JPH09292347A - Foreign-material inspecting device - Google Patents
Foreign-material inspecting deviceInfo
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- JPH09292347A JPH09292347A JP8105031A JP10503196A JPH09292347A JP H09292347 A JPH09292347 A JP H09292347A JP 8105031 A JP8105031 A JP 8105031A JP 10503196 A JP10503196 A JP 10503196A JP H09292347 A JPH09292347 A JP H09292347A
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- photomask
- light
- light ray
- foreign matter
- optical system
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- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
Description
【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】従来のこの種の装置は、ビームスキャン
によって得られる明視野透過画像と明視野反射画像とを
用いて無欠陥の回路パターンの像を消去し、異物を検出
していた。2. Description of the Related Art A conventional apparatus of this type erases an image of a defect-free circuit pattern by using a bright-field transmission image and a bright-field reflection image obtained by beam scanning to detect a foreign substance.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
異物検査装置には、無欠陥の回路パターンの像を完全に
は消去できないという問題点があった。However, the conventional foreign matter inspection apparatus has a problem that the image of the defect-free circuit pattern cannot be completely erased.
【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、無欠陥の回路パターンの影響を受け
ることなく、簡易な信号処理によって異物のみを抽出可
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 provides a foreign matter inspection apparatus capable of extracting only foreign matter by simple signal processing without being affected by a defect-free circuit pattern. The purpose is to do.
【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、本発明によれば、所定のパターンが一の面にのみ描
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、フォトマスクから発する光線を集光する集光光
学系と、集光光学系によって集光された光を受光し、受
光した光の位相分布又は位相微分分布を計測可能な位相
分布又は位相微分分布測定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、照明光学系は、フ
ォトマスクを反射照明法によって照明する反射光学系、
又はフォトマスクを透過照明法によって照明する透過光
学系である。更に、集光光学系は、フォトマスクの一の
面より発する光線であってフォトマスクの他の面を透過
するものを集光するのが好ましい。To achieve the above object, according to the present invention, there is provided a foreign matter inspection device for optically detecting a foreign matter on a photomask having a predetermined pattern drawn on only one surface. Therefore, the illumination optical system that illuminates the photomask, the condensing optical system that condenses the light rays emitted from the photomask, and the light condensed by the condensing optical system is received, and the phase distribution or phase of the received light Provided is a foreign matter inspection apparatus including a phase distribution or phase differential distribution measuring means capable of measuring a differential distribution. In this case, the illumination optical system is a reflection optical system that illuminates the photomask by the reflection illumination method,
Alternatively, it is a transmission optical system that illuminates the photomask by a transmission illumination method. Furthermore, it is preferable that the condensing optical system condenses a light beam emitted from one surface of the photomask and transmitted through the other surface of the photomask.
【0006】[0006]
【発明の実施の形態】本発明においては、位相分布又は
位相微分分布測定手段により、回路パターンの像と異物
の像とを得る。この場合、フォトマスクの基板側から観
察された回路パターンは、エッジ部の斜面を持たないの
で、単純な位相分布で表され得る。このため、簡単な2
値化回路等によって回路パターンの像のみを消去し得、
もって、異物のみを容易に検出することが可能になる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, an image of a circuit pattern and an image of a foreign substance are obtained by means of the phase distribution or phase differential distribution measuring means. In this case, since the circuit pattern observed from the substrate side of the photomask does not have the slope of the edge portion, it can be represented by a simple phase distribution. For this reason, a simple 2
Only the image of the circuit pattern can be erased by the digitizing circuit,
Therefore, it becomes possible to easily detect only the foreign matter.
【0007】[0007]
【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、レーザとビームエキスパンダとで構成されている光
源1から射出された平行光線3は、ハーフミラーHM1
を透過し、光軸Ax2に沿って配置されているレンズL
3,L2を透過し、振動ミラーMmに到達する。振動ミ
ラーMmは、回転中心Mpを中心にして図1中の矢印方
向に振動する。回転中心Mpは、y軸に平行であり、対
物レンズL1の後側焦点位置近傍に位置させられてい
る。振動ミラーMmによって反射された光線3は、対物
レンズL1によって屈折され、フォトマスク4の回路パ
ターン描画面6上に集光し、光スポットを点状の検査領
域Pi上に形成する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Referring to FIG. 1 showing a first embodiment of the present invention, a parallel light beam 3 emitted from a light source 1 including a laser and a beam expander is a half mirror HM1.
And a lens L that is arranged along the optical axis Ax2.
After passing through L3 and L2, it reaches the vibrating mirror Mm. The vibrating mirror Mm vibrates in the direction of the arrow in FIG. 1 about the rotation center Mp. The rotation center Mp is parallel to the y-axis and is positioned near the rear focal position of the objective lens L1. The light beam 3 reflected by the vibrating mirror Mm is refracted by the objective lens L1 and is condensed on the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4 to form a light spot on the dot-shaped inspection region Pi.
