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JPH09288064A - Foreign-body detection apparatus - Google Patents

Foreign-body detection apparatus

Info

Publication number
JPH09288064A
JPH09288064A JP8099933A JP9993396A JPH09288064A JP H09288064 A JPH09288064 A JP H09288064A JP 8099933 A JP8099933 A JP 8099933A JP 9993396 A JP9993396 A JP 9993396A JP H09288064 A JPH09288064 A JP H09288064A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
photomask
foreign matter
light beam
flux
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP8099933A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsuneyuki Hagiwara
恒幸 萩原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP8099933A priority Critical patent/JPH09288064A/en
Publication of JPH09288064A publication Critical patent/JPH09288064A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a foreign-body detection apparatus which can detect even a flat foreign body by a method wherein light from a photomask is set to a polarization state so as to be divided into two luminous fluxes, the phase difference between both luminous fluxes is adjusted so as to adjust their amplitude, both luminous fluxes are synthesized in a position in which optical path lengths of both luminous fluxes agree and their intensity distribution is observed. SOLUTION: A luminous flux I1 is made incident on an inspection point Pi at Brewster's angle of a photomask 8. A luminous flux I2 which is reflected and scattered enters a prism 12 via a lens 10 and a filter S, its polarization component is reflected to the direction of a luminous flux LS by a reflecting face 11, and a P-polarized component is transmitted through the direction of a luminous flux LP. The luminous flux LP enters a prism 17 via an optical wedge 15, and it is transmitted through a reflecting face 18 so as to be directed to an analyzer 19. The luminous flux LS is reflected by the reflecting face 18 via an optical-path-length compensation plate 16 so as to be directed to the analyzer 19. The luminous fluxes LS, LP are superposed so as to be changed into a luminous flux 14, and the luminous flux is image- formed on a photoelectric conversion element 20 via a lens L and a mirror M1. The imaged signal of the element 20 is processed by a signal processing part, a foreign body is extracted so as to be communicated to a computer 22, and an inspection result is displayed on a display 24.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、異物検査装置に関
し、特に半導体装置等の回路パターンが描画されている
フォトマスク上の異物を光学的に検出する装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a foreign matter inspection apparatus, and more particularly to an apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a circuit pattern of a semiconductor device or the like is drawn.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のフォトマスク上の異物を検出する
装置としては例えば特公昭63−64738号公報に記
載されているものが知られており、この従来装置は、フ
ォトマスク上にレーザ光を照射する照射光学系と、フォ
トマスクからの散乱・回折光を受光する複数のディテク
タとを備えている。そして、この装置は、異物からの散
乱光の指向性と回路パターンからの散乱光の指向性とが
互いに異なることを利用して異物を検出していた。具体
的には複数のディテクタからの信号の論理積をとり、論
理値が「1」の場合はフォトマスク上に異物が付着して
いるものとしていた。
2. Description of the Related Art As a conventional device for detecting foreign matter on a photomask, there is known one disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 63-64738, and this conventional device detects laser light on the photomask. An irradiation optical system for irradiating and a plurality of detectors for receiving scattered / diffracted light from the photomask are provided. Then, this device detects the foreign matter by utilizing the fact that the directivity of the scattered light from the foreign matter and the directivity of the scattered light from the circuit pattern are different from each other. Specifically, the logical product of the signals from a plurality of detectors is calculated, and when the logical value is "1", it is assumed that foreign matter is attached on the photomask.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be Solved by the Invention]

【0003】上述の従来の異物検査装置は、異物を照明
し、発生する散乱光のうち高次の空間周波数成分のみを
抽出してフォトマスク上の異物を検出していた。ところ
で、検出対象の異物が平坦状又は低段差のものである場
合、高次の空間周波数成分の散乱強度は小さくなる。こ
のため、上述の異物検査装置には、平坦状又は低段差の
異物の検出が困難であるという問題点があった。
The above-described conventional foreign matter inspection apparatus illuminates the foreign matter and detects only the high-order spatial frequency components of the generated scattered light to detect the foreign matter on the photomask. By the way, when the foreign matter to be detected is flat or has a low step, the scattering intensity of the high-order spatial frequency component becomes small. Therefore, the above-described foreign matter inspection apparatus has a problem that it is difficult to detect a foreign matter having a flat shape or a low step.

