiating the linearly polarized laser light with oblique concentrating static illumination means. The annular illumination concentric with the vertical optical axis passing through the irradiation point and having a wavelength shorter than that of the linearly polarized laser light is condensed by a condensing optical system to perform static transmission illumination from the back side of the mask. From the surface of the mask by means of a stationary static illumination device for collecting laser light and an oblique focusing static illumination device for the linearly polarized laser light arranged on the surface side of the mask so as to have an optical axis on the vertical optical axis. The reflected scattered light And an objective lens for condensing the transmitted light obtained by passing through the mask by the condensing static transmission illumination means of the annular illumination laser light, and the reflected scattered light and the transmitted light condensed by the objective lens are branched. Branching optical system, wavelength separating means for separating light obtained by branching by the branching optical system into different wavelengths, and reflected scattered light and transmission that are branched by the branching optical system and are separated by the wavelength separating means. A relay lens for re-imaging the Fourier transform image on the mask obtained by the objective lens on each conjugate plane for each light, and a conjugate Fourier image re-formed by the relay lens in the optical path branched by the branching optical system. A first shield which is arranged on the conversion surface and shields the reflected and scattered light from the circuit pattern which is incident on the objective lens among the reflected and scattered light separated by the wavelength separating means. An inter-filter, a first one-dimensional solid-state image sensor that receives reflected scattered light from the lumpy foreign substance existing on the mask obtained through the first spatial filter, and converts the light into a first pixel signal; Of the transmitted light, which is arranged on the conjugate Fourier transform plane re-imaged by the relay lens in the optical path branched by the system and is separated by the wavelength separation means, the transmitted light other than the thin-film foreign matter incident on the objective lens Retardation plate or a second spatial filter for reducing light and a second primary for receiving diffracted light from a thin film foreign substance obtained through the retardation plate or the second spatial filter and converting the diffracted light into a second pixel signal. An original solid-state image sensor, a first pixel signal converted from the first one-dimensional solid-state image sensor and a second pixel signal converted from the second one-dimensional solid-state image sensor, and a block existing on the mask. An apparatus for inspecting foreign matter on a mask, comprising: an inspecting unit for inspecting the foreign matter and the thin-film foreign matter.
により分岐された各光路中に設置したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のマスク上の異物検査装置。2. The foreign matter inspection device on a mask according to claim 1, wherein the wavelength separating means is installed in each optical path branched by the branching optical system.
成して前記波長分離手段も一体化したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のマスク上の異物検査装置。3. An apparatus for inspecting foreign matter on a mask according to claim 1, wherein the branching optical system comprises a wavelength separating mirror and the wavelength separating means is also integrated.
光路中に更に偏光フィルタを設置したことを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のマスク上の異物検査装置。4. The foreign matter inspection device on a mask according to claim 1, further comprising a polarizing filter provided in the optical path of the reflected and scattered light separated by the branch optical system.
分岐光学系との間に設置したことを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載のマスク上の異物検査装置。5. The foreign matter inspection device on a mask according to claim 1, wherein the relay lens is installed between the objective lens and the branch optical system.
手段によって照射する傾斜角度を調整できるように構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマス
ク上の異物検査装置。6. An apparatus for inspecting foreign matter on a mask according to claim 1, wherein the inclination angle of the linearly polarized laser light emitted by the obliquely converging static illumination means can be adjusted.
と第2の画素信号との論理和をとる論理和回路を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のマスク上
の異物検査装置。7. The mask according to claim 1, further comprising, as the inspection means, a logical sum circuit for calculating a logical sum of the first pixel signal and the second pixel signal. Foreign matter inspection device.