【0008】回路パターン描画面6によって反射された
反射光線30は、ハーフミラーHM1まで元の光路を遡
る。反射光線30は、ハーフミラーHM1によって反射
され、レンズL4によって屈折され、チャンネル導波路
が形成されている導波路素子2の入射端面13上の一点
Pi’に結像する。所定の設計パラメータに基づいて製
造された導波路素子2内のチャンネル導波路は、入射端
面13より延びるダブルモード導波路領域と、2つの光
電変換素子16,17に延びる2つのシングルモード導
波路領域と、ダブルモード領域を2つのシングルモード
領域に分岐する導波路分岐領域とを有している。これら
の導波路の設計の手法は、例えば特開平4−20891
3号に詳述されている。The reflected light ray 30 reflected by the circuit pattern drawing surface 6 traces the original optical path to the half mirror HM1. The reflected light ray 30 is reflected by the half mirror HM1, refracted by the lens L4, and forms an image at a point Pi ′ on the incident end face 13 of the waveguide element 2 in which the channel waveguide is formed. The channel waveguide in the waveguide element 2 manufactured based on a predetermined design parameter includes a double mode waveguide area extending from the incident end face 13 and two single mode waveguide areas extending to the two photoelectric conversion elements 16 and 17. And a waveguide branch region that branches the double mode region into two single mode regions. The method of designing these waveguides is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 20891/1992.
No. 3 describes in detail.
【0009】導波路素子2に配設されている2つの光電
変換素子16,17への入射光量の差分が、差動回路7
によって演算される。差分信号D0は、点状の検査領域
Pi内の物体のx方向の光学的な傾斜成分に比例した出
力値となる。振動ミラーMmによって光スポットをx方
向に走査しつつ、フォトマスク保持部RH及び駆動部R
Aによってフォトマスク4をy方向に移動させることに
より、x−y面内の2次元の差分信号D0が得られる。
そして、その差分信号D0を光ビームの位置に対応させ
て記憶し、画像化することにより、2次元の位相分布像
が得られる。The difference between the amounts of light incident on the two photoelectric conversion elements 16 and 17 arranged in the waveguide element 2 is the differential circuit 7
Is calculated by The difference signal D0 has an output value proportional to the optical tilt component of the object in the point-shaped inspection region Pi in the x direction. While scanning the light spot in the x direction by the vibrating mirror Mm, the photomask holding unit RH and the driving unit R
By moving the photomask 4 in the y direction by A, a two-dimensional difference signal D0 in the xy plane is obtained.
Then, the difference signal D0 is stored in correspondence with the position of the light beam and imaged to obtain a two-dimensional phase distribution image.
【0010】ここで、上述のようにして得られる位相分
布像における、x方向の1本の走査線について考察す
る。図2(a)のフォトマスク4の回路パターン描画面
6を観察するにあたり、本発明においては、照明光の入
射方向はI1又はI2であり、観察方向はC2の方向で
ある。これは、回路パターン5のエッジ部分5E1,5
E2の影響を排除するためである。通常、フォトマスク
の回路パターンは写真食刻法によって形成されるため、
エッチング工程により、エッジ部分は、垂直な壁面とは
ならず、斜めの傾き成分を有する。この傾き成分の影響
を避けるため、本発明においては、C2方向から観察す
る。Here, consider one scanning line in the x direction in the phase distribution image obtained as described above. In observing the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4 of FIG. 2A, in the present invention, the incident direction of the illumination light is I1 or I2, and the observing direction is C2. This is the edge portion 5E1,5 of the circuit pattern 5.
This is to eliminate the influence of E2. Since the circuit pattern of the photomask is usually formed by photolithography,
Due to the etching process, the edge portion does not become a vertical wall surface but has an oblique inclination component. In order to avoid the influence of this inclination component, in the present invention, observation is performed from the C2 direction.
【0011】第1実施例における差分信号D0は、図2
(b)に示されているように、パターンエッジ部分にお
いて、ゼロレベルを中心にして、ビームサイズによって
決定する幅δ及び微小な信号値±ELを有する出力とな
る。パターンエッジ部分からの信号はクロム等の金属に
よる微小な位相ずれを表しており、各々が矩形状である
ので、図2(c)に示すように、ウインドコンパレータ
レベル±THを設定して出力値を2値化することによ
り、パターンエッジ部分からの信号を検出せずに、光透
過性異物等のフォトマスク4に付着した異物DUに係る
信号DU0の、ウインドコンパレータレベル±THを超
える部分DU0’のみを検出することができる。異物の
信号は矩形状にはならず、一般に、曲線を有する波形と
なる。The difference signal D0 in the first embodiment is shown in FIG.
As shown in (b), at the pattern edge portion, an output having a width δ determined by the beam size and a minute signal value ± EL is centered on the zero level. The signal from the pattern edge portion represents a minute phase shift due to a metal such as chrome, and each has a rectangular shape. Therefore, as shown in FIG. 2C, the window comparator level ± TH is set and the output value is set. Is binarized to detect a signal DU0 ′ related to the foreign substance DU attached to the photomask 4 such as a light-transmitting foreign substance without detecting the signal from the pattern edge portion, and the portion DU0 ′ exceeding the window comparator level ± TH. Only can be detected. The signal of a foreign substance does not have a rectangular shape but generally has a waveform having a curved line.