【0004】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、フォトマスク上に存在する平坦状又
は低段差の異物を検出可能な異物検査装置を提供するこ
とを目的としている。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object thereof is to provide a foreign matter inspection apparatus capable of detecting a foreign matter having a flat or low step existing on a photomask. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の形態によれば、所定のパターンが描
画されているフォトマスク上の異物を光学的に検出する
異物検査装置であって、フォトマスクを照明する照明光
学系と、フォトマスクからの光を偏光状態に応じて第1
の光束と第2の光束とに分離する光束分離手段と、第1
の光束と第2の光束との間の相対的な位相差を調整する
位相差調整手段と、第1の光束の光波の振幅及び第2の
光束の光波の振幅の少なくとも一方を調整する振幅調整
手段と、第1の光束の光路長と第2の光束の光路長とが
実質的に等しくなる位置に配設される光束合成手段であ
って、それらの間の相対的な位相差が調整され且つそれ
らの光波の振幅の少なくとも一方が調整された第1の光
束と第2の光束とを合成するものと、光束合成手段によ
って合成された光束の強度分布を観察する観察手段とを
具備する異物検査装置が提供される。この場合におい
て、異物検査装置は、フォトマスクからの光の0次成分
を遮断する正反射光束遮断手段を有しているのが好まし
い。また、照明光学系から射出される照明光は、フォト
マスクに斜めに、例えば、そのフォトマスクに使用され
ている透明基板材料のブリュースター角で入射するのが
好ましい。
In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a foreign matter inspection apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a predetermined pattern is drawn is provided. Therefore, the illumination optical system for illuminating the photomask and the first light depending on the polarization state of the light from the photomask
First light beam separating means for separating the second light beam and the second light beam,
Phase difference adjusting means for adjusting a relative phase difference between the second light flux and the second light flux, and an amplitude adjustment for adjusting at least one of the amplitude of the light wave of the first light flux and the amplitude of the light wave of the second light flux. Means and a light flux combining means arranged at a position where the optical path lengths of the first light flux and the second light flux are substantially equal, and the relative phase difference between them is adjusted. And a foreign matter having a means for synthesizing the first light flux and the second light flux whose amplitudes of at least one of the light waves are adjusted, and an observing means for observing the intensity distribution of the light flux synthesized by the light flux synthesizing means. An inspection device is provided. In this case, it is preferable that the foreign matter inspection device has a specular reflection light beam blocking means for blocking the 0th order component of the light from the photomask. Further, it is preferable that the illumination light emitted from the illumination optical system is obliquely incident on the photomask, for example, at the Brewster angle of the transparent substrate material used for the photomask.

【0006】本発明の第2の形態よれば、所定のパター
ンが描画されているフォトマスク上の異物を光学的に検
出する異物検査装置であって、フォトマスクを照明する
照明光学系と、フォトマスクからの光を偏光状態に応じ
て第1の光束と第2の光束とに分離し、それらの間の相
対的な位相差を調整し、且つそれらの間の相対的な位相
差が調整された第1の光束と第2の光束とを合成する位
相調整手段と、位相調整手段によって合成された光束の
強度分布を観察する観察手段とを具備する異物検査装置
が提供される。この場合において、異物検査装置は、フ
ォトマスクからの光の0次成分を遮断する正反射光束遮
断手段を有しているのが好ましい。また、照明光学系か
ら射出される照明光は、フォトマスクに斜めに、例え
ば、そのフォトマスクに使用されている透明基板材料の
ブリュースター角で入射するのが好ましい。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a foreign matter inspection device for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a predetermined pattern is drawn, the illumination optical system for illuminating the photomask, and the photomask. The light from the mask is split into a first light flux and a second light flux according to the polarization state, the relative phase difference between them is adjusted, and the relative phase difference between them is adjusted. There is provided a foreign matter inspection apparatus including a phase adjusting unit that combines the first light flux and the second light flux, and an observing unit that observes the intensity distribution of the light flux combined by the phase adjusting unit. In this case, it is preferable that the foreign matter inspection device has a specular reflection light beam blocking means for blocking the 0th order component of the light from the photomask. Further, it is preferable that the illumination light emitted from the illumination optical system is obliquely incident on the photomask, for example, at the Brewster angle of the transparent substrate material used for the photomask.