的に走査し、該走査されるマスクの表面上に、垂直方向
に対して所定の角度傾斜した方向から直線偏光レーザ光
を集光光学系により集光して静止照明すると共に該集光
照射される照射点をほぼ通る垂直光軸と同心状で前記直
線偏光レーザ光より短い波長の輪帯照明レーザ光を集光
光学系により集光して前記マスクの裏側から静止透過照
明し、前記垂直光軸上に光軸を有するように配置された
対物レンズで、前記直線偏光レーザ光の斜め集光静止照
明による前記マスクの表面からの反射散乱光および前記
輪帯照明レーザ光の集光静止透過照明による前記マスク
を透過して得られる透過光を集光し、該対物レンズで集
光された反射散乱光と透過光とを分岐光学系により分岐
して互いに異なる波長により分離し、該分離された反射
散乱光について前記対物レンズによって得られるマスク
上のフーリエ変換像のリレーレンズによる共役面に配置
された空間フィルタによって前記対物レンズに入射する
前記回路パターンからの反射散乱光を遮光してマスク上
に存在する塊状異物からの反射散乱光を第1の一次元固
体撮像素子で受光して第1の画素信号に変換すると共に
前記分離された透過光について前記対物レンズによって
得られるマスク上のフーリエ変換像のリレーレンズによ
る共役面に配置された位相差板または空間フィルタによ
って前記対物レンズに入射する薄膜状異物以外の透過光
を減少させて該薄膜状異物からの回折光を第2の一次元
固体撮像素子で受光して第2の画素信号に変換し、前記
第1の一次元固体撮像素子から変換される第1の画素信
号と前記第2の一次元固体撮像素子から変換される第2
の画素信号によりマスク上に存在する塊状異物と薄膜状
異物とを検査することを特徴とするマスク上の異物検査
方法。8. A optics for two-dimensionally scanning a mask having a circuit pattern formed thereon and collecting linearly polarized laser light on the surface of the scanned mask from a direction inclined at a predetermined angle with respect to the vertical direction. The system collects the static illumination with the system and collects the ring-shaped illumination laser light, which is concentric with the vertical optical axis passing through the irradiation point to be focused and irradiated and has a shorter wavelength than the linearly polarized laser light, by the focusing optical system Then, static transmission illumination is performed from the back side of the mask, and the objective lens is arranged so as to have an optical axis on the vertical optical axis. An optical system that collects scattered light and the transmitted light obtained by passing through the mask by converging static transmission illumination of the annular illumination laser light and splits the reflected scattered light and the transmitted light collected by the objective lens. Branched off due to different from each other Reflection from the circuit pattern that is separated by the length and is incident on the objective lens by the spatial filter arranged on the conjugate plane of the Fourier transform image on the mask obtained by the objective lens of the separated reflected scattered light by the relay lens. The first-dimensional one-dimensional solid-state imaging device receives the scattered light reflected from the lumped foreign substance existing on the mask by shielding the scattered light, converts the scattered light into the first pixel signal, and the separated transmitted light is the objective lens. Diffraction from the thin-film foreign matter by reducing the transmitted light other than the thin-film foreign matter entering the objective lens by the phase difference plate or the spatial filter arranged on the conjugate plane of the Fourier transform image on the mask obtained by the relay lens. The light is received by the second one-dimensional solid-state image sensor, converted into a second pixel signal, and converted from the first one-dimensional solid-state image sensor. The is converted from the first pixel signal second one-dimensional solid-state image pickup element 2
The method for inspecting foreign matter on a mask, which comprises inspecting lumpy foreign matter and thin-film foreign matter existing on the mask by the pixel signal of 1.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP14951786A JPH0646182B2 (en) | 1986-06-27 | 1986-06-27 | Apparatus and method for inspecting foreign matter on mask |
US07/067,136 US4922308A (en) | 1986-06-27 | 1987-06-29 | Method of and apparatus for detecting foreign substance |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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---|---|
JPS636443A JPS636443A (en) | 1988-01-12 |
JPH0646182B2 true JPH0646182B2 (en) | 1994-06-15 |
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Family Applications (1)
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JPH0613963B2 (en) * | 1984-09-07 | 1994-02-23 | 株式会社日立製作所 | Surface defect inspection method |
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JPS636443A (en) | 1988-01-12 |
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