【0012】図1における信号処理部8は、上述したウ
インドコンパレータ等を内蔵しており、異物の信号のみ
を検出する。コンピュータ10は、信号処理部8、駆動
部RA、振動ミラーMm等を制御し、異物検査を行う。
ディスプレイ11は、検査結果をマップ状に表示する。
インターフェース12は、検査エリア、感度等をオペレ
ータが入力する部分であり、入力された情報は、コンピ
ュータ10に供給される。The signal processing unit 8 in FIG. 1 incorporates the above-mentioned window comparator and the like, and detects only the signal of foreign matter. The computer 10 controls the signal processing unit 8, the drive unit RA, the vibrating mirror Mm, and the like to perform a foreign matter inspection.
The display 11 displays the inspection result on a map.
The interface 12 is a portion where an operator inputs an inspection area, sensitivity, etc., and the input information is supplied to the computer 10.
【0013】図3は、本発明の第2実施例を示してい
る。上述した第1実施例では反射照明方法を用いていた
が、本第2実施例では透過照明方法を用いている。光源
1から射出された光線3は、レンズL5,L6を透過し
て平行光線となり、更にミラーM1によって光軸Ax1
に沿う光線となる。フォトマスク4の回路パターン描画
面6から発生する光線33は、対物レンズL1によって
屈折され、振動ミラーMmに達する。点Mpを中心にし
てその角度を変更可能な振動ミラーMmは、検査領域P
iを、照明光3が入射している領域内でx方向に走査す
る。光線33は、振動ミラーMmによって反射され、第
2対物レンズL2によって集光され、導波路素子2の入
射端面13上の一点Pi’に結像する。本第2実施例
は、照明方法のみが上述した第1実施例と異なり、他は
第1実施例と共通なので、その説明は省略する。本第2
実施例においては、回路パターン5を構成している金属
クロム部分で位相即ち光路差が変化しないので、第1実
施例よりも信号処理が簡単になる。FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. While the reflection illumination method is used in the above-described first embodiment, the transmission illumination method is used in the second embodiment. The light ray 3 emitted from the light source 1 passes through the lenses L5 and L6 to become a parallel light ray, and is further reflected by the mirror M1 to the optical axis Ax1.
It becomes a ray along. The light ray 33 generated from the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4 is refracted by the objective lens L1 and reaches the vibrating mirror Mm. The vibrating mirror Mm whose angle can be changed centering on the point Mp is
i is scanned in the x direction within the region where the illumination light 3 is incident. The light ray 33 is reflected by the vibrating mirror Mm, condensed by the second objective lens L2, and imaged at a point Pi ′ on the incident end face 13 of the waveguide element 2. The second embodiment is different from the above-described first embodiment only in the illumination method, and is otherwise common to the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted. Book second
In the embodiment, since the phase, that is, the optical path difference does not change in the metal chrome portion forming the circuit pattern 5, the signal processing becomes simpler than in the first embodiment.
【0014】図4は、本発明の第3実施例を示してい
る。光源1から射出された光線3は、紙面に平行な偏光
成分と紙面に垂直な偏光成分とを有している。偏光ビー
ムスプリッタPSB1は、紙面に平行な偏光成分を透過
させ、紙面に垂直な偏光成分を反射する。光線3は、偏
光ビームスプリッタPSB1によって偏光分離され、紙
面に平行な偏波面を有する直線偏光の光線46と紙面に
垂直な偏波面を有する直線偏光の光線50とに分かれて
進行する。光線46は、λ/4波長板QW2を透過して
右回りの円偏光の光線48となり、この光線48は、ミ
ラーM3によって反射され、レンズL7によって屈折さ
れ、レンズL7の焦点に集光する。レンズL3の焦点近
傍のハーフミラーHM2は、光線48の一部を反射す
る。反射された光線48は、レンズL2によって屈折さ
れてほぼ平行な光線となり、振動ミラーMmによって反
射され、対物レンズL1によって屈折され、フォトマス
ク4上の回路パターン描画面6上の検査領域Pi上に集
光する。FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. The light ray 3 emitted from the light source 1 has a polarization component parallel to the paper surface and a polarization component perpendicular to the paper surface. The polarization beam splitter PSB1 transmits a polarization component parallel to the paper surface and reflects a polarization component perpendicular to the paper surface. The light beam 3 is polarized and separated by the polarization beam splitter PSB1 and divided into a linearly polarized light beam 46 having a polarization plane parallel to the paper surface and a linearly polarized light beam 50 having a polarization plane perpendicular to the paper surface. The light ray 46 passes through the λ / 4 wave plate QW2 and becomes a clockwise circularly polarized light ray 48, which is reflected by the mirror M3, refracted by the lens L7, and condensed at the focal point of the lens L7. The half mirror HM2 near the focus of the lens L3 reflects a part of the light ray 48. The reflected light ray 48 is refracted by the lens L2 to become a substantially parallel light ray, is reflected by the vibrating mirror Mm, is refracted by the objective lens L1, and is on the inspection area Pi on the circuit pattern drawing surface 6 on the photomask 4. Collect light.