【0007】本発明の第3の形態によれば、所定のパタ
ーンが描画されているフォトマスク上の異物を光学的に
検出する異物検査装置であって、フォトマスクを照明す
る照明光学系と、フォトマスクからの光を偏光状態に応
じて第1の光束と第2の光束とに分離する光束分離手段
と、光束分離手段によって分離された第1の光束の強度
分布及び第2の光束の強度分布をそれぞれ測定する第1
及び第2の光電変換手段と、第1及び第2の光電変換手
段からの信号に基づいて異物を検出する信号処理手段と
を具備する異物検査装置が提供される。この場合におい
て、異物検査装置は、フォトマスクからの光の0次成分
を遮断する正反射光束遮断手段を有しているのが好まし
い。また、照明光学系から射出される照明光は、フォト
マスクに斜めに、例えば、そのフォトマスクに使用され
ている透明基板材料のブリュースター角で入射するのが
好ましい。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a foreign matter inspection device for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a predetermined pattern is drawn, the illumination optical system illuminating the photomask, A light beam separating means for separating the light from the photomask into a first light beam and a second light beam according to the polarization state, and an intensity distribution of the first light beam and an intensity of the second light beam separated by the light beam separating means. First to measure each distribution
Also provided is a foreign matter inspection apparatus comprising: a second photoelectric conversion means; and a signal processing means for detecting a foreign matter based on signals from the first and second photoelectric conversion means. In this case, it is preferable that the foreign matter inspection device has a specular reflection light beam blocking means for blocking the 0th order component of the light from the photomask. Further, it is preferable that the illumination light emitted from the illumination optical system is obliquely incident on the photomask, for example, at the Brewster angle of the transparent substrate material used for the photomask.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明においては、フォトマスク
を、斜め入射する照明光、好ましくはフォトマスクの透
明基板(例えば石英ガラス)のブリュースター角付近の
入射角で入射する照明光で照明し、この照明光によって
発生する反射・散乱光を、入射面に対してのS偏光成分
とP偏光成分とに分離する。また、照明光即ち入射光の
有する偏光特性を調整することにより、回路パターンか
ら発生する散乱光に含まれる、S偏光成分の波面の振幅
とP偏光成分の波面の振幅とをほぼ一致させる。このよ
うな入射光の条件の下では、平坦状の異物から発生する
散乱光は、S偏光成分が多く、P偏光成分が少ない。こ
れは、平坦状の異物が殆ど有機物で光透過性の誘電体で
あり、その屈折率がフォトマスクの透明基板のそれとほ
ぼ等しいためである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, a photomask is illuminated with obliquely incident illumination light, preferably illumination light incident at an incident angle near the Brewster's angle of a transparent substrate (eg, quartz glass) of the photomask. The reflected / scattered light generated by this illumination light is separated into an S-polarized component and a P-polarized component with respect to the incident surface. Further, by adjusting the polarization characteristic of the illumination light, that is, the incident light, the amplitude of the wavefront of the S-polarized component and the amplitude of the wavefront of the P-polarized component contained in the scattered light generated from the circuit pattern are made to substantially match. Under such incident light conditions, the scattered light generated from the flat foreign matter has many S-polarized components and few P-polarized components. This is because the flat foreign matter is almost an organic substance and a light-transmitting dielectric substance, and its refractive index is almost equal to that of the transparent substrate of the photomask.

【0009】さて、入射光のP偏光成分は、フォトマス
クの透明基板部分をほぼ100%透過する。しかし、S
偏光成分はその数10%が反射されるため、S偏光成分
による回路パターン像(の振幅分布)とP偏光成分によ
る回路パターン像(の振幅分布)との間に、透明基板下
地の反射率の相違に起因する差異が生ずる。本発明にお
いては、対物レンズの瞳位置に配設した0次光遮断フィ
ルタにより、平坦な透明基板下地部分による正反射成分
を除去し、S偏光成分による回路パターン像の振幅分布
とP偏光成分による回路パターン像の振幅分布とを相似
にし、それらの間の振幅比と位相とを調整し、回路パタ
ーンの像を消滅させる。このような設定の下で残存する
光学像は、平坦状異物の像となる。
Almost 100% of the P-polarized component of incident light passes through the transparent substrate portion of the photomask. However, S
Since several tens of percent of the polarized component is reflected, the reflectance of the underlying substrate of the transparent substrate between the circuit pattern image (amplitude distribution) of the S polarized component and the circuit pattern image (amplitude distribution) of the P polarized component is Differences arise due to differences. In the present invention, the zero-order light blocking filter disposed at the pupil position of the objective lens removes the specular reflection component due to the flat transparent substrate base portion, and the amplitude distribution of the circuit pattern image due to the S polarization component and the P polarization component are used. The circuit pattern image is made similar to the amplitude distribution, the amplitude ratio and phase between them are adjusted, and the circuit pattern image disappears. The optical image remaining under such setting becomes an image of a flat foreign matter.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本発明の第1実施例を示す図1を参照する
に、直線偏光の偏波面を有するレーザである光源1から
射出された光束I0は、λ/2波長板HWを通過し、任
意の向きの偏波面を有する直線偏光の光束I1になる。
λ/2波長板HW1の結晶の光学軸の向きを調整するこ
とにより、光束I1の偏波面の向きを調整することが可
能である。検査対象となるフォトマスク8のパターンが
描画された面SCには、クロムパターンCrが成形され
ている。この面SCが検査対象の面であり、この面上の
光透過性異物の検出を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1 showing the first embodiment of the present invention, a light beam I0 emitted from a light source 1 which is a laser having a plane of polarization of linearly polarized light passes through a λ / 2 wave plate HW and has an arbitrary direction. It becomes a linearly polarized light beam I1 having a plane of polarization.
By adjusting the direction of the optical axis of the crystal of the λ / 2 wave plate HW1, it is possible to adjust the direction of the polarization plane of the light beam I1. A chrome pattern Cr is formed on the surface SC on which the pattern of the photomask 8 to be inspected is drawn. This surface SC is the surface to be inspected, and the light transmissive foreign matter on this surface is detected.

【0011】フォトマスク8は、保持部材94によって
保持されており、駆動部98によってxy平面内で平行
移動させられ得る。検査点Piに向けて出射された光束
I1は、フォトマスク8に対してθ1の角度で入射す
る。本実施例においては、フォトマスク8の透明基板と
して使用されている石英ガラスのブリュースター角とな
るように、θ1=33.7°に設定されている。光束I
1のフォトマスク8による正反射方向に光軸AXを設定
し、その光軸AXに沿ってレンズ10等が配設されてい
る。レンズ10は、その前側焦点面を検査面Piに位置
させられている。レンズ10の焦点距離fの約1倍の位
置に後側焦点面が形成されるが、その位置に0次光遮断
フィルタSが設けられている。この0次光遮断フィルタ
Sは、光束I1のフォトマスク8による正反射光を阻止
する。
The photomask 8 is held by a holding member 94 and can be translated in the xy plane by a driving unit 98. The light beam I1 emitted toward the inspection point Pi is incident on the photomask 8 at an angle of θ1. In this embodiment, θ1 = 33.7 ° is set so that the Brewster angle of quartz glass used as the transparent substrate of the photomask 8 is obtained. Luminous flux I
The optical axis AX is set in the regular reflection direction by the photomask 8 of No. 1, and the lens 10 and the like are arranged along the optical axis AX. The front focal plane of the lens 10 is located on the inspection plane Pi. The rear focal plane is formed at a position approximately 1 times the focal length f of the lens 10, and the 0th-order light blocking filter S is provided at that position. The 0th-order light blocking filter S blocks the specularly reflected light of the light flux I1 from the photomask 8.

【0012】検査点Piによって反射・散乱された光束
I2は、レンズ10、及び0次光遮断フィルタSを通過
し、プリズム12に達する。プリズム12の反射面11
は、偏光ビームスプリッタになっており、S偏光成分を
光束LSの方向に反射すると共に、P偏光成分を光束L
Pの方向に透過させる。光束LPは、光路上に配設され
ている光学楔15を通過し、プリズム17に達する。反
射面18は、偏光ビームスプリッタになっており、P偏
光の光束LPを通過させ、光束LPはアナライザ19に
向かう。同時に、光束LSは、光路上に配設されている
光路長補償板16を通過し、プリズム17に達する。光
束LSは、プリズム17内で反射され、この光束LSは
S偏光であるので反射面18によって反射され、プリズ
ム17外に出る。
The light beam I2 reflected and scattered by the inspection point Pi passes through the lens 10 and the 0th-order light blocking filter S and reaches the prism 12. Reflection surface 11 of prism 12
Is a polarization beam splitter, which reflects the S-polarized component in the direction of the light beam LS and at the same time reflects the P-polarized component in the light beam L.
The light is transmitted in the P direction. The light flux LP passes through the optical wedge 15 arranged on the optical path and reaches the prism 17. The reflecting surface 18 is a polarization beam splitter, which allows the P-polarized light beam LP to pass therethrough, and the light beam LP is directed to the analyzer 19. At the same time, the light flux LS passes through the optical path length compensation plate 16 disposed on the optical path and reaches the prism 17. The light flux LS is reflected inside the prism 17, and since this light flux LS is S-polarized light, it is reflected by the reflecting surface 18 and goes out of the prism 17.

【0013】プリズム17の反射面18以降では、光束
LP及び光束LSは、重畳されて光束I3となり、アナ
ライザ19を通過して光束I4となる。この光束I4
は、レンズLを通過し、ミラーM1によって反射され、
例えば1次元の電荷結合型撮像素子(CCD)からなる
光電変換素子20の受光面に結像する。アナライザ19
は光束LP及び光束LSの偏光方向を同一し、これによ
り、光束LP及び光束LSは可干渉となり、もって、光
電変換素子20の受光面には、被検フォトマスク8のS
偏光の像とP偏光の像との干渉像が形成される。
After the reflecting surface 18 of the prism 17, the light beam LP and the light beam LS are superposed on each other to form a light beam I3, and pass through an analyzer 19 to form a light beam I4. This luminous flux I4
Passes through the lens L and is reflected by the mirror M1,
For example, an image is formed on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 20 including a one-dimensional charge coupled image pickup element (CCD). Analyzer 19
And the light flux LP and the light flux LS have the same polarization direction, and thus the light flux LP and the light flux LS become coherent, so that the light receiving surface of the photoelectric conversion element 20 has the S of the photomask 8 under test.
An interference image of the polarized image and the P-polarized image is formed.

【0014】光電変換素子20から出力される撮像信号
SIGは信号処理部21に入力され、信号処理部21
は、周知の信号処理技術により、光透過性異物の描出を
行う。また、信号処理部21は、コンピュータ22と通
信して所定の信号処理を行い、コンピュータ22は、異
物の検査結果をディスプレイ24に表示する。また、コ
ンピュータ22は、インターフェース23とも通信す
る。オペレータは、インターフェース23に検査内容を
入力する。検査内容としては、例えば検出感度、検査領
域(面積、位置)等の情報が挙げられる。
The image pickup signal SIG output from the photoelectric conversion element 20 is input to the signal processing section 21, and the signal processing section 21.
Uses a well-known signal processing technique to depict a light-transmitting foreign substance. Further, the signal processing unit 21 communicates with the computer 22 to perform predetermined signal processing, and the computer 22 displays the inspection result of the foreign matter on the display 24. The computer 22 also communicates with the interface 23. The operator inputs the inspection content into the interface 23. Examples of the inspection content include information such as detection sensitivity and inspection area (area, position).