【0015】検査領域Piによって反射された光線49
は、元の光路を遡り、ハーフミラーHM2近傍の点P
i’で結像する。光線49は、ハーフミラーHM2によ
って一部が反射され、レンズL7によって屈折され、ほ
ぼ平行な光線となる。平行になった光線49は、ミラー
M3によって反射され、λ/4波長板QW2を透過して
紙面に垂直な偏波面を有する光線47となり、偏光ビー
ムスプリッタPBS1によって反射され、アナライザA
に向かう。Light ray 49 reflected by the inspection area Pi
Is a point P near the half mirror HM2, which traces the original optical path.
Image at i '. A part of the light ray 49 is reflected by the half mirror HM2 and refracted by the lens L7 to become a substantially parallel light ray. The parallel light ray 49 is reflected by the mirror M3, passes through the λ / 4 wave plate QW2 and becomes a light ray 47 having a polarization plane perpendicular to the paper surface, is reflected by the polarization beam splitter PBS1, and is analyzed by the analyzer A.
Head for.
【0016】一方、偏光ビームスプリッタPBS1によ
って反射された光線50は、λ/4波長板QW1を透過
して右回りの円偏光の光線44となる。光線44は、ミ
ラーM2によって反射され、光路長補正板LA1を透過
し、ハーフミラーHM2に至る。光線44の一部は、ハ
ーフミラーHM2を透過し、レンズL2によって屈折さ
れ、対物レンズL1の後側焦点付近に集光する。光線4
4は、振動ミラーMmによって反射され、対物レンズL
1によって屈折されてほぼ平行な光線となり、フォトマ
スク4の回路パターン描画面6に至り、この回路パター
ン描画面6上の広い照明領域Prを照明する。On the other hand, the light ray 50 reflected by the polarization beam splitter PBS1 passes through the λ / 4 wave plate QW1 and becomes a clockwise circularly polarized light ray 44. The light ray 44 is reflected by the mirror M2, passes through the optical path length correction plate LA1, and reaches the half mirror HM2. A part of the light ray 44 passes through the half mirror HM2, is refracted by the lens L2, and is condensed near the rear focus of the objective lens L1. Ray 4
4 is reflected by the vibrating mirror Mm, and the objective lens L
The light rays are refracted by 1 and become substantially parallel rays, reach the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4, and illuminate a wide illumination region Pr on the circuit pattern drawing surface 6.
【0017】光線44は、回路パターン描画面6によっ
て反射されて光線45となり、この光線45は元の光路
を遡る。光線45は、対物レンズL1に入射し、後側焦
点付近に集光し、振動ミラーMmによって反射され、レ
ンズL2によってほぼ平行な光線となる。光線45は、
その一部がハーフミラーHM2を透過し、光路長補正板
LA1を透過し、ミラーM2によって反射され、λ/4
波長板QW1に至る。光線45は、λ/4波長板QW1
を透過して紙面に平行な偏波面を有する直線偏光の光線
51となり、この光線51は、偏光ビームスプリッタP
BS1を透過し、アナライザAに向かう。The light ray 44 is reflected by the circuit pattern drawing surface 6 to become a light ray 45, and the light ray 45 traces the original optical path. The light ray 45 enters the objective lens L1, is condensed near the rear focal point, is reflected by the vibrating mirror Mm, and becomes a substantially parallel light ray by the lens L2. Ray 45
A part of the light passes through the half mirror HM2, the light path length correction plate LA1, and the light is reflected by the mirror M2.
It reaches the wave plate QW1. The light ray 45 is a λ / 4 wave plate QW1.
Through the light beam and becomes a linearly polarized light ray 51 having a polarization plane parallel to the paper surface.
It goes through BS1 and goes to analyzer A.
【0018】光線51と光線47とは、回路パターン描
画面6上の異なる面積で反射された、互いに直交する偏
波面を有する2つの直線偏光である。光線51は、参照
用の光波となる。光線51及び光線47は、アナライザ
Aを透過して可干渉な光線52となり、この光線52
は、光電変換素子22に入射する。光電変換素子22
は、光検知面23上の光波の強度に比例した信号18を
出力する。光線3が単一周波数の場合、信号18は、光
線51と光線47との間の光路差によって変調される、
ホモダインの干渉信号となる。また、光線3が互いに直
交する直線偏光の2つの異なる周波数を有している場
合、信号18はビート信号となり、周知のヘテロダイン
方式の干渉計技術により、光線51と光線47との間の
光路差を検出することができる。The light ray 51 and the light ray 47 are two linearly polarized lights having polarization planes orthogonal to each other, which are reflected by different areas on the circuit pattern drawing surface 6. The light ray 51 becomes a reference light wave. The light ray 51 and the light ray 47 are transmitted through the analyzer A and become a coherent light ray 52.