【0015】実際の異物検査時には、通常は、先ず、図
1に示されているアナライザ19の向きを、光束LP,
LSの偏光方向に対して45°の角度をなす偏光成分を
通過させるように設定する。次に、フォトマスク8を移
動し、照明領域内に複数の回路パターンを含んでいるク
ロムパターンCrの密集部分と検査点Piとを一致させ
る。この時、光電変換素子20上の干渉像の強度を測定
しつつ、光学楔15を操作して光束LPの光路長を変化
させる。そして、クロムパターンCrの密集部分の干渉
像の強度が最小になる位置に、光学楔15を固定する。
次に、λ/2板HWを回転させつつクロムパターンCr
の密集部分の干渉像の強度を測定し、その強度が最小に
なる位置に、λ/2板HWを固定する。上述の操作によ
り、クロムパターンCrの密集部分から発生する散乱光
のS偏光成分における位相及び振幅とP偏光成分におけ
る位相及び振幅とをほぼ同一にすることができ、クロム
パターンCrの密集部分の干渉像を実質的に消去するこ
とができる。
When actually inspecting a foreign substance, first, the direction of the analyzer 19 shown in FIG.
It is set so that a polarization component having an angle of 45 ° with respect to the polarization direction of LS is passed. Next, the photomask 8 is moved so that the dense portion of the chrome pattern Cr including a plurality of circuit patterns in the illumination area and the inspection point Pi coincide with each other. At this time, while measuring the intensity of the interference image on the photoelectric conversion element 20, the optical wedge 15 is operated to change the optical path length of the light flux LP. Then, the optical wedge 15 is fixed at a position where the intensity of the interference image in the dense portion of the chrome pattern Cr is minimized.
Next, while rotating the λ / 2 plate HW, the chromium pattern Cr
The intensity of the interference image of the dense portion of is measured, and the λ / 2 plate HW is fixed at the position where the intensity is minimized. By the above-described operation, the phase and amplitude of the S-polarized component and the phase and amplitude of the P-polarized component of the scattered light generated from the dense portion of the chrome pattern Cr can be made almost the same, and the interference of the dense portion of the chrome pattern Cr can be achieved. The image can be substantially erased.

【0016】図2(a)は、マスクブランクMB上のク
ロムパターンCrの密集部分を拡大して示す図である。
この例においては、クロムパターンCrが等間隔に並ん
でいる。図2(b)は、アナライザ19(図1)を通過
した可干渉の2つの光波WS,WPの波面を示してお
り、縦軸Aは振幅を表している。クロムパターンCrか
らの散乱光WSの位相及び振幅と散乱光WPにおける位
相及び振幅とはそれぞれほぼ同一になっているので、干
渉像は、図2(c)に示すように、何ら現れない。ここ
で、縦軸tは強度を表している。
FIG. 2A is an enlarged view showing a dense portion of the chromium pattern Cr on the mask blank MB.
In this example, the chromium patterns Cr are arranged at equal intervals. FIG. 2B shows the wavefronts of the two coherent light waves WS and WP that have passed through the analyzer 19 (FIG. 1), and the vertical axis A represents the amplitude. Since the phase and amplitude of the scattered light WS from the chrome pattern Cr and the phase and amplitude of the scattered light WP are substantially the same, no interference image appears, as shown in FIG. 2 (c). Here, the vertical axis t represents the intensity.

【0017】図3(a)は、マスクブランクMB上に光
透過性の異物Dが存在する例を示す図である。図3
(b)は、アナライザ19(図1)を通過した可干渉の
2つの光波WS,WPの波面を示しており、S偏光成分
の光波WSは、異物Dの反射率が一般的に高いため、図
3(b)に示すような、0次光の欠如した、かなりの振
幅を有する波面となる一方、P偏光成分の光波WPは、
異物Dの反射率が一般的に非常に低いため、非常に小さ
な振幅を有する波面となる。従って、得られる干渉像
は、図3(c)に示すように、0次光の欠如した、シュ
リーレン法による像と等価の画像が得られる。
FIG. 3A is a diagram showing an example in which the light-transmissive foreign matter D exists on the mask blank MB. FIG.
(B) shows the wavefronts of the two coherent light waves WS and WP that have passed through the analyzer 19 (FIG. 1). Since the light wave WS of the S-polarized component generally has a high reflectance for the foreign matter D, As shown in FIG. 3 (b), the wavefront having a considerable amplitude without the 0th-order light is obtained, while the lightwave WP of the P-polarized component is
Since the reflectance of the foreign matter D is generally very low, the wavefront has a very small amplitude. Therefore, as shown in FIG. 3C, the obtained interference image is an image equivalent to the image by the Schlieren method in which the 0th-order light is absent.