Enters the photoelectric conversion element 22. Photoelectric conversion element 22
Outputs a signal 18 proportional to the intensity of the light wave on the light detection surface 23. If ray 3 has a single frequency, signal 18 is modulated by the optical path difference between rays 51 and 47,
It becomes a homodyne interference signal. When the light ray 3 has two different frequencies of linearly polarized light which are orthogonal to each other, the signal 18 becomes a beat signal, and the optical path difference between the light ray 51 and the light ray 47 is obtained by the known heterodyne interferometer technique. Can be detected.
【0019】光線51と光線47との間の光路差は、フ
ォトマスク4の回路パターン描画面6の広い照明領域P
rの平均的な位相と微小スポットである検査領域Pi内
の位相との間の位相の差を表す。従って、光線51と光
線47との間の光路差を、振動ミラーMmによるビーム
スキャンとフォトマスク4のy方向の並進移動とを組み
合わせて測定することにより、2次元の位相分布を測定
することができる。これは、光線51の光路長は、それ
が平均値であるので、照明領域Prの位置がフォトマス
ク4の回路パターン描画面6のどこにあっても、殆ど変
わらないのに対し、光線47の光路長は、検査領域Pi
内の微小な物体によって鋭敏に変動するためである。図
4における信号18は、光量/位相変換部19により、
位相を表す電気信号となり、信号処理部8に入力され
る。信号処理部8以降の処理は、前述した第1実施例及
び第2実施例と共通であるので、その説明は省略する。The optical path difference between the light ray 51 and the light ray 47 is determined by the wide illumination area P of the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4.
The phase difference between the average phase of r and the phase in the inspection area Pi, which is a minute spot, is represented. Therefore, the two-dimensional phase distribution can be measured by measuring the optical path difference between the light ray 51 and the light ray 47 by combining the beam scanning by the vibrating mirror Mm and the translational movement of the photomask 4 in the y direction. it can. This is because the optical path length of the light ray 51 is an average value, so that the position of the illumination region Pr is almost the same regardless of where on the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4, the optical path of the light ray 47 is changed. The length is the inspection area Pi
This is because it is sensitive to the minute objects inside. The signal 18 in FIG. 4 is converted by the light quantity / phase converter 19 into
It becomes an electrical signal representing the phase and is input to the signal processing unit 8. The processes after the signal processor 8 are the same as those in the first and second embodiments described above, and the description thereof will be omitted.
【0020】図5は、本発明の第4実施例を示してい
る。本第4実施例は、上述した第3実施例と同様に、2
つの光波の光路差によって位相分布を計測する異物検査
装置である。但し、本第4実施例では透過照明とビーム
スポットスキャンとを組み合わせて実現するため、参照
用の光波のフォトマスクの照明領域が、第3実施例では
円形であったのに対し、本第4実施例ではy方向に延在
する直線状の照明領域となっている。光源1より出射し
た光線3は、偏光ビームスプリッタPBS3によって偏
光分離され、紙面に平行な偏波面を有する光線54と、
紙面に垂直な偏波面を有する光線55とになる。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention. The fourth embodiment is similar to the third embodiment described above in that
The foreign matter inspection device measures the phase distribution by the optical path difference between two light waves. However, in the fourth embodiment, since the transmission illumination and the beam spot scan are combined, the illumination area of the photomask of the reference light wave is circular in the third embodiment, whereas the fourth embodiment is different. In the embodiment, it is a linear illumination area extending in the y direction. The light beam 3 emitted from the light source 1 is polarized and separated by the polarization beam splitter PBS3, and the light beam 54 has a plane of polarization parallel to the plane of paper.
The light beam 55 has a plane of polarization perpendicular to the plane of the paper.
【0021】光線55は、プローブ用の光線であり、ミ
ラーM7、レンズL8、偏光ビームスプリッタPBS
5、レンズL9、及び振動ミラーMmを経て、対物レン
ズL10に入射し、フォトマスク4の回路パターン描画
面6上の検査領域Piにビームスポットを形成する。光
線55は、フォトマスク4を透過し、対物レンズL1で
屈折されてほぼ平行な光線となり、偏光ビームスプリッ
タPBS4によって反射され、ミラーM4、及び光路長
補正板LA2を経、偏光ビームスプリッタPBS2によ
って反射され、系外に出る。A light ray 55 is a light ray for a probe, and includes a mirror M7, a lens L8, and a polarization beam splitter PBS.
5, the light passes through the lens L9 and the vibrating mirror Mm, enters the objective lens L10, and forms a beam spot in the inspection region Pi on the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4. The light ray 55 passes through the photomask 4, is refracted by the objective lens L1, becomes a substantially parallel light ray, is reflected by the polarization beam splitter PBS4, passes through the mirror M4 and the optical path length correction plate LA2, and is reflected by the polarization beam splitter PBS2. And get out of the system.