【0018】図4は、本発明の第2実施例を示してい
る。この第2実施例も、原理的には上述した第1実施例
と実質的に同一である。ただし、第1実施例では、プリ
ズム12とプリズム17とによってマッハ・ツエンダー
干渉計を構成し、2つの光路のうちの一方に光学楔を設
けて位相差を与えていたのに対し、第2実施例では、バ
ビネ・ソレイユ・コンペンセータBが、それに代わる作
用をする。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In principle, this second embodiment is also substantially the same as the above-mentioned first embodiment. However, in the first embodiment, the Mach-Zehnder interferometer is configured by the prism 12 and the prism 17, and the optical wedge is provided in one of the two optical paths to give the phase difference, whereas in the second embodiment. In the example, Babine Soleil Compensator B acts in its place.

【0019】図4において、光束I2が0次光遮断フィ
ルタSに達する付近までの構成は、図1に示されている
第1実施例のそれと同様である。光束I2は、ミラーM
2によって反射され、バビネ・ソレイユ・コンペンセー
タBに達する。バビネ・ソレイユ・コンペンセータB
は、プリズムPR1,PR2,PR3によって構成され
ている。プリズムPR3は、ネジNによってその位置を
調整され得、このネジNを操作してプリズムPR3の位
置を調整することにより、バビネ・ソレイユ・コンペン
セータBに入射するP偏光成分(紙面に平行な偏光)と
S偏光成分(紙面に垂直な偏光)との間の位相差を変化
させることができる。
In FIG. 4, the configuration until the light beam I2 reaches the 0th-order light blocking filter S is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The light beam I2 is reflected by the mirror M.
It is reflected by 2 and reaches Babinet Soleil Compensator B. Babinet Soleil Compensator B
Is composed of prisms PR1, PR2 and PR3. The position of the prism PR3 can be adjusted by a screw N, and by operating this screw N to adjust the position of the prism PR3, a P-polarized light component (polarized light parallel to the paper surface) incident on the Babinet-Soleil compensator B is polarized. It is possible to change the phase difference between the S polarization component and the S polarization component (polarization perpendicular to the paper surface).

【0020】従って、バビネ・ソレイユ・コンペンセー
タBとλ/2波長板HWとをそれぞれ第1実施例と同様
に調整することにより、本第2実施例においても、第1
実施例と同様な干渉画像を得ることができる。なお、本
第2実施例においても、アナライザ19は、P偏光成分
及びS偏光成分と45°の角度をなす偏光成分を通過さ
せる向きに固定する。
Therefore, by adjusting the Babinet-Soleil compensator B and the .lamda. / 2 wave plate HW in the same manner as in the first embodiment, the first embodiment is also performed in the second embodiment.
An interference image similar to that in the embodiment can be obtained. In addition, also in the second embodiment, the analyzer 19 is fixed so as to pass the polarization component that makes an angle of 45 ° with the P polarization component and the S polarization component.

【0021】図5は、本発明の第3実施例を示してい
る。図5において、光束I2が0次光遮断フィルタSに
達する付近までの構成は、図1に示されている第1実施
例のそれと同様である。光束I2は、0次光遮断フィル
タSを通過し、偏光ビームスプリッタPBSに達する。
偏光ビームスプリッタPBSは、S偏光成分を光束LS
の方向に反射すると共に、P偏光成分を光束LPの方向
に透過させる。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the configuration until the light flux I2 reaches the 0th-order light blocking filter S is the same as that of the first embodiment shown in FIG. The light flux I2 passes through the 0th-order light blocking filter S and reaches the polarization beam splitter PBS.
The polarization beam splitter PBS converts the S polarization component into a light flux LS.
And the P-polarized component is transmitted in the direction of the light beam LP.

【0022】光束LPは、瞳近傍位置に配設されている
光電変換素子20Pの受光面に入射する。光電変換素子
20Pから出力される撮像信号は、光量バランス調整部
30Pにおいてその振幅を調整され、振幅を調整された
撮像信号は、コンパレータ31の反転入力端子に入力す
る。一方、光束LSは、瞳近傍位置に配設されている光
電変換素子20Sの受光面に入射する。光電変換素子2
0Sから出力される撮像信号は、光量バランス調整部3
0Sにおいてその振幅を調整され、振幅を調整された撮
像信号は、コンパレータ31の非反転入力端子に入力す
る。コンパレータ31から出力される信号は信号処理部
21に入力され、信号処理部21は、周知の信号処理技
術により、光透過性異物の描出を行う。また、信号処理
部21は、コンピュータ22と通信して所定の信号処理
を行い、コンピュータ22は、異物の検査結果をディス
プレイ24に表示する。また、コンピュータ22は、イ
ンターフェース23とも通信する。
The light beam LP is incident on the light receiving surface of the photoelectric conversion element 20P arranged near the pupil. The amplitude of the image pickup signal output from the photoelectric conversion element 20P is adjusted by the light amount balance adjustment unit 30P, and the image pickup signal whose amplitude is adjusted is input to the inverting input terminal of the comparator 31. On the other hand, the light flux LS is incident on the light-receiving surface of the photoelectric conversion element 20S arranged near the pupil. Photoelectric conversion element 2
The image pickup signal output from 0S is the light amount balance adjustment unit 3
The amplitude is adjusted in 0S, and the image pickup signal whose amplitude is adjusted is input to the non-inverting input terminal of the comparator 31. The signal output from the comparator 31 is input to the signal processing unit 21, and the signal processing unit 21 draws the light transmissive foreign substance by a known signal processing technique. Further, the signal processing unit 21 communicates with the computer 22 to perform predetermined signal processing, and the computer 22 displays the inspection result of the foreign matter on the display 24. The computer 22 also communicates with the interface 23.