【0022】一方、参照用の光線54は、ミラーM6に
よって反射され、y方向に屈折力を持たないシリンドリ
カルレンズSL1により、偏光ビームスプリッタPBS
5付近に、y方向に長手方向を有する線状に集光する。
光線54は、レンズL9、振動ミラーMm、レンズL1
0を経て、フォトマスク4の回路パターン描画面6上
に、再び線状に集光する。光線54は、フォトマスク
4、レンズL1、及び偏光ビームスプリッタPBS4を
透過する。光線54は、偏光ビームスプリッタPBS4
付近に、x方向に長手方向を有する線状に集光し、x方
向に屈折力を持たないシリンドリカルレンズSL2に至
る。光線54は、シリンドリカルレンズSL2によって
屈折されて光線55と同様な平行光線となり、ミラーM
5を経て、偏光ビームスプリッタPBS2を透過する。
光線55及び光線54は、アナライザAを透過して可干
渉な光線56となる。On the other hand, the reference light beam 54 is reflected by the mirror M6 and is polarized by the cylindrical lens SL1 having no refracting power in the y direction.
In the vicinity of 5, the light is condensed into a linear shape having a longitudinal direction in the y direction.
The light ray 54 includes a lens L9, a vibrating mirror Mm, and a lens L1.
After passing 0, the light is linearly focused again on the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4. The light ray 54 passes through the photomask 4, the lens L1, and the polarization beam splitter PBS4. The light beam 54 is the polarization beam splitter PBS4.
In the vicinity, the light is condensed into a linear shape having a longitudinal direction in the x direction and reaches the cylindrical lens SL2 having no refractive power in the x direction. The light ray 54 is refracted by the cylindrical lens SL2 to become a parallel light ray similar to the light ray 55, and the mirror M
After passing through 5, the light beam passes through the polarization beam splitter PBS2.
The rays 55 and 54 are transmitted through the analyzer A and become a coherent ray 56.
【0023】本第4実施例も、微小な検査領域Piに関
する光線55と、線状の照明領域Prに関する光線54
との間の光路差を検出することにより、物体の位相分布
を測定する。検査領域Pi及び照明領域Prは、振動ミ
ラーMmの偏向に伴い、フォトマスク4の回路パターン
描画面6内を同時に光走査する。本第4実施例における
光学系は、ホモダインでもヘテロダインでも構成可能で
ある。また、光電変換素子22以降は、第3実施例と実
質的に同じ機能を有するので、その説明を省略する。本
第4実施例は、回路パターン5のエッジ部分における位
相差が検出されないので、信号処理は、第3実施例にお
けるそれよりも容易になる。Also in the fourth embodiment, the light ray 55 relating to the minute inspection area Pi and the light ray 54 relating to the linear illumination area Pr.
The phase distribution of the object is measured by detecting the optical path difference between and. The inspection area Pi and the illumination area Pr simultaneously optically scan the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4 as the vibrating mirror Mm is deflected. The optical system in the fourth embodiment can be constituted by homodyne or heterodyne. Further, the photoelectric conversion element 22 and the subsequent elements have substantially the same function as that of the third embodiment, and thus the description thereof will be omitted. In the fourth embodiment, since the phase difference at the edge portion of the circuit pattern 5 is not detected, the signal processing becomes easier than that in the third embodiment.
【0024】図6は、本発明の第5実施例を示してい
る。本第5実施例は、図4に示されている第3実施例と
本質的に同等である。第3実施例では、プローブ用の光
線のフォトマスク内の検査領域Piと参照用の光線のフ
ォトマスク内の照明領域Prとの間に、著しい差があっ
た。本第5実施例では、ミラーM8,M9及び偏光ビー
ムスプリッタPBS6,PBS7によって構成されてい
るマッハ・ツェンダー干渉装置内の2つの光路内にそれ
ぞれ配設されているエキスパンダの倍率を互いに異なる
値に設定し、検査領域Piの面積と照明領域Prの面積
とを、互いに異なるものにしている。このため、検査領
域Piを照明するときの開口角と照明領域Prを照明す
るときの開口角とを異ならせている。FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention. The fifth embodiment is essentially equivalent to the third embodiment shown in FIG. In the third embodiment, there was a significant difference between the inspection area Pi in the photomask of the light beam for the probe and the illumination area Pr in the photomask of the light beam for the reference. In the fifth embodiment, the magnifications of the expanders respectively arranged in the two optical paths in the Mach-Zehnder interferometer constituted by the mirrors M8 and M9 and the polarization beam splitters PBS6 and PBS7 are set to different values. The area of the inspection area Pi and the area of the illumination area Pr are set to be different from each other. Therefore, the opening angle when illuminating the inspection region Pi and the opening angle when illuminating the illumination region Pr are made different.