【0023】図6(a)は、図2(a)と同様の図であ
り、マスクブランクMB上のクロムパターンCrの密集
部分と光透過性異物Dとを拡大して示している。図6
(b)は、0次光遮断フィルタSを通過する前の2つの
光波WS,WPの波面を示しており、縦軸tは強度を表
している。また、図6(c)は、0次光遮断フィルタS
を通過した後の2つの光波WS,WPの波面を示してお
り、縦軸tは強度を表している。
FIG. 6 (a) is a view similar to FIG. 2 (a), and shows the dense portion of the chromium pattern Cr on the mask blank MB and the light transmissive foreign matter D in an enlarged manner. FIG.
(B) shows the wavefronts of the two light waves WS and WP before passing through the 0th-order light blocking filter S, and the vertical axis t represents the intensity. In addition, FIG. 6C shows a zero-order light blocking filter S.
Shows the wavefronts of the two light waves WS and WP after passing through, and the vertical axis t represents the intensity.

【0024】0次光遮断フィルタSを通過した後の2つ
の光波WS,WPの波面の強度は、図6(c)に示され
ているように、光透過性異物Dに対応する部分を除いて
ほぼ同じようになる。従って、光量バランス調整部30
S,30Pで2つの光波WS,WPの強度を調整した後
にコンパレータ31でそれらの間の差を取り、更に、信
号処理部21が、しきい値±THを設けて信号処理する
ることにより、図6(d)に示すように、光透過性異物
Dの画像DSのみが得られる。なお、本第3実施例で
は、光電変換素子20S,20Pを瞳位置近傍に配置し
ているが、それに代えて、検査領域と共役な結像面に配
置してもよい。また、コンパレータ31として減算器を
用いているが、除算器を用いてもよい。
The intensity of the wavefronts of the two light waves WS and WP after passing through the 0th-order light blocking filter S, as shown in FIG. 6C, excludes the portion corresponding to the light-transmissive foreign matter D. Will be almost the same. Therefore, the light quantity balance adjustment unit 30
After adjusting the intensities of the two light waves WS and WP with S and 30P, the difference between them is taken out with the comparator 31, and further, the signal processing unit 21 performs the signal processing by providing the threshold value ± TH. As shown in FIG. 6D, only the image DS of the light transmissive foreign matter D is obtained. In the third embodiment, the photoelectric conversion elements 20S and 20P are arranged near the pupil position, but instead, they may be arranged on the image plane conjugate with the inspection area. Further, although the subtracter is used as the comparator 31, a divider may be used.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回路パ
ターンの画像を殆ど消滅させ、平坦状又は低段差の異物
のみを検出することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to almost eliminate the image of the circuit pattern and detect only the foreign matter having a flat or low step.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る異物検査装置の第1実施例の構成
を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a first embodiment of a foreign matter inspection device according to the present invention.

【図2】回路パターンの像を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an image of a circuit pattern.

【図3】平坦状異物の像を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an image of a flat foreign matter.

【図4】本発明に係る異物検査装置の第2実施例の構成
を示す概略図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a second embodiment of the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.

【図5】本発明に係る異物検査装置の第3実施例の構成
を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of a third embodiment of the foreign matter inspection device according to the present invention.

【図6】回路パターン及び平坦状異物の像を説明する図
である。
FIG. 6 is a diagram illustrating an image of a circuit pattern and a flat foreign matter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8 フォトマスク 12 プリズム 15 光学楔 16 光路長補償板 17 プリズム 19 アナライザ 20 光電変換素子 31 コンパレータ 94 保持部材 AX 光軸 B バビネ・ソレイユ・コンペンセータ HW λ/2波長板 N ネジ PBS 偏光ビームスプリッタ Pi 検査点 S 0次光遮断フィルタ 8 Photomask 12 Prism 15 Optical wedge 16 Optical path length compensator 17 Prism 19 Analyzer 20 Photoelectric conversion element 31 Comparator 94 Holding member AX Optical axis B Babinet-Soleil compensator HW λ / 2 Wave plate N screw PBS Polarizing beam splitter Pi Inspection point S 0th-order light blocking filter