【0025】光源1より出射した光線57は、ハーフミ
ラーHM3を透過し、偏光ビームスプリッタPBS7に
よって偏光分離され、光線58と光線59とになる。光
線59は、参照用の光線であり、レンズL14、アパー
チャAP2、レンズL13、反射ミラーM8、及び偏光
ビームスプリッタPBS6を経、振動ミラーMmによっ
て反射され、対物レンズL1によって屈折され、照明領
域Prを照明し、フォトマスク4の回路パターン描画面
6によって反射され、光線60となる。光線60は、元
の光路を遡り、アナライザAに至る。一方、プローブ用
の光線58は、レンズL12、アパーチャAP1、レン
ズL11、ミラーM9、及び偏光ビームスプリッタPB
S6を経て、振動ミラーMmに至る。光線58は、対物
レンズL1によって屈折され、フォトマスク4の回路パ
ターン描画面6上で検査領域Pi内を照明する。光線5
8は、回路パターン描画面6によって反射され、光線6
1となる。光線61は、元の光路を遡り、アナライザA
に至る。The light ray 57 emitted from the light source 1 passes through the half mirror HM3 and is polarized and separated by the polarization beam splitter PBS7 to be a light ray 58 and a light ray 59. The light ray 59 is a reference light ray, passes through the lens L14, the aperture AP2, the lens L13, the reflection mirror M8, and the polarization beam splitter PBS6, is reflected by the vibrating mirror Mm, is refracted by the objective lens L1, and illuminates the illumination region Pr. It is illuminated and reflected by the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4 to become a light ray 60. The light ray 60 traces the original optical path to reach the analyzer A. On the other hand, the light beam 58 for the probe includes the lens L12, the aperture AP1, the lens L11, the mirror M9, and the polarization beam splitter PB.
The vibration mirror Mm is reached via S6. The light ray 58 is refracted by the objective lens L1 and illuminates the inspection area Pi on the circuit pattern drawing surface 6 of the photomask 4. Ray 5
8 is reflected by the circuit pattern drawing surface 6 and
It becomes 1. The light ray 61 goes back to the original optical path and passes through the analyzer A.
Leading to.
【0026】光線61及び光線60は、アナライザAに
よって可干渉な光線62となって光電変換素子22に入
射する。光電変換素子22は出力信号18を出力する。
信号処理等は、前述した第3実施例と同じであるので、
その説明は省略する。The light ray 61 and the light ray 60 become a coherent light ray 62 by the analyzer A and enter the photoelectric conversion element 22. The photoelectric conversion element 22 outputs the output signal 18.
Since the signal processing and the like are the same as those in the third embodiment described above,
The description is omitted.
【0027】図7は、本発明の第6実施例を示してい
る。本第6実施例は、上述した第5実施例の変形例であ
る。これらの間の唯一の相違は対物レンズL1であり、
本第6実施例では、対物レンズL1に2重焦点レンズを
用いている。紙面に垂直な偏波面を有する光線58の焦
点は回路パターン描画面6上にある一方、紙面に平行な
偏波面を有する光線59の焦点はフォトマスク4の非回
路パターン描画面g上にある。光線59は、参照用の光
線であり、本実施例では、検査領域Pi及び照明領域P
rを互いに異なる面上に設けている。参照用の光線59
は、検査領域Piよりも大きい面積の照明領域Prを照
明し、非回路パターン描画面g上の異物等によって光路
長が変化しないようにしている。本第6実施例では、参
照光線が、金属の回路パターンによって位相変調される
ことがない。FIG. 7 shows a sixth embodiment of the present invention. The sixth embodiment is a modification of the above-mentioned fifth embodiment. The only difference between these is the objective lens L1,
In the sixth embodiment, a double focus lens is used as the objective lens L1. The focus of the light ray 58 having the plane of polarization perpendicular to the paper surface is on the circuit pattern drawing surface 6, while the focus of the light ray 59 having the plane of polarization parallel to the paper surface is on the non-circuit pattern drawing surface g of the photomask 4. The light ray 59 is a reference light ray, and in the present embodiment, the inspection area Pi and the illumination area P.
r are provided on different surfaces. Reference ray 59
Illuminates an illumination region Pr having a larger area than the inspection region Pi so that the optical path length is not changed by foreign matter on the non-circuit pattern drawing surface g. In the sixth embodiment, the reference light beam is not phase-modulated by the metal circuit pattern.
【0028】[0028]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回路パ
ターンを、単純な位相分布の像として得ることができ、
容易に異物と弁別することができる。また、本発明によ
れば、フォトマスクの回路パターン描画面の位相分布を
基板側から観察するので、回路パターンのエッジ部分の
斜面の影響を受けることがない。As described above, according to the present invention, a circuit pattern can be obtained as an image of a simple phase distribution,
It can be easily distinguished from foreign matter. Further, according to the present invention, since the phase distribution of the circuit pattern drawing surface of the photomask is observed from the substrate side, it is not affected by the slope of the edge portion of the circuit pattern.