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定のパターンが描画されているフォト
マスク上の異物を光学的に検出する異物検査装置であっ
て、 前記フォトマスクを照明する照明光学系と、 前記フォトマスクからの光を偏光状態に応じて第1の光
束と第2の光束とに分離する光束分離手段と、 前記第1の光束と前記第2の光束との間の相対的な位相
差を調整する位相差調整手段と、 前記第1の光束の光波の振幅及び前記第2の光束の光波
の振幅の少なくとも一方を調整する振幅調整手段と、 前記第1の光束の光路長と前記第2の光束の光路長とが
実質的に等しくなる位置に配設される光束合成手段であ
って、それらの間の相対的な位相差が調整され且つそれ
らの光波の振幅の少なくとも一方が調整された前記第1
の光束と前記第2の光束とを合成するものと、 前記光束合成手段によって合成された光束の強度分布を
観察する観察手段と、を具備する異物検査装置。
1. A foreign matter inspection apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a predetermined pattern is drawn, comprising: an illumination optical system for illuminating the photomask; and polarization of light from the photomask. A light beam separating means for separating a first light beam and a second light beam according to a state, and a phase difference adjusting means for adjusting a relative phase difference between the first light beam and the second light beam. An amplitude adjusting means for adjusting at least one of an amplitude of a light wave of the first light flux and an amplitude of a light wave of the second light flux, and an optical path length of the first light flux and an optical path length of the second light flux. The first and second light flux synthesizing means arranged at substantially equal positions, wherein a relative phase difference between them is adjusted and at least one of amplitudes of light waves thereof is adjusted.
The foreign matter inspection apparatus, comprising: a light beam combining unit and a second light beam combining unit for observing an intensity distribution of the light beam combined by the light beam combining unit.
【請求項2】 所定のパターンが描画されているフォト
マスク上の異物を光学的に検出する異物検査装置であっ
て、 前記フォトマスクを照明する照明光学系と、 前記フォトマスクからの光を偏光状態に応じて第1の光
束と第2の光束とに分離し、それらの間の相対的な位相
差を調整し、且つそれらの間の相対的な位相差が調整さ
れた前記第1の光束と前記第2の光束とを合成する位相
調整手段と、 前記位相調整手段によって合成された光束の強度分布を
観察する観察手段と、を具備する異物検査装置。
2. A foreign matter inspection apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a predetermined pattern is drawn, comprising an illumination optical system for illuminating the photomask, and polarizing light from the photomask. The first light flux is divided into a first light flux and a second light flux according to a state, a relative phase difference between them is adjusted, and a relative phase difference between them is adjusted. A foreign matter inspection device, comprising: a phase adjusting unit that combines the second light flux and an observing unit that observes an intensity distribution of the light flux combined by the phase adjusting unit.
【請求項3】 所定のパターンが描画されているフォト
マスク上の異物を光学的に検出する異物検査装置であっ
て、 前記フォトマスクを照明する照明光学系と、 前記フォトマスクからの光を偏光状態に応じて第1の光
束と第2の光束とに分離する光束分離手段と、 前記光束分離手段によって分離された前記第1の光束の
強度分布及び前記第2の光束の強度分布をそれぞれ測定
する第1及び第2の光電変換手段と、 前記第1及び第2の光電変換手段からの信号に基づいて
前記異物を検出する信号処理手段と、を具備する異物検
査装置。
3. A foreign matter inspection apparatus for optically detecting a foreign matter on a photomask on which a predetermined pattern is drawn, comprising an illumination optical system for illuminating the photomask, and polarizing light from the photomask. A light beam splitting unit that splits the light beam into a first light beam and a second light beam according to the state, and an intensity distribution of the first light beam and an intensity distribution of the second light beam that are split by the light beam splitting unit are measured. A foreign matter inspection apparatus, comprising: first and second photoelectric conversion means that perform the above; and signal processing means that detects the foreign matter based on signals from the first and second photoelectric conversion means.
【請求項4】 前記フォトマスクからの光の0次成分を
遮断する正反射光束遮断手段を有する請求項1〜3のい
ずれか一項に記載の異物検査装置。
4. The foreign matter inspection apparatus according to claim 1, further comprising a specular reflection light beam blocking unit that blocks a 0th-order component of light from the photomask.
【請求項5】 前記照明光学系から射出される照明光
が、前記フォトマスクに斜め入射する請求項1〜4のい
ずれか一項に記載の異物検査装置。
5. The foreign matter inspection apparatus according to claim 1, wherein the illumination light emitted from the illumination optical system obliquely enters the photomask.
【請求項6】 前記照明光学系から射出される照明光
が、前記フォトマスクに、そのフォトマスクに使用され
ている透明基板材料のブリュースター角で入射する請求
項5に記載の異物検査装置。
6. The foreign matter inspection apparatus according to claim 5, wherein the illumination light emitted from the illumination optical system is incident on the photomask at a Brewster angle of a transparent substrate material used for the photomask.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005274173A (en) * 2004-03-23 2005-10-06 Japan Science & Technology Agency Foreign matter / surface inspection method and apparatus on inspection object such as wafer substrate, transparent glass for liquid crystal display, and the like
JP2008051812A (en) * 2006-08-17 2008-03-06 Asml Netherlands Bv Particle detecting system, and lithography apparatus having such particle detecting system
JP2010160148A (en) * 2009-12-24 2010-07-22 Toyota Motor Corp Organic substance actualization method

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