【0029】第1及び第2実施例によれば、導波路素子
を用いて位相分布を測定するので、光学系の光路長に揺
らぎ等が存在しても、測定誤差が生じない。第2及び第
4実施例によれば、透過照明法を用いているので、回路
パターンを形成する遮光部材(例えばCrOx膜)の像
が検出されず、従って、遮光部材による位相変化を考慮
せずに信号処理が行える。第6実施例によれば、干渉計
測法に使用される参照光線を、フォトマスク基板の非回
路パターン描画面から反射させる構成なので、導波路素
子を用いずに、第1実施例とほぼ同等の性能のシステム
を構成することができる。According to the first and second embodiments, since the phase distribution is measured by using the waveguide element, the measurement error does not occur even if there is fluctuation in the optical path length of the optical system. According to the second and fourth embodiments, since the transillumination method is used, the image of the light blocking member (for example, CrOx film) forming the circuit pattern is not detected, and therefore the phase change due to the light blocking member is not considered. Signal processing can be performed. According to the sixth embodiment, the reference light beam used in the interferometric method is reflected from the non-circuit pattern drawing surface of the photomask substrate, so that it is almost the same as the first embodiment without using the waveguide element. A system of performance can be configured.
【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】本発明に係る異物検査装置における検査原理を
説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the inspection principle of the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.
【図3】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. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a second embodiment of the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.
【図4】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. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a third embodiment of the foreign matter inspection device according to the present invention.
【図5】本発明に係る異物検査装置の第4実施例の構成
を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a fourth embodiment of the foreign matter inspection device according to the present invention.
【図6】本発明に係る異物検査装置の第5実施例の構成
を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the foreign matter inspection device according to the present invention.
【図7】本発明に係る異物検査装置の第6実施例の構成
を示す概略図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a sixth embodiment of the foreign matter inspection apparatus according to the present invention.
2 導波路素子 4 フォトマスク 5 回路パターン 6 回路パターン描画面 13 入射端面 16 光電変換素子 17 光電変換素子 22 光電変換素子 A アナライザ D0 差分信号 LA 光路長補正板 Pi 検査領域 Pr 照明領域 QW λ/4波長板 RH フォトマスク保持部 SL シリンドリカルレンズ 2 Waveguide element 4 Photomask 5 Circuit pattern 6 Circuit pattern drawing surface 13 Incident end face 16 Photoelectric conversion element 17 Photoelectric conversion element 22 Photoelectric conversion element A Analyzer D0 Differential signal LA Optical path length correction plate Pi Inspection area Pr Illumination area QW λ / 4 Wave plate RH Photomask holding section SL Cylindrical lens
Claims (4)
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発する光線を集光する集光光学系
と、 前記集光光学系によって集光された光を受光し、受光し
た光の位相分布又は位相微分分布を計測可能な位相分布
又は位相微分分布測定手段と、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 having a predetermined pattern drawn on only one surface, the illumination optical system illuminating the photomask, and the photomask. A condensing optical system for condensing a light beam emitted from the optical system, and a phase distribution or phase differential distribution measuring means capable of receiving the light condensed by the condensing optical system and measuring the phase distribution or phase differential distribution of the received light. A foreign matter inspection apparatus comprising:
反射照明法によって照明する反射光学系である請求項1
に記載の異物検査装置。2. The reflection optical system, wherein the illumination optical system illuminates the photomask by a reflection illumination method.
A foreign matter inspection device according to item 1.
透過照明法によって照明する透過光学系である請求項1
に記載の異物検査装置。3. The illumination optical system is a transmission optical system that illuminates the photomask by a transmission illumination method.
A foreign matter inspection device according to item 1.
前記一の面より発する光線であって前記フォトマスクの
他の面を透過するものを集光する請求項1〜3のいずれ
か一項に記載の異物検査装置。4. The condensing optical system condenses a light beam emitted from the one surface of the photomask, which is transmitted through the other surface of the photomask. The foreign matter inspection device according to the item.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8105031A JPH09292347A (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Foreign-material inspecting device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8105031A JPH09292347A (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Foreign-material inspecting device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09292347A true JPH09292347A (en) | 1997-11-11 |
Family
ID=14396660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8105031A Withdrawn JPH09292347A (en) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | Foreign-material inspecting device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09292347A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6894774B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-05-17 | Hoya Corporation | Method of defect inspection of graytone mask and apparatus doing the same |
JP2009162593A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Nec Corp | Defect inspection method and defect inspection apparatus of microstructure |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP8105031A patent/JPH09292347A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6894774B2 (en) | 2001-08-10 | 2005-05-17 | Hoya Corporation | Method of defect inspection of graytone mask and apparatus doing the same |
JP2009162593A (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Nec Corp | Defect inspection method and defect inspection apparatus of microstructure |
US8614415B2 (en) | 2007-12-28 | 2013-12-24 | Nec Corporation | Defect inspection method of fine structure object and defect inspection apparatus |